Argamassa Térmica Utilizando Vermiculita Expandida e Borracha Reciclada de Pneus



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Argamassa Térmica Utilizando Vermiculita Expandida e Borracha Reciclada de Pneus

CINTRA, C.L.C. a*, PAIVA, A. E. M. b BALDO J.BCc.



a*RUA H QUADRA 15 CASA 04 PARQUE ATENAS

65072- 470 - SÃO LUIS - MARANHÃO



cynthia@ifma.edu.br;cynthia.cintra@oi.com.br

aDepartamento de Construção Civil do Instituto Federal do Maranhão

b Departamento de Mecânica e Materiais do Instituto Federal do Maranhão

c Departamento de Engenharia de Materiais da Univ. Federal de São Carlos

RESUMO

A utilização da vermiculita expandida em argamassas tradicionais tem sido alvo de muitas pesquisas nos últimos anos devido a sua excelente característica de isolamento térmico. No entanto, a incorporação da borracha reciclada de pneus numa argamassa de vermiculita expandida confere a esta além da melhoria do isolamento térmico, a sustentabilidade e a preocupação ambiental. Neste trabalho foi estudada uma argamassa a base de vermiculita expandida e borracha reciclada de pneus. Foram analisadas a densidade de massa (teórica, experimental e aparente), a condutividade térmica por meio da técnica do fio quente cruzado (DIN 52.046) e a resistência á compressão. Os resultados obtidos dos ensaios de densidade aparente (NBR 13.280) e condutividade térmica foram 50% e 75% respectivamente menores do que as das argamassas tradicionais e industrializadas. Mesmo a resistência mecânica da argamassa contendo vermiculita expandida com borracha reciclada de pneus ter sido inferior à da argamassa tradicional, ainda é classificada como argamassa do Tipo I conforme a NBR 13281.


Palavras-chave: vermiculita expandida, borracha reciclada de pneus, argamassa.
INTRODUÇÃO
A evolução tecnológica tem exigido cada vez mais o desenvolvimento de materiais para a construção civil, especificamente a argamassa para revestimento utilizado nas edificações. Os revestimentos e acabamentos das paredes constituem parte significativa do material que compõe os nossos edifícios e desempenham um papel importantíssimo no seu comportamento, já que assegura a proteção das mesmas quando expostos, quer às ações climáticas, quer às ações mecânicas e, ainda, às ações ambientais.

Um dos revestimentos tradicionais que continua muito presente nos nossos edifícios é o revestimento à base de argamassas (1). A argamassa usada como revestimento, tem como principal função proteger os elementos de vedação dos edifícios da ação de agentes agressivos, conferindo isolamento termo-acústico e a estanqueidade à água e aos gases, regularizando a superfície de vedação para receber outros revestimentos e o acabamento final(1). Nesse sentido, tem-se observado, cada vez mais, a aposta na introdução de novos constituintes na sua composição com o objetivo de conseguir melhorar o seu comportamento e contribuir para um adequado conforto térmico nas edificações.

Sendo assim, o uso da borracha reciclada de pneus tem entre outros fatores a finalidade de agregar à argamassa o caráter da sustentabilidade e a preocupação ambiental. Já a vermiculita, como material cerâmico devido às suas características químico/mineralógicas/estruturais, agrega propriedades interessantes tais como: ausência de toxidez, incombustibilidade, capacidade de absorção de líquidos, lubrificante para altas temperaturas, isolante térmico e acústico. Destas as duas últimas, indicam um grande potencial de uso como agregado em isolamentos refratários para temperaturas até 1000°C e na construção civil, tanto na forma de produtos acabados (placas, painéis dentre outros) como monolíticos (argamassas, enchimentos, recobrimentos) (2).

Para que uma argamassa cumpra as suas funções adequadamente ela necessita ter algumas propriedades especificas (1), tanto no estado fresco como no endurecido. Dessa forma, foi desenvolvida uma argamassa de revestimento para alvenaria, composta de vermiculita expandida e borracha reciclada de pneus, para aplicação em paredes, pisos e lajes, que apresente características adequadas de conforto térmico. O principal objetivo deste trabalho foi caracterizar o seu comportamento mecânico (quanto à resistência á compressão e a densidade de massa) e térmico.


MATERIAIS E MÉTODOS
Nesta pesquisa foram estudadas seis composições de argamassa, duas chamadas de referencia - um traço da argamassa tradicional (preparada em obra) e uma argamassa industrializada, ambas já amplamente utilizadas na construção civil; dois traços de argamassa utilizando além do cimento, a cal, areia e a vermiculita expandida e dois traços incluindo na argamassa tradicional a vermiculita expandida a borracha reciclada de pneus, segundo metodologia adotada por Segre(3). A Tab.1 mostra os materiais e seus respectivos percentuais utilizados nas composições estudadas. Foram adicionadas as composições o Sulfotan em pó (ligante, defloculante) para contribuir com a trabalhabilidade e a Microsilica com a finalidade de aumentar a resistência das novas argamassas.
Tabela 1: Composições das argamassas utilizadas

COMPOSIÇÃO

TA 1

(%)


TA 2

(%)


TA 3

(%)


TA 4

(%)


ARGAMASSA

INDUSTRIAL(%)



ARGAMASSA

TRADICIONAL(%)



CIMENTO

25

30

25

20




8,5

CAL

15

10

20

15




9,5

AREIA

27

12

12

28




82

VERMICULITA

20

12

40

34




-

BOR.GROSSA

7

18

-

-




-

BOR. FINA

3

15

-

-




-

MICROSSILICA

3

3

3

3




-

SULFOTAN

0,3

0,3

0,3

0,3




-

H20

50

40

80

70

18

16

Os corpos de prova das argamassas foram confeccionados misturando-se primeiramente a seco os materiais. Colocou-se em um misturador planetário conforme determinação da NBR 13279(4), em seguida colocou-se a água previamente medida e continuou-se misturando para posterior moldagem. Os corpos de provas foram moldados em moldes cilíndricos confeccionados de PVC com base de madeira, medindo 0,50 mm x 100 mm e também em moldes metálicos quadrados de 150mm x150 mm x 25mm.

O coeficiente de condutividade térmica do material foi medido conforme a norma a DIN 51046, utilizando-se o Método do Fio Quente Cruzado (5).

Os ensaios de Resistência à Compressão foram realizados segundo a NBR 13279(4), sendo que os corpos de prova foram rompidos utilizando uma Máquina de ensaio mecânico EMIC Modelo DL 10.000.

As densidades de massa aparente dos corpos de prova foram calculadas utilizando a NBR 13280 (6), pesaram-se os corpos de provas, calculam-se os volumes dos mesmos e posteriormente calcular-se a razão da massa pelo volume.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Tab.2 mostra os resultados dos ensaios de densidade de massa aparente para as formulações estudas e pode-se observar que a argamassas TA1, TA2, TA3, TA4 apresentaram densidade de massa aproximadamente 50% em relação aos valores das referencias. Isto mostra que a substituição parcial da areia por vermiculita e borracha influenciou fortemente na diminuição da densidade das massas por possuírem menor massa especifica aparente que a areia.


Tabela 2 :Média das Densidade de Massa - NBR 13280 (6)

ARGAMASSA

CIMENTO CPII (gr/cm3) - MÉDIA

TA 1

0,80

TA 2

1,05

TA 3

0,65

TA 4

0,78

ARG.TRADICIONAL

1,91

ARG.INDUSTRIAL

1,78

A Tab. 3 mostra os resultados dos ensaios de Resistência a Compressão das argamassas estudadas. Pode-se observar que as argamassas de referencias apresentaram resistência à compressão superior às novas composições, como esperado.


Tabela 3 : Resistência à compressão - NBR 13279 (4)

ARGAMASSA

Resistência á Compressão MPa -CPII

TA 1

1,34

TA 2

1,44

TA 3

1,36

TA 4

1,25

ARG.TRADICIONAL

3,53

ARG.INDUSTRIAL

5,01

Na Tab.4 pode-se observar os resultados dos ensaios de condutividade térmica das 6 (seis) composições e pode-se notar que as composições com vermiculita expandida e borracha reciclada de pneus apresentaram condutividade térmica bem menor que as argamassas de referencias. Isto mostra que estes materiais contribuíram fortemente para diminuir a condutividade térmica dessas argamassas por influenciarem na diminuição da densidade de massa delas.


Tabela 4:Condutividade Térmica - DIN 51046



ARGAMASSA

Condutividade Térmica (W/mK)

TA 1

0,338

TA 2

O,388

TA 3

0,383

TA 4

0,349

ARG.TRADICIONAL

2,137

ARG.INDUSTRIAL

1,550

A Fig. 1 mostra os resultados da relação entre a condutividade térmica e a densidade de massa aparente das diferentes composições estudadas.

Figura 1 :Relação entre a condutividade térmica e a densidade de massa aparente das diferentes composições


Na Fig.1 observa-se que as argamassas com vermiculita expandida e borracha reciclada de pneus apresentaram uma densidade aparente menor do que as composições que foram acrescentadas apenas a vermiculita, enquanto que os valores da condutividade térmica das 4 (quatro) composições ( TA1,TA2,TA3 e TA4) apresentaram poucas variações tanto na densidade aparente quanto na condutividade térmica, onde os resultados foram bem menores comparados às composições de referencias.

A Fig. 2 mostra a relação entre a condutividade térmica e a resistência á compressão das diferentes composições. Fazendo-se uma comparação entre a condutividade térmica e a resistência á compressão, constata-se que as argamassas (TA1, TA2, TA3 e TA4), apresentaram resistência à compressão menor que as argamassas de referencia. Entretanto, estes resultados ainda estão classificados, segundo a NBR 13281(7), como argamassas do tipo I, ou seja, argamassas com resistência a compressão entre 0,1e 4,0 Mpa.



Figura 2: Relação entre a condutividade térmica e a resistência á compressão das diferentes composições


A Fig. 3 mostra a relação entre a resistência à compressão e a densidade de massa aparente das composições estudadas.

Figura 3 :Relação entre a resistência á compressão e a densidade de massa aparente da diferentes composições.


Quando se estuda a relação densidade de massa aparente e a resistência á compressão nota-se que a argamassa T3 foi a que apresentou menor densidade aparente, entretanto não foi a que apresentou a menor resistência á compressão. Isto mostra que a não incorporação da borracha nesta composição favoreceu para essas características, mas nada que comprometa a aplicação desta argamassa nas paredes como revestimento.
CONCLUSÕES

Foram estudados neste trabalho materiais na busca de revestimento alternativos que atendam as determinações das normas da ABNT.

Com a substituição de um percentual de agregados pela vermiculita e pela borracha reciclada de pneus as 4 (quatro) argamassas analisadas tiveram resultados satisfatórios quanto a resistência mecânica, muito embora as argamassas de referências aprestem resultados superiores que as 4 composições estudadas.

Os valores dos ensaios de resistência á compressão menores já eram esperados, pois a vermiculita é um agregado leve, de baixa resistência e quando utilizada, promoveu um aumento no teor de ar na argamassa, fato que foi observado pelos resultados dos ensaios de densidade de massa aparente.

Foram obtidos bons resultados com as argamassas com vermiculita quanto ao desempenho térmico, pois obtiveram valores de até 75% menores do que as argamassas de referências.

A vermiculita se mostrou um componente com características compatíveis para ser usada nas argamassas para revestimento nas edificações.


REFERÊNCIAS
(1) SILVA, FRANCISCO GABRIEL SANTOS. Proposta de Metodologias Experimentais Auxiliares à Especificações e Controle de Propriedades Físico–Mecânicas do Revestimentos em Argamassa. 2006, 187p .Tese (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) - Departamento de Engenharia Civil e Ambiental,Universidade de Brasília, Brasília..

(2) PESSATTO, VALDA GOMES MENDONÇA. Estudo das Argamassas e Revestimentos contendo Vermiculita, 2005, 212 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás. Goiânia, Goiais.

(3) SEGRE,N.JOEKES.I.Use of Tire Rubber particles as addition to ement Paste.Cement and Concrete Research nº 30,p.1421-1425,2000.

(4) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR13279. Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e

tetos - Determinação da resistência à compressão,1995

(5) SANTOS, WILSON NUNES DOS. Métodos transientes de troca de calor na determinação das propriedades térmicas de materiais cerâmicos: II - o método do fio quente.Disponível em www.scielo.br/pdf/ce/v48n306/10684.pdf ,acesso em 01/07/2011.

(6) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 13280. Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e tetos - Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido, 1995.

(7) NBR 13281 Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos -



Requisitos,2001

Thermal Mortar using expanded vermiculite and recycled tire rubber
ABSTRACT
The use of expanded vermiculite in traditional mortar has been the target of a lot of researches in recent years due to its excellent thermal insulation characteristics. However, the incorporation of recycled tire rubber in mortar expanded vermiculite gives it not only the improvement of thermal insulation but also sustainability and environmental concern. In this work, a mortar base of expanded vermiculite and recycled rubber tires was studied. The mass density (theoretical, experimental and apparent), the thermal conductivity through the hot wire crossover technique (DIN 51 046) and the resistance to compression were deeply analyzed. The outcomes of the tests of bulk density (NBR 13280) and thermal conductivity were 50% and 25% respectively, less than those of the traditional or industrialized mortar. Even though the mechanical resistance of the mortar with expanded vermiculite and recycled tire rubber was lower than that of the traditional mortar, it is still classified as Type I mortar according to NBR 13281.
Key-words: expanded vermiculite, recycled rubber tires, mortar.

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