4º Congresso Português de Argamassas e ETICS
Análise da Influência do Equipamento Utilizado no Ensaio de
Resistência de Aderência à Tração
Giselle Reis Antunes*
Doutoranda NORIE/UFRGS
Brasil
[email protected]
Carina Mariane Stolz*
Doutoranda NORIE/UFRGS
Brasil
[email protected]
Angela Borges Masuero*
Professora Doutora UFRGS
Brasil
[email protected]
*Núcleo Orientado para a Inovação da Edificação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Resumo: O ensaio de resistência de aderência à tração, normalizado pela NBR
13528/2010, é largamente utilizado no controle tecnológico do desempenho de
revestimentos de argamassa. Neste sentido, o trabalho em questão visa verificar a
influência de três equipamentos nos resultados de resistência de aderência à tração em
revestimentos de argamassa com espessuras de 2cm e 4cm, aplicados sobre prismas de
concreto, devidamente preparados com chapisco rolado. Sendo o primeiro deles um
equipamento mecânico, equivalente a um braço de alavanca, o segundo e o terceiro,
aderímetros digitais fornecidos por de fabricantes distintos.
Palavras–chave: aderência à tração, variabilidade de ensaio, aderímetro.
1. INTRODUÇÃO
O ensaio de resistência de aderência, é um dos principais parâmetros para avaliação do
desempenho do sistema de revestimento de argamassa, sendo este preconizado por
diferentes normas, em âmbito internacional e nacional.
As resistências mecânicas são o resultado conjunto de fenômenos, como a penetração
da pasta nos poros, ligações de superfície e resistência mecânica da própria argamassa
ao penetrar nas rugosidades dos substratos. Adicionalmente, a extensão de aderência
também é um fenômeno que influencia nesta propriedade, sendo esta a razão entre a
área de contato efetivo e a área total possível de ser unida, ou seja, o grau de contato
entre a argamassa e a base. Tendo em vista que o defeito na aderência ocorre devido à
ausência de contato, isso implica dizer que a extensão de aderência avalia
indiretamente a quantidade de defeitos presentes na região da interface.
A aderência pode ser medida em relação aos esforços de (a) cisalhamento e (b) tração.
No entanto, a maioria dos trabalhos sobre revestimentos de argamassa utiliza a
resistência de aderência à tração como forma de avaliar a propriedade.
A resistência de aderência à tração é a tensão máxima suportada por uma área limitada
de revestimento (corpo de prova) quando submetida a um esforço de tração.
Diversos órgãos de normalização apresentam métodos de ensaios para esta
propriedade, podendo-se destacar:
- Cahier 2669-4 (CSTB, 1993);
- DIN 18555, parte 6 (1987);
- EN 1015-12 (2002);
- FE Pa 36 (LNEC, 1986);
- NBN 813-05 (1969);
- NBR 13528 (ABNT, 2010);
- NBR 15258 (ABNT, 2005);
- RILEM MR-21 (1996).
Neste artigo optou-se pelo método segundo a NBR 15258 [1], Argamassa para
revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência potencial de aderência à
tração, que indica a velocidade de carregamento de (250 ± 50) N/s.
Embora aceito no meio técnico, o método normalizado de ensaio de resistência de
aderência à tração tem como característica a variabilidade de seus resultados, que ainda
é agravada pela complexidade e a quantidade de fatores envolvidos no mecanismo de
aderência de revestimentos de argamassa, pelo comportamento mecânico frágil da
argamassa somadas ainda, às variações decorrentes do próprio método de ensaio.
Segundo Cincotto et. al. [2], o ensaio de aderência à tração apresenta coeficiente de
variação de 10% a 35% , atribuídos eles a fatores inerentes ao procedimento de ensaio,
os quais podem interferir no resultado obtido. Dentre estes fatores, os autores destacam
o ângulo de aplicação da tensão e o equipamento utilizado no corte do revestimento,
além da forma e da velocidade de aplicação da carga de arrancamento.
Outro autor que compartilhou de resultados semelhantes foi GONÇALVES [3], que em
sua pesquisa verificou que a resistência de aderência à tração apresentou uma
variabilidade intrínseca de 52%, enquanto o método de ensaio, por si só, apresentou
uma variação interna de 19%. O processo de execução do revestimento, os constituintes
das argamassas, as condições climáticas, dentre outros, responderam por uma
variabilidade de 33% nos resultados de resistência de aderência à tração.
Costa et al. [4, 5], em pesquisas que se propuseram a avaliar a influência dos
parâmetros de ensaio na determinação da resistência de aderência de revestimentos de
argamassa, constataram que a geometria e a dimensão do corpo-de-prova, a espessura
da camada de cola e a forma de aplicação da carga interferem na distribuição de
tensões na interface argamassa-substrato e, consequentemente, afetam os valores de
resistência de aderência à tração. Além disso, observaram que as cargas aplicadas sem
excentricidade proporcionam maiores valores de aderência quando comparadas a
cargas excêntricas, pois estas não originam efeitos de flexão inicial, bem como que o
emprego de equipamentos com princípios de funcionamento diferentes (alavanca e
hidráulico-manual) influencia de modo significativo os resultados de resistência de
aderência à tração, tanto os valores quanto o coeficiente de variação. Mostraram
também que há uma tendência de aumento da resistência de aderência com o acréscimo
da taxa de carregamento, independente do tipo de equipamento empregado.
Observando um consenso entre vários pesquisadores em admitir o ensaio de aderência
à tração como um ensaio extremamente vulnerável à variabilidades e, em atribuir ao
equipamento adotado e suas características, a responsabilidade parcial por esse
comportamento, julgou-se importante mensurar o quão diferentes são os resultados
adotando equipamentos diferentes sob mesmas condições de ensaio.
1.1 Objetivos Gerais e Específicos
Este trabalho visa verificar a influência de três equipamentos de aderência à tração de
revestimentos de argamassa distintos, nos resultados de resistência de aderência à
tração.
Complementarmente, verificou-se a influência da espessura das argamassas de
revestimento nos resultados dos ensaios de resistência de aderência à tração.
2. METODOLOGIA
Inicialmente foram moldados substratos de concreto nas dimensões de 25x35x5cm e
com resistência à compressão média aos 28 dias de 35 MPa. Estes foram produzidos
com cimento Portland CPII-Z (características conforme tabela 1), areia média de
origem quartzosa (massa específica 2,50g/cm³ e módulo de finura 2,50) e com brita
zero (massa específica 2,98 g/cm³ e dimensão máxima característica: 9,5mm) , com
proporcionamento realizado através de dosagem pelo método do IPT/EPUSP,
resultando no exposto na tabela 2.
Tabela 1 – Características químicas e físicas do cimento empregado
Cimento
CP II - Z
Perda
ao
Fogo
(%)
5,29
Óxido de Anidrido Resíduo
Equivalente
Massa
Superfície Finura
Magnésio Sulfúrico Insolúvel Alcalino em Na2O Específica específica Peneira
- MgO
- SO3 (%)
(%)
- (0,658 x K2O%
(g/cm³)
Blaine
nº 200
(%)
+ Na2O%) (%)
(m³/kg)
4,72
2,42
26,17
1,49
2,95
489,63
3,4
Tabela 2 – Proporcionamento do concreto utilizado na confecção dos substratos
Dosagem
(traço)
1:3,73
α
(%)
56
Proporcionamento
cim A
p
a/c
1
1,65 2,08 0,47
Propriedades
H% Slump
(cm)
9,94
10±2
Consumo Consumo
cimento
de água
(kg/m³)
(L/m³)
461
216,67
Buscando-se diminuir, ao máximo, a quantidade de variáveis do programa
experimental optou-se pela utilização de argamassas industrializadas, pertencentes a
um mesmo lote, tanto para a execução do chapisco, quanto para a execução do emboço.
Sobre os substratos produzidos aplicou-se uma argamassa industrializada de chapisco
rolado, indicada para o cobrimento de superfícies de concreto, conforme procedimento
mostrado na figura 1.
(a)
(b)
(c)
Figura 1 – Preparação da base (a) limpeza, (b) escovação, (c) aplicação do chapisco.
Para o revestimento utilizou-se argamassa industrializada do tipo múltiplo uso,
indicada tanto para rebocar paredes quanto para assentar blocos, na função de revestir
paredes com resistência de aderência à tração superior a 0,2 MPA como indica a NBR
13749 [6].
A argamassa foi misturada conforme recomendações indicadas nos rótulos das
embalagens, sugeridas pelo respectivo fabricante.
No sentido de minimizar as chances de falhas inerentes a aplicação manual, nesta
pesquisa adotou-se um dispositivo de lançamento de argamassa, também conhecido
como caixa de queda, padronizando a energia de impacto, conforme ilustra a Figura 2.
Inicialmente o substrato-padrão foi posicionado sobre uma superfície nivelada e
inserido num gabarito de madeira, a fim de permitir a moldagem da argamassa nas
espessuras desejadas (20 mm e 40 mm). A caixa de queda foi disposta a uma altura de
1,00 m, da qual efetuou-se o lançamento em queda-livre do material. Após aplicada a
argamassa, foi esperado o tempo adequado para esta “puxar” e então realizado o seu
sarrafeamento através de sarrafo de madeira e régua metálica, apoiadas sobre o
gabarito.
(a)
(b)
(c)
Figura 2 – Moldagem do revestimento de argamassa (a) ajuste do gabarito para
controle da espessura do revestimento, (b) adensamento da argamassa, (c) lançamento
da argamassa através da caixa de queda.
Após a moldagem dos revestimentos, os corpos-de-prova foram submetidos à cura em
câmara climatizada por 28 dias, com temperatura e umidade controladas de 23±2°C e
60±5%, respectivamente. Decorrido este tempo, executaram-se os cortes referentes aos
pontos de arrancamento em cada uma das placas, espaçados 5 cm entre si e
aprofundados 5 mm além do substrato, com uma serra copo diamantada 60 mm,
conforme a figura 3.
Figura 3 – Representação esquemática da distribuição dos corpos-de-prova
Depois de feito o corte, realizou-se a limpeza da superfície do revestimento de
argamassa e executou-se a colagem das pastilhas com cola à base de resina epóxi sobre
os pontos a serem ensaiados.
O ensaio de resistência de aderência à tração das argamassas de revestimento ao
substrato foi realizado conforme a NBR 13528 [7], a qual preconiza que devem ser
executados no mínimo 12 corpos-de-prova para cada tipo de argamassa.
Nesta pesquisa os ensaios de aderência foram realizados utilizando-se três aderímetros,
que se diferenciam, principalmente, no que se refere ao seu próprio manuseio e quanto
a forma de aplicação da carga, conforme a tabela 3 e a figura 4. Sendo o equipamento
1, um braço de alavanca (aproximadamente 50 cm), bem rústico, cujo carregamento é
manual, que precisa estar bem nivelado e livre choque. Este apresenta elevado risco de
acidentes, já que as rupturas dos CP's se dão de forma brusca podendo atingir o
operador de forma inesperada, além da possibilidade de danificar CP's que estão logo
abaixo do que está sendo ensaiado. Como já foi observado por Ruduit [8] o
equipamento 2, com massa em torno de 12 kg é de difícil manuseio, fato que pode
dificultar a operação de ensaios e levar à ruptura prematura dos corpos-de-prova por
esforços indesejáveis de cisalhamento ou flexão no instante de posicionamento do
equipamento para realização dos ensaios. O equipamento 3, por sua vez, é de fácil uso,
visto que, permite apoiar o aquisidor de dados sobre algum apoio estável próximo a
região de ensaio, e se opera apenas o aparato aplicador de carga, que é leve e ligado ao
aquisidor através de um cabo.
Tabela 3 – Quadro comparativo dos equipamentos para ensaio de aderência em
argamassa
Referência
1
2
3
Equipamento e
Modelo
Carga Máxima
Velocidade de
Carregamento
(N/s)
Aparato de
arrancamento manual
Aderímetro digital
TF200
Aderímetro digital
AT-A (automatic)
1000kgf
250±50
3,5 MPa
250±50
(a)
(b)
(c)
Figura 4 – Ensaio de arrancamento do revestimento de argamassa (a) equipamento 1,
(b) equipamento 2 (c) equipamento 3
3. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
As tabelas 4 e 5 apresentam os resultados obtidos nos ensaios de caracterização das
argamassas de chapisco e de revestimento respectivamente.
Tabela 4 – Caracterização do chapisco utilizado
Ensaio
Índice de consistência
Densidade de massa no estado fresco
Densidade de massa no estado endurecido
Resistência à compressão
Resistência à tração na flexão
Normalização
NBR 13276 [9]
NBR 13278 [10]
NBR 13280 [11]
NBR 13279 [12]
NBR 13279 [12]
Resultado médio Desvio Padrão
230 mm
0
0
1893 kg/m3
1682 kg/m3
18,29
8,21 MPa
1,15
1,28 MPa
0,09
CV (%)
0
0
1,09
14,01
7,26
Classificação (NBR 13281 [13])
D4
M4
P6
R2
Tabela 5 – Caracterização da argamassa de emboço utilizada
Ensaio
Índice de consistência
Densidade de massa no estado fresco
Densidade de massa no estado endurecido
Resistência à compressão
Resistência à tração na flexão
Normalização
NBR 13276 [8]
NBR 13278 [9]
NBR 13280 [10]
NBR 13279 [11]
NBR 13279 [11]
Resultado médio Desvio Padrão
251 mm
0
1769 kg/m3
0
1632 kg/m³
18,29
4,47 MPa
1,15
0,92 MPa
0,09
CV (%)
0
0
1,09
14,01
7,26
Classificação (NBR 13281 [13])
D3 ou D4
M4 ou M5
P3 ou P4
R1
Os resultados de resistência de aderência à tração (Rad) aos 28 dias, obtidos para os
três equipamentos utilizados estão apresentados a seguir, sendo que a tabela 6 apresenta
os resultados para a espessura de revestimento de 20mm e a tabela 7 para a espessura
de 40mm.
Tabela 6 – Resultados de Rad para emboço de 20mm de espessura
Resistência de Aderência à Tração (Rad) para a Espessura de 20 mm
Aparelho 1
Aparelho 2
Aparelho 3
Forma de ruptura (%)
Forma de ruptura (%)
Forma de ruptura (%)
Rad
Rad
Rad
Chap Interface Arg
Chap Interface Arg
Chap Interface Arg
(MPa)
(MPa)
(MPa)
Chap/arg
Chap/arg
Chap/arg
0,10
100
0,23
100
0,26
100
0,16
60
40
0,33
100
0,58
100
0,28
100
0,28
100
0,28
100
0,00
100
0,23
100
0,36
100
0,36
100
0,29
100
0,54
100
0,22
100
0,23
100
0,61
100
0,21
100
0,09
100
0,29
100
0,18
100
0,28
100
0,59
100
0,12
100
0,21
100
0,26
100
0,00
100
0,29
100
0,29
100
0,22
100
0,30
100
0,20
100
0,14
100
0,24
100
0,49
100
DP
0,105 Média: 0,17
DP
0,061 Média: 0,25
DP
0,145 Média: 0,40
(MPa):
(MPa):
(MPa):
CV (%): 62,7
CV (%): 24,6
CV (%): 35,8
Tabela 7 – Resultados de Rad para emboço de 40mm de espessura
Resistência de Aderência à Tração (Rad) para a Espessura de 40 mm
Aparelho 1
Aparelho 2
Aparelho 3
Forma de ruptura (%)
Forma de ruptura (%)
Forma de ruptura (%)
Rad
Rad
Rad
Chap Interface Arg
Chap Interface Arg
Chap Interface Arg
(MPa)
(MPa)
(MPa)
Chap/arg
Chap/arg
Chap/arg
0,31
100
0,25
100
0,39
100
0,19
100
0,41
100
0,69
100
0,20
100
0,36
100
0,44
100
0,12
100
0,10
100
0,48
100
0,13
100
0,23
100
0,47
100
0,00
100
0,31
100
0,71
100
0,09
100
0,14
100
0,19
100
0,21
100
0,26
100
0,41
100
0,12
100
0,06
100
0,22
100
0,18
100
0,10
100
0,43
100
0,31
100
0,23
100
0,71
100
0,33
100
0,00
100
0,35
100
DP
0,100 Média: 0,18
DP
0,100 Média: 0,18
DP
0,172 Média: 0,46
(MPa):
(MPa):
(MPa):
CV (%): 54,3
CV (%): 61,2
CV (%): 37,7
Observa-se nas referidas tabelas que, para a espessura de 20mm o aparelho 1 (manual)
foi que apresentou um maior coeficiente de variação (CV) , seguido pelo equipamento
2. Este fato pode estar relacionado aos fatores de manuseio que dificultam a
manipulação destes dois equipamentos, os quais podem ter exercido influência sobre os
resultados obtidos.
O aparelho (digital) apresentou CV semelhante para as duas espessuras, fato que pode
estar relacionado, ao contrário dos demais, à maior facilidade de manuseio e controle
na aplicação da carga nos corpos-de-prova.
Outro fato observado foi grande aumento do CV para o equipamento 2 (digital) quando
aplicado em uma maior espessura, sendo que este aumentou de 24,6% para 61,2%.
Quanto às resistências de aderência, observa-se que o equipamento 3 apresentou
médias bastante superiores às dos equipamentos 1 e 2, em ambas espessuras, além de
um CV mais moderado e constante. Novamente, a facilidade de manuseio pode estar
reduzindo a variabilidadade deste ensaio quando executado com o equipamento 3.
Uma análise de variância (ANOVA) fatorial, realizada através do programa Statistica
7, apresentada na tabela 8, mostrou que a espessura do revestimento não infuenciou
significativamentenos resultados de resistência de aderência obtidos, bem como já
havia sido observado nas médias dos resultados de aderência obtidos nas tabelas 6 e 7.
Esta mesma análise mostrou que o tipo de aderímetro apresentou influência
significativa estatisticamente.
Tabela 8 – ANOVA fatorial dos resultados de Rad
Índice de consistência
Densidade de massa no
estado fresco
Densidade de massa no
estado endurecido
Resistência à
compressão
SQ
0,847213
0,003808
GDL
2
1
MQ
0,423607
0,003808
F
28,7829
0,2587
Fator p
0,000000
0,612710
Significativo
Sim
Não
0,018181
2
0,009091
0,6177
0,542331
Não
0,956626
65
0,014717
Através do gráfico apresentado na figura 5, é possível observar a relação entre a
resistência de aderência, o tipo de equipamento utilizado e a espessura do revestimento.
Verifica-se que o equipamento 3 apresentou uma média de valores bastante elevada em
relação aos valores obtidos pelos equipamentos 1 e 2, os quais mantiveram-se em uma
faixa semelhante de valores de Rad. Ainda é possível notar que os valores obtidos para
as duas espessuras foram bastante semelhantes, e que os valores de Rad para os
equipamentos 1 e 2 apresentaram-se muito próximos.
0,6
0,5
Rad (MPa)
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
1
2
Equipamento
3
Espessura (mm)
20
Espessura (mm)
40
Figura 5 – ANOVA fatorial dos resultados de Rad
4. CONCLUSÕES
A partir do estudo apresentado nesta pesquisa é possível concluir que:
- O tipo de equipamento exerce influência, estatisticamente significativa, sobre os
resultados de resistência de aderência à tração, sendo que o equipamento 3 foi o que
apresentou resultados mais discrepantes em relação aos demais, possivelmente
relacionados a menor variação dos resultados obtidos, decorrente do seu fácil
manuseio;
- Para este programa experimental, a espessura do revestimento não exerceu influência
relevante sobre os resultados de resistência de aderência à tração obtidos, sendo que
esta variável pode ter sido mascarada pelo alto coeficiente de variação dos resultados
obtidos;
Os autores concluem que mais estudos devem ser realizados para que se confirme a real
influência dos diferentes equipamentos disponíveis no mercado para a realização de
ensaios de resistência de aderência à tração, sendo que um adequado entendimento à
respeito do funcionamento destes é essencial para a adequada interpretação dos
resultados obtidos.
5. REFERÊNCIAS
[1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 15258: Argamassa
para revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência potencial de
aderência à tração. Rio de Janeiro, 2004.
[2] CINCOTTO, M. A.; SILVA, M. A. C.; CASCUDO, H. C. Argamassas de
revestimento: características, propriedades e métodos de ensaio. Boletim Técnico:
BT/PCC/68. São Paulo: EPUSP, 1995, 118p.
[3] GONÇALVES, S. R. de C. Variabilidade e Fatores de Dispersão da Resistência de
Aderência nos Revestimentos em Argamassa – Estudo de Caso. 2004. 148 p.
Dissertação (Mestrado) - Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília,
Brasília, 2004.
[4] COSTA, E. B.C.; CARASEK, H. Influência dos parâmetros de ensaio na
determinação da resistência de aderência de revestimentos de argamassa. Revista
Ambiente Construído, Artigo. São Paulo, ed. v.9, 2009, p. 17-36. Disponível em:<
http://seer.ufrgs.br/ambienteconstruido/article/view/9480/7077>. Acesso em: 08 de
fevereiro de 2011.
[5] COSTA, E.; CARASEK, H.; CASCUDO, O.; ALMEIDA, S. Avaliação do método
de ensaio brasileiro para medida da resistência de aderência à tracção de
revestimentos
de argamassa. In: 2º CONGRESSO PORTUGUÊS DE
ARGAMASSAS E ETICS, 2007, São Paulo. Anais... 2º.: 2007: Lisboa. p. 169-186.
Disponível em:< http://www.apfac.pt/co ngresso2007/comunicacoes/Paper%2057_07
.pdf >. Acesso em: 08 de fevereiro de 2011.
[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13749:
Revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas - Especificação. Rio de
Janeiro, 1996.
[7] _________. NBR 13528: Revestimento de paredes e tetos de argamassas
inorgânicas - Determinação da resistência de aderência à tração. Rio de Janeiro, 2010.
[8] RUDUIT, F. R. Contribuição ao estudo da aderência de revestimentos de
argamassa e chapiscos em substrato de concreto. 2009. 175 p. Dissertação (Mestrado)
– Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, Porto Alegre, 2009.
[9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13276:
Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Preparo da mistura e
determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro, 2005.
[10] _________. NBR 13278. Argamassa para assentamento e revestimento de paredes
e tetos – Determinação da densidade de massa e teor de ar incorporado. Rio de Janeiro,
1995.
[11] _________. NBR 13280: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes
e tetos - Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de
Janeiro, 2005
[12] _________. NBR 13729: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes
e tetos - Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro,
2005.
[13] _________. NBR 13281: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes
e tetos – Requisitos. Rio de Janeiro, 2005.
6. AGRADECIMENTOS
As autoras expressam seus agradecimentos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico – CNPq e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior – CAPES, pelo suporte financeiro. Ao Núcleo Orientado para a
Inovação da Edificação - NORIE/UFRGS e ao Laboratório de Ensaio e Modelos
Estruturais – LEME/UFRGS pela disponibilização de acervo e equipamentos úteis para
o desenvolvimento deste trabalho, bem como, por apoiarem estudos e pesquisas
desenvolvidas pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil PPGEC/UFRGS.