estudo da aderência de placas de rochas ornamentais com

ESTUDO DA ADERÊNCIA DE PLACAS DE ROCHAS ORNAMENTAIS ...
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ESTUDO DA ADERÊNCIA DE
PLACAS DE ROCHAS ORNAMENTAIS
COM ARGAMASSA COLANTE
Lizandra Nogami
Mestre do Programa de Pós-graduação em Geotecnia – EESC/USP,
Av. Trabalhador São-carlense, 400, CEP 13566-590,
São Carlos, SP, e-mail: [email protected]
Antenor Braga Paraguassú
Professor Titular, Departamento de Geotecnia – EESC/USP,
Av. Trabalhador São-carlense, 400, CEP 13566-590,
São Carlos, SP, e-mail: [email protected]
José Eduardo Rodrigues
Professor Titular do Departamento de Geotecnia – EESC/USP,
Av. Trabalhador São-carlense, 400, CEP 13566-590,
São Carlos, SP, e-mail:[email protected]
Resumo
Nos revestimentos de paredes, a fixação de placas de rochas pode ser feita com inserts metálicos ou por
aderência com argamassas. Nos assentamentos com argamassas, os valores de aderência, por norma, devem ser
superiores a 1 MPa e a altura máxima do revestimento não pode ultrapassar 3 m.
No presente trabalho foram feitos ensaios com ladrilhos de três tipos de granitos visando comparar a
aderência de argamassa específica para granitos existentes no mercado com uma argamassa colante para porcelanatos,
de mesmo custo de produção, desenvolvida por pesquisadores do Departamento de Arquitetura da Escola de
Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo.
O ensaio de aderência por tração, normatizado para cerâmica, foi realizado tanto na face rugosa como na
face polida dos ladrilhos. Os resultados mostraram a excelente qualidade da argamassa colante desenvolvida
em laboratório e que sua aderência está relacionada à rugosidade e à mineralogia dos granitos.
Palavras-chave: cimento, argamassa colante, rochas ornamentais.
Introdução
Nas construções, as rochas ornamentais e de
revestimento destacam-se pela durabilidade, resistência
mecânica, efeitos estéticos e funcionais, representando
importante setor da economia de diversos países. O
Brasil, destacado por sua espetacular geodiversidade,
com mais de 1.000 tipos de rochas ornamentais, tornouse um dos grandes produtores e exportadores mundiais.
Os sistemas de revestimentos de edificações ainda
baseiam-se no empirismo, pois inexistem especificações
metodológicas tanto para a rocha quanto para os
materiais utilizados na fixação. Por essa razão, o presente
trabalho trata da fixação das placas de rocha utilizando
argamassas colantes, processo que ultimamente tem
apresentado grande crescimento. O objetivo principal
é o de comparar a aderência de argamassa existente no
mercado, específica para granitos, com uma argamassa
ainda não comercial desenvolvida para fixação de
porcelanato, levando em conta a influência da rugosidade
das placas e as características petrográficas da rocha.
Materiais
Rochas ornamentais
Do ponto de vista comercial, as rochas ornamentais são subdivididas basicamente em mármores
e granitos, numa designação mais ampla do que os
termos petrológicos tradicionais (Brandão et al., 1991).
Os mármores englobam todas as rochas carbonatadas,
enquanto os granitos abrangem, genericamente, as
rochas silicatadas (granitos, sienitos, charnoquitos,
gabros, basaltos, arenitos, dioritos, etc.). Alguns outros
tipos litológicos, incluídos no campo das rochas
ornamentais, são os quartzitos, serpentinitos e ardósias,
também muito importantes setorialmente.
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NOGAMI, PARAGUASSÚ & RODRIGUES
Os granitos são bem aceitos no mercado mundial,
principalmente os brasileiros, por conta da grande
variedade cromática e textural. O fator estético, muitas
vezes decisivo na escolha, é resultado da harmonia entre
cores, tamanhos, formas e arranjos entre os minerais.
No presente trabalho foram escolhidos três tipos
de granitos, comercialmente conhecidos como Preto
Indiano (Figura 1), Vermelho Brasília (Figura 2) e
Verde Labrador (Figura 3), por sua alta aceitação nos
mercados interno e externo.
cm
0
1
Figura 1 Preto Indiano (migmatito).
Figura 2 Vermelho Brasília (sienogranito).
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ESTUDO DA ADERÊNCIA DE PLACAS DE ROCHAS ORNAMENTAIS ...
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Figura 3 Verde Labrador (charnoquito).
Argamassas
No mercado há argamassas colantes específicas
para granitos, mármores e ardósias. Neste trabalho
foi utilizada a argamassa específica para granitos,
aqui chamada de argamassa industrializada, que foi
comparada com uma argamassa desenvolvida no
Departamento de Arquitetura da USP, São Carlos
(Almeida, 2005), para porcelanato, chamada de
argamassa A4. A escolha se deve ao fato de o
porcelanato e o granito possuírem uma característica
em comum, a baixíssima porosidade (< 3%), que
restringe a aderência mecânica (penetração da
argamassa nos poros – ancoragem). Por essa razão,
a aderência se processa apenas por ligações químicas
ou forças intermoleculares (físicas). Essa argamassa
tem a seguinte composição: 5% de sílica, 20% de
látex, relação at/c = 0,4 (em que at = água total,
incluindo a água proveniente do látex polimérico; c
= cimento), proporção cimento:areia de 1:1,5 em
massa e 1% de superplastificante em relação à massa
do cimento.
O mecanismo de aderência entre a argamassa e
o porcelanato é promovido por forças intermoleculares
(ligação de Van der Waals) entre o filme polimérico
e os compostos hidratados.
Métodos
Determinação da rugosidade dos corpos-de-prova
O desdobramento de blocos (serragem) realizado
em teares é tradicional e amplamente difundido. É a
operação mais complexa da indústria da pedra, e as
chapas obtidas apresentam maior ou menor rugosidade
em função das características da rocha, dos insumos
utilizados e das condições operacionais. A rugosidade
das superfícies das chapas determina o volume de
material a ser removido nas etapas de polimento, sendo
também importante sua determinação no assentamento
das placas com argamassa dada a sua influência na
aderência.
Para relacionar a rugosidade das placas dos
granitos estudados com os valores de aderência, foi
necessário medi-la utilizando-se um perfilômetro
portátil (Figura 4) projetado e construído por Ribeiro
(2005).
Por questões práticas, executaram-se medidas da
rugosidade das superfícies não polidas dos corpos-deprova antes de eles serem extraídos dos ladrilhos por
meio de coroas diamantadas. A Figura 5 mostra os
perfis (linhas) onde estão delimitados os corpos-deprova de diâmetro de 3 cm.
Com o perfil de rugosidade dos corpos-de-prova,
foi determinado o parâmetro de rugosidade (Rt), que
corresponde à maior altura entre pico-vale ao longo
do comprimento avaliado (Figura 6).
Determinação da resistência de aderência à tração
Para avaliação da resistência de aderência das
argamassas adotou-se a NBR 14084 (1998), que
especifica um método de ensaio de laboratório para
determinação da resistência de aderência para
argamassas colantes para cerâmica. No desenvolvimento da pesquisa as etapas a seguir foram adotadas.
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NOGAMI, PARAGUASSÚ & RODRIGUES
Figura 4
Avaliador de rugosidade de chapas – ARC (Ribeiro, 2005).
Figura 5 Medição da rugosidade dos ladrilhos de granito nos quais estão desenhados círculos donde posteriormente
serão extraídos os corpos-de-prova.
Rt
L
Figura 6 Definição de Rt (Sandvik, 1994, apud Spínola, 1998).
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Os corpos-de-prova (bolachas) de 3,0 cm de
diâmetro foram ensaiados tanto com a superfície rugosa
quanto com a superfície polida em contato com a
argamassa. O brilho da superfície polida/retificada foi
previamente removido em retífica de rebolo diamantado
(Figura 7).
Os corpos-de-prova assentados com as argamassas
descritas foram mantidos em condições normais de cura
especificadas na norma (temperatura de 23°C e umidade
relativa do ar de 65%) por 28 dias.
O equipamento utilizado para o arrancamento
é do tipo manual, mostrado na Figura 8, em que 1 é o
manômetro e 2 é um cilindro metálico, conectado ao
equipamento e colado com araldite no corpo-de-prova 3.
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Resultados
Os resultados dos ensaios de resistência de
aderência à tração na face rugosa e na face polida/
retificada, assim como os valores de rugosidade (Rt)
dos corpos-de-prova, são apresentados e discutidos
a seguir.
Resistência de aderência à tração na face rugosa
Os Gráficos 1, 2 e 3 mostram os valores de
resistência de aderência à tração dos corpos-de-prova
fixados com a argamassa industrializada e a argamassa A4. Para todas as rochas ensaiadas, a aderência
da argamassa A4 é aproximadamente o dobro da
argamassa industrializada.
Figura 7 Detalhamento da retificação dos corpos-de-prova no torno mecânico com retífica.
Figura 8 Equipamento utilizado no ensaio de resistência de aderência à tração.
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NOGAMI, PARAGUASSÚ & RODRIGUES
Resistência de aderência à tração (MPa)
50
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Argamassa industrializada
Argamassa A4
Resistência de aderência à tração (MPa)
Gráfico 1 Resistência de aderência à tração do sienogranito Vermelho Brasília.
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Argamassa industrializada
Argamassa A4
Resistência de aderência à tração (MPa)
Gráfico 2 Resistência de aderência do charnoquito Verde Labrador.
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Argamassa industrializada
Argamassa A4
Gráfico 3 Resistência de aderência à tração do migmatito Preto Indiano.
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O sienogranito Vermelho Brasília apresentou
maior valor de aderência, seguido do charnoquito Verde
Labrador e do migmatito Preto Indiano, respectivamente.
Nos Gráficos 4 e 5 são mostradas as relações
entre a aderência e a rugosidade. Verificou-se influência
da rugosidade, uma vez que a resistência de aderência
variou de forma diretamente proporcional com os
valores de Rt (mm), evidenciando, neste caso, que a
aderência ocorreu por interação física (ligação de Van
der Waals).
Resistência de aderência à tração
(MPa)
Resistência de aderência à tração na face polida/
retificada
Os ensaios de aderência à tração na superfície polida/retificada das rochas foram realizados
para observar a influência da mineralogia/textura
dos tipos de rochas estudados. Os valores de
resistência de aderência são apresentados nos Gráficos 6 e 7.
Observa-se que o charnoquito Verde Labrador
apresentou maior aderência, seguido pelo migmatito
Preto Indiano e o sienogranito Vermelho Brasília, o
que sugere uma influência da mineralogia, uma vez
51
que o Verde Labrador possui a menor porcentagem
de quartzo (14%) das rochas ensaiadas.
A resistência de aderência à tração da argamassa
A4 é aproximadamente o triplo da obtida com a
argamassa industrializada para qualquer dos granitos
ensaiados com a face polida/retificada.
Conclusões
z
z
z
z
A argamassa industrializada apresentou valores de
resistência de aderência à tração dentro da norma
(≥ 1 MPa).
A argamassa A4 (desenvolvida em laboratório para
porcelanatos) apresentou valores de aderência de,
aproximadamente, o dobro da obtida para a
argamassa industrializada nos ensaios com as
superfícies rugosas das rochas estudadas.
A resistência de aderência, como esperado, está
intimamente ligada à rugosidade (força intermolecular – interação física).
Nos ensaios de aderência das argamassas com as
superfícies não rugosas (polidas/retificadas), a
aderência foi inversamente proporcional à quantidade de quartzo, sugerindo influência mineralógica.
2,5
2
1,5
1
Preto Indiano
Vermelho Brasília
0,5
Verde Labrador
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Rt (mm)
Resistência de aderência à tração
(MPa)
Gráfico 4 Resistência de aderência × rugosidade com a argamassa industrializada.
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
Preto Indiano
1
Vermelho Brasília
0,5
Verde Labrador
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Rt (mm)
Gráfico 5 Resistência de aderência × rugosidade com a argamassa A4.
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NOGAMI, PARAGUASSÚ & RODRIGUES
Resistência de aderência à tração (MPa)
52
Vermelho Brasília
Verde Labrador
Preto Indiano
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Argamassa industrializada
Resistência de aderência à tração (MPa)
Gráfico 6 Resistência de aderência da argamassa industrializada com os granitos ensaiados.
3
Vermelho Brasília
Verde Labrador
Preto Indiano
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Argamassa A4
Gráfico 7 Resistência de aderência da argamassa A4 com os granitos ensaiados.
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de sílica ativa e copolímeros estireno acrílico nas
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