Conheça os tipos de membranas cimentícias impermeabilizantes

Autor: André Nagamine
Gerente técnico da Wacker Chemie AG.

A água em forma líquida ou em vapor é o elemento mais destrutivo para construções, como concreto e alvenaria estrutural. As técnicas de impermeabilização têm de preservar a integridade, a funcionalidade e a utilidade de uma estrutura ao longo de todo o seu tempo de vida. Para evitar as possíveis causas de infiltração de água, o lado exterior de qualquer construção deve ser protegido com materiais impermeáveis. Todas as medidas impermeáveis devem ser parte de um sistema e devem interagir de forma integral para uma efetividade completa e para prevenir a infiltração de água. Se um desses sistemas (partes) falhar ou não atuar integralmente com todos os outros sistemas de proteção, ocorrerão vazamentos e/ou infiltrações.

Controlar adequadamente o acesso de águas subterrâneas, de águas pluviais e de superfície, bem como a transferência de umidade em forma de vapor de água, evita reparos desnecessários na construção. Além de proteger o exterior das construções, existe uma multiplicidade de impermeabilização para uso interno, como para banheiros, sanitários, piscinas, tanques etc. Algumas das medidas de impermeabilização são usadas para proteger contra a ação prejudicial de substâncias agressivas, como sais e ácidos transportados pela água.

Sistemas de impermeabilização
Os diferentes componentes do exterior de uma construção podem ser classificados em:
Cobertura, para evitar infiltração de água na camada externa

Impermeabilização de baixo grau, materiais e medidas que impeçam o acesso das águas superficiais ou subterrâneas ou pressão hidrostática de entrar em uma estrutura ou em seus componentes. Esses sistemas geralmente não estão expostos ou submetidos a intempéries, como radiação ultravioleta. Exemplos de materiais de impermeabilização abaixo do padrão são metálicos e filmes plásticos, produtos cimentícios e produtos betuminosos.

Impermeabilização de grau superior, uma combinação de materiais ou sistemas que previne a infiltração de água em elementos da estrutura exposta, incluindo proteção de barreira decorativa. Esses materiais não são submetidos à pressão hidrostática, mas são expostos a ataques atmosféricos e poluentes. Exemplos de impermeabilização de grau superior são todos os tipos de tinta, incluindo tintas à base de cimento, revestimentos minerais e se estiverem de acordo com a regra de Künzel, que requer um coeficiente de absorção de água extremamente baixo (efeito repelente de água), combinado com alta permeabilidade ao vapor da água.
Requisitos:
Coeficiente de absorção de água W <0,5kg / m2√h; E difusão de vapor de água
Espessura equivalente da camada de ar Sd

Proteção contra umidade, materiais que reduzem ou evitam a transferência do vapor de água e que são resistentes ao mesmo ou a quantidades menores de umidade. Esses sistemas podem atuar como sistemas primários de backup para a prova de água. Materiais impermeáveis não estão sujeitos a intempéries ou a pressão da água.

A impermeabilização com membrana cimentícia é ideal para piscinas e reservatórios de água.

Impermeabilização com membranas cimentícias
As membranas cimentícias de impermeabilização de cimento foram utilizadas com sucesso por mais de 50 anos na Europa para a proteção de uma ampla gama de construção e estruturas expostas à intempéries periódicas ou de longo prazo, baixa pressão hidrostática (umidade do solo) ou em combinação com engenharia apropriada, mesmo com alta pressão hidrostática.

As membranas cimentícias são usadas para impermeabilização de ambientes úmidos e tanques de água, e devido à sua excelente resistência à intempérie e proteção exterior de superfície também. As aplicações típicas são a vedação e impermeabilização de paredes de tanques, piscinas, paredes e pavimentos em ambientes úmidos como sanitários e banheiros, varandas e terraços (como camada de impermeabilização a ser revestida posteriormente).

As membranas impermeabilizantes são frequentemente usadas como revestimento protetor ao sistema de concreto estrutural (por exemplo, proteção de estruturas reforçadas, para novas estruturas, bem como para estruturas de concreto após a reabilitação; proteção contra penetração de água, cloretos e dióxido de carbono livre, para evitar a corrosão do reforço) ou como uma camada protetora contra produtos químicos agressivos (sulfatos, ácidos etc.)

As vantagens das membranas de impermeabilização à base de cimento são: excelente resistência contra a água, mesmo que expostas permanentemente, sua excelente resistência contra erosão de longo prazo, boa resistência aos riscos, boa capacidade de carga e uma permeabilidade ao vapor de água muito maior em comparação com a maioria dos outros sistemas (consequentemente, não há problemas com bolhas quando o vapor de água permeia a membrana impermeabilizante). As membranas cimentícias são fáceis de usar, não são tóxicas, fornecem uma ligação total e superfície monolítica sem juntas, podem ser facilmente aplicadas em substratos de superfícies complexas. Ao contrário de outros sistemas, as membranas impermeabilizantes cimentícias podem ser aplicadas até mesmo em superfícies minerais úmidas e suas propriedades físicas são menos dependentes da temperatura em comparação com materiais à base de asfalto.

A fim de melhorar a adesão e a flexibilidade de impermeabilizantes de cimento puro, os polímeros em pó são adicionados à argamassa seca, juntamente com outros aditivos, como agentes de retenção de água, agentes espessantes e aditivos reológicos, oferecendo uma excelente trabalhabilidade ao produto final.

Hoje, diferentes sistemas de membranas de impermeabilização à base de cimento estão disponíveis:

Membranas cimentícias rígidas
As membranas impermeabilizantes rígidas (já misturadas com polímeros) são misturadas com água antes de serem aplicadas com pincel, brocha, escova, rolo ou por pistola airless, bem como por espátula, dependendo da quantidade de água, e só podem ser usadas em substratos minerais que sejam estáveis – e se não houver risco para formação de fissuras, movimentos ou mudanças dimensionais (por exemplo, retração).

A composição típica de uma membrana rígida é dada na Tabela 1 e algumas características na Tabela 2.

O desempenho vai depender da quantidade de cimento, forma e distribuição de tamanho de partícula dos agregados e de aditivos químicos utilizados e a quantidade de polímero. Os polímeros redispersíveis são usados a fim de melhorar a adesão em diferentes substratos, e também para melhorar a coesão, a flexibilidade e a resistência à abrasão.

As membranas cimentícias modificadas com polímero podem resistir à pressão da água não somente positiva, mas, devido à sua excelente adesão e coesão, podem resistir a pressões negativas, sendo necessários testes para comprovação do fato.

Geralmente, um polímero com efeito hidrofóbico (repelente à água) é incorporado na argamassa de mistura seca. A dosagem típica é de 2% a 8%, dependendo da qualidade das matérias-primas disponíveis e do resultado esperado.

Se desejar um bom desempenho contra a pressão hidrostática, é necessário uma maior dosagem de polímero. É importante saber que o uso de agentes repelentes à água proporcionará a uma argamassa propriedades impermeáveis ou à prova de água, mas não faz essa argamassa ser resistente contra a pressão hidrostática de água. Para conseguir isso, a argamassa deve ter uma distribuição adequada de tamanho de partícula de enchimento com um baixo teor de poros de ar e um teor de polímero suficiente para o fechamento de poros e vazios.

Membranas cimentícias flexíveis – 2 componentes
Os desenvolvimentos no final da década de 1970, além da tradicional impermeabilização rígida, se deu também para impermeabilização flexível, que é capaz de fazer uma “extensão” sobre pequenas fissuras (até aproximadamente 1 mm) no substrato. A flexibilidade de tais produtos depende fortemente da relação polímero-cimento. Além disso, a flexibilidade de uma membrana de impermeabilização cimentícia depende da condição a que está exposta durante a sua vida útil. Essas condições podem ser simuladas em laboratório através do teste de envelhecimento acelerado ou QUV.

Quando uma membrana cimentícia flexível é aplicada e armazenada em condições secas e altas temperaturas, apenas uma parte do cimento dessa camada é capaz de reagir. Portanto, a razão efetiva da relação polímero-cimento é maior do que o valor teórico e todo sistema é muito flexível, sendo dominado pelo aglomerante polimérico. Quanto mais tarde o cimento for reidratado sob condições úmidas, o sistema alcançará sua força final. Como consequência, a força de tração aumentará, e a flexibilidade deve diminuir.

Portanto, as características mecânicas das membranas cimentíceas só podem ser comparadas se o cimento usado na formulação for totalmente hidratado. Isso significa que esse cimento deve ser testado em laboratório, em condições que forneçam a hidratação total do cimento para verificar a flexibilidade remanescente após imersão em água. Isso é importante para evitar falhas devido à flexibilidade insuficiente após a completa hidratação do cimento na prática.

As membranas cimentícias flexíveis são usadas em substratos que supostamente sofrem efeito de vibrações, movimentos, tensões, formação de fissuras e em substratos difíceis de serem revestidos, como madeira, aço, concreto celular e gesso. Devido ao alto teor de polímero, estes são quimicamente resistentes contra cloreto, íons sulfato e dióxido de carbono, entre outros materiais agressivos.

A membrana cimentícia flexível 2 componentes é apresentada na forma de um sistema de duas embalagens composto de uma argamassa seca baseada em cimento, agregados e outros aditivos, mais uma dispersão líquida no segundo pacote.

A argamassa seca é misturada no local de trabalho com a dispersão aquosa diluída, que contém conservantes e alguns outros aditivos. Hoje em dia esta é a maior parte usada para membranas de impermeabilização flexíveis de 2 componentes.

Simulação de alvenaria impermeabilizada com membrana cimentícia

Membranas cimentícias flexíveis – 1 componente
A desvantagem do sistema de 2 componentes para sua aplicação prática são os erros decorrentes da mistura devido à falta de conhecimento, experiência e educação dos trabalhadores sobre a dosagem apropriada do líquido. As dosagens erradas também podem ocorrer por acaso ou mesmo intencionalmente, para economizar dinheiro no curto prazo. Utilizar dosagens muito baixas da dispersão líquida ocasiona um desempenho abaixo do esperado.

Outras razões para não usar sistemas de duas embalagens, além de manipulação difícil e arriscada, são as dificuldades de despesas e logística (por exemplo, a necessidade de recipientes e o problema de sua disposição segura; armazenamento e transporte de líquidos que podem congelar ou deteriorar através do ataque de micro-organismos) e mais tempo e trabalho na manipulação do produto na obra.

Devido a essas e outras desvantagens dos impermeabilizantes 2 componentes (pó + líquido), hoje as chamadas membranas cimentícias flexíveis monocomponente são uma tendência na construção.

Uma gama de polímeros foi desenvolvida para essa aplicação, com baixa absorção de água, flexível e resistente às pressões hidrostáticas. O desempenho técnico para esse tipo de produto é comparável aos produtos com 2 componentes, como mostrado na Tabela 2.

Os altos custos para o desenvolvimento desse produto, devido à alta dosagem do polímero redispersível, são compensados pela vantagem de ter somente um produto para mistura. Há também outras vantagens, como logística e embalagem de baixo custo, segurança e confiabilidade para a aplicação (evitando-se erros na mistura) e maior produtividade no local de trabalho.

O uso da técnica na base da alvenaria impede o avanço de água por capilaridade.

Membranas prontas para o uso
Membranas de impermeabilização de dispersão prontas para uso (tipo pasta) fornecem uma flexibilidade extremamente elevada e duradoura e uma boa adesão a vários tipos de substratos inorgânicos e orgânicos.

Esses produtos são usados, principalmente, se for exigido e para substratos com características de difícil adesão (por exemplo, em substratos betuminosos, gesso etc.)

Essas membranas têm uma coesão relativamente baixa e mostram algum amolecimento após imersão prolongada em água, com certo risco de bolhas. Formando um filme impermeável por secagem, esses produtos não são adequados para ser aplicado em condições de alta umidade.

Além disso, não são adequados para aplicações exteriores e piso, e não podem ser usados para aplicações com imersão permanente em água. Há ainda desvantagens quanto à logística com forma líquida ou em pasta, devido ao risco de crescimento bacteriano, transporte de água e custos com embalagem.

Instalação e aplicação de membranas cimentícias
Antes da aplicação de qualquer sistema, os substratos devem estar limpos, livres de sujeira, óleos e graxas e de outros materiais estranhos. O substrato deve estar em bom estado, e todas as trincas e fissuras devem ser preenchidas com material adequado.

Ao utilizar membrana cimentícia flexível certifique-se que nas juntas de construção, nas juntas de parede e na parede/piso devem ser utilizadas um selante elástico (por exemplo, selante de silicone). As membranas cimentícias de impermeabilização podem ser aplicadas com pincel, brochas, escova, rolo, espátula ou pistola airless.

Devem ser aplicadas de modo a ter uma camada final de aproximadamente 2 mm, geralmente obtida apenas com aplicações múltiplas, de duas ou três camadas (o tempo de secagem típico é de duas a cinco horas antes da aplicação da segunda e terceira demãos).

A fim de assegurar a correta aplicação da membrana, pelo menos duas camadas devem ser aplicadas para selar poros, que podem ter sido formados ou deixados dentro da primeira camada, mesmo que uma camada de 2 mm ou mais poderia ser aplicada em um único passo.

A exposição à chuva ou ao sol excessivo deve ser evitada nas primeiras horas, ou, ainda melhor, no primeiro dia. Para áreas onde se prevê permanente pressão hidrostática, a aplicação da impermeabilização deve ser feita no lado positivo da estrutura.

Se as membranas impermeabilizantes forem utilizadas em tanques de água potável, as restrições locais devem ser respeitadas e observadas.

Requisitos técnicos e desempenhos de membranas impermeáveis
Composições típicas de diferentes classes de impermeabilizantes são apresentadas na tabela 1.

Se os sistemas de camada múltipla forem utilizados para impermeabilizar uma estrutura de construção, o módulo de elasticidade de cada revestimento deve ser menor, ou pelo menos não superior ao módulo da camada abaixo, para evitar a formação de fissuras e falhas no sistema.

Em combinação com aglomerantes hidráulicos (principalmente cimento), polímeros são largamente utilizados na indústria da construção com grande sucesso há mais de 45 anos. Aplicações típicas são:
Argamassas colantes;
Argamassas de rejuntamento;
Argamassas termoisolantes (Eifs ou Etics);
Argamassas autonivelantes;
Argamassa de reparo de concreto e argamassas de restauro;
Todos os tipos de revestimento mineral e tintas à base cimentícia;
Tintas à base de cal e tintas em pó sem cimento;
Impermeabilizantes;
Massa de preenchimento de juntas.

Após a comercialização bem-sucedida de dispersões poliméricas, foi desenvolvido, em 1957, um processo de secagem por atomização que tornou possível, também, o fornecimento de dispersões poliméricas sob a forma de polímeros em pó. Esse grande avanço foi o início das argamassas dry-mix, modificadas por polímero.

Os polímeros dispersíveis em pó são copolímeros e terpolímeros, como acetato de vinila-etileno (VAE) e cloreto de vinila-etileno (VC-E).

Eles combinam o desempenho de dispersões poliméricas com os benefícios do manuseio de um produto em pó.

Benefícios dos polímeros dispersíveis:
Excelente aderência a substratos diferentes em ampla faixa de condições.
Tempo em aberto e tempos de correção mais longos até sob altas temperaturas ambientes.
Força coesiva otimizada.
Flexibilidade melhorada para evitar fissuras resultantes das tensões entre o substrato e a placa cerâmica.
Ideal para argamassas dry-mix pré-misturadas, eliminando erros de mistura no canteiro de obras.
Possibilita fácil transporte e armazenamento de argamassas dry-mix.
Fácil manuseio no canteiro de obras.

 

Veja também: