A correcta utilização de argamassas de reparação requer que haja uma combinação adequada das suas propriedades e dimensões, sendo o objectivo evitar que a estrutura se continue a degradar, permitir um bom acabamento final e restaurar a parte estrutural da obra.
As argamassas devem ser classificadas em:
Argamassas de reparação estrutural - são aplicadas de modo a substituir o betão degradado e a permitir que o betão volte a obter as suas características estruturais e de durabilidade;
Argamassas de reparação não estrutural – são aplicadas na estrutura de betão com o objectivo de restituir a geometria e estética.
Deve escolher-se a argamassa de acordo com as condições de utilização e com o objectivo desejado pelo utilizador.
As propriedades mecânicas da argamassa, a durabilidade, a permeabilidade à água, a resistência a taques químicos, a trabalhabilidade e aderência ao material original são importantes para avaliar o seu desempenho (figura 27).
Fig. 27 Factores a considerar numa reparação estrutural em betão armado (Correia,2004)
Critérios de selecção:
Retracção
A retracção (figura 28) por secagem pode provocar fendilhação, perda da capacidade de carga e má aparência. A perda de água vai diminuindo o volume da argamassa de reparação à medida que o processo de secagem se desenvolve, sendo restringida a ligação ao suporte, provocando tensões internas de tração.
Fig. 28 Retracção (Correia,2004)
Aderência
Deve-se escorar as peças antes da sua reparação. De modo a evitar que o novo material não absorva nenhuma parcela de carregamento estático já existente.
Os materiais devem possuir baixa fluência e ter módulos de elasticidade semelhantes. Devido ao carregamento podem ocorrer problemas de sobrecarga ou fluência e além disso a ligação do material de reparação ao suporte pode originar levantamento, delaminação, etc.
Humidade
Alterações de humidade interna podem provocar tensões retracção.
Gases atmosféricos
Constituintes das argamassas:
Ligante – agente aglomerante que liga as cargas e os agregados, formando um material composto;
Agregados finos – Melhoram as propriedades mecânicas, reduzem a retracção e melhoram a resistência à abrasão;
Agregados grossos – Reduzem de uma forma mais eficaz o volume do ligante e melhoram a resistência mecânica;
Cargas – São agregados de diversas naturezas e são usados para alterar as propriedades do material;
Polímeros modificados – São usados em materiais à base de ligante inorgânico (latex, acrílico, etc);
Fibras reforçadas – São filamentos de aço ou vidro concebidas para resistir à tracção;
Modificados químicos – são diversos produtos químicos que podem funcionar como aceleradores de presa, redutores de água, plastificantes ou agentes expansivos.
Argamassas de ligantes orgânicos:
Resinas de poliéster – são constituídas por um polímero linear diluído num agente de reticulação. Apresentam baixa viscosidade e boa resistência mecânica;
Resinas epoxídicas – São constituídas por polímeros que contêm grupo epóxido (figura 29). Estas resinas não exigem acelerador, ao contrário das resinas de poliéster.
Fig. 29 Grupo epoxídico (Correia,2004)
Deve escolher-se correctamente a resina base e o iniciador, pois irá influenciar as características do material de reparação.
Têm como vantagens uma boa aderência, boa resistência à abrasão e agentes agressivos e apresentam um tempo curto de presa.
Apresentam alguns inconvenientes, tais como sensibilidade às condições de aplicação e uma cor diferente da do betão.
Adições: Destacam-se os diluentes (líquidos que diminuem a viscosidade e aumentam o volume sólido do material), flexibilizantes (aumentam a flexibilidade do material, melhorando o seu comportamento a choques), cargas (inertes de diversas naturezas que diminuem a quantidade de resina usada e melhoram as características do produto final) e os pigmentos (usados para dar cor às resinas).
Propriedades:
Antes do endurecimento: -Viscosidade;
- Tempo de utilização (intervalo de tempo após a mistura da resina base com os restantes componentes, durante o qual o material liquido é usado sem dificuldade); - Tempo de contacto (intervalo de tempo entre a aplicação da formulação nas superfícies a colar e início do endurecimento, aplicando-se apenas às formulações para colagem);
-Tempo de cura, tempo necessário para que a formulação endureça a uma determinada temperatura.
Após o endurecimento:
- Resistência mecânica varia com a formulação; - Aderência dos suportes;
- Retracção durante a presa;
- Rigidez, depende muito da formulação, da natureza das cargas e da sua percentagem. - Extensão na rotura varia entre 1,5 e 5%;
- Coeficiente de dilatação térmica, é muito superior ao dos materiais cimentícios, sendo esta a razão de apenas se aplicar em camadas finas e com pouca exposição solar;
- Resistência química, apresentam resistência à água, a ácidos não oxidantes e álcalis; - Resistência à temperatura, é maior nas resinas epoxídicas;
- Durabilidade, nas resinas epoxídicas é maior tanto na presença de água como na fadiga.
Aplicação:
As argamassas de resinas epoxídicas são usadas como argamassas de reparação em:
Reparação de pequenas espessuras (menor que 3mm);
Estruturas em que seja necessária uma cura rápida;
Zonas angulosas;
Selagem de ancoragens;
Execução e reparação de juntas de estradas.
Argamassas de ligantes inorgânicos:
Argamassa de cimento Portland – apresentam baixo custo, diminuição da adesão e fissuração;
Argamassa projectada – usada em grandes superfícies com espessuras de 5 a 20 cm;
Argamassas modificadas com polímeros – latex, dispersões aquosas de borrachas de estireno e butadieno, polímeros acrílicos, etc.
Propriedades:
Incompatibilidade dimensional – causa frequente das deficiências das reparações. A rotura dá-se por expansão exagerada devido aos agentes expansivos adicionados, dilatações térmicas seguidas de arrefecimento ou retracção excessiva;
Resistência mecânica – nas reparações estruturas a resistência mecânica tem de ser igual ou superior à do suporte;
Aderência – Esta aderência entre o material de reparação e o material base deve ser igual ou superior à resistência de tracção directa do material base;
Compatibilidade química – é essencial entre os materiais de reparação e o suporte;
Compatibilidade electroquímica – é necessário avaliar o comportamento electroquímico do betão de base e do material de reparação;
Durabilidade – deve ser boa e é um dos requisitos exigidos ao material de reparação, sendo influenciada pela porosidade, permeabilidade à água e aos gases e absorção capilar;
Aplicações:
O campo de aplicação deste tipo de argamassas vai desde o tratamento das superfícies, até à reconstituição de elementos estruturais degradados.
O processo de fabrico das argamassas em pó inicia-se com a recepção e controlo de qualidade das matérias-primas.
Ensaios:
Ensaios laboratoriais, como por exemplo teste de arranque (figura30), resistências mecânicas (figura31), determinação do módulo de elasticidade por ultra-sons (figura 32), Pull-off (figura 33), etc.
Fig. 30 Resistências mecânicas (Correia,2004)
Fig. 32Cálculo do módulo de elasticidade por ultra-sons (Correia,2004)
Fig. 33 Pull-off (Correia,2004)
Preparação da superfície:
1.Reparar a área a ser reparada; 2.Remover o betão deteriorado; 3.Preparar as fronteiras da reparação; 4.Limpar a superfície exposta do betão.
Equipamento para tratamento: O equipamento para tratamento destaque o martelo pneumático (figura 34), disco de serra (figura 35), Hidrodemolição (figura 36) e escarificadora (figura 37).
Fig. 34Martelo pneumático (Correia,2004)
Fig. 35 Disco de serra (Correia,2004)
Fig. 37 Escarificadora (Correia,2004)
Tratamento:
A reparação (figura 38) pode ser feita com recurso a uma barra suplementar na zona afectada.
Fig. 38 Tratamento (Correia,2004)
Protecção:
A protecção pode ser feita através de:
Pinturas primárias;
Revestimento;
Protecção catódica de ânodo sacrificado;
Protecção catódica por corrente impressionada;
Cobertura alcalina por slurry (dispersões poliméricas).
Colocação:
Fig. 39 Mecanismo de ligação (Correia,2004)
2.Técnicas de colocação
Alisar a superfície da argamassa com talocha
Antes de colocar a argamassa deve saturar-se o betão com água. Posteriormente a água é retirada com um jacto de ar.
O material aplicado deve ser fortemente comprimido para permitir uma boa aderência.
Após a colocação deve-se curar o betão de modo a evitar fissuração.
Fig. 40 Alisar a superfície da argamassa com talocha (Correia,2004)
Injecção:
Esta técnica (figura 41) é indicada para reparar zonas fissuradas.
Fig. 41 Injecção (Correia,2004)
Cicatrização:
É um método apenas indicado para fissuras passivas e com profundidades inferiores a 0,2 mm.
Baseia-se na carbonatação do óxido e hidróxido de cálcio do cimento que reagem com o anidrido carbónico.
Impermeabilização capilar:
Consiste na aplicação de micro-argamassas pré-doseadas que impermeabilizam a superfície.
Agrafagem:
Consiste na introdução de elementos metálicos que ficam traccionados com a expansão das fendas vivas.
Colocação por via seca:
A colocação por via seca (figura 42) Consiste no uso de argamassas projectadas contra a superfície.
Fig. 42 Colocação por via seca (Correia,2004)
Aplicação manual:
É usada para misturas de cimento, agregados finos e água.
Argamassa de reparação Sika Mono Top-618:
A argamassa de reparação Sika Mono Top-618 é uma argamassa de reparação monocomponente à base de cimento com resinas sintéticas, sílica de fumo e reforçada com fibras, para grandes espessuras.
Segundo a norma EN 1504-3 esta argamassa cumpre os requisitos da classe R3.
Requisitos de identificação:
A tabela 7 apresenta os requisitos de identificação em que o produtor deve proceder à selecção dos ensaios iniciais de identificação que podem ser usados para confirmar a composição do produto em qualquer altura.
Requisitos de desempenho:
Relativamente aos requisitos de desempenho (Tabela 8), devem ser realizados ensaios de desempenho iniciais sobre a argamassa de reparação de acordo com a tabela.
Aplicações especiais:
A tabela 9 apresenta uma lista de métodos de ensaio que podem ser usados para aplicações especiais. Estes ensaios podem ser requeridos para projectos específicos (por exemplo exposição à água do mar, condições extremas como altas ou baixas temperaturas, altas concentrações de sais).
Libertação de substâncias perigosas:
A argamassa de reparação não deve libertar substâncias perigosas para a segurança, saúde e ambiente.
Tabela 9 Métodos de ensaios para aplicações especiais (Norma EN 1504-3)
Reacção ao fogo:
O produtor deve declarar a classificação de reacção ao fogo da argamassa de reparação.
A argamassa de reparação com teor de matéria orgânica homogeneamente distribuída igual ou menor a 1% em massa ou volume devem ser classificados da Classe A1 sem mais ensaios.
A argamassa de reparação com teor de matéria orgânica homogeneamente distribuída superior a 1% em massa ou volume devem ser classificados de acordo com a EN 13501- 1 e deve ser declarada a classe de reacção ao fogo correspondente.
Utilização:
A argamassa de reparação Sika Mono Top-618 é utilizada para:
Reparação do betão;
Regularização de superfícies de betão;
Reparação de estruturas de betão armado ou pré-esforçado, deterioradas devido a corrosão ou outras causas;
Trabalhos de reabilitação. Reparação de betão em delaminação e degradado em edifícios, pontes, infraestruturas e obras de arte;
Trabalhos de reforço estrutural de betão. Aumenta a capacidade de carga da estrutura de betão por adição de argamassa.
Características:
Pronto aplicar, basta adicionar água e amassar;
Aplicação fácil;
Elevadas resistências mecânicas;
Excelente aderência à maior parte dos materiais de construção;
Projecção mecânica por via húmida;
Permite espessuras até 8cm por camada;
Não é corrosivo nem tóxico;
Classificação ao fogo A1;
Classe R3 da norma EN 1504-3.
Dados do produto:
Cor: Cinza;
Aspecto: pó;
Fornecimento: Sacos de 25 Kg;
Armazenamento e conservação: O produto conserva-se durante 6 meses a partir da data de fabrico, na embalagem original não encetada. Armazenar em local seco e ao abrigo do gelo.
Dados técnicos:
Base química: Argamassa de cimento, areias, resinas sintéticas, sílica de fumo e fibras de poliamida;
Massa volúmica: Argamassa fresca: aprox. 2,0 kg/dm3 (a+20ºC);
Granulometria: 0-8mm;
Propriedades físicas/ Mecânicas (tabela 10):
Resistência à compressão aos 28 dias: Apro. 56,6 N/mm2
Resistência à flexotracção aos 28 dias: 8-9 N/mm2
Requisitos segundo a norma EN 1504-3 Classe R3:
Tabela 10 Propriedades físico-mecânicas (Norma EN 1504-3)
Informações sobre o sistema:
Estrutura do sistema: A argamassa Sika MonoTop-618 faz parte da gama de argamassas da Sika em conformidade com a norma EN 1504, inserido no sistema:
- Sika MonoTop 910: agente de aderência e primário anticorrosivo;
- Sika MonoTop 618: argamassa de reparação para grandes espessuras – aplicação manual e por projecção;
Pormenores de aplicação:
Consumo/dosagem: Para 1 litro de argamassa fresca:
- Água: 231g;
- Sika MonoTop 618: 1835g.
Qualidade base: A superfície do betão deve apresentar-se limpa de poeiras, partículas soltas, contaminações e restos de eventuais películas que dificultem a aderência ou a penetração dos materiais de reparação. Nas armaduras, a ferrugem, lascas, argamassas, betão, poeiras e outras partículas soltas devem ser integralmente removidos. O aço deve ser decapado ao grau Sa 2 ½.
Preparação da base: O betão fraco deve ser removido através de métodos mecânicos adequados. Devem ser removidos todos os ferros de amarração, pregos e outros elementos metálicos visíveis.
A delaminação do betão é feita por um corte com disco rotativo, num ângulo de 90º-135º relativamente à superfície.
Deve garantir-se a eliminação do betão à volta da armadura numa profundidade suficiente de modo a permitir a colocação e compactação adequada do material de reparação.
A superfície da armadura deve ser preparada através de decapagem com jacto abrasivo ou decapagem com jacto de água de alta pressão (até 60 MPa).
Se as armaduras já estiveram em contacto com cloretos ou outros materiais que provocam corrosão, deverão ser lavadas com jacto de água (pressão até 18 MPa).
Geralmente não é necessário colocar um primário de aderência desde que a base seja rugosa e bem preparada.
Temperatura base: Mínima +5ºC e Máxima +30ºC;
Temperatura ambiente: Mínima +5ºC e Máxima +30ºC;
Relação da mistura: 2,75 litros de água por saco de 25 Kg;
Mistura: pode ser misturado manualmente ou usando um misturador eléctrico de baixa rotação. É necessário garantir uma mistura homogénea. Deve colocar-se a mistura num recipiente e ir adicionando o pó lentamente enquanto se mistura, misturar de forma cuidada durante pelo menos 3 minutos;
Aplicação: Esta argamassa pode ser aplicada manualmente, através de procedimentos manuais ou mecânicos. O acabamento pode fazer-se com uma esponja humedecida, talocha de madeira a partir do momento em que se tenha iniciado a presa da argamassa;
Limpeza de ferramentas: Deve limpar-se todas as ferramentas com água logo após a utilização;
Tempo de vida útil da mistura: 30-40 minutos (a+20ºC);
Importante: - Não aplicar sob luz solar directa e/ou com vento forte; - Não adicionar mais água que a dosagem recomendada;
- Aplicar apenas sobre bases sãs e correctamente preparadas;
- Não adicionar água durante o acabamento, pois causa descoloração e fissuração; - Proteger o material fresco do gelo.
Cura: Proteger a argamassa fresca da desidratação prematura;
Medidas de segurança: Usar luvas e óculos de protecção e consultar a ficha de dados de segurança do produto e o rótulo.
Norma para betões e argamassas de reparação:
A norma usada para argamassas de reparação é a EN 1504 (figura 43).
O conteúdo da norma abrange:
A avaliação das condições em que se encontra a estrutura;
Identificação das causas de deterioração;
Decisão sobre os objectivos da protecção e reparação;
Definição das propriedades dos materiais;
Fig. 43 Relação entre partes da norma EN 1504 (Norma EN 1504)
A prevenção e estabilização da deterioração no betão (tabela 11) engloba a protecção ambiental, o controle da humidade e a reparação do betão.
Tabela 11 Prevenção e estabilização da deterioração (Norma EN 1504-9)
Prevenção e estabilização da deterioração do betão
Prevenção superficial Controle da humidade Reparação do betão Reforço estrutural Resistência física Resistência química Preservar a passividade Aumentar a resistividade Controle catódico
Protecção catódica Controle das áreas anódicas
Fig. 44 Metodologias para reparação do reforço (Norma EN 1504-9)
Os requisitos para reparações estruturais e não estruturais encontram-se na figura 46.
Aplicação do manual de argamassas:
As propriedades dos requisitos estruturais e não estruturais da aplicação manual encontram-se nas tabelas 12, 13, 14,15 16.
Tabela 12 Propriedades dos requisitos estruturais e não estruturais (Norma EN 1504)
Tabela 14 Propriedades dos requisitos estruturais e não estruturais (Norma EN 1504) (continuação)
Tabela 15 Propriedades dos requisitos estruturais e não estruturais (Norma EN 1504) (continuação)
Aplicação por projecção de betão e argamassa:
Os requisitos estruturais e não estruturais da projecção do betão e argamassa encontram- se nas tabelas 17, 18, 19 e 20.
Tabela 16 Requisitos estruturais e não estruturais do betão projectado e da argamassa (Norma EN 1504)
Tabela 17 Requisitos estruturais e não estruturais do betão projectado e da argamassa (Norma EN 1504) (continuação)
Tabela 18 Requisitos estruturais e não estruturais do betão projectado e da argamassa (Norma EN 1504) (continuação)
Tabela 19 Requisitos estruturais e não estruturais do betão projectado e da argamassa (Norma EN 1504) (continuação)
Tabela 20 Requisitos estruturais e não estruturais do betão projectado e da argamassa (Norma EN 1504) (continuação)