PISOS AUTONIVELANTES: PROPRIEDADES E INSTALAÇÃO Elza Hissae Nakakura, Hans Roman Edmundo BucherArgamassas inovadoras argamassa, piso autonivelante II Simpósio Brasileiro de CEPED Tecnologia das Argamassas EPUFBA UCSAL 17 e 18 de abril de 1997 UEFS Salvador - BA PISOS AUTONIVELANTES. PROPRIEDADES E INSTALAÇÃO NAKAKURA, Elza Hissae (1) ; BUCHER, Hans Roman Edmundo(2) (1) Enga Química, Supervisora de Ensaios de Cimento na Associação Brasileira de Cimento Portland, Av. Torres de Oliveira, 76 - Jaguaré, 05347-902 São Paulo, SP Tel. (011) 268-5111 Fax: (011) 268-5436 (2) Engo Civil, Consultor Técnico na Associação Brasileira de Cimento Portland,Av. Torres de Oliveira, 76 - Jaguaré, 05347-902 São Paulo, SP. Tel. (011) 268-5111 Fax: (011) 268-5436 PALAVRAS-CHAVE: Argamassa, piso autonivelante KEY-WORDS: Self-smoothing floors, self-levelling, mortar. RESUMO Na construção de pisos industriais ou residenciais, o hiato entre o nível da estrutura bruta de concreto e o nível da superfície acabada é preenchido parcialmente com uma camada denominada de “regularização” ou contrapiso. Esta camada é fonte de inúmeras patologias e inconvenientes. Modernamente ela está sendo substituída por uma camada extremamente fina, altamente aderente e de grande resistência à solicitação dos esforços. Além do seu baixo peso próprio, o piso autonivelante tem a vantagem da rapidez de instalação pelo fato da sua consistência líquida não requerer nenhum tipo de acabamento mecânico. ABSTRACT In industrial or building construction, the difference in high between the raw concrete base and the finished level surface is mostly filled with a layer of some “levelling” mortar. This layer is the origin of several construction defects and problems. In modern construction techniques it is being replaced by a very thin, highly adherent and extremely resistant layer of mortar. In addition to its low weight this selflevelling mortar has the advantage of its rapid installation owing to etc. no caso das tolerâncias com relação à planeza ou à abrasão forem muito rigorosas. faz-se a base bruta de suporte estrutural e. ondulações.his very low consistency which require merely pouring a viscous liquid without any need to further screeding. a execução é realizada em duas etapas: primeiro. conseqüentemente. para armazéns. Tradicionalmente. a seguir devem ser realizados o lançamento. cuidadosas curas e proteções para evitar o risco de fissuração na fase plástica. b) alto índice de patologias ou defeitos como descolamentos. o adensamento e acabamento manual da camada final. um revestimento monolítico sintético à base de resinas de reação. como de fresco sobre endurecido. A estas duas condições. e d) demora na colocação em serviço. a camada de revestimento. Em ambos os casos é necessário dimensionar o piso estruturalmente e prescrever as propriedades necessárias para resistir à abrasão. 1. 306 . em seguida. c) baixo rendimento de instalação (5 a 10m2 . um carpete de tecido.h -1 por homem). se materializam em pisos para indústria pesada ou leve. tanto fresco sobre fresco. madeira colada. Em ambos os casos deve ser preliminarmente montado um sistema de mestras ou guias de nível e. elevado peso próprio. desníveis.. com baixa produtividade. para áreas de residências. fissuração. As principais desvantagens do sistema tradicional são: a) elevada espessura e. com demora para colocar o piso em serviço. Todas estas operações são realizadas manualmente. etc. Dependendo dos requisitos estéticos ou funcionais. nos últimos anos tem sido incorporada uma terceira: os requisitos de planeza ou rugosidade superficial. etc. Estas três características dão origem a uma multiplicidade de combinações que. com longas esperas entre uma etapa e a seguinte. INTRODUÇÃO Pisos servem basicamente a dois objetivos: suportar cargas estáticas ou resistir à ação abrasiva ou puncionante de cargas em movimento. etc. na prática. para corredores de locais públicos. a superfície de acabamento destes pisos pode ser diretamente um concreto ou uma argamassa à base de cimento portland. 3.h -1 por homem. pela ação da gravidade sobre um líquido a horizontalidade fica plenamente garantida. 307 . Por último. COMPOSIÇÃO DAS ARGAMASSAS AUTONIVELANTES Como todas as argamassas tradicionais. produzida de modo contínuo numa dosadora/misturadora. a utilização da argamassa fluida. Fundamentalmente. mesa de sacudidas DIN 1048. Neles. permite literalmente “esguichar” o material sobre o substrato. PISOS AUTONIVELANTES As desvantagens anotadas anteriormente podem ser remediadas com os sistemas de argamassas autonivelantes introduzidas na última década no mercado da construção civil. as ondulações ficam reduzidas apenas às que podem ocorrer na superfície de um líquido viscoso e.2. O material em estado fresco apresenta uma consistência tão fluida que os métodos tradicionais de medir esta propriedade (cone de Abrams. éteres celulósicos para melhorar a retenção de água. A água de amassamento constitui entre 20 e 30% da massa seca total de acordo com o tipo de destinação de um determinado material (acabamento ou regularização). sem necessidade de desempenar. etc. o descolamento é inexistente pela introdução de uma ponte de aderência polimérica. a exsudação e a tendência ao fissuramento. os aditivos se tratam de superfluidificantes. as argamassas autonivelantes são basicamente formulações de cimento portland de alta resistência inicial (de 25 a 45% da massa total) e areia fina quartzosa (de 40 a 60%). Como o agregado miúdo é areia com grãos de dimensão máxima característica inferior a 0.) não têm utilidade e são substituídos pelos destinados a natas. polímeros elastoméricos redispersáveis com o objetivo de tornar o material mais impermeável e dúctil e mais resistente à tração e à abrasão. ao ponto de não requerer selantes adicionais. A superfície pode ser pisada por uma pessoa após decorridas 2 a 3 horas da sua instalação e pode ser posta em serviço com a idade de 8 (serviço leve) a 24 horas (serviço previsto). a espessura fica reduzida a apenas 5 a 10mm. bola de Kelly. a textura superficial do piso endurecido é extremamente fina. substâncias minerais que compensem a retração por secagem. a tendência à fissuração é reduzida praticamente a zero com aditivos químicos retentores de água e fibras orgânicas. de modo a atender aos requisitos de instalação. carga. Os 10 a 15% restantes da massa é formado por uma série de aditivos químicos e adições minerais destinados a modificar as características reológicas no estado fresco e as propriedades físico- mecânicas no estado endurecido. inserida numa matriz rica em cimento.600mm. operação que correntemente pode ser executada a um ritmo de 50 a 100m2 . solicitação e durabilidade. antiespumantes para alterar a tensão superficial da água de amassamento e reduzir o nível de ar arrastado durante a mistura e bombeamento. a qual é carregada com uma força de 500 N logo após o piso ter cumprido um período de 24 horas sob água. de 20mm de diâmetro.1 Consistência As argamassas autonivelantes devem atingir uma determinada consistência no instante da sua instalação. mediante o cone de Kantro [1] e na obra. formando uma superfície com a planeza adequada à finalidade da camada: regularização ou acabamento. As especificações exigem usualmente um mínimo de 25 a 35 MPa aos 28 dias à compressão de 8 a 11 MPa à tração na flexão. Desta maneira. 4. • acabamento de pisos industriais submetidos a cargas leves ou a áreas residenciais ou comerciais com solicitação intensa e • nivelamento de preenchimento em pisos novos. A medição da consistência pode ser realizada no laboratório. PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS 4. de modo que a sua viscosidade permita uma deformação conveniente pela ação do seu próprio peso. a consistência para material de regularização deve estar compreendida entre 130 a 140mm de espalhamento e. como substrato para camadas de alta resistência. • nivelamento de pisos industriais (existentes). no caso de argamassa para acabamento o espalhamento deve ficar entre 160 a 165mm. Testes comparativos realizados na ABCP mostram que os resultados de espalhamentos com o cone de Kantro e com o anel sueco são praticamente idênticos quando realizados com o mesmo material (Tabela 2). a nata se espalhará sobre o substrato. Como uma medição de obra para avaliar a resistência à compressão de pisos já instalados é utilizada a identação produzida por uma esfera de aço duro.Há diversos tipos de formulações de acordo com as solicitações a que estará exposto o piso: • acabamento de pisos industriais submetidos ao tráfego de cargas sobre rodízios e abrasão. A identação é medida 5 minutos após ter sido 308 .2 Resistência Mecânica A resistência à compressão e à tração estática simples é medida em prismas de 40x40x160mm3 ensaiados de maneira semelhante à preconizada pela EN 196. dependendo da função que a camada desempenha no piso. por meio do anel sueco descrito na norma SS923519 [2] . 4. Na obra. Neste caso é necessário definir um “substrato padrão” (laje de concreto rígida e dimensões reduzidas) sobre o qual é aplicada a argamassa de acordo com as instruções do fabricante (escovação. 4. colar com resina epoxídica o prato de tracionamento. rolagem preliminar com o rodízio e ensaio de arrancamento). 4. são utilizados prismas de 20 x 20mm com o intuito de reproduzir melhor as relações de exposição da prática (unidade de superfície por unidade de volume).03% (300µm por m) para material sobre qualquer substrato. 0. a seguir.000 ciclos de passagem de um rodízio padrão exercendo uma determinada carga (250 N para pisos comerciais e residenciais e 2000 N para pisos industriais). Nestas condições experimentais. primeiramente. De um modo geral a tendência à fissuração em pisos autonivelantes é bem menor que em argamassas ou concretos correntes em razão da pequena espessura e da aditivação especial com retentores de água e. Para formar o corpo-de-prova é necessário serrar. experimentado pela exposição num ambiente de ar seco durante um determinado intervalo de tempo. 309 . com ponte de aderência e tomando precauções rigorosas para evitar a fissuração. O método de ensaio é semelhante ao utilizado no teste de argamassas de revestimentos de paredes e tetos e de placas cerâmicas em pisos ou azulejos em paredes.3 Retração por Secagem Da mesma maneira que nas argamassas e nos concretos. medidos e guardados à temperatura de (23 ± 2)o C e (50 ± 2)% de umidade relativa durante 28 dias. eventualmente.05% (500µm por m) para argamassas sobre concreto pouco absorvente e utilizando uma ponte de aderência polimérica. no lugar de utilizar corpos-de-prova prismáticos de 40 x 40mm2 ou de 25 x 25mm2 de seção transversal. as especificações fixam normalmente três limites máximos de retração por secagem: 0. imprimação. mediante a redução de comprimento. O diâmetro médio da identação fornece uma medida indireta da resistência à compressão do material do piso instalado na obra. Entretanto. ponte de aderência. que atinja até uma certa profundidade no substrato e. colocação da camada autonivelante.retirada a força solicitante. o ensaio em pisos autonivelantes é realizado após submeter o corpo-de-prova a 10. conseqüentemente. a retração por secagem do material para piso autonivelante também é medida em prismas. e 0. fibras sintéticas. com uma serra-copo diamantada um cilindro com 5cm de diâmetro interno. deve ficar monoliticamente unida a ela. Porém. saturação. cura. A base de comparação é a idade de 3 ou 24 horas (dependendo da velocidade de endurecimento do cimento) e os prismas são desmoldados.08% (800µm por m) para aplicação em bases não absorventes.4 Resistência ao Arrancamento por Tração O ensaio se destina a medir se o piso funcionará adequadamente como um sistema dado que esta camada também é incorporada à capacidade portante da laje ou base e. não se conhecem argamassas autonivelantes com agregado à base de granalha metálica. é imprescindível que as diversas camadas (base. regularização ou nivelamento e camada superior) sejam dimensionadas para resistir a estas solicitações de tração e de cisalhamento na interface entre as camadas.0 MPa (apenas cura de 28 dias) ou de 0.5 MPa (cura de 28 dias seguida de 10. A abrasão é medida em cm3 por 50cm2 de área desgastada ou em mm.5 Resistência à Abrasão A determinação da resistência à abrasão dos materiais para pisos autonivelantes é realizada de acordo com o método da norma DIN 52. onde o corpo-de- prova é submetido à abrasão de areia sobre um prato metálico que gira lentamente. Em concretos comuns. 5. quando os módulos de elasticidade delas forem muito diferentes entre si. comerciais. isto já é possível a partir de ∆t ≥ 15o C.0 MPa após tratamento de 2. A tração de origem térmica se sobrepõe à decorrente de solicitação estrutural (em regiões de momentos flectores negativos) e de uso. Por este motivo.000 N. Para pisos de locais públicos e indústrias leves. De um modo geral. patas.2mm de espessura. rodízios. etc. pelas cargas pontuais de pedestais. química e mecânica.0 MPa (após 28 dias de cura ao ar) e de 1. 4. As solicitações químicas decorrem do ataque de substâncias aos componentes do piso.As especificações definem uma resistência mínima de 1. Em pisos industriais submetidos à ação de rodas maciças de carregadeiras.000 aplicações de carga com rodízios. públicas ou industriais sofrem fundamentalmente 3 tipos principais de solicitação: térmica. a resistência ao arrancamento deve ser superior a 3.Determinação do desgaste por abrasão”. é exigida uma resistência ao arrancamento por tração mínima de 2. O ensaio de desgaste abrasivo pode ser realizado com o corpo-de-prova seco ou saturado com água. No caso dos pisos autonivelantes à base de cimento portland. isto é possível de diversas maneiras: pela ação corrosiva de diversas substâncias (principalmente 310 .0cm3 /50cm2 ou 1. SOLICITAÇÃO FÍSICO-MECÂNICA DE PISOS As superfícies de pisos em áreas residenciais. rodas. Gradientes térmicos entre a superfície e o interior da massa do piso geram tensões que podem ultrapassar facilmente a resistência à tração do material.108 “Método de ensaio de abrasão na máquina de Böhme” ou o seu equivalente nacional a MB-3379 “Materiais inorgânicos . O projeto de um piso numa determinada área tem que levar em conta o efeito conjunto das três ações para que possa prestar à serventia prevista.000 passagens de rodízio de 25 N para pisos de áreas residenciais). coríndon eletrofundido ou carbureto de silício. Argamassas à base de areia quartzosa ou basáltica tem especificado um desgaste máximo de 6.0 MPa para os corpos-de-prova submetidos a 28 dias de cura e mais 10. conclui- se que em pisos industriais são necessárias resistências à compressão de pouco mais de 30. uso público ou comerciais. Estudo realizado com os 3 tipos de rodízios [4] mostrados na Tabela 1 revela os níveis de tensão de compressão prevalecentes no piso imediatamente sob cada um dos sistemas de roda como se apresenta nas Figuras 2 e 3.000 poliamida 300 100 3 6. e tensões de cisalhamento de até 15 MPa para a roda de aço e de aproximadamente 6 MPa para o caso das de nylon. Deste estudo. TABELA 1 .Sistemas de Rodízios Sistema Carga Vertical Material da Diâmetro Largura (N) Roda (mm) (mm) 1 200 aço 110 50 2 25. Além das forças estáticas verticais também atuam as verticais e horizontais provocadas por corpos ambulantes que rolam ou freiam bruscamente. ela lixivia as substâncias ligeiramente solúveis do cimento hidratado e aditivos/adições. embora os aditivos poliméricos melhorem a resistência química em certos aspectos.ácidos) e pela ação expansiva de sulfatos solúveis. a solicitação mecânica é. neste caso. cerca de 30 MPa. como mostra a Figura 1 [3].0 MPa para poder resistir às solicitações que o material deve suportar nas proximidades da superfície. Por último. ao passo que as de nylon. Por estes motivos. principalmente de pisos destinados a áreas industriais.0 MPa e de tração ou cisalhamento superiores a 7. realmente. A água também exerce uma ação química quando é muito pura. o aspecto mais delicado no projeto e especificação de um piso. A roda de aço exerce pressões de compressão de até 52 MPa nas imediações da superfície.000 poliamida 85 75 311 . é necessário estudar cuidadosamente o aspecto de solicitação química de pisos autonivelantes. Os equipamentos de transporte interno modernos trabalham apoiados sobre rodas maciças de pequeno diâmetro e pouco deformáveis que exercem altíssimas pressões sobre o piso. II . as argamassas autonivelantes deveriam ter uma espessura média ≥ 15mm para a classe I (10 mm).6 t com roda maciça ou de 5 t com roda pneumática ou acima de 200 passagens por dia de rodas com 2 t por eixo com rodas pneumáticas. com cargas de até 0. subdivide a solicitação dos pisos em três classes: I . 6. pressão estática e atrito. golpes. Descarga e arrasto de volumes leves.Acima de 200 passagens de rodas por dia. De acordo com esta classificação. ≥ 10mm para a classe II e ≥ 8mm para a classe III [5]. Até 200 passagens por dia de eixo de 0.Uso pesado: ação principal de rodas. patinando por freagens. No Tabela 2 estão resumidas as principais características das amostras de materiais para pisos autonivelantes para acabamento de classe industrial (material 1). RESULTADOS DE ENSAIOS Ensaios realizados na ABCP para avaliar 3 produtos comerciais revelam que os materiais atendem razoavelmente as prescrições correntes descritas na seção 4.ou de até 5 t por eixo.6 t por eixo. classe industrial leve (material 2) e de nivelamento (material 3). 312 . freagens. Até 200 passagens por dia de eixos de 2 t com pneumáticos. pressão. atrito pressão golpe.A norma DIN 18. patinando por freagens.Uso médio: ação principal de rodas girando. Parte 5. O valor entre parêntese se refere ao mínimo individual. Arrasto de peças metálicas. com rodas pneumáticas.Uso leve: ação principal de rodas girando. golpes. III . atrito. com rodas maciças.560. 033 7 dias 0.025 0. (g/rotação) 9.5 1.6 8.9 4.5 1d 7.3 5.057 0.TABELA 2 .C.2x10-3 (0.7 Desgaste abrasivo mediante roseta ASTM C 944 (g/rotação) 0.14) 1.4 1.Propriedades Classe de Material Ensaio de 1 2 3 Consistência anel sueco 165 mm 142 mm 130 mm cone Kantro 164 mm 142 mm 129 mm Tempo de pega (Vicat com 1kg de sobrecarga): Início (h : min) 2 : 45 2 : 25 3 : 16 Fim (h : min) 3 : 20 3 : 28 4 : 51 Resistência a tração na flexão na idade de (MPa): 6h 1.5 3d 2. Com relação aos métodos de ensaio e os resultados apresentados na Tabela 2 é necessário esclarecer que: • o tempo de pega foi determinado de acordo com o procedimento da norma NBR 11581 mas com uma haste móvel pesando 1000g no lugar dos 300g especificados e com o material apresentando a consistência determinada mediante o espalhamento pelo anel sueco e cone de Kantro.8) 0.4 1.8 2.061 0. relação água : cimento = 0.112 (0.040 0.14) 7.0 7d 9.45 e consumo de 733 kg de cimento ARI por m3 .2 10.8) 0.1 2.0 5. 313 .041 28 dias 0.056 0.3 3.7 4.C.25.038 (0.1 1.7 1d 2.1 0.4 0.8 1.043 Nota: Os valores entre parêntese correspondem aos desgastes experimentados por um concreto de traço 1 : 1 : 1.3 7d 2.6x10-5 (0.0 1.9 0.5 28 d 12.8 28 d 2.8) Desgaste abrasivo mediante escova L.14) Retração por secagem s/ASTM (%) aos: 2 dias 0.3 Resistência à compressão na idade de (MPa) 6h 4.4x10-2 (0.P.7 3d 10.061 0.2 6.4 1.002 (0. M. Internationales Kolloquium. pág. Cement. pág.A miniature slump test”. [5] Nguyen Cong Phy e Ray. tanto pelo método do anel como do cone. Bull. 7 CONCLUSÃO Os pisos autonivelantes são materiais de construção extremamente versáteis (podem ser instalados em diversos ambientes de solicitação) e são rápidos de serem instalados (rendimentos de até 500m2 por homem-dia) e de rápida liberação para o serviço (dentro de 24 horas podem ficar expostos às cargas definitivas).Cutter Method”. : “Prüfungen des Verschleisses von Industriefussböden”. a partir da medição inicial até a idade de 1 a 2 horas. 8 BIBLIOGRAFIA [1] Kantro. no 2. [3] Zens. 79. 314 . • o ensaio de desgaste abrasivo com rosetas corresponde. consistência em medir o espalhamento da nata contida num anel de 50 mm de diâmetro por 22 mm de altura. Concrete anual Aggregates. jul.Volume 1.• o ensaio de consistência pelo cone sueco.7% para.L. [2] SS92 35 19 “Flooring materials . 1982.determination of flow rate of stopper material and levelling material”. [5]. D. VIII Chaussées en béton.: “Influence of water-reducing admixtures ou properties of cemente paste . com algumas adaptações ao método descrito na norma ASTM C 944 “Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating . P. logo a seguir. K. Suécia. Surpreende que o espalhamento da nata aumente. 32-46. vol. enrijecer bruscamente e dar o início de pega. de 11. O seu preparo mecanizado e o transporte por bombeamento fazem com que a qualidade do material instalado seja altamente homogênea. pág. Como uma complementação do ensaio de tempo de pega foi acompanhada a evolução da consistência com o tempo. 95-102.: “L’érodabilité des materiaux de la couche de fondation et de la couche de forne des chaussées en beton”. vol. 395-398. ABS. Industriefussböden. esp. Seidler editor. et Ch. P. 1987. • o ensaio de desgaste abrasivo com escova rotativa corresponde ao procedimento proposto por Nguyen Cong Phy et al. hiaison lab.8% até 43. [4] ABS: “Flooring Manual” . 2. Evolução da pressão média nos vários materiais 315 .FIGURA 1 . Efeito da tensão de cisalhamento ao longo da espessura do piso 316 .FIGURA 2 .Efeito da tensão de compressão ao longo da espessura do piso FIGURA 3 .