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ENGENHARIA CIVIL 1 Materiais de Construção Civil I Materiais de Construção Civil I ENGENHARIA CIVIL 2 Materiais de Construção Civil I ENGENHARIA CIVIL 3 Materiais de Construção Civil I Sumário 6 – Argamassa ............................................................................................. 98 6.1 - Conceitos fundamentais ...................................................................................... 98 6.1.1 – Impacto de materiais na argamassa ......................................................................... 98 6.1.2 – Manifestações patológicas em argamassas .............................................................. 99 6.2 – Classificação de argamassas ............................................................................ 100 6.2.1 – Funcionalidade ...................................................................................................... 100 6.2.1.1 – Construção de alvenaria .............................................................................................. 100 6.2.1.2 – Revestimento de paredes ............................................................................................. 102 6.2.1.3 – Revestimento de pisos ................................................................................................. 104 6.2.1.4 – Revestimento cerâmico ............................................................................................... 104 6.2.1.5 – Reparo ......................................................................................................................... 105 6.2.2 – Componentes e características............................................................................... 106 6.2.2.1 – Natureza do aglomerante ............................................................................................. 106 6.2.2.2 – Aglomerante(s) usado(s) ............................................................................................. 106 6.2.2.3 – Quantidade de aglomerantes ....................................................................................... 106 6.2.2.4 – Consistência ................................................................................................................ 106 6.2.2.5 – Plasticidade ................................................................................................................. 107 6.2.2.6 – Densidade .................................................................................................................... 107 6.3 – Propriedades da argamassa .............................................................................. 107 6.3.1 – Argamassa de assentamento de alvenaria ............................................................. 107 6.3.2 – Argamassa de revestimento ................................................................................... 108 6.4 – Aspectos da Argamassa ................................................................................... 109 6.4.1 – Propriedades no estado fresco ............................................................................... 110 6.4.2 – Propriedades no estado endurecido ....................................................................... 111 6.5 – Dosagem .......................................................................................................... 113 6.6 – Ensaios ............................................................................................................. 113 6.6.1 – Consistência e plasticidade .................................................................................... 113 6.6.1.1 – Ensaios monoponto ..................................................................................................... 113 6.6.1.2 – Ensaios multiponto ...................................................................................................... 116 6.6.2 – Retenção de água e coesão .................................................................................... 116 6.6.3 – Exsudação e adesão inicial .................................................................................... 119 6.6.4 – Ensaios no estado fresco ....................................................................................... 119 6.6.4.1 – Densidade de massa .................................................................................................... 119 6.6.4.2 – Adesão inicial .............................................................................................................. 120 ENGENHARIA CIVIL 4 Materiais de Construção Civil I 6.6.5 – Ensaios no estado endurecido ............................................................................... 120 6.6.5.1 – Retração ...................................................................................................................... 120 6.6.5.2 – Aderência .................................................................................................................... 121 6.6.5.3 – Permeabilidade ............................................................................................................ 122 6.6.5.4 – Porosidade ................................................................................................................... 122 6.6.5.5 – Resistência mecânica................................................................................................... 124 7 – Concreto .............................................................................................. 126 7.1 – Conceitos fundamentais ................................................................................... 126 7.1.1 – Microestrutura do concreto ................................................................................... 126 7.1.2 – Etapas de execução ................................................................................................ 127 7.2 – Propriedades ..................................................................................................... 130 7.2.1 – Propriedades no estado fresco ............................................................................... 130 7.2.1.1 – Trabalhabilidade .......................................................................................................... 130 7.2.1.2 – Ensaio de abatimento do tronco de cone ..................................................................... 133 7.2.1.3 – Ensaio VeBe ................................................................................................................ 134 7.2.2 – Propriedades no estado endurecido ....................................................................... 135 7.2.2.1 – Resistência à compressão ............................................................................................ 136 7.2.2.2 – Resistência à tração ..................................................................................................... 137 7.2.2.3 – Módulo de elasticidade ................................................................................................ 139 7.2.2.4 – Retração plástica ......................................................................................................... 140 7.2.2.5 – Retração hidráulica ...................................................................................................... 140 7.2.2.6 – Fluência ....................................................................................................................... 141 7.2.2.7 – Permeabilidade ............................................................................................................ 143 7.3 – Dosagem .......................................................................................................... 144 7.3.1 – Definição ............................................................................................................... 144 7.3.1.1 – Traço unitário em massa (TUM)................................................................................. 145 7.3.2 – Equações utilizadas na dosagem ........................................................................... 146 7.3.2.1 – Lei de Abrams ............................................................................................................. 146 7.3.2.2 – Lei de Lyse .................................................................................................................. 147 7.3.2.3 – Lei de Molinari ............................................................................................................ 147 7.3.3 – Métodos de dosagem ............................................................................................. 147 7.3.3.1 – Dosagem Experimental – Racional ............................................................................. 147 7.3.3.2 – Dosagem pelo método da ABCP ................................................................................. 149 7.3.4 – Transformações de traço ....................................................................................... 152 7.3.4.1 – Transformação traço em massa para volume .............................................................. 153 7.3.4.2 – Transformação do traço em padiolas ........................................................................... 153 7.4 – Controle tecnológico ........................................................................................ 154 7.4.1 – Definições iniciais ................................................................................................. 155 ENGENHARIA CIVIL 5 Materiais de Construção Civil I Referências Bibliográficas ........................................................................ 160 ENGENHARIA CIVIL 6 Materiais de Construção Civil I Materiais de Construção Civil I 6 – Argamassa 6.1 - Conceitos fundamentais A argamassa tem datação antiga, estima a.C). Seu uso facilitava a construçã uma mistura de cal e areia. Observa vam ‘aditivos’ na composição das argamassas, como pasta gordura de animais, barro, argila. Esse material é uma mistura macroscópica homogênea de aglomerantes (cal, ge so, cimento), agregado miúdo, água, adições minerais e aditivos. Esse último citado é o componente que pode alter endurecido, tais como: consistência, trabalhabilidade, endurecimento; que veremos nos tópicos a seguir, adequando o uso do material para a situação desejada. Além disso, as argamassas podem ser mod rante, das características do agregado (dureza, forma, granulometria, porosidade) e do uso de aditivos. Na Figura 6.1, observa A argamassa pode ser produzida em centrais (distri in loco (na própria obra) ou ser industrializada (misturas em sacos pré aplicada em união dos blocos de concreto ou blocos ou de vedação, em revestimento paredes); dentre outras aplicações Figura 6.1 6.1.1 – Impacto de materiais na O uso do cimento em argamassa tem como objetivo proporcionar sig sistência à aderência. As finas partículas de cimento também a da pasta, enquanto o uso de cal proporciona um melhor preenchimento da superfície do ENGENHARIA CIVIL iais de Construção Civil I Argamassa undamentais A argamassa tem datação antiga, estima-se que desde os tempos Neolíticos (6.000 a.C). Seu uso facilitava a construção/colocação de alguma estrutura e era constituída por uma mistura de cal e areia. Observa-se, nessas construções mais antigas, que se na composição das argamassas, como pasta de farinha de arroz, gesso, gordura de animais, barro, argila. Esse material é uma mistura macroscópica homogênea de aglomerantes (cal, ge so, cimento), agregado miúdo, água, adições minerais e aditivos. Esse último citado é o componente que pode alterar as propriedades do material no estado fresco e consistência, trabalhabilidade, endurecimento; que veremos nos tópicos a seguir, adequando o uso do material para a situação desejada. Além disso, as argamassas podem ser modificadas através da escolha do aglom rante, das características do agregado (dureza, forma, granulometria, porosidade) e do Na Figura 6.1, observa-se um exemplo de componentes do concreto. A argamassa pode ser produzida em centrais (distribuída em caminhão betoneira), in loco (na própria obra) ou ser industrializada (misturas em sacos pré em união dos blocos de concreto ou blocos cerâmicos em alvenaria estrutural revestimento (chapisco, emboço, reboco) e rejuntamento (pisos e ; dentre outras aplicações. 6.1: Esquema de produção simplificada do concreto Fonte: Autores (2020) de materiais na argamassa O uso do cimento em argamassa tem como objetivo proporcionar sig aderência. As finas partículas de cimento também aumentam a plasticidade uso de cal proporciona um melhor preenchimento da superfície do ENGENHARIA CIVIL 9 8 empos Neolíticos (6.000 e era constituída por se, nessas construções mais antigas, que se utiliza- de farinha de arroz, gesso, Esse material é uma mistura macroscópica homogênea de aglomerantes (cal, ges- so, cimento), agregado miúdo, água, adições minerais e aditivos. Esse último citado é o no estado fresco e no estado consistência, trabalhabilidade, endurecimento; que veremos nos ificadas através da escolha do aglome- rante, das características do agregado (dureza, forma, granulometria, porosidade) e do se um exemplo de componentes do concreto. buída em caminhão betoneira), in loco (na própria obra) ou ser industrializada (misturas em sacos pré-prontos); e ser em alvenaria estrutural rejuntamento (pisos e O uso do cimento em argamassa tem como objetivo proporcionar significativa re- umentam a plasticidade uso de cal proporciona um melhor preenchimento da superfície do ENGENHARIA CIVIL 9 9 Materiais de Construção Civil I substrato, devido à reação de carbonatação que ocorre ao longo do tempo, e suas partí- culas finas. Suas finas partículas aumentam a retenção de água, que aumenta a trabalha- bilidade. Um detalhe é que, enquanto houver hidróxido de cálcio/magnésio livres, eles poderão ser carregados pela água e se depositar em fissuras. Em argamassas mistas (ou seja, compostas pela combinação de cimento e cal), os finos ajudam na hidratação do cimento, gerando uma maior retenção de água, consequentemente uma melhor trabalha- bilidade. A areia é o esqueleto indeformável da argamassa e o aumento do seu teor irá gerar uma redução na resistência da aderência. E, para uma boa aderência, deve-se ter uma distribuição granulométrica contínua, caso contrário irá ser necessário mais água de amassamento, diminuindo a resistência mecânica e aumentando a retração por secagem do compósito. Outro aspecto diz respeito ao módulo de finura, onde quanto maior este módulo, maior será a resistência de aderência. A Tabela 6.1 apresenta um resumo da influência dos aspectos da areia (agregado miúdo) na argamassa. Tabela 6.1: Influência da areia na argamassa Propriedade Quanto mais fino Quanto mais descontínua for a granulometria Quanto maior o teor de grãos angulosos Trabalhabilidade Melhor Pior Pior Retenção de água Melhor - Melhor Retração na secagem Aumenta Aumenta - Porosidade - Aumenta - Aderência Pior Pior Melhor Resistência mecânica - Pior - Impermeabilidade Pior Pior - Fonte: ABCP (2002) 6.1.2 – Manifestações patológicas em argamassas O estudo das manifestações patológicas em estruturas na construção civil é impor- tante para evitar danos, através de medidas preventivas. Referente ao conteúdo de arga- massas pode-se evidenciar erros relacionados tanto à área de projeto como à etapa de execução. O primeiro ocorre, sobretudo, através da escolha errada de materiais, como qualidade ruim dos mesmos; já na segunda é referente a um processo construtivo não adequado. Os principais problemas que podem ser encontrados se relacionam à estan- queidade da água, ao conforto higrotérmico e acústico, além dadurabilidade da estrutu- ra. Analisando esse conteúdo, pode-se reforçar a importância da normatização, pois tais normas garantem a boa prática na construção, por exemplo, o uso dos materiais mais adequados para cada sistema construtivo. Na Tabela 6.2, apresentam-se três manifestações patológicas de ocorrência usual no Brasil, bem como suas causas e imagens que ilustram as mesmas. ENGENHARIA CIVIL 1 0 0 Materiais de Construção Civil I Tabela 6.2: Manifestações patológicas e suas causas Descolamento/empolamento do revestimento Proliferação de microrganismos Fissuras/microfissuras Presença de impurezas da cal virgem e/ou problemas deriva- dos de proteção e isolamento. Infiltração de água com manchas e eflorescência. Uso inadequado de insumos. Figura 6.2a Figura 6.2b Figura 6.2c Fonte: Autores (2020) Figura 6.2: Manifestações patológicas (a) Descolamento (b) Infiltração de água (c) Fissuras Fonte: Andrelit (2018) Fonte: Engenharia Ponto (2019) Fonte: Mapa da obra (2016) A eflorescência se dá quando os sais solúveis presentes na construção (na placa cerâmica, na alvenaria, na argamassa) são transportados, por meio da água, para os lo- cais de depósito. Sais solúveis em água, água em excesso ou porosidade são fatores a- gravantes, que devem ser reduzidos. Recomenda-se o uso de cimento com baixo teor de álcalis na argamassa (como CP II Z e CP IV RS) e aguardar o tempo correto de secagem entre camadas. 6.2 – Classificação de argamassas 6.2.1 – Funcionalidade Embora as argamassas também possam ser classificadas de acordo com suas ca- racterísticas e componentes, suas classificações mais usuais são com base nas funções que desempenham. 6.2.1.1 – Construção de alvenaria Argamassa para construção de estruturas de alvenaria, atuando como elemento de absorção de deformações e de distribuição uniforme das tensões absorvidas, além de atuar como elemento de ligação entre os componentes da alvenaria ou entre alvenaria e concreto. Argamassa que tem a função de servir de ligação entre a alvenaria e a estrutu- ra do concreto, tendo como função principal preencher vazios e absorver tensões desti- nadas à alvenaria e ao concreto. A utilização da argamassa ocorre em vários ambientes, no caso de argamassa de assentamento, observamos que esta é aplicada em elevação de paredes e muros de tij los/blocos. A argamassa atua gurando a estrutura como uma unidade e au monolítica). Este compósito, ainda, garante deformações naturais ao longo da vida útil da naria toda a argamassa exerce pouca rentemente do bloco, ou seja co. As propriedades, aqui exigidas, são: trabalhabi cebidas de maneira uniforme, aderência, resistência mecânica e capacidade de absorver deformações. A retenção de água também é algo a ser observado, pois o processo de assentamento, tes de alvenaria e por evaporação; o que prejudica a alocação correta da fiada seguinte em nivelamento e prumo. Na Figura 6.3, apresenta na execução de argamassa de alvenaria. A aderência da pasta ocorre principalmente pela ação de cristais de etringita, produzidos após a hidratação da pasta. A pasta aplicada penetra nos poros da alvenaria e, durante o endurecimento, os cristais de etringita formados promovem o intertravamento entre a argamassa e a alvenaria, enquanto os cristais de CSH (pasta com cimento) promovem maior estabilidade mecânica da pasta. Os cristais são formados em maior quantidade na unidade inferior da alvenaria em relação a superior devido ao tempo de contato com a pasta entre as duas e o tempo de endurecimento. ENGENHARIA CIVIL Materiais de Construção Civil I A utilização da argamassa ocorre em vários ambientes, no caso de argamassa de observamos que esta é aplicada em elevação de paredes e muros de tij argamassa atua distribuindo uniformemente as cargas na estrutura, con a estrutura como uma unidade e auxiliando na resistência lateral ( ca). Este compósito, ainda, garante a estanqueidade da estrutura e absorve deformações naturais ao longo da vida útil da mesma. Embora seja importante, na alv naria toda a argamassa exerce pouca influência sobre a resistência à compressão, dif rentemente do bloco, ou seja, a resistência da argamassa não deve ser superior As propriedades, aqui exigidas, são: trabalhabilidade, distribuição das cargas r cebidas de maneira uniforme, aderência, resistência mecânica e capacidade de absorver deformações. A retenção de água também é algo a ser observado, pois, processo de assentamento, também inicia a perda de água pela sucção dos compone evaporação; o que prejudica a alocação correta da fiada seguinte Na Figura 6.3, apresentam-se os processos físicos e químicos na execução de argamassa de alvenaria. Figura 6.3: Argamassa de alvenaria Fonte: Isaia (2010) – ADERÊNCIA MECÂNICA – A aderência da pasta ocorre principalmente pela ação de “agulhas” conhecidas como produzidos após a hidratação da pasta. A pasta aplicada penetra nos naria e, durante o endurecimento, os cristais de etringita formados promovem intertravamento entre a argamassa e a alvenaria, enquanto os cristais de CSH (pasta com cimento) promovem maior estabilidade mecânica da pasta. Os cristais são formados em quantidade na unidade inferior da alvenaria em relação a superior devido ao tempo de contato com a pasta entre as duas e o tempo de endurecimento. ENGENHARIA CIVIL 1 0 1 Materiais de Construção Civil I A utilização da argamassa ocorre em vários ambientes, no caso de argamassa de observamos que esta é aplicada em elevação de paredes e muros de tijo- nte as cargas na estrutura, confi- xiliando na resistência lateral (tornando-a nqueidade da estrutura e absorve as Embora seja importante, na alve- compressão, dife- a resistência da argamassa não deve ser superior à do blo- lidade, distribuição das cargas re- cebidas de maneira uniforme, aderência, resistência mecânica e capacidade de absorver assim que inicia de água pela sucção dos componen- evaporação; o que prejudica a alocação correta da fiada seguinte se os processos físicos e químicos conhecidas como produzidos após a hidratação da pasta. A pasta aplicada penetra nos naria e, durante o endurecimento, os cristais de etringita formados promovem intertravamento entre a argamassa e a alvenaria, enquanto os cristais de CSH (pasta com cimento) promovem maior estabilidade mecânica da pasta. Os cristais são formados em quantidade na unidade inferior da alvenaria em relação a superior devido ao tempo Materiais de Construção Civil I A etringita é responsável pela pega e pelo endurecimento, sendo produto normal da hidratação. Ao misturar aglomerante (cimento) e água, a gipsita se disso ve e libera íons sulfato e cálcio. Combinação C3A e C4AF. Composto mineral qu mico de sulfato de cálcio e alumínio hidratado tema trigonal. Esses produtos se para formar agulhas. 6.2.1.2 – Revestimento de paredes A argamassa de revestimento também é amplamente utilizada na construção civil, atuando como uma camada de proteção à alvenaria/parte estrutural contra tempéries. Além disso, esta argamassa quesito de estanqueidade de água, bem como na resistência ao fogo. Ademais racterísticas técnicas possuem bamentos decorativos. As propriedades aqui mais exigidas são as de trabalhabilidade e plasticidade. Na Figura 6.4, observa muns em obras. Figura ENGENHARIA CIVIL iais de Construção Civil I – ETRINGITA – A etringita é responsável pela pega e pelo endurecimento, sendo produto . Ao misturar aglomerante (cimento) e água, a gipsita se disso ve e libera íons sulfato e cálcio. Combinação C3A e C4AF. Composto mineral qu mico de sulfato de cálcio e alumínio hidratado, que quando cristaliza forma tema trigonal. Esses produtos se encaminham, por sucção, ao centro do substrato Revestimento de paredes A argamassa de revestimento também é amplamente utilizada na construção civil, atuando como uma camada de proteção à alvenaria/parteestrutural contra esta argamassa auxilia em conforto térmico e acústico, ajuda no quesito de estanqueidade de água, bem como na resistência ao fogo. Ademais cas técnicas possuem funcionalidade arquitetônica, por ser uma bas bamentos decorativos. As propriedades aqui mais exigidas são as de trabalhabilidade e Na Figura 6.4, observam-se os tipos de argamassas de revestimentos c Figura 6.4: Argamassas de revestimento de paredes Fonte: SUDECAP (2018) ENGENHARIA CIVIL 1 0 2 A etringita é responsável pela pega e pelo endurecimento, sendo produto . Ao misturar aglomerante (cimento) e água, a gipsita se dissol- ve e libera íons sulfato e cálcio. Combinação C3A e C4AF. Composto mineral quí- que quando cristaliza forma um sis- ao centro do substrato A argamassa de revestimento também é amplamente utilizada na construção civil, atuando como uma camada de proteção à alvenaria/parte estrutural contra ação de in- auxilia em conforto térmico e acústico, ajuda no quesito de estanqueidade de água, bem como na resistência ao fogo. Ademais, suas ca- por ser uma base para aca- bamentos decorativos. As propriedades aqui mais exigidas são as de trabalhabilidade e se os tipos de argamassas de revestimentos co- ENGENHARIA CIVIL 1 0 3 Materiais de Construção Civil I Argamassa de chapisco é utilizada para uniformizar a base para recebimento de outras camadas de revestimento e para camada final de acabamento. É uma fina camada aplicada, entre 3 mm e 5 mm, diretamente na alvenaria, com o fim de uniformizar as características da base quanto à absorção e à aderência. Sua aplicação é feita após a mo- lhagem da alvenaria, para potencializar a aderência do chapisco no substrato. Emboço é a camada de argamassa aplicada para regularizar a camada de chapisco anterior. Função importante para preparar a estrutura para recebimento de revestimento cerâmico ou para a aplicação da camada de reboco. Um pouco mais áspera que o rebo- co, com camada usual de 1,5 mm a 4 mm. Aplicado após chapisco e emboço, preparando a estrutura para recebimento de serviços de acabamento, tem-se o reboco. Deve-se deixar a superfície de aplicação de acabamento plana e lisa. Com camada usual de 1,5 mm a 4 mm, seu acabamento é ali- sado por pá de pedreiro ou esponja. Além disso, há a argamassa de camada única que consiste em uma única pasta que é aplicada diretamente na alvenaria, recebendo uma camada posterior decorativa, atua como reboco e emboço. Por fim, o RDM (revestimento decorativo monocamada) consiste em uma única camada aplicada sobre a alvenaria, com as funções de revestir e de decorar. Contém cimento branco, cal hidratada, agregados variados, pigmentos e aditivos. Material indus- trializado, fica entre 2 mm e 3 mm. Na Figura 6.5, observa-se essa opção. Figura 6.5: Revestimento monocapa Fonte: Iben Engenharia (2017) Na Figura 6.6, observa-se um esquema com essas opções de argamassa de reves- timentos de paredes. Materiais de Construção Civil I Figura 6.2.1.3 – Revestimento de pisos Argamassa de pisos é aquel lação de pisos. O contrapiso é a c responsável por criar superfície regularizada e lisa para instalação dos pisos. Esta arg massa não pode ser lançada dir de concreto magro, só após contrapiso. 6.2.1.4 – Revestimento cerâmico A argamassa de revestimento cerâmico é utilizada consertar defeitos, suas principais características são baixa retração, baixa permeabil dade, boa trabalhabilidade, boa plasticidade, boa aderência, absorção de deformidades e resistência mecânica significativa. gura 6.7, cuja função é assentar peças cerâmicas em uma base da em outras camadas de argamassa, como reboco, recebendo revestimento cerâmico logo em seguida. ENGENHARIA CIVIL iais de Construção Civil I Figura 6.6: Alternativas de revestimentos de paredes Fonte: Isaia (2010) Revestimento de pisos de pisos é aquela utilizada para criar uma superfície adequada à inst O contrapiso é a camada de argamassa, de 2 cm a 5 cm de espessura, responsável por criar superfície regularizada e lisa para instalação dos pisos. Esta arg massa não pode ser lançada diretamente sobre o solo. Sobre o solo é lançado um lastro após o endurecimento deste concreto é lançada argamassa de cerâmico A argamassa de revestimento cerâmico é utilizada para receber revestiment consertar defeitos, suas principais características são baixa retração, baixa permeabil dade, boa trabalhabilidade, boa plasticidade, boa aderência, absorção de deformidades e resistência mecânica significativa. Esse material pode ser colante, como no assentar peças cerâmicas em uma base, onde costuma ser aplic da em outras camadas de argamassa, como reboco, recebendo revestimento cerâmico ENGENHARIA CIVIL 1 0 4 para criar uma superfície adequada à insta- a 5 cm de espessura, responsável por criar superfície regularizada e lisa para instalação dos pisos. Esta arga- etamente sobre o solo. Sobre o solo é lançado um lastro endurecimento deste concreto é lançada argamassa de para receber revestimento ou consertar defeitos, suas principais características são baixa retração, baixa permeabili- dade, boa trabalhabilidade, boa plasticidade, boa aderência, absorção de deformidades e , como no caso da Fi- ostuma ser aplica- da em outras camadas de argamassa, como reboco, recebendo revestimento cerâmico ENGENHARIA CIVIL 1 0 5 Materiais de Construção Civil I Figura 6.7: Argamassa colante Fonte: Adaptado de RC Pisos (2020) Por fim, o rejuntamento é responsável por selar juntas, permitindo assim a substi- tuição de placas cerâmicas e absorção das deformações e dos defeitos de alinhamento, como mostra a Figura 6.8. Figura 6.8: Rejunte Fonte: Adaptado de Quartzolit (2018) 6.2.1.5 – Reparo Possuem a função de reconstruir elementos estruturais que estejam danificados, como mostra a Figura 6.9. O reparo, proporcionado por esta argamassa, pode ser reali- zado enquanto o dano causado na estrutura for de pequena escala. Além da aderência e trabalhabilidade característica, deve possuir considerável resistência mecânica, baixa retração e baixa absorção de água. ENGENHARIA CIVIL 1 0 6 Materiais de Construção Civil I Figura 6.9: Argamassa de reparo Fonte: Adaptado de MC Bauchemie 6.2.2 – Componentes e características Este tópico aborda os tipos de argamassas de acordo com seus componentes de fabricação de características observadas, mas vale ressaltar que as classificações mais usuais são de acordo com as aplicações. 6.2.2.1 – Natureza do aglomerante Aéreo ou hidráulico. A natureza do aglomerante usado é o fator que determina se o endurecimento da pasta de argamassa ocorre pelo processo de hidratação ou pelo pro- cesso de reação química com o gás anidrido carbônico (CO2). 6.2.2.2 – Aglomerante(s) usado(s) Cal, cimento, gesso, cal e cimento (misto), cal e gesso (misto). O tipo de aglome- rante usado tem influência em fatores como resistência mecânica, trabalhabilidade, re- tenção de água e velocidade de endurecimento. Quando necessário, são usados mais de um tipo de aglomerante com a finalidade de obter uma eficiência produtiva maior e/ou obter um produto final com características mais satisfatórias. 6.2.2.3 – Quantidade de aglomerantes Denomina-se simples, quando há apenas um aglomerante usado na pasta, e mista, quando há mais de um. 6.2.2.4 – Consistência ENGENHARIA CIVIL 1 0 7 Materiais de Construção Civil I Classificada em seca, plástica e fluida. Esta característica está ligada diretamente à quantidade de água na pasta. Caso haja excesso de água, a pasta está fluida. Caso haja falta de água, então a pasta está seca. A argamassa ideal possui uma pasta plástica. 6.2.2.5 – Plasticidade Classificada em magra, cheia ou gorda. A argamassa gorda possui a melhor quali- dade por manter com maior estabilidade as deformações plásticas causadas durante a aplicação.6.2.2.6 – Densidade Classificada em leve, normal ou pesada. Este aspecto tem influência na resistência mecânica da argamassa. 6.3 – Propriedades da argamassa 6.3.1 – Argamassa de assentamento de alvenaria A argamassa de assentamento de alvenaria é usada para elevação de paredes e mu- ros de tijolos ou blocos. Dentre suas principais funções têm-se: a) União das unidades de alvenaria de forma a constituir um elemento rígido, contri- buindo na resistência aos esforços laterais; b) Distribuição uniforme de cargas atuantes na parede por toda a área dos blocos; c) Selar as juntas garantindo a estanqueidade da parede à penetração da água pluvial; d) Absorção de deformações naturais, como a retração por secagem e origem térmi- ca. As principais propriedades das argamassas de assentamento de alvenaria são: a) Trabalhabilidade, consistência e plasticidade adequadas para execução e elevada retenção de água; b) Aderência; c) Resistência mecânica; d) Capacidade de absorver deformações. Quando uma determinada argamassa se encontra muito fluida, no estado fresco, pode ocorrer um esmagamento da argamassa, fazendo com ela escoe pela junta de as- sentamento, gerando uma espessura menor do que a prevista, e dificultando a execução da parede no alinhamento e no prumo. A aplicação da argamassa de assentamento com bisnaga possui uma maior plasticidade em comparação com a argamassa de assenta- mento que é aplicada com a colher de pedreiro ou a palheta. ENGENHARIA CIVIL 1 0 8 Materiais de Construção Civil I A retenção de água é de suma importância no regulamento da perda da água de amassamento durante o processo de secagem, a argamassa começa a perder água devido aos componentes da alvenaria e à evaporação. Uma argamassa que não possui uma boa retenção de água está sujeita a prejuízos em seu nivelamento e no prumo da parede, le- vando a distribuição não uniforme de cargas atuantes na parede pela área resistente dos blocos. Um dos métodos utilizados para corrigir o problema é diminuir a área na qual a argamassa será espalhada, entretanto esse método não é produtivo para a obra. Aderência de argamassas de assentamento de alvenaria é a propriedade que permi- te à parede resistir aos esforços de cisalhamento e de tração, fornecer estanqueidade para as juntas e impedir a penetração de água das chuvas. Além disso, a argamassa ne- cessita ganhar uma resistência adequada ao longo do tempo depois de sua aplicação, entretanto a resistência da argamassa nunca deve ser superior aos blocos, uma vez que a argamassa exerce pouca influência na resistência à compressão da alvenaria. Argamas- sas com altas resistências mecânicas possuem baixas capacidades de absorver deforma- ções. Por fim, a argamassa de assentamento deve poder se deformar sem apresentar fis- suras prejudiciais ao corpo da alvenaria, quando sujeita a diversas solicitações de carga, ela deve apresentar microfissuras. 6.3.2 – Argamassa de revestimento A argamassa de revestimento é usada em revestimento de paredes, muros e tetos, sendo esses preenchidos por pintura, revestimentos cerâmicos, dentre outros materiais. O revestimento de argamassa é dividido em camadas, na qual cada camada possui suas características e funções, como mostra a Tabela 6.3. Tabela 6.3: Camadas e funções das argamassas de revestimento Camada Funções Chapisco a) Uniformização quanto à absorção e melhora na aderência; b) Formação de “garras” para que a próxima camada ancore no mesmo; c) Aplicação realizada após molhagem da alvenaria, com o intuito de potencializar a aderência da argamassa no substrato. Emboço a) Cobrir e regularizar a base, adequando-a para receber a próxima camada; b) Mais áspera que o reboco; c) A camada usualmente possui espessura de 1,5 mm a 4 mm. Reboco a) Cobrimento do emboço para fins decorativos; b) Mais liso e bem acabado que o emboço, quando finalizado é alisado por esponja ou colher de pedreiro; c) A camada usualmente possui espessura de 1,5 mm a 4 mm. Fonte: Autores (2020) Funções de um revestimento de argamassa: ENGENHARIA CIVIL 1 0 9 Materiais de Construção Civil I a) Proteger a alvenaria e a estrutura contra o intemperismo, especialmente para re- vestimentos externos; b) Vedação de edifícios, contribuindo para isolamento térmico, isolamento acústico, estanqueidade à água, segurança ao fogo e resistência ao desgaste; c) Regularização da vedação e acabamentos decorativos. Propriedades essenciais das argamassas de revestimento: a) Trabalhabilidade; b) Retração; c) Aderência; d) Permeabilidade à água; e) Resistência mecânica; f) Capacidade de absorver deformações. A trabalhabilidade fornece adequadas condições de execução e desempenho do revestimento. A trabalhabilidade da argamassa deve ser ajustada de acordo com a forma de aplicação, sendo por meio da colher de pedreiro ou, então, bombeada. Se a argamas- sa for bombeada, ela deve ter uma alta plasticidade e uma consistência fluida. Além disso, outro fator ligado a trabalhabilidade é a adesão inicial, na qual, ao lançar a arga- massa na parede, ela deve fixar imediatamente. A retração plástica é a propriedade relacionada à fissuração do revestimento, quanto maior a retração, maior a chance de fissuramento. A aderência é a propriedade que permite ao revestimento absorver tensões normais ou tangenciais na superfície do substrato, no estado endurecido. A permeabilidade à água é a propriedade relacionada à estanqueidade da parede. Em edifícios localizados em regiões chuvosas, esse atributo é extremamente fundamen- tal, uma vez que tem a função de proteger contra infiltração de água. Caso contrário, poderá haver sérios prejuízos para as pessoas que moram nessas edificações, já que po- derá comprometer a higiene, saúde e segurança desses indivíduos. Resistência mecânica é a propriedade associada aos revestimentos de possuírem consolidação interna capaz de suportar esforços mecânicos de diversas origens, sendo esses esforços caracterizados como tensão de tração, compressão e cisalhamento. Um dos principais infortúnios dos revestimentos está relacionado à baixa resistência super- ficial, que prejudica a fixação do acabamento. Ademais, as argamassas de revestimento devem se deformar sem ruptura ou sujei- to a microfissuras, caso contrário poderá comprometer a aderência, a estanqueidade e a durabilidade da parede. 6.4 – Aspectos da Argamassa Materiais de Construção Civil I Nesta seção serão exploradas co e endurecido, uma vez que as características desse material mudam significativame te quando o mesmo enrijece. Essas informações são cruciais no momento da aplicação da argamassa, pois a partir desses conhecimentos é possível pr e modificar esse material para atender as exigências de projeto. 6.4.1 – Propriedades no estado fresco O estado fresco da argamassa compreende o período no qual essa mistura cime tícia se encontra em seu estado plástico, ou seja, cada, a fim de atender alguma necessidade existente. Nessas condições, existem duas propriedades relevantes: trabalhabilidade material e em aplicá-lo em determinado local) e r caracterizam as deformações e o escoamento da argamassa Como mostra a Figura racterísticas: consistência, plasticidade, retenção de água, coesão, exsudação e ad inicial. Figura A consistência é propriedade mecânica que determina a capacidade que a arg massa possui em se deformar devido gamassas com consistências baixas com maior consistência são ditas argamassa plástica, como mostra a Figura ENGENHARIA CIVIL iais de Construção Civil I serão exploradas as propriedades da argamassa, em seus estados fre co e endurecido, uma vez que as características desse material mudam significativame te quando o mesmo enrijece. Essas informações são cruciais no momento da aplicação da argamassa, pois a partir desses conhecimentos é possível prevenir problemas futuros e modificar esse material para atender as exigênciasde projeto. Propriedades no estado fresco O estado fresco da argamassa compreende o período no qual essa mistura cime tícia se encontra em seu estado plástico, ou seja, o material pode ter sua forma modif cada, a fim de atender alguma necessidade existente. Nessas condições, existem duas es relevantes: trabalhabilidade (grau de facilidade em modificar a forma do lo em determinado local) e reologia (conjunto de propriedades que caracterizam as deformações e o escoamento da argamassa). Como mostra a Figura 6.10, essas propriedades são determinadas por outras c terísticas: consistência, plasticidade, retenção de água, coesão, exsudação e ad Figura 6.10: Propriedades do estado fresco Fonte: Autores (2020) A consistência é propriedade mecânica que determina a capacidade que a arg massa possui em se deformar devido à ação de forças aplicadas nela. Dessa forma, a nsistências baixas são denominadas secas, enquanto aquelas misturas com maior consistência são ditas como fluidas, o meio termo dessas nomenclaturas é a argamassa plástica, como mostra a Figura 6.11. ENGENHARIA CIVIL 1 1 0 em seus estados fres- co e endurecido, uma vez que as características desse material mudam significativamen- te quando o mesmo enrijece. Essas informações são cruciais no momento da aplicação evenir problemas futuros O estado fresco da argamassa compreende o período no qual essa mistura cimen- o material pode ter sua forma modifi- cada, a fim de atender alguma necessidade existente. Nessas condições, existem duas grau de facilidade em modificar a forma do conjunto de propriedades que , essas propriedades são determinadas por outras ca- terísticas: consistência, plasticidade, retenção de água, coesão, exsudação e adesão A consistência é propriedade mecânica que determina a capacidade que a arga- ação de forças aplicadas nela. Dessa forma, ar- aquelas misturas fluidas, o meio termo dessas nomenclaturas é a ENGENHARIA CIVIL 1 1 1 Materiais de Construção Civil I Figura 6.11: Consistência das argamassas Fonte: Autores (2020) A plasticidade é a capacidade de o material permanecer deformado após o fim da aplicação das forças sobre o mesmo, sendo influenciada pela quantidade e pelo tipo de componentes que formam a argamassa, bem como o tempo de pega. A retenção de água é a propriedade que mantém a trabalhabilidade, apesar da perda de água de amassamen- to. A coesão é uma característica física determinada pela força de atração entre as moléculas do material que garantem a união das partículas do mesmo. Por fim, a exsu- dação é a tendência que a água possui em se deslocar para a superfície do material e a adesão inicial é a propriedade da argamassa em se fixar a uma superfície no primeiro contato entre esses materiais geralmente distintos. 6.4.2 – Propriedades no estado endurecido O estado endurecido da argamassa é a condição final do material, ocorrendo após o enrijecimento do mesmo e com a conclusão da maioria das reações químicas. Nesse cenário, existem três propriedades mais relevantes: retração, resistência mecânica (à tração e à compressão) e aderência. A retração é a variação negativa do volume da argamassa, ou seja, há uma redu- ção do volume desse material, esse fato se inicia no estado fresco e continua no estado endurecido. Essa mudança de volume ocorre principalmente pela perda de água, que pode ser causada por diversos fatores, como exsudação e evaporação, e pela formação dos produtos químicos nas reações de hidratação do cimento, pois geralmente possuem volumes menores que os reagentes utilizados. Além disso, o volume de vazios formado pelos agregados influencia diretamente na retração, como mostra a Figura 6.12, pois quanto mais espaço vazio houver, maior será a retração, devido à liberdade que o mate- rial possuirá em se deformar. ENGENHARIA CIVIL 1 1 2 Materiais de Construção Civil I Figura 6.12: Retração e distribuição granulométrica Fonte: Autores (2020) A aderência, como já mencionado, é a propriedade que define a resistência à tra- ção da união entre a argamassa com a base. Essa característica, apresentada na Figura 6.13, é causada pela ancoragem mecânica (intertravamento) nas argamassas convencio- nais e colantes, onde a fixação ocorre pelo travamento dos cristais da pasta de cimento nos poros do substrato; ou pela ancoragem adesiva, apenas nas argamassas colantes, onde a fixação ocorre devido às forças intermoleculares do filme polimérico formado. Figura 6.13: Aderência - tipos de ancoragem (a) Ancoragem mecânica (b) Ancoragem adesiva Fonte: ABCP (2002) Quanto aos fatores que influenciam a aderência, têm-se: a) Argamassa, principalmente considerando suas propriedades no estado fresco; b) Substrato, considerando sua absorção de água, rugosidade e porosidade; c) Condições de exposição, como temperatura, vento e radiação ultravioleta; d) Execução, como preparação do substrato, cura, forma e energia de aplicação. Por fim, uma característica importante para qualquer material que desempenhe função estrutural é a resistência mecânica. Essa propriedade, conforme mostra a Figura 6.14, é comumente dividida nas argamassas em: resistência à compressão (reação contra a aplicação de forças no corpo, que tendem a achatar o mesmo) e resistência à tração (reação contra a aplicação de forças no corpo, que tendem a alongar o mesmo). Figura 6.5 – Dosagem Os ensaios são procedimentos técnicos que possuem a finalidade de determinar ou mensurar as propriedades de um material, no caso a argamassa. Dessa forma, as próx mas subseções irão descrever os principais ensaios utilizados para cada propriedade. 6.6 – Ensaios O comportamento correto de uma argamassa depende diretamente da qualidade dos insumos utilizados em sua composição e das suas propriedades no estado fresco e endurecido. Esse tipo de análise comportamental de um material tem sua importância centrada, sobretudo, na otimização de processos (melhores práticas) e na definição de uma dosagem adequada. Os ensaios com o material argamassa se dividem em duas áreas, os referentes ao estado fresco (em moldes) e os referentes ao estado endurecido (uso de corpos de pr va), seguem Normas regularizadas, como a Norma Técnica Brasileira (NBR), Norma Mercosul (NM), International Organization Standardization bém, podem-se classificar os ensaios a partir de índices como consistência, retração, retenção e coesão. 6.6.1 – Consistência e plasticidade 6.6.1.1 – Ensaios monoponto Ensaios monoponto mesmas condições. O primeiro ensaio é a m NBR 7215. Anexo B), esse e relação do diâmetro da base do tronco de cone com o número de batidas, conforme mo tra a Figura 6.15. O índice de consistência pela mesa implica dizer que o comportame ENGENHARIA CIVIL Materiais de Construção Civil I Figura 6.14: Forças de compressão e tração Fonte: Autores (2020) os são procedimentos técnicos que possuem a finalidade de determinar ou mensurar as propriedades de um material, no caso a argamassa. Dessa forma, as próx mas subseções irão descrever os principais ensaios utilizados para cada propriedade. O comportamento correto de uma argamassa depende diretamente da qualidade dos insumos utilizados em sua composição e das suas propriedades no estado fresco e endurecido. Esse tipo de análise comportamental de um material tem sua importância tudo, na otimização de processos (melhores práticas) e na definição de Os ensaios com o material argamassa se dividem em duas áreas, os referentes ao estado fresco (em moldes) e os referentes ao estado endurecido (uso de corpos de pr va), seguem Normas regularizadas, como a Norma Técnica Brasileira (NBR), Norma International Organization Standardization (ISO), dentre outras classificar os ensaios a partir de índices como consistência, retração, Consistência e plasticidade Ensaios monoponto são procedimentos que ocorrem com um materialsob as . O primeiro ensaio é a mesa de consistência (Flow Table esse ensaio determina o índice de consistência normal a partir da relação do diâmetro da base do tronco de cone com o número de batidas, conforme mo . O índice de consistência pela mesa é um ensaio monoponto, o que implica dizer que o comportamento da argamassa testada por ele será avaliada apenas ENGENHARIA CIVIL 1 1 3 Materiais de Construção Civil I os são procedimentos técnicos que possuem a finalidade de determinar ou mensurar as propriedades de um material, no caso a argamassa. Dessa forma, as próxi- mas subseções irão descrever os principais ensaios utilizados para cada propriedade. O comportamento correto de uma argamassa depende diretamente da qualidade dos insumos utilizados em sua composição e das suas propriedades no estado fresco e endurecido. Esse tipo de análise comportamental de um material tem sua importância tudo, na otimização de processos (melhores práticas) e na definição de Os ensaios com o material argamassa se dividem em duas áreas, os referentes ao estado fresco (em moldes) e os referentes ao estado endurecido (uso de corpos de pro- va), seguem Normas regularizadas, como a Norma Técnica Brasileira (NBR), Norma , dentre outras. Tam- classificar os ensaios a partir de índices como consistência, retração, procedimentos que ocorrem com um material sob as Flow Table – ABNT nsaio determina o índice de consistência normal a partir da relação do diâmetro da base do tronco de cone com o número de batidas, conforme mos- um ensaio monoponto, o que nto da argamassa testada por ele será avaliada apenas ENGENHARIA CIVIL 1 1 4 Materiais de Construção Civil I sob uma condição de ensaio, limitando a análise mais completa do real comportamento da argamassa estudada, uma vez que esse tipo de experimento não fornece dados que levem em conta, a título de exemplo, o preparo, a pega e o transporte do material anali- sado. Figura 6.15: Aparelho para determinação da consistência de argamassas Fonte: ABNT NBR 7215 (2019) O propósito deste ensaio é medir um parâmetro de consistência da argamassa por um método de fácil e rápida execução, apesar de ser um método limitado por ser mono- ponto e apresentar precisão menor em relação a outros ensaios, devido ao fato de apre- sentar etapas dependentes de procedimentos e de medidas manuais suscetíveis a erros. Os equipamentos utilizados são uma mesa de metal horizontal lisa e plana, com haste fixada em seu centro; um molde rígido troncônico; um soquete e um paquímetro. Todos os materiais citados devem ser de metais não corrosivos, com exceção do paquímetro. Antes de preparar a argamassa, a mesa deve ser lubrificada com óleo mineral. A argamassa é preparada em três camadas de mesmo volume, recebendo cada camada 15, 10 e 5 golpes de soquete, respectivamente. Após a preparação da argamassa, o mol- de deve ser retirado verticalmente e com cuidado. Logo em seguida, a manivela da mesa deve ser movida, provocando 30 golpes em um intervalo de tempo de aproximadamente 30 s. Os golpes ocorrem em uma mesma altura no intervalo de 12,5 ± 0,2 mm. Após o abatimento do tronco de cone, com um auxílio de um paquímetro, reali- zam-se medidas de diâmetros ortogonais da pasta abatida. O índice de consistência é a média aritmética de pelo menos duas medidas de diâmetro da pasta abatida. Caso exista diferença de, pelo menos, 5 mm entre dois diâmetros medido O segundo ensaio é a p relho de Vicat, esse método consiste em avaliar a profundidade de penetração do cone como uma avaliação indireta da consistência, em um método rápido e fácil de ser aplicado, mas sua limitação é ser um ensaio mon ponto, assim como o ensaio penetrômetro dotado de cone, um copo para argamassa, régua, espát quipamento, tido como principal, é um aparelho de Vicat adaptado para medir penetr ção do cone em uma amostra de argamassa a 90 mm. Figura 6.16 Após a preparação da argamassa, esta deve ser transferida para um molde cilí drico por meio de uma colher ou espátula. O molde cilíndrico deve receber a argamassa em três camadas de volumes iguais, cada camada recebendo 20 golpes de espátula. pós preencher e adensar as três camadas, realiza Logo em seguida, o molde com a argamassa é colocado no de Vicat contendo o cone, entrando em contato com a superfície da argamassa. Ao e trar em contato com a superfí fixada e o indicador de penetração ajustado para 0. A haste é liberada rapidamente se do travada após 30 segundos, registrando a penetração realizada em mm com aproxim ção de 1 mm. Argamassas industrializadas costumam possuir penetração entre 47 mm e 62 mm, enquanto argamassas preparadas em obras apresentam penetração média de 44 mm. As argamassas industrializadas normalmente possuem aditivos que aumentam sua fluidez e, por esta razão resultam em pe em obras. ENGENHARIA CIVIL Materiais de Construção Civil I média aritmética de pelo menos duas medidas de diâmetro da pasta abatida. Caso exista 5 mm entre dois diâmetros medidos, o ensaio deve ser refeito. O segundo ensaio é a penetração de cone (ASTM C780 - 16). Semelhante ao ap relho de Vicat, esse método consiste em avaliar a profundidade de penetração do cone como uma avaliação indireta da consistência, vide Figura 6.16. Dessa forma, consiste étodo rápido e fácil de ser aplicado, mas sua limitação é ser um ensaio mon assim como o ensaio Flow Table. Os materiais necessários para o ensaio são um penetrômetro dotado de cone, um copo para argamassa, régua, espátula e colher. O quipamento, tido como principal, é um aparelho de Vicat adaptado para medir penetr ção do cone em uma amostra de argamassa a 90 mm. 6.16: Dispositivo para o ensaio de penetração de cone Fonte: Bauer, Sousa e Guimarães (2005) Após a preparação da argamassa, esta deve ser transferida para um molde cilí drico por meio de uma colher ou espátula. O molde cilíndrico deve receber a argamassa em três camadas de volumes iguais, cada camada recebendo 20 golpes de espátula. r e adensar as três camadas, realiza-se um rasamento da superfície. Logo em seguida, o molde com a argamassa é colocado no centro do aparelho icat contendo o cone, entrando em contato com a superfície da argamassa. Ao e trar em contato com a superfície da argamassa, a haste do aparelho de V fixada e o indicador de penetração ajustado para 0. A haste é liberada rapidamente se do travada após 30 segundos, registrando a penetração realizada em mm com aproxim trializadas costumam possuir penetração entre 47 mm e 62 mm, enquanto argamassas preparadas em obras apresentam penetração média de 44 mm. As argamassas industrializadas normalmente possuem aditivos que aumentam sua fluidez e, por esta razão resultam em penetrações maiores que argamassas preparadas ENGENHARIA CIVIL 1 1 5 Materiais de Construção Civil I média aritmética de pelo menos duas medidas de diâmetro da pasta abatida. Caso exista s, o ensaio deve ser refeito. emelhante ao apa- relho de Vicat, esse método consiste em avaliar a profundidade de penetração do cone, ssa forma, consiste-se étodo rápido e fácil de ser aplicado, mas sua limitação é ser um ensaio mono- Os materiais necessários para o ensaio são um ula e colher. O e- quipamento, tido como principal, é um aparelho de Vicat adaptado para medir penetra- Após a preparação da argamassa, esta deve ser transferida para um molde cilín- drico por meio de uma colher ou espátula. O molde cilíndrico deve receber a argamassa em três camadas de volumes iguais, cada camada recebendo 20 golpes de espátula. A- se um rasamento da superfície. centro do aparelho icat contendo o cone, entrando em contato com a superfície da argamassa. Ao en- amassa, a haste do aparelho de Vicat deve ser fixada e o indicador de penetração ajustado para 0. A haste é liberada rapidamente sen- do travada após 30 segundos, registrando a penetração realizada em mm com aproxima- trializadas costumam possuir penetração entre 47 mme 62 mm, enquanto argamassas preparadas em obras apresentam penetração média de 44 mm. As argamassas industrializadas normalmente possuem aditivos que aumentam sua netrações maiores que argamassas preparadas Materiais de Construção Civil I 6.6.1.2 – Ensaios multiponto Os ensaios multiponto analisam o material em várias condições diferentes, assim, é possível obter informações de como o mesmo se comporta durante o transporte, por exemplo. Logo, têm-se os seguintes procedimentos dessa natureza: a) Cisalhamento por torção de cilindro: consiste na aplicação de uma taxa crescente de cisalhamento, em seguida uma desaceleração. Assim, determina tamento da argamassa sob diferentes valores b) Cisalhamento rotacional: Consiste na aplicação de uma força cisalhamento de modo que o escoamento do material é promovido por meio da rotação de um el mento sensor no interior ou exterior da amostra. O Squeeze-flow (ABNT NBR 15839) descomplicado e versátil, sendo capaz de avaliar com precisão os materiais em ampla faixa de consistência e em velocidades e grau de deformação variáveis, por esta razão é dito um ensaio multiponto. tica de análise bem mais densa e especializada sob inúmeras condições de ensaios, pontuando, principalmente, a resistência do material ao escoamento. Tal fato pode comprovar que trabalhabilidades diferentes Fonte: Laboratório de Materiais de Construção Civil O ensaio realizado no amostra cilíndrica do material entre duas placas paralelas. Adicionalmente, observa que a mudança que ocorre na “geometria” da argamassa os fenômenos que se assemelham aos que ocorrem duran argamassas, isso faz com que a técnica seja interessante, principalmente, para a avali ção reológica desses materiais. Além desse ensaio mencionado, devido à importância em se determinar a consi tência das argamassas, existem edade: Vane Test, GTec Teste e a opção de realizar um cisalhamento direto. ENGENHARIA CIVIL iais de Construção Civil I Ensaios multiponto Os ensaios multiponto analisam o material em várias condições diferentes, assim, é possível obter informações de como o mesmo se comporta durante o transporte, por se os seguintes procedimentos dessa natureza: Cisalhamento por torção de cilindro: consiste na aplicação de uma taxa crescente em seguida uma desaceleração. Assim, determina tamento da argamassa sob diferentes valores de cisalhamento. Cisalhamento rotacional: Consiste na aplicação de uma força cisalhamento de modo que o escoamento do material é promovido por meio da rotação de um el mento sensor no interior ou exterior da amostra. (ABNT NBR 15839), apresentado na Figura 6.17, descomplicado e versátil, sendo capaz de avaliar com precisão os materiais em ampla faixa de consistência e em velocidades e grau de deformação variáveis, por esta razão é dito um ensaio multiponto. O fato de ser multiponto é o que lhe confere uma caracterí tica de análise bem mais densa e especializada, pois desse modo os testes são realizados sob inúmeras condições de ensaios, pontuando, principalmente, a resistência do material pode comprovar que o mesmo material é capaz de apresentar s, se possuir diferentes condições de uso. Figura 6.17: Ensaio Squeeze-flow Laboratório de Materiais de Construção Civil - UFC (2020) O ensaio realizado no squeeze-flow consiste basicamente na compressão de uma amostra cilíndrica do material entre duas placas paralelas. Adicionalmente, observa que a mudança que ocorre na “geometria” da argamassa, e é própria do ensaio, simula os fenômenos que se assemelham aos que ocorrem durante as etapas da aplicação das argamassas, isso faz com que a técnica seja interessante, principalmente, para a avali ção reológica desses materiais. Além desse ensaio mencionado, devido à importância em se determinar a consi tência das argamassas, existem outros procedimentos que também analisam essa propr , GTec Teste e a opção de realizar um cisalhamento direto. ENGENHARIA CIVIL 1 1 6 Os ensaios multiponto analisam o material em várias condições diferentes, assim, é possível obter informações de como o mesmo se comporta durante o transporte, por Cisalhamento por torção de cilindro: consiste na aplicação de uma taxa crescente em seguida uma desaceleração. Assim, determina-se o compor- Cisalhamento rotacional: Consiste na aplicação de uma força cisalhamento de modo que o escoamento do material é promovido por meio da rotação de um ele- na Figura 6.17, é um método descomplicado e versátil, sendo capaz de avaliar com precisão os materiais em ampla faixa de consistência e em velocidades e grau de deformação variáveis, por esta razão é to é o que lhe confere uma caracterís- os testes são realizados sob inúmeras condições de ensaios, pontuando, principalmente, a resistência do material o mesmo material é capaz de apresentar (2020) basicamente na compressão de uma amostra cilíndrica do material entre duas placas paralelas. Adicionalmente, observa-se e é própria do ensaio, simula te as etapas da aplicação das argamassas, isso faz com que a técnica seja interessante, principalmente, para a avalia- Além desse ensaio mencionado, devido à importância em se determinar a consis- outros procedimentos que também analisam essa propri- , GTec Teste e a opção de realizar um cisalhamento direto. ENGENHARIA CIVIL 1 1 7 Materiais de Construção Civil I 6.6.2 – Retenção de água e coesão A retenção de água pode ser determinada por meio da medição da massa retida de água na argamassa após sucção de baixa pressão com bomba de vácuo em um funil de filtragem, como o funil de Büchner com algumas modificações, como na Figura 6.18. Figura 6.18: Funil de Büchner modificado Fonte: Contenco (2019) A coesão pode ser analisada com a obtenção das tensões de ruptura causadas pelo cisalhamento em diferentes situações, em seguida, avalia-se o estado de tensões com um círculo de Möhr ou diagonalizando o tensor de tensões. Alguns estudos no Brasil utili- zaram ensaios de cisalhamento direto para caracterização dessa propriedade da arga- massa, como a Universidade de Brasília e a Universidade Federal do Vale do São Fran- cisco. O ensaio triaxial de rupturas constitui uma das formas de análise da propriedade de coesão em um solo, é realizado em um equipamento triaxial estático do tipo ar com- primido composto por basicamente uma prensa e um quadro de comandos, como se observa na Figura 6.19. Esse tipo de procedimento pode ser aplicado em argamassas. Iniciando o processo de execução do ensaio triaxial, primeiramente o corpo de prova é envolvido por uma fina membrana de borracha e colocado dentro de uma câmara preen- chida com água ou glicerina. Com isso, é submetido a uma pressão por compressão do fluído que está envolto e uma tensão axial pelo carregamento vertical. A tensão citada pode ser aplicada por meio de pesos ou por uma prensa mecânica, que aplica uma de- formação axial a uma taxa constante. ENGENHARIA CIVIL 1 1 8 Materiais de Construção Civil I Figura 6.19: Ensaio Triaxial Fonte: Além da Inércia (2019) O ensaio de cisalhamento, ilustrado na Figura 6.20, se utiliza de uma “caixa metá- lica”, onde se insere o corpo de prova padronizado e aplica-se uma força horizontal de forma a separar a caixa. Este tipo de procedimento pode ser aplicado em argamassas também. O ensaio pode ser realizado sob duas variáveis diferentes: tensão controlada ou deformação controlada. Para o ensaio na forma de tensão controlada, a força é aplicada em quantidades iguais até que ocorra a ruptura do corpo de prova e, após a aplicação desse carregamento, a variação na altura é medida com um aparelho chamado de exten- sômetro. Já, com o ensaio realizado sob o uso de uma deformação controlada, tem-se a aplicação de uma taxa constante de deslocamento cisalhante em uma metade da caixa por um motor. A força resistente de cisalhamento, ou deslocamento cisalhante, pode ser medida por um anel dinamométrico ou célula de carga.Figura 6.20: Ensaio de cisalhamento direto Fonte: Além da Inércia (2019) ENGENHARIA CIVIL 1 1 9 Materiais de Construção Civil I 6.6.3 – Exsudação e adesão inicial A exsudação pode ser determinada com a análise do volume de água que se des- prende da mistura em um recipiente com graduação de volume, contudo se faz necessá- ria a retirada dos vazios presentes na argamassa e cuidados para evitar a evaporação da água. Quanto à adesão inicial, pode-se usar o tensiômetro de Du Nouy para sua medi- ção. Esse procedimento consiste em mensurar a força mínima para romper a tensão su- perficial da ponta da haste que está em contato com a argamassa. 6.6.4 – Ensaios no estado fresco Inicialmente, é preciso pontuar que, no estado fresco ou plástico, a argamassa de- ve apresentar uma boa trabalhabilidade e uma capacidade de retenção de água adequa- da, principalmente, porque se deve garantir a completa hidratação do cimento utilizado na mistura. No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define os parâmetros de aceitabilidade em ensaios para o estado fresco por meio de normas, como exemplo, as NBR 13276, NBR 7215, NBR 15839 e NBR 13278. Além disso, existem também normas internacionais que padronizam ensaios realizados neste mesmo estado, como nos EUA pela ASTM C780-16. 6.6.4.1 – Densidade de massa A NBR 13278 descreve o procedimento necessário para a realização do estudo acerca da propriedade de massa específica de uma argamassa. O ensaio consiste no pre- enchimento de um molde constituído de policloreto de vinilo (PVC) com a argamassa, determinando-se o volume necessário ao preenchimento completo do molde. A partir disso, é possível, pela relação existente entre a massa e o volume de ar- gamassa utilizado no estado fresco, obter a densidade do material. Vale ressaltar que a densidade de uma argamassa é resultado das massas específicas dos próprios materiais utilizados na produção da mesma, com ênfase aos agregados, e que a massa específica dessa argamassa sofre uma queda com o ganho de dureza decorrente do processo de endurecimento, pois a água utilizada inicialmente na mistura é perdida. Sendo assim, os valores de massas específicas dos componentes da argamassa, pode-se determinar a massa específica máxima teórica. Dentro dessa normativa, ainda se trata do teor de ar incorporado em uma argamas- sa, uma vez que, essa variável pode influenciar na densidade do material estudado e apesar de favorecer a sua trabalhabilidade, atua de forma desfavorável em relação às resistências mecânicas. De acordo com a norma, o teor de ar incorporado na argamassa é medido ao comparar-se a densidade da massa com a presença de ar e a densidade má- xima teórica, que nada mais é do que a densidade da massa sem a presença do ar e, com ENGENHARIA CIVIL 1 2 0 Materiais de Construção Civil I isso, exprimir um valor para o volume de ar incorporado no processo de produção da argamassa em percentagem. 6.6.4.2 – Adesão inicial A adesão inicial é a capacidade de união inicial da argamassa, no estado fresco, à uma base. A partir disso, é notório que a redução da tensão superficial da pasta favorece a "molhagem" do substrato, reduzindo-se o ângulo de contato entre as superfícies que estão interagindo e implementando a adesão entre elas. Esse fenômeno propicia um maior contato físico da pasta com os grãos do agregado e também com a base, melho- rando, assim, a adesão. Portanto, o ensaio ligado a essa propriedade consiste, sobretudo, na tentativa de analisar a tensão superficial existente e, vale lembrar que a área da ciên- cia que compreende a tecnologia dos materiais, busca a diminuição dessa força de ten- são ao introduzir e testar, por exemplo, aditivos incorporadores de ar. O Tensiômetro de Du Nouy é um dos aparelhos capazes de medir essa tensão superficial, por intermédio, de hastes cujas pontas entram em contato com o “fluido”. Pode-se medir a força neces- sária para se ultrapassar a tensão superficial em uma área conhecida, dando a tensão superficial do fluido analisado. Figura 6.21: Tensiômetro de Du Nouy Fonte: Montoya 6.6.5 – Ensaios no estado endurecido 6.6.5.1 – Retração Esse tópico se refere às tensões geradas pela tendência do material se retrair du- rante a secagem e de não poder se movimentar durante a mesma. Podemos observar através da NBR 15261 - Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e teto, Determinação da variação dimensional (retração ou expansão linear) - para determinar a variação dimensional da argamassa na fase de endurecimento e secagem. 6.6.5.2 – Aderência A aderência é uma característica de muita importância to de vista mecânica (travamento Estudando, sobretudo, três aspectos: resistência rência ao cisalhamento, resistência à extensão aderência. Essa temática é guiada pela NBR 13 revestimento de argamassa em 28 dias para argamassa mista de cimento e areia, ou em 56 dias para argamassa de cal e areia. Cada ensaio irá compor 12 corp postos em locais ‘aleatórios’ que contemplem juntas e blocos co mm entre si e entre uma quina. Com um corte de um ção circular e 5mm além da profundidade de interess da para o arranchamento, pode tura e, então, se faz o cálculo da resistência e a haver a ruptura em diferentes Figura 6.22: Tipos de ruptura no ensaio de resistência de aderência à tração para um sistema de revest Observações: a) Se o rompimento ocorreu no bloco cerâmico não terá a tensão aplicada, a junta bloco/chapisco tem valor maior que o acusado. b) O local mais interessante a romper é na zona aderência bloco/chapisco, pois é o de todos os demais estão ligados. c) Rompendo no tijolo ou na argamassa é dade ruim ou de traço inapropriado. d) Cálculo da resistência à aderência: Newton, e A é a área de corpo de prova em mm ENGENHARIA CIVIL Materiais de Construção Civil I A aderência é uma característica de muita importância à argamassa, tanto do po a mecânica (travamento-ganchos), quanto do químico (ligação das moléculas). três aspectos: resistência à aderência à tração, resistência rência ao cisalhamento, resistência à extensão aderência. Essa temática é guiada pela NBR 13528/95 - Resistência à aderência à tração de revestimento de argamassa, sendo ilustrada na Figura 6.23. Realizado o procedimento em 28 dias para argamassa mista de cimento e areia, ou em 56 dias para argamassa de cal e areia. Cada ensaio irá compor 12 corpos de prova de mesmas características, di postos em locais ‘aleatórios’ que contemplem juntas e blocos com espaçamento de 50 e entre uma quina. Com um corte de um corpo de prova com 5 mm de se e 5mm além da profundidade de interesse. Com a pastilha de carga coloc da para o arranchamento, pode-se usar da instrumentação para aplicar a carga até a ru se faz o cálculo da resistência e análise do local de rompimento, p diferentes locais. A Figura 6.22 ilustra os tipos de ruptura. de ruptura no ensaio de resistência de aderência à tração para um sistema de revest mento segundo a NBR 13528 Fonte: ABNT (2010) mento ocorreu no bloco cerâmico significa que ele é o elo mais fraco e não terá a tensão aplicada, a junta bloco/chapisco tem valor maior que o acusado. local mais interessante a romper é na zona aderência bloco/chapisco, pois é o de todos os demais estão ligados. no tijolo ou na argamassa é um comum problema a materiais de qual dade ruim ou de traço inapropriado. da resistência à aderência: Ra = F/A; em que F é a força de ruptura em área de corpo de prova em mm². ENGENHARIA CIVIL 1 2 1 Materiais de Construção Civil I argamassa, tanto do pon- ganchos), quanto do químico (ligação das moléculas). tração, resistência à ade- aderência à tração de . Realizado o procedimento em 28 dias para argamassa mista de cimento e areia, ou em 56 dias para argamassa de os de prova de mesmas características, dis- m espaçamento de 50 com 5 mm de sec- e. Com a pastilha de carga coloca-usar da instrumentação para aplicar a carga até a rup- nálise do local de rompimento, podendo ilustra os tipos de ruptura. de ruptura no ensaio de resistência de aderência à tração para um sistema de revesti- e é o elo mais fraco e não terá a tensão aplicada, a junta bloco/chapisco tem valor maior que o acusado. local mais interessante a romper é na zona aderência bloco/chapisco, pois é on- um comum problema a materiais de quali- força de ruptura em ENGENHARIA CIVIL 1 2 2 Materiais de Construção Civil I Figura 6.23: Ensaio de arrancamento Fonte: Mapa da obra (2015) 6.6.5.3 – Permeabilidade Relacionado a essa temática tem-se o ensaio de permeabilidade, segundo a ABNT NBR 14992, conhecido como método do Cachimbo (Kasten), onde avalia o tratamento hidrorrepelente e sua garantia, através do tempo para a água percolar pela argamassa, mas, também, observa o volume e a quantidade de água absorvida pelo revestimento. Utilizando-se de um tubo, conhecido como cachimbo, com uma coluna inicial de 9,8 cm, com medições em 5, 10, 15, 30 e 60 minutos de ensaio, observando a quebra da coluna inicial. Outra possibilidade é através da Norma ABNT NBR 15259 - Ensaio de absorção de água por capilaridade. Avalia a permeabilidade da argamassa, quanto de água é ab- sorvida por capilaridade, seu método usa de um corpo de prova em um filme de água de 5 cm, com uma argamassa de 28 dias. 6.6.5.4 – Porosidade Como foi observada anteriormente, a porosidade é um aspecto que atua em fun- ções importantes, como porto de ancoragem para as argamassas. Para estudar a porosi- dade do material se tem como guia a NBR 9778, onde se avalia a absorção de água, o índice de vazios por imersão e fervura e a massa específica da argamassa e do concreto endurecido. Para realizar o ensaio é necessário compreender a resolução dos equipamentos uti- lizados, pois eles serão a tolerância/definição. Tais equipamentos são uma balança hi- drostática (resolução de 0,05% da massa a ser determinada, ilustrada na Figura 6.24), um recipiente adequado à imersão e à fervura, além de uma estufa com temperatura de 105 ± 5° C. ENGENHARIA CIVIL 1 2 3 Materiais de Construção Civil I Para as amostras a serem utilizadas, as suas preparações em corpos de prova são observadas nas seguintes normas: a) ABNT NBR 7215, para corpos de prova de argamassa; b) ABNT NBR 5738, para corpos de prova de concreto; c) ABNT NBR 7680, para corpos de prova de concreto testemunho; d) ABNT NBR 7680, para corpos de prova de argamassa endurecida. Figura 6.24: Balança hidrostática Fonte: Compro Ouro BH (2016) Na execução do ensaio são avaliadas duas amostras. Na primeira parte da execu- ção, a amostra é levada em estufa por 73 horas e se registra sua massa seca. Em seguida, há a imersão da amostra em temperatura de 23 ± 5° C por 72 horas, após o material é levado à ebulição em água constante por 5 horas, não passando do intervalo de 30 minu- tos após a imersão, porém não antes de 15 minutos após a imersão. Passadas às 5 horas, o material deve esfriar até 23 ± 5° C e a massa é determinada na balança. Também se determina a massa saturada. Seu resultado será a média dos valores obtidos (adimensio- nal ou g/cm³). A absorção é a subtração da massa saturada menos a seca, dividido pela massa se- ca vezes 100. O índice de vazio é a subtração da massa saturada menos a massa seca, divididos pela subtração da massa saturada menos a saturada imersa, multiplicados por 100. O valor para as massas específicas: a) Seca: divisão da massa seca pela subtração da massa saturada menos a massa sa- turada imersa; b) Saturada: divisão da massa saturada pela subtração da massa saturada menos a massa saturada imersa; ENGENHARIA CIVIL 1 2 4 Materiais de Construção Civil I c) Real: divisão da massa seca pela subtração da massa seca menos a massa saturada imersa. 6.6.5.5 – Resistência mecânica O ensaio referente à tração na flexão, ilustrado na Figura 6.25, usa de referência a norma ABNT NBR 12142:2010. Com um corpo prismático de dimensões pré- estabelecidas em norma (40x40x160 mm), assim como a distância entres os apoios, também, padronizada. O experimento consiste em aplicar, por intermédio de três pontos de apoio (mas, também, pode ter 4 pontos de apoio), taxas de carregamento que vão de 50 N/s a 60 N/s e 40 N/s, buscando a ruptura do corpo de prova. É importante pontuar que, para efeitos de estudo, considera-se a argamassa como um material elástico linear, isso significa dizer que sua deformação varia linearmente com a “tensão” aplicada, este comportamento aliado à geometria escolhida permite que se calculem as forças de tra- ções máximas em função da carga aplicada pela prensa no corpo de prova ensaiado até o momento de sua ruptura. Para fins de consideração, a tração na flexão da argamassa é definida pela média das trações obtidas no ensaio de três corpos de prova. Figura 6.25: Ensaio de tração na flexão Fonte: Brito, Almeida e Oliveira (2019) Esse tipo de ensaio permite a reprodução dentro de um ambiente laboratorial de um comportamento mecânico do material, em situações nas quais ele é submetido a aplicações reais. Durante a ocorrência do ensaio existem variadas tensões no interior do corpo de prova, por isso, algumas hipóteses precisam ser assumidas. Com isso, boa par- te das equações é prevista por norma internacional (ASTM E855 – 90), principalmente para a geometria dos corpos de provas, que possuem suas seções transversais circulares e retangulares, sendo estas as mais comuns no Brasil. Nesta mesma norma, trata-se, ainda, do ensaio de resistência à compressão de uma argamassa, esquematizado na Figura 6.26. O procedimento é realizado com as partes ENGENHARIA CIVIL 1 2 5 Materiais de Construção Civil I rompidas do corpo de prova utilizado no ensaio de tração na flexão citado anteriormen- te. As superfícies que aplicam carga são quadradas e com tamanhos pré-definidos pela norma. Como se trata de um ensaio com as forças aplicadas de forma controlada, o limi- te de aplicação tem uma taxa de variação que está no intervalo de 450 N/s a 550 N/s. Para fins de aceitação dos resultados, a média de resistência à compressão de seis cor- pos de prova ensaiados corresponderá ao valor da resistência à compressão da argamas- sa ensaiada. Figura 6.26: Ensaio de resistência à compressão Fonte: Biopdi Quanto à fadiga do material, uma das causas mais comuns de manifestações pato- lógicas, define-se como a constante repetição de cargas sobre o material, mesmo sendo inferior ao valor de resistência do mesmo. Essas repetições vão acumulando pequenos defeitos que favorecem uma ruptura. E quando se trata de ensaios para avaliar os limites desse acúmulo de cargas por tempo (ciclos) e os ciclos de ruptura, se realiza o estudo das curvas de Wöhler (Figura 6.27), onde diferentes tensões são aplicados no corpo de prova, simulando o uso do material a partir de carregamentos cíclicos até a ruptura. Figura 6.27: Curva de Wöhler Fonte: Domingos de Azevedo (2013) ENGENHARIA CIVIL 1 2 6 Materiais de Construção Civil I 7 – Concreto Neste capítulo, será abordado o assunto de concretos convencionais, formados por uma mistura de cimento Portland, agregados miúdos e graúdos, água e, eventualmente, adições minerais e aditivos diversos. Cada componente foi abordado em capítulos ante- riores desta apostila, recomendando-se sua revisão para o adequado entendimento dos capítulos finais da mesma, os quais abordam sobre compósitos (materiais compostos de mais de uma fase de material) cimentícios (concreto e argamassa). Sublinha-se que o concreto de cimento Portland é utilizado, principalmente, para desempenhar funções estruturais, devido à sua alta resistência à compressão. Aliada à resistência à tração do aço e à compatibilidade (em termos de dilatação térmica, proteção eletroquímica e ade- rência) entre
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