ESTUDO DE POLÍMEROS REDISPERSÍVEIS NO DESENVOLVIMENTO DE ADESIVOS CIMENTICIOS DE ALTA

DEFORMABILIDADE

David Abeal Riveiros Morteros de Galicia,S.L.

Grupo Cimpor España

dabeal@cimpor.com

Ana Pérez Lobato Morteros de Galicia,S.L.

Grupo Cimpor España

aperezl@cimpor.com

José Domingos Costa Cimpor Argamassas

Grupo Cimpor Portugal

jdcosta@cimpor.com

Resumo: Existem utilizações especificas nas quais se exige aos adesivos cimenticios uma elevada deformabilidade de forma a que o adesivo seja capaz de deformar-se e absorver as tensões produzidas sem que ocorram perdas de adesão. Estas utilizações são em fachadas, ambientes com elevadas variações de temperatura (pavimentos radiantes, câmaras frigoríficas…) e pavimentos sujeitos a utilizações intensas. O objectivo é avaliar e comparar a influencia de 4 polímeros redispersíveis sobre um adesivo para ladrilhos tipo C2, permitindo-lhe atingir as características de alta deformabilidade sem que sejam comprometidas as de deslizamento reduzido e de tempo aberto extendido (EN 12004). Palavras–chave: adesivos cementícios, adesivos melhorados, deformabilidade, polímeros redispersiveis 1. INTRODUÇÃO Na fixação de ladrilhos cerâmicos em paredes, as técnicas tradicionais de colagem conseguem resultados aceitáveis desde que possam ser apoiadas por sistemas de ancoragem mecânica e não existir a necessidade absorver deformações do suporte. Estas técnicas permitem, assim, manter a compatibilidade entre o ladrilho e a parede, pelo menos nos casos em que estejamos perante ladrilhos de pequeñas dimensões e alta absorção de água e de suportes estáveis. O surgimento de novos tipos de suportes e de novos tipos de ladrilhos cerâmicos, de grandes dimensões e/ou baixa absorção de agua, assim como os desenvolvimentos na produção industrial das argamassas e cimento cola, conjugaram-se para fomentar o surgimento de novas técnicas de fixação. A ampla variedade de produtos adesivos actualmente existentes procura responder a estas necessidades mais exigentes, nomeadamente: fachadas, piscinas, locais comerciais, pisos radiantes, hospitais, etc. Para isso foi necessário adaptar e melhorar os adesivos para ladrilhos cerâmicos, no que diz respeito às suas prestações, nomeadamente aderências, deformabilidade, tempo aberto, etc… A norma NP EN 12004:2008 “Colas para ladrilhos. Requisitos, avaliação da conformidade, classificação e designação” aplica-se a todos os materiais para a colagem de ladrilhos cerâmicos, tanto para colagem em paredes, pavimentos e tectos, quer em exteriores como em interiores, e especifica os seus requisitos.

Tabela 1 – Requisitos mínimos para um Cimento-Cola classe C2TE-S2

Características Requisito Método de ensaio Elevada tensão de aderência inicial à tracção ≥ 1 N/mm2 8.2 de EN 1348:2007 Elevada tensão de aderência à tracção após imersão em água ≥ 1 N/mm

2 8.3 de EN 1348:2007

Elevada tensão de aderência à tracção após acção do calor ≥ 1 N/mm

2 8.4 de EN 1348:2007

Elevada aderência à tracção após ciclos de gelo-degelo ≥ 1 N/mm

2 8.5 de EN 1348:2007

Deslizamento ≤ 0,5 mm. EN 1308 Tempo aberto prolongado: tensão de aderência à tracção

≥ 0,5 N/mm2 após 30 min. EN 1346

Deformação transversal ≥ 5 mm. EN 12002 2. MATERIAIS E MÉTODOS Foram estudados 4 polímeros redispersíveis, obtidos junto de dois fornecedores distintos que os propuseram como adequados para a obtenção da alta capacidade de deformação transversal. As características destes polímeros são apresentadas na Tabela 2. É possível observar que a diferença fundamental entre eles, para além da natureza química, é a temperatura mínima de formação de película.

Tabela 2 – Características das resinas estudadas

PROPIEDADE RPP1 RPP2 RPP3 RPP4

Base

Copolímero acetato de

vinilo e etileno

Copolímero acetato de

vinilo e etileno

Copolímero acetato e

versatato de vinilo e etileno

Copolímero acetato e

versatato de vinilo, etileno

e acrilato Tª mínima de formação de película (ºC) 4 1 5 0

Colóide protector Álcool polivinílico Álcool

polivinílico Álcool

polivinílico Álcool

polivinílico Densidade aparente (Kg/m3) 450 – 550 470 – 570 400 – 600 400 – 600

Conteúdo em cinzas (%) 6 – 9 9 – 13 9 – 12 9 – 12

As dosificações propostas foram elaboradas partindo de uma fórmula base, correspondente a um cimento cola, composto por agregado silicioso, cimento branco, filler calcário e derivados de celulose (éteres de celeulose), aos quais se adicionam quantidades distintas de cada um dos polímeros estudados, levando em consideração as recomendações dos respectivos fabricantes.

Tabela 3 – Dosificações estudadas

% % % Basemix C2 92 90 88 RPP1 8 10 12 % % % Basemix C2 92 90 88 RPP2 8 10 12 % % % Basemix C2 92 90 88 RPP3 8 10 12 % % % Basemix C2 92 90 88 RPP4 8 10 12

Cada uma das dosificações apresentadas na Tabela 3 foi ensaiada, de acordo com o indicado na norma NP EN 12004:2008 “Colas para ladrilhos. Requisitos, avaliação da conformidade, classificação e designação”:

1. Determinação da resistência à tracção de cimentos-cola. EN 1348:2007

1.1. Aderência à tracção inicial. EN 1348:2007, ponto 8.2 1.2. Aderência à tracção após imersão em água. EN 1348:2007, ponto 8.3 1.3. Aderência à tracção após acção do calor. EN 1348:2007, ponto 8.4 1.4. Aderência à tracção após ciclos de gelo-degelo. EN 1348:2007, ponto 8.5

2. Determinação de deslizamento. EN 1308:2007 3. Determinação do tempo aberto a 20 e 30 min. EN 1346:2007 4. Determinação da deformação transversal de adesivos. EN 12002:2008 5. Molhabilidade

3. RESULTADOS Apresenta-se, na Tabela 4, um resumo dos resultados obtidos para os ensaios efectuados a cada uma das formulações.

Tabela 4. Resumo dos resultados obtidos

RPP 1 RPP 2 RPP 3 RPP 4

8

% 10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

Molhabilidade, método específico (ladrilho cerâmico sobre placa de fibro-cimento) [%]

Após 10 min 95 98 100 90 95 98 95 98 100 92 95 97

Após 20 min 70 80 90 65 75 80 70 75 85 60 70 80

Após 30 min 30 40 90 10 15 40 20 30 45 15 25 35

Após 40 min 2 15 55 0 0 0 0 5 10 0 0 5

Adêrencia inicial EN 1348 [N/mm²]

28d sc (inicial) 2,0 2,3 2,7 1,5 1,9 2,2 1,8 2,0 2,6 1,2 1,5 1,8

7d + 21d imersão em água

1,2 1,1 1,0 0,8 0,7 0,6 0,9 0,8 0,9 0,8 0,6 0,6

14d sc + 14d 70ºC + 1d sc 2,4 3,0 3,1 1,7 2,2 3,1 2,1 2,8 2,8 1,7 2,2 2,9

Gelo/degelo 0,9 1,0 1,0 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0 0,6 0,6 0,7

Tempo aberto EN 1346 [N/mm²]

20 min 1,4 1,5 1,4 0,5 1,0 1,3 0,8 1,0 1,0 0,6 0,8 0,7

30 min 0,9 1,0 0,9 0,4 0,6 0,7 0,4 0,5 0,6 0,3 0,5 0,5

Deslizamento EN 1308 [mm.]

Deslizamento 0,3 0,4 0,5 0,4 0,4 0,5 0,3 0,3 0,5 0,2 0,3 0,4

Deformação transversal EN 12002 [mm.]

Deformação transversal 4,5 4,8 6,3 3,4 3,9 4,5 4,9 5,9 7,3 4,8 5,8 6,7

3.1. Aderência à tracção inicial (EN 1348): A Figura 1 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de aderência inicial segundo o ponto 8.2 da norma EN 1348:

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

8% 10%12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12%

RPP 1 RPP 2 RPP3 RPP4

(N/m

m2 )

Tensile Strength 28d sc

Figura 1 – Resultados da aderência inicial

Observa-se que com todos os polímeros se supera o valor de 1 N/mm2, incluindo as dosificações mais baixas (8%). Os melhores resultados obtém-se com o polímero RPP1 enquanto que os piores correspondem ao polímero RPP4. Como era expectável, os valores da aderência inicial aumentam com o aumento no teor do polímero nas dosificações.

3.2. Aderência à tracção após imersão em água (EN 1348): A Figura 2 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de aderência após imersão em água segundo o ponto 8.3 da norma EN 1348:

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

8% 10%12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12%

RPP 1 RPP 2 RPP3 RPP4

(N/m

m2 )

Tensile Strength 7d + 21d water immersion

Figura 2 – Resultados da aderência após imersão em agua

Observa-se que apenas as dosificações com o polímero RPP1 permitem obter resultados superiores ao valor mínimo de 1 N/mm2 . Verifica-se, também, que existe uma tendência para uma diminuição nas prestações com o aumento do teor de polímero.

3.3. Aderência à tracção após acção do calor (EN 1348): A Figura 3 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de aderência após acção do calor segundo o ponto 8.4 da norma EN 1348:

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12%

RPP 1 RPP 2 RPP3 RPP4

(N/m

m2 )

Tensile Strength 14d sc + 14d 70ºC + 1d sc

Figura 3 – Resultados de aderência após acção do calor

Observa-se que com todos os polímeros se supera o valor de 1 N/mm2, incluindo as dosificações mais baixas (8%). Os melhores resultados obtém-se com o polímero RPP1. De uma forma geral, os valores da aderência aumentam com o aumento no teor do polímero nas dosificações.

3.4. Aderência à tracção após ciclos de gelo-degelo (EN 1348): A Figura 4 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de aderência após ciclos de gelo-degelo segundo o ponto 8.5 da norma EN 1348:

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

8% 10%12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12%

RPP 1 RPP 2 RPP3 RPP4

(N/m

m2 )

Tensile Strength Freeze/thaw

Figura 4 – Resultados de aderência após ciclos de gelo-degelo

Observa-se que apenas se obtém resultados superiores ao valor mínimo pretendido, de 1 N/mm2 com o polímero RPP 1, e apenas com as duas dosificações superiores (10% e 12%) e com o RPP3, com 12% de teor em polímero. Note-se que, no entanto, as restantes dosificações dos dois polímeros anteriores se encontram muito perto do valor pretendido. 3.5. Deslizamento (EN 1308) A Tabela 5 apresenta os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de deslizamento segundo a norma EN 1308:

Tabla 5. Deslizamento

Deslizamento EN 1308 [mm.] RPP1 RPP2 RPP3 RPP4

8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 0,3 0,4 0,5 0,4 0,4 0,5 0,3 0,3 0,5 0,2 0,3 0,4

Observa-se que em todos os casos se obtém valores iguais ou inferiores a 0,5 mm. inclusive com as dosificações mais elevadas. 3.6. Tempo aberto a 30 min. (EN 1346) A Figura 5 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de aderência de tempo aberto melhorado (30 minutos) segundo a norma EN 1348:

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

8% 10%12% 8% 10% 12% 8% 10% 12% 8% 10% 12%

RPP1 RPP2 RPP3 RPP4

(N/m

m2 )

Open Time 30 min.

Figura 5 – Resultados do tempo aberto ampliado a 30 min.

Todos os valores cumprem com o requisito de 0,5 N/mm2 após 30 min. excepto as dosificações mais baixas (8%) dos Polímeros RPP2, 3 e 4. 3.7. Deformação transversal (EN 12002) A Figura 6 mostra os resultados obtidos para as distintas amostras e dosificações estudadas, para o ensaio de deformação transversal segundo a norma EN 12002

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

7% 8% 9% 10% 11% 12% 13%

(mm

)

% Redisperperdsable powder

Transverse Deformation

RPP 1 RPP 2 RPP 3 RPP 4

Figura 6 – Resultados da deformação transversal

Os melhores resultados obtém-se com teores de 10 e 12% de RPP3 e RPP4, enquanto que o RPP2 não alcança o valor mínimo de 5 mm. em nenhum caso.

4. CONCLUSÕES A seguinte tabela mostra o grado de cumprimento das distintas amostras nos distintos ensaios realizados e, logo, a adequabilidade dos polímeros redispersiveis, com as dosificações estudadas:

Tabela 6. Tabela de conformidade

RPP 1 RPP 2 RPP 3 RPP 4

8

% 10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

8 %

10 %

12 %

Adêrencia inicial EN 1348 [N/mm²]

28d sc (inicial) Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

7d + 21d imersão em água Y Y Y N N N N N N N N N

14d sc + 14d 70ºC + 1d sc Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

Gelo/degelo N Y Y N N N N N Y N N N

Tempo aberto EN 1346 [N/mm²]

20 min Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

30 min Y Y Y N Y Y N Y Y N Y Y

Deslizamento EN 1308 [mm.]

Deslizamento Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

Deformação transversal EN 12002 [mm]

Deformação transversal N N Y N N N N Y Y N Y Y

Adequabilidade para C2TE S2

Adequado N N Y N N N N N N N N N

S= Sim N = Não

Embora se obtenham os melhores desempenhos de deformabilidade com os polímeros RPP3 e RPP4, a análise à globalidade dos valores obtidos, leva a que apenas se possa considerar como adequada uma das amostras ensaiadas, nomeadamente a dosificação com a RPP1, e com o teor de 12%, dado que apenas neste caso se consegue atingir a totalidade dos requisitos necessários para a classificação como C2TE-S2. 5. BIBLIOGRAFIA AENOR, Adhesivos para baldosas cerámicas. Requisitos, evaluación de la conformidad, clasificación S designación UNE-EN 12004:2008