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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS REGIANE FILGUEIRA BÔTO AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES NO ESTADO FRESCO DA ARGAMASSA ESTABILIZADA PARA USO EM CHAPISCOS DE PAREDES E TETOS COM SUBSTITUIÇÃO DE AREIA NATURAL POR AREIA DE BRITAGEM Cruz das Almas 2023 REGIANE FILGUEIRA BÔTO AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES NO ESTADO FRESCO DA ARGAMASSA ESTABILIZADA PARA USO EM CHAPISCOS DE PAREDES E TETOS COM SUBSTITUIÇÃO DE AREIA NATURAL POR AREIA DE BRITAGEM Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Recôncavo da Bahia como requisito básico para a conclusão do curso de Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas. Orientadora: Prof.ª Drª Fernanda Nepomuceno Costa Cruz das Almas 2023 Bôto, Regiane Filgueira. Avaliação de propriedades no estado fresco da argamassa estabilizada para uso em chapiscos de paredes e tetos com substituição de areia natural por areia de britagem. / Regiane Filgueira Bôto. – Cruz das Almas, 2023. 41 p.: 30 cm Orientador(a): Fernanda Nepomuceno Costa. TCC (Graduação – Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas) -- Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, 2023. 1. Resíduos. 2. Substituição. 3. Argamassa estabilizada. 4. Estabilizador de Hidratação. I. Regiane, Fernanda. II. Avaliação de propriedades no estado fresco da argamassa estabilizada para uso em chapiscos de paredes e tetos com substituição de areia natural por areia de britage, UFRB, CRUZ DAS ALMAS – BA. DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a minha vó, Jandira Oliveira. MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA MONOGRAFIA DE REGIANE FILGUEIRA BÔTO APRESENTADA AO CURSO DE GRADUAÇÃO EM BACHARELADO EM CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS, DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA, EM 02 DE JUNHO DE 2023. BANCA EXAMINADORA ___________________________ Profa Dra FERNANDA NEPOMUCENO COSTA - Orientadora UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA CETEC – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA ___________________________ Profº M.Sc. ALEX BORGES ROQUE UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA CETEC – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA ___________________________ Profº M.Sc IGOR BRUMANO COELHO AMARAL UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI CETEC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA i Palavras são, na minha não tão humilde opinião, nossa inesgotável fonte de magia. J.K. Rowling ii AGRADECIMENTOS Na realização deste TCC, a minha orientadora, Prof.ª Dr.ª Fernanda Nepomuceno Costa, pelos ensinamentos e compreensão. Ao CETEC, ao grupo de pesquisa coordenado pela Prof.ª Dr.ª Fernanda Nepomuceno Costa e ao técnico do laboratório Robson Costa. Em especial à Ronald Argolo por toda a ajuda nesse processo e nesses meses de pesquisa. À empresa Massa Fort e à MC-Bauchemie pela doação de materiais empregados nesta pesquisa. Aos meus pais, pela criação atenciosa, pelo amor incondicional, por todo esforço e cuidado em todos esses anos, vocês me deram asas para voar e sem vocês, nada disso seria possível. Tudo que sou hoje, devo a vocês. A vocês, minha eterna gratidão e amor. À minha vó, sua força sempre me motivou, obrigada por sempre acreditar em mim. Aos meus padrinhos, Martha e Ladislau, por todo carinho e cuidado. Em especial a minha madrinha, por me encaminhar a este caminho. Você é uma parte essencial desta trajetória. Aos meus tios, por todo apoio. Em especial, a minha tia Sebastiana, obrigada por tudo que fez e faz por mim, à senhora, todo o meu amor. Aos meus primos, pelo companheirismo de sempre. Em especial, a Huelder, por todo cuidado e ensinamento. A mulher que me tornei, você ajudou a cria-la. E também, a Itajane, por toda a parceira, lealdade e compreensão. Aos “tóxicos” pela parceria e apoio nesses meses. Aos meus amigos, pelo companheirismo. Em especial à Sabrina e Beatriz, pelos momentos juntos. Obrigada. iii AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES NO ESTADO FRESCO DA ARGAMASSA ESTABILIZADA PARA USO EM CHAPISCOS DE PAREDES E TETOS COM SUBSTITUIÇÃO DE AREIA NATURAL POR AREIA DE BRITAGEM RESUMO A preocupação com o meio ambiente, devido à grande quantidade de resíduos da construção civil que são descartados de forma inadequada, incentivou essa pesquisa com o intuito de retorná-los ao sistema produtivo e de forma mais econômica. Os estudos com o objetivo de intensificar o reaproveitamento dos resíduos da construção civil se intensificaram recentemente devido ao preço elevado da areia natural utilizada na construção. Neste trabalho, foi proposta a utilização da areia de britagem, que é um resíduo do processamento de rocha basáltica na produção de britas, como alternativa para a substituição deste agregado na produção de argamassa estabilizada para chapisco, verificando a viabilidade técnica e econômica desta substituição. Após pesquisa bibliográfica, realizou-se a caracterização dos dois agregados e foram produzidas amostras de argamassas estabilizadas sendo feita a substituição completa da areia natural por areia de britagem, além da argamassa de chapisco sem a areia de britagem, para fins de referência, utilizando o traço, em massa, 1:4 (cimento:agregado), utilizando-se aditivo incorporador de ar e aditivo estabilizador da hidratação, além de água destilada. Foram classificadas as argamassas estabilizadas segundo as suas propriedades no estado fresco produzidas com a sua substituição ao longo de 24 horas e como ainda não há norma técnica com especificação dos requisitos para argamassas de chapisco, foram adotadas informações contidas na NBR13281-1:2023 - Argamassas inorgânicas — requisitos e métodos de ensaios parte 1: argamassas para revestimento de paredes e tetos. Como resultados, foi constatado que as argamassas estudadas permaneceram trabalháveis por 24 horas e mostrando-se viável tecnicamente. Palavras-chave: resíduos, substituição, argamassa estabilizada, estabilizador de hidratação. iv AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES NO ESTADO FRESCO DA ARGAMASSA ESTABILIZADA PARA USO EM CHAPISCOS DE PAREDES E TETOS COM SUBSTITUIÇÃO DE AREIA NATURAL POR AREIA DE BRITAGEM ABSTRACT Concern for the environment, due to the large amount of construction waste that is disposed of in a veterinary manner, encouraged this research with the aim of returning it to the production system in a more economical way. Studies aimed at intensifying the reuse of construction waste have recently intensified due to the high price of natural sand used in construction. In this work, the use of crushed sand, which is a residue from the processing of basaltic rock in the production of gravel, was proposed as an alternative for the replacement of this aggregate in the production of stabilized mortar for roughcast, verifying the technical and economic viability of this replacement. After bibliographical research, the characterization of the two aggregates was carried out and Examples of stabilized mortars were produced, with the complete replacement of natural sand by crushed sand, in addition to roughcast mortar without crushed sand, for reference purposes, using the mix, in mass, 1:4 (cement: aggregate), using an air- entraining additive and a hydration stabilizing additive, in addition to distilled water. They were classified as stabilized mortars according to their properties in the fresh stateproduced with their replacement over 24 hours and as there is still no technical standard specifying the requirements, information contained in NBR13281-1:2023 - Inorganic mortars - requirements and test methods part 1: mortars for coating walls and ceilings. As a result, it was found that the studied mortars remained workable for 24 hours and proved to be technically viable. Keywords: waste, replacement, stabilized mortar, hydration stabilizer additive. v LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Requisitos classificatórios e informativos para argamassas. ...................... 9 Figura 2 - Camadas de revestimento de paredes. .................................................... 11 Figura 3 - Delineamento de Pesquisa. ...................................................................... 14 Figura 4 - Fluxograma da caracterização dos agregados utilizados para produzir as argamassas de chapisco. ................................................................................... 15 Figura 5 -Ensaios realizados na argamassa no estado fresco. ................................. 16 Figura 6 – Amostra da areia natural utilizada na confecção das argamassas........... 18 Figura 7 - Amostra de areia de britagem utilizada na confecção das argamassas. .. 18 Figura 8 - Amostras do aditivo incorporador de ar e do aditivo estabilizador de hidratação, respectivamente. ............................................................................. 19 Figura 9 - Furadeira com Hélice. ............................................................................... 20 Figura 10 - Recipientes utilizados para armazenar as argamassas estabilizadas. ... 23 Figura 11 - Índice de consistência da argamassa de chapisco de referência. .......... 28 Figura 12 - Índice de consistência da argamassa de chapisco com areia de britagem. ........................................................................................................................... 29 Figura 13 - Índice de consistência inicial para as argamassas de chapisco de referência, produzidas com areia natural, e com areia de britagem. .................. 29 Figura 14 - Perda de consistência para as argamassas de chapisco de referência (AN), produzidas com areia natural, e com areia de britagem (AB). ........................... 31 Figura 15 - Película de água de 20mm sobre a argamassa de chapisco fresca. ...... 32 Figura 16 - Classificação da argamassa de referência (AN) e da argamassa com AB, segundo a densidade de massa ao longo de 24 horas. ..................................... 33 vi LISTA DE TABELAS Pág. Tabela 1 - Classificação dos tipos de argamassas. .................................................... 5 Tabela 2 - Características da areia usada em argamassas. ....................................... 8 Tabela 3 - Classificação das argamassas quanto às suas funções. ......................... 10 Tabela 4 – Requisitos e critérios para argamassa de assentamento e fixação. ........ 12 Tabela 5 – Classificação da densidade de massa de argamassas no estado fresco. ........................................................................................................................... 12 Tabela 6 – Composição granulométrica e características físicas da areia natural. ... 25 Tabela 7 - Composição granulométrica e características físicas da areia de britagem. ........................................................................................................................... 25 Tabela 8 - Características físicas, químicas e mecânicas do cimento CP II-F-32. .... 26 Tabela 9 - Características do Aditivo Incorporador de Ar. ......................................... 27 Tabela 10 - Características do Aditivo Estabilizador de Hidratação. ......................... 27 Tabela 11 – Estudos de dosagens variadas para definição dos traços, de acordo com o índice de consistência 310 ± 10mm. ............................................................... 28 Tabela 12 – Resultado dos ensaios do índice de consistência do chapisco com AB. ........................................................................................................................... 28 Tabela 13 - Classificação da argamassa de referência (AN) e da argamassa com AB, segundo a densidade de massa. ....................................................................... 33 Tabela 14 - Valor unitário de agregado miúdo. ......................................................... 35 vii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AAF AAV AB Argamassas para Assentamento sem Função Estrutural Argamassas para Fixação Horizontal de Alvenaria Areia de Britagem ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas AAR AEH AN Aditivo Incorporador de Ar Aditivo Estabilizador de Hidratação Areia Natural ARG Argamassa CETEC Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas cm centímetro DF Kg Densidade de Massa no Estado Fresco Quilos mm NBR NM Milímetro Normas Brasileiras Normas Mercosul UFRB Universidade Federal do Recôncavo da Bahia viii SUMÁRIO * AGRADECIMENTOS .................................................................................................. ii RESUMO ................................................................................................................... iii ABSTRACT................................................................................................................ iv LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... v LISTA DE TABELAS ................................................................................................. vi LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ................................................................... vii 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1 1.1 OBJETIVOS ..................................................................................................... 2 1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO ......................................................................... 3 2 ARGAMASSAS para revestimento ..................................................................... 4 2.1 Definição ........................................................................................................... 4 2.2 ARGAMASSA ESTABILIZADA ....................................................................... 5 2.2.1 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ARGAMASSA ESTABILIZADA6 2.2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES .............................................................. 7 2.3 REQUISITOS E CRITÉRIOS DE CARACTERIZAÇÃO das argamassas ......... 9 2.4 Argamassas para CHAPISCO ........................................................................ 10 2.5 propriedades da argamassa no ESTADO FRESCO ...................................... 11 2.5.1 DENSIDADE DE MASSA E TEOR DE AR INCORPORADO .............. 11 2.5.2 ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA ............................................................... 12 3 metodologia ........................................................................................................ 14 3.1 descrição das etapas da pesquisa ................................................................. 14 3.1.1 Revisão Bibliográfica ........................................................................... 14 3.1.2 Caracterização dos Materiais............................................................... 15 3.1.3 Elaboração das Dosagens e Preparação das Argamassas de chapisco 15 3.1.4 Ensaios das Propriedades da Argamassa no Estado Fresco .............. 16 3.2 MATERIAIS UTILIZADOS .............................................................................. 17 ix 3.2.1 Cimento ............................................................................................... 17 3.2.2 Água Destilada .....................................................................................17 3.2.3 Agregados Miúdos ............................................................................... 17 3.2.4 Aditivos ................................................................................................ 18 3.3 Métodos .......................................................................................................... 19 3.3.1 Caracterização dos Materiais............................................................... 19 3.3.2 Preparo das Argamassas de Chapisco ................................................ 20 3.3.3 Ensaios de Caracterização das Argamassas no Estado Fresco.......... 21 4 RESULTADOS .................................................................................................... 24 4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .......................................................... 24 4.1.1 Caracterização Física dos Agregados ................................................. 24 4.1.2 Caracterização do Cimento Portland ................................................... 26 4.1.3 Caracterização dos Aditivos ................................................................ 26 4.2 Propriedades da argamassa no estado fresco ............................................... 27 4.2.1 Dosagem e Preparação das Argamassas de chapisco ....................... 27 4.2.2 Índice de Consistência das Argamassas de Chapisco ........................ 29 4.2.3 Perda de Consistência das Argamassas de Chapisco ........................ 30 4.2.4 Densidade de Massa e Teor de Ar Incorporado .................................. 32 4.2.5 Viabilidade Econômica ......................................................................... 34 5 CONCLUSÕES .................................................................................................... 36 6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .................................................. 37 7 REFERÊNCIAS ................................................................................................... 38 1 1 INTRODUÇÃO O preocupante aumento dos impactos ambientais, gerados pelos diversos resíduos, traz consigo diversos novos estudos para o aproveitamento de inúmeros materiais. O setor da construção civil no Brasil, de acordo com Abrelpe (2018), destaca-se como maior consumidor de recursos naturais e gerador de resíduos sólidos, explicado pelo intenso avanço da urbanização associado ao surgimento de novas construções. Os altos custos e a carência de locais convenientes para descartes são motivações que trazem interesse de todos, em pesquisas que diminuam os impactos ambientais causados por estes materiais e que possam também destinar os mesmo a outros fins. Na explicação de Agopyan (2013): “A construção civil é a maior consumidora no mundo de matérias primas naturais entre os setores industriais. Esse consumo estima-se de 40% a 75% da matéria-prima produzida no planeta. Atualmente, o consumo de cimento é maior que o de alimentos e o de concreto só perde para o consumo de água. Para cada ser humano, são produzidos 500 (kg) de entulho por ano, o que equivale a 3,5 milhões de toneladas por ano. Esses dados fazem da construção civil a indústria mais poluente do planeta”. Com tudo isso, é de conhecimento que um dos materiais que causam um grande impacto ambiental é a areia. Segundo Geovane (2016), a extração da areia pode provocar erosão, perda da proteção contramarés de tempestade, salinização de aquíferos, além de gerar diversos impactos na biodiversidade. Um desses reflexos se mostra, por exemplo, com as imposições da Justiça Federal foi determinada a paralisação da extração de areia em ilha no Rio São Francisco, situada em Petrolina (PE), ação busca manter a existência da ilha fluvial (CONSULTOR JURÍDICO, 2021). Além de Petrolina, existem diversas cidades pelo país com tais proibições. Este e outros motivos fazem com que a areia, um dos principais materiais utilizados pela construção civil venha, de regiões mais remotas, ocasionando um aumento no preço do agregado. Com isso, faz-se necessário, buscar alternativas viáveis para a substituição da areia natural na construção civil e uma destas alternativas, pode ser, a utilização de 2 areia de britagem como agregado miúdo na produção de argamassa estabilizada. Foi feito em seis cidades brasileiras um levantamento ao qual foram apontadas as quantidades relativas às frações de resíduos que podem ser utilizados como agregados na própria indústria da construção civil, se reciclados. Considera-se que o percentual de resíduos que poderiam ser britados e utilizados como agregado na própria indústria da construção civil varia entre 86% e 99%, segundo Córboda (2010). Sabe-se que inúmeros resíduos podem ser utilizados em pavimentação, produção de concreto, argamassa e outras aplicações. Neste sentido, o presente trabalho apresenta a proposta de utilizar resíduos do processo de britagem na produção da argamassa estabilizada para chapiscos. Os revestimentos argamassados são utilizados em grande escala no Brasil. Com isso, a argamassa estabilizada vem ganhando espaço na indústria da construção civil, por chegar nas obras prontas para o uso e poderem ser armazenadas por até 3 dias, mantendo as suas características (GUINDANI, 2018). 1.1 OBJETIVOS Visando buscar alternativas viáveis para a utilização dos resíduos da construção civil, por processo de reciclagem, este trabalho tem por objetivo analisar a utilização da areia de britagem como agregado miúdo na produção de argamassas estabilizadas para aplicação de chapisco de paredes e tetos. Em complementação, a pesquisa apresenta os seguintes objetivos específicos: - Avaliar as principais características no estado fresco da argamassa estabilizada para aplicação de chapiscos de paredes e tetos, utilizando a areia britada de rochas; - Analisar e classificar as argamassas produzidas, segundo os requisitos da NBR 13281:2023; - Analisar a viabilidade técnica da substituição da areia natural pela areia de britagem; 3 - Analisar a viabilidade econômica da substituição da areia natural pela areia de britagem. 1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho apresenta 6 capítulos que estão organizados de forma que o capítulo 1 e 2 aborda a contextualização do tema proposto, juntamente com a justificativa e exposição do objetivo geral e dos objetivos específicos. O capítulo 3 a metodologia escolhida para classificar as argamassas estudadas. No capítulo 4 tem-se os resultados da pesquisa. O capítulo 5 e 6 abordam, respectivamente, a conclusão obtida por meio de estudo e sugestões para futuros trabalhos. E, por fim, tem-se as referências bibliográficas utilizadas no desenvolvimento da pesquisa. 4 2 ARGAMASSAS PARA REVESTIMENTO 2.1 DEFINIÇÃO A NBR 13281:2023 define a argamassa como: “Mistura homogênea de agregado(s) miúdo(s), aglomerante(s) inorgânico(s) e água, contendo ou não aditivos, com propriedades de aderência e endurecimento, podendo ser dosada em obra ou em instalação própria (argamassa industrializada)”. Com o avanço tecnológico de vários setores da indústria, a construção civil vem em constante crescimento. Com isso, novos materiais são criados a cada dia e são disponibilizados no mercado. A aplicação de uma argamassa é determinada pelo tipo de aglomerante a ser usado na mistura, segundo Fiorito (2009). As argamassas podem ser classificadas com relação a vários critérios, quanto ao tipo de aglomerante, plasticidade e consistência ou quanto à forma de preparo e fornecimento, conforme disposto na Tabela 1. As argamassas são bastante utilizadas para assentamentos de tijolos e blocos, para dar acabamento às superfícies, impermeabilização e regularização de superfícies ou para dar acabamentos. A escolha da mesma, depende diretamente da função que ela deve desempenhar e do local ao qual a mesma será utilizada. Chicinelli (2013)cita que no caso da aplicação de paredes, ela é utilizada como revestimento, podendo ser chapisco, emboço ou reboco. 5 Tabela 1 - Classificação dos tipos de argamassas. CLASSIFICAÇÃO TIPO DESCRIÇÃO Propriedades e utilização Argamassa de uso geral Argamassa sem propriedades especiais Argamassa leve Densidade após endurecimento de < 1300kg/m³ Argamassa colorida Pigmentada para uma função decorativa Monocamada Única, sem chapisco, emboço e reboco Argamassa de restauro Usada em obras antigas onde é feita a recomposição do traço Argamassa de renovação Usadas em obras com presença de sais e elevada porosidade e permeabilidade Argamassa de isolamento Com propriedades de isolamento térmico Tipo de concepção Argamassas de desempenho Argamassas onde o traço é um resultado das propriedades requeridas Argamassas de formulação Argamassa onde as propriedades dependem da proporção entre os componentes, possui composição pré-determinada Local de produção Argamassas tradicionais Produzidas em obra Argamassas não tradicionais Pré-dosadas em fábrica ou central Fonte: Adaptado de Apps (2011). 2.2 ARGAMASSA ESTABILIZADA Com a ampla utilização da argamassa, surgiu a necessidade da estabilização da mesma, podendo assim, ficar no canteiro de obra estocada por mais dias, até a idade de sua utilização. Somente na década de 70, após a criação dos aditivos, foi possível criar argamassas que mantém suas características mesmo após dias. Segundo Macioski et al. (2013), a argamassa estabilizada foi utilizada pela primeira vez no Canadá, em 1980, e atualmente a sua utilização segue em constante crescimento no Brasil, com maior utilização na região Sul do país. Os tempos de estabilização são pré-determinados. Geralmente, as argamassas seguem estabilizadas por um período de 36 a 72 horas. Kebhard e Kazmierczak (2017) afirmam que os materiais que constituem as argamassas 6 estabilizadas são o cimento, a cal, areia, adição, aditivos incorporadores de ar, retardadores de pega e retentores de água. Os aditivos utilizados têm a função de garantir a trabalhabilidade e aumentar o tempo de início de pega do cimento por um maior período de utilização, sem prejudicar suas características no estado endurecido. O fornecimento da argamassa estabilizada é feito por caminhões betoneira e a argamassa pode ser bombeada até o local de aplicação ou transportada de maneira convencional. Normalmente, as argamassas estabilizadas são armazenadas em caixas plásticas com uma lâmina de água até a idade de sua utilização. O transporte horizontal dentro do canteiro de obra, geralmente, é feito com uso de carros de mão e jericas, enquanto o transporte vertical é feito por meio de elevadores de obra, gruas ou mini gruas. 2.2.1 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ARGAMASSA ESTABILIZADA A utilização da argamassa estabilizada nas obras contribuiu para um aumento de produtividade em 35% ou mais, devido à redução de tempos que não agregam valor ao produto, no início e no final do dia, afinal não necessita da mistura em obra e se tem a disponibilidade da argamassa em qualquer momento do dia, segundo Machado (2018). Segundo Guindani (2018), as principais vantagens a para o uso da estabilizada são a rapidez na execução, a qualidade final do revestimento e principalmente a redução dos custos de produção e mão de obra. A compra da argamassa estabilizada, também, reduz os resíduos de embalagens de cimento, cal e aditivos, por exemplo, e contribui para a limpeza da obra e para a redução das perdas de materiais, além de reduzir o espaço destinado à estocagem dos mesmos. Pode-se destacar também a maior agilidade na etapa da alvenaria, economia com mão de obra, otimização do espaço do canteiro, entre outros. Matos (2013) apresenta duas desvantagens do uso de argamassa estabilizadas em relação às argamassas mistas: É necessário se ter um planejamento preciso da quantidade diária a ser utilizada, para que não falte argamassa e é a argamassa estabilizada pode demorar mais que o desejado para adquirir rigidez em dias muito úmidos. 7 2.2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES Normalmente, as argamassas estabilizadas são compostas por cimento, cal, areia, aditivos ou adições e água. Segundo Baía e Sabattin (2018), cada um dos materiais interferem diretamente nas propriedades das argamassas. 2.2.2.1 CIMENTO Os cimentos Portland são os mais utilizados na preparação da argamassa de revestimento, sendo utilizado com mais frequência o cimento CP II, segundo Bellei et al. (2015). De acordo com Bauer e Souza (2005), o cimento é o principal responsável pelo desenvolvimento das propriedades mecânicas das argamassas de revestimento e um aumento no teor de cimento aumenta diretamente estas propriedades. 2.2.2.2 AREIA NATURAL A areia extraída de leitos de rios sempre foi amplamente utilizada na produção de argamassas. Segundo Lelles (2005), aproximadamente 2.000 empresas são responsáveis pela extração de areia no país, a maioria delas, são pequenas empresas familiares, concebendo aproximadamente 45.000 empregos diretos, onde 60% destas empresas produzem menos de 10.000 toneladas por mês, 35% destas empresas, produzem mensalmente entre 10.000 e 25.000 toneladas e 5% destas empresas produzem mais de que 25.000 toneladas por mês de areia. Seu uso na confecção de argamassa, é necessário, a sua classificação. Um dos parâmetros utilizados é o modulo de finura, obtido pelo ensaio de granulometria, determinado pela NBR 17054:2022. O módulo de finura da areia está diretamente ligado à trabalhabilidade da argamassa. Na Tabela 2, podem ser visualizadas as propriedades da argamassa de acordo com sua granulometria. Observa-se que quanto menor o módulo de finura dos agregados, melhor é a trabalhabilidade e retenção de água das argamassas produzidas. Por outro lado, a retração por secagem e a aderência à base pioram. 8 Tabela 2 - Características da areia usada em argamassas. Propriedades Quanto menor o módulo de finura Quanto mais descontínua for a granulometria Quanto maior o teor de grãos angulosos Trabalhabilidade Melhor Pior Pior Retenção de água Melhor Variável Melhor Elasticidade Pior Pior Pior Retração na secagem Aumenta Aumenta Variável Porosidade Variável Aumenta Variável Aderência Pior Pior Melhor Resistência Mecânica Variável Pior Variável Impermeabilidade Pior Pior Variável Fonte: Guimarães, 2002. 2.2.2.3 ADITIVOS Os aditivos são definidos como produtos utilizados em pequenas quantidades, que tem como objetivo potencializar as propriedades da argamassa. Os principais aditivos empregados em argamassa estabilizada são os incorporadores de ar e os estabilizadores de hidratação (BORTOLON, 2021). O aditivo incorporador de ar é um surfactante líquido, com moléculas de caráter aniônico. Estes aditivos aumentam a quantidade de ar presente na argamassa, consequentemente aumentando seu volume, isso viabiliza a sua utilização da argamassa em traços que não demonstrariam uma trabalhabilidade adequada, segundo Recena (2012). Já os aditivos estabilizadores de hidratação atuam diretamente no controle da hidratação do cimento, mas existe a necessidade de controle do seu uso, pela possibilidade de um atraso de pega imprevisível quando ocorre a adição em altos teores. O aditivo pode, também, causar a pega instantânea devido a uma ativação excessiva dos aluminatos em cimentos com pouca quantidade de sulfatos solúveis (BAUER et al., 2015). 9 2.3 REQUISITOS E CRITÉRIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS Segundo a NBR 13281-1:2023, as argamassas inorgânicas para revestimentos devem atender, integralmente, todos os requisitos classificatórios e informativos, estabelecidos na Figura 1. Segundo a NBR 13281-1:2023, Sendo ARV-I: altura total da edificação de até 10 metros, ARV-II: altura total da edificação até60 metros, ARV-III: altura total da edificação superior a 60 metros e AET: utilização como primeira camada, fazendo parte de um revestimento multicamadas. Figura 1 - Requisitos classificatórios e informativos para argamassas. Fonte: Adaptado da NBR 13281-1:2023. Carasek (2017) classificam as argamassas em cinco funções, tais como: construção de alvenaria, revestimento, contrapiso, argamassas para cerâmica e argamassas para reparo de estruturas. Em adição, a Tabela 3 mostra os tipos de argamassa para cada função. Tem-se para a classificação de argamassas para revestimento de paredes e tetos há a o tipo de argamassa de chapisco, que por ser foco desta pesquisa, terá mais atenção nos próximos itens. 10 Tabela 3 - Classificação das argamassas quanto às suas funções. Função Tipos Para construção de alvenaria Argamassa de assentamento Argamassa de fixação (ou encunhamento) Para revestimento de paredes e tetos Argamassa de chapisco Argamassa de emboço Argamassa de reboco Argamassa de camada única Argamassa para revestimento decorativo monocamada Para revestimento de piso Argamassa de contrapiso Argamassa de alta resistência para piso Para revestimentos cerâmicos (paredes/pisos) Argamassa de assentamento de peças de cerâmica- colante Argamassa de rejuntamento Para recuperação de estruturas Argamassa de reparo Fonte: Carasek, 2017. 2.4 ARGAMASSAS PARA CHAPISCO De acordo com a NBR 13529:2013, o chapisco é uma camada de preparo da base, aplicada de forma contínua ou descontínua, com a finalidade de uniformizar a superfície quanto à absorção e melhorar a aderência do revestimento. A Figura 2 ilustra uma parede, indicando as camadas e tipos de argamassa, tendo o chapisco a camada inicial do sistema de revestimento. 11 Figura 2 - Camadas de revestimento de paredes. Fonte: ABCP, 2002. De acordo com YAZIGI (2002), a argamassa de chapisco deve ser projetada energeticamente, de baixo pra cima, contra a superfície a ser revestida. O revestimento em chapisco é feito tanto nas superfícies verticais como horizontais das estruturas de concreto, para posterior revestimento. A NBR 7200:1998 também cita que a argamassa de chapisco convencional deve ser aplicada com consistência fluida, assegurando maior facilidade de penetração da pasta de cimento na base a ser revestida e melhorando a aderência na interface revestimento-base. Ainda, complementa que esta deve ser aplicada por lançamento, com cuidados pra não cobrir a base, além de citar a possibilidade do uso de aditivos para melhorar a aderência do chapisco à base. 2.5 PROPRIEDADES DA ARGAMASSA NO ESTADO FRESCO Entende-se como estado fresco o período decorrido entre a mistura de aglomerantes e agregado miúdo com água e o início das reações de pega. As principais propriedades no estado fresco são comentadas a seguir. 2.5.1 DENSIDADE DE MASSA E TEOR DE AR INCORPORADO Carasek (2010) cita que a densidade de massa ou teor de ar incorporado oscila com os materiais constituintes da argamassa e com o teor de ar 12 incorporado. Quanto menor for a densidade de massa, mais leve será a argamassa, como consequência, a argamassa será mais trabalhável a longo prazo. Para determinação da densidade de massa e o teor de ar incorporado são utilizados os ensaios presentes na NBR 13278:2005. A Tabela 4 mostra o requisito exigido na NBR 13281-2:2023 para o teor de ar incorporado que classifica argamassas apenas de assentamento (AAV) e fixação horizontal (AAF). Já para a densidade de massa, as argamassas são classificadas na NBR 13281-1:2023 conforme mostra a Tabela 5. Tabela 4 – Requisitos e critérios para argamassa de assentamento e fixação. Requisitos Unidade AAV AAF Teor de Ar Incorporado % ≤22 ≤18 Fonte: Adaptado da NBR 13281-2:2023. Tabela 5 – Classificação da densidade de massa de argamassas no estado fresco. Classe Densidade de massa no estado fresco (DF) (kg/m³) DF0 DF < 1400 DF1 1400 ≤ DF < 1600 DF2 1600 ≤ DF < 1800 DF3 1800 ≤ DF < 2000 DF4 DF ≥ 2000 Fonte: Adaptado da NBR 13281-2:2023. 2.5.2 ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA A consistência de uma argamassa está diretamente relacionada à trabalhabilidade da mesma e é definida a partir de um índice, pelo método determinado pela NBR 13276:2016, classificando-a em seca, plástica ou fluida. 13 Segundo Baía e Sabbatini (2008), alguns aspectos interferem nessa propriedade, como as características e a proporção dos materiais constituintes da argamassa. Carasek (2007) afirma que a consistência e a plasticidade são os principais fatores condicionantes da propriedade “trabalhabilidade”, e são muitas vezes confundidas como sinônimos da mesma. No entanto, enquanto a consistência está relacionada com a fluidez da argamassa, a plasticidade está relacionada à aspereza ou maciez. Segundo Trevisol Júnior (2015), quando o índice de perda de consistência é verificado a partir do momento em que cada argamassa é produzida, o melhor desempenho é da argamassa estabilizada, mantendo maior fluidez ao longo do tempo de análise. 14 3 METODOLOGIA 3.1 DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DA PESQUISA Esse trabalho foi realizado a partir de pesquisa experimental. A pesquisa foi desenvolvida seguindo as etapas ilustradas na Figura 3. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre argamassa estabilizada e seu processo produtivo. Após a conclusão da revisão, foi feita a caracterização dos materiais a serem utilizados. Por fim, foram realizados testes de dosagem para determinação dos traços para preparação das argamassas de chapisco. Com a argamassa pronta, foram realizados os ensaios no estado fresco. Figura 3 - Delineamento de Pesquisa. Fonte: Autora. 3.1.1 Revisão Bibliográfica A revisão bibliográfica foi realizada por meio de leituras em artigos científicos, trabalhos de conclusão de cursos, dissertações, teses, normas técnicas, além de manuais de fabricantes de aditivos. Com isso, foi possível obter conhecimento sobre o assunto estudado, compreendendo melhor cada etapa do processo produtivo da argamassa estabilizada e quais fatores estão relacionados aos requisitos normativos. 15 3.1.2 Caracterização dos Materiais Os ensaios, tanto de caracterização dos materiais quanto das argamassas estudadas, foram realizados no Laboratório de Materiais de Construção da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas. Os materiais e métodos aplicados foram selecionados de modo a atender a normatização técnica brasileira referente a cada uma das características e metodologias de ensaios exigidas. O procedimento experimental utilizado na caracterização do agregado miúdo está representado no fluxograma da Figura 4. Figura 4 - Fluxograma da caracterização dos agregados utilizados para produzir as argamassas de chapisco. Fonte: Autora. 3.1.3 Elaboração das Dosagens e Preparação das Argamassas de chapisco Utilizou-se o traço de argamassa de chapisco estudado por Bauer (2005), sendo o traço unitário, em massa, 1:4. A partir desse traço, foram realizados ajustes adicionando o aditivo incorporador de ar e o aditivo estabilizador de 16 hidratação, seguindo a dosagem recomendada pelo fabricante. Foi fixado o índice de consistência em 310 ± 10 mm (PAES et al, 2019). A NBR 7200:1998 não define um índice de consistência para argamassas de chapisco, mas orienta que a argamassa de chapisco deve ser aplicada com consistência fluida. A partir do estabelecimento do índice de consistência, determinou-se para o traço a quantidade de água necessária para alcançá-lo, buscando a consistência desejada e o tempo de estabilização da argamassa. Com os traços definidos e os materiais separados, a confecção das argamassas para os ensaios no estado fresco seguiu a NBR 16541:2016. 3.1.4 Ensaios das Propriedades da Argamassa no EstadoFresco Os ensaios realizados nas argamassas no estado fresco estão dispostos no fluxograma representado na Figura 5. Figura 5 -Ensaios realizados na argamassa no estado fresco. Fonte: Autora. Para classificação da argamassa e avaliação seguindo alguns dos requisitos expostos na NBR 13281:2005, foram realizados ensaios no estado fresco para determinação do índice de consistência, da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Esta norma especifica os requisitos exigíveis para argamassas utilizadas em assentamento e revestimento de paredes e tetos e 17 apresenta critérios de classificação conforme as suas características e propriedades. Também, foi realizado o ensaio do índice de consistência para verificação da perda de consistência nas argamassas em função dos tempos estipulados em 15 minutos, 30 minutos, 45 minutos, 1 hora, 12 horas e 24 horas. 3.2 MATERIAIS UTILIZADOS 3.2.1 Cimento O cimento utilizado foi do CPII-F-32, Cimento Portland Composto com Fíller da marca Poty. Baseado nos estudos nacionais sobre argamassa estabilizada (CASALI et al., 2011; BAUER et al., 2015; BELLEI et al., 2015), o cimento do tipo CP II de resistência característica 32 MPa é o mais utilizado para confecção deste tipo de argamassa. Segundo a NBR 16697:2018, esse tipo de cimento não contém adições de escória granulada de alto-forno nem pozolana, sendo o teor de adição do fíller calcário de 11 a 25%. Assim, a utilização deste cimento com apenas um tipo de adição pode favorecer a identificação dos efeitos isolados causados pelos diferentes materiais. 3.2.2 Água Destilada Foi utilizada água destilada obtida a partir do destilador disponível no Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, para produção das argamassas. 3.2.3 Agregados Miúdos Foram utilizados areia natural (Figura 6) e areia de britagem (AB) de rochas basálticas (Figura 7), doadas por uma empresa central de concreto situada no Recôncavo da Bahia. 18 Figura 6 – Amostra da areia natural utilizada na confecção das argamassas. Fonte: Autora. Figura 7 - Amostra de areia de britagem utilizada na confecção das argamassas. Fonte: Autora. 3.2.4 Aditivos Foram utilizados dois tipos de aditivos, um incorporador de ar (Centripor Retard 225) e um estabilizador de hidratação (Centripor 411) fabricados e doados pela empresa MC-Bauchemie Indústria e Comércio Ltda. 19 Figura 8 - Amostras do aditivo incorporador de ar e do aditivo estabilizador de hidratação, respectivamente. Fonte: Autora. 3.3 MÉTODOS 3.3.1 Caracterização dos Materiais Após a seleção dos materiais, foram realizados ensaios para caracterizar os agregados miúdos (areia natural e AB) através da granulometria, determinação da massa específica e determinação da massa unitária. 3.3.1.1 Granulometria do Agregado Miúdo O ensaio de granulometria é o processo utilizado para a determinação da percentagem em peso que cada faixa especificada de tamanho de partículas representa na massa total ensaiada. A verificação da granulometria dos agregados utilizados para os ensaios foi realizada pelo método de peneiramento, utilizando as peneiras com aberturas de 0,15; 0,3; 0,6; 1,2; 2,4 e 4,8mm. O ensaio foi realizado conforme consta na NBR 17054:2022. Para a realização deste ensaio, a areia natural e areia de britagem foram secas em estufa, sendo feito com dupla amostragem. 20 3.3.1.2 Determinação da Massa Especifica A determinação da massa específica da areia natural (NA) e da areia de britagem (AB) foram realizados conforme a NBR NM 52:2009, que define massa específica como a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluindo os poros permeáveis e massa específica aparente como a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis. Foram realizadas suas determinações para cada tipo de agregado. 3.3.1.3 Determinação da Massa Unitária dos Agregados Miúdos Para a determinação da massa unitária dos agregados miúdos foram feitos os ensaios conforme NBR 16972:2021. O ensaio foi realizado para a areia natural e a areia de britagem. Antes da realização dos ensaios, ambas as areias foram secas em estufas, sendo realizados com dupla amostragem. 3.3.2 Preparo das Argamassas de Chapisco As misturas para produção das argamassas foram feitas utilizando uma furadeira com uma hélice acoplada. O uso da furadeira com a hélice (Figura 9), em vez da argamassadeira, foi feita pela necessidade de um maior volume de argamassa de chapisco a ser produzido para as diferentes idades de estabilização. Figura 9 - Furadeira com Hélice. Fonte: Autora. 21 Foram realizadas diversas misturas e proporções da água e de teores dos aditivos até se obter o índice de consistência em 310 ± 10mm. Após os ajustes de traço com diferentes teores de aditivos e água para se obter a consistência desejada à aplicação, a proporção, em massa, que foi usada para produzir a argamassa de chapisco com areia natural foi o traço 1:4:0,8:0,3:0,8, contendo cimento CPII-F-32, areia natural, água, aditivo incorporador de ar e aditivo estabilizador de hidratação, respectivamente, sendo esse o traço de referência. Para a argamassa de chapisco contendo a areia de britagem foi utilizado o mesmo traço, com os mesmos teores dos aditivos, substituindo completamente a areia natural (NA) por areia de britagem (AB). Todas as amostras foram produzidas seguindo o mesmo procedimento de mistura, conforme Guindani (2018). 1. Acrescentar 90% da água; 2. Acrescentar o cimento e misturar por 30 segundos em velocidade baixa; 3. Acrescentar a areia e misturar por 30 segundos em velocidade baixa; 4. Pausa de 1 minuto para remover o material aderido nas paredes do recipiente; 5. Acrescentar o aditivo incorporador de ar junto com 5% da água e misturar em velocidade baixa; 6. Acrescentar o aditivo estabilizador de hidratação junto com os 5% da água restante e misturar por 30 segundos em velocidade baixa; 7. Pausa de 30 segundos para homogeneização manual; 8. Finalizar com 30 segundos em velocidade alta. 3.3.3 Ensaios de Caracterização das Argamassas no Estado Fresco Os ensaios realizados nas argamassas de chapisco no estado fresco foram o índice de consistência, densidade de massa e teor de ar incorporado, além da 22 avaliação da perda de consistência com o tempo, a fim de verificar a eficácia da estabilização da hidratação. Todos os ensaios foram realizados no Laboratório de Materiais de Construção da UFRB. 3.3.3.1 Índice de Consistência Para determinação do índice de consistência foi utilizado a mesa de consistência (flow table), seguindo o método disposto na NBR 13276:2016. Este ensaio tem como objetivo determinar a consistência da argamassa no estado fresco e permite saber se é necessário aumentar a fluidez da argamassa, seja pela adição de superplastificantes ou pelo aumento do fator água/cimento (LEAL, 2012). 3.3.3.2 Densidade de Massa e Teor de Ar Incorporado Seguindo a NBR 13278:2005, foi realizado o ensaio para determinar a densidade de massa das argamassas de chapisco no estado fresco e o teor de ar incorporado. A densidade de massa da argamassa foi determinada utilizando a Equação 1. 𝑑 = 𝑚𝑐 − 𝑚𝑣 𝑉𝑟 1000 Equação 1 onde, d é a densidade de massa da argamassa (kg/m³); mc é a massa do recipiente contendo a argamassa de ensaio (g); mv é a massa do recipiente vazio (g) e Vr é o volume do recipiente (cm³). Já o teor de ar incorporado foi determinado pela e expresso em porcentagem, conforme Equação 2: 𝐴 = 100( 1 − 𝑑 𝑑𝑡 ) Equação 2 onde, d é o valor da massa específica da argamassa em g/cm³ e dt é o valor da densidade de massa teórica da argamassa sem vazios em g/cm³. 23 Ambos os ensaios foram feitos após a preparação da argamassa (coletainicial) e após 24 horas. 3.3.3.3 Perda de Consistência Foi avaliada a consistência inicial, isto é, logo após a preparação das argamassas, nas idades de 0h, 15min, 30min, 45min, 1hora, 12 horas e com 24 horas após a preparação das argamassas de chapisco estabilizadas. As argamassas foram guardadas em recipientes plásticos (Figura 10), sem poder de absorção, com uma lâmina de água de 20 mm e tampados até as idades dos ensaios. Figura 10 - Recipientes utilizados para armazenar as argamassas estabilizadas. Fonte: Autora. Segundo ARNEZ et al. (2017), os resultados da sua pesquisa indicam que a adição da lâmina de água para estabilização não afeta as características da argamassa. Além disso, o autor cita que se não existir uma lâmina de água na superfície da argamassa é facilitada a evaporação de parte da água de amassamento da mistura e o substrato por estar seco, contribui com maior sucção da água presente no amassamento da argamassa, agravando a falta de água para a hidratação do cimento Portland. 24 4 RESULTADOS Após realização das etapas descritas anteriormente, foi possível obter os resultados descritos a seguir. 4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 4.1.1 Caracterização Física dos Agregados Os ensaios de composição granulométrica realizados na areia natural e na areia de britagem utilizados na pesquisa estão apresentados na Tabela 6 e Tabela 7. Pode-se observar que o módulo de finura desses agregados são, respectivamente, 2,36 e 2,90 para a areia natural e a areia de britagem. O módulo de finura quantifica se o agregado é mais grosso ou mais fino, sendo que quanto maior o módulo de finura mais grosso é o agregado Rodrigues (2017). Assim, com a substituição total da areia natural pela areia de britagem com um módulo de finura maior na produção de chapiscos para paredes e tetos há uma menor demanda de água para a mistura, considerando uma mesma trabalhabilidade da mistura Gonçalves (2005). Os ensaios para determinação da massa unitária indicaram que a massa unitária da areia natural é maior (1,59 g/cm³) que a massa unitária da areia de britagem (1,43 g/cm³), o que já era esperado. Este fato é explicado por Silva e Geyer (2018) que afirmam que quanto menor a massa unitária do agregado, maior o percentual de partículas irregulares. Como a areia de britagem provém do processamento de rochas basálticas e a areia natural que provém dos leitos dos rios, as partículas da areia de britagem são de variados tamanhos e irregulares, resultando assim em uma menor massa unitária. Além disso, constatou-se que a areia de britagem utilizada possui um maior diâmetro característico do grão, a partir dos resultados da análise granulométrica. Os resultados de massa unitária permitiram assumir que a areia natural é um pouco mais densa que a areia de britagem, porém, como a areia de britagem são resíduos da moagem de rochas basálticas, suas partículas são irregulares e deixa mais vazios entre os grãos, dessa forma, sua massa unitária é inferior ao 25 da areia natural. As amostras ensaiadas ficam dentro do limite estipulado pela NBR 7211:2022, sendo classificadas como areia média. Tabela 6 – Composição granulométrica e características físicas da areia natural. Abertura da malha (mm) Porcentagem Retida Acumulada (%) 4,8 0 2,4 3 1,2 13 0,6 36 0,3 64 0,15 92 Fundo 100 Diâmetro Máximo Característico: 2,4 Módulo de Finura: 2,36 Massa Unitária (g/cm³): 1,59 Massa Específica (g/cm³): 2,53 Fonte: Autora. Tabela 7 - Composição granulométrica e características físicas da areia de britagem. Abertura da malha (mm) Porcentagem Retida Acumulada (%) 4,8 14 2,4 49 1,2 68 0,6 83 0,3 89 0,15 94 Fundo 100 Diâmetro Máximo Característico: 4,8 mm Módulo de Finura: 2,90 Massa Unitária (g/cm³): 1,43 Massa Específica (g/cm³): 2,64 Fonte: Autora. 26 4.1.2 Caracterização do Cimento Portland Como não foi possível a realização de ensaios no cimento no Laboratório da UFRB, os resultados da caracterização do Cimento Portland que constam na Tabela 8 foram obtidos a partir de informações do fabricante Poty. Tabela 8 - Características físicas, químicas e mecânicas do cimento CP II-F-32. Item de controle Média Desvio Mínimo Máxim o E n s a io s f ís ic o s Material Retido #200 (mesh) (%) 4,35 1,49 2,80 6,80 Material Retido #325 (mesh) (%) 16,16 2,80 12,30 20,40 Blaine (cm2/g) 3.212 172,36 2.990 3.460 Água de Consistência (%) 26,1 0,5 25,4 27,10 Início de Pega (horas) 03:16 00:19 02:55 03:50 Fim de Pega (horas) 03:50 00:17 03:30 04:15 Expansibilidade a Quente (mm) 0,70 0,35 0,00 1,00 Resistência a 1 dia (MPa) 11,1 2,10 8,20 13,9 Resistência aos 3 dias (MPa) 24,9 2,60 19,9 26,6 Resistência aos 7 dias (MPa) 30,9 3,20 25,3 34,6 Resistência aos 28 dias (MPa) 40,3 3,60 34,2 44,0 Massa específica (g/cm3) 3,11 - - - E n s a io s q u ím ic o s Perda ao Fogo (%) 5,10 0,29 4,62 5,57 SiO2 (%) 18,46 0,05 18,38 18,51 AL2O3 (%) 4,05 0,01 4,03 4,07 Fe2O3(%) 2,53 0,01 2,52 2,54 CaO (%) 59,65 0,03 59,59 59,69 MgO (%) 5,25 0,06 5,18 5,38 Equivalente Alcalino (%) 0,63 0,01 0,62 0,64 SO3 (%) 3,08 0,13 2,82 3,26 Resíduo Insolúvel (%) 1,57 0,22 1,19 2,06 Fonte: Poty, 2023. 4.1.3 Caracterização dos Aditivos Os resultados da caracterização dos aditivos, incorporador de ar e estabilizador de hidratação, constam na Tabela 9 e Tabela 10 e foram obtidos no manual do fabricante MC-Bauchemie. 27 Tabela 9 - Características do Aditivo Incorporador de Ar. Densidade 1,17 kg/L Dosagem Recomendada (Sobre o peso do cimento) ≥ 0,2% ≤ 1,5% Cor Marrom Claro Fonte: Autora. Tabela 10 - Características do Aditivo Estabilizador de Hidratação. Densidade 1,00 kg/L Dosagem Recomendada (Sobre o peso do cimento) ≥ 0,1% ≤ 0,5% Cor Amarelo Fonte: Autora. O fabricante recomenda, para produção de argamassas, os teores de aditivo incorporador de ar de 0,2 a 1,5 % e de aditivo estabilizador da hidratação de 0,1 a 0,5 %, indicando que a eficiência desses aditivos varia e devem ser realizados estudos para definição dos teores adequados a cada utilização. 4.2 PROPRIEDADES DA ARGAMASSA NO ESTADO FRESCO 4.2.1 Dosagem e Preparação das Argamassas de chapisco Com o índice de consistência fixado em 310 ± 10mm foram testadas diferentes relações água/cimento para que o índice de consistência da argamassa de referência fosse atingido. Os dados obtidos constam na Tabela 11. Após os testes, a argamassa 3 atingiu a consistência estipulada e com o traço já definido foi feito o ensaio com o mesmo traço 1:4:0,8:0,3:0,6 com a argamassa com substituição completa da areia natural por areia de britagem. Os dados obtidos constam na Tabela 12. 28 Tabela 11 – Estudos de dosagens variadas para definição dos traços, de acordo com o índice de consistência 310 ± 10mm. Argamassa Cimento AN Água AEH AAR Índice de consistência 1 1 4 1,2 0,3 0,6 366mm 2 1 4 0,9 0,3 0,6 342mm 3 1 4 0,8 0,3 0,6 312mm Fonte: Autora Tabela 12 – Resultado dos ensaios do índice de consistência do chapisco com AB. Argamassa Cimento AB Água AEH AAR Índice de consistência 1 1 4 0,8 0,3 0,6 328mm Fonte: Autora. Na Figura 11 e Figura 12, é possível ver os índices de consistência obtidas no ensaio de flow table. Figura 11 - Índice de consistência da argamassa de chapisco de referência. Fonte: Autora. 29 Figura 12 - Índice de consistência da argamassa de chapisco com areia de britagem. Fonte: Autora. 4.2.2 Índice de Consistência das Argamassas de Chapisco A Figura 13 apresenta os resultados obtidos a partir dos ensaios para determinação do índice de consistência da argamassa de referência com AN e da argamassa com AB. A argamassa de referência obteve um índice de consistência de 312mm, bem próximo do resultado estipulado quetinha como referência o valor de 310 ± 10mm. Já a argamassa contendo a substituição total da AN pela AB obteve um índice de consistência de 328mm, sendo 18mm a mais que o estipulado. Figura 13 - Índice de consistência inicial para as argamassas de chapisco de referência, produzidas com areia natural, e com areia de britagem. Fonte: Autora. 30 Para a substituição completa da areia natural pela areia de britagem, houve um aumento no índice de consistência de 5,8% do índice de consistência estipulado, já em relação ao índice de consistência encontrado na argamassa produzida com areia natural, houve um aumento de 5,1%. Esse aumento pode ser explicado devido à finura da areia de britagem que demanda uma quantidade menor de água para molhar a superfície dos grãos. Segundo Gonçalves (2005), quando maior a área específica dos sólidos envolvidos, por unidade de volume, maior será a quantidade de água necessária para envolver os grãos e promover o deslizamento entre eles. O autor complementa, ainda, afirmando que misturas contendo sólidos mais finos requerem uma maior quantidade de água para alcançar determinada trabalhabilidade. Como a areia de britagem tem menos finos que a areia natural, para o traço de argamassa contendo areia de britagem necessitaria de menos água para alcançar o índice de consistência estipulado. 4.2.3 Perda de Consistência das Argamassas de Chapisco Na primeira hora após a produção das argamassas de chapisco, a redução do índice de consistência das duas misturas, com AN bem como com AB, foram de ≤ 2mm. A argamassa de referência teve um índice de consistência inicial de 312mm e após 24 horas de estabilização, manteve sua consistência fluida com uma redução no índice de consistência de apenas 6mm. Já a argamassa contendo areia de britagem teve uma redução maior em relação a de referência, com uma consistência inicial de 328mm e 318mm após 24 horas (Figura 14). 31 Figura 14 - Perda de consistência para as argamassas de chapisco de referência (AN), produzidas com areia natural, e com areia de britagem (AB). Fonte: Autora. Observando os resultados obtidos nos horários que foram estipulados para a medição, houve um comportamento similar entre as duas misturas, havendo um caimento no índice de consistência. Observa-se que nenhuma argamassa teve uma redução maior que 10mm e essa perda de abatimento é observada em diversos estudos sobre argamassas, principalmente em argamassas utilizando resíduos. Roque (2012) utilizou resíduos cerâmicos como substituição parcial do cimento Portland e essa substituição levou à redução gradativa do índice de consistência com o aumento do teor do resíduo cerâmico. Com a substituição de 40% do cimento pelo resíduo, houve uma redução de 27,43%. Nas argamassas produzidas para o presente estudo, apesar do uso do aditivo incorporador de ar e o aditivo estabilizador de hidratação buscar proporcionar o aumento da retenção de água da argamassa, ela ainda assim acaba perdendo água e com isso diminuindo seu espalhamento. Outros autores, como Casali et al. (2011) e Macioski et al. (2013) já haviam reportado essa perda no índice de consistência. O uso da película de água (Figura 15) sobre a argamassa durante o armazenamento por horas variadas, conforme indica o fabricante das argamassas estabilizadas Massas (2017), busca minimizar essa perda, mas 32 apesar da redução do índice de consistência ao decorrer do tempo de estabilização, a argamassa contendo areia de britagem apresentou fluidez superior à argamassa de referência. No entanto, todas as misturas apresentaram-se fluidas, com abertura superior a 300 mm, após o período de estabilização, indicando a possibilidade de aplicação numa situação real no canteiro de obras. Figura 15 - Película de água de 20mm sobre a argamassa de chapisco fresca. Fonte: Autora. 4.2.4 Densidade de Massa e Teor de Ar Incorporado Os ensaios realizados com a argamassa estabilizada contendo areia natural resultaram numa densidade de massa de 1724,76kg/m³ e com um teor de ar incorporado de 4,56%. A argamassa estabilizada com a substituição de areia natural por areia de britagem teve uma densidade de massa e teor de ar incorporado relativamente maiores que os da argamassa de referência, obtendo- se 1819,89 kg/m³ e 7,36%, respectivamente. Os dados obtidos constam na Tabela 13. 33 Tabela 13 - Classificação da argamassa de referência (AN) e da argamassa com AB, segundo a densidade de massa. Argamassa Densidade de Massa (kg/m³) Teor de Ar Incorporado (%) Classificação AN 1774,76 4,56 DF2 AB 1819,89 7,36 DF3 Fonte: Autora. Foi avaliada, também, a densidade de massa ao longo das 24 horas, no qual foi possível observar um aumento da densidade de massa ao longo do tempo de estabilização, com exceção da areia de britagem aos 30 minutos que houve uma pequena redução no indicador. A densidade de massa das argamassas estabilizadas para chapisco após 24 horas foi 1850,30 kg/m³ para a argamassa de referência e 1914,62 kg/m³ para a argamassa de chapisco contendo areia de britagem, como pode-se verificar na Figura 16. Figura 16 - Classificação da argamassa de referência (AN) e da argamassa com AB, segundo a densidade de massa ao longo de 24 horas. Fonte: Autora. A classificação da argamassa em relação à sua densidade de massa no estado fresco é feita conforme NBR 13281:2023, ambas argamassas obtiveram resultados dentro do esperado, com valores que estão entre os intervalos para classificação, embora essa norma não faça referência à argamassa de chapisco. 34 É possível observar na Tabela 13 que com a substituição da areia natural por areia de britagem eleva-se também a densidade de massa. Isso se deve ao fato de a areia de britagem ter uma massa específica maior que a areia natural. Em relação ao teor de ar incorporado, segundo Fiorito (2009), valores de ar incorporado maiores que 4% podem contribuir para a aplicação da argamassa na execução dos revestimentos, melhorando sua trabalhabilidade. Contudo o mesmo autor pondera que valores mais elevados (acima de 10%) podem causar porosidade excessiva nas argamassas, permitindo o aumento de permeabilidade e infiltrações, que por sua vez, colaboram para o surgimento de manifestações patológicas nos revestimentos. Houve um aumento continuo também da densidade de massa nas duas argamassas estabilizadas para chapisco ao longo de 24 horas (Figura 16). Esse mesmo comportamento de aumento da densidade de massa foi encontrado por Casali et al. (2011), ao avaliar argamassas estabilizadas com 36 e 72 horas, e por Mello et al. (2020) ao avaliar argamassas estabilizadas com 0 e 24 horas. O aumento da densidade de massa pode ser explicado pela tendência de diminuição do ar incorporado na mistura com o tempo. 4.2.5 Viabilidade Econômica A utilização da areia oriunda do processo de britagem visa obter benefícios econômicos e ambientais, pois o material, antes descartado, passaria a ser comercializado e a extração da areia natural, um recurso finito e não renovável, diminuiria. Os valores expostos na Tabela 14 correspondem ao preço orçado com fornecedores dos materiais. Foi feito um levantamento de preço com uma empresa localizada no município de Feira de Santana-Bahia, em 27 de maio de 2023, considerando-se o valor para pagamento à vista e para compra em pequena quantidade. 35 Tabela 14 - Valor unitário de agregado miúdo. Material Unidade Valor unitário (R$) Areia Natural m³ 129,90 Areia de Britagem m³ 52,00 Fonte: Autora. Mediante os dados apresentados, nota-se que o preço da areia de britagem é aproximadamente 60% inferior ao da areia natural. Sabendo disso, o valor necessário para adquirir 1 m³ de areia natural seria equivalente a adquirir aproximadamente 2,5 m³ da areia de britagem, sendo assim, o resíduoapresenta grande viabilidade econômica, reduzindo os custos de forma significativa na produção de argamassas de chapisco. Além da viabilidade econômica, o uso da areia de britagem é uma alternativa sustentável por encontrar fins para estes resíduos de moagem de rochas basálticas. Com isso, diminuindo o uso da areia natural que vem da extração dos leitos dos rios e que gera diversos impactos ambientais. 36 5 CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que: - A análise da granulometria das areias demonstrou que a areia de britagem possui massa unitária menor que a da areia natural, mas possui uma massa especifica maior. Na forma e textura dos grãos a areia de britagem apresenta grãos angulosos, irregulares e com rugosidade, enquanto a areia natural tem grãos arredondados e homogêneos, mas ambas se classificam como areia média. - Na avaliação das propriedades do estado fresco, foi observado que ao substituir a areia natural por areia de britagem, há uma tendência de aumento no índice de consistência, mas como ambas atendem os requisitos exigíveis pela norma, a substituição se mostra viável. - Sobre o uso dos aditivos, foi observado que ao utiliza-los, é possível manter as argamassas trabalháveis por 24 horas, mantendo suas propriedades no estado fresco, podendo assim, agilizar os processos executivos na construção civil. - Em relação a viabilidade econômica referente a substituição da areia natural pela areia de britagem, nota-se que o uso do resíduo traz uma economia de aproximadamente 60% na compra do agregado miúdo, trazendo uma redução de custo significativo para a produção de chapisco e utilização das obras. 37 6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS Para próximos estudos sugere-se: - Avaliação de propriedades no estado endurecido da argamassa estabilizada para uso em chapiscos de paredes e tetos com substituição de areia natural por areia de britagem. - Avaliação da resistência de aderência à tração dos diferentes tipos de chapisco estabilizado sobre diferentes substratos. - Verificação da resistência de aderência à tração do revestimento, com e sem o uso de chapiscos produzidos com argamassas estabilizadas. 38 7 REFERÊNCIAS Associação Brasileira de Normas Técnicas. 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