pull off 02.pdf

Avaliao da variabilidade da tcnica de ensaio pull-off na medio

da resistncia de aderncia traco em revestimentos de ladrilhos

cermicos e argamassas

Ana Catarina Antunes Lopes

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Jri

Presidente: Prof Jorge Manuel Calio Lopes de Brito

Orientador: Prof Ins dos Santos Flores Barbosa Colen

Co-orientador: Eng Lus Miguel Cardoso da Silva

Vogal: Prof Maria Cristina de Oliveira Matos Silva

Vogal: Prof Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues

Outubro de 2012

i

RESUMO

Desde o momento em que uma construo est concluda, os seus nveis de desempenho comeam a

decrescer devido aos agentes de degradao. Os revestimentos de fachadas, pelo facto de estarem mais

expostos, so dos primeiros elementos a sofrer uma degradao e a ver diminuda a capacidade de cumprir as

funes que lhes so exigidas. Desta forma, desenvolvem-se esforos nacionais e internacionais no sentido de

prever a vida til dos materiais e componentes que constituem o ambiente construdo. Com o intuito de

determinar o desempenho em servio ao longo da vida til de um elemento, tm sido desenvolvidas diversas

metodologias de avaliao, incluindo tcnicas de ensaio in-situ.

Neste contexto, este trabalho de investigao aprofunda o conhecimento relativo tcnica de ensaios pull-off,

tcnica de diagnstico in-situ que caracteriza o desempenho em servio de revestimentos de argamassas e

cermicos face aderncia, atravs da medio da resistncia de aderncia traco. A aderncia uma das

principais caractersticas a exigir a um revestimento exterior, no s por questes estticas como tambm por

razes de segurana na via pblica (ex: queda de ladrilhos cermicos).

Nesta dissertao, realiza-se uma campanha experimental em laboratrio e in-situ, onde se analisa a

variabilidade da tcnica de ensaio pull-off. A campanha experimental in-situ decorre em muros experimentais e

em obras existentes. Comparam-se os resultados obtidos em laboratrio com os obtidos in-situ, avalia-se o

cumprimento dos requisitos impostos pelas normas e analisam-se as diferentes tipologias de rotura

observadas. Analisa-se tambm a influncia de alguns factores que se prev influenciarem os resultados do

ensaio (utilizao de pastilhas metlicas com diferente espessura, geometria e dimenso; localizao dos

ensaios a diferentes alturas no paramento; utilizao de diferentes dinammetros; ensaios sobre

revestimentos humedecidos; utilizao de diferentes tipos de corte).

Neste contexto, pretende-se avaliar a potencialidade da aplicao do ensaio pull-off, contribuir para a

interpretao dos resultados obtidos com esta tcnica, e consequentemente avaliar o desempenho em servio

dos revestimentos de argamassa e de ladrilhos cermicos.

Palavras chave: desempenho em servio; aderncia; ensaios in-situ; ensaio pull-off; revestimentos de

argamassa; revestimentos de ladrilhos cermicos.

iii

ABSTRACT

From the moment a building is constructed, its performance levels start to decrease due to the degradation

agents. The facade coatings, because they are more exposed, are one of the first elements to suffer

degradation and decrease the ability of perform their functions. Therefore, serious efforts, both in Portugal and

abroad, have been developed in order to accurately predict the service life of the materials and components of

a building. Bearing in mind the goal of predicting the in-service performance during the life cycle of the

elements, several evaluation methodologies have been developed, including in-situ testing techniques.

This research work aims at developing the knowledge on pull-off test, an in-situ diagnosis technique that

characterizes the in-service performance of renders and ceramic tile claddings, by measuring adherence

resistance to tension. Adherence is one of the main required properties of external coating, not only for

aesthetical reasons but also for safety purposes (ex. fall of ceramic tiles).

Throughout this research, an experimental campaign is performed in laboratory and in-situ, analyzing the

variability of the pull-off testing technique. In-situ experiments have been undertaken in existing construction

sites and test walls. The laboratory results were compared against the in-situ ones, evaluating the fulfillment of

legal requirements and rules, and the different failure modes were verified. In this work, the impact of several

factors that are supposed to influence the tests results (the use of metallic discs with different thickness levels,

geometries and sizes; different types of cuts; location of the testing at different heights; tests on damped

coating; use of different dynamometer) is analyzed.

In this context, this dissertation aims at assessing the in-situ pull-off testing contribution to the interpretation

of results obtained through this technique and, consequently, assessing the in-service performance of

rendering mortars and ceramic tile cladding.

Keywords: in-service performance; adherence; in-situ tests; pull-off test; renders; ceramic tile claddings.

v

AGRADECIMENTOS

Esta dissertao foi, para mim, uma tarefa algo complicada de realizar pelo esforo e concentrao necessrios

durante uma fase menos boa da vida. Como tal, tenho plena conscincia da importncia do apoio de todas as

pessoas que me acompanharam ao longo deste perodo. Os meus sinceros agradecimentos a todas elas, das

quais destaco:

A Professora Ins Flores-Colen, minha orientadora cientfica do IST, pela orientao concedida no decorrer do

trabalho, pela pacincia e motivao que me transmitiu, pelos conhecimentos partilhados, pela ateno na

anlise dos resultados e, principalmente, pela disponibilidade constante na reviso dos captulos.

O Engenheiro Lus Silva, da Weber, meu co-orientador cientfico, responsvel pela Estao de Envelhecimento

Natural do Carregado, pelo apoio na definio e realizao das campanhas experimentais e pelas revises ao

trabalho.

O Engenheiro Nuno Vieira, da Weber, pelo apoio na realizao das campanhas experimentais.

Os Engenheiros Joo Alferes e Nuno Cerqueira, por possibilitarem o acesso ao edifcio do Restelo e ao muro de

Caxias, respectivamente, para a realizao de inspeces.

Todos os meus amigos, pela amizade, nimo e motivao transmitidos durante o trabalho. E ainda, um muito

obrigado, especificamente, Lili, ao Francisco, ao Nuno, ao Manuel e ao Andr.

Por fim, mas as mais importantes, minha famlia e em especial ao meu pai, Antnio Lopes, por todo o

carinho, partilha e confiana. Dedico-lhe esta dissertao porque, apesar de no a ter acompanhado at ao fim,

v aqui cumprido um dos seus sonhos.

vii

NDICE GERAL

Resumo ............................................................................................................................................................. i

Abstract .......................................................................................................................................................... iii

Agradecimentos ............................................................................................................................................... v

ndice geral .................................................................................................................................................... vii

ndice de figuras .............................................................................................................................................. xi

ndice de tabelas ............................................................................................................................................ xv

Simbologia .................................................................................................................................................... xvii

Acrnimos ..................................................................................................................................................... xvii

1 Introduo ............................................................................................................................................... 1

1.1 Enquadramento e justificao da tese .................................................................................................. 1

1.2 Objectivos e metodologia de investigao ............................................................................................ 2

1.3 Estrutura e organizao da dissertao ................................................................................................. 2

2 A aderncia e o ensaio pull-off ................................................................................................................. 5

2.1 Consideraes gerais ............................................................................................................................. 5

2.2 Aderncia ............................................................................................................................................... 5

2.3 Ensaio pull-off ........................................................................................................................................ 6

2.3.1 Introduo ......................................................................................................................................... 7

2.3.2 Contextualizao histrica ................................................................................................................ 7

2.3.3 Procedimento de execuo do ensaio pull-off .................................................................................. 8

2.3.4 Requisitos de desempenho ............................................................................................................. 11

2.3.5 Tipo de rotura.................................................................................................................................. 12

2.3.6 Vantagens/Desvantagens do ensaio ............................................................................................... 13

2.3.7 Interpretao dos resultados .......................................................................................................... 14

2.3.7.1 Tratamento dos dados ........................................................................................................... 14

2.3.7.2 Anlise da variabilidade .......................................................................................................... 15

2.3.7.3 Factores que afectam o ensaio pull-off .................................................................................. 17

2.4 Sntese do captulo .............................................................................................................................. 29

3 Planeamento da campanha experimental ............................................................................................. 33

3.1 Consideraes gerais ........................................................................................................................... 33

viii

3.2 Descrio geral do plano de estudos ................................................................................................... 33

3.2.1 Plano desenvolvido ......................................................................................................................... 34

3.3 Caracterizao das argamassas ........................................................................................................... 35

3.4 Apresentao e descrio dos ensaios realizados em laboratrio ...................................................... 38

3.4.1 Preparao das amassaduras .......................................................................................................... 38

3.4.2 Preparao dos modelos reduzidos ................................................................................................ 40

3.4.2.1 Modelos com suporte de tijolo .............................................................................................. 40

3.4.2.2 Modelos com suporte de beto ............................................................................................. 40

3.4.3 Realizao do ensaio pull-off ........................................................................................................... 42

3.5 Apresentao e descrio dos ensaios realizados in-situ .................................................................... 46

3.5.1 Ensaios realizados nos muros experimentais (muretes) ................................................................. 46

3.5.2 Ensaios realizados no edifcio do Restelo ........................................................................................ 49

3.5.3 Ensaios realizados no muro de Caxias ............................................................................................. 51

3.6 Sntese do captulo .............................................................................................................................. 53

4 Apresentao e discusso dos resultados obtidos ................................................................................. 55

4.1 Consideraes iniciais .......................................................................................................................... 55

4.2 Contextualizao da campanha experimental desenvolvida .............................................................. 56

4.2.1 Ensaios realizados em laboratrio .................................................................................................. 56

4.2.2 Ensaios realizados nos muros experimentais (muretes) ................................................................. 57

4.2.3 Ensaios realizados no edifcio do Restelo ........................................................................................ 58

4.2.4 Ensaios realizados no muro de Caxias ............................................................................................. 58

4.3 Anlise das tipologias de roturas aps ensaio de aderncia ............................................................... 59

4.3.1 Argamassa de revestimento ............................................................................................................ 60

4.3.2 Revestimento de ladrilhos cermicos ............................................................................................. 63

4.4 Anlise dos factores de influncia ....................................................................................................... 65

4.4.1 Anlise face aos requisitos de aderncia ........................................................................................ 65

4.4.2 Ensaios em ambiente real vs. ensaios em meio laboratorial .......................................................... 69

4.4.3 Influncia da espessura da pastilha metlica .................................................................................. 70

4.4.4 Influncia da dimenso da pastilha metlica .................................................................................. 73

4.4.5 Influncia do local de realizao do ensaio ..................................................................................... 75

ix

4.4.6 Influncia do tipo de dinammetro utilizado .................................................................................. 76

4.4.7 Influncia das condies atmosfricas (seco/humedecido) ........................................................... 77

4.4.8 Influncia do tipo de corte .............................................................................................................. 78

4.4.9 Influncia da geometria da pastilha metlica ................................................................................. 79

4.5 Concluso do captulo ......................................................................................................................... 80

5 Concluses e desenvolvimentos futuros ................................................................................................ 85

5.1 Consideraes gerais ........................................................................................................................... 85

5.2 Concluses gerais ................................................................................................................................ 86

5.3 Desenvolvimentos futuros................................................................................................................... 88

Bibliografia ..................................................................................................................................................... 91

Referncias bibliogrficas ................................................................................................................................. 91

Regulamentao/Normalizao/Especificao ................................................................................................ 94

Sites consultados .............................................................................................................................................. 95

ANEXO Resultados individuais e detalhados de cada ensaio pull-off realizado ........................................... A.1

xi

NDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Factores que influenciam a aderncia das argamassas sobre base porosa ........................................ 6

Figura 2.2 Esquematizao do ensaio numa argamassa de revestimento ............................................................. 7

Figura 2.3 Esquematizao do ensaio pull-off em ladrilhos cermicos ................................................................ 7

Figura 2.4 Aparelho pull-off tipo Limpet .............................................................................................................. 8

Figura 2.5 - Realizao do corte circular com uma broca caroteadora ................................................................... 9

Figura 2.6 - Utilizao do dinammetro manual assentando o mecanismo de reaco numa base em forma de

ferradura ................................................................................................................................................................. 9

Figura 2.7 Padres de rotura previstos para um sistema de revestimento de reboco ...................................... 12

Figura 2.8 Padres de rotura previstos para um sistema de revestimento de ladrilhos cermicos .................. 13

Figura 2.9 Relao entre o nmero de ensaios vlidos, por caso de estudo, e o coeficiente de variao ...... 16

Figura 2.10 Relao entre o material e a espessura da pastilha metlica com a fora de traco no ensaio

pull-off ................................................................................................................................................................... 18

Figura 2.11 - Distribuio de tenses na interface existente entre a argamassa e o substrato para pastilhas

metlicas com geometria e dimenses distintas .................................................................................................. 19

Figura 2.12 Distribuio da tenso normal z ao longo da camada de argamassa para diferentes geometrias e

dimenses da pastilha metlica ............................................................................................................................ 19

Figura 2.13 Tipos de rotura no ensaio de aderncia para diferentes tipos de pastilhas metlicas ................... 20

Figura 2.14 Relao entre tenso de aderncia de ensaios realizados num reboco industrial com rotura

coesiva no suporte e utilizando pastilhas metlicas circulares e quadradas ........................................................ 20

Figura 2.15 Equipamentos utilizados na realizao do ensaio pull-off .............................................................. 21

Figura 2.16 Valores mdios da resistncia de aderncia traco, para 3 tipos de equipamentos distintos ... 21

Figura 2.17 Relao entre a resistncia de aderncia traco, o tipo de equipamento utilizado e a espessura

do revestimento .................................................................................................................................................... 22

Figura 2.18 Resultados obtidos no estudo da influncia do tipo de dinammetro, para os 3 produtos

analisados, determinados a partir dos laboratrios nacionais Lab1 e Lab2 ......................................................... 23

Figura 2.19 Distribuio das tenses na interface existente entre a argamassa e o suporte para diferentes

espessuras da camada de cola .............................................................................................................................. 24

Figura 2.20 Distribuio das tenses na interface existente entre a argamassa e o suporte para trs tipos de

cola diferentes, mantendo constante uma espessura de 5 mm ........................................................................... 24

xii

Figura 2.21 Amostras aps ensaio pull-off. Comparao entre a seco extrada com a aplicao de uma cola

base de resinas epoxdicas e uma cola base de resinas de polister ................................................................. 24

Figura 2.22 Distribuio das tenses na interface existente entre a argamassa e o suporte para sistemas de

revestimentos de argamassas de diferentes espessuras e pastilhas metlicas com 50 mm de dimetro ........... 25

Figura 2.23 Tipos de rotura no ensaio de aderncia para diferentes espessuras do reboco............................. 26

Figura 2.24 Correlao entre a resistncia de aderncia traco e a altura de aplicao da argamassa ....... 27

Figura 2.25 Influncia da presso exercida sobre o ladrilho cermico na resistncia de aderncia traco .. 27

Figura 2.26 Resistncia de aderncia traco em funo das condies de cura para diferentes tipos de

cimentos-cola ........................................................................................................................................................ 28

Figura 3.1 Tipos de pastilhas metlicas quadradas e circulares utilizadas ......................................................... 35

Figura 3.2 Mesa compactadora e copo .............................................................................................................. 36

Figura 3.3 Pesagem do copo aps remoo do produto excedente .................................................................. 36

Figura 3.4 Misturadora com recipiente acoplado .............................................................................................. 39

Figura 3.5 Recipiente com o produto em p e gua (passo 1 do procedimento) .............................................. 39

Figura 3.6 Exemplificao da preparao dos provetes em tijolo...................................................................... 40

Figura 3.7 Exemplificao da preparao dos provetes em placas de beto..................................................... 41

Figura 3.8 Modelos reduzidos dispostos na sala climatizada ............................................................................. 41

Figura 3.9 Dinammetros D1 (500 daN) e D2 (1000 daN) ................................................................................. 42

Figura 3.10 Exemplificao do procedimento de um ensaio pull-off ................................................................. 43

Figura 3.11 Disposio das pastilhas metlicas nas placas de beto para os ensaios com cimento-cola L ....... 44

Figura 3.12 - Disposio das diferentes pastilhas metlicas nos tijolos ................................................................ 45

Figura 3.13 Murete com sistema de reboco mineral de regularizao orientado a Sul (M1) ............................ 46

Figura 3.14 Murete com sistema de ladrilhos cermicos orientado a Oeste (M2) ............................................ 46

Figura 3.15 Espalhamento do cimento-cola ....................................................................................................... 47

Figura 3.16 Percusso do ladrilho cermico para aumentar a adeso ao cimento-cola .................................... 47

Figura 3.17 Aspecto aps a colocao de todos os ladrilhos. (do lado direito j sem espaadores) ................. 47

Figura 3.18 Realizao dos cortes com a rebarbadora ...................................................................................... 47

Figura 3.19 - Peas plsticas de suporte pastilha metlica ................................................................................ 47

xiii

Figura 3.20 Realizao do ensaio pull-off em suporte de reboco ...................................................................... 47

Figura 3.21 Realizao do ensaio pull-off em suporte de ladrilhos cermicos .................................................. 47

Figura 3.22 Humedecimento do suporte ........................................................................................................... 48

Figura 3.23 Vista geral da localizao dos ensaios sobre ladrilhos cermicos ................................................... 49

Figura 3.24 Vista geral da localizao dos ensaios sobre reboco ....................................................................... 49

Figura 3.25 Vista geral das 2 zonas de ensaios no edifcio do Restelo ............................................................... 49

Figura 3.26 Realizao dos cortes ...................................................................................................................... 50

Figura 3.27 Zona a ensaiar aps realizao dos cortes ...................................................................................... 50

Figura 3.28 - Colocao dos 2 componentes da cola na pastilha metlica ........................................................... 50

Figura 3.29 - Espalhamento dos 2 componentes da cola...................................................................................... 50

Figura 3.30 - Colagem da pastilha metlica .......................................................................................................... 50

Figura 3.31 Dinammetro com visor digital ....................................................................................................... 51

Figura 3.32 Dinammetro com visor analgico ................................................................................................. 51

Figura 3.33 Aspecto geral do muro de Caxias .................................................................................................... 51

Figura 3.34 Uma das zonas de ensaios no muro de Caxias ................................................................................ 51

Figura 3.35 Ensaio com pastilha circular e corte circular ................................................................................... 52

Figura 3.36 Ensaio com pastilha quadrada e corte quadrado ............................................................................ 52

Figura 3.37 Realizao de furo com berbequim para assentar mquina caroteadora ...................................... 52

Figura 3.38 Mquina caroteadora ...................................................................................................................... 52

Figura 3.39 Pormenor da broca caroteadora a perfurar .................................................................................... 52

Figura 4.1 Rotura por pelcula superficial (RPS) ................................................................................................. 56

Figura 4.2 - Resultado dos ensaios realizados no laboratrio em Aveiro, sobre um sistema de revestimento de

ladrilhos cermicos colados com cimento-cola L .................................................................................................. 57

Figura 4.3 Resultado dos ensaios realizados nos muretes no Carregado, sobre um reboco e um sistema de

revestimento de ladrilhos cermicos colados com cimento-cola L ...................................................................... 57

Figura 4.4 - Resultado de ensaios realizado no edifcio do Restelo, sobre um sistema de revestimento de

ladrilhos cermicos ............................................................................................................................................... 58

Figura 4.5 Resultado dos ensaios realizados no muro de Caxias ....................................................................... 58

xiv

Figura 4.6 Exemplo dos vrios tipos de rotura observados ............................................................................... 59

Figura 4.7 - Converso das tipologias de rotura observadas para as tipologias de rotura utilizadas para anlise

estatstica .............................................................................................................................................................. 60

Figura 4.8 - Valores das tenses de rotura para cada tipologia para os ensaios realizados em sistemas de

revestimento de reboco em laboratrio ............................................................................................................... 61


revestimento de reboco nos muretes ................................................................................................................... 61


revestimento de reboco no muro de Caxias ......................................................................................................... 62


revestimento de ladrilhos cermicos .................................................................................................................... 64

Figura 4.12 - Valores das tenses de arrancamento dos ensaios realizados em sistemas de revestimento de

reboco nas vrias campanhas ............................................................................................................................... 66

Figura 4.13 - Valores das tenses de arrancamento dos ensaios realizados em sistemas de revestimento de

ladrilhos cermicos nas vrias campanhas ........................................................................................................... 68

Figura 4.14 Pastilhas metlicas com tipologia de rotura por pelcula superficial .............................................. 70

Figura 4.15 5 zonas aps ensaio onde a tipologia de rotura ocorreu por pelcula superficial ........................... 70

Figura 4.16 Tenso mdia de arrancamento - Casos de estudo em sistemas de revestimento de reboco, para a

influncia da espessura da pastilha metlica (E espessura, s seleccionada (excludos os valores no

representativos correspondentes tipologia de rotura por pelcula superficial)) ............................................... 71

Figura 4.17 Tenso mdia de arrancamento - Casos de estudo em sistemas de revestimento de ladrilhos

cermicos, para a influncia da espessura da pastilha metlica (E espessura) ................................................. 72

Figura 4.18 Tenso mdia de arrancamento - Casos de estudo para influncia da dimenso da pastilha

metlica (D dimenso; s seleccionada (excludos os valores no representativos correspondentes tipologia

de rotura por pelcula superficial))........................................................................................................................ 74

Figura 4.19 Correlao entre a tenso mdia de arrancamento e a altura de realizao do ensaio ................. 75

Figura 4.20 - Influncia do tipo de suporte para os ensaios realizados ao nvel do piso 0 e ao nvel do piso 1 ... 76

Figura 4.21 Influncia do tipo de dinammetro utilizado .................................................................................. 77

Figura 4.22 - Influncia das condies atmosfricas ............................................................................................. 78

Figura 4.23 Influncia do tipo de corte .............................................................................................................. 78

Figura 4.24 - Influncia da geometria da pastilha metlica (G geometria) ........................................................ 79

xv

NDICE DE TABELAS

Tabela 2.1 - Sntese de alguns documentos referentes ao ensaio pull-off em argamassas de revestimento ...... 10

Tabela 2.2 - Sntese de alguns documentos referentes ao ensaio pull-off em ladrilhos cermicos ..................... 11

Tabela 2.3 Sntese de normas, relatrios e documentos tcnicos relativas resistncia de aderncia traco

.............................................................................................................................................................................. 12

Tabela 2.4 - Sntese da literatura analisada sobre os factores que afectam o resultado do ensaio pull-off ........ 30

Tabela 2.5 - Sntese da literatura analisada sobre os factores que afectam o resultado do ensaio pull-off

(continuao) ........................................................................................................................................................ 31

Tabela 3.1 Sntese dos factores de influncia estudados ................................................................................... 34

Tabela 3.2 Caractersticas do reboco mineral de regularizao......................................................................... 37

Tabela 3.3 Caractersticas do cimento-cola clssico .......................................................................................... 37

Tabela 3.4 Caractersticas do cimento-cola L ..................................................................................................... 38

Tabela 3.5 Quantidades de gua e produto em p utilizados na preparao das amassaduras ....................... 39

Tabela 3.6 Sntese dos ensaios realizados em laboratrio................................................................................. 44

Tabela 3.7 Sntese dos ensaios realizados nos muros experimentais do Carregado ......................................... 48

Tabela 3.8 Sntese dos sistemas de revestimento ensaiados ............................................................................ 53

Tabela 4.1 - Valores das tenses de arrancamento dos ensaios realizados em sistemas de revestimento de

reboco nas vrias campanhas ............................................................................................................................... 66

Tabela 4.2 - Valores das tenses de arrancamento dos ensaios realizados em sistemas de revestimento de

ladrilhos cermicos nas vrias campanhas ........................................................................................................... 67

Tabela 4.3 Variao percentual da tenso mdia de arrancamento para variaes na espessura da pastilha

metlica ................................................................................................................................................................. 73

Tabela 4.4 - Variao percentual da tenso mdia de arrancamento para variaes na dimenso da pastilha

metlica ................................................................................................................................................................. 74

Tabela 4.5 - Variao percentual da tenso mdia de arrancamento para variaes na dimenso da pastilha

metlica ................................................................................................................................................................. 80

Tabela 5.1 Sntese das concluses obtidas atravs da bibliografia analisada e da campanha experimental

realizada, relativamente aos factores de influncia do ensaio pull-off ................................................................ 87

Tabela 5.2 - Sntese das concluses obtidas atravs da bibliografia analisada e da campanha experimental

realizada, relativamente aos factores de influncia do ensaio pull-off (continuao) ......................................... 88

xvii

SIMBOLOGIA

CV - coeficiente de variao dos resultados

DP - desvio padro dos resultados

Fu - tenso de aderncia ou de resistncia ao arrancamento no ensaio de traco pull-off

- massa volmica aparente

- pastilha metlica circular

- pastilha metlica quadrada

ACRNIMOS

ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas

AFNOR - Association Francaise de Normalisation

APFAC - Associao Portuguesa dos Fabricantes de Argamassas de Construo

ASTM - American Society for Testing and Materials

BSI - British Standards

CEN - Comit Europen de Normalisation

CSTB - Centre Scientifique et Technique du Btiment

DECivil Departamento de Engenharia Civil

DTU - Document Technique Unifi

EEN - Estao de Envelhecimento Natural

ETICS External Thermal Insulating Composite Systems

FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

ISO International Organization for Standardization

IST Instituto Superior Tcnico

LNEC Laboratrio Nacional de Engenharia Civil

RILEM Runion Internationale des Laboratoires DEssais et de Recherches sur les Matriaux et les

Constructions

UEATc - Unio Europeia para a Apreciao Tcnica na Construo

Introduo

1

1 INTRODUO

1.1 ENQUADRAMENTO E JUSTIFICAO DA TESE

A procura de uma maior sustentabilidade da construo, aliada ao melhor desempenho dos edifcios, um

tema cada vez mais em foco na sociedade (Flores-Colen, 2009). Como tal, procura-se que os elementos da

construo tenham uma maior vida til e contribuam para o bom desempenho dos edifcios. A vida til de um

edifcio define-se como o perodo de tempo aps a sua construo, em que o edifcio ou os seus elementos

igualam ou excedem as exigncias funcionais de desempenho (ISO, 2000).

Neste sentido, esto a ser desenvolvidos esforos nacionais e internacionais de normalizao. Exemplo disso

a gradual implementao na Europa, do Regulamento dos Produtos da Construo (RPC), que tem como

objectivo central assegurar o bom funcionamento do mercado interno dos produtos da construo, atravs de

especificaes tcnicas harmonizadas que expressem o desempenho dos produtos. Em relao s directivas

anteriores, o RPC introduz um novo requisito num contexto de maior respeito ambiental, ao exigir a utilizao

sustentvel dos recursos naturais na produo e comercializao de futuros produtos de construo (Torgal,

2011).

Para que a manuteno de um edifcio possa ser implementada com rigor e com a regularidade exigida,

fundamental conhecer a vida til dos elementos da construo e conhecer as metodologias de avaliao

in-situ.

neste sentido que a presente dissertao se foca no conhecimento das metodologias de avaliao de

sistemas de revestimentos de reboco e de ladrilhos cermicos. So diversas as tcnicas de ensaio in-situ que

podem trazer um importante contributo para o estudo da avaliao em servio destes sistemas de

revestimento, possibilitando a melhoria do actual conhecimento dos factores que afectam esse desempenho.

Contudo, pela anlise das diversas normas e documentos tcnicos, possvel concluir-se que ainda no existe

um consenso, na definio de um procedimento para cada tipo de tcnica de ensaio. Aliado escassez de

procedimentos normalizados e de critrios de avaliao, as prprias tcnicas de ensaio in-sit, apresentam uma

grande incerteza.

Neste contexto, a presente dissertao debrua-se sobre o estudo dos diversos factores que afectam a

variabilidade da tcnica de ensaio de resistncia de aderncia traco - ensaio pull-off. Este estudo visa

complementar os j realizados por outros investigadores e o conhecimento adquirido sobre a eficcia da

Captulo 1

2

tcnica na avaliao do desempenho em servio e degradao dos rebocos e dos revestimentos de ladrilhos

cermicos.

1.2 OBJECTIVOS E METODOLOGIA DE INVESTIGAO

Esta dissertao pretende aprofundar o conhecimento relativo tcnica de diagnstico de determinao da

resistncia de aderncia traco - o ensaio pull-off, possibilitando a verificao da sua utilidade na avaliao

quantitativa das caractersticas dos rebocos e dos revestimentos de ladrilhos cermicos, de forma a avaliar o

desempenho em servio destes revestimentos, ao longo da sua vida til.

Para tal, o estudo baseia-se na interpretao dos resultados obtidos em ensaios pull-off, realizados ao longo de

uma campanha experimental desenvolvida em laboratrio e in-situ, onde se fez variar diversos factores

inerentes ao sistema de revestimento a ensaiar, bem como s tcnicas de ensaio. Neste contexto, os principais

objectivos desta dissertao consistem em:

contribuir para o maior conhecimento do desempenho em servio dos sistemas de revestimentos de

argamassas e de ladrilhos cermicos;

analisar os diferentes tipos de rotura obtidos no ensaio;

perceber se os resultados obtidos nos ensaios esto dentro do expectvel, tendo em conta os valores

dados pelos fornecedores (quando disponveis), e se estes cumprem os requisitos das normas;

comparar os resultados obtidos na campanha desenvolvida em laboratrio com os obtidos na

campanha desenvolvida in-situ;

estudar os parmetros que se prev influenciarem o resultado do ensaio pull-off, nomeadamente:

o utilizao de pastilhas metlicas com diferentes espessuras;

o utilizao de pastilhas metlicas com diferentes dimenses;

o utilizao de pastilhas metlicas com diferentes geometrias e diferente corte;

o localizao do ensaio (diferentes alturas);

o utilizao de diferentes dinammetros;

o condies climatricas distintas (sol e chuva).

1.3 ESTRUTURA E ORGANIZAO DA DISSERTAO

O texto principal da dissertao est dividido em cinco captulos, designadamente introduo; a aderncia e o

ensaio pull-off; planeamento da campanha experimental; apresentao e anlise dos resultados e concluses e

desenvolvimentos futuros. Os primeiros dois captulos constituem o estado da arte que, com base nas

referncias bibliogrficas disponveis e pertinentes, contribuem para o estudo da variabilidade da tcnica de

ensaio pull-off.

No captulo 1, realiza-se um enquadramento do tema de modo a introduzir o conceito de vida til e de

desempenho dos edifcios, assim como a importncia das tcnicas de ensaio e a sua normalizao para o

Introduo

3

desenvolvimento de correctas metodologias de avaliao do desempenho das construes. Apresentam-se

ainda as metodologias de investigao adoptadas, os objectivos a atingir, assim como o modo como o

documento se encontra organizado e estruturado.

No captulo 2, aborda-se o tema da aderncia e do ensaio mais comummente utilizado para determinar a

resistncia de aderncia traco o ensaio pull-off. Desta forma, comea-se por descrever uma das principais

caractersticas de desempenho dos sistemas de revestimento, a aderncia, e procura-se sintetizar os principais

factores que a afectam. De seguida, apresenta-se uma breve contextualizao histrica do ensaio pull-off.

Apresenta-se, ainda, uma sntese das normas e especificaes tcnicas nacionais e internacionais que definem

o ensaio e os requisitos de desempenho dos sistemas de revestimento estudados. Por ltimo, descreve-se a

tcnica de ensaio e analisam-se os factores que influenciam os resultados da mesma.

No captulo 3, caracteriza-se todo o trabalho experimental, descrevendo os revestimentos ensaiados, os locais

de ensaio, os ensaios realizados e respectivos procedimentos que se basearam na normalizao, nas tcnicas

usualmente aplicadas e nos factores de variao que se pretendem avaliar. Relativamente ao trabalho

realizado em laboratrio, caracterizam-se as argamassas formuladas e os materiais constituintes e relata-se a

preparao das amostras de teste e o seu ensaio.

No captulo 5, so apresentados e analisados os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais assim como na

campanha realizada in-situ. Neste captulo, so analisados os objectivos traados, nomeadamente o estudo da

influncia dos vrios factores de variao da tcnica e a comparao entre os resultados obtidos em meio

laboratorial e natural.

Por ltimo, no captulo 6, so apresentadas as concluses do trabalho desenvolvido, de acordo com os

objectivos inicialmente propostos. Alm das ilaes obtidas, so ainda sugeridas propostas para

desenvolvimentos futuros que complementem o estudo realizado e que se considera relevante aprofundar.

No final da dissertao, so apresentadas as referncias bibliogrficas que serviram de base para o

desenvolvimento deste estudo, incluindo normas, regulamentos e documentos normativos utilizados. No

anexo, apresentam-se os resultados individuais dos ensaios realizados.

Captulo 1

4

A aderncia e o ensaio pull-off

5

2 A ADERNCIA E O ENSAIO PULL-OFF

2.1 CONSIDERAES GERAIS

Neste captulo, abordado uma das principais caractersticas de desempenho dos sistemas de revestimento

constitudos por ladrilhos cermicos e argamassas, a aderncia. Esta propriedade fundamental para um bom

desempenho em servio. Desta forma, feita uma breve descrio do fenmeno aderncia, bem como do tipo

de factores que afectam a mesma.

Posteriormente, feita uma sntese das normas e especificaes tcnicas nacionais e internacionais que

definem os requisitos de desempenho das argamassas a serem cumpridos nos revestimentos aplicados.

Por ltimo, o presente captulo tenciona descrever o ensaio mais comummente utilizado para determinar a

resistncia de aderncia traco por arrancamento ensaio pull-off. Pretende-se ainda analisar os factores

que influenciam os resultados deste ensaio.

2.2 ADERNCIA

A aderncia uma das caractersticas mais relevantes quando se fala de revestimentos. A aderncia definida

atravs da mxima fora de rotura por unidade de superfcie e pode ser medida atravs da aplicao de uma

fora de traco ou de corte (IPQ, 2008). A aderncia mede a capacidade do revestimento se manter fixo ao

substrato, atravs da resistncia s tenses normais e tangenciais que surgem na interface existente entre o

suporte e o revestimento (Maciel et al., 1998). Esta propriedade depende fundamentalmente da natureza do

substrato (rugosidade da superfcie, humidade inicial e suco capilar), do tipo de material de revestimento

(materiais de composio e espessura) e das condies climticas durante a sua aplicao (Gaspar et al., 2011).

De um modo sucinto, a Figura 2.1 apresenta os factores que influenciam a aderncia de uma argamassa.

De acordo com Santos (2008), existem essencialmente dois tipos de aderncia: aderncia mecnica e aderncia

qumica. O primeiro tipo resulta do facto de a argamassa penetrar nos poros do substrato. Este fenmeno

deve-se gua presente na argamassa entrar nos poros e arrastar consigo componentes que ao precipitarem

exercem foras de ancoragem entre a argamassa e a base. Por outro lado, se se pretender aumentar a

aderncia das argamassas, possvel juntar adies base de polmeros e resinas. Deste modo, est-se a

introduzir o conceito de aderncia qumica.

Captulo 2

6

Figura 2.1 Factores que influenciam a aderncia das argamassas sobre base porosa, adaptado de Vieira (2009)

Na engenharia, o fenmeno de aderncia prende-se fundamentalmente com a necessidade de garantir a unio

entre dois corpos por questes de segurana, impermeabilizao ou mesmo esttica das superfcies revestidas.

Este termo a maioria das vezes empregue quando se fala de revestimentos constitudos por ladrilhos

cermicos ou por argamassas de revestimento. Para alm da resistncia aos factores externos, o sistema de

colagem tem ainda de resistir ao peso prprio do revestimento, que no caso dos ladrilhos cermicos

normalmente superior. Os principais agentes externos so as variaes dimensionais provocadas por

gradientes de temperatura e pela radiao solar, as foras de impacto e a aco da gua das chuvas (Vieira,

2009).

Sendo assim, interessa determinar a tenso de aderncia traco num perodo inicial de forma a avaliar se os

valores pretendidos foram atingidos, mas tambm a longo prazo no caso de ocorrerem anomalias no sistema e

quando haja reparaes do mesmo. Devem ainda ser realizadas, periodicamente, inspeces de avaliao da

aderncia em condies de servio. O principal mtodo utilizado na determinao da fora de aderncia o

ensaio pull-off e sobre a anlise deste ensaio que incide toda esta dissertao.

Para alm do ensaio experimental pull-off, que pode ser realizado em ambiente laboratorial ou in-situ, pode-se

tambm recorrer a anlises microscpicas da interface entre a argamassa e o suporte para aprofundar o

conhecimento do mecanismo responsvel e dos factores que influenciam a aderncia entre uma argamassa e

um suporte poroso (Gaspar, 2011).

2.3 ENSAIO PULL-OFF

Os ensaios in-situ dos revestimentos aplicados so hoje relativamente utilizados para avaliar a sua resistncia e

durabilidade em servio. Este captulo descreve um dos mtodos que tem sido utilizado com sucesso para

avaliar a resistncia de aderncia traco das argamassas de revestimento e de ladrilhos cermicos o ensaio

pull-off.


7

2.3.1 INTRODUO

O ensaio pull-off baseado no conceito de que a fora de traco necessria para arrancar um disco de metal,

juntamente com uma camada de argamassa, a partir do substrato a que est ligado, est relacionada

empiricamente com a resistncia de aderncia traco da argamassa. Para isso, necessrio realizar uma

perfurao parcial at uma profundidade adequada e colar uma pastilha metlica superfcie a testar. O

corte permite que as tenses produzidas sejam unicamente de traco e que a rea sobre a qual a fora incide

seja efectivamente a rea em que a pastilha est colada. O ensaio ilustrado nas Figuras 2.2 e 2.3, para o caso

de ensaios a realizar em argamassas de revestimento e em ladrilhos cermicos, respectivamente.

Legenda: 1 pastilha metlica, 2 camada de cola, 3 argamassa de revestimento, 3* - argamassa de revestimento (rea de ensaio), 4 suporte, Fu fora de rotura

Legenda: 1 pastilha metlica, 2 camada de cola, 3 ladrilhos cermicos, 3* - ladrilho cermico (rea de ensaio), 4 cimento-cola, 5 suporte de argamassa, 6 suporte de beto, Fu fora de rotura

Figura 2.2 - Esquematizao do ensaio numa argamassa de revestimento (Quintela, 2006)

Figura 2.3 Esquematizao do ensaio pull-off em ladrilhos cermicos

O ensaio pull-off um ensaio semi-destrutivo e implica uma reparao a posteriori da zona de ensaio. Esta

reparao o principal condicionalismo desta tcnica em campanhas experimentais in-situ. No entanto,

existem mecanismos informticos que permitem simular o mecanismo de adeso entre o suporte e a

argamassa, como, por exemplo, o software ANSYS, programa que tem sido largamente utilizado na rea da

engenharia (civil, mecnica, aeroespacial) e que realiza uma anlise numrica por elementos finitos, na

interface do sistema de revestimento (Gaspar et al., 2011).

2.3.2 CONTEXTUALIZAO HISTRICA

Em 1973/1974, o colapso de uma cobertura feita de cimento com alta concentrao de alumina (HAC High

Alumina Ciment) no Reino Unido originou a proibio da utilizao deste tipo de cimento em elementos

estruturais. Como tal foi necessrio inspeccionar todos os edifcios construdos at data com HAC. Desta

forma, surgiu uma nova era de ensaios in-situ para avaliar as condies do beto, no entanto, alguns deles

mostraram-se pouco fiveis ou de difcil aplicao (Bai et al., 2009).

Em 1974, o professor Bai da Queens University Belfast (Bai et al., 2009) patenteou o ensaio pull-off como uma

forma de avaliar a resistncia compresso do beto. Tornou-se claro que este ensaio poderia determinar a

resistncia in-situ do beto com facilidade. O desenvolvimento dos aparelhos de ensaio foi significativo,

Fu

1

45

6

3*

3

2

Captulo 2

8

passando primeiramente por um aparelho que imprimia a fora de traco atravs de um volante manual e

possua um leitor digital para anotar a fora mxima. A Figura 2.4 apresenta esse mesmo aparelho porttil,

designado por Limpet. Tambm na Dinamarca, nos EUA e na Alemanha se desenvolveram aparelhos do gnero

(Bond Test) (Bai et al., 2009). Posteriormente, comearam a surgir aparelhos automticos e com diferentes

nveis de fora.

Figura 2.4 Aparelho pull-off tipo Limpet (Bai et al., 2009)

O ensaio pull-off foi primeiramente desenvolvido apenas com o fim de determinar a resistncia in-situ do

beto. No entanto, mais tarde, percebeu-se as potencialidades no conhecimento da resistncia da ligao em

betes reparados. A British Standards Institution recomenda ainda o uso do ensaio para controlo da qualidade

e monitorizao do beto ao longo do tempo (Bai et al., 2009). Da mesma forma, a norma americana ASTM

E2270 (2005) indica a realizao de pelo menos trs ensaios pull-off por cada andar de fachada, aquando da

execuo de inspeces peridicas e frequentes s fachadas dos edifcios.

O ensaio tem sido largamente empregue na caracterizao de diferentes tipos de revestimentos (Flores-Colen

et al., 2006). Os autores Ramos et al. (2011) consideram o ensaio pull-off um mtodo bastante popular na

avaliao da tenso de aderncia de sistemas de revestimento de reboco e de ladrilhos cermicos. Este mtodo

de ensaio pode tambm ser utilizado em sistemas de isolamento trmico pelo exterior do tipo ETICS (External

Thermal Insulation Composite System) (Amaro, 2011).

2.3.3 PROCEDIMENTO DE EXECUO DO ENSAIO PULL-OFF

O procedimento de execuo do ensaio pull-off, para argamassas e ladrilhos cermicos, definido pelas

seguintes normas europeias:

EN 1015-12 Methods of test for mortar for masonry. Determination of adhesive strength of hardened

rendering and plastering mortars on substrates (CEN, 2000).

A presente norma descreve, detalhadamente, a preparao das amostras a ensaiar e recomenda a

realizao de cinco amostras por revestimento, testadas com uma idade de 28 dias. A argamassa deve ser

testada sobre placas de beto com dimenses mnimas de 550x150x50 mm. As placas devem ser

preparadas a partir de um beto com um rcio gua/cimento de 0,55 e agregados classificados com um

tamanho de partcula mximo de 1/3 da espessura da placa. A argamassa fresca deve ser aplicada nas


9

placas de beto de forma a atingir uma espessura de 10 1 mm. Durante o perodo de cura (28 dias), as

amostras devem ser armazenadas num saco de polietileno estanque ao ar e selado a uma temperatura de

20 2 C durante 7 dias. Aps este perodo, devem ser removidas do saco e conservadas mesma

temperatura e a uma humidade de 65 5% nos restantes 21 dias, condies essas que devem ser as

mesmas existentes durante a realizao do ensaio. A norma europeia considera a utilizao de pastilhas

metlicas de ao circulares com dimetro de 50 0,1 mm e espessura mnima de 10 mm, coladas com uma

resina epoxdica. Na limitao da zona circular a ensaiar, a norma considera duas possibilidades:

o com o reboco no estado fresco, atravs da introduo de um anel de 50 mm de dimetro interior,

de modo a cortar em crculo toda a espessura do revestimento;

o com o reboco no estado endurecido, usando uma caroteadora, executar um rasgo que penetre 2

mm no suporte (Figura 2.5).

Durante o ensaio, o equipamento de pull-off deve aplicar uma fora perpendicular pastilha, sem choque

e com uma taxa uniforme de forma que a rotura ocorra entre 20 e 60 segundos.

Figura 2.5 - Realizao do corte circular com uma broca caroteadora (Flores-Colen, 2009)

Figura 2.6 - Utilizao do dinammetro manual assentando o mecanismo de reaco numa base em forma de ferradura

EN 1348 Adhesives for tiles. Determination of tensile adhesion strength for cementitious adhesives.

(CEN, 2007)

A norma europeia referente aos ladrilhos cermicos recomenda a utilizao de ladrilhos quadrados com

50 1 mm colados com cimento-cola sobre placas de beto com 300x200x40 mm e testados aos 28 dias

de idade (Figura 2.6). Na composio da pasta de cimento-cola, deve-se preparar a quantidade mnima de

2 kg, com o volume de gua indicado pelo fabricante. A aplicao da pasta de cimento-cola na placa de

beto deve ser efectuada em duas camadas. A primeira camada aplicada com uma talocha de bordo liso

e a segunda camada, mais espessa, barrada com uma talocha dentada, de entalhes de 6x6 mm

espaados entre centros de 12 mm. A norma europeia considera a utilizao de pastilhas metlicas

quadradas com 50 0,1 mm de lado e espessura mnima de 10 mm, e um aparelho de ensaio capaz de

exercer uma fora de 250 50 N/s. O ensaio deve ser realizado sobre condies laboratoriais

normalizadas: temperatura constante de 23 2 C, humidade relativa de 50 5% e circulao de ar inferior

a 0,2 m/s.

Captulo 2

10

No entanto, existem outras normas e especificaes tcnicas que, por vezes, apresentam diferentes

recomendaes para a realizao do ensaio pull-off. Desta forma, apresenta-se nas Tabelas 2.1 e 2.2 uma

sntese de alguns dos documentos que definem a execuo do ensaio pull-off. Como se pode observar nas

tabelas, nem todos os documentos fazem referncia generalidade dos aspectos do ensaio, pelo que, quando

existe essa falta de informao, fica a cargo do executante do ensaio decidir que mtodos optar.

Tabela 2.1 - Sntese de alguns documentos referentes ao ensaio pull-off em argamassas de revestimento

Cdigo da norma

EN 1015-12 (CEN, 2000)

MR 21 (RILEM, 1982)

NBR 13528 (ABNT, 1996)

FE Pa 36 (LNEC, 1986)

MDT.D.3 (RILEM, 2004)

Nome da norma ou

especificao tcnica

Determination of adhesive strength of hardened rendering

and plastering mortars on substrates

Determination of the bond strength between bricks or blocks and mortar (direct pull-test)

Revestimento de paredes e tetos de

argamassas orgnicas - Determinao da

resistncia de aderncia traco

Revestimentos de paredes - Ensaio de arrancamento por

traco

Determination "in situ" of the adhesive strength

of rendering and plastering mortars to

their substrate

Condies de ensaio

temperatura (20 2) C, humidade (65 5) %


-


-

Pastilha metlica

circular (50 1) mm de dimetro

circular quadrada

circular 50 mm de dimetro, quadrada 100 mm de

lado

circular 50 mm

de dimetro

circular (50 0,1) mm

de dimetro ou quadrada com rea

equivalente, ao

Espessura pastilha metlica

10 mm - - 10 mm 10 mm

Corte

broca caroteadora circular 50 mm de dimetro interno penetrar 2 mm no

suporte

-

pastilha quadrada: penetrar 5 mm no suporte; pastilha

circular: entalhe no estado fresco

-

broca caroteadora circular 50 mm de dimetro interno, penetrar 2 mm no

suporte

Cola epoxdica - epoxdica epoxdica epoxdica,

metilmetacrilato

Amostragem 5 valores mnimo 5 valores

mnimo 6 valores espaados entre si e dos

cantos ou quinas no mnimo 50 mm

em laboratrio mnimo 5 ensaios, em

obras exteriores mnimo 3 por cada 50

m2, distanciados 20 cm entre si e 10 cm

dos bordos dos painis

mnimo 6 ensaios

A anlise da Tabela 2.1 permite ainda constatar que, no que se refere s dimenses das pastilhas metlicas e

ao tipo de corte, os documentos indicam opes bastante diferentes. Possivelmente, a diferena entre as

especificaes se deva dificuldade que existe em determinar quais so as melhores opes e se essas

diferenas provocam uma variao nos resultados. Como explicado, esse precisamente um dos objectivos da

presente dissertao, facto pelo qual no ir ser seguida integralmente nenhuma das normas ou

especificaes. No captulo 3, ser apresentado um procedimento especfico para cada um dos ensaios

desenvolvidos na campanha experimental.

H que ter em ateno que a maioria destes documentos normaliza o ensaio pull-off apenas para condies

laboratoriais e no fazem referncia a condies in-situ.


11

Tabela 2.2 - Sntese de alguns documentos referentes ao ensaio pull-off em ladrilhos cermicos

Cdigo da norma

EN 1348 (CEN, 2007)

NBR 14084 (ABNT, 1998)

BS 5980 (BSI, 1980)

DIN 18.156-2 (DIN, 1978)

UEAtc (ICCET, 1979)

Nome da norma ou

especificao tcnica

Determination of tensile adhesion

strength for cementitious

adhesives

Argamassa colante industrializada para

assentamento de placas de cermica determinao da

resistncia de aderncia

Specification for adhesives for use with ceramic tiles

and mosaics

Stoffe fur keramische bekleidungen im

dunnbettverfahren hydraulish erhartend

dunnbettmortel

Directrices UEAtc para la evaluacion

tcnica de colas para revestimentos

ceramicos

Suporte Placa de beto com espessura 15 mm

Placa de beto com 40 mm de espessura

Placa de cermica com 8 mm de

espessura

Placa de beto com 40 mm de espessura

Placa de beto com espessura 40 mm

Ladrilho cermico

50x50 mm absoro 0,2 %

50x50 mm absoro (41) %

75x75 mm absoro

(32,52,5) %



Condies de ensaio

temperatura (23 2) C, humidade (50 5) %,

circulao de ar 0,2 m/s

temperatura (23 2) C, humidade (50 5) %,

circulao de ar 0,2 m/s - - -

Pastilha metlica

quadrada (50 1) mm de

lado

quadrada (50 1) mm de lado

quadrada 75 mm de lado



Espessura pastilha metlica

10 mm - - 5 mm

Velocidade de arrancamento

(250 50) N/s (250 50) N/s 5 a 6 mm/min - 100 N/s

Cola epoxdica - - - -

Amostragem

10 valores, retirar os que caiem fora

do intervalo 20 % do valor mdio

10 valores retirar os que caiem fora do intervalo 20

% do valor mdio

10 valores retirar os que caiem fora

do intervalo 15 % do valor mdio

9 valores descartar o valor menor e o valor

maior

7 valores retirar os que caiem fora do intervalo 20 % do

valor mdio

2.3.4 REQUISITOS DE DESEMPENHO

Os requisitos de desempenho no que se refere aos valores de resistncia de aderncia traco so

estipulados por documentao internacional e nacional. Na Tabela 2.3, apresenta-se uma sntese de

alguma dessa documentao. Analisando a tabela, notrio que, de um modo geral, os documentos

estipulam um valor mnimo de resistncia de aderncia traco de 0,3 N/mm2 para os revestimentos

de reboco que regularizam o suporte.

No que se refere aos revestimentos de ladrilhos cermicos, a NP EN 12004 (IPQ, 2008) estabelece como valor

mnimo 0,5 N/mm2 se se tratar de um cimento-cola normal, e 1,0 N/mm

2 caso se trate de um cimento-cola

com caractersticas melhoradas. No entanto, Freitas et al. (2008) estudaram a durabilidade dos cimentos-cola e

concluram que o reboco, que regulariza o suporte, o elemento mais fraco do sistema. Sendo assim, os

autores consideram que se deve estabelecer 0,3 N/mm2 como valor crtico para a resistncia de aderncia

traco de sistemas de revestimento de ladrilhos cermicos.

Captulo 2

12

Tabela 2.3 Sntese de normas, relatrios e documentos tcnicos relativas resistncia de aderncia traco, adaptado de Flores-Colen (2009)

Cdigo Nome Requisitos

EN 998-1 (CEN, 2003b)

Especificaes para argamassas para alvenaria - Parte 1: Argamassas de rebocos exteriores e interiores

fu VD (valor declarado pelo fabricante) e tipologia de rotura do tipo A, B ou C

para monomassas

Relatrio 427/05

(LNEC, 2005)

Regras para a concesso de Documentos de Aplicao a revestimentos pr-doseados de ligante mineral com

base em cimento para paredes fu 0,3 N/mm

2 ou rotura coesiva

DTU 26.1 (CSTB, 1994)

Enduits aux mortiers de ciments, de chaux et de mlange pltre et chaux arienne (Revestimentos com argamassa

de cimento, cal e gesso e cal)

fu 0,3 N/mm2 sem que nenhum dos

valores individuais seja inferior a 0,2 N/mm

2 (excepto no caso dos

revestimentos com base em cal area)

NBR 13528 (ABNT, 1996)

Revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgnicas - Determinao da resistncia de aderncia

trao

fu 0,3 N/mm2 para rebocos com

pintura ou cermico

NP EN 12004 (IPQ, 2008)

Colas para ladrilhos Requisitos, avaliao da conformidade, classificao e designao

fu 0,5 N/mm2 para cimento-cola

normal e fu 1,0 N/mm2 para cimento-

cola melhorado

Veiga et al., (LNEC, 2004)

Conservao e renovao de revestimentos de paredes de edifcios antigos

fu 0,1 a 0,3 N/mm2 ou rotura coesiva

pelo reboco, para rebocos exteriores

Legenda: A rotura coesiva da argamassa; B rotura coesiva do suporte; C rotura adesiva entre a argamassa e o suporte.

2.3.5 TIPO DE ROTURA

Apesar de a maior parte das vezes o objectivo do ensaio pull-off seja determinar a tenso de aderncia entre o

sistema de revestimento e o suporte, nem sempre a rotura se d por esta interface, o que impede a obteno

da resistncia de aderncia traco. Como se ilustra nas Figuras 2.7 e 2.8, possvel obter-se vrios tipos de

rotura tanto para revestimentos de ladrilhos cermicos como para argamassas.

Figura 2.7 Padres de rotura previstos para um sistema de revestimento de reboco,

1 Pastilha metlica, 2 Cola, 3 Argamassa de revestimento, 4 Suporte (CEN, 2000)

Na figura 2.7, esto representados trs tipologias de rotura em revestimentos de argamassa:

A. Rotura coesiva da argamassa (RC-A) o valor da resistncia de aderncia ao suporte superior ao

valor obtido;

B. Rotura coesiva do suporte (RC-sup.) o valor da resistncia de aderncia ao suporte superior ao

valor obtido;

C. Rotura adesiva entre a argamassa e o suporte (RA-A-sup.) o valor da resistncia de aderncia ao

suporte o valor obtido.


13

Figura 2.8 Padres de rotura previstos para um sistema de revestimento de ladrilhos cermicos, 1 Pastilha metlica, 2 Ladrilho cermico, 3 Cimento-cola, 4 Suporte (CEN, 2007)

Na Figura 2.8, esto representados seis tipologias de rotura em revestimentos cermicos:

A. Rotura adesiva entre o cimento-cola e o suporte (RA-CC-sup.);

B. Rotura adesiva entre o ladrilho cermico e o cimento-cola (RA-LC-CC);

C. Rotura adesiva entre a pastilha metlica e o ladrilho cermico (RA-PM-LC);

D. Rotura coesiva do cimento-cola (RC-CC);

E. Rotura coesiva no suporte (RC-sup.);

F. Rotura coesiva no ladrilho cermico (RC-LC).

Quando a rotura ocorre pela cola que une a pastilha metlica ao sistema de revestimento, o resultado do

ensaio considerado nulo e consequentemente rejeitado (Gaspar, 2011).

2.3.6 VANTAGENS/DESVANTAGENS DO ENSAIO

O ensaio pull-off uma tcnica bastante utilizada para a avaliao in-situ da aderncia de sistemas de

revestimento pela sua realizao ser simples e rpida. Esta tcnica apresenta vantagens, tais como (adaptado

de Flores-Colen et al., 2009):

o aparelho tem um custo mdio (500 a 2500 ) e uma utilizao relativamente fcil (os

equipamentos mais actuais tendem a ser mais leves, portteis e de fcil manuseamento);

permite obter informao sobre uma caracterstica de desempenho (aderncia) e sobre a sua perda

em condies em servio;

os resultados so de fcil interpretao e permitem explorar propriedades adicionais;

no necessita de fonte de energia in-situ;

os resultados so fiveis;

no necessita de trabalho em laboratrio.

A B C

D E F

Captulo 2

14

Apesar de tudo, tambm apresenta as seguintes desvantagens (Flores-Colen et al., 2009):

a realizao do ensaio no contnua (existe uma primeira fase de preparao e colagem das

pastilhas, uma segunda de realizao do ensaio e uma terceira de reparao dos locais ensaiados);

a durao do ensaio varia de um a dois dias, dependendo do tempo de secagem da cola utilizada na

colagem das pastilhas metlicas (na maioria dos casos, so normalmente aplicados vrias pastilhas

num dia e completado o ensaio no dia seguinte);

uma tcnica destrutiva pouco severa mas que afecta a integridade do revestimento, pelo que

necessita sempre de trabalhos de reparao;

recomenda-se pelo menos duas pessoas na realizao da tcnica (tendo um dos tcnicos alguma

formao especfica);

necessita de meios de acesso aos locais de ensaio (escadotes, bailus, entre outros).

est fortemente condicionada pelas condies atmosfricas em ensaios in-situ.

2.3.7 INTERPRETAO DOS RESULTADOS

A anlise estatstica dos resultados obtidos durante os ensaios pull-off para a determinao da resistncia de

aderncia traco divide-se em duas etapas (Malhotra e Carino, 2004):

1. Tratamento dos dados

2. Anlise da variabilidade

Seguidamente, ser analisada em pormenor cada uma destas etapas.

2.3.7.1 TRATAMENTO DOS DADOS

Muitos dos dinammetros utilizados no ensaio pull-off no fornecem a leitura directa da grandeza pretendida,

sendo por isso necessrio efectuar alguns clculos e/ou correces (Nepomuceno, 1999). Nesses casos, o

aparelho fornece a fora necessria para arrancar a pequena poro de revestimento em teste. Para se obter a

tenso de aderncia traco (fu), necessrio dividir este valor pela rea da pastilha metlica em teste, como

apresentado na equao (2.1):

( 2.1 )

em que,

Fu carga de rotura;

A rea da pastilha.

No entanto, existem alguns dinammetros que permitem introduzir, previamente, no seu sistema a rea da

pastilha, pelo que calculam automaticamente a tenso de aderncia traco, sendo este o valor que

apresentado no mostrador.


15

Por outro lado, h que ter em considerao o tipo de rotura. O resultado final ser apenas a resistncia de

aderncia traco expresso em [MPa] quando a rotura adesiva.

2.3.7.2 ANLISE DA VARIABILIDADE

Na anlise dos dados, a mdia e o desvio padro podem no ser medidas adequadas para representar um

conjunto de valores, uma vez que so bastante afectadas por valores extremos e no permitem a percepo da

assimetria da distribuio dos valores. Por esta razo, aconselhvel acrescentar sempre o coeficiente de

variao dos parmetros medidos pelo ensaio em cada localizao. Este valor uma medida de variabilidade

relativa, definida como a razo percentual entre o desvio padro e a mdia, conseguindo-se assim uma maior

percepo da disperso dos resultados, tanto quando se est a analisar diferentes parmetros de uma mesma

amostra ou o mesmo parmetro para amostras comparveis (Nepomuceno, 1999).

A variabilidade dos resultados observados durante a anlise dos parmetros estatsticos pode dever-se, quer s

propriedades da argamassa in-situ, quer execuo do prprio ensaio (Nepomuceno, 1999). De acordo com

Costa et al. (2007), para alm da complexidade intrnseca da aderncia traco de revestimentos de

argamassa, tambm o mtodo de ensaio introduz variabilidade no resultado.

Variabilidade do prprio ensaio

Uma caracterstica estatstica importante dos ensaios para a avaliao da resistncia de aderncia

traco de argamassas in-situ a variabilidade do prprio ensaio, por vezes tambm chamada de

repetibilidade. Por outras palavras, existe uma variabilidade, quando o ensaio repetido numa mesma

argamassa, num local confinado, com propriedades idnticas, usando o mesmo equipamento de ensaio,

procedimentos e operadores, e os resultados apresentam uma disperso. Por exemplo, se os ensaios so

repetidos na mesma argamassa com a mesma idade, os resultados apresentam geralmente uma

distribuio normal volta do valor mdio e o desvio padro ser, neste caso, uma medida da

repetibilidade. Por outro lado, se os ensaios aplicados na mesma argamassa com idades distintas,

apresentam valores mdios diferentes e se o desvio padro for proporcional ao valor mdio, o coeficiente

de variao ser a medida da repetibilidade (Nepomuceno, 1999).

Alguns dos factores do ensaio que podem influenciar a variabilidade dos resultados so (Bai et al., 2009;

Vieira, 2009; Costa e Carasek, 2009):

tipo de equipamento;

tcnica de corte aplicada;

espessura da pastilha metlica;

espessura da camada de cola entre a pastilha e a superfcie do revestimento;

geometria e dimenso do corpo de prova;

taxa de aplicao da carga e sua excentricidade;

Captulo 2

16

experincia dos operadores na realizao do ensaio;

condies ambientais existentes durante a realizao do ensaio.

Segundo Cincotto et al. (1995), citado por Costa et al. (2007), a resistncia de aderncia traco pode

apresentar coeficientes de variao da ordem de 10 a 35%, devido a factores inerentes ao prprio ensaio,

tais como o ngulo de aplicao da fora de traco, o equipamento utilizado no corte, a forma e a

velocidade de aplicao da carga de traco. A um resultado idntico chegou Soares (2011), que ao

analisar um reboco industrial verificou que o coeficiente de variao oscila entre 8,6 e 36,7%. Tambm

Gonalves (2010), que estudou as argamassas de refechamento de juntas de alvenaria, obteu coeficientes

de variao entre 7 e 35% para ensaios desenvolvidos em laboratrio.

Por outro lado, Ramos et al. (2011) observaram coeficientes de variao superiores (entre 40 e 100%).

Conforme se pode observar na Figura 2.9, estes autores concluram que quanto maior for o nmero de

ensaios pull-off vlidos, maior a probabilidade do coeficiente de variao ser mais elevado. Refere-se

ainda, que Gonalves & Bauer (2005) constataram que a resistncia de aderncia traco apresenta uma

variabilidade intrnseca de 52%, enquanto o mtodo de ensaio, por si s, apresenta uma variao interna

de 19%.

Figura 2.9 Relao entre o nmero de ensaios vlidos, por caso de estudo, e o coeficiente de variao (Ramos et al., 2011)

Durante esta dissertao, ir ser discutido em pormenor alguns destes factores. H que ter em ateno,

que os factores que influenciam o ensaio pull-off no so exactamente os mesmos que influenciam a

aderncia, apesar de estarem interligados.

Variabilidade das propriedades da argamassa in-situ

O estudo da variabilidade das propriedades do sistema de revestimento in-situ poder ser til em fases

diferentes de uma investigao, pelo facto de traduzir o seu resultado final, bem como o resultado quando

se elabora um programa de ensaios para averiguar a evoluo progressiva do sistema de revestimento

(Nepomuceno, 1999). Ao se conhecer a progresso das caractersticas do sistema de revestimento in-situ

possvel programar, com a antecedncia devida, possveis intervenes quando as caractersticas exigidas

ao sistema j no so as desejadas.

Co

efic

ien

te d

e va

ria

o Valores mdios e desvio padro do

coeficiente de variao

Nmero de ensaios vlidos


17

A variao da resistncia de aderncia traco do sistema de revestimento influenciada pelos seguintes

factores inerentes ao sistema e sua execuo (Bai et al., 2009; Vieira, 2009; Costa e Carasek, 2009;

Gonalves e Bauer, 2005):

idade do sistema;

energia aplicada na projeco da argamassa;

teor em cimento da argamassa;

teor em humidade da argamassa;

tipo de suporte.

Gonalves e Bauer (2005), ao estudarem a resistncia de aderncia de uma argamassa industrial, concluram

que esta apresenta uma variabilidade intrnseca de 52%, sendo 33% da variabilidade atrbuida ao processo de

execuo (sem variar o aplicador), aos materiais utilizados e s condies climticas.

Freitas et al. (2008) pretenderam estudar a vida til de uma argamassa industrial com base numa curva de

degradao da fora adesiva entre a argamassa e o seu substrato. Esta curva de degradao seria obtida

atravs de testes de envelhecimento acelerado. Contudo, os autores verificaram que os resultados das vrias

fases de envelhecimento no revelavam qualquer tendncia, sendo assim impossvel desenhar uma curva de

degradao. Desta forma, os autores concluram que os agentes de degradao que haviam sido considerados

no eram o nico factor relevante para a diminuio da aderncia, dado que existem outros factores como o

processo de execuo e as condies de utilizao que influenciam significativamente o sistema. O estudo

efectuado por Freitas et al. (2008) vem reforar a ideia de que a variabilidade dos resultados da resistncia de

aderncia traco est associada a mltiplos factores em servio, que por vezes se tornam difceis de detectar

e controlar.

Antes de se iniciar o ensaio pull-off, deve-se recolher o mximo de informao de forma a tentar perceber

quais so os factores que vo influenciar o resultado. Ao se conhecer estes factores, pode-se pr-estabelecer

reas com caractersticas semelhantes, o que de todo vantajoso na avaliao dos resultados.

2.3.7.3 FACTORES QUE AFECTAM O ENSAIO PULL-OFF

Nos subcaptulos seguintes, so analisados factores que influenciam os resultados da resistncia de aderncia

traco num ensaio pull-off. de salientar que alguns dos factores de variao do ensaio foram estudados para

ensaios em beto, por conseguinte, estes servem apenas de base para o objectivo de estudo da presente

dissertao.

2.3.7.3.1 EFEITO DO MATERIAL E DA ESPESSURA DA PASTILHA METLICA

Bungey e Madandoust (1992), citados por Bai et al. (2009), estudaram o efeito do material e da espessura da

pastilha metlica nos resultados do ensaio pull-off em zonas de beto reparado. Os autores consideram que 30

mm a espessura ideal da pastilha metlica visto que potencia a uniformidade dos esforos. Como se pode

Captulo 2

18

observar na Figura 2.10, para uma espessura de 30 mm, os resultados so idnticos tanto para as pastilhas de

ao como para as pastilhas de alumnio. Pode-se ainda constatar que para espessuras superiores a 20 mm os

resultados obtidos com as pastilhas de ao comeam a estabilizar. Desta forma, os autores concluem que se

deve utilizar pastilhas com no mnimo 20 mm se forem de ao e 30 mm se forem de alumnio.

Figura 2.10 Relao entre o material e a espessura da pastilha metlica com a fora de traco no ensaio pull-off (Bai et al., 2009)

2.3.7.3.2 EFEITO DO TIPO DE CORTE, GEOMETRIA E DIMENSO DA PASTILHA METLICA

No mercado, existem diversos tipos de pastilhas metlicas, com diferentes geometrias, dimenses, espessuras

e materiais, razo pela qual se pretende perceber a influncia da utilizao de diferentes pastilhas metlicas

nos resultados do ensaio pull-off. O corte, que tem como objectivo delimitar a rea a ensaiar e garantir que a

amostra a ensaiar submetida unicamente a tenses de traco, pode ser quadrado ou circular.

Apesar de as normas recomendarem o corte circular, so vrios os documentos tcnicos que referem a

utilizao de um corte quadrado (Flores-Colen, 2009). Segundo a mesma autora, o corte quadrado

aconselhado quando o sistema de revestimento est fragilizado ou tem menor coeso, visto que o uso da

rebarbadora mais simples e induz tenses inferiores em relao ao uso da broca caroteadora. Por esta razo,

nos ensaios em ladrilhos cermicos deve-se optar pelo corte quadrado, uma vez que os ladrilhos costumam ser

frgeis a este tipo de solicitao (Ramos et al., 2011). A utilizao de corte circular pode ainda provocar um

destacamento do reboco durante a carotagem (Vieira, 2009). Soares (2011) observou que 46% das carotagens

realizadas, resultaram num destacamento do reboco.

Na Figura 2.11, pode-se observar uma modelao computacional que compara a pastilha metlica circular com

a quadrada. Como se pode constatar, no caso da pastilha metlica quadrada cria-se uma concentrao de

tenses nas extremidades, o que resulta num decrscimo do valor da aderncia (Costa et al. (2007)). Essa

concentrao de tenses tambm ilustrada na Figura 2.12, onde se verifica que a tenso normal na camada

de reboco superior para as pastilhas metlicas de 10 cm de lado, comparativamente s de 10 cm de

dimetro. Contudo, para as pastilhas metlicas quadradas de 5 cm de lado e circulares de 5 cm de dimetro a

diferena da tenso normal no notria. Desta forma, confirma-se a tendncia dos resultados obtidos com

pastilhas metlicas circulares de 10 cm de dimetro serem superiores aos obtidos com pastilhas metlicas

quadradas de 10 cm de lado. De facto, os autores Costa et al. (2007) constataram uma reduo de 52% da

Re

sist

n

cia

de

ad

er

nci

a

trac

o

[MP

a]

Alumnio

Beto com agregados de 20 mm

Ao

Pastilhas metlicas com 50 mm de dimetro

Espessura da pastilha metlica [mm]


19

resistncia de aderncia traco entre pastilhas metlicas circulares de 5 cm de dimetro e quadradas de

10 cm de lado.

Figura 2.11 - Distribuio de tenses na interface existente entre a argamassa e o substrato para pastilhas metlicas

com geometria e dimenses distintas (Costa et al., (2007))

Figura 2.12 Distribuio da tenso normal z ao longo da camada de argamassa para diferentes geometrias e dimenses da pastilha metlica (Costa et al. (2007))

Gonalves (2004) constatou, por meio de ensaios experimentais, que pastilhas metlicas quadradas

apresentam valores de aderncia inferiores (reduo de 58%) s circulares, justificando que isso ocorre porque

o corte realizado com a rebarbadora afecta os cantos. Estes resultados confirmam os resultados da modelao

numrica efectuada por Costa et al. (2007), permitindo-se concluir que a concentrao de tenses inerente

geometria da pastilha e que o procedimento de corte pode ou no intensificar ainda mais essas tenses.

No que se refere a ensaios in-situ, Flores-Colen (2009) concluiu que apesar de existirem diferenas nos

resultados dos ensaios realizados com pastilhas quadradas de 50 ou 100 mm de lado, no possvel definir

uma tendncia, na maioria dos casos, os ensaios com pastilhas de menor rea resultaram em valores maiores,

no entanto tambm se registaram valores semelhantes entre ensaios ou valores maiores para as pastilhas de

100 mm de lado. A uma concluso idntica chegou Soares (2011), que estudou pastilhas metlicas quadradas

com 40 e 50 mm de lado e no encontrou um padro de variao.

Vieira (2009) estudou os dois tipos de corte existentes, utilizando pastilhas quadradas de 50 mm de lado ou

pastilhas circulares de 50 mm de dimetro, tendo concludo que a rotura predominantemente adesiva

independentemente do tipo de corte adoptado. O autor refere ainda que a tcnica de corte circular permite

resultados em mdia mais fiveis, com um desvio mdio de 10%, enquanto aquando da aplicao do corte

quadrado este valor sobe para 20%.

No estudo efectuado por Soares (2011), o autor pretendeu perceber se os resultados obtidos com ensaios

realizados com pastilhas metlicas circulares eram comparveis aos obtidos com pastilhas metlicas

quadradas. Para tal utilizou trs tipos de pastilhas metlicas: circulares com 50 mm de dimetro, quadradas

com 40 mm de lado e quadradas com 50 mm de lado. Para estudar este factor, o autor utilizou uma argamassa

industrializada de revestimento aplicada sobre tijolo, em meio laboratorial. Conforme ilustrado na Figura 2.13,

Captulo 2

20

Perc

enta

ge

m d

e

ocorr

ncia

o autor apercebeu-se de que a percentagem de roturas coesivas no suporte praticamente no alterada com a

forma da pastilha metlica, para estas dimenses de pastilhas metlicas.

Legenda: AS - rotura adesiva; CS - rotura coesiva no suporte; CR - rotura coesiva no reboco; D=50 - seco circular com 50 mm de dimetro; 40x40 - seco quadrada com 40 mm de lado; 50x50 - seco quadrada com 50 mm de lado

Figura 2.13 Tipos de rotura no ensaio de aderncia para diferentes tipos de pastilhas metlicas (Soares, 2011)

Seguidamente, Soares (2011) seleccionou os casos em que o tipo de rotura foi coesiva no suporte e analisou

estes em profundidade. O autor chegou concluso que se consegue notar uma tendncia linear com uma boa

relao entre as pastilhas metlicas circulares e as quadradas de 40 mm de lado. Conforme apresentado na

Figura 2.14, para as pastilhas metlicas quadradas o autor verificou um factor de correlao R2 = 0,74

pull off 02.pdf

Documents

Transcript of pull off 02.pdf