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Avaliação experimental do tempo de secagem de argamassas de agregados leves Fernando G. Branco CICC FCTUC Univ. de Coimbra Portugal fjbranco@dec.uc.pt Maria de Lurdes B.C. Reis Dep. Eng. Civil IPT Tomar Portugal lbelgas@ipt.pt António Tadeu CICC FCTUC Univ. de Coimbra Portugal tadeu@dec.uc.pt Resumo: A grande rapidez com que se executam algumas das actividades na construção é um dos factores que podem contribuir para um aumento da possibilidade de ocorrência de anomalias nos revestimentos de pavimentos em betão. A aplicação do revestimento do pavimento quando a argamassa de regularização ainda não atingiu um grau de secagem adequado é um dos exemplos deste fenómeno. Uma vez que a secagem do substrato se processa de forma muito lenta, será muito difícil aguardar por uma secagem completa deste elemento antes da aplicação do revestimento. Deste modo, no momento de aplicação do revestimento, poderá ainda existir alguma água no interior da laje, desde que em quantidade suficientemente pequena para não afectar o revestimento. Em alguns países, são indicados valores limites para humidade relativa superficial antes da aplicação do revestimento. O presente trabalho procura contribuir para a sistematização do conhecimento sobre a secagem de argamassas de regularização. Descreve-se um trabalho laboratorial, ao longo do qual se avaliou o processo de secagem, natural e em estufa, de diferentes tipos de argamassas com agregados leves. Estudaram-se argamassas fabricadas com incorporação de granulados de cortiça, argila expandida e introdutores de ar. Procurou-se caracterizar o tempo de secagem destas argamassas, quantificando o ritmo de perda de humidade por evaporação e as condições de humidade relativa das argamassas estudadas. Palavras–chave: argamassa, agregados leves, cortiça, secagem. 1. INTRODUÇÃO A presença de humidade no interior das camadas de betão ou argamassas dos pavimentos de betão, quer de pisos térreos quer de pisos elevados, pode ter influência no comportamento do revestimento. De facto, a ocorrência de migração de humidade em direcção à superfície do pavimento poderá condicionar a utilização de determinados tipos de revestimentos de piso [1]. O excesso de água residual proveniente do substrato é uma das possíveis causas para o aparecimento de patologias em pavimentos de betão, quando são utilizados revestimentos susceptíveis à presença de água. Essas patologias incluem degradação, descoloração, descolamento, delaminação e perda de aderência. De modo a prevenir a ocorrência destas patologias, antes da aplicação do revestimento deverá ser permitido um tempo de secagem do substrato suficiente para que seja atingido um nível de humidade adequado ao tipo de revestimento a utilizar. Para esse efeito, é importante conhecer o processo de secagem do betão, identificando os factores que o influenciam [2]: composição do betão, relação água/cimento, tempo de cura, temperatura e humidade relativa ambiente, a distribuição da humidade no interior do betão e a sua redistribuição após a aplicação de um revestimento impermeável. A avaliação da humidade pode ser feita de forma quantitativa, através do teor de humidade, do fluxo de humidade ou da humidade relativa interna do betão. Para cada uma das formas de expressar o nível de humidade, devem estabelecer-se parâmetros, em conformidade com o material a ser aplicado, considerados aceitáveis para a aplicação do revestimento. O presente trabalho faz um resumo sobre o estado da arte sobre o processo de secagem de elementos de betão e apresenta os resultados preliminares de um estudo em que se procuram avaliar as condições de secagem de argamassas contendo diferentes tipos de agregados leves. Realizaram-se ensaios laboratoriais, tendo sido comparados os tempos de secagem das argamassas e a variação do teor de humidade. 2. A HUMIDADE NAS ARGAMASSAS Durante o processo de fabrico de uma argamassa ou de um betão, é adicionada aos restantes constituintes uma determinada quantidade de água, necessária para as reacções de hidratação do ligante e molhagem dos agregados. Da quantidade de água total utilizada, uma parte combina-se com o cimento, tornando-se quimicamente ligada, enquanto outra parcela permanece fisicamente ligada ao sistema de poros do betão. Após o período de cura, parte da água continuará a combinar-se com o cimento não hidratado, enquanto a restante será adsorvida nas superfícies dos diferentes constituintes da argamassa. A água em excesso é eliminada por evaporação. Este processo é influenciado pela idade do betão, temperatura e humidade relativa próxima do substrato. Uma vez que o processo de secagem se processa de forma muito lenta, o excesso de humidade poderá manter-se durante um longo período de tempo. Deste modo, quando se pretendam aplicar revestimentos sensíveis à humidade, deve garantir-se que a quantidade de água no substrato atingiu já um nível compatível com a presença do revestimento. Assim, é importante conhecer também as características do revestimento a aplicar. A humidade não se distribui de maneira uniforme ao longo da espessura do substrato de betão, sendo menor próximo da superfície em contacto com o ambiente e aumentando para o seu interior. Quando se aplica como revestimento um material impermeável, que irá diminuir muito a evaporação da água através da superfície do piso, ocorre uma redistribuição da humidade no interior da peça, aumentando o seu nível próximo à superfície do substrato. Este aumento poderá conduzir a que a humidade atinja um valor acima do nível aceitável, junto à camada de revestimento, podendo deste modo danificar o revestimento ou o adesivo da sua aplicação. Justifica-se assim a importância de definir o nível de humidade aceitável para a aplicação do revestimento, e a selecção de métodos de avaliação que permitam estimar o tempo de secagem das argamassas até esse nível ser atingido. 3. PROCESSO DE SECAGEM Diversos investigadores têm vindo a realizar trabalhos experimentais, com o objectivo de caracterizar o processo de secagem do betão. Esses métodos podem ser genericamente classificados em três grupos: verificação da alteração do peso dos betões, métodos destrutivos (“destrutive sectioning”) e medição da humidade relativa/quantidade de água. Parrot [3] investigou os perfis de humidade no betão, resultantes da secagem, utilizando duas técnicas diferentes, tendo demonstrado que a variação da humidade relativa de diferentes materiais cimentícios pode ser representada, quer por uma função hiperbólica, quer por uma função exponencial. Selih et al [4] investigaram experimentalmente as alterações do teor de humidade no decurso do processo de secagem em betões de agregados leves. Verificaram dois estágios de secagem: um período inicial em que a velocidade de secagem foi constante e um segundo período em que se verificou um decréscimo na velocidade de secagem. Para os betões de agregados leves estudados, verificaram que o período inicial ocorreu, de um modo geral, entre os 3 e os 7 dias. Akita et al [5] quantificaram experimentalmente (por processos destrutivos) a transferência de humidade, medindo as variações da quantidade de água no interior de provetes prismáticos de betão, sujeitos a secagem unidireccional e a secagem por todas as faces. Em idades pré determinadas, os provetes foram seccionados e secos para determinação da quantidade de água. Estes investigadores confirmaram ser válida a utilização de uma equação não-linear de difusão para a previsão da transferência de humidade, e concluíram que a relação entre a quantidade de água do betão e a humidade relativa é fortemente influenciada pela composição do betão. Merikallio et al [6], estudaram comparativamente a secagem de três betões de agregados leves (argila expandida) e de dois betões de agregados correntes e mediram a humidade relativa no interior do betão durante o processo de secagem.Concluíram que os betões de argila expandida atingem os 90% de humidade relativa interior mais rapidamente que os betões de agregados correntes. A diferença entre tempos de secagem dos betões com argila expandida e dos betões correntes aumenta com a espessura do elemento. Kim et al [7], mediram a humidade relativa interna do betão em provetes submetidos a secagem unidireccional. A variação da humidade relativa interna devida à auto-dissecação foi medida em provetes selados. Constataram que a humidade relativa no interior dos provetes difere significativamente em função da distância à superfície exposta. A variação da humidade relativa interior é maior a distâncias próximas da superfície do que nas zonas interiores do betão, tendo sido observadas menores variações em provetes com elevada relação água-cimento. West et al [8] apresentaram um modelo de elementos finitos para a previsão das alterações do teor de humidade do betão, ao longo do tempo, durante a secagem e após a aplicação de um revestimento de piso. O modelo teve em conta a espessura da laje, a relação água- cimento, as condições ambientais e de fronteira. Verificaram que os parâmetros que mais influenciam a migração da humidade durante a secagem, são a relação água-cimento, a espessura da laje e as condições ambientais. Jiang et al [9], estudaram a distribuição da humidade relativa de pastas de cimento com diferentes relações água-cimento e adições minerais em condições isotérmicas de secagem. Os resultados mostraram que a diminuição da humidade relativa interna, nas pastas de cimento com razões água-cimento superiores a 0.4, é fundamentalmente afectada pela difusão da humidade. Para razões água-cimento inferiores a 0.4, o processo é também influenciado pela auto-dissecação. El-Dieb [10] investigou a retenção de água e a hidratação do betão contendo agentes de cura. Foram medidos, ao longo do tempo, a perda de peso e a humidade relativa interna do betão com agentes de cura e comparados com os do betão convencional. Verificou-se que a retenção de água, determinada pela perda de peso com o tempo, em betões com incorporação de agentes de cura é superior à do betão convencional, Babu et al [11] estudaram o efeito da dimensão dos agregados de poliestireno na resistência e nas características da migração da humidade do betão leve. Os betões com granulados de EPS de menor dimensão exibiram maior resistência à compressão. O estudo demonstrou que o betão de EPS contendo grânulos de maior dimensão e com maiores volumes de EPS, apresenta maior migração de humidade e mais elevada absorção. 3.1 Tempos de Secagem Recomendados Diversas organizações internacionais têm procurado estipular o tempo de secagem e o valor de humidade necessários para que seja possível aplicar, com sucesso, os revestimentos finais de piso (ver Tabela 1). Em Inglaterra, recomenda-se que os revestimentos de piso sejam aplicados apenas quando a superfície de betão atinge a humidade relativa de 75% [12], determinada através de medições realizadas com um higrómetro de superfície. Segundo a American Society for Testing Materials (ASTM) [13], o tempo de secagem necessário para que um piso de betão atinja um nível de humidade satisfatório, de modo a evitar a deterioração do revestimento, varia de seis semanas a seis meses. Esta norma apresenta uma lista dos tempos de secagem recomendados por diferentes instituições. O Carpet and Rug Institute (CRI), recomenda um período de 90 a 120 dias para que o piso de betão atinja um nível de humidade satisfatório para aplicação de revestimentos têxteis e de borracha. O Resilient Floor Covering Institute (RFCI), estabelece que o piso de betão seja curado e seco por um período mínimo de seis semanas, antes da aplicação de qualquer tipo de revestimento resiliente. A Portland Cement Association (PCA), realça que o período de secagem varia em função das condições ambientais, tipo de betão, espessura e localização do piso de betão, sendo necessário alguns meses de secagem para que seja atingido o nível de humidade satisfatório, sendo o mínimo de 60 dias. A World Floor Covering Association (WFCA) refere uma duração para a secagem mínima de 28 dias, recomendado por alguns fabricantes para aplicação do revestimento, uma vez que este período é função de um grande número de variáveis. Em Portugal, o LNEC [14] recomenda um teor de água máximo admissível da base de assentamento, no momento da aplicação do revestimento, de 2,5% em relação ao peso do material seco. Esta condição obriga a que após a conclusão das camadas de regularização que eventualmente se venham a executar sobre o pavimento, e desde que não tenham espessuras superiores a 40 mm, se aguarde um intervalo de tempo não inferior a quatro semanas, no Verão, e seis semanas no Inverno. Quando as camadas possuam espessuras superiores a 40 mm, deverão dilatar-se os prazos indicados, no mínimo uma semana por cada centímetro de espessura adicional da camada de regularização. Tabela 1 – Tempos de secagem recomendados. REFERÊNCIA RECOMENDAÇÃO ASTM E 1907-97 6 semanas a 6 meses CRI – Carpet and Rug Institute 12 a 16 semanas WFC – World Floor Covering Association 28 dias (não pode ser utilizado como critério geral) RFCI – Resilient Floor Covering Institute, 6 semanas (mínimo) PCA – Portland Cement Association, 8 semanas (mínimo) LNEC – Bases de Assentamento de Pisos Resilientes 4 semanas no Verão 6 semanas no Inverno Baseando-se em resultados experimentais, Hedenblad [15] estimou os tempos de secagem esperados para o betão corrente, atendendo à relação água/cimento e a valores de 85% e 90% para a humidade relativa. Estes valores deverão ser modificados pela aplicação de factores de correcção que tenham em atenção parâmetros como a relação água/cimento, a espessura da laje, o modo como se processa a secagem (por uma face ou por ambas as faces), a temperatura e a humidade relativa ambiente e as condições de cura. A Tabela 2 apresenta os tempos de cura em função da humidade relativa do betão e da relação água cimento. A Tabela 3 ilustra o factor de correcção tendo em atenção a espessura do elemento de betão. Tabela 2 – Tempos de secagem para o betão [15] Humidade Relativa do Betão ( %) Relação água-cimento 0.4 0.5 0.6 0.7 85 50 dias 90 dias 135 dias 180 dias 90 20 dias 45 dias 65 dias 95 dias Tabela 3 – Factores de correcção para a espessura [15] ESPESSURA (mm) RELAÇÃO ÁGUA-CIMENTO 0.4 0.5 0.6 0.7 100 0.4 0.4 0.4 0.4 150 0.8 0.8 0.8 0.7 180 1.0 1.0 1.0 1.0 200 1.1 1.1 1.1 1.2 250 1.3 1.4 1.5 1.8 3.2. Medição da Humidade no Betão Tendo em conta a diversidade de recomendações existentes acerca dos tempos de secagem, bem como o número de factores que influenciam a velocidade de secagem, constata-se que não é possível fixar, de uma forma objectiva, um período de espera único a respeitar antes da aplicação do revestimento. Deste modo, verifica-se que é importante determinar as condições de humidade, em cada caso concreto, antes de aplicar o revestimento. Diversas organizações, como a já referida ASTM, a British Standards Institution (BSI) ou a Nordic Concrete Federation (NCF), normalizaram testes que permitem avaliar as condições de humidade de um piso de betão, a fim de determinar se está aceitável para receber o revestimento. Os resultados desses testes podem ser qualitativos ou quantitativos. Dependendo do método, o ensaio pode compreender observações visuais, testes físicos ou medições das quantidades ou percentagens de água. Os principais testes para avaliar a condição de humidade de um substrato de betão constam na norma ASTM E 1907-97 [13], que descreve procedimentos para determinar a quantidade de água ou vapor de água presente ou emitida por um piso de betão. 4. PROGRAMA EXPERIMENTAL A constatação da importância de avaliar as condições de humidade em suportes de betão e argamassa, e de procurar estimar o tempo de secagem necessáriopara que estes suportes atinjam um estado compatível com a aplicação de revestimentos, motivou o presente trabalho. Este, consistiu na realização de ensaios laboratoriais, com o objectivo de avaliar os tempos de secagem de argamassas com diferentes tipos de agregados leves. Neste estudo, foram analisados quatro tipos de argamassas, em que foram introduzidos granulados de cortiça expandida (ACExp), argila expandida (AAExp), poliestireno (APExp) e introdutor de ar (AAER). Todas as argamassas produzidas possuíam a mesma relação água/cimento (a/c = 0,40). Produziram-se provetes prismáticos de argamassa, com diferentes espessuras (5, 7, 8 e 10cm). Os provetes foram selados em cinco faces, tendo o processo de secagem (unidireccional) ocorrido apenas pela face superior. Durante o período de secagem, determinou-se a perda de peso ao longo do tempo, e a humidade relativa interior, no meio dos provetes e a uma profundidade de 2,5 cm em relação à superfície exposta. 4.1 Materiais e composição das argamassas Todas as argamassas foram produzidas com recurso a cimento Portland Normal 32,5. Como agregados leves, foram utilizados granulados de cortiça expandida com granulometrias 3/5 e 5/10, argila expandida com granulometria 3/8, e granulado de poliestireno. Numa das argamassas foi aplicado um introdutor de ar, Sika AER. A Tabela 4 apresenta a composição das argamassas estudadas. Tabela 4 – Composição das argamassas. Argamassa Constituintes (kg/m3) Massa Volúmica (kg/m3) Água Cimento Areia Agregados leves ACExp. 143 353 612 3.05 (GCE 3/5) 7.86 (GCE 5/10) 1870 AAExp. 143 353 612 58.7 (AExp 3/8) 1880 APExp. 143 353 612 1.26 (P.Exp.) 1780 AAER 143 353 612 0.52 (Introdutor de Ar) 1930 4.2 Preparação dos provetes de ensaio Foram moldados provetes prismáticos de betão, com uma dimensão superficial de 10×20cm2, e com alturas de 5, 7, 8 e 10cm respectivamente, para simular argamassas com diferentes espessuras (ver Figura 1). Em cada provete, foram criados dois furos (A1 e A2), com 8 mm de diâmetro, para medição da humidade relativa no interior do betão. Os orifícios A1 possuíam uma profundidade igual a meia-altura dos provetes: 2,5, 3,5, 4,0 e 5,0 cm respectivamente. Os furos A2 foram colocados, em todos os provetes, à distância de 2,5 cm da superfície. 200 50 70 80 (mm) 100 100 A2 A1 a) b) Figura 1 – Provetes de ensaio : a) esquema com localização dos furos (dimensões em mm) ; b) provetes de ensaio após moldagem. Após a moldagem, os provetes mantiveram-se, durante 24 horas, no interior dos moldes, em condições laboratoriais de ± 18 ºC de temperatura e ± 50% de humidade relativa (Figura 1b). Ao fim desse período, removeram-se dos moldes e efectuou-se um revestimento, com película de polietileno, de todas as faces dos provetes, à excepção da face superior. Esta selagem tinha como objectivo garantir que a secagem ocorreria apenas pela face superior, de forma unidireccional. Os provetes foram mantidos, durante o período de ensaio, em condições de temperatura e humidade constantes (temperatura de 20 ± 1ºC e humidade relativa de 50 ± 2%). 4.3 Procedimentos de ensaio Testaram-se dois provetes para cada condição de ensaio. Os ensaios consistiram em pesagens periódicas, e na medição da humidade relativa no interior dos provetes, através de sondas inseridas nos furos A1 e A2. Procedeu-se ao registo da humidade relativa e da temperatura através de um datalogger. 5. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS O trabalho laboratorial realizado permitiu avaliar a perda de massa dos provetes ao longo do processo de secagem, para as diferentes condições de ensaio analisadas. Esta redução de massa corresponde à quantidade de água perdida por evaporação. No presente capítulo apresentam-se e comentam-se os resultados obtidos. 5.1 Perda de massa das argamassas A Figura 2 ilustra a perda de massa média observada, para as diferentes séries de argamassas testadas, ao longo do tempo. Como se pode observar, nos primeiros dias após a betonagem, ocorre uma redução de massa mais significativa. Após esta fase inicial, a velocidade de secagem vai diminuir ao longo do tempo. Verifica-se que, para todas as séries estudadas, a quantidade de água evaporada aumenta com o aumento de espessura do provete. Este resultado era esperado, uma vez que a área de evaporação era igual para todos os provetes, e que os provetes de maior espessura contém também uma quantidade maior de água na sua composição. Este aumento da quantidade de água evaporada com a espessura do provete é mais notório nos provetes contendo cortiça expandida (ACExp) e naqueles contendo introdutor de ar (AAER). O resultado obtido para a série AAExp é coerente com os resultados descritos por Merikallio et al. [6]. Estas diferenças de comportamento podem atribuir-se ao facto de estes dois tipos de betão serem mais porosos que os betões AAExp e APExp. Deste modo, durante a fase de secagem, a humidade presente a maiores profundidades terá maior facilidade em migrar até à superfície [11]. 0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( g ) ACExp 10E ACExp 8E ACExp 7E ACExp 5E 0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( g ) AAExp 10E AAExp 8E AAExp 7E AAExp 5E a) b) 0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( g ) AAER 10E AAER 8E AAER 7E AAER 5E 0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( g ) APExp 10E APExp 8E APExp 7E APExp 5E c) d) Figura 2 - Perda de massa das argamassas :a) ACExp ; b) AAExp ; c) AAER ; d) APExp. A Figura 3 compara a perda de água em percentagem da massa do provetes, para todos os tipos de argamassa e para duas das espessuras de argamassa testadas: 5cm e 10cm. Verifica-se que, no caso da argamassa com espessura de 5cm, a fase inicial da secagem, em que a velocidade de secagem é mais elevada, se prolonga até os provetes perderem cercas de 1.5 a 2% de massa. No caso da argamassa com 10cm de espessura, esta fase decorre até se registar uma perda de 1%. Após esta fase inicial, observa-se que as argamassas ACExp e AAER apresentam uma perda de massa superior em cerca de 1% em relação às restantes. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( % ) ACExp 5E AAExp 5E AAER 5E APExp 5E 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) P e rd a d e P e s o ( % ) ACExp 10E AAExp 10E AAER 10E APExp 10E a) b) Figura 3 - Perda percentual de massa das argamassas :a) espess. 5cm; b) espess. 10cm. Em geral, as argamassas apresentaram variações de massa semelhantes, à excepção daquelas contendo argila expandida (AAExp) e poliestireno (APExp), cuja perda percentual de massa é manifestamente inferior às restantes. Este facto poderá dever-se a uma maior absorção de água no interior dos poros da argila argila [6], o que poderá conduzir a uma mais lenta libertação da humidade, quando comparada com os restantes tipos de agregados leves analisados. O comportamento da argamassa contendo EPS poderá ser explicado devido a uma menor permeabilidade da argamassa conferida pelo EPS, que dificultará a migração da humidade até à superfície. 5.2 Velocidade de evaporação A partir dos valores de perda de massa apurados, determinou-se a velocidade de evaporação, expressa em gramas de água perdidos por hora, evidenciada pelas diferentes argamassas. Todos os provetes possuíam uma selagem impermeável em 5 das suas 6 faces, com uma superfície sujeita a evaporação de dimensões idênticas (200cm2). A Figura 4 ilustra a velocidade de evaporação observada para todas as condições de ensaioanalisadas. A avaliação do tempo de secagem é frequentemente quantificada através de um parâmetro denominado por taxa de evaporação (“evaporation rate”). Este parâmetro representa a velocidade de perda de de massa por unidade de área, sendo expresso em gramas por hora por centímetro-quadrado (g.h-1.cm-2), e pode ser determinado dividindo a velocidade de secagem apresentada na Figura 4 pela área da superfície não selada dos provetes (200cm2). Os resultados apurados permitem verificar que a velocidade de secagem atinge o seu máximo no início do processo de secagem, diminuindo ao longo do tempo. Das argamassas ensaiadas, a argamassa contendo introdutor de ar foi aquela que apresentou maior velocidade de evaporação inicial (cerca de 0.4 g/h), correspondendo a uma taxa de evaporação de 0.002g/h/cm2. As argamassas ACExp e AAExp apresentaram velocidades de evaporação inicial idênticas, de cerca de 0.3 g/h, enquanto que a velocidade de evaporação apresentada pela série APExp era inferior, variando entre 0.1g/h e 0.3g/h. Esta menor velocidade inicial de secagem no betão contendo EPS poderá estar relacionada com uma menor permeabilidade à água por parte deste agregado, que assim contribuirá para uma maior dificuldade na migração da água até à superfície. Verifica-se ser necessária a realização de alguns ensaios suplementares para confirmar a validade desta hipótese. Verificou-se que, no caso das argamassas ACExp e AAER, a espessura de argamassa exerce alguma influência, resultando em velocidades de evaporação maiores quando a espessura da camada de argamassa aumenta. Nas restantes séries, a influência da espessura não era tão notória. De facto, como foi referido anteriormente (ver Figura 2) verifiou-se que a perda de massa por evaporação nas séries ACExp e AAER era mais influenciada pela espessura da camada de argamassa do que nas outras séries. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) V e lo c id a d e d e s e c a g e m ( g /h ) ACExp 10E ACExp 8E ACExp 7E ACExp 5E 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) V e lo c id a d e d e s e c a g e m ( g /h ) AAExp 10E AAExp 8E AAExp 7E AAExp 5E a) b) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) V e lo c id a d e d e s e c a g e m ( g /h ) AAER 10E AAER 8E AAER 7E AAER 5E 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) V e lo c id a d e d e s e c a g e m ( g /h ) APExp 10E APExp 8E APExp 7E APExp 5E c) d) Figura 4 – Velocidade de secagem: a) ACExp ; b) AAExp ; c)AAER ; d) APExp. A velocidade de secagem tende a diminuir com o tempo. Esta diminuição é mais rápida no caso das argamassas APExp e AAExp, para as quais a velocidade decaiu até 0.1g/h ao fim de cerca de 300 a 400 horas de secagem, respectivamente. Para as argamassas ACExp e AAER, só acima das 600 horas se registaram velocidades de evaporação menores que 0.1g/h. 5.3 Variação da humidade relativa Paralelamente à avaliação da perda de massa por evaporação, efectuou-se a medição da humidade relativa (HR) no interior dos provetes. Refira-se que este é um dos parâmetros recomendados para verificar se os substratos apresentam condições de humidade. A Figura 5 apresenta os resultados apurados para a HR a uma profundidade igual a metade da espessura. Em todos os provetes, pode observar-se uma tendência para uma redução progressiva da humidade relativa ao longo do tempo. Em todas as séries, regista-se uma humidade mais elevada nos provetes com maior espessura. Este resultado não surpreende, visto que a leitura é efectuada a maior profundidade nos provetes mais espessos. A Figura 6 compara os valores de humidade relativa apresentados por provetes de diferentes argamassas com a mesma espessura. Nesta figura, são comparados provetes que apenas diferem entre si pelo tipo de agregado leve que incorporam. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) ACExp 10A ACExp 8A ACExp 7A ACExp 5A 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) AAExp 10A AAExp 8A AAExp 7A AAExp 5A a) b) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) AAER 10A AAER 8A AAER 7A AAER 5A 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) APExp 10A APExp 8A APExp 7A APExp 5A c) d) Figura 5 - Variação da humidade relativa: a) ACExp ; b) AAExp ; c)AAER ; d) APExp. Nos provetes com 5cm de espessura verifica-se que, para a generalidade das argamassas, a humidade relativa a uma profundidade de 2.5cm reduziu abaixo de 90% em menos de uma semana. Com excepção da argamassa contendo argila expandida (AAExp), ao fim de duas semanas, todas apresentavam humidade relativa inferior a 80%, e menos de 70% ao fim de um mês. As argamassas ACExp, AAER e APExp apresentaram variações semelhantes de humidade relativa, enquanto que a série AAExp revelava uma maior dificuldade na diminuição do valor de humidade relativa. De facto, com os registos efectuados até à data, a humidade relativa não apresentou valores abaixo de 75%. A humidade relativa mais elevada registada na argamassa com argila poderá estar relacionada com uma maior absorção de água por parte dos grânulos de argila expandida, que a libertarão ao longo de tempo, mantendo elevada por mais tempo a humidade relativa. Estão a decorrer ensaios para determinação das curvas higroscópicas destas argamassas, que poderão ajudar a explicar este fenómeno. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) ACExp 5A AAExp 5A AAER 5A APExp 5A 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Tempo (horas) H u m id a d e r e la ti v a ( % ) ACExp 10A AAExp 10A AAER 10A APExp 10A a) b) Figura 6 - Variação de HR em provetes com a mesma espessura: a) 5cm; b) 10cm. Para as argamassas com espessura de 10cm analisadas, as leituras foram efectuadas a uma profundidade de 5cm. Também nesta situação se verifica uma tendência para o decréscimo de humidade relativa ao longo do tempo, com os provetes AAER e ACExp a revelarem maior facilidade na diminuição da humidade relativa. 6. CONCLUSÕES A necessidade de executar obras de construção com grande rapidez leva a que surja um esforço para que todas as actividades sejam executadas no mais curto espaço de tempo. Isto implica que, por vezes, os pavimentos de betão e argamassa não disponham de tempo suficiente para que ocorra o processo de secagem, antes da aplicação dos revestimentos de piso. Este factor poderá contribuir para o surgimento, nestes revestimentos, de patologias associadas a excesso de humidade, resultando numa mais rápida degradação dos mesmos. O presente trabalho tem por objectivo estudar o processo de secagem de argamassas contendo diferentes tipos de agregados leves (granulado de cortiça expandida, argila expandida, poliestireno expandido e introdutores de ar), e procurar identificar eventuais diferenças nos seus tempos de secagem. A espessura da camada de argamassa foi uma das variáveis consideradas, tendo sido testadas argamassas com 5, 7, 8 e 10cm de espessura. Efectuaram-se testes laboratoriais que procuraram quantificar a água libertada ao longo do processo de secagem e o ritmo a que ocorria a secagem. Paralelamente, avaliou-se o valor da humidade relativa no interior dos provetes de argamassa durante o período de secagem. Os resultados obtidos permitiram verificar que a quantidade de água evaporada aumenta com o aumento de espessura dos provetes, sendo estefacto mais evidente nos provetes que continham cortiça ou introdutor de ar. A velocidade de evaporação (g/h) apresenta um valor mais elevado no período após a betonagem, diminuindo depois ao longo do tempo. Na argamassa com poliestireno, observou-se a existência de um período inicial (aproximadamente uma semana) em que a velocidade de evaporação se mantém aproximadamente constante. Este facto havia sido também apontado por Selih et al. [4]. Nas restantes argamassas contendo agregados leves, este período inicial não é tão nítido, não apresentando a argamassa com introdutor de ar quaisquer sinais deste patamar. Das argamassas analisadas, verificou-se que a argamassa com introdutor de ar apresentou a velocidade de evaporação inicial mais elevada, sendo seguida pela argamassa com cortiça e com argila. A argamassa contendo poliestireno apresentou a velocidade de evaporação mais reduzida. Verificou-se que a humidade relativa, a uma profundidade igual a metade da espessura, apresentou, ao fim de uma semana, valores superiores a 80%. Quando comparadas argamassas com espessura idêntica, os provetes contendo argila expandida e poliestireno apresentaram diminuições mais lentas do valor de humidade relativa. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi apoiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia – FCT, através do financiamento atribuído ao projecto POCI/ECM/55889/2004. 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[6] Merikallio, T.; Mannonen, T.; Pentalla, V., Drying of lightweight concrete Produced from crushed expanded clay aggregates, Cement and Concrete Research, Vol. 26, N.º9, June, 1996, pp.1423-1433. [7] Kim, J.; Lee, C., Moisture diffusion of concrete considering self-desiccation at early ages, Cement and Concrete Research, Vol. 29, 1999, pp.1921-1927. [8] West, R.P.; Holmes, N., Predicting moisture movement during the drying of concrete floors using finite elements, Construction and Building Materials, Vol. 19, 2005, pp. 674- 681. [9] Jiang, Z.; Sun, Z.; Wang, P., Internal relative humidity distribution in high- performance cement paste due to moisture diffusion and self-desiccation, Cement and Concrete Research, Vol.36, 2006, pp.320-325 [10] El-Dieb, A.S., Self-curing concrete: Water retention, hydration and moisture transport, Construction and Building Materials, Vol.21, nº6, June, 2007, pp. 1282-1287 [11] Babu, D.S.; Babu, K.N.; Tiong-Huan, W., Effect of polystyrene aggregate size on strength and moisture migration characteristics of lightweight concrete, Cement and Concrete Composites, Vol.28, 2006, pp.520-527. [12] BS 8203: Part 1, Installation of Resilient Floors Coverings, London, British Standards Institution, 1996. [13] ASTM E 1907-97 – Standard Practices for Determining Moisture-Related Acceptability of Concrete Floors to Receive Moisture Sensitive Finishes,1997 [14] Nascimento, J.M., Bases de assentamento de revestimentos de piso resilientes, ITE 38, LNEC, Lisboa, 1995. [15] Hedenblad, G., Concrete Drying Time – Predict concrete drying times before placing floor coverings, Concrete Technology Today, PL982, Portland Cement Association, Vol. 19, nº2, July1998, pp. 4-5.
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