Comunicação

Influência de parâmetros associados à prática da colagem de cerâmica
nas propriedades de aderência de cimentos-cola
Pedro Sequeira
Saint Gobain Weber
Cimenfix
Sara Lacerda
Saint Gobain
Cimenfix
[email protected]
[email protected]
Weber
Luis Silva
Saint Gobain
Cimenfix
Weber
[email protected]
Resumo: Com o objectivo de estudar a influência de parâmetros associados à colagem de
cerâmica, estudaram-se cimentos-cola que, segundo a norma EN 12004:2001/A1, se
podem classificar tipicamente como sendo das classes C1 e C2.
Os parâmetros considerados foram a porosidade da peça cerâmica e a acção das
temperaturas elevadas. Relativamente ao primeiro parâmetro, estudou-se a sua influência
em função do tempo aberto para cada argamassa.
A análise consistiu na determinação da aderência por tracção perpendicular, após 28 dias
de cura, de acordo com a EN 12004.
Os resultados experimentais são indicadores da forte influência que estes parâmetros têm
sobre a aderência das argamassas estudadas e, em última análise, reveladores da
importância da escolha de um cimento-cola em função dos requisitos de obra e das reais
capacidades de cada argamassa.
Palavras-chave: Aderência; porosidade; temperaturas elevadas; norma EN 12004
1. INTRODUÇÃO
No contexto europeu, Portugal tem sido, desde o século XVI, o país que mais tem usado
revestimento cerâmico em fachadas, especialmente pela contribuição que estes materiais
trazem no que respeita à valorização dos edifícios, pela durabilidade, vasta funcionalidade
e agradável efeito estético [1,2].
Por tudo isto, assistiu-se a um grande desenvolvimento da indústria cerâmica e dos
processos de fixação dos ladrilhos cerâmicos. Contudo, as exigências de fixação
tornaram-se progressivamente mais exigentes o que implica, no mínimo, um
acompanhamento à mesma velocidade, dos sistemas de fixação, caso contrário, o
resultado pode ser o aparecimento sucessivo de patologias associadas ao destacamento das
peças cerâmicas [3,4,5].
A observação em obra revela que o desempenho dos cimentos-cola é, normalmente,
avaliado no momento da aplicação. Em obra, um adesivo é, frequentemente, avaliado pelo
seu custo, pelo seu tempo de manuseamento em pasta e pela capacidade de colar à
ferramenta. No entanto, embora se devam considerar como parâmetros imprescindíveis à
arte de bem aplicar cerâmica, não deverão ser limitativos na escolha de um material
apropriado para uma determinada solicitação.
Considerando este desfasamento, nos últimos anos têm-se criado mecanismos que ajudem,
por um lado, os fabricantes de argamassas a formular com maior rigor e, por outro lado, o
aplicador a escolher o material adequado para cada solicitação. Assim, numa primeira
fase, foi desenvolvida uma metodologia de ensaios, a norma europeia EN 12004, por
forma a assegurar uma comparação fidedigna de materiais e, numa segunda fase, a partir
da utilização destes métodos normativos, a obrigatoriedade de marcação CE ao qual é
adjacente um certificado de garantia ao cliente final [6].
Com base nestes métodos de avaliação, todos os intervenientes na construção adquirem
mais valias neste processo: aos fabricantes, importa conhecer os parâmetros mais
influentes na degradação dos materiais de forma a melhorarem progressivamente a
resistência a tais [7]; aos fornecedores e clientes (utilizadores, projectistas e outros) um
maior grau de selecção.
Neste enquadramento, este trabalho tem por objectivo estudar factores capazes de afectar
a prestação de um cimento-cola aplicado numa fachada. Assim, estuda-se a influência da
porosidade da peça cerâmica e da temperatura, dois parâmetros muito próprios na
colagem numa fachada. O primeiro, por apresentar as tendências sobre a aplicação de
materiais de muito baixa porosidade e, o segundo, por ser indissociável ao próprio
processo.
O estudo é feito sobre produtos colocados no mercado, perfeitamente identificados pela
marcação CE, e demonstrará a importância do processo de selecção da argamassa em
função da solicitação.
2. DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS USADOS
A descrição adoptada para a caracterização dos materiais avaliados corresponde à
indicada nos sacos e é relativa aos dados para marcação CE. Por questões óbvias de
discrição, os materiais serão definidos pelas letras A, B e C. A tabela 1 apresenta a
caracterização, segundo as declarações de conformidade, para cada material:
Tabela 1. Correspondência entre o produto avaliado e a classificação indicada na
declaração de conformidade (PND: parâmetro não determinado).
Produto
Classificação
A
C1 (após calor:PND)
B
C1TE
C
C2TE
Os ensaios foram realizados sobre placas de betão da marca “Antonniazzi” com um grau
de absorção no intervalo 0.5-1.5ml, de acordo com a norma de ensaio EN 1323.
Usaram-se ladrilhos cerâmicos com 25cm2 de área e com absorção de água de 0.20%
(Wincklemans), 1.94% (Cinca) e 16% (Aleluia). Todas as peças usadas apresentaram uma
superfície de aderência perfeitamente plana. Em todos os casos, foram confirmados estes
valores por realização do ensaio preconizado por [8].
3. ENSAIOS REALIZADOS
3.1 Lista de ensaios
Para a caracterização do comportamento dos cimentos-cola indicados, procedeu-se
exclusivamente à determinação da aderência por tracção perpendicular.
Numa primeira fase, fez-se a caracterização, de acordo com os ensaios da norma EN
12004, de forma a garantir a conformidade do material do saco com o descrito na
declaração de conformidade do mesmo. Numa segunda fase, procedeu-se ao estudo dos
parâmetros indicados abaixo, o que implicou algumas alterações relativamente à mesma
norma.
3.2. Parâmetros considerados
Os parâmetros avaliados foram a porosidade da peça cerâmica e a acção das temperaturas
elevadas. A variação destes parâmetros foi considerando as situações mais usuais na
aplicação real.
No caso da porosidade da peça cerâmica, fez-se a variação para 0.20, 1.94 e 16%.
Adicionalmente, o estudo consistiu na determinação da aderência por tracção
perpendicular em função do tempo de espera para colocação das peças cerâmicas, a saber,
5´, 10´, 15´, 20´, 30´ e 40´. No caso em que os parâmetros são, simultaneamente, 16% e
30´, tem-se o equivalente ao ensaio da norma EN 1346, referente à determinação do
tempo aberto alongado de um cimento-cola; adicionalmente, no caso em que se conjugam,
simultaneamente, 0.20% e 5´, tem-se o equivalente ao ensaio EN 1348 que determina a
aderência inicial de um cimento-cola.
Relativamente à acção das temperaturas elevadas, fez-se o estudo segundo o seguinte
método:
14 dias (22ºC)+ 14dias (T=x)+ 1 dia (22ºC), onde x= 22ºC; 50ºC; 70ºC; 100ºC; 200ºC.
No caso em que x=70ºC tem-se o equivalente à norma EN1348 que determina a acção da
temperatura sobre a aderência de um cimento-cola uma vez que, neste caso, o ensaio foi
executado apenas com peças de absorção de 0.2%. Por último, fez-se a determinação da
aderência a quente, isto é, sem o dia de arrefecimento indicado acima.
4. RESULTADOS
4.1. Propriedades dos substratos e dos ladrilhos cerâmicos
A tabela 2 apresenta os resultados obtidos relativamente à determinação de absorção de
água do substrato usado e das peças cerâmicas utilizadas.
Tabela 2. Resultados de absorção de água para o substrato e ladrilhos utilizados.
Material
Substracto
Ladrilho
Ladrilho
Ladrilho
“Antoniazzi”
“wincklemans” “CINCA” “ALELUIA”
0.9
------Absorção
segundo EN1323
(cm3)
--0.20
1.94
16.0
Absorção
segundo [8] (%)
4.2. Aplicação dos ensaios da norma 12004 requeridos para marcação CE
Os ensaios foram realizados segundo o preconizado pelas normas EN 1346 e EN 1348. Na
tabela 3, apresentam-se os resultados obtidos relativamente à aderência inicial, após acção
do calor, após imersão em água, após ciclos gelo-degelo e avaliação do tempo aberto das
argamassas.
Tabela 3. Resultados obtidos para a determinação da aderência inicial, tempo aberto, após
acção do calor, após imersão e após ciclos gelo-degelo.
Aderência (N/mm2)
Produto A
Produto B
Produto C
0.63
1.00
1.78
Inicial (28 dias)
0.06
0.50
0.59
Tempo aberto (30´)
0.05
1.25
2.48
Acção calor
0.50
0.80
1.00
Após imersão
0.50
0.82
1.00
Após gelo-degelo
4.3. Variação da porosidade da peça cerâmica
A variação deste parâmetro foi realizada apenas para os produtos A e C. A determinação
dos valores de aderência foi de acordo com o método preconizado pela norma EN 1346,
com a variação do tempo de espera para colocação das peças cerâmicas e em função de
diferentes porosidades.
Os resultados obtidos estão indicados nas tabelas 4 e 5, respectivamente, referentes aos
produtos A e C.
Tabela 4. Resultados relativos à aderência por tracção perpendicular (N/mm2), para o
produto A, em função da porosidade da peça cerâmica e do tempo de espera para
aplicação.
Porosidade (%)
Tempo (min)
5
10
15
20
30
40
0.20
0.63
0.65
0.36
0.16
0.06
0.10
1.94
1.08
1.15
0.73
0.48
0.21
0.04
16.0
1.18
1.12
0.65
0.59
0.29
0.04
Tabela 5. Resultados relativos à aderência por tracção perpendicular (N/mm2), para o
produto C, em função da porosidade da peça cerâmica e do tempo de espera para
aplicação.
Tempo (min)
Porosidade (%)
5
10
15
20
30
40
0.20
1.78
1.31
1.14
0.98
0.59
0.32
1.94
2.44
1.91
1.63
1.06
0.75
0.42
16.0
2.40
1.94
1.85
1.52
0.94
0.42
A figura 1 representa a variação dos valores de aderência por tracção perpendicular, em
função do tempo e da porosidade, respectivamente, para o produto A e produto C.
Para cada caso, considera-se o valor de 0.5 N/mm2 como o mínimo admissível por se
entender que, abaixo desta medida, o sistema não será capaz de realizar, nas condições
mínimas de segurança, uma fixação aceitável [7,9].
1,3
2,6
P=0.20%
P=1.94%
P=16.0%
1,2
1,1
2,2
1,0
2,0
2
2
Aderência (N/mm )
0,9
Aderência (N/mm )
P=0.20%
P=1.94%
P=16.0%
2,4
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,2
0,1
0,4
Produto A
0,0
Produto C
0,2
0
5
10
15
20
25
Tempo (min)
30
35
40
45
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tempo (min)
Figura 1. Variação da aderência em função da porosidade da peça cerâmica e do tempo,
para os produtos A e C.
4.4. Efeito das temperaturas elevadas
Na tabela 6 e figura 2, apresenta-se a variação dos valores de aderência por tracção
perpendicular, para os produtos A, B e C, em função da temperatura de sujeição dos
provetes. Por outro lado, a tabela 7 apresenta os resultados relativos à medição no estado
quente, isto é, com a determinação da aderência logo após a saída da estufa (este ensaio
foi realizado apenas para uma temperatura de 70ºC).
Tabela 6. Resultados relativos à aderência, para os produtos A, B e C, em função da
temperatura de cura dos provetes.
Temperatura (ºC)
Produto A
Produto B
Produto C
22
0.69
0.90
1.44
50
0.08
1.11
2.17
70
0.05
1.25
2.48
100
0.09
1.10
1.90
200
0.04
0.01
0.01
Tabela 7. Resultados relativos à aderência após saída de estufa a 70ºC (estado quente),
para os produtos A, B e C.
Produto
Produto A
Produto B
Produto C
0.29
1.03
1.24
Aderência (N/mm2)
Produto A
Produto B
Produto C
2,5
2
Aderência (N/mm )
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Temperatura (ºC)
Figura 2. Variação da aderência em função da temperatura de exposição dos provetes,
relativamente aos produtos A, B e C.
5. DISCUSSÃO DE RESULTADOS
Os dados da tabela 2 confirmam a homogeneidade dos valores de absorção de água para
os diferentes acessórios usados na determinação da aderência. De facto, trata-se de uma
condição indispensável para a obtenção de resultados com maior fiabilidade de
interpretação considerando que trabalhos em paralelo têm demonstrado a influência que
estes parâmetros podem apresentar sobre a repetibilidade e reprodutibilidade de resultados
[10]. Adicionalmente, os dados da tabela 3 confirmam o indicado pelas respectivas
declarações de conformidade dos produtos em análise.
A partir da análise das tabelas 4 e 5, observa-se que o valor da aderência decresce em
função do tempo de espera para aplicação do ladrilho cerâmico. O decréscimo é
observado para qualquer porosidade estudada.
Pela análise da figura 1, verifica-se que os valores obtidos, relativamente ao produto A,
revelam maior proximidade entre os ladrilhos com porosidades de 1.94% e 16%. Por
outro lado, no que se refere ao produto C, tal tendência de aproximação é observada
apenas até um tempo de 15 minutos, instante a partir do qual, se observa maior
proximidade de valores entre porosidades de 0.20% e 1.94%. Em adição, verifica-se, para
os dois produtos, maior proximidade de valores, para todos os graus de porosidade, a
partir do instante igual a 30 minutos.
Considerando os limites mínimos de aderência, razoáveis de aceitação de colagem em
fachada, observa-se que o produto A apresenta graves deficiências a partir do intervalo de
tempo [15´-20´] por apresentar valores claramente abaixo de 0.5N/mm2, mesmo para
peças cerâmicas de elevada absorção. Por outro lado, o produto C apresenta, para qualquer
grau de porosidade, um tempo aceitável de aplicação até 30 minutos.
Estes valores dão evidência de que o produto C apresenta, no que se refere ao tempo
disponível para trabalhar em obra, maiores probabilidades de sucesso na realização do
processo de fixação.
A temperatura de ensaio apresenta-se, segundo a análise das tabelas 6 e 7, como factor
preponderante no resultado final de aderência. Esta preponderância toma mais impacto se
consideramos que uma fachada é uma zona exposta ao exterior e, portanto, em
permanente contacto com os raios solares. Alguns estudos indicam que a temperatura de
uma fachada pode atingir temperaturas acima de 70ºC [11], pelo que o conhecimento do
comportamento dos materiais a estas solicitações é de vital importância para um correcto
desempenho dos mesmos.
Assim, pela análise da tabela 6 e figura 2, verifica-se que o produto A é fortemente
afectado pela sujeição a temperaturas acima dos 22ºC, sugerindo que a ligação que lhe é
característica é predominantemente hidráulica. De facto, temperaturas acima de 50ºC
implicam valores de aderência muito reduzidos perdendo, deste modo, qualquer garantia
de sucesso na colagem de peças de porosidade inferior a 5% em fachadas. Por outro lado,
os produtos B e C apresentam significativos valores de aderência após exposição a
temperaturas até 100ºC sugerindo ligações químicas, fornecidas por polímeros, em
complemento com ligações hidráulicas próprias do cimento. Adicionalmente, verifica-se
que os valores de aderência inclusive aumentam em função da temperatura, até valores de
70ºC.
Contudo, para temperaturas superiores, observa-se uma diminuição das aderências,
evidenciando a degradação progressiva do material polimérico até se atingir a sua
extinção, indicada pelos resultados obtidos a 200ºC, onde tais adquirem grandezas
semelhantes ao produto A.
Os dados apresentados na tabela 7, indicam que temperaturas até 70ºC não degradam o
polímero. Antes, dever-lhe-ão alterar o seu estado físico, uma vez que se observam
valores de aderência inferiores aos valores obtidos após arrefecimento (tabela 6),
evidenciando um comportamento termo-plástico da resina [12]. Portanto, considerando
este parâmetro, relativo à acção de temperaturas elevadas, os produtos B e C apresentamse como materiais com bom comportamento, sendo, deste modo, opção de escolha para
um trabalho correcto em fachada.
6. CONCLUSÕES
Os resultados obtidos reflectem uma clara inadaptação, para a colagem em fachadas, do
produto A. Na base desta afirmação estão a sua incapacidade de resistir a temperaturas na
ordem dos 70ºC e na apresentação de um tempo aberto, após 30´, muito baixo.
Adicionalmente, a colagem de peças com maior grau de exigência, como porosidades
mais baixas, revelou-se bastante inaceitável considerando o nível de resultados obtidos.
Por outro lado, o produto B foi apenas avaliado na sua resistência às temperaturas
elevadas onde os resultados obtidos são aceitáveis para a colagem em fachadas. Porém, os
dados relativos à marcação CE revelam alguma preocupação no que se refere aos valores
obtidos após imersão em água, pelo que a sua utilização em fachadas deverá ser alvo de
estudos mais detalhados.
Por último, o produto C, no que respeita aos parâmetros considerados, revela-se como
uma opção viável para a aplicação em fachadas, em primeiro por se compatibilizar com
todas as peças cerâmicas estudadas, de diferentes porosidades, em segundo por apresentar
muito boa resistência à acção de temperaturas elevadas, em terceiro por apresentar um
tempo aberto acima de 30´ e, finalmente, por apresentar um conjunto de valores no que
respeita as outras propriedades da norma, acima dos limites mínimos estabelecidos pela
mesma.
Esta sequência de testes e avaliação de parâmetros deve representar a base de uma
metodologia para aplicação correcta e segura de cerâmica em fachadas. Não obstante,
outros parâmetros são imperativos de análise, entre os quais:
1. A resistência a temperaturas baixas;
2. A durabilidade dos sistemas;
3. O enquadramento da obra/fachada no que respeita a situações particulares
(tensões existentes; tipo e frequência de solicitações; exposição solar; etc.);
4. Dimensões, forma, rugosidade da superfície de aderência e outras propriedades
dos materiais cerâmicos;
5. A relação com as juntas;
6. O grau de deformação ou flexibilidade exigido.
A análise destas condicionantes implica necessariamente todos os envolvidos no processo
de execução da fachada. No entanto, realcem-se os dois primeiros itens, que dependem da
responsabilidade de fabricantes, e que constituem exemplos da necessidade de maior
investimento na investigação sobre o comportamento dos materiais de forma a diminuir,
sobretudo, erros a nível de recomendações.
7. BIBLIOGRAFIA
[1] Veleoso, A. Barros; Almasque, Isabel. Azulejos de fachada em Lisboa-in Revista
Municipal, 1983-1985.
[2] Loureiro, J.C. O azulejo, possibilidade da sua reintegração na arquitectura
portuguesa. Porto, 1962.
[3] Freitas, V.P.; Sousa, A. V.S.; Silva, J.A.R.M. Manual de aplicação de revestimentos
cerâmicos, Coimbra, Março 2003.
[4] Lucas, J. C.; Abreu, M. Patologia e reabilitação das construções. Edifícios.
Revestimentos cerâmicos colados. Descolamento. Relatório 367/03-N.C.M. Lisboa,
LNEC, Novembro 2003.
[5] Abreu, M. Descolamento e fendilhação em revestimentos cerâmicos. 3º Encore,
LNEC, Lisboa, Maio 2003, pp. 1801-1090.
[6] CE marking for mortars, EMO, www.euromortar.com (acesso de 25/05/05).
[7] Sá, A. M. Vaz de Durabilidade de cimentos-cola em revestimentos cerâmicos
aderentes a fachadas. Dissertação para obtenção do grau de Mestre em construção de
edifícios, FEUP, Porto, Janeiro 2005.
[8] ISO 10545-3 – Determinação da absorção de água – peças cerâmicas.
[9] Brigitte, B. Une certification CSTBat pour les colles à carrelage. CSTB magazine,
132, Novembre-Decembre 2000.
[10] Silva, L. ; Colin, G ; Almeida, V. de; Abrantes, L. Avaliação da repetibilidade e
reprodutibilidade dos ensaios referentes à norma EN 12004 para cimentos-cola. Trabalho
submetido ao Congresso de argamassas, APFAC, Lisboa, Novembro 2005.
[11] Jornada Técnica de ITE. Wacker specialties, Barcelona, Outubro 2004.
[12] Cowie, J.M.G., Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, Intertext
Books, Stirling, 1973.