ESTUDO PARA IMPERMEABILIZAÇÃO NA INTERFACE ESTRUTURA
METÁLICA E ALVENARIA
Joel Henrique Rohr 1
Resumo: Uma das patologias existentes na construção civil são as infiltrações. Um dos pontos
críticos das impermeabilizações são as ligações entre diferentes componentes existentes numa
construção. Devido as conseqüências que essas infiltrações trazem, alguns autores propõem
diversas maneiras de ligação entre a estrutura metálica e a alvenaria. Os autores comentam sobre os
métodos mais utilizados, os métodos mais adequados para diferentes vãos, e alguns métodos
alternativos, que são mais utilizados por empresas específicas. Cada método possui suas
especificidades para que funcionem da melhor forma possível. A norma cita diversos materiais que
podem ser utilizados para impermeabilização, mas apenas alguns deles são realmente citados pelos
autores e utilizados em obras. Para alguns desses materiais os autores citam a forma que se deve
utilizá-los para que funcionem como bons impermeabilizantes. Conforme ensaios realizados em
quatro ligações diferentes, sendo argamassa comum, argamassa com aditivo expansor, mastique e
cantoneiras e EPS, pode-se perceber que cada ligação possui formas de execução, custos e
eficiências diferentes. Deve ser escolhida a ligação correta para cada caso, levando mais em conta o
custo ou o benefício que a ligação trás para atender bem cada tipo de obra. A ligação de maior custo
é a ligação com mastique, porém, junto com o alto custo vem a excelente eficiência. Para a ligação
mais utilizada na construção civil, que é com a mesma argamassa utilizada para o assentamento da
alvenaria, é recomendado acrescentar aditivo expansor para melhor sua performance, apesar de que,
se a mão-de-obra for de qualidade, somente com a argamassa é possível ter uma impermeabilização
aceitável. Para grandes vãos de parede, onde é recomendado utilizar cantoneiras e EPS devido a
fissuração, é necessário ter o cuidado de impermeabilizar adequadamente o encontro das
cantoneiras com o perfil metálico, para evitar que a água ultrapasse a ligação.
Palavras-chave: Impermeabilização. Estrutura Metálica. Alvenaria.
1. Introdução
A construção em aço cresceu muito nos últimos anos e vai continuar
crescendo pelos próximos anos. Zanotti (2010) fala que o consumo de aço teria um
crescimento de 21,6% ao longo do ano de 2010, e comenta também dados do IBGE,
que indicam um crescimento de 10,5% ao ano no setor da construção em aço,
considerando apenas estruturas, pontes e torres de aço.
Junto com o aumento do uso do aço, aumentam também as exigências. Um
dos problemas encontrados com o uso do aço na construção civil são as
impermeabilizações.
Caso
não
seja
feito
um
processo
adequado
de
impermeabilização nas estruturas, estas acabam gerando patologias.
Infiltrações nas construções ocorrem devido a má impermeabilização, e esta,
por sua vez, não ocorre somente nas coberturas. Um dos locais por onde a água
pode penetrar numa obra é na ligação da alvenaria com a estrutura, e para os casos
1
Acadêmico do Curso de Engenharia Civil, Universidade Comunitária da Região de Chapecó, e-mail:
[email protected]
da estrutura ser de aço existem vários métodos específicos para evitar esse
problema, que são citados por diversos autores. Os métodos para ligação entre
alvenaria e estrutura metálica podem variar no preço, facilidade de execução e
qualidade de impermeabilização.
De acordo o vão da parede onde irá ser feita a impermeabilização, os autores
comentam diferentes métodos. Como a alvenaria e o aço possuem coeficientes de
dilatação diferentes, então dependendo do tamanho do vão da alvenaria o método
de ligação deve ser feito de forma diferente. Para vãos grandes os autores falam
sobre a importância de se ter uma ligação que proporcione uma desvinculação da
alvenaria com a estrutura metálica, fazendo com que não ocorram fissuras ao longo
da ligação devido a dilatação.
Através do estudo sobre métodos diferentes de impermeabilização, pode se
ter um parâmetro de diferença de qualidade entre cada método, como também o
custo e dificuldade de execução de cada um.
2. Prismas
Na bibliografia são apresentadas pelos autores diversas formas de
impermeabilização entre estrutura metálica e alvenaria. Entre as formas existentes
há diferentes modelos para cada tipo de ligação que se deseja impermeabilizar.
Para saber se os erros que acontecem são devidos ao próprio material
utilizado ou se é pela falta de qualidade da mão-de-obra, foram construídos quatro
modelos de ligação (prismas) com uma pequena parede de alvenaria em cima de
uma barra metálica. No encontro dos dois materiais foi utilizado um tipo de ligação
para cada prisma. Cada prisma tinha 62cm de comprimento e era composto por:
a) Um perfil metálico 150x50#3,00mm;
b) Duas fiadas de alvenaria com tijolo 9x14x24cm;
c) Argamassa de assentamento e reboco com argamassa pronta;
d) Uma ligação entre a estrutura e a alvenaria.
A alvenaria em cada prisma foi assentada de cutelo e feita no centro do perfil
metálico. Foram utilizados ao todo cinco tijolos cerâmicos para composição de cada
prisma, sendo duas fiadas de 2,5 tijolos cada, resultando em 62 cm de parede. As
juntas verticais e horizontais e o reboco foram feitos com 1 cm de espessura.
O primeiro modelo de ligação foi feito apenas com o emprego de argamassa
entre a alvenaria e o perfil metálico. A argamassa utilizada foi a mesma que a
utilizada para o assentamento da alvenaria, pois conforme Araújo Silva (2003), na
maioria dos casos a ligação da alvenaria com o pilar é feita somente por aderência
da argamassa.
O segundo modelo de ligação foi feito com a utilização de argamassa
expansiva. A argamassa expansiva tem o mesmo traço que a argamassa de
assentamento, porém, com aditivo expansor.
O terceiro método foi realizado com utilização de mastique, que foi colocado
entre a alvenaria e a estrutura metálica. O mastique utilizado é a base de
poliuretano. Para aplicação deve-se apenas ter o cuidado de deixar as superfícies
limpas para uma boa aderência do mastique nos materiais.
O quarto modelo foi o de ligação desvinculada, que é por meio de cantoneiras
e EPS, fazendo com que a alvenaria não fique fixada no perfil metálico. As
cantoneiras foram soldadas na base formando um U, entre esse U foi colocada a
placa de EPS, e em cima dessa placa foi levantada a alvenaria.
Esses prismas foram construídos para observar qual é o modelo de ligação
que tem o melhor desempenho quanto a estanqueidade. Para isso, os prismas iriam
ser submetidos a ação da água por um tempo e intensidade referente ao que diz
Back (2008), onde para um tempo de retorno de 5 anos deve ser considerada uma
chuva de intensidade igual a 150mm/h com uma duração de 5 minutos,
considerando estes dados para a cidade de Chapecó.
Para medir a vazão calcula-se considerando intensidade de 150mm/h numa
área referente ao tamanho da parede do prisma:
Área da parede = 62cm * 30cm = 1860cm² = 0,186m²
Obs.: 62cm é o comprimento da parede e 30cm é a altura da parede (2 fiadas
de 14cm + 1cm).
Então para realizar os ensaios teriam que ser jorrados 2,325 litros de água em
cinco minutos. Ao final observar a quantidade de água que cada prisma deixou
passar.
Para poder realizar a simulação de chuva na vazão correta foram realizados
alguns ensaios. Nestes derramou-se água num béquer através de uma mangueira
conectada numa torneira e foi medindo-se o tempo que levava para encher o
béquer. O problema encontrado nesta etapa é que não foi possível simular a vazão
calculada. Como a água vinha da torneira, o mínimo de vazão que foi conseguido foi
de 2,32 litros em 1 minuto e 15 segundos, o que representa uma vazão de 1,875
L/min. Com isso, o teste passou a ser focado na comparação entre as ligações, e
não diretamente na sua eficiência na impermeabilização da água da chuva, já que a
vazão é maior do que a esperada.
3. Primeiro ensaio
Primeiro ensaio realizado dia 17/03/2011 às 15:00h. No primeiro ensaio as
paredes foram submetidas a 2,32 L de água num período de 1’15”, o que representa
uma vazão de 1,875 L / min.
No primeiro teste as três primeiras ligações obtiveram bons desempenhos,
não deixando a água ultrapassar a ligação, fazendo com que o lado oposto da
parede ficasse totalmente seco.
Na ligação de cantoneiras com EPS ocorreu um problema. As cantoneiras
foram soldadas no perfil U com solda intermitente, ou seja, a solda não era contínua
em todo o perímetro de encontro da cantoneira com o perfil U. Nos espaços que não
havia solda a água acabou penetrando e saiu pelo outro lado da parede.
Após o primeiro ensaio observou-se o tempo que as paredes levaram para
secar. Passadas cinco horas as paredes já estavam parcialmente secas, e após 24
horas não se notou nenhum sinal de água nas quatro paredes.
4. Segundo ensaio
Ensaio do dia 07/04 feito as 15:00h, nenhuma parede deixou passar água,
sendo que a parede com EPS foi arrumada com uma camada de mastique na
ligação da cantoneira com o perfil U para evitar que a água passasse debaixo do
EPS. Essa solução demonstrou-se eficaz, visto que a água não ultrapassou a
ligação, como ocorreu no primeiro ensaio.
Nas três primeiras paredes não foi feita nenhuma modificação, já que no
primeiro teste elas já apresentaram um bom desempenho. Para o segundo teste o
resultado se manteve, nenhum sinal de água foi observado no lado oposto da
parede.
Novamente as paredes ficaram sob observação e o resultado foi o mesmo do
primeiro ensaio, após cinco horas as paredes estavam parcialmente secas, e após
24h estavam completamente secas.
5. Terceiro ensaio
Ensaio realizado dia 14/04 às 15:30h. Para o terceiro e último ensaio o tempo
de aplicação da água nas paredes foi aumentado para tentar forçar a passagem de
água pelas ligações, para ver se ficaria visível a diferença de eficiência entre elas. A
vazão utilizada foi a mesma, mantendo a vazão de 2,32 litros em 1 minuto e 15
segundos, porém, neste ensaio o tempo de aplicação foi de 2 minutos e 30
segundos, totalizando 4,64 litros de água.
Num primeiro momento não se notou nenhuma diferença com os primeiros
ensaios, os quatro prismas mantiveram-se secos do lado oposto. Porém, após cada
teste as paredes foram separadas do perfil metálico para observar a quantidade de
água que havia penetrado através da interface.
5.1 Ligação com argamassa comum
Pode-se observar que a água, apesar de não ter transpassado totalmente a
ligação, penetrou alguns centímetros na ligação. Logo após a separação da parede
com o perfil metálico a água havia penetrado de 4 a 6 cm ao longo da parede (figura
01).
Figura 01 - Quantidade de água penetrada logo após a separação dos materiais – Ligação com
argamassa comum
A parede foi colocada novamente de pé, e após dez minutos foi feita uma
nova medida, que demonstrou que a água continuou penetrando na parede. A nova
medida apontou mais 2cm em alguns locais.
5.2 Ligação com argamassa com aditivo expansor
Após o teste não havia transpassado água, porém após a separação da
parede com o perfil metálico observou-se que a água também havia penetrado na
ligação. Nessa ligação a água penetrou de 1 a 2 cm ao longo da parede (figura 02).
A parede foi colocada novamente de pé, e após 10 minutos a água havia penetrado
mais 0,5 a 1cm em alguns pontos.
Figura 02 - Quantidade de água penetrada logo após a separação dos materiais – Ligação com
argamassa com aditivo expansor
5.3 Ligação com mastique
A ligação com mastique foi a que demonstrou melhor eficiência. Além de não
deixar passar água para o outro lado, também não foi possível separar o mastique
do perfil metálico. A parede foi quebrada para tentar separar, mas a parte baixa do
tijolo ficou grudada no mastique (figura 03).
Figura 03 – Tentativa de separação entre o perfil metálico, o mastique e a alvenaria
5.4 Ligação com cantoneiras e EPS
Nesta ligação a água penetrou somente na parte do reboco (figura 04). A
água havia penetrado mais afundo no primeiro teste em que não havia
impermeabilização entre o perfil U e a cantoneira, mas no segundo e terceiro
ensaios a ligação demonstrou-se eficiente, mesmo sendo uma ligação desvinculada.
Apenas numa parte o tijolo também estava molhado, no restante a água só penetrou
no reboco. Foi possível identificar que após o primeiro ensaio uma parte da água
ficou dentro da parede, porque após a separação da ligação foi observado que havia
corrosão no perfil metálico.
Figura 04 - Quantidade de água penetrada logo após a separação dos materiais – Ligação com
cantoneiras e EPS
6. Recomendações
Com base nos ensaios realizados, pode-se observar que o modelo que
oferece a maior estanqueidade é a ligação com mastique. O problema dessa ligação
é que tem um custo muito elevado. Pelo que foi utilizado no prisma, pode-se ter uma
base de que se o mastique for utilizado com racionalização, poderiam ser feitos
aproximadamente 4m de alvenaria com uma salsicha de mastique, e cada salsicha
custa em torno de R$ 28,00.
Outro ponto importante que se pode perceber, é que nas obras em que tem
problemas com impermeabilização, caso estejam utilizando algum dos quatro
modelos apresentados, o problema vai ser devido a mão-de-obra de má qualidade.
Mesmo na ligação com argamassa comum, que foi a que teve pior desempenho, a
água somente penetrou metade da alvenaria, mesmo sendo no teste em que a
quantidade de água jogada foi muito maior do que a quantidade de água real
durante uma chuva.
Isso demonstra que mesmo com o modelo de ligação mais utilizado, que é
com argamassa comum, a impermeabilização pode ser conseguida de maneira
eficaz, tudo depende da mão-de-obra fazer um trabalho com qualidade. Um
problema que pode ocorrer nessas ligações, é que mesmo se a água penetrar
somente poucos centímetros pode acabar acontecendo o problema da umidade
ascendente.
Caso a água avance uma parte da ligação, essa água pode acabar subindo
pela parede por capilaridade e causar conseqüências comuns que acontecem em
casos em que a viga de baldrame não é impermeabilizada adequadamente. A água
sobe alguns centímetros e acaba danificando a boa aparência e durabilidade da
parede (figura 05).
Figura 05 - Patologia devido umidade ascendente (CABAÇA, 2002)
A água subindo por capilaridade na parede é chamada de umidade
ascendente. Conforme explica Cabaça (2002), a água sobe nas paredes através de
condições de evaporação, porosidade do material, permeabilidade do material e
quantidade de água que se encontra em contato com a parede. Os “caminhos” mais
fáceis para a água subir nas paredes são as juntas de argamassa, geralmente, para
a água subir pelo tijolo, primeiro terá que percorrer a argamassa ao seu redor.
Com isso é possível afirmar que em uma ligação que é composta unicamente
por argamassa há possibilidades de o fenômeno da umidade ascendente ocorrer.
Na ligação com argamassa com aditivo expansor a água penetrou muito
pouco na parede, o que faz com que a probabilidade de ocorrer alguma patologia
seja menor do que na ligação com argamassa comum, e apesar de ter o custo
adicional do aditivo, esse acaba não se tornando muito significativo, principalmente
se for analisado junto o ganho de eficiência que o aditivo trás.
Para ligações em paredes de grandes vãos, onde é necessário utilizar ligação
desvinculada devido a fissuras, é importante que se faça uma impermeabilização
entre a cantoneira e o perfil metálico para não ocorrer o mesmo problema que
ocorreu no primeiro ensaio. Como já visto, neste trabalho foi utilizado mastique, e
este, por sua vez, demonstrou novamente que é um excelente material
impermeabilizante.
O custo dessa ligação desvinculada também é maior devido ao uso de
cantoneiras metálicas, EPS e mastique. Nesse ensaio foram utilizadas cantoneiras
de 1”x1” na espessura de 2,25mm. O custo aproximado dessa cantoneira é de R$
2,55 por metro, como são duas cantoneiras utilizadas na ligação, o custo adicional
passa a ser de R$ 5,10 por metro de parede. O uso de EPS não é muito relevante
devido ao baixo custo, porém o mastique, mesmo sendo utilizado em pouca
quantidade, acaba elevando esse valor devido ao seu preço alto. Somente com a
utilização de mastique o preço dessa ligação acaba elevando seu custo em
aproximadamente R$ 3,50, contando que um tubo de R$ 28,00 sirva para
impermeabilizar oito metros de parede.
Porém, mesmo o custo sendo maior que a ligação com argamassa, essa
ligação deve ser adotada para evitar outros tipos de patologias em paredes de
grandes vãos.
Seria de grande importância a continuação desse estudo para analisar mais
profundamente o exato comportamento da água da chuva ao entrar em contato com
a alvenaria, e analisar o quanto a água de uma chuva pode penetrar na alvenaria em
casos de grande intensidade de chuva.
Como a argamassa comum é a mais utilizada em ligações, seria importante
também verificar se simplesmente a água da chuva em ligações com argamassa
comum é suficiente para provocar de maneira relevante patologias como a
capilaridade.
Referências
CABAÇA, Sonia Carvalho. Umidade ascendente em paredes de edifícios antigos.
2002. Disponível em:
<http://www.construlink.com/2003_ConstrulinkPress/Ficheiros/MonografiasPrimeiras
Paginas/mn_9_nov_2002_humidade6.pdf>. Acesso em: 19 mai. 2011.
ZANOTTI, Eduardo. A construção em aço pronta para crescer. CBCA, Rio de
Janeiro, jan. 2010. Entrevista.