O excesso de umidade do substrato de concreto pode ter origem intrínseca (água de produção do concreto) ou extrínseca (lençol freático, precipitações, sistemas de irrigação e combate a incêndios). A água de origem intrínseca utilizada na produção do concreto será parcialmente consumida à medida que ocorre a hidratação do cimento e a parte excedente evaporada quando, logo que terminada a cura do concreto, iniciar o processo de secagem do concreto. Para este artigo será tratada a umidade do substrato decorrente de origem intrínseca.
O excesso de umidade do substrato, quando da aplicação do revestimento utilizando-se materiais susceptíveis à presença de água, é uma das principaias causas das falhas ocorridas em pisos de concreto, causando danos em revestimentos por causa da cura indevida do adesivo ou evitando que seja atingido um grau de aderêrncia satisfatório entre o revestimento e o substrato. Bauer (2000) salienta que os fatores que causam patologias nos Revestimentos de Alto Desempenho (RADs) decorrem principalmente da não especificação do nível máximo de umidade permissível do substrato de concreto em função do RAD ser aplicado sobre o piso de concreto com nível de umidade superior à especificada pelo fabricante ou em projeto.
Quando a falha decorre da cura inadequada do revistemento, nota-se uma frágil aderência ao substrato (foto 1), podendo ocorrer também o surgimento, na superfície do revestimento, de pequenas bolhas, com diâmetro inferior a 6 mm.
Para o caso da baixa aderência entre o substrato e o revestimento, a camada inferior em contato com o substrato ficará endurecida, destacando-se com facilidade e ocasionando o surgimento de grandes bolhas na superfície. Em ambas as situações, caso ocorra o desenvolvimento de pressão osmótica, as bolhas ficarão cheias de água sob pressão.
O comportamento da água de produção do concreto
Após o período de cura do concreto, parte da água de produção continuará combinando com o cimento não hidratado, e o restante irá evaporar, sendo a evaporação função da temperatura e da umidade relativa ambiente e da idade do concreto. Em decorrência desse mecanismo, o comportamento da água de produção do concreto é afetado pelo processo de hidratação do cimento e pela secagem do concreto.
A secagem do concreto decorre dessa complexa relação e da capacidade do sistema de poros no transporte da água livre, que é alterada à medida que ocorre a hidratação do cimento, que por sua vez, aumenta com o aumento da relação água/cimento, da temperatura e da umidade relativa interna do cocreto acima de 80%. Uma vez que a secagem do concreto se processa de uma maneira muito lenta, o excesso de umidade estará presente no concreto por um longo período de tempo. Consequentemente, apenas uma parte desse excesso deve ser eliminada antes da aplicação de revestimentos sensíveis à umidade, sendo que a quantidade remanescente deverá permanecer na estrutura sem causar quaisquer danos. Entender o comportamento dinâmico da água utilizada na confecção do concreto e o tipo de revestimento a ser utilizado é fundamental para a prevenção de problemas. Deve-se também conhecer o desempenho do revestimento após a aplicação, uma vez que o nível da umidade não é distribuída de maneira uniforme no substrato de concreto, sendo menor quando próximo da superfície em contato com o ambiente e aumentando para seu interior. Isso faz com que, quando da utilização de um material impermeável para revestimento que diminui muito a evaporação da água pela superfície do piso, ocorrer uma redistribuição da umidade, aumentando o nível próximo da superfície d substrato, que poderá ficar acima do nível ideal, danificando o revestimento ou o adesivo utilizado na aplicação.
Esse princípio é ilustrado na Figura 1 e Figura 2, para uma situação em que a secagem ocorre, respectivamente por dois lados e por um lado do piso, sendo: a = perfil da distribuição da umidade antes da secagem; b = perfil da distribuição da umidade após a secagem; c = perfil da distribuição da umidade após a aplicação do do revestimento e a redistribuição da umidade; H = espessura da laje. Para uma determinada profundidade, medida a partir da superfície da laje antes de ser revestida, a qual denomina-se "profundidade equivalente", o nível que será alcançado, na superfície da laje, após a aplicação do revestimento. Essa "profundidade equivalente" depende de a secagem do piso ocorrer por ambos os lados, nesse caso 20% da espessura do piso, Figura 1, ou somente por um deles, 40% da espessura do piso, Figura 2. (HEDENBLAD, 1996).Secagem do concreto.
A estrutura dos poros do concreto altera-se com o progresso da hidratação, fazendo com que o concreto torne-se mais impermeável, diminuindo a capacidade de transporte da umidade, por conseguinte, a secagem é afetada pelo tempo de cura e relação água/cimento do concreto e pelas condições ambientes em que ocorre.
Para o concreto com um curto período de cura, portanto, com baixa quantidade de cimento hidratado, existe uma maior quantidade de água livre em uma estrutura contendo poros maiores e interligados aumentando a capacidade de transporte de umidade, logo, a secagem do concreto o correrá de forma mais rápida, respeitando-se um período mínimo recomendado entre três e sete dias.
A capacidade de transporte de umidade, em pastas de cimento com igual grau de hidratação, diminui com o aumento do teor de cimento, ou seja, com a diminuição da relação água/cimento, A princípio, portanto, uma relação água/cimento menor resultaria em uma secagem mais lenta. Por outro lado, essa pasta de cimento tem uma quantidade menor de água de produção. Hedenblad (1996) constatou, que na maioria dos casos estudados, o resultado final é que no concreto com uma baixa relação água/cimento, apesar da sua menor capacidade de transporte de umidade, o tempo de secagem diminui.
Hedenblad (1993) também realizou experimentos com amostras de concreto com mais de um ano de idade, a fim de determinar o seu tempo de secagem após ter sido reumidificado e seco, por apenas um lado, em um ambiente de 210ºC de temperatura e 50% de umidade relativa do ar. Foram necessários 515 dias para atingir 85% de umidade relativa interna contra os 184 dias para o concreto novo curado por um dia e os 258 dias para o concreto novo curado por quatro semanas. O aumento no tempo de secagem, ocasionado pela reumidificação do concreto, deverá ser levado em consideração quando da execução de serviços de retirada e substituição de revestimentos existentes em pisos de concreto, em decorrência de inundações ou áreas sujeitas à ação da água.
As condições ambientes de secagem são uma combinação da umidade relativa do ar e da temperatura no interior da construção, que por sua vez influenciam a taxa de transmissão de umidade no interior do concreto. A transmissão de umidade é função da pressão atmosférica.
A diferença entre a pressão do ar nos vazios do concreto e no ar sobre a laje determinará a taxa de transmissão de umidade. Por exemplo, se o ambiente no concreto em cotato com o solo tem uma umidade relativa de 100% e temperatura de 200ºC, a pressão de vapor do ar no interior do concreto, obtidfa na Figura 3, será em torno de 0,35 psi. Se a umidade relativa e a temperatura no interior da construção forem de 60% e 27ºC respectivamente, a pressão de vapor do ar será 0,30 psi. A diferença de pressão 0,05 psi é a força que conduz o ar úmido do interior do concreto para o ambiente.
A ASTM E 1907-97 (Práticas padrão para determinar a umidade aceitável nos pisos de concreto para receber revestimentos sensíveis à umidade) recomenda que para forçar a secagem do cocreto é preferível baixar a umidade relativa do ar no interior da edificação do aumentar a temperatura.
Fonte: ASTM e 1907-97, 1997