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Placas cimentícias em estruturas Light Steel Frame Análise de patologias em juntas entre placas cimentícias Introdução Atualmente no crescente mercado da construção a seco, há diversas opções de materiais voltados para revestimentos, sendo os mais utilizados as chapas de gesso acartonado, utilizadas para fechamentos internos e advindas do sistema drywall que atua em conjunto com o Light Steel Frame, e as placas cimentícias, voltadas para uso em áreas externas como fachadas, forros, beirais e áreas úmidas internas, principalmente banheiros. Assim como as chapas de gesso acartonado que possuem diversas opções e locais para uso- chapa RF “rosa” para áreas solicitadas à resistência ao fogo e chapa RU “verde” para locais com incidência de umidade, por exemplo-as placas cimentícias são encontradas com diversas opções de espessuras, composição e tratamento de juntas e superfície, variando conforme local para uso e especificação do fabricante. Por serem utilizadas principalmente para revestimentos de fachadas e locais em áreas externas, as placas cimentícias estão sujeitas a ação direta de intempéries como sol e chuva, sendo necessário grande desempenho para evitar surgimento de fissuras e trincas causadas por ações de dilatação/retração e higroscopia, sendo um material técnico que exige estudos e ensaios para obter desempenho adequado. Para se entender as causas das patologias e suas profilaxias relacionadas à situação de trincas e fissuração, é necessário entender as características distintas dos tipos de placas presentes no mercado assim como os tratamentos utilizados nos mesmos. Definição As placas cimentícias, assim como a chapa de gesso acartonado, são materiais utilizados em escala mundial em países onde o sistema construtivo frame é utilizado, tanto Steel Frame quanto Wood Frame. Devido a este fator, existem normas para padronizar a placa, visando sua qualidade e segurança. Entre as diversas normas, existem poucas diferenças entre as especificações e ensaios, variando conforme país, porém em quase sua totalidade a base é seguida pela ISO 8336 (de âmbito internacional). Em países europeus segue-se principalmente a EN 12467, nos países da América do Norte utiliza- se a ASTM C 1185. No Brasil, utiliza-se a NBR 15498/2016. A definição de placa cimentícia sofre breve variação em sua nomenclatura, porém há um padrão em relação aos seus componentes: Segundo a NBR 15498/2016-placas de fibrocimento sem amianto-Requisitos e métodos de ensaio, as placas cimentícias são “produtos resultantes da mistura de cimento Portland, agregados, adições ou aditivos com reforço de fibras, fios, filamentos ou telas, com exceção de fibras de amianto.” Na normativa europeia EN 12467- Fiber cement sheet, “As placas devem consistir essencialmente de cimento ou de silicato de cálcio, o produto químico resultante da reação do silício com o calcário, reforçadas com fibras, formando a massa de cimento. As fibras de reforço devem satisfaze a um dos seguintes requisitos: elementos dispersos na superfície, feixes de ponta a ponta ou fitas, telas ou tecidos”. A ISO 8336- Fiber Cement sheets determina que as “placas planas de fibra de cimento são compostas essencialmente de cimento ou de silicato de cálcio formado pela reação química de um silicato e um material calcário, reforçado por fibras (ver 3.9). Para auxiliar no recebimento de cargas, podem ser adicionados pigmentos agregados e que são compatíveis com o cimento reforçado com fibras. Os reforços devem ser a combinação dos seguintes materiais como fibra de celulose; fibra sintética orgânica ou inorgânica; fibra de vidro. No mercado nacional existem dois tipos distintos de placa cimentícia conforme sua composição e características: fibrocimento e liga cimentícia. Além da composição, diferem também em relação aos tratamentos. Nesta análise, será retratada os tratamentos mais utilizados em edificações conforme recomendações dos fabricantes existentes no mercado nacional. As patologias oriundas de natureza estrutural, também um dos motivos que ocasionam as trincas, não será abordado, visto ser uma análise complexa e que exige estudos de várias informações como contraventamento, sobrecargas na estrutura, momento fletor, flambagem excessiva, movimentações causadas por acomodação da estrutura no terreno, etc. Os itens e informações descritas foram obtidas através de testes e acompanhamentos diversos de obras, onde constatou-se que as patologias apresentadas não foram causadas pela estrutura, mas sim relacionadas ao material de revestimento, no caso a placa cimentícia/fibrocimento. Placa tipo “fibrocimento” As placas tipo fibrocimento são adaptações planificadas de telhas fibrocimento. Possuem em sua composição cimento prensado com papel celulose e adicionado filamentos sintéticos como fibra de vidro ou materiais similares. São também impermeabilizadas. A celulose foi incluída na sua composição em substituição às fibras de amianto, cancerígenas e proibidas por lei. Como principais características, a flexibilidade causada pelo uso do papel celulose e o elevado peso devido à sua composição (uma placa de 10 mm de espessura possui peso aproximado de 50 kg). São utilizadas principalmente para revestimentos diversos de fachadas, forros e beirais, sendo possível também encontrar no mercado placas com revestimento pronto de fábrica, imitando aço ou madeira, visando uso decorativo. Juntas Os métodos encontrados para tratamento e proteção das juntas são a invisível e a aparente. A junta aparente é mais utilizada quando indica-se o uso da placa aparente para projetos arquitetônicos que solicitam uso de linhas/juntas aparentes, visando a estética da edificação e como acabamento semelhante ao concreto aparente, principalmente para design industrial. As bordas das placas são quadradas. A junta invisível é o método mais utilizado entre placas que utiliza como principais materiais massa emborrachada e fita de junta. As bordas das placas são rebaixadas, assim como as placas de gesso acartonado, para evitar diferenças de nível entre a superfície da placa e da junta, interferindo no acabamento a ser realizado posteriormente. Junta aparente As juntas aparentes podem variar conforme fabricante em sua recomendação de execução, porém a forma mais encontrada é a aplicação de Primer entre as juntas, instalação ou não de cordão de polietileno expandido tipo “Tarucel” e em seguida aplicação de selante elástico à base de poliuretano, como mástique ou selante PU. Detalhe composição junta aparente Fachada com placas de juntas aparentes Juntas invisíveis As juntas são tratadas através dos seguintes processos; I. Limpeza da superfície das placas e entre as mesmas, visando retirar impurezas; II. Aplicação de Primer na região das juntas, para garantir maior aderência da massa emborrachada a ser aplicada, pois visto que as placas são impermeabilizadas, possuem a dificuldade de garantir boa aderência aos produtos nela aplicados; III. Instalação de cordão delimitador, geralmente de polietileno expandido comumente chamado “Tarucel”, entre as juntas das placas, para evitar que a massa emborrachada fique ancorada na base inferior, geralmente a membrana impermeável, além de manter a proporção de Largura x Altura da junta; IV. Aplicação de massa emborrachada na junta entre as placas; V. Aplicação de fita de fibra de vidro de 5cm; VI. Aplicação de nova camada de massa emborrachada; VII. Instalação de fita de fibra de vidro de 10cm; VIII. Aplicação de nova camada de massa emborrachada. Nesta última, é necessário mantê-la nivelada com a superfície da placa. Conforme tempo de cura da massa, a mesma pode retrair, sendo necessário aplicação de mais camadas para correto nivelamento. Em todos os processos onde há a aplicação de Primer e entre camadas de massaemborrachada, é necessário aguardar tempo de cura, e a massa pode retrair durante seu processo de secagem, sendo necessário camadas de massa até o nivelamento correto. Ao todo, o processo pode levar no mínimo 72 horas até sua finalização, respeitando o tempo de cura dos materiais. Exemplo do tratamento de juntas entre placas fibrocimento Parede com juntas invisíveis Após a cura total das juntas, o acabamento é realizado conforme especificação do fabricante, porém em diversos tipos de placas é necessário aplicação de massa específica especial em toda a superfície, realizando os procedimentos de pintura com tinta elastomérica ou semelhante. Patologias em juntas de placas fibrocimento Devido ao processo de fabricação da placa fibrocimento, prensadas com pasta de cimento e papel celulose, possuem a capacidade de grande dilatação no sentido longitudinal, ou seja, sentido a qual foi produzida. Com isto, ao desempenharem sua função de revestimento em fachadas, estão diretamente expostas à incidência solar e aumento de sua dilatação/movimentação. As tensões encontradas em estruturas concentram-se principalmente em vãos e cantos de materiais por serem áreas consideradas mais frágeis (situação encontrada no uso de vergas e contravergas em vãos de portas e janelas). No caso de fachadas revestidas com placas e materiais semelhantes, a situação é a mesma: as tensões concentram-se principalmente nas juntas e cantos, exigindo maior resistência dos materiais aplicados nas juntas como fitas, selantes e massa emborrachada. Em alguns casos analisados, verificou-se que as placas se movimentaram excessivamente, concentrando tensões excessivas em seu perímetro acima das quais os materiais aplicados nas juntas foram dimensionados para suportar, causando descolamentos, empolamentos e ruptura das juntas. Os parafusos também sofreram principalmente nos perímetros das bordas, causando trincas nas placas e diminuindo sua resistência. Com estas aberturas nas juntas, é passível de ocorrer infiltração de água da chuva, aumento os danos na edificação. Uma característica da placa fibrocimento e que influencia em seu desempenho e pode contribuir para surgimento de fissuras e trincas é o fato de ela ser composta por várias camadas de celulose e cimento. Ao receber incidência de calor e umidade, juntamente com o envelhecimento natural o qual os materiais estão propensos a sofrerem, sua impermeabilização fabril perde resistência e permite a absorção maior de umidade, causando inchamento na presença de umidade e secagem na evaporação. Com este processo, a placa começa a delaminar e perder sua resistência, causando desprendimento da estrutura em situações mais avançadas de envelhecimento. No caso do tratamento de juntas, mesmo utilizando fitas entre 50mm e 100mm de largura, não tornam-se suficiente para suportar as solicitações de tensões transmitidas pelas placas, havendo em algumas situações um carregamento excessivo de tensões acima das quais as fitas suportam, devido à área mínima de atuação e ancoragem das mesmas, evoluindo para trincas e desprendimentos. Outros fatores a serem analisados antes da especificação e execução de fachadas com juntas tanto aparentes quanto invisíveis é a utilização de pinturas elastoméricas, de elevada elasticidade, capazes de acompanhara movimentação exigida pelas placas fibrocimento. Caso o material não possua essa capacidade de resiliência, poderá desprender-se da superfície, causando descolamentos e descascamentos. Observa-se que pelo fato de a placa ser totalmente impermeabilizada, não permite uma correta ancoragem de revestimentos, devendo os mesmos possuírem a denominada Camadas de celulose e cimento “ancoragem química”, sendo basicamente utilizado produtos químicos em sua composição voltados para a ancoragem correta nestas superfícies. As massas emborrachadas utilizadas nas juntas também apresentam dificuldade em garantir aderência de acabamentos, havendo dificuldade no mercado de encontrar materiais que possam garantir essa aderência. As massas, além da dificuldade de aderência, podem também apresentar uma perda de memória de elasticidade no envelhecimento e ou em casos em que há grandes movimentações. Com isto, ocorre desprendimento dos acabamentos e baixo desempenho das juntas, gerando trincas e desprendimento da massa. No caso dos acabamentos, é necessário análise mais aprofundada do tipo de material a ser utilizado assim como as características que a placa fibrocimento possui, pois, utilizando materiais com desempenho inferior ao recomendado, é passível de haver patologias. Outro fator a ser levado em consideração é a necessidade de uso de pinturas elastoméricas para acabamento, pois nas movimentações a qual a parede é solicitada, a pintura deverá possuir esta capacidade de movimentar-se, pois caso contrário perde sua ancoragem, causando descascamentos e fissuras na superfície. Em caso de uso de revestimentos cerâmicos, o indicado é o uso de argamassa ACIII flexível ou conforme recomendado pelo fabricante, sendo que alguns possuem produtos Fissuras causadas por sobrecarga de movimentação Fadiga e ruptura do material de preenchimento das juntas específicos para este fim. Algumas industrias recomendam também que caso seja realizado revestimentos de placas cerâmicas ou pedras, seja aplicado previamente chapisco com aditivo especifico antes do assentamento dos materiais, visando aumentar a ancoragem. Outra patologia encontrada nas situações é o estufamento das juntas, onde formam-se ressaltos entre a placas, conforme a área da fachada pode ser marcada todas as juntas, tanto no sentido vertical quanto no horizontal. Este tipo de ocorrência é causado pela falta do espaçamento/distancia menor que o recomendado pelo fabricante do material. No momento da movimentação da placa, por não haver espaço de fuga, encosta na placa ao lado, empurrando a massa da junta e causando estes ressaltos. Conforme aumento da movimentação, pode ocasionar quebra e desprendimento da estrutura. Este fato é corrigido seguindo o espaçamento correto entre placas. É necessário prever também juntas de dilatação, variando conforme fabricante da placa fibrocimento. Parede com juntas estufadas causadas por falhas no espaçamento entre placas ou movimentações causadas por dilatação/retração excessiva Placa tipo “liga cimentícia” As placas tipo “liga cimentícia”, ou somente placa cimentícia, são compostas por liga de cimento, agregados e aditivos que conferem resistência à umidade e aumento nas propriedades termo acústicas, sendo estruturas em sua grande maioria por tela de fibra de vidro nas duas faces, sistema denominado “open mesh”. Surgiu nos Estados Unidos, sendo um material para uso em conjunto com a chapa drywall (gesso acartonado) para uso em áreas externas onde exige-se grande resistência além do calor e chuva, da neve e frio principalmente nas regiões próximas aos trópicos polares. Sua espessura mais utilizada é de 12.5mm, próxima ao das chapas drywall, facilitandoa compatibilização do projeto que utiliza ambas as placas. Além dos revestimentos de fachada, é utilizada como substrato para aplicação de revestimento “EIFS” (External Insulation Finish System, voltado para aumento no desempenho térmico, comumente encontrado em regiões frias). Seu uso como substrato é indicado devido à elevada resistência à dilatação e proteção contra umidade. Como principais características e vantagens em relação à placa fibrocimento, são o baixo peso devido o fato de sua liga possuir agregados leves sem perder resistência, estruturação por tela de fibra de vidro que minimiza a dilatação em qualquer sentido, visto que a trama da tela possui a mesma gramatura que o urdume, não havendo sentido com trama menor da tela. O recorte é simples e realizado apenas comestilete, semelhante a chapa drywall, sendo um método que não gera pó, ao contário das chapas de fibrocimento que somente são recortadas utilizado serra circular para mármore/granito. Detalhe das características da placa cimentícia com sistema denominado “open mesh” Tela de fibra de vidro Tela de fibra de vidro Núcleo de liga de cimento com agregados Juntas Para as placas cimentícias, é realizado o tratamento das juntas e também o tratamento e estruturação de toda a superfície. Este método, denominado como Base Coat, também pode ser chamado de DEFS- Direct Applied Exterior Finish Systems- Sistema de aplicação de acabamento exterior, onde as juntas entre as placas são tratadas com massa específica e fita de junta composta por fibra de vidro, largura mínima de 100 cm, sendo em seguida aplicado em toda a superfície da placa a massa especifica tipo Base Coat juntamente com tela de fibra de vidro, dimensões variadas, onde este conjunto funciona como uma superfície monolítica que absorve as movimentações causadas por dilatação/retração, absorvendo e neutralizando as tensões causadas por estes fenômenos. Com este tipo de aplicação, utilizando materiais específicos determinados pelos fabricantes das placas, o risco de patologias é praticamente nulo, visto que o sistema foi desenvolvido para este princípio. As bordas das placas não precisam ser rebaixadas, podendo ser quadradas, pois, visto que como toda a superfície será tratada com massa específica, também ficará nivelada. Processo de tratamento de superfície: estruturação das juntas Os espaços entre as placas cimentícias, geralmente 3 mm, são preenchidas totalmente com massa especifica, podendo ser a mesma que será aplicada em toda a superfície ou outro tipo variando conforme fabricante. Em seguida, é instalada a fita de junta constituída por fibra de vidro, de dimensões variadas, porém o mínimo é de 10 cm de largura. Após a instalação é aguardo o tempo de cura conforme secagem da massa. Em testes e estudos, verificou-se que a fita de junta atua como auxilio na estrutura das juntas entre placas, onde somente a aplicação dela não é suficiente para total estruturação e neutralização de tensões, absorvendo tensões de grau secundário presente nas juntas (quando há baixa movimentação). Ela estrutura estes locais e em conjunto de forma secundária com a tela de fibra de vidro que ficará em toda a superfície minimizará as fissuras. Fachada residencial com estruturação das juntas antes do tratamento de superfície Nos cantos e ângulos de 90° é recomendado a estruturação pois são áreas que também concentram tensões e estão propensas a trincas. Nestas regiões são instaladas telas ou cantoneiras compostas de tela de fibra de vidro e pvc, pois este é um material inerte e não corrosivo. A peça é instalada utilizando a mesma massa das juntas, não sendo necessário sua fixação por parafusos, como a cantoneira metálica do sistema drywall. Detalhe de instalação de cantoneira em janela de banheiro Definição Base Coat Segundo a Definição na Diretriz Sinat 003- relacionada ao sistema Light Steel Frame, o base coat consiste em: “Massa para proteção do sistema à base de cimento reforçado com resina sintética que deverá ser aplicada de modo a obter uma camada de aproximadamente 5mm antes da colocação da tela e de 2mm após esta colocação. Pode ser aplicada manualmente ou com máquina de projeção de argamassa”. Já a Diretriz Sinat 009- sistemas de fachadas leves em Light Steel Frame, define base coat como “camada de revestimento de argamassa reforçada com tela ou fibras aplicada sobre a chapa cimentícia.” O Manual de Vedações em Fachadas da CBCA- Centro Brasileiro da Construção em Aço, capitulo 2: Light Steel Frame, cita, a função do Base Coat:especifica-se que “para prevenir fissuras os encontros entre placas cimenticias devem ser tratados com telas especiais, em geral de fibra de vidro, aplicadas com argamassa especial para suportar tensões impostas pela dilatação e contração térmica e higroscópica. A fim de proteger as placas contra umidade e movimentação higroscópica e garantir a planicidade da fachada, deve ser prevista a aplicação de uma cada de argamassa denominada base coat”. Processo de tratamento de superfície: Base Coat Após o tempo determinado de cura do tratamento de juntas, é realizado a aplicação da massa tipo Base Coat na superfície das placas. O pode ser aplicado tanto com desempenadeira dentada quanto com projetor de massa (utilizado principalmente em grandes fachadas). É aplicado uma camada de massa, em seguida instala-se a tela de fibra de vidro e retirado o excesso de massa, aplicando nova camada até o recobrimento total da tela. A espessura ideal no estado endurecido fica entre 3 a 5mm. No ponto de vista mecânico, a tela possui a tendência de absorver as movimentações que a superfície irá sofrer, atuando em conjunto com a massa que geralmente possui propriedades elastoméricas em sua composição, possuindo a capacidade de movimentar-se com memória de elasticidade ideal para este tipo de aplicação. Após determinado tempo de cura, variando conforme fabricante, é realizado os procedimentos comuns de acabamento como pintura e revestimentos cerâmicos, pedras, etc. No caso de pinturas, não é totalmente obrigatório a aplicação de pintura elastomérica especifica, visto que o sistema já possui capacidade de absorção de movimentações, porém este tipo de tinta é a amplamente utilizada para garantir maior desempenho. A argamassa do assentamento cerâmico é recomendada que seja utilizado o tipo ACIII flexível, pois será uma nova camada de massa, e como as camadas trabalham de forma diferente, a flexível possuirá melhor desempenho. Entre todos os processos de inicio de estruturação de juntas até a cura total, o tempo estimado fica em 48 horas, abaixo das 72 horas mínimas aproximado em relação ao tratamento de juntas das placas tipo fibrocimento. Aplicação da tela de fibra de vidro e massa tipo Base Coat na superfície das placas Residência em processo de finalização do tratamento de superfície tipo Base Coat Patologias em juntas de placas cimentícias Como analisado, o sistema Base Coat foi desenvolvido para anular o surgimento de fissuras e trincas nas paredes, porém as mesmas podem surgir principalmente por falhas durante o processo de execução ou falta de observação das informações que os fabricantes dos materiais fornecem para a correta execução. Uma das causas mais comuns que ocorrem em edificações é o estufamento de junta causado pela falta de junta entre as placas cimentícias. Este tipo de ocorrência é causado pela falta do espaçamento/distancia menor que o recomendado pelo fabricante do material. No momento da movimentação da placa, por não haver espaço de fuga, encosta na placa ao lado, empurrando a massa da junta e causando estes ressaltos. A ausência da etapa de aplicação da fita de junta pode causar este tipo de ocorrência. A falta de execução de juntas de dilatação ou falha no dimensionamento também é um fator que causa o estufamento das juntas. Geralmente as juntas são indicadas a cada 15 metros lineares ou panos com 60 m², onde é deixado junta de 1 cm de largura e aplicado selante ou mástique. Com isso, há um ponto de fuga para as áreas de placas. Estufamento de juntas causado pela falta de espaçamento entre placas Outra situação que pode ser encontrada, porém em menor incidência, é o surgimento de microfissuras na superfície do Base Coat após a sua cura. Isto é devido a duas situações que se correlacionam: I. Quantidade de água de amassamento abaixo do recomendado: massa com pouca água, muito seca, além de dificultar sua aplicação irá interferir no desempenho da mesma pois o cimento necessita de determinada quantidade de água para reagire criar resistência. A quantidade correta é indicada pelo fabricante do produto; II. Elevada temperatura do ambiente no momento da aplicação: em regiões de alta incidência solar, as placas cimentícias poderão apresentar temperatura elevada em sua superfície, fazendo com que a água de amassamento da massa Base Coat possa evaporar rapidamente. Com isso, o cimento não irá obter cura adequada e retrair devido à falta de água, causando as microfissuras. Fabricantes de Base Coat recomendam que nestas situações seja necessário aspersão de água para resfriamento da superfície das placas e conforme temperatura do local, aspergir água após a aplicação total do tratamento de superfície, de modo a manter a cura adequada dos componentes da massa. Na ASTM C 1516-05-Standard Practice for Application of Direct-Applied Exterior Finish System, normativa americana que especifica ítens como desempenho, componentes e métodos de aplicação do sistema DEFS, também prevê esta situação de resfriamento, citando, no ítem 13, que “em dias quentes, é permitido aspergir água na parede com água potável e limpa de modo a resfriar a parede”. Conclusão Como verificado, há diversos métodos de execução de revestimentos utilizando placas cimentícias. O tratamento tipo Base Coat demonstra-se mais eficiente que somente o de juntas com massa emborrachada, pois foi desenvolvido visando a redução de fissuras e trincas, principais patologias presentes em sistemas de revestimentos. Importante também é sempre consultar os fabricantes dos respectivos materiais, pois os mesmos, como desenvolvedores do material, poderão especificar de forma correta os métodos de aplicação, tipo de material a ser utilizado e limitações, visando sempre a garantia e crescimento do sistema de construção a seco. Luan Banruque Técnico Edificações Crea 139457/TD Curitiba-PR/2018 Fontes NBR 15498/2016- -placas de fibrocimento sem amianto-requisitos e métodos de ensaio; ISO 8336/2015- Fiber Cement sheets; EN 12467- Fiber cement sheet; Diretriz Sinat n° 009- Sistema de vedação vertical externa, sem função estrutural, multicamadas, formado por perfis leves de aço zincado e fechamentos em chapas delgadas com revestimento de argamassa ( Fachada leve em Steel Frame). Julho 2016 Diretriz Sinat n° 003- Sistemas construtivos estruturados em perfis leves de aço zincado conformados a frio, com fechamentos em chapas delgadas ( Sistemas leves tipo “ Light Steel Framing”) Maio de 2016 ASTM C1516-05-2017-Application of Direct-Applied Exterior Finish Systems; Manual CBCA- Tecnologia de Vedação e Revestimento para Fachadas-2014; PlacLux- Manual Técnico ProFort- Catálogo técnico-2018; Brasilit- Guia de Sistemas de Produtos Planos- Catálogo técnico-2016; Eternit- Cátalogo Técnico Eternit- Catálogo técnico-Download do site realizado em abril/2018; Decorlit- Ecoplac Cimentícia Decorlit- Catálogo técnico- versão 03/2015 conforme disponível no site; Knauf- Sistema de fachada Knauf Aquapanel- Catálogo técnico 2016; USG- Manual Técnico Durock Next Gen-Catálogo técnico USG México- 2011 National Gypsum Company- Perma Base-Cement Board Construction Board-revisão 06/2015 conforme disponível no site; Obs: As fotos das obras foram retiradas durante visita técnica para acompanhamento.
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