Traços de Argamassa com Vermiculita Expandida para Preenchimento de Painéis Sanduíche de Concreto

Campos, H.S.V.1; Tenório, H.O.2; Araújo, D.L.3

1. helemsinara@bol.com.br 2. helentenory@yahoo.com 3. dlaraujo@eec.ufg.br

Escola de Engenharia Civil

O emprego de estruturas pré-moldadas de concreto permite a redução do tempo total de construção das edificações. Entretanto, a elevada massa específica do concreto exige equipamentos com alta capacidade para içamento das peças, o que resulta em um aumento do custo de montagem da estrutura. Este custo pode ser reduzido se forem empregados materiais com menor massa específica na confecção das peças pré-moldadas. O objetivo deste trabalho é a determinação de traços de argamassa contendo Vermiculita Expandida como agregado para serem usados como elemento de enchimento em painéis pré-moldados tipo sanduíche. Foi desenvolvida uma metodologia própria para o cálculo de traços com Vermiculita Expandida, na qual se parte de uma mistura com 100% de Vermiculita Expandida e, a partir desta mistura, são feitas substituições da Vermiculita Expandida por areia em volume. Foram estudados 5 traços de argamassa, tendo sido determinadas as propriedades mecânicas, a massa específica, a absorção e a condutividade térmica dos traços. A partir dos resultados verificou-se que a argamassa com Vermiculita Expandida possui resistência mecânica adequada para aplicação como elemento de enchimento em painéis sanduíche, apresentando maior isolamento térmico e menor massa específica que o concreto convencional.

Palavras-chave: painéis sanduíche, concreto leve, Vermiculita Expandida

  1. INTRODUÇÃO
  2. Atualmente, algumas obras têm optado pela utilização de elementos pré-moldados de concreto por reduzirem o tempo total de construção e pelo fato desses elementos serem de boa qualidade. Uma das dificuldades da disseminação do emprego de elementos estruturais pré-moldados é que eles necessitam de equipamentos de capacidade de içamento elevada, devido ao elevado peso específico do concreto, o que encarece a obra. Em vista disto, o uso de elementos pré-moldados de concreto leve, pode proporcionar benefícios em termos de cargas menores a serem suportadas pelas seções transversais, redução no tamanho das fundações e um bom isolamento térmico. O concreto leve é obtido a partir de agregados leves, como a Vermiculita Expandida, que é um mineral pertencente à família das argilas micácias hidratadas magnesianas. Dentre os vários tipos de elementos pré-moldados existentes, os painéis mostram-se adequados para a aplicação de concretos leves devido às suas elevadas dimensões. Em particular nos painéis tipo sanduíche, a Vermiculita Expandida pode ser aplicada na confecção da argamassa de preenchimento do núcleo. Em vista disso, este trabalho tem por objetivo o estudo de traços de argamassas contendo na sua composição Vermiculita Expandida para que possam ser utilizados na confecção de painéis pré moldados tipo sanduíche.

  3. METODOLOGIA
  4. Foram estudados cinco traços de argamassa. O primeiro traço consistia de uma argamassa com areia e Vermiculita Expandida e alto teor de cimento (760 kg/m3). O segundo traço consistia de uma argamassa com teor de cimento intermediário (435 kg/m3) e o terceiro traço consistia de uma argamassa apenas com areia e um baixo teor de cimento (235 kg/m3). O quarto traço correspondia a um traço com um teor intermediário de cimento e, inicialmente, apenas com Vermiculita Expandida que foi parcialmente substituída por areia. O quinto traço foi uma repetição do quarto, com fator água/cimento ligeiramente reduzido.

    O traços com 100% de Vermiculita Expandida foram utilizados como referência para determinar as novas quantidades de materiais utilizados nos traços seguintes. Optou-se por começar o estudo da substituição pela maior quantidade de Vermiculita Expandida (100%) de modo que a relação água/cimento fosse mantida constante nos demais traços. Além disso, verificou-se não ser possível utilizar como referência um traço sem Vermiculita Expandida e a partir daí realizar a substituição da areia, uma vez que a adição de Vermiculita Expandida sempre desagregava a mistura.

    Uma das maiores dificuldades na dosagem de concretos e argamassas com agregado leve é a alta absorção de água pelo agregado. Normalmente este problema é resolvido saturando o agregado antes da mistura. No caso da Vermiculita, que possui elevada taxa de absorção de água, tentou-se equacionar o problema da dosagem adotando uma massa específica fictícia que leva em conta a absorção de parte da água da mistura pela Vermiculita Expandida. Esta massa específica foi obtida a partir do conhecimento do peso dos materiais, do volume de ar incorporado à mistura e de sua massa específica. De posse deste valor, foi possível determinar a porcentagem de Vermiculita em relação ao volume total de agregado miúdo.

    Para cada traço foram determinadas as propriedades da argamassa no estado fresco (índice de consistência, massa específica aparente e ar incorporado)e no estado endurecido (resistências à compressão e à tração, módulo de elasticidade, massa específica, absorção e condutividade térmica).

  5. RESULTADOS
  6. A massa específica fictícia da Vermiculita Expandida variou entre 0,64 e 1,49, constatando-se que há uma tendência de aumento da massa específica fictícia da Vermiculita Expandida com o aumento do volume de nata, ou seja, com o aumento do consumo de cimento mais água. Esta tendência pode ser explicada pelo fato da maior disponibilidade de água na mistura resultar numa maior absorção da Vermiculita Expandida. As argamassas com Vermiculita Expandida apresentaram consumo de cimento superiores a 400 kg/m³, o que está de acordo com a literatura (Neville, 1997) que recomenda este valor como consumo mínimo em concretos e argamassas leves.

    Foi observada uma redução da resistência à compressão da argamassa com o aumento da porcentagem da Vermiculita em todas as idades analisadas. O emprego de 100% de Vermiculita reduziu a resistência à compressão em 40% quando comparado ao traço sem Vermiculita. Entretanto, a variação da resistência quando o volume de Vermiculita variou de 35% a 100% foi pequena (» 20%). Isso sugere o emprego de argamassas com volume elevado de Vermiculita, uma vez que nestes casos há uma significativa redução da massa específica com pequena variação da resistência. De forma semelhante ao observado na compressão, a adição de Vermiculita também reduziu a resistência à tração indireta da argamassa. Esta redução, entretanto, foi menor que a observada na compressão. Como era esperado, o módulo de elasticidade foi influenciado pela resistência à compressão, porém a taxa de redução foi superior à observada na compressão, o que evidencia a influência da rigidez do agregado no módulo de elasticidade. Os valores obtidos foram comparados com o módulo de elasticidade avaliado pela expressão do ACI 523.3R-93 - Ec = gseco1,5 x 0,043Ö fcm - que leva em consideração a massa específica do concreto (ACI, 1994). Notou-se que, em média, os valores experimentais são 30% superiores aos avaliados por esta expressão, com exceção do traço com 100% de Vermiculita que apresentou valores cerca de 50% superiores. Isto mostra que esta expressão pode ser usada como primeira avaliação do módulo de elasticidade das argamassas apesar dela ser recomendada apenas para concretos com massa específica acima de 1440 kg/m³. A absorção atingiu 70% nos traços com 100% de Vermiculita. Esta elevada absorção, típica da Vermiculita, proporcionou uma diferença significativa entre a massa unitária e a massa específica aparente (gseco) para elevados volumes de Vermiculita (redução de 1095 kg/m³ para 610 kg/m³ após 28 dias). A condutividade térmica também foi reduzida com a adição de Vermiculita. O menor valor obtido foi de 0,878 W/mºC correspondente a uma argamassa com 100% de Vermiculita e gseco de 610 kg/m³. Este valor ainda é mais de três vezes superior ao valor de 0,26 W/mºC recomendado pelo ACI 523.3R-93 para concretos isolantes com massa específica em torno de 800 kg/m³. Isto sugere que esta granulometria de Vermiculita não é tão eficiente para isolação como outros agregados leves.

  7. CONCLUSÕES

  1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

American Concrete Institute ACI 523.3R-93: Guide for cellular concretes above 50 pcf, and for aggregate concretes above 50 pcf with compressive strengths less than 2500 psi. ACI Manual of Concrete Practice, Part 5. Detroit, Michigan, 1994.

Neville, A. M. Propriedades do Concreto. 2. ed. São Paulo: Editora PINI, 1997.787 p.

Financiamento: CNPq , Furnas Centrais Elétricas S.A. e SECTEC/GO