Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / A produção e o consumo de revestimentos cerâmicos vêm aumentando nos últimos anos no Brasil, sendo sua aplicação, juntamente com a argamassa, os componentes do sistema de revestimento cerâmico mais utilizados no país. Uma das patologias mais graves e encontradas com frequência nos revestimentos cerâmicos de fachada é o destacamento, ocorrendo devido a sua exposição a vários fatores degradantes, como radiação, variações de temperatura e umidade. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo estudar a variação média das resistências de aderência à tração da argamassa utilizada em conjuntos cerâmicos de fachadas, submetidos a condições saturadas de umidade e variação de temperatura. O estudo foi possível de ser realizado utilizando-se uma máquina de envelhecimento acelerado, desenvolvida pelo PPGCEM/UNESC. Os corpos de prova foram preparados com materiais padrão e disponíveis no mercado, sendo eles o substrato de cimento padronizado da ABCP, argamassa do tipo ACIII e placa cerâmica do tipo semi grés (classe BIIa). Ao todo, 16 corpos de prova foram preparados seguindo as normas ABNT NBR e em cada corpo de prova foram assentadas 8 peças cerâmicas. Dos 16 corpos de prova, 10 foram colocados dentro da máquina de envelhecimento acelerado e submetidos a cinco tempos de exposição aos ciclos que alternavam a umidade e a variação de temperatura a cada 65 minutos, simulando o tempo total de 40 anos de uso do sistema de fachada. Os 6 corpos de prova restantes não foram expostos à degradação acelerada. A variável resposta do estudo é a resistência de aderência à tração, medida com dinamômetro digital. Todos os testes estatísticos foram aplicados com um nível de significância () de 5%. Os resultados observados na Análise de Variância (ANOVA) demonstraram que o tempo de exposição das peças cerâmicas submetidas à variação de temperatura e umidade influenciou na variação dos valores de resistência de aderência à tração (p-valor = 0,000). Através do teste de Tukey foi possível observar diferenças significativas entre algumas resistências médias das peças expostas a 33, 66, 99, 132 e 165 dias de envelhecimento acelerado, quando comparadas ciclo a ciclo. Todos os resultados estão detalhados no estudo. Quando comparadas as resistências médias das peças cerâmicas expostas à degradação acelerada com as resistências médias das peças que não foram expostas à degradação, não houve diferença significativa, reforçando a recomendação da ABNT NBR 14081-1 (ABNT, 2012), de que a argamassa ACIII é a mais recomendada para aplicação em revestimentos cerâmicos de fachadas.

A grande ocorrência de manifestações patológicas em revestimentos de argamassa associadas à falha de aderência a substratos de concreto cada vez mais chama a atenção do meio técnico, pois além de prejuízos às edificações, pode representar risco aos usuários, motivando diversos trabalhos sobre o assunto. Abordando o problema, a presente dissertação teve como tema a aderência de revestimentos de argamassa à substratos de concreto estrutural. Além da revisão bibliográfica, foram realizadas uma pesquisa em cima de dados de ensaios de resistência de aderência de revestimentos de argamassa em obras e edificações em uso e um programa experimental executado em laboratório. A pesquisa analisou dados obtidos de determinações de resistência de aderência à tração em revestimentos de argamassa de construções e edificações em uso em cidades do Rio Grande do Sul, principalmente na capital Porto Alegre. As informações foram coletadas de ensaios em analogia à NBR 13528 (ABNT, 1995) realizados pelo Departamento de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia (CIENTEC/RS) entre 1998 e 2009, totalizando 2616 resultados. Foram correlacionados resistências de aderência, regiões de ruptura e tipos de revestimentos e substratos com o objetivo de analisar as interações destes parâmetros com os resultados de aderência. Entre as constatações destacam-se a aderência dos revestimentos aplicados sobre substratos de concreto estrutural, inferior aos substratos de alvenaria, que apresentaram média de aderência 60 % superior, e a maior ocorrência e menor valor médio de resistência das rupturas na interface concreto/chapisco nos ensaios realizados em revestimentos sobre concreto, resultados que ressaltam a importância do tema abordado e o programa experimental desta dissertação. O experimento realizado em laboratório analisou a influência da cura do chapisco na resistência de aderência de revestimentos de argamassa sobre painéis de concreto utilizando diferentes chapiscos, três convencionais e um industrializado (do tipo adesivo e aplicado com desempenadeira). Dos chapiscos convencionais, dois utilizaram CP IV-32 com traços 1:2 e 1:3 (em volume) e um utilizou CP II-Z e traço 1:3. As camadas de chapisco, logo após sua aplicação, receberam diferentes tratamentos de cura, variando a temperatura do ambiente (23°C e 50°C) e a umidificação das amostras, mantendo-se fixas a umidade do ambiente, os substratos e os revestimentos aplicados após cura dos chapiscos. A resistência de aderência à tração dos revestimentos foi verificada segundo a NBR 13528 (ABNT, 1995). O chapisco industrializado apresentou resistência de aderência 156 % superior à média dos chapiscos convencionais. Entre os chapiscos convencionais, o cimento utilizado mostrou influência significativa na aderência, onde o CP II-Z apresentou resultados superiores ao CP IV. A temperatura de cura também foi significativa nos valores de aderência dos chapiscos, que apresentaram queda significativa de 47,3 % quando curados com temperatura de 50°C. Corpos-de-prova moldados das argamassas de chapisco e curados de forma equivalente aos chapiscos dos painéis foram ensaiados quanto à resistência mecânica e absorção por capilaridade, segundo as NBR’s 13279 e 15259 (ABNT, 2005) respectivamente, onde foram percebidos efeitos significativos da temperatura e tipo de cura e tipo de chapisco nos resultados. / The high occurrence of pathologies in the mortar coverings associated with the failure of adhesion to concrete substrate increasingly catch the attention of technical community, as well as damage to buildings, can pose a hazard to users, resulting in several works on the subject. Approaching the subject, this paper was titled the adhesion of mortar renderings to structural concrete substrates. In addition to the literature review, were conducted a research upon data from tests on bond strength of mortar renderings in works and buildings in use and an experimental program performed in laboratory. The study analyzed data obtained from measurements of bond tensile strength in mortar renderings of constructions and buildings in use in cities of Rio Grande do Sul, mainly in the capital Porto Alegre. Information was collected from tests in analogy to NBR 13528 (ABNT, 1995) conducted by the Department of Construction Material of the Foundation of Science and Technology (CIENTEC/RS) between 1998 and 2009, totaling 2616 results. Resistances were correlated to adherence, regions of rupture and types of renderings and substrates in order to analyze the interactions of these parameters with the bond strength results. Among the findings highlight the adherence of coatings applied to substrates of structural concrete, below the masonry substrates, which showed an average 60% higher, and a higher rate and lower mean resistance of the breaks at the interface concrete/slurry in the trials performed in coatings on concrete, results that accentuate the importance of the theme and the experimental program of this paper. The laboratory experiment examined the influence of slurry mortar curing on the bond strength of mortar renderings on concrete panels using different slurry mortars, three conventional and one industrialized (adhesive type and applied with spattle). Two of conventional mortars used CP IV-32 1:2 and 1:3 volume proportion and one used CP II-Z and 1:3 proportion. Soon after its application, the layer of slurry mortar, received different curing treatments, varying the temperature (23°C and 50°C) and humidification of the samples, keeping fixed the ambient humidity, substrate concretes and renderings applied after slurry curing. The bond tensile strength of renderings was verified according to NBR 13528 (ABNT, 1995). The industrialized slurry mortar presented bond strength 156% higher than the average conventional slurrys. Among conventional mortars, cement used showed significant influence on bond strength, where the CP II-Z showed better results than the CP IV. The curing temperature was also significant in the bond strength values of slurrys, which decreased significantly from 47.3% when cured at 50°C. Specimens of slurry mortars and cured in an equivalent manner to rendered panels were tested for mechanical strength and absorption by capillarity, according to NBR's 13,279 and 15259 (ABNT, 2005) respectively, which were perceived significant effects of temperature and type of curing and type of mortars on the results.

Revestimentos de argamassa, embora largamente utilizados, ainda e cada vez mais, geram interesse, tanto por parte do meio acadêmico quanto pelas empresas construtoras. Este fato se deve pela, sempre presente, necessidade de melhoria da tecnologia, visando, principalmente, maior conhecimento dos elementos constituintes do sistema de revestimento e, também, devido ao grande número de manifestações patológicas ocorridas neste tipo de revestimento, em especial o descolamento. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da camada de preparo da base, o chapisco, quanto a sua forma de aplicação e composição, na resistência de aderência de revestimentos de argamassa aplicados sobre substrato de concreto de baixa porosidade. Para isso, foram moldadas placas de concreto com dimensões de (35x25x5)cm e resistência, aos 28 dias de, aproximadamente, 30MPa, que receberam argamassa de chapisco e posteriormente foram revestidos com argamassa de revestimento. Afim de isolar o efeito do chapisco, nesta pesquisa, o substrato de concreto e a argamassa de revestimento foram mantidos fixos, sendo, então, o chapisco o único elemento variável do sistema. Em relação ao chapisco variou-se sua forma de aplicação (manual e mecanizada), sua composição, onde foi analisada a mudança de granulometria (uma contínua e bem graduada e uma descontínua e mal graduada), a introdução de sílica ativa e de aditivo retentor de água. O substrato de concreto teve cura submersa em água e cal, durante 28 dias, e a argamassa de chapisco e a argamassa de revestimento foram curadas à temperatura de 23±2°C e umidade relativa do ar de 60±10% por 3 e 28 dias, respectivamente. Após 59 dias do início da moldagem, o conjunto “substrato+chapisco+argamassa de revestimento” foi submetido aos ensaios de resistência de aderência à tração e ao cisalhamento. A partir dos resultados obtidos é possível afirmar que quanto a forma de aplicação, a aplicação mecanizada utilizada, de recipiente acoplado, a canequinha, não gerou resultados satisfatórios, uma vez que para as características da argamassa de chapisco utilizada, sendo está de alta relação água/cimento, a aplicação resultou em uma camada desuniforme, mostrando que aplicação manual, mesmo rústica, para chapiscos ainda é a melhor escolha. Quanto a composição do chapisco, os melhores resultados obtidos para a resistência de aderência foram obtidos com chapiscos confeccionados com areia de granulometria contínua e bem graduada. A introdução da sílica no chapisco mostrou uma tendência de melhora para a resistência de aderência à tração e uma melhoria significativa, comprovada por análise estatística, na resistência ao cisalhamento e a introdução de aditivo retentor de água, promoveu uma melhora significativa na resistência de aderência à tração e uma tendência de melhora na resistência de aderência ao cisalhamento. / Although widely used, mortar wall coverings still generate interest by both academia and construction companies. This fact is caused by the ever-present need for improved technology, having as principal objective the more refined knowledge about the constituents of the coating system and also the large number of pathologies occurring in this type of siding, in particular its detachment. In this context, this study had the objective of analizing the influence of the application form and composition of slurry mortar on the bonding strength of coatings applied over concrete substrate. For this, concrete plates of 35x25x5cm were molded, with compressive strength at 28 days of, approximately, 30MPa. After that, the plates were coated with coating mortar and slurry mortar. In order to isolate the effect of slurry mortar in this research, the concrete substrate and mortar coating were kept fixed, and the slurry mortar is the only variable element of the system. It was varied the form of application (manual and mechanized), the composition, where were analyzed the change of sand granulometry (a continuous and well-graded, a discontinuous and bad-graded), the introduction of silica and water retaining additive. The concrete substrate was curing in water and lime for 28 days, and mortar coating and slurry mortar were cured at 23±2°C and relative humidity of 60±10%, for 3 and 28 days, respectively. After 59 days from the start of the molding of concrete plates, the "substrate+slurry mortar+mortar coating" samples were subjected to tests of tensile bond strength and shear. From the results obtained, were is can be said that the mechanized application form used did not generate satisfactory results, possibly due to high water/cement ratio of the slurry mortar used, resulting in an uneven layer, showing that manual application, even rustic, for slurry mortar is still the best choice. For the composition of slurry mortar, the best results for bond strength were obtained with slurry mortars made with well-graded sand with a continuous granulometric. The introduction of silica in the slurry mortar showed a tendency to increase the tensile bond strength and a significant increase, proven by statistical analysis, in shear bond strength. The introduction of water retaining additive, a significant improvement in tensile bond strength and a tendency to increase the shear bond strength.

O estudo do comportamento de aderência tem recebido grande atenção desde o final da década de 40, entretanto muitas incertezas persistem no que tange à definição do melhor método de ensaio e do desempenho esperado ao longo da vida útil de uma estrutura, especialmente quando a mesma está exposta a condições ambientais desfavoráveis. A corrosão da armadura e a degradação térmica devida à exposição a altas temperaturas são exemplos de situações onde ocorrem importantes modificações nas propriedades dos materiais envolvidos, tendo forte impacto no desempenho da aderência. Tendo em vista que esta é uma propriedade de fundamental importância para a adequada transferência de esforços e compatibilização de deformações entre o concreto e o aço, colaborando para um bom desempenho global da estrutura, o estudo destes efeitos é vital. Este trabalho propõe a elaboração de um modelo matemático que represente o comportamento de aderência de peças submetidas à corrosão de armadura e à exposição a elevadas temperaturas. Além disto, busca realizar uma comparação entre os resultados obtidos por três métodos distintos de ensaios. Para a elaboração do modelo matemático foram produzidos cps de concreto com diferentes resistências à compressão, nos quais foram inseridas barras de aço de distintos diâmetros, para capturar a influência destas variáveis independentes. A modelagem estatística utilizou o modelo cubo-estrela, com definição de 5 níveis de referência para as variáveis temperaturas de exposição (ambiente, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), taxa de corrosão (0, 3, 6, 9 e 12% de perda de massa) e diâmetro da barra (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm); e de 3 níveis para a resistência do concreto (25, 45 e 65 MPa). A determinação do comportamento de aderência foi executada através de duas técnicas de ensaio, selecionadas dentre as várias descritas na literatura: o ensaio de arrancamento simples (pull-out test), recomendado pela RILEM (1973), e o ensaio de arrancamento excêntrico (cantilever bond test), proposto por KEMP ET AL (1968). Ambas se caracterizam por serem ensaios de arrancamento, entretanto a primeira apresenta somente tensões de tração e de compressão e a segunda apresenta, além das tensões de tração e compressão, as de cisalhamento e de flexão, gerando uma situação mais próxima do que ocorre em estruturas reais. Para permitir a comparação entre métodos de ensaio com filosofias diferentes, mais uma técnica foi selecionada, o ensaio de viga (beam test), também recomendado pela RILEM (1973). De acordo com a análise dos resultados, o ensaio de arrancamento simples e de viga fornecem, respectivamente, valores de tensão de aderência, cerca de, 70% e 150% superiores aos obtidos em ensaios de arrancamento excêntrico. Os dados indicam, ainda, que os efeitos de deterioração são extremamente importantes para avaliação do desempenho final da aderência. Percebe-se que, para temperaturas mais baixas, até aproximadamente 300°C, a temperatura não provoca alteração no desempenho da aderência, mas, a partir de 550°C, a redução é superior a 50%, para concretos de resistências elevadas (acima de 50 MPa). Já a corrosão apresenta comportamento diferenciado, resultando em um acréscimo de cerca de 17%, da tensão de aderência para baixas taxas de perda de massa e posterior perda de desempenho com o aumento desta. / The study of the bonding mechanism in reinforced concrete elements has received attention from researchers since the forties. Nonetheless, there are still doubts regarding test methods and long term performance, especially when the structure is subjected to aggressive environmental conditions. Rebar corrosion and thermal degradation due to exposure to high temperatures are important examples of instances when significant changes in material properties take place, resulting in alterations of bonding performance. The study of these effects are vital, given that bonding is a fundamental property to ensure the adequate transfer of tensile stresses and strains between concrete and the steel rebar, which ensures good structural behavior. The proposed research aims to generate a mathematical model to explain the bonding behavior of structural RC elements subject to chloride corrosion and exposure to fire conditions. Besides, it seeks to compare results obtained using 3 distinct test methods for bonding evaluation. To this end, concrete specimens with different compressive strengths (25, 45 e 65 MPa) were produced, and bars of various diameters (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm) were inserted in them. A statistical approach was adopted to reduce the experimental matrix, using the cube-star model, with 5 reference levels for the variables temperature of exposure (laboratory, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), corrosion rates (0, 3, 6, 9 e 12% weight loss) and bar diameter; and 3 levels for the variable concrete compressive strength, as discussed above. The bonding resistance was determined using two test methods selected from the various methodologies discussed in the literature: the RILEM pull-out test (1973) and the cantilever bond test, proposed by KEMP ET AL in 1968. Both evaluate bonding stresses, but the second one introduces shear and bending forces that create a stress distribution more close to the one found in real concrete beams. In order to improve the comparison between test methods, another technique was used in the second part of the work. The chosen technique was the beam test recommended by RILEM in 1973. According of the test results the pull-out test and the beam test result, respectively, in bonding values 70% e 150% higher than the ones registered in the cantilever bond test. The data obtained indicates, also, that the deterioration effects are extremely important to evaluate the bonding performance. For lower exposure temperature, up to around 300°C, the bonding behavior is not affected by the heat. But when the temperature exceeds 550°C, the bonding loss is higher than 50%, for the concretes with higher compressive strength (> 50 MPa). The deterioration by corrosion improves slightly the bonding resistance (up to 20%) when corrosion rates are lower than 1.5%. However, when corrosion increases, the bonding capacity decreases quite rapidly.

A grande ocorrência de manifestações patológicas em revestimentos de argamassa associadas à falha de aderência a substratos de concreto cada vez mais chama a atenção do meio técnico, pois além de prejuízos às edificações, pode representar risco aos usuários, motivando diversos trabalhos sobre o assunto. Abordando o problema, a presente dissertação teve como tema a aderência de revestimentos de argamassa à substratos de concreto estrutural. Além da revisão bibliográfica, foram realizadas uma pesquisa em cima de dados de ensaios de resistência de aderência de revestimentos de argamassa em obras e edificações em uso e um programa experimental executado em laboratório. A pesquisa analisou dados obtidos de determinações de resistência de aderência à tração em revestimentos de argamassa de construções e edificações em uso em cidades do Rio Grande do Sul, principalmente na capital Porto Alegre. As informações foram coletadas de ensaios em analogia à NBR 13528 (ABNT, 1995) realizados pelo Departamento de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia (CIENTEC/RS) entre 1998 e 2009, totalizando 2616 resultados. Foram correlacionados resistências de aderência, regiões de ruptura e tipos de revestimentos e substratos com o objetivo de analisar as interações destes parâmetros com os resultados de aderência. Entre as constatações destacam-se a aderência dos revestimentos aplicados sobre substratos de concreto estrutural, inferior aos substratos de alvenaria, que apresentaram média de aderência 60 % superior, e a maior ocorrência e menor valor médio de resistência das rupturas na interface concreto/chapisco nos ensaios realizados em revestimentos sobre concreto, resultados que ressaltam a importância do tema abordado e o programa experimental desta dissertação. O experimento realizado em laboratório analisou a influência da cura do chapisco na resistência de aderência de revestimentos de argamassa sobre painéis de concreto utilizando diferentes chapiscos, três convencionais e um industrializado (do tipo adesivo e aplicado com desempenadeira). Dos chapiscos convencionais, dois utilizaram CP IV-32 com traços 1:2 e 1:3 (em volume) e um utilizou CP II-Z e traço 1:3. As camadas de chapisco, logo após sua aplicação, receberam diferentes tratamentos de cura, variando a temperatura do ambiente (23°C e 50°C) e a umidificação das amostras, mantendo-se fixas a umidade do ambiente, os substratos e os revestimentos aplicados após cura dos chapiscos. A resistência de aderência à tração dos revestimentos foi verificada segundo a NBR 13528 (ABNT, 1995). O chapisco industrializado apresentou resistência de aderência 156 % superior à média dos chapiscos convencionais. Entre os chapiscos convencionais, o cimento utilizado mostrou influência significativa na aderência, onde o CP II-Z apresentou resultados superiores ao CP IV. A temperatura de cura também foi significativa nos valores de aderência dos chapiscos, que apresentaram queda significativa de 47,3 % quando curados com temperatura de 50°C. Corpos-de-prova moldados das argamassas de chapisco e curados de forma equivalente aos chapiscos dos painéis foram ensaiados quanto à resistência mecânica e absorção por capilaridade, segundo as NBR’s 13279 e 15259 (ABNT, 2005) respectivamente, onde foram percebidos efeitos significativos da temperatura e tipo de cura e tipo de chapisco nos resultados. / The high occurrence of pathologies in the mortar coverings associated with the failure of adhesion to concrete substrate increasingly catch the attention of technical community, as well as damage to buildings, can pose a hazard to users, resulting in several works on the subject. Approaching the subject, this paper was titled the adhesion of mortar renderings to structural concrete substrates. In addition to the literature review, were conducted a research upon data from tests on bond strength of mortar renderings in works and buildings in use and an experimental program performed in laboratory. The study analyzed data obtained from measurements of bond tensile strength in mortar renderings of constructions and buildings in use in cities of Rio Grande do Sul, mainly in the capital Porto Alegre. Information was collected from tests in analogy to NBR 13528 (ABNT, 1995) conducted by the Department of Construction Material of the Foundation of Science and Technology (CIENTEC/RS) between 1998 and 2009, totaling 2616 results. Resistances were correlated to adherence, regions of rupture and types of renderings and substrates in order to analyze the interactions of these parameters with the bond strength results. Among the findings highlight the adherence of coatings applied to substrates of structural concrete, below the masonry substrates, which showed an average 60% higher, and a higher rate and lower mean resistance of the breaks at the interface concrete/slurry in the trials performed in coatings on concrete, results that accentuate the importance of the theme and the experimental program of this paper. The laboratory experiment examined the influence of slurry mortar curing on the bond strength of mortar renderings on concrete panels using different slurry mortars, three conventional and one industrialized (adhesive type and applied with spattle). Two of conventional mortars used CP IV-32 1:2 and 1:3 volume proportion and one used CP II-Z and 1:3 proportion. Soon after its application, the layer of slurry mortar, received different curing treatments, varying the temperature (23°C and 50°C) and humidification of the samples, keeping fixed the ambient humidity, substrate concretes and renderings applied after slurry curing. The bond tensile strength of renderings was verified according to NBR 13528 (ABNT, 1995). The industrialized slurry mortar presented bond strength 156% higher than the average conventional slurrys. Among conventional mortars, cement used showed significant influence on bond strength, where the CP II-Z showed better results than the CP IV. The curing temperature was also significant in the bond strength values of slurrys, which decreased significantly from 47.3% when cured at 50°C. Specimens of slurry mortars and cured in an equivalent manner to rendered panels were tested for mechanical strength and absorption by capillarity, according to NBR's 13,279 and 15259 (ABNT, 2005) respectively, which were perceived significant effects of temperature and type of curing and type of mortars on the results.

O estudo do comportamento de aderência tem recebido grande atenção desde o final da década de 40, entretanto muitas incertezas persistem no que tange à definição do melhor método de ensaio e do desempenho esperado ao longo da vida útil de uma estrutura, especialmente quando a mesma está exposta a condições ambientais desfavoráveis. A corrosão da armadura e a degradação térmica devida à exposição a altas temperaturas são exemplos de situações onde ocorrem importantes modificações nas propriedades dos materiais envolvidos, tendo forte impacto no desempenho da aderência. Tendo em vista que esta é uma propriedade de fundamental importância para a adequada transferência de esforços e compatibilização de deformações entre o concreto e o aço, colaborando para um bom desempenho global da estrutura, o estudo destes efeitos é vital. Este trabalho propõe a elaboração de um modelo matemático que represente o comportamento de aderência de peças submetidas à corrosão de armadura e à exposição a elevadas temperaturas. Além disto, busca realizar uma comparação entre os resultados obtidos por três métodos distintos de ensaios. Para a elaboração do modelo matemático foram produzidos cps de concreto com diferentes resistências à compressão, nos quais foram inseridas barras de aço de distintos diâmetros, para capturar a influência destas variáveis independentes. A modelagem estatística utilizou o modelo cubo-estrela, com definição de 5 níveis de referência para as variáveis temperaturas de exposição (ambiente, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), taxa de corrosão (0, 3, 6, 9 e 12% de perda de massa) e diâmetro da barra (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm); e de 3 níveis para a resistência do concreto (25, 45 e 65 MPa). A determinação do comportamento de aderência foi executada através de duas técnicas de ensaio, selecionadas dentre as várias descritas na literatura: o ensaio de arrancamento simples (pull-out test), recomendado pela RILEM (1973), e o ensaio de arrancamento excêntrico (cantilever bond test), proposto por KEMP ET AL (1968). Ambas se caracterizam por serem ensaios de arrancamento, entretanto a primeira apresenta somente tensões de tração e de compressão e a segunda apresenta, além das tensões de tração e compressão, as de cisalhamento e de flexão, gerando uma situação mais próxima do que ocorre em estruturas reais. Para permitir a comparação entre métodos de ensaio com filosofias diferentes, mais uma técnica foi selecionada, o ensaio de viga (beam test), também recomendado pela RILEM (1973). De acordo com a análise dos resultados, o ensaio de arrancamento simples e de viga fornecem, respectivamente, valores de tensão de aderência, cerca de, 70% e 150% superiores aos obtidos em ensaios de arrancamento excêntrico. Os dados indicam, ainda, que os efeitos de deterioração são extremamente importantes para avaliação do desempenho final da aderência. Percebe-se que, para temperaturas mais baixas, até aproximadamente 300°C, a temperatura não provoca alteração no desempenho da aderência, mas, a partir de 550°C, a redução é superior a 50%, para concretos de resistências elevadas (acima de 50 MPa). Já a corrosão apresenta comportamento diferenciado, resultando em um acréscimo de cerca de 17%, da tensão de aderência para baixas taxas de perda de massa e posterior perda de desempenho com o aumento desta. / The study of the bonding mechanism in reinforced concrete elements has received attention from researchers since the forties. Nonetheless, there are still doubts regarding test methods and long term performance, especially when the structure is subjected to aggressive environmental conditions. Rebar corrosion and thermal degradation due to exposure to high temperatures are important examples of instances when significant changes in material properties take place, resulting in alterations of bonding performance. The study of these effects are vital, given that bonding is a fundamental property to ensure the adequate transfer of tensile stresses and strains between concrete and the steel rebar, which ensures good structural behavior. The proposed research aims to generate a mathematical model to explain the bonding behavior of structural RC elements subject to chloride corrosion and exposure to fire conditions. Besides, it seeks to compare results obtained using 3 distinct test methods for bonding evaluation. To this end, concrete specimens with different compressive strengths (25, 45 e 65 MPa) were produced, and bars of various diameters (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm) were inserted in them. A statistical approach was adopted to reduce the experimental matrix, using the cube-star model, with 5 reference levels for the variables temperature of exposure (laboratory, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), corrosion rates (0, 3, 6, 9 e 12% weight loss) and bar diameter; and 3 levels for the variable concrete compressive strength, as discussed above. The bonding resistance was determined using two test methods selected from the various methodologies discussed in the literature: the RILEM pull-out test (1973) and the cantilever bond test, proposed by KEMP ET AL in 1968. Both evaluate bonding stresses, but the second one introduces shear and bending forces that create a stress distribution more close to the one found in real concrete beams. In order to improve the comparison between test methods, another technique was used in the second part of the work. The chosen technique was the beam test recommended by RILEM in 1973. According of the test results the pull-out test and the beam test result, respectively, in bonding values 70% e 150% higher than the ones registered in the cantilever bond test. The data obtained indicates, also, that the deterioration effects are extremely important to evaluate the bonding performance. For lower exposure temperature, up to around 300°C, the bonding behavior is not affected by the heat. But when the temperature exceeds 550°C, the bonding loss is higher than 50%, for the concretes with higher compressive strength (> 50 MPa). The deterioration by corrosion improves slightly the bonding resistance (up to 20%) when corrosion rates are lower than 1.5%. However, when corrosion increases, the bonding capacity decreases quite rapidly.

A grande ocorrência de manifestações patológicas em revestimentos de argamassa associadas à falha de aderência a substratos de concreto cada vez mais chama a atenção do meio técnico, pois além de prejuízos às edificações, pode representar risco aos usuários, motivando diversos trabalhos sobre o assunto. Abordando o problema, a presente dissertação teve como tema a aderência de revestimentos de argamassa à substratos de concreto estrutural. Além da revisão bibliográfica, foram realizadas uma pesquisa em cima de dados de ensaios de resistência de aderência de revestimentos de argamassa em obras e edificações em uso e um programa experimental executado em laboratório. A pesquisa analisou dados obtidos de determinações de resistência de aderência à tração em revestimentos de argamassa de construções e edificações em uso em cidades do Rio Grande do Sul, principalmente na capital Porto Alegre. As informações foram coletadas de ensaios em analogia à NBR 13528 (ABNT, 1995) realizados pelo Departamento de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia (CIENTEC/RS) entre 1998 e 2009, totalizando 2616 resultados. Foram correlacionados resistências de aderência, regiões de ruptura e tipos de revestimentos e substratos com o objetivo de analisar as interações destes parâmetros com os resultados de aderência. Entre as constatações destacam-se a aderência dos revestimentos aplicados sobre substratos de concreto estrutural, inferior aos substratos de alvenaria, que apresentaram média de aderência 60 % superior, e a maior ocorrência e menor valor médio de resistência das rupturas na interface concreto/chapisco nos ensaios realizados em revestimentos sobre concreto, resultados que ressaltam a importância do tema abordado e o programa experimental desta dissertação. O experimento realizado em laboratório analisou a influência da cura do chapisco na resistência de aderência de revestimentos de argamassa sobre painéis de concreto utilizando diferentes chapiscos, três convencionais e um industrializado (do tipo adesivo e aplicado com desempenadeira). Dos chapiscos convencionais, dois utilizaram CP IV-32 com traços 1:2 e 1:3 (em volume) e um utilizou CP II-Z e traço 1:3. As camadas de chapisco, logo após sua aplicação, receberam diferentes tratamentos de cura, variando a temperatura do ambiente (23°C e 50°C) e a umidificação das amostras, mantendo-se fixas a umidade do ambiente, os substratos e os revestimentos aplicados após cura dos chapiscos. A resistência de aderência à tração dos revestimentos foi verificada segundo a NBR 13528 (ABNT, 1995). O chapisco industrializado apresentou resistência de aderência 156 % superior à média dos chapiscos convencionais. Entre os chapiscos convencionais, o cimento utilizado mostrou influência significativa na aderência, onde o CP II-Z apresentou resultados superiores ao CP IV. A temperatura de cura também foi significativa nos valores de aderência dos chapiscos, que apresentaram queda significativa de 47,3 % quando curados com temperatura de 50°C. Corpos-de-prova moldados das argamassas de chapisco e curados de forma equivalente aos chapiscos dos painéis foram ensaiados quanto à resistência mecânica e absorção por capilaridade, segundo as NBR’s 13279 e 15259 (ABNT, 2005) respectivamente, onde foram percebidos efeitos significativos da temperatura e tipo de cura e tipo de chapisco nos resultados. / The high occurrence of pathologies in the mortar coverings associated with the failure of adhesion to concrete substrate increasingly catch the attention of technical community, as well as damage to buildings, can pose a hazard to users, resulting in several works on the subject. Approaching the subject, this paper was titled the adhesion of mortar renderings to structural concrete substrates. In addition to the literature review, were conducted a research upon data from tests on bond strength of mortar renderings in works and buildings in use and an experimental program performed in laboratory. The study analyzed data obtained from measurements of bond tensile strength in mortar renderings of constructions and buildings in use in cities of Rio Grande do Sul, mainly in the capital Porto Alegre. Information was collected from tests in analogy to NBR 13528 (ABNT, 1995) conducted by the Department of Construction Material of the Foundation of Science and Technology (CIENTEC/RS) between 1998 and 2009, totaling 2616 results. Resistances were correlated to adherence, regions of rupture and types of renderings and substrates in order to analyze the interactions of these parameters with the bond strength results. Among the findings highlight the adherence of coatings applied to substrates of structural concrete, below the masonry substrates, which showed an average 60% higher, and a higher rate and lower mean resistance of the breaks at the interface concrete/slurry in the trials performed in coatings on concrete, results that accentuate the importance of the theme and the experimental program of this paper. The laboratory experiment examined the influence of slurry mortar curing on the bond strength of mortar renderings on concrete panels using different slurry mortars, three conventional and one industrialized (adhesive type and applied with spattle). Two of conventional mortars used CP IV-32 1:2 and 1:3 volume proportion and one used CP II-Z and 1:3 proportion. Soon after its application, the layer of slurry mortar, received different curing treatments, varying the temperature (23°C and 50°C) and humidification of the samples, keeping fixed the ambient humidity, substrate concretes and renderings applied after slurry curing. The bond tensile strength of renderings was verified according to NBR 13528 (ABNT, 1995). The industrialized slurry mortar presented bond strength 156% higher than the average conventional slurrys. Among conventional mortars, cement used showed significant influence on bond strength, where the CP II-Z showed better results than the CP IV. The curing temperature was also significant in the bond strength values of slurrys, which decreased significantly from 47.3% when cured at 50°C. Specimens of slurry mortars and cured in an equivalent manner to rendered panels were tested for mechanical strength and absorption by capillarity, according to NBR's 13,279 and 15259 (ABNT, 2005) respectively, which were perceived significant effects of temperature and type of curing and type of mortars on the results.

Revestimentos de argamassa, embora largamente utilizados, ainda e cada vez mais, geram interesse, tanto por parte do meio acadêmico quanto pelas empresas construtoras. Este fato se deve pela, sempre presente, necessidade de melhoria da tecnologia, visando, principalmente, maior conhecimento dos elementos constituintes do sistema de revestimento e, também, devido ao grande número de manifestações patológicas ocorridas neste tipo de revestimento, em especial o descolamento. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da camada de preparo da base, o chapisco, quanto a sua forma de aplicação e composição, na resistência de aderência de revestimentos de argamassa aplicados sobre substrato de concreto de baixa porosidade. Para isso, foram moldadas placas de concreto com dimensões de (35x25x5)cm e resistência, aos 28 dias de, aproximadamente, 30MPa, que receberam argamassa de chapisco e posteriormente foram revestidos com argamassa de revestimento. Afim de isolar o efeito do chapisco, nesta pesquisa, o substrato de concreto e a argamassa de revestimento foram mantidos fixos, sendo, então, o chapisco o único elemento variável do sistema. Em relação ao chapisco variou-se sua forma de aplicação (manual e mecanizada), sua composição, onde foi analisada a mudança de granulometria (uma contínua e bem graduada e uma descontínua e mal graduada), a introdução de sílica ativa e de aditivo retentor de água. O substrato de concreto teve cura submersa em água e cal, durante 28 dias, e a argamassa de chapisco e a argamassa de revestimento foram curadas à temperatura de 23±2°C e umidade relativa do ar de 60±10% por 3 e 28 dias, respectivamente. Após 59 dias do início da moldagem, o conjunto “substrato+chapisco+argamassa de revestimento” foi submetido aos ensaios de resistência de aderência à tração e ao cisalhamento. A partir dos resultados obtidos é possível afirmar que quanto a forma de aplicação, a aplicação mecanizada utilizada, de recipiente acoplado, a canequinha, não gerou resultados satisfatórios, uma vez que para as características da argamassa de chapisco utilizada, sendo está de alta relação água/cimento, a aplicação resultou em uma camada desuniforme, mostrando que aplicação manual, mesmo rústica, para chapiscos ainda é a melhor escolha. Quanto a composição do chapisco, os melhores resultados obtidos para a resistência de aderência foram obtidos com chapiscos confeccionados com areia de granulometria contínua e bem graduada. A introdução da sílica no chapisco mostrou uma tendência de melhora para a resistência de aderência à tração e uma melhoria significativa, comprovada por análise estatística, na resistência ao cisalhamento e a introdução de aditivo retentor de água, promoveu uma melhora significativa na resistência de aderência à tração e uma tendência de melhora na resistência de aderência ao cisalhamento. / Although widely used, mortar wall coverings still generate interest by both academia and construction companies. This fact is caused by the ever-present need for improved technology, having as principal objective the more refined knowledge about the constituents of the coating system and also the large number of pathologies occurring in this type of siding, in particular its detachment. In this context, this study had the objective of analizing the influence of the application form and composition of slurry mortar on the bonding strength of coatings applied over concrete substrate. For this, concrete plates of 35x25x5cm were molded, with compressive strength at 28 days of, approximately, 30MPa. After that, the plates were coated with coating mortar and slurry mortar. In order to isolate the effect of slurry mortar in this research, the concrete substrate and mortar coating were kept fixed, and the slurry mortar is the only variable element of the system. It was varied the form of application (manual and mechanized), the composition, where were analyzed the change of sand granulometry (a continuous and well-graded, a discontinuous and bad-graded), the introduction of silica and water retaining additive. The concrete substrate was curing in water and lime for 28 days, and mortar coating and slurry mortar were cured at 23±2°C and relative humidity of 60±10%, for 3 and 28 days, respectively. After 59 days from the start of the molding of concrete plates, the "substrate+slurry mortar+mortar coating" samples were subjected to tests of tensile bond strength and shear. From the results obtained, were is can be said that the mechanized application form used did not generate satisfactory results, possibly due to high water/cement ratio of the slurry mortar used, resulting in an uneven layer, showing that manual application, even rustic, for slurry mortar is still the best choice. For the composition of slurry mortar, the best results for bond strength were obtained with slurry mortars made with well-graded sand with a continuous granulometric. The introduction of silica in the slurry mortar showed a tendency to increase the tensile bond strength and a significant increase, proven by statistical analysis, in shear bond strength. The introduction of water retaining additive, a significant improvement in tensile bond strength and a tendency to increase the shear bond strength.

Revestimentos de argamassa, embora largamente utilizados, ainda e cada vez mais, geram interesse, tanto por parte do meio acadêmico quanto pelas empresas construtoras. Este fato se deve pela, sempre presente, necessidade de melhoria da tecnologia, visando, principalmente, maior conhecimento dos elementos constituintes do sistema de revestimento e, também, devido ao grande número de manifestações patológicas ocorridas neste tipo de revestimento, em especial o descolamento. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da camada de preparo da base, o chapisco, quanto a sua forma de aplicação e composição, na resistência de aderência de revestimentos de argamassa aplicados sobre substrato de concreto de baixa porosidade. Para isso, foram moldadas placas de concreto com dimensões de (35x25x5)cm e resistência, aos 28 dias de, aproximadamente, 30MPa, que receberam argamassa de chapisco e posteriormente foram revestidos com argamassa de revestimento. Afim de isolar o efeito do chapisco, nesta pesquisa, o substrato de concreto e a argamassa de revestimento foram mantidos fixos, sendo, então, o chapisco o único elemento variável do sistema. Em relação ao chapisco variou-se sua forma de aplicação (manual e mecanizada), sua composição, onde foi analisada a mudança de granulometria (uma contínua e bem graduada e uma descontínua e mal graduada), a introdução de sílica ativa e de aditivo retentor de água. O substrato de concreto teve cura submersa em água e cal, durante 28 dias, e a argamassa de chapisco e a argamassa de revestimento foram curadas à temperatura de 23±2°C e umidade relativa do ar de 60±10% por 3 e 28 dias, respectivamente. Após 59 dias do início da moldagem, o conjunto “substrato+chapisco+argamassa de revestimento” foi submetido aos ensaios de resistência de aderência à tração e ao cisalhamento. A partir dos resultados obtidos é possível afirmar que quanto a forma de aplicação, a aplicação mecanizada utilizada, de recipiente acoplado, a canequinha, não gerou resultados satisfatórios, uma vez que para as características da argamassa de chapisco utilizada, sendo está de alta relação água/cimento, a aplicação resultou em uma camada desuniforme, mostrando que aplicação manual, mesmo rústica, para chapiscos ainda é a melhor escolha. Quanto a composição do chapisco, os melhores resultados obtidos para a resistência de aderência foram obtidos com chapiscos confeccionados com areia de granulometria contínua e bem graduada. A introdução da sílica no chapisco mostrou uma tendência de melhora para a resistência de aderência à tração e uma melhoria significativa, comprovada por análise estatística, na resistência ao cisalhamento e a introdução de aditivo retentor de água, promoveu uma melhora significativa na resistência de aderência à tração e uma tendência de melhora na resistência de aderência ao cisalhamento. / Although widely used, mortar wall coverings still generate interest by both academia and construction companies. This fact is caused by the ever-present need for improved technology, having as principal objective the more refined knowledge about the constituents of the coating system and also the large number of pathologies occurring in this type of siding, in particular its detachment. In this context, this study had the objective of analizing the influence of the application form and composition of slurry mortar on the bonding strength of coatings applied over concrete substrate. For this, concrete plates of 35x25x5cm were molded, with compressive strength at 28 days of, approximately, 30MPa. After that, the plates were coated with coating mortar and slurry mortar. In order to isolate the effect of slurry mortar in this research, the concrete substrate and mortar coating were kept fixed, and the slurry mortar is the only variable element of the system. It was varied the form of application (manual and mechanized), the composition, where were analyzed the change of sand granulometry (a continuous and well-graded, a discontinuous and bad-graded), the introduction of silica and water retaining additive. The concrete substrate was curing in water and lime for 28 days, and mortar coating and slurry mortar were cured at 23±2°C and relative humidity of 60±10%, for 3 and 28 days, respectively. After 59 days from the start of the molding of concrete plates, the "substrate+slurry mortar+mortar coating" samples were subjected to tests of tensile bond strength and shear. From the results obtained, were is can be said that the mechanized application form used did not generate satisfactory results, possibly due to high water/cement ratio of the slurry mortar used, resulting in an uneven layer, showing that manual application, even rustic, for slurry mortar is still the best choice. For the composition of slurry mortar, the best results for bond strength were obtained with slurry mortars made with well-graded sand with a continuous granulometric. The introduction of silica in the slurry mortar showed a tendency to increase the tensile bond strength and a significant increase, proven by statistical analysis, in shear bond strength. The introduction of water retaining additive, a significant improvement in tensile bond strength and a tendency to increase the shear bond strength.

O estudo do comportamento de aderência tem recebido grande atenção desde o final da década de 40, entretanto muitas incertezas persistem no que tange à definição do melhor método de ensaio e do desempenho esperado ao longo da vida útil de uma estrutura, especialmente quando a mesma está exposta a condições ambientais desfavoráveis. A corrosão da armadura e a degradação térmica devida à exposição a altas temperaturas são exemplos de situações onde ocorrem importantes modificações nas propriedades dos materiais envolvidos, tendo forte impacto no desempenho da aderência. Tendo em vista que esta é uma propriedade de fundamental importância para a adequada transferência de esforços e compatibilização de deformações entre o concreto e o aço, colaborando para um bom desempenho global da estrutura, o estudo destes efeitos é vital. Este trabalho propõe a elaboração de um modelo matemático que represente o comportamento de aderência de peças submetidas à corrosão de armadura e à exposição a elevadas temperaturas. Além disto, busca realizar uma comparação entre os resultados obtidos por três métodos distintos de ensaios. Para a elaboração do modelo matemático foram produzidos cps de concreto com diferentes resistências à compressão, nos quais foram inseridas barras de aço de distintos diâmetros, para capturar a influência destas variáveis independentes. A modelagem estatística utilizou o modelo cubo-estrela, com definição de 5 níveis de referência para as variáveis temperaturas de exposição (ambiente, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), taxa de corrosão (0, 3, 6, 9 e 12% de perda de massa) e diâmetro da barra (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm); e de 3 níveis para a resistência do concreto (25, 45 e 65 MPa). A determinação do comportamento de aderência foi executada através de duas técnicas de ensaio, selecionadas dentre as várias descritas na literatura: o ensaio de arrancamento simples (pull-out test), recomendado pela RILEM (1973), e o ensaio de arrancamento excêntrico (cantilever bond test), proposto por KEMP ET AL (1968). Ambas se caracterizam por serem ensaios de arrancamento, entretanto a primeira apresenta somente tensões de tração e de compressão e a segunda apresenta, além das tensões de tração e compressão, as de cisalhamento e de flexão, gerando uma situação mais próxima do que ocorre em estruturas reais. Para permitir a comparação entre métodos de ensaio com filosofias diferentes, mais uma técnica foi selecionada, o ensaio de viga (beam test), também recomendado pela RILEM (1973). De acordo com a análise dos resultados, o ensaio de arrancamento simples e de viga fornecem, respectivamente, valores de tensão de aderência, cerca de, 70% e 150% superiores aos obtidos em ensaios de arrancamento excêntrico. Os dados indicam, ainda, que os efeitos de deterioração são extremamente importantes para avaliação do desempenho final da aderência. Percebe-se que, para temperaturas mais baixas, até aproximadamente 300°C, a temperatura não provoca alteração no desempenho da aderência, mas, a partir de 550°C, a redução é superior a 50%, para concretos de resistências elevadas (acima de 50 MPa). Já a corrosão apresenta comportamento diferenciado, resultando em um acréscimo de cerca de 17%, da tensão de aderência para baixas taxas de perda de massa e posterior perda de desempenho com o aumento desta. / The study of the bonding mechanism in reinforced concrete elements has received attention from researchers since the forties. Nonetheless, there are still doubts regarding test methods and long term performance, especially when the structure is subjected to aggressive environmental conditions. Rebar corrosion and thermal degradation due to exposure to high temperatures are important examples of instances when significant changes in material properties take place, resulting in alterations of bonding performance. The study of these effects are vital, given that bonding is a fundamental property to ensure the adequate transfer of tensile stresses and strains between concrete and the steel rebar, which ensures good structural behavior. The proposed research aims to generate a mathematical model to explain the bonding behavior of structural RC elements subject to chloride corrosion and exposure to fire conditions. Besides, it seeks to compare results obtained using 3 distinct test methods for bonding evaluation. To this end, concrete specimens with different compressive strengths (25, 45 e 65 MPa) were produced, and bars of various diameters (8, 12.5, 16, 20 e 25 mm) were inserted in them. A statistical approach was adopted to reduce the experimental matrix, using the cube-star model, with 5 reference levels for the variables temperature of exposure (laboratory, 200°C, 400°C, 600°C e 800°C), corrosion rates (0, 3, 6, 9 e 12% weight loss) and bar diameter; and 3 levels for the variable concrete compressive strength, as discussed above. The bonding resistance was determined using two test methods selected from the various methodologies discussed in the literature: the RILEM pull-out test (1973) and the cantilever bond test, proposed by KEMP ET AL in 1968. Both evaluate bonding stresses, but the second one introduces shear and bending forces that create a stress distribution more close to the one found in real concrete beams. In order to improve the comparison between test methods, another technique was used in the second part of the work. The chosen technique was the beam test recommended by RILEM in 1973. According of the test results the pull-out test and the beam test result, respectively, in bonding values 70% e 150% higher than the ones registered in the cantilever bond test. The data obtained indicates, also, that the deterioration effects are extremely important to evaluate the bonding performance. For lower exposure temperature, up to around 300°C, the bonding behavior is not affected by the heat. But when the temperature exceeds 550°C, the bonding loss is higher than 50%, for the concretes with higher compressive strength (> 50 MPa). The deterioration by corrosion improves slightly the bonding resistance (up to 20%) when corrosion rates are lower than 1.5%. However, when corrosion increases, the bonding capacity decreases quite rapidly.