Analysis of main parameters affecting substrate/mortar renderings contact area

A importância do aprofundamento dos estudos sobre argamassas de revestimento justifica-se por este ser um material muito utilizado internamente e externamente em edificações brasileiras, no entanto, ainda apresentar grande quantidade de manifestações patológicas. Estudos sobre os mecanismos envolvidos no desenvolvimento da aderência das mesmas vêm sendo realizados por pesquisadores nacional e internacionalmente, com o intuito de compreender as interações que ocorrem entre a argamassa e os substratos. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa consiste em determinar a influência dos parâmetros reológicos de argamassas, da energia de aplicação e da tensão superficial dos substratos na área de contato na interface argamassa/substrato. Os objetivos secundários consistem em caracterizar diferentes argamassas através do squeeze-flow e reometria rotacional, verificar a influência da distribuição granulométrica nos parâmetros reológicos, verificar a influência da energia de aplicação no desenvolvimento da área de contato da interface argamassa/substrato e desenvolver metodologia para a quantificação da área de contato da interface argamassa/substrato. Para atingir estes objetivos, foi montada uma matriz experimental com argamassas de três diferentes proporcionamentos, quais sejam: 1:0:3 (A3), 1:1:6 (A6), e 1:2:9 (A9) (cimento:cal:areia, materiais secos, em volume). Estes proporcionamentos foram confeccionados com cimento Portland CPIV, cal hidratada CHI e três composições granulométricas (CG) de agregado miúdo. As areias passantes nas peneiras, 1,2, 0,6, 0,3 e 0,15mm foram compostas com 25% de cada uma das frações para a CG1, 10% das frações extremas e 40% das frações intermediárias para a CG2 e 40% das frações extremas e 10% das frações intermediárias para a CG3. Por fim, cada uma das argamassas proporcionadas com as diferentes CG foram dosadas para o índice de consistência de 240 mm. Depois de caracterizadas quanto as suas propriedades no estado fresco e endurecido, as argamassas foram submetidas a ensaios reológicos de squeeze-flow (NBR 15839/2010) e reometria rotacional. Para a avaliação da área de contato das argamassas sobre os substratos, foram escolhidos três substratos com acabamento superficial liso e sem absorção significativa e com diferentes ângulos de contato: o vidro, o acrílico e o polietileno. Cada uma das argamassas dosadas foi lançada sobre estes substratos, dispostos em gabaritos de madeira, a alturas de queda de 30 e 100 cm, através da caixa de queda. Por fim, as argamassas foram descoladas dos substratos e foi realizada a digitalização tridimensional a laser, através de scanner 3D, onde as áreas sem contato das argamassas foram quantificadas com a utilização dos softwares Geomagic Studio e Photoshop. Os resultados mostraram que o uso do scanner 3D associado à análise de imagens através de softwares de fácil manuseio e interpretação mostra-se como uma boa técnica de análise da área de contato. Quanto aos proporcionamentos de argamassas propostos, a alteração da faixa granulométrica da areia demonstrou-se uma boa estratégia no sentido de alterar a reologia das argamassas. A seleção dos substratos mostrou-se eficaz no sentido de reproduzir superfícies com ângulos de contato distintos, potencialmente hidrofóbicas e potencialmente hidrofílicas e pode-se notar através das alturas de queda escolhidas influenciam nos demais parâmetros de avaliação em função desta alteração da energia de lançamento. Todos as variáveis controláveis foram significativamente influentes na área de contato na interface argamassa/substrato, sendo que a mais significativa foi o proporcionamento das argamassas. Além disso, constatou-se que maiores energias de aplicação resultam em maiores áreas de contato desde que o substrato aonde a argamassa for aplicada seja favorável ao espalhamento, por fim, foi possível concluir que o empacotamento das partículas e o coeficiente de uniformidade exercem grande influência na viscosidade das argamassas, sendo que área de contato da interface mostrou ser inversamente proporcional à viscosidade.This study assesses the influence of the granulometric composition of sand, application energy and the superficial tension of substrates on the contact area of rendering mortars. Three substrates with distinct wetting behaviors were selected through preliminary analysis, three non-absorbent substrates with different wettability ratings were chosen: glass, acrylic, and polypropylene. Mortars were prepared with different proportioning and sand compositions. The compositions of 1:0:3 (A3), 1:1:6 (A6) and 1:2:9 (A9) (cement: hydrated lime: dry sand) were produced according to the Brazilian Standard NBR 13276/2005, for a 240 mm consistence index, all of them, with grains retained in sieves #1.2; 0.6; 0.3 and 0.15 mm. The first composition (CG1, unitary mass 1.51 g/cm³) consists of equal fractions of each sieve, 25% for each. The second (CG2, unitary mass 1.48 g/cm³), with 10%, 40%, 40% and 10% from sieve respectively, and third (CG3, unitary mass 1.54 g/cm³) with 40%, 10%, 10% and 40% from sieve, respectively. Characterization tests were performed on fresh and hardened mortars, as well as a rheological characterization. Mortars were applied on substrates with two different energies. The interfacial area was then digitized with a 3D scanner. Results show that 3D scanning proved to be an appropriate method for real contact area measurement. Additionally, all variables have interfacial contact influence, in terms of the contact area development, among which the most significant was mortar proportioning. Furthermore, it was found that higher applying energy results in larger interfacial contact areas since substrate where the mortar is applied has favorable wettability. Finally, it was concluded that the particles packing and uniformity coefficient greatly influence the mortar viscosity, and interface contact area was found to be inversely proportional to viscosity