Experimental and numerical study of stress acting the mortar of ceramic façade and fatigue due to thermal-mechanical action

O sistema de revestimento em fachadas vem alcançando grande escala de utilização no Brasil devido às vantagens no seu uso, como, proteger os elementos estruturais, isolamento térmico, segurança ao fogo, estanqueidade, regularização da superfície, entre outras vantagens. O clima, a localização e outros fatores atuantes na obra civil, fazem com que se apresentem manifestações patológicas no sistema de revestimento, devido principalmente ao choque térmico, já que a exposição à variação térmica cria gradientes internos de temperatura e estes gradientes por sua vez provocam tensões térmicas que podem causar trincas e possivelmente a falha do sistema de revestimento, sendo as tensões e deformações de origem termo-mecânica as consideradas nesta pesquisa, posto que elas geram o desplacamento do revestimento cerâmico. Como este sistema de revestimento cerâmico que é composto por diferentes materiais, faz-se necessário se manter um equilíbrio entre as tensões atuantes no sistema e tensões resistentes para ter-se uma integridade da fachada. Este trabalho procura avaliar o comportamento da argamassa colante quando sob fadiga, traçando para isso a curva experimental de Wöhler ou curva S-N. As tensões térmicas alternadas que agem no sistema podem provocar a ruptura por fadiga. Desta forma, os limites de resistência à fadiga tanto à compressão quanto à tração são importantes valores para serem conhecidos. Tais valores foram obtidos neste trabalho e valem, respectivamente, 5,06 MPa e 1,69 MPa. Conclui-se ainda que a argamassa colante, dentro do sistema de revestimento e nos transientes térmicos aqui estudados, não apresenta risco de ruptura por fadiga termo-mêcanica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTCeramic facade coating system is mostly use in Brazil. It protects the structural elements supporting the building, provides thermal insulation, fire protection, tightness, surface adjustment, among other advantages. However, the weather variation may be a source of some pathological manifestations in facade coating systems due to change in the weather temperature conditions. In tropical countries, rainstorms are very common and induce thermal shocks on ceramic facades. The exposure to thermal shocks creates in the facade internal temperature gradients and such gradients generate thermal stresses that can create cracks and progressively cause the failure of large pieces of the ceramic coating system. Such thermal stresses and strains may generate the peeling of the ceramic coating system and may bring danger to people on the sidewalk of the building. To keep the integrity of the ceramic facade, different materials composing the ceramic coating system must maintain the equilibrium between the stresses acting on the coating system and the materials strength. This study searches to evaluate the fatigue behavior of mortar. For this, the experimental Wöhler S-N curve is obtained. The alternating thermal stresses on the system may produce fatigue failure; therefore, the fatigue strength limits in compression and in tension are important parameters to be known. These values were obtained in this work and are, respectively, 5.06 MPa and 1.69 MPa. In conclusion, the mortar within the coating system and under the thermal transients studied here shows no fatigue failure risk