Alvenaria Caracterizacao

Carlos Francisco Meneses Fernandes Faria da Rosa

Licenciado em Cincias de Engenharia Civil

Caracterizao de alvenarias de pedra antigas

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Doutor Fernando Manuel Anjos Henriques, Professor Catedrtico, FCT-UNL

Jri:

Presidente: Prof Doutora Maria Paulina Santos Forte Faria Rodrigues Arguente: Prof. Doutor Fernando Farinha da Silva Pinho Vogal: Prof. Doutor Fernando Manuel Anjos Henriques

Julho de 2013

Copyright Carlos Francisco Meneses Fernandes Faria da Rosa, Faculdade de Cincias e

Tecnologias da Universidade Nova de Lisboa

A Faculdade de Cincias e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa tm o direito,

perptuo e sem limites geogrficos, de arquivar e publicar esta dissertao atravs de exemplares

impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro meio conhecido ou que

venha a ser inventado, e de a divulgar atravs de repositrios cientficos e de admitir a sua cpia e

distribuio com objectivos educacionais ou de investigao, no comerciais, desde que seja dado

crdito ao autor e editor.

AGRADECIMENTOS

Este espao pretende lembrar todos aqueles que de forma directa ou indirecta contriburam

para a concretizao da presente dissertao, aos quais devo um profundo e sincero agradecimento

pela ajuda e apoio.

Primeiramente gostaria de agradecer ao Professor Doutor Fernando M. A. Henriques por se ter

disponibilizado para ser orientador cientfico deste trabalho e tambm todos os ensinamentos

transmitidos durante o curso.

Gostaria tambm de fazer um agradecimento especial ao Engenheiro Fernando Jorne por toda

a ajuda fornecida durante o trabalho, esclarecimentos, chamadas de ateno e partilha de

conhecimentos. Sem a sua ajuda este trabalho no teria o mesmo brio.

Agradeo ainda ao Engenheiro Vtor Silva pela sua disponibilidade para a ajuda durante os

desenvolvimentos experimentais realizados no DEC / FCT UNL. Por fim, o maior agradecimento vai para a minha famlia, cujo apoio, carinho, amor, e tambm

palavras de incentivo e coragem que sempre me transmitiram, permitiram que a realizao do meu

percurso acadmico se tornasse deveras mais fcil.

I

RESUMO

Esta dissertao surge com o intuito de se realizar um estudo de estruturas histricas e

tradicionais, cuja construo fosse, especificamente, de alvenaria de pedra. Assim sendo, o presente

trabalho insere-se no mbito da reabilitao de paredes de alvenaria com tais caractersticas, com vista

a ajudar a manter e preservar o patrimnio histrico edificado.

Uma vez que, a reabilitao de construes antigas necessita de um conhecimento especfico,

tanto das propriedades dos materiais como das tipologias das paredes de alvenaria, foi realizado um

estudo com a finalidade de se obter essas informaes sobre paredes de alvenarias de pedra.

Escolheram-se vrias paredes de alvenaria de pedra, resultantes de runas ou de demolies,

para a realizao deste estudo, as quais foram fotografadas, e posteriormente, retiradas amostras das

suas seces transversais assim como de algumas dos seuss alados. Para alm de um levantamento

tipolgico das paredes de alvenaria de pedra escolhidas, os materiais existentes nessas alvenarias

foram tambm exaustivamente identificados.

Foi realizada tambm uma anlise das paredes de alvenaria de pedra relativamente s reas

dos materiais e vazios, dimetros e menores dimenses desses mesmos vazios e foi feita uma

classificao das alvenarias quanto ao nmero de panos e tipo de conexo entre eles.

Descrevem-se tambm os ensaios realizados em laboratrio, quanto granulometria,

porosidade, anlise termo gravimtrica e de carbonatao (por fenolftalena) dos materiais existentes

nas paredes escolhidas para o estudo.

Em suma, este trabalho serviu para um melhoramento dos conhecimentos, assim como obter

informaes importantes para futuros trabalhos de reabilitao envolvendo paredes de alvenaria de

pedra antigas.

Termos chave: paredes de alvenarias de pedra, argamassa de cal area, reparao e reabilitao,

tcnicas de diagnstico estrutural, caracterizao de alvenarias

III

ABSTRACT

This thesis arises in order to conduct a detailed study of historical and traditional structures,

specifically stone masonry constructions. Therefore, this work falls within the rehabilitation of stone

masonry walls with such characteristics, in order to help maintain and preserve the historical

buildings.

Since the rehabilitation of ancient constructions requires a particular knowledge, such as the

properties of the materials and the typologies of masonry walls, an extensive study was carried out in

order to obtain information regarding stone masonry walls.

Several stone masonry walls, resulting from ruins or demolition were sought, to carry out this

study. The walls were photographed, and afterwards, samples were taken of their cross sections. In

addition to a typological survey of the chosen masonry walls, the masonry materials have also been

exhaustively identified.

It had also been made an analysis of the areas of materials and voids and diameters of those

voids and was made a classification of masonry cross sections regarding the number and type

connection between them.

The tests performed in laboratory such as grain size, porosity, and thermal gravimetric

analysis and carbonation (per phenolphthalein) to the stone masonry materials were also described.

To sum up, the aim of this work was to improve the knowledge of ancient stone masonry

walls, as well as to obtain important information for future rehabilitation work.

Keyword terms: stone masonry walls, lime mortar, repair and rehabilitation, structural diagnostic

techniques, masonry characterization

V

NDICE DE TEXTO

1. INTRODUO .............................................................................................................................. 1

1.1. ENQUADRAMENTO .................................................................................................................... 1

1.2. OBJECTIVOS .............................................................................................................................. 3

1.3. ORGANIZAO DO TEXTO ........................................................................................................ 3

2. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE ALVENARIA DE PEDRA .................................. 5

2.1. CONSTRUO DE PAREDES DE ALVENARIA DE PEDRA ............................................................ 5

2.1.1. TCNICA ...................................................................................................................................... 5

2.1.2. CARACTERSTICAS ....................................................................................................................... 5

2.1.3. MATERIAIS ................................................................................................................................... 7

2.1.3.1. PEDRAS .................................................................................................................................. 7

2.1.3.2. ARGAMASSA .......................................................................................................................... 7

2.2. CLASSIFICAO ........................................................................................................................ 8

2.2.1. CARACTERIZAO QUALITATIVA E QUANTITATIVA DAS PAREDES DE ALVENARIA DE

PEDRA .......................................................................................................................................... 9

2.2.2. CLASSIFICAO DA TIPOLOGIA DAS SECES TRANSVERSAIS .................................................. 10

2.2.3. CLASSIFICAO DA TIPOLOGIA DOS ALADOS .......................................................................... 12

2.3. FENMENOS DE DETERIORAO DAS ALVENARIAS .............................................................. 13

2.3.1. IMPORTNCIA DE ENSAIOS IN SITU COM VISTA A IDENTIFICAR O ESTADO DE

DETERIORAO .......................................................................................................................... 14

2.3.2. IMPORTNCIA DA EXISTNCIA DE UM PROJECTO PARA INVESTIGAO E AVALIAO

DOS RESULTADOS PARA ESTUDO ............................................................................................... 15

2.4. TCNICAS DE DIAGNSTICO ESTRUTURAL ............................................................................ 16

2.4.1. TCNICAS NO DESTRUTIVAS .................................................................................................... 16

2.4.2. TCNICAS LIGEIRAMENTE DESTRUTIVAS .................................................................................. 17

3. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................. 19

3.1. DESCRIO DOS PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ........................................................... 19

3.1.1. RECOLHA DE AMOSTRAS ........................................................................................................... 20

3.1.2. CARACTERIZAO QUALITATIVA DAS PAREDES DE ALVENARIA .............................................. 21

VI

3.1.2.1. Seces transversais .............................................................................................................. 24

3.1.2.2. Alados .................................................................................................................................. 27

3.1.3. CLASSIFICAO DAS PAREDES DE ALVENARIA ESTUDADAS ..................................................... 28


3.1.3.2. Alados .................................................................................................................................. 34

3.1.4. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE ALVENARIA ATRAVS DE FOTOGRAFIAS DA

SECO TRANSVERSAL E DO ALADO ....................................................................................... 36


3.1.4.2. Alados .................................................................................................................................. 41

3.1.5. ANLISE GRANULOMTRICA ..................................................................................................... 42

3.1.6. POROSIDADE ABERTA E MASSA VOLMICA ............................................................................... 43

3.1.7. POROMETRIA ............................................................................................................................. 45

3.1.8. ANLISE TERMO GRAVIMTRICA .............................................................................................. 50

3.1.9. DETERMINAO DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAO........................................................ 51

3.2. APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS ...................................................................... 53

3.2.1. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE ALVENARIA SNTESE .................................................... 53

3.2.2. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE ALVENARIA QUANTIFICAO DOS MATERIAIS ............. 56


3.2.2.2. Alados .................................................................................................................................. 59

3.2.3. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE ALVENARIA REAS, DIMETROS E MENORES

DIMENSES DOS VAZIOS ............................................................................................................ 60

3.2.3.1. reas dos vazios das alvenarias ............................................................................................ 61

3.2.3.2. Dimetros e menor dimenso dos vazios das alvenarias ....................................................... 64

3.2.4. ANLISE GRANULOMTRICA ..................................................................................................... 66

3.2.5. POROSIDADE ABERTA ................................................................................................................ 72

3.2.6. DETERMINAO DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAO........................................................ 76

3.2.7. ANLISE TERMO GRAVIMTRICA .............................................................................................. 77

3.2.8. POROMETRIA ............................................................................................................................. 82

4. CONCLUSO E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS .......................................................... 91

5. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 93

VII

NDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Exemplo de construo com alvenarias de pedra (zona Faculdade) ................................ 2

Figura 2.1 Exemplo de perpianho (ou travadouro) numa parede de alvenaria [12] ............................. 6

Figura 2.2 Deformao e colapso de um dos panos exteriores de uma parede de alvenaria

de pedra [10] ........................................................................................................................ 8

Figura 2.3 Forma de representao das seces transversais [10] ........................................................ 9

Figura 2.4 Exemplos esquemticos de seces transversais e alados [10] ........................................ 10

Figura 2.5 Classificao das paredes de alvenaria de pedra. [12] ...................................................... 11

Figura 2.6 Tipo de aparelho [39] ......................................................................................................... 12

Figura 2.7 Tipo de assentamento [39] ................................................................................................. 13

Figura 2.8 - Classificao dos diferentes tipos de aces em estruturas e seus materiais [30] .............. 14

Figura 2.9 Tcnicas de diagnstico estrutural [10] ............................................................................. 15

Figura 3.1 Localizao das paredes em estudo ................................................................................... 20

Figura 3.2 Locais da recolha das amostras em cada uma das paredes ................................................ 20

Figura 3.3 Argamassas de cal area com grumos de cal carbonatada ................................................. 22

Figura 3.4 Seces transversais da zona Moinho ............................................................................ 28

Figura 3.5 Seces transversais da zona Charneca .......................................................................... 29

Figura 3.6 Seces transversais da zona Vila Nova ........................................................................ 30

Figura 3.7 Seces transversais da zona Faculdade ......................................................................... 31

Figura 3.8 Seces transversais da zona Pilotos .............................................................................. 31

Figura 3.9 Alados da zona Pilotos ................................................................................................. 34

Figura 3.10 Esquemas das seces transversais da zona Moinho .................................................... 37

Figura 3.11 - Esquemas das seces transversais da zona Charneca .................................................. 38

Figura 3.12 - Esquemas das seces transversais da zona Faculdade ................................................ 39

Figura 3.13 - Esquemas das seces transversais da zona Vila Nova ................................................ 39

Figura 3.14 - Esquemas das seces transversais da zona Pilotos ...................................................... 40

Figura 3.15 - Esquemas dos alados da zona Pilotos .......................................................................... 41

VIII

Figura 3.16 Agitador mecnico de peneiros ........................................................................................ 42

Figura 3.17 Balana digital ................................................................................................................. 43

Figura 3.18 Amostras utilizadas no ensaio de porosidade aberta ........................................................ 44

Figura 3.19 Ensaio de porosidade aberta ............................................................................................. 45

Figura 3.20 Classificao do tamanho do poro de acordo com a IUPAC Unio

Internacional de Qumica Pura e Aplicada [31] ................................................................. 46

Figura 3.21 Amostras dos materiais utilizados no ensaio de porometria por intruso de

mercrio ............................................................................................................................. 47

Figura 3.22 Distribuio de poros de dimenses muito variadas de uma argamassa com cal

Imagem obtida atravs de um Scanning electron microscope [42] (esquerda) e

Esquema representativo da intruso e extruso do mercrio em casos de poros

de dimenses maiores que os canais de acesso a estes (direita) [19] ................................. 48

Figura 3.23 - Porosmetro de mercrio modelo Autopore IV 9500 ........................................................ 49

Figura 3.24Termo balana Netzschsta 449 F3 Jupiter ......................................................................... 50

Figura 3.25 Indicadores de Ph Comparao entre a fenolftalena e outros indicadores [43] ........... 52

Figura 3.26 Espessuras mdias das alvenarias em estudo (esquerda) e alvenarias de

Tentgal (direita) [39] ........................................................................................................ 53

Figura 3.27 Tipo de seco transversal das alvenarias em estudo (esquerda) e alvenarias de

Tentgal (direita) [39] ........................................................................................................ 54

Figura 3.28 Tipo de aparelho das alvenarias em estudo (esquerda) e alvenarias de Tentgal

(direita) [39] ....................................................................................................................... 54

Figura 3.29 Tipo de assentamento das alvenarias em estudo (esquerda) e alvenarias de

Tentgal (direita) [39] ........................................................................................................ 55

Figura 3.30 Parede F da zona Pilotos Assentamento do tipo calos e cunhas .......................... 55

Figura 3.31 reas de materiais por parede da zona Charneca ......................................................... 56

Figura 3.32 - reas de materiais por parede da zona Vila Nova ........................................................ 57

Figura 3.33 - reas de materiais por parede da zona Moinho ............................................................ 57

Figura 3.34 - reas de materiais por parede da zona Faculdade ........................................................ 58

Figura 3.35 - reas de materiais por parede da zona Pilotos .............................................................. 58

Figura 3.36 - reas de materiais por parede da zona Pilotos .............................................................. 59

IX

Figura 3.37 reas dos vazios por intervalos das seces transversais da zona Charneca ............... 61

Figura 3.38 reas dos vazios por intervalos das seces transversais da zona Moinho .................. 61

Figura 3.39 rea dos vazios por intervalos das seces transversais da zona Vila Nova ............... 62

Figura 3.40reas dos vazios por intervalos das seces transversais da zona Faculdade ................ 62

Figura 3.41 reas dos vazios por intervalos das seces transversais da zona Pilotos ................... 62

Figura 3.42 Dimenses (reas) dos vazios das seces transversais estudadas por L. Binda

em 1997 [9] ........................................................................................................................ 63

Figura 3.43 Dimetro (esquerda) e menor dimenso dos vazios (direita) por intervalos das

seces transversais da zona Charneca .......................................................................... 64

Figura 3.44 - Dimetro (esquerda) e menor dimenso dos vazios (direita) por intervalos das

seces transversais da zona Vila Nova ......................................................................... 65


seces transversais da zona Moinho ............................................................................. 65


seces transversais da zona Pilotos .............................................................................. 65


seces transversais da zona Faculdade ......................................................................... 66

Figura 3.48 Curva granulomtrica da parede A da zona Moinho .................................................... 67

Figura 3.49 - Curva granulomtrica da parede A da zona Charneca .................................................. 67

Figura 3.50 - Curva granulomtrica da parede B da zona Charneca .................................................. 68

Figura 3.51 - Curva granulomtrica da parede C da zona Charneca .................................................. 68

Figura 3.52 - Curva granulomtrica da parede D da zona Charneca .................................................. 69

Figura 3.53 - Curva granulomtrica da parede A da zona Vila Nova ................................................. 69

Figura 3.54 - Curva granulomtrica da parede B da zona Vila Nova ................................................. 70

Figura 3.55 - Curva granulomtrica da parede A da zona Faculdade ................................................. 70

Figura 3.56 - Curva granulomtrica da parede B da zona Faculdade ................................................. 71

Figura 3.57 - Curva granulomtrica da parede A da zona Pilotos ...................................................... 71

Figura 3.58 - Curva granulomtrica da parede C da zona Pilotos ...................................................... 72

Figura 3.59 Grau de carbonatao em funo da humidade relativa do ambiente [43] ...................... 76

X

Figura 3.60 Amostras ensaiadas na determinao da existncia de carbonatao. (Amostras

antes do ensaio so apresentadas esquerda e direita so apresentadas as

amostras depois do ensaio) ................................................................................................ 77

Figura 3.61 Curvas termo gravimtricas das argamassas. (Curva verde - Cal area sem

grumos de cal carbonatada; Curva vermelha Cal area com grumos de cal

carbonatada) ....................................................................................................................... 78

Figura 3.62 - Curvas termo gravimtricas e derivadas, das argamassas. (Curva verde - Cal

area sem grumos de cal carbonatada; Curva vermelha Cal area com grumos

de cal carbonatada) ............................................................................................................ 79

Figura 3.63 - Amostra de argamassa de cal area com grumos de cal carbonatada ............................... 80

Figura 3.64 Amostra de argamassa de cal area sem grumos de cal carbonatada ............................... 81

Figura 3.65 - Curvas de intruso cumulativa de mercrio em ml/g dos materiais ................................. 83

Figura 3.66 - Curvas de intruso cumulativa de mercrio em percentagem dos materiais .................... 84

Figura 3.67 Curvas de intruso incremental de mercrio em percentagem dos materiais ..................... 85

Figura 3.68 - Curvas de intruso incremental de mercrio em ml/g dos materiais ................................ 85

Figura 3.69 Classificao segundo a dimenso dos poros dos materiais ............................................ 86

Figura 3.70 rea porosa dos materiais ................................................................................................ 87

Figura 3.71 - Volume de mercrio introduzido por tipo de poro em percentagens................................ 88

XI

NDICE DE QUADROS

Quadro 3.1 Materiais das paredes de alvenaria ................................................................................... 22

Quadro 3.2 Materiais das paredes de alvenaria ................................................................................... 23

Quadro 3.3 Descrio das paredes da zona Moinho ........................................................................ 24

Quadro 3.4 - Descrio das paredes da zona Pilotos .......................................................................... 24

Quadro 3.5 - Descrio das paredes da zona Vila Nova ..................................................................... 25

Quadro 3.6 - Descrio das paredes da zona Faculdade ..................................................................... 25

Quadro 3.7 - Descrio das paredes da zona Charneca ...................................................................... 26

Quadro 3.8 - Descrio das paredes da zona Pilotos .......................................................................... 27

Quadro 3.9 Classificao das paredes quanto ao nmero de panos e tipo de conexo entre

panos .................................................................................................................................. 32

Quadro 3.10 - Classificao das paredes quanto ao nmero de panos e tipo de conexo entre

panos .................................................................................................................................. 32


panos .................................................................................................................................. 33


panos .................................................................................................................................. 33


panos .................................................................................................................................. 34

Quadro 3.14 Classificao das paredes quanto ao assentamento das fiadas e ao tipo de

aparelho .............................................................................................................................. 35

Quadro 3.15 Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Charneca ............................... 56

Quadro 3.16 - Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Vila Nova .............................. 57

Quadro 3.17 - Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Moinho .................................. 57

Quadro 3.18 - Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Faculdade .............................. 58

Quadro 3.19 - Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Pilotos - seces

transversais ........................................................................................................................ 58

Quadro 3.20 - Mdia percentual dos materiais das seces transversais de todas as zonas ................... 59

Quadro 3.21 Mdias percentuais dos materiais das paredes da zona Pilotos alados ................... 59

XII

Quadro 3.22 Anlise percentual da granulometria da parede A da zona Moinho ........................... 66

Quadro 3.23 - Anlise percentual da granulometria das paredes da zona Charneca .......................... 69

Quadro 3.24 - Anlise percentual da granulometria das paredes da zona Vila Nova ......................... 70

Quadro 3.25 - Anlise percentual da granulometria das paredes da zona Faculdade ......................... 71

Quadro 3.26 - Anlise percentual da granulometria das paredes da zona Pilotos .............................. 72

Quadro 3.27 Porosidade aberta e massa volmica das pedras ............................................................ 73

Quadro 3.28 - Porosidade aberta e massa volmica das argamassas com agregados de

componentes arenosas ........................................................................................................ 74

Quadro 3.29 - Porosidade aberta e massa volmica das argamassas com agregados de

componentes argilosas ....................................................................................................... 75

Quadro 3.30 Massas molares das molculas ....................................................................................... 79

Quadro 3.31 Quadro resumo referente ao ensaio da argamassa de cal area com grumos de

cal carbonatada .................................................................................................................. 80

Quadro 3.32 - Quadro resumo referente ao ensaio da argamassa de cal area sem grumos de

cal carbonatada .................................................................................................................. 81

Quadro 3.33 Volume de mercrio introduzido por tipo de poro em mL/g ......................................... 88

1

1. INTRODUO

1.1. Enquadramento

O presente trabalho de investigao tem como base o aumento de intervenes de reabilitao

de edifcios antigos, durante os ltimos anos. Este facto deve-se, por um lado, a uma necessidade de

conservar o patrimnio histrico edificado, protegendo assim bens culturais e a identidade do edifcio

e local em que se encontra. Por outro lado, deve-se tambm realidade de que indispensvel a

existncia de um desenvolvimento sustentvel nas cidades, o qual leva a um menor impacto ambiental

e visual comparando com a construo de novos edifcios.

nos centros urbanos que mais visvel a progressiva degradao da maioria do edificado

antigo. Os edifcios histricos existentes nos centros urbanos so frequentemente caracterizados por

um meio edificado complexo de casas simples e por uma escolha pouco selectiva dos materiais e

tcnicas de construo, de acordo com a poca em que foram construdos, mas dignos de serem

preservados como uma importante parte dos centros histricos e patrimnio cultural. Contudo, apesar

dos edifcios antigos fazerem parte do legado cultural deixado pelos antepassados, so eventualmente

deixados ao abandono e sem manuteno, levando sua degradao.

Uma grande parte dos monumentos histricos mais importantes e tidos em maior

considerao, foram mais cuidados e mantidos ao longo do tempo. Uma vez que foram cuidados, a sua

deteriorao no representa um risco imediato, mas necessrio independentemente disso, um estudo

para se conhecer e perceber o seu comportamento estrutural.

A reabilitao de edifcios antigos exige um conhecimento profundo das tcnicas de

construo e dos materiais utilizados no edificado, uma vez que a escolha de solues compatveis

leva a melhores aproximaes de desempenho. Para alm disso, em intervenes de reabilitao, deve-

se ter como princpio o recurso a solues no intrusivas ou o menos intrusivas possvel, para que as

solues adoptadas na interveno sejam o mais prximo possvel do existente. Deste modo,

necessrio a realizao de estudos das estruturas antigas para melhor conhecimento e compreenso do

seu comportamento.

Relativamente ao caso especfico das paredes de alvenaria de pedra antigas, tema focado no

presente trabalho, j foram realizados alguns estudos com o intuito de obter informaes sobre as suas

propriedades. As paredes de alvenaria de pedra so constitudas por pedras, argamassas,

essencialmente de cal area e restos de materiais existentes no meio em que a estrutura se situa (Figura

1.1). Na maioria dos casos, a alvenaria consiste num acumulado de vrias camadas de pedras,

maioritariamente com formato irregular. As alvenarias de pedra so estruturas heterogneas e bastante

complexas, em termos de ligaes e interaces entre materiais. Um dos exemplos a ser dado pode ser

o das diferentes formas e dimenses das pedras que, podendo ser de formato arredondado, ou

trabalhadas mas de forma irregular, no conferem estabilidade suficiente para a construo de um

pano simples sem a utilizao de uma argamassa como ligao [11].

2

Alguns investigadores, como Luigia Binda, do Instituto Politcnico de Milo, tm estudado e

caracterizado as paredes de alvenaria de pedra. Tm sido feitos estudos quando porosidade global da

parede tendo como referncia a quantificao das reas dos vazios das suas seces transversais,

quantificao esta, realizada a partir da anlise de fotografias escala natural (E1:1). Usando tambm

essas fotografias das seces transversais analisada a percentagem de cada um dos diferentes

materiais e tambm pode ser feita uma classificao da parede de alvenaria quanto sua espessura, ao

nmero de panos e tipo de conexo entre os mesmos. Os vazios so ainda estudados mais

pormenorizadamente, sendo medidos os dimetros e as menores dimenses, informaes importantes

para trabalhos de reabilitao que envolva injeces de caldas. Para alm da anlise das seces

transversais, os alados das paredes de alvenaria de pedra tambm o so. realizada uma classificao

dos alados relativamente disposio das pedras, mais concretamente, tipo de assentamento e tipo de

aparelho.

So realizados tambm, estudos aos materiais existentes nas alvenarias. Os materiais so

analisados de modo a obterem-se informaes quanto s suas propriedades fsicas, qumicas e

mecnicas.

Aps recolhido e analisado todo um conjunto de informaes, como as referidas

anteriormente, fica-se com um conhecimento mais aprofundado sobre as alvenarias de pedra, assim

como se torna mais fcil, a compreenso do comportamento global das referidas alvenarias.

Estes so s alguns dos ensaios/estudos, da larga panplia existente, utilizados para a

caracterizao das paredes de alvenaria de pedra. Foi no seguimento destes estudos j realizados, com

maior incidncia em Itlia, que a presente dissertao se baseou.

Figura 1.1 Exemplo de construo com alvenarias de pedra (zona Faculdade)

3

1.2. Objectivos

Este trabalho foi realizado com o intuito de estudar caractersticas de alvenarias de pedra

antigas, assim como a sua composio e morfologia, para que se possam conhecer as possibilidades de

preservao, reparao e ou reabilitao e tambm de compreender o seu comportamento no global e

saber qual a funo que cada um dos materiais tem nesse mesmo comportamento.

Para tal, foram recolhidas vrias amostras das paredes de alvenaria de pedra escolhidas para o

estudo, de diferentes locais da cidade de Almada e tambm, mais especificamente, de diferentes

pontos das paredes. Seguidamente foram analisadas em laboratrio, para se identificar e caracterizar

os materiais utilizados nesse tipo de construes.

A aco de reabilitar um edifcio tem como principal objectivo incrementar o seu desempenho

para nveis superiores aos existentes. Salienta-se, entre outros, o aumento da capacidade de resistncia

a aces exteriores, como por exemplo a aco ssmica, ventos e chuvas. Para que isso se faa de

forma o mais eficiente possvel, necessrio conhecer as propriedades dos materiais e da alvenaria

como um todo. nesse sentido que o presente trabalho foi efectuado.

1.3. Organizao do texto

Este trabalho de investigao que visa o estudo e caracterizao de alvenarias de pedra antigas

composto por quatro captulos:

Captulo 1 Introduo

Captulo 2 Caracterizao das paredes de alvenaria de pedra

Captulo 3 Desenvolvimento experimental

Capitulo 4 Concluses e desenvolvimentos futuros.

Na introduo faz-se o enquadramento do trabalho e apresenta-se o objectivo do mesmo e da

sua organizao.

O captulo 2 por sua vez, est dividido em quatro seces:

Na seco 1 fala-se das tcnicas de construo das paredes de alvenaria de pedra, das suas

caractersticas e dos materiais das alvenarias designadamente pedras e argamassas.

Na seco 2 abordam-se as formas de classificao utilizadas em seces transversais e

alados das paredes de alvenaria de pedra.

A seco 3 do captulo 2 descreve os fenmenos de deteriorao das alvenarias e da relevncia

de ensaios in situ para se detectar o estado de deteriorao das paredes em estudo, assim como da

existncia de uma metodologia de investigao e de avaliao dos resultados do estudo. Em seguida o

ponto 4 trata das tcnicas de diagnstico e da sua classificao.

4

O captulo 3 indica, pormenorizadamente, os procedimentos dos diversos ensaios realizados

no mbito deste trabalho para se estudar alvenarias de pedra antigas. Na primeira seco do mesmo

captulo descrevem-se os procedimentos experimentais e a respectiva recolha de amostras, os

materiais encontrados nas paredes em estudo, a classificao das paredes quanto ao nmero de panos e

tipo de conexo entre os ditos panos e tambm a caracterizao das paredes de alvenaria de pedra

atravs das fotografias das seces transversais e dos alados. Os procedimentos experimentais

realizados foram anlise granulomtrica, ensaios de porosidade e massa volmica, anlise termo

gravimtrica e ensaio de carbonatao com soluo alcolica de fenolftalena. Na seco 2

apresentam-se os resultados dos ensaios realizados anteriormente e caracterizam-se as alvenarias

estudadas quanto aos materiais e vazios.

O quarto captulo conclui o trabalho, de forma a vincar que o mesmo teve como objectivo

primordial contribuir para um melhor conhecimento das paredes de alvenarias de pedra antigas, dos

seus materiais e que este directa ou indirectamente deve ser uma mais - valia e um contributo para a

preservao, conservao, reutilizao, reabilitao, reconstruo, e valorizao do que foi

anteriormente construdo.

5

2. CARACTERIZAO DAS PAREDES DE

ALVENARIA DE PEDRA

2.1. Construo de paredes de alvenaria de pedra

2.1.1. Tcnica

A constituio das paredes de alvenaria de pedra caracterizada normalmente pela

predominncia de materiais cuja aquisio pode ser feita em local prximo da obra em si. So paredes

constitudas por pedras de tamanhos e formas, irregulares e diversas, assentes em argamassas de cal

area, tentando sempre que a disposio das pedras seja realizada em camadas mais ou menos

uniformes. Por vezes, existem pedaos de pedras de pequenas dimenses (seixos) e elementos

cermicos, no interior da parede como enchimento e tambm entre as pedras que constituem os panos

da parede (com a funo de calos). As paredes de alvenaria de pedra podem ou no ser rebocadas e

pintadas com cal e pigmentos naturais [35].

A construo deste gnero de alvenarias tem como base um conjunto de regras que nem

sempre foram cumpridas. Para a realizao destas alvenarias devem, primeiramente, ser abertos

caboucos e marcadas as zonas em que iro existir portas. Seguidamente enchem-se os caboucos com

pedras at atingir o nvel do terreno, podendo tambm ser usado argamassas de cal ou at argila para

regularizar esse local. As bases das alvenarias devem ser feitas com pedras de grandes dimenses,

dispostas em direco perpendicular direco da parede e de forma a ficarem estveis sem a ajuda de

calos. Procede-se ao levantamento dos panos colocando as pedras em camadas assentes em

argamassa e realiza-se o enchimento entre panos com uma mistura de argamassa e restos de pedras e

outros materiais (entulho), tendo o cuidado de molhar as pedras antes de assent-las e ao fazer isso,

deve-se assentar pela parte mais lisa para haver maior estabilidade e uma melhor ligao (aderncia)

argamassa [25].

O processo construtivo descrito por pontos em seguida:

1) Fundaes;

2) Marcao (definio da espessura);

3) Seleco, preparao e colocao das pedras (dos cunhais e vos para o centro);

4) Preenchimento dos espaos entre pedras (entulho com argamassa);

5) Garantir uma boa ligao entre fiadas;

6) Garantir verticalidade.

2.1.2. Caractersticas

Aps anlise de estudos realizados por vrios autores como G. Baronio e L. Binda, pode-se

reter que as principais caractersticas das paredes de alvenaria de pedra so:

6

- Heterogeneidade de materiais, uma vez que existem diversos materiais distintos tais como

pedras, argamassa, tijolos, etc.

- Falta de adeso entre pano exterior e pano interior da alvenaria

- Adeso fraca entre pedras e argamassa

- Elevada espessura e peso prprio

- Limitao quanto dimenso aquando de construes em altura

- Argamassa com fraca coeso nas juntas e no enchimento juntamente com o entulho

- Porosidade da parede elevada devido presena de vazios

- Possibilidade de existncia de paredes divisrias com funes estruturais de suporte de

cargas

- Alto teor de humidade devido penetrao de gua

- Inrcia trmica conseguida com uma grande espessura

- Bom isolamento aos rudos areos

- Boa resistncia compresso

- Juntas entre pedras pouco resistentes traco

- Pode ou no possuir reboco

- Execuo morosa, dispendiosa e cada vez mais dificultada devido falta de mo-de-obra

especializada [9].

Outra caracterstica que possvel encontrar nas paredes de alvenaria de pedra com mais de

um pano a existncia de pedras colocadas transversalmente ao longo de toda a espessura da parede,

fazendo a conexo entre os panos. Estas pedras designam-se por perpianhos ou travadouros (Figura

2.1) e a sua colocao nas paredes de alvenaria faz com que a parede seja mais slida e estvel.

Figura 2.1 Exemplo de perpianho (ou travadouro) numa parede de alvenaria [12]

7

2.1.3. Materiais

2.1.3.1. Pedras

Para a construo deste tipo de paredes usavam-se pedras de dimenses variadas,

habitualmente de materiais existentes nas redondezas da zona da obra, que eram assentes em fiadas

relativamente niveladas. No espao entre estas pedras era colocada argamassa de modo a fazer-se uma

ligao mais forte entre pedras e tambm para aumentar a estabilidade destas. As pedras de dimenses

mais reduzidas eram adicionadas juntamente com argamassa de cal area e outros restos de materiais,

de modo a preencher (enchimento) os espaos deixados entre panos [7].

As pedras utilizadas na construo dos panos das alvenarias tinham normalmente um formato

irregular, podendo estas ter sido tambm trabalhadas com o objectivo de obter um formato irregular,

quando isto no acontecia. Esta peculiaridade era tida em conta uma vez que as pedras ao terem

formato arredondado no auferem parede tanta estabilidade quanto as pedras trabalhadas com esse

intuito.

2.1.3.2. Argamassa

Ao misturarmos gua a ligantes, agregados finos, na sua maioria e, por vezes, adjuvantes e ou

aditivos, obtm-se uma mistura a que chamamos argamassa a qual muito beneficiada nas suas

propriedades pelos elementos acima referidos.

Pode-se dizer que o esqueleto da argamassa o agregado, o qual ganha coeso pela sua

ligao ao ligante. por isso que a qualidade do ligante muito importante no conjunto da pasta e no

seu comportamento global e final. A reaco qumica da carbonatao das argamassas de cal

facilitada pela mistura de areia que separa as partculas de cal e tambm permite distribuir as

retraces que possam ocorrer em toda a argamassa.

Os assentamentos de alvenarias e os revestimentos de elementos como por exemplo paredes,

colunas, fachadas, etc. so objecto de aco por parte das ditas argamassas as quais variam segundo a

sua dosagem, consistncia, produo e com a natureza dos ligantes, os quais influenciam fortemente o

comportamento das argamassas.

Anlises a amostras recolhidas em alvenarias antigas provam que as suas argamassas so

constitudas de cal area, fundamentalmente com hidrxido de clcio como constituinte.

Estas argamassas tm as seguintes propriedades fsicas, qumicas e mecnicas:

- boa capacidade de deformao

- baixa resistncia mecnica

- alta absoro capilar

- alta permeabilidade ao vapor de gua

- baixa resistncia aos ciclos gelo/degelo

8

2.2. Classificao

Uma anlise estrutural ponderada, apropriada e lgica pode ajudar na definio do grau de

risco e na previso do futuro comportamento das estruturas, para alm de fornecer informaes

importantes para trabalhos de reparao e/ou reabilitao. Para isso, necessrio a definio das

propriedades dos materiais e a implementao de anlise de estruturas danificadas.

Havendo vrios tipos de alvenaria de pedra, os respectivos desempenhos e comportamentos

estruturais podem ser compreendidos estudando os seguintes factores:

- a sua geometria;

- a composio da sua seco transversal (pano simples, duplo ou triplo, tipo de conexo entre

panos, juntas vazias ou preenchidas com argamassa, propriedades fsicas, qumicas e mecnicas dos

elementos (pedras, argamassas, elementos cermicos));

- as caractersticas da alvenaria como um todo.

Em alvenarias de pano duplo, por exemplo, a composio da seco transversal influencia a

capacidade de suporte da parede e por vezes no consegue ser identificada facilmente. Alm disso, a

resistncia caracterstica e a rigidez de um material no homogneo so de difcil determinao

experimentalmente, uma vez que os parmetros de resistncia e deformabilidade dos materiais, no seu

conjunto, no correspondem resistncia e deformabilidades globais da parede [8].

Uma parede de alvenaria, construda de acordo com as regras mencionadas em 2.1.1. dever

ter um comportamento monoltico. Se esse comportamento no se verifica numa direco lateral,

constata-se um dos defeitos mais comuns que uma parede de alvenaria de pedra pode ter. Isto pode

acontecer quando, por exemplo, a parede construda com pedras de dimenses reduzidas ou

constituda por dois panos exteriores que no esto devidamente conectados e que contm enchimento

de pedras de dimenses reduzidas (seixos). Estas situaes fazem com que a parede se torne mais

frgil principalmente quando so aplicadas foras em direco horizontal ou foras verticais

excntricas. Quando existem estas ocorrncias, individualmente ou em grupo, a parede deforma-se e

pode chegar ruptura e colapso [10]. O fenmeno descrito ilustrado na Figura 2.2.

Figura 2.2 Deformao e colapso de um dos panos exteriores de uma parede de alvenaria de pedra [10]

9

2.2.1. Caracterizao qualitativa e quantitativa das paredes de alvenaria

de pedra

Estudos referentes identificao dos materiais e das dimenses dos vazios, unicamente

atravs de uma avaliao visual, podem ser um bom ponto de partida para uma classificao de

diferentes seces transversais, especialmente em alvenarias com mais de um pano, tendo-se sempre

em conta que uma anlise estrutural correcta das paredes de alvenaria s pode ser realizada impondo

alguns critrios de modo a identificar grupos de paredes de alvenarias semelhantes.

L. Binda props uma metodologia de avaliao das seces transversais das paredes, atravs

da avaliao de fotografias tiradas s seces pretendidas (Figura 2.3), em escala de (1:1), e atravs

dessas imagens medir as percentagens de pedras, argamassa e vazios e tambm o tamanho e

distribuio dos vazios.

Figura 2.3 Forma de representao das seces transversais [10]

A informao das referidas percentagens importante e til para a definio da geometria e do

comportamento mecnico, as quais so necessrias para a estruturao de uma possvel interveno de

reforo [8]. A diferena entre os diversos tipos de paredes de alvenaria no se deve unicamente

diversidade de materiais utilizados, de acordo com a poca, costumes e zona em questo, mas tambm

devido a mtodos de construo distintos [12].

Segundo Luigia Binda e Antonella Saisi, num estudo realizado pelo Departamento de

Engenharia Estrutural do Instituto Politcnico de Milo, baseado na percentagem referente

quantidade de pedras, vazios, argamassa, etc., resultantes da contabilizao das suas reas na seco

transversal da alvenaria, afirmam que os dados obtidos, nesse estudo, permitem avaliar a capacidade

de injectabilidade da parede fornecendo assim, informaes importantes para futuras intervenes,

enquanto que o estudo com base no nmero de panos e a conexo entre eles, permite formular vrias

hipteses referentes ao comportamento esttico da alvenaria como um todo [12].

10

Figura 2.4 Exemplos esquemticos de seces transversais e alados [10]

2.2.2. Classificao da tipologia das seces transversais

Giuffr, professor no Instituto Politcnico de Milo, no incio dos anos 90, levou a cabo os

primeiros estudos sobre o comportamento mecnico das paredes de alvenaria de pedra, que consistiam

em inspeces visuais para encontrar regras de construo, baseando-se nas seces transversais das

alvenarias, as quais foram aprofundadas por L. Binda, catalogadas em 2002 e so apresentadas de

seguida nas Figura 2.5.

Estas regras, atrs referidas, podem ser utilizadas para a classificao da tipologia das

paredes de alvenaria. Parmetros como o nmero de panos e o tipo de conexo entre eles so as

referncias para uma avaliao do comportamento mecnico dessas paredes.

Portanto, devido existncia de variados tipos de alvenarias de pedra, um estudo metdico do

comportamento mecnico dessas alvenarias deve comear tendo em conta o nmero de panos que

constituem a parede e o tipo de conexo, que pode ou no haver entre eles, tendo como base o trabalho

realizado por Giuffr e L. Binda.

11

Figura 2.5 Classificao das paredes de alvenaria de pedra. [12]

12

2.2.3. Classificao da tipologia dos alados

O Grupo Nazionale per la Difesa dai Terramoti, um dos grupos nacionais de pesquisa

cientfica, usado pelo Servio Nacional de Proteco Civil de Itlia faz a classificao das paredes de

alvenaria de pedra tendo em conta parmetros como o tipo de assentamento e o tipo de aparelho

(Figura 2.6 e 2.7).

O tipo de acabamento ou aparelho est directamente relacionado com o tipo de assentamento.

Estas classificaes avaliam a disposio e regularidade das superfcies de assentamento. O tipo de

aparelho avalia, mais especificamente, as juntas enquanto que o tipo de assentamento avalia a forma e

disposio com que as pedras foram assentes.

O tipo de aparelho pode ser classificado como:

- Juntas desalinhadas

- Juntas irregulares alinhadas

- Juntas regulares alinhadas

Figura 2.6 Tipo de aparelho [39]

O tipo de assentamento pode ser classificado como:

- Horizontal

- Horizontal / Vertical

- Aleatrio

- Escalonado com fiadas de regularizao

- Espinhas de peixe

- Com calos e cunhas

13

Figura 2.7 Tipo de assentamento [39]

2.3. Fenmenos de deteriorao das alvenarias

As paredes de alvenaria sujeitas a cargas exibem, frequentemente, fenmenos de deteriorao

mecnica tpica, tais como:

- a formao de fissuras finas verticais;

- destacamento dos panos exteriores em paredes de alvenaria que no apresentam unicamente

um pano.

As fissuras finas verticais, normalmente, no so atribudas s causas mais comuns de

problemas nas alvenarias tais como os sismos, assentamentos estruturais, incrementos de cargas

exteriores aplicadas ou at deteriorao qumica, fsica e mecnica dos materiais. Pelo contrrio, essas

fissuras so devidas ao peso da prpria alvenaria. Aces variveis como a aco do vento, variaes

trmicas e higroscpicas podem servir como um contributo equiparado a tenses de compresso [11].

Devido ao comportamento heterogneo das paredes de alvenaria e devido ao seu peso prprio

ser elevado, estados elevados de compresso constante levam a uma deformao da alvenaria ao longo

do tempo e consequentemente, a uma degradao gradual da estrutura at ser atingido um estado de

deformao excessivo e assim, ocorrer o colapso repentino da estrutura [11].

Para alm disto, as propriedades dos materiais podem ser alteradas atravs de degradaes

devidas a aces fsicas, qumicas ou biolgicas, diminuindo assim as suas qualidades. A porosidade,

uma das propriedades dos materiais, e alguma eventual proteco existente, tm influncia na

velocidade das degradaes, assim como na manuteno das estruturas e materiais (Figura 2.8). As

14

degradaes tanto podem manifestar-se superfcie, sendo desde logo visveis (eflorescncias,

porosidade elevadas, destacamentos, etc.), como tambm no interior, sendo necessrio ensaios mais

sofisticados nestes casos para as detectar [30].

Figura 2.8 - Classificao dos diferentes tipos de aces em estruturas e seus materiais [30]

2.3.1. Importncia de ensaios in situ com vista a identificar o estado de

deteriorao

A necessidade de estabelecer e reconhecer o estado de degradao e a capacidade de carga de

uma estrutura surge por vrias razes:

- determinao do coeficiente de segurana da estrutura

- mudana do tipo de uso do edifcio ou acrscimo da estrutura do edifcio

- determinao da eficincia das tcnicas de reparo aplicadas na estrutura ou em materiais[11].

Nestes casos, os ensaios no destrutivos, podem ser teis permitindo encontrar caractersticas

das alvenarias que no so visveis vista desarmada, levando a que no seja necessrio a realizao

de ensaios que alterem a aparncia e constituio das alvenarias (ensaios destrutivos). A recolha de

amostras, por sua vez, pode levar a ms interpretaes, quando esta no efectuada da forma

apropriada. Portanto, quando necessrio um conhecimento de uma alvenaria no seu geral, os

resultados dos ensaios no destrutivos podem ser utilizados em conjunto com os resultados obtidos da

recolha de amostras, sendo assim, de importante realizao.

Os ensaios realizados in situ, actualmente, so essencialmente baseados na descoberta das

propriedades fsicas das alvenarias. No caso dos ensaios no destrutivos realizados in situ, a relao

entre parmetros medidos e propriedades fsicas podem dar uma resposta relativamente ao

comportamento global das ditas alvenarias. Os resultados obtidos atravs dos ensaios no destrutivos

fornecem, na sua maioria, dados qualitativos (nmero de panos, tipo de conexo entre panos, etc.),

mas tambm fornecem dados quantitativos (reas dos materiais). Assim sendo o investigador quem

15

tem que interpretar os resultados e us-los, pelo menos, como comparao com outras partes da

mesma estrutura de alvenaria ou usando diferentes tcnicas no destrutivas [11].

2.3.2. Importncia da existncia de um projecto para investigao e

avaliao dos resultados para estudo

A existncia de uma panplia de tcnicas e procedimentos com o intuito de avaliar o

comportamento e caractersticas das paredes de alvenaria, leva a uma acrescida dificuldade do

projectista em escolher as tcnicas e procedimentos mais apropriados, correctos e econmicos para

definir o estado de deteriorao da estrutura a ser avaliada [13].

A Figura 2.9, que se insere no ponto seguinte, mostra as possveis escolhas de ensaios que se

podem realizar tanto in situ como em laboratrio e as informaes respectivas que se podem obter com

cada um desses ensaios.

Figura 2.9 Tcnicas de diagnstico estrutural [10]

16

2.4. Tcnicas de diagnstico estrutural

As tcnicas de ensaio, em estruturas existentes, so geralmente classificadas em destrutivas,

ligeiramente destrutivas e no destrutivas. Por razes bvias de preservao do patrimnio histrico e

cultural, as tcnicas de ensaios destrutivos no devem ser utilizadas nas construes antigas com

reconhecido valor histrico, pelo que no sero abordadas neste trabalho. Podem, no entanto, ser

adoptadas, como potencialidade de fornecer resultados com significativa mais-valia cientfica, nos

casos de outros tipos de construes, de pocas passadas, que estejam destinadas a demolio e no

possuam qualquer valor histrico a preservar.

Resulta assim que, no caso das construes antigas de valor histrico e patrimonial, apenas as

tcnicas no destrutivas e ligeiramente destrutivas devem ser consideradas [11].

tambm de referir que um diagnstico fivel fundamental para atingir o objectivo de

incrementar o desempenho da estrutura para nveis superiores, bem como para salvaguardar

intervenes desajustadas que contribuam para uma degradao precoce dos materiais e componentes

da construo, com custos elevados para o utente. Para que isto no acontea, necessrio fazer uma

escolha prvia das tcnicas de diagnstico a realizar, de modo a ir ao encontro dos problemas

encontrados, das solues em vista e do output que cada tcnica fornece. apresentado na Figura

2.9 o tipo de testes existentes assim como os outputs de cada um deles.

2.4.1. Tcnicas no destrutivas

Os ensaios que envolvem tcnicas no destrutivas no requerem aces directas invasivas na

estrutura e os resultados obtidos, sendo geralmente de tipo qualitativo, fornecem uma avaliao

preliminar das caractersticas mecnicas dos materiais, nomeadamente atravs da definio de ndices

de qualidade dos mesmos [5].

Segundo L. Binda este gnero de tcnicas podem servir para a deteco de parmetros como:

- elementos estruturais ocultos

- qualificao dos materiais

- caracterizao das zonas de heterogeneidade dos materiais

- avaliao da extenso dos danos mecnicos em estruturas fissuradas

- deteco de vazios e cavidades

- espessura da parede de alvenaria

- destacamentos

- avaliao do teor em humidade

- altura de ascenso capilar

- deteco de degradao superficial

17

- avaliao de propriedades fsicas e mecnicas dos materiais [11] [9].

Tcnicas como os ensaios snicos, ensaios de radar, ensaios dinmicos so tcnicas no

destrutivas, fornecem informaes diferentes em relao s propriedades fsicas da estrutura de

alvenaria e so normalmente utilizadas como forma de complemento a outros testes [44]. A realizao

de um estudo fotogrfico dessas seces transversais tambm se insere nas tcnicas de ensaios no

destrutivos. Atravs do estudo fotogrfico das seces das alvenarias pode-se fazer uma quantificao

das reas dos materiais e, na maioria dos casos, possvel identificar vazios nessas seces das

alvenarias [13].

2.4.2. Tcnicas ligeiramente destrutivas

As tcnicas de ensaio no destrutivas, no permitem, em geral, quantificar parmetros que

caracterizem o comportamento especfico dos vrios materiais constituintes duma estrutura, apesar de

fornecerem uma viso qualitativa dos materiais, a informao mais detalhada sobre as caractersticas

dos materiais deve, tanto quanto possvel, ser apoiada em ensaios especficos que introduzem

pequenas perturbaes na estrutura [5].

Para perceber a constituio de uma parede de alvenaria, necessrio, por vezes, remover

algumas pedras, tijolos ou argamassa do interior das seces transversais das alvenarias para

posteriores ensaios em laboratrio. Contudo, esta recolha de amostras pode ser em to pequena

quantidade que no altere a constituio inicial da estrutura.

19

3. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

3.1. Descrio dos Procedimentos Experimentais

Com o intuito de se proceder ao estudo das alvenarias de pedra antigas, foram realizados numa

primeira fase trabalhos in situ, os quais tiveram a finalidade de pesquisar, recolher e proceder a uma

pr anlise de amostras e tambm de obter fotografias representativas das seces transversais e

alados dessas alvenarias. Numa segunda fase, foram realizadas anlises quanto geometria e

caractersticas das alvenarias, atravs das fotografias tiradas (nmero de panos, conexo entre panos,

tipo de aparelho, tipo de assentamento, quantificao dos materiais e vazios da parede assim como as

dimenses dos vazios e caractersticas dos materiais pedras, argamassa e tijolos), ensaios estes que

se enquadram nas tcnicas de ensaio no destrutivas.

As amostras previamente recolhidas foram submetidas a diversos ensaios, nomeadamente

ensaios granulomtricos, de porosidade aberta, anlise termo gravimtrica, porometria por intruso de

mercrio e determinao da existncia de carbonatao nas argamassas, utilizando uma soluo

alcolica de fenolftalena.

A escolha das paredes de alvenaria, para a realizao dos estudos neste trabalho, foi feita de

uma forma coerente. Para essa escolha foi tida em conta a necessidade da visibilidade da seco

transversal das alvenarias e por isso, foram escolhidas alvenarias com seco vista resultantes de

runa ou at de demolio, de forma a retirar o mximo de dados possveis para anlises futuras.

Relativamente aos alados, foram escolhidas os que apresentavam a maior parte das suas faces sem o

reboco, de modo a poder-se analisar a forma de assentamento e a disposio das pedras e argamassa.

Foram escolhidas, no total, dezasseis paredes (12 seces transversais e 4 alados), mas s de

quinze delas foram retiradas amostras. As paredes de alvenaria escolhidas foram provenientes de cinco

locais diferentes apresentados na Figura 3.1. Foi tido em ateno, aquando da recolha das amostras das

diferentes paredes de alvenaria, a necessidade de se obter uma quantidade suficiente e diversa de

material, que permitisse a realizao de todos os ensaios previstos.

Para alm da avaliao das seces transversais das alvenarias, procedeu-se ao estudo de

alados, conforme estudos tambm realizados em Itlia por investigadores como L.Binda e por outros

pertencentes ao Grupo Nazionale per la Difesa dai Terramoti.

Como material para a elaborao deste tipo de levantamento, utilizou-se, uma maceta e

martelo, escopro, escova de ao, fita mtrica, culos de proteco, luvas, mquina fotogrfica (14

megapixis) e trip.

20

Figura 3.1 Localizao das paredes em estudo

3.1.1. Recolha de amostras

Foram recolhidas duas amostras de material existente nas paredes,de pontos diferentes de cada

uma delas, num total de quinze paredes, para que os resultados pudessem ser posteriormente

comparados. O ponto 1 localiza-se numa parte mais superior da parede enquanto que o ponto 2

localiza-se numa parte mais em baixo (Figura 3.2).

Figura 3.2 Locais da recolha das amostras em cada uma das paredes

21

Tentou-se que as amostras retiradas das paredes fossem o mais heterogneas possvel de modo

a poder-se realizar os ensaios referidos anteriormente As amostras foram retiradas recorrendo ajuda

de um martelo e escopro para o interior de sacos de plstico, por forma a facilitar o seu transporte e

finalmente foram introduzidas em estufa a uma temperatura de cerca de 60 5 C at atingirem uma

massa constante. Considera-se que a massa constante foi atingida quando a variao entre duas

pesagens intervaladas de vinte e quatro horas menor ou igual a 0,1% da massa do provete.

Relativamente s amostras recolhidas dos alados, estas foram apenas submetidas a ensaios de

porosidade aberta e massa volmica, para que fosse possvel comparar com os resultados obtidos dos

mesmos ensaios mas de amostras retiradas das seces transversais.

3.1.2. Caracterizao qualitativa das paredes de alvenaria

A identificao dos materiais existentes nas paredes foi feita atravs de uma inspeco

exaustiva das diferentes amostras em laboratrio.

Para se diferenciar a coeso das argamassas, as amostras foram avaliadas visualmente quanto

cor e tambm quanto sua resistncia quebra. Quanto mais claras fossem as amostras, maior a

quantidade de ligante (cal area) existente e assim, maior o trao correspondente a essa argamassa. Da

mesma forma quanto mais fcil fosse a quebra dessa amostra de argamassa, menor a coeso e

associando este dado cor foi possvel realizar a identificao qualitativa de todas as argamassas

existentes nas paredes de alvenaria.

Posto isto, de destacar a panplia de materiais existentes nas paredes de alvenaria, todos eles

diferentes de local para local, principalmente as argamassas, cujos traos e composies diferiam

sobremaneira, uns com traos mais fracos, outros mais fortes, as quais, at mesmo pertencendo

mesma construo, diferiam em alguns casos.

As pedras encontradas, constituintes principais dos panos de alvenaria, foram pedras

sedimentares calcrias e argilosas, dispostas maioritariamente em fiadas e em coluna. Para alm destas

pedras serem utilizadas nos panos, foram encontradas as mesmas pedras mas de dimenses inferiores,

aproximadamente entre 4 mm e 7 cm (seixos), no interior das alvenarias, tendo como funo o

enchimento juntamente com as argamassas assim como de calos ou cunhas das pedras de maiores

dimenses, que constituem os panos. Tambm de referir que foi notada a existncia de elementos

cermicos tanto em zonas interiores das alvenarias como, em alguns casos, nos panos.

Em algumas paredes de alvenaria, tambm foram encontrados grumos de cal nas argamassas

(Figura 3.3). Isto explica-se pela realizao de uma extino sem pormenor, ou seja, uma extino

deficiente.

22

Figura 3.3 Argamassas de cal area com grumos de cal carbonatada

Todos os materiais existentes nas paredes de alvenaria de pedra em estudo, descritos nos

pargrafos anteriores so apresentados, em pormenor, nos Quadro 3.1 e 3.2.

Quadro 3.1 Materiais das paredes de alvenaria

Foto Designao do material

-Calcrio - Rocha sedimentar calcria com presena de

slicas. uma rocha milenar bastante densa.

-Argila caracterizada por ser uma rocha granular

com gros de dimenses muito reduzidas, de grande

coerncia e por ser bastante seca. uma rocha

sedimentar menos densa que a rocha calcria.

A expanso das argilas d-se atravs da absoro de

gua.

Quando tm gua em excesso ocorre a sua degradao,

perdendo a argila e a sua coeso e originando

suspenso de partculas.

-Argamassa de cal area, com agregados de

componentes arenosas e adies pozolnicas de p de

tijolo. Argamassa com trao fraco.

23

Quadro 3.2 Materiais das paredes de alvenaria

Foto Designao do material

-Argamassa de cal area com agregados de

componentes argilosas, trao normal e com

grumos de cal carbonatada (pontos brancos).

-Terra argilosa com cal. A terra confere

elasticidade e compacidade parede, contudo a

terra concede fragilidade s paredes quando em

contacto com gua. A terra tem tambm boas

capacidades higrotrmicas, que permitem que haja

uma maior permeabilidade ao vapor de gua por

parte da parede, levando a uma menor ocorrncia

de condensaes resultando num maior conforto

higrotrmico no interior.

-Argamassa de cal area, trao forte, com

agregados de componentes arenosas, uma vez que

apresenta uma cor bastante clara e mais frivel

que a argila, desagrega-se mais facilmente. H

tambm grumos de cal carbonatada (pontos

brancos). O tom rosa/vermelho pode ser devido a

alguma adio pozolnica de p de tijolo, ou pelo

contacto com materiais cermicos, telhas, restos de

tijolo, etc.

-Argamassa de cal area, trao forte, com

agregados de componentes arenosas pois apresenta

uma cor bastante clara e mais frivel que a argila,

desagrega-se mais facilmente. Existem grumos de

cal carbonatada representada por pontos brancos.

-Elemento cermico (cor alaranjada)

24

Nos pontos 3.1.2.1 e 3.1.2.2 (Quadro 3.3 a 3.8) mostram-se as localizaes das diferentes

paredes de alvenaria, tanto seces transversais como alados, assim como os materiais existentes em

cada uma delas e algumas observaes relevantes para a avaliao das mesmas. As imagens de cada

parede sero apresentadas com mais pormenor no ponto 3.1.3.

3.1.2.1. Seces transversais

Quadro 3.3 Descrio das paredes da zona Moinho

Zona - Moinho

Foto Local Orient

ao

Dimenso

transversal Materiais Observaes

Parede A

Monte da

Caparica

384004.46N 91208.44O Elevao 98m

Sul 130 cm

-Pedras calcrias

-Pedras argilosas

-Argamassa de cal area

com adies pozolnicas

de p de tijolo - trao forte

-Seixo rolado

-Seco

transversal

Parede B

Monte da

Caparica

384004.46N 91208.44O Elevao 98m

Sul 151 cm

Quadro 3.4 - Descrio das paredes da zona Pilotos

Zona Pilotos

Foto Local Orien

tao

Dimenso


Parede A

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Sul 14cm

-Placas de tijolo

cermico


com adies pozolnicas

de p de tijolo - trao

fraco

-Madeira para batentes

das portas

-Seco transversal

Parede C

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Norte 72cm

-Placas de tijolo

cermico

-Telhas


com terra


com agregados de

componentes arenosas -

trao forte

-Madeira para batentes

das portas (buchas)

-Pedras sedimentares

argilosas

-Terra preenche os

vazios, conferindo

compacidade e

elasticidade parede

(no tem

comportamento

rgido face a

solicitaes

mecnicas (sismo))

-Seco transversal

25

Quadro 3.5 - Descrio das paredes da zona Vila Nova

Zona Vila Nova de Caparica

Foto Local Orient

ao

Dimenso


Parede A

Vila Nova de

Caparica

3838'28.30"N

912'36.73"O

Elevao 94m

Sul 52 cm


argilosas


com agregados de

componentes argilosas -

trao fraco

-Seco

transversal

Parede B

Vila Nova de

Caparica

3838'28.30"N

912'36.73"O

Elevao 94m

Norte 52 cm


argilosas


com agregados de


trao fraco

-Existncia de grumos de

cal carbonatada na

argamassa

Quadro 3.6 - Descrio das paredes da zona Faculdade

Zona - Faculdade

Foto Local Orient

ao

Dimenso


Parede A

Largo da Torre,

Monte da

Caparica

3839'48.03"N

912'13.84"O

Elevao 100m

Este 90 cm


calcrias


argilosas


com agregados de


trao mdio

-Existncia de grumos cal

carbonatada na argamassa

-Placas de tijolo cermico

-Argamassa cal area com

agregados de componentes

argilosas - trao mais forte

-Seco

transversal

Parede B

Largo da Torre,

Monte da

Caparica

3839'48.03"N

912'13.84"O

Elevao 100m

Sul 65 cm


calcrias


argilosas


com agregados de

componentes argilosas trao mdio


-Existncia de grumos de

cal carbonatada na

argamassa

-Argila rocha sedimentar com

fsseis

proveniente da

arriba fssil da

Costa da Caparica

-Seco

transversal

26

Quadro 3.7 Descrio das paredes da zona Charneca

Zona - Charneca

Foto Local Orien

tao

Dimenso


Parede A

383736.51N

91218.74O Elevao 64m

Norte 75 cm

-Pedras sedimentares calcrias

-Pedras sedimentares argilosas

-Dois tipos de argamassa de

cal area; uma com trao mais

forte e outra mais fraca,

existindo tambm tanto


arenosas como argilosas


-Seco

transversal

Parede B

383736.51N


Norte 63 cm

Parede C

383736.51N


Sul 63 cm

Parede D

383736.51N


Este 63 cm



-Dois tipos de argamassa de

cal area; uma com trao mais

forte e outra mais fraca,

existindo tambm tanto


arenosas como argilosas


(dimenses: 0,15/0,1/0,03 c/l/e)

27

3.1.2.2. Alados

Quadro 3.8 - Descrio das paredes da zona Pilotos

Zona Pilotos

Foto Local Orient

ao

Dimenso

longitudinal Materiais Observaes

Parede B

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Este 210cm


-Telhas



-Argamassa de cal area com


argilosas - trao mdio


adies pozolnicas de p de

tijolo - trao fraco

-Existncia de grumos de cal

carbonatada na argamassa

-Existncia rocha

sedimentar com

incrustao de

fauna marinha

e alterao

cromtica

estratificada e bem

definida que indicia

a presena de cinza

vulcnica.

-Alado exterior

Parede D

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Este 285 cm


-Telhas





argilosas trao mdio

-No foram

retiradas amostras

desta parede

-Alado interior

Parede E

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Sul 185 cm





arenosas - trao forte



arenosas e com adies

pozolnicas de p de tijolo



argilosas e com adies

pozolnicas de p de

tijolo/contacto com materiais

cermicos

-Alado exterior

Parede F

Pilotos

3838'56.36"N

912'21.05"O

Elevao 85m

Norte

251 cm





arenosas - trao mdio



arenosas e com adies

pozolnicas de p de tijolo

-No foram

retiradas amostras

desta parede

-Alado exterior

28

3.1.3. Classificao das paredes de alvenaria estudadas

Neste ponto ser realizada a classificao das paredes de alvenaria de pedra estudadas quanto

ao seu nmero de panos (tipo de seco transversal), tipo de conexo entre eles e espessura da parede

para as seces transversais e tipo de aparelho e tipo de assentamento para os alados.

A classificao das paredes quanto ao nmero de panos e conexo entre eles foi feita tendo

em conta a classificao adoptada em 2001 por L.Binda e esto apresentadas na Figura 2.5. Quanto

classificao dos alados, esta foi realizada tendo por base as classificaes j descritas na Figura 2.6 e

2.7, referentes ao tipo de aparelho e tipo de assentamento.

Nos pontos seguintes, so apresentadas as fotografias das seces transversais e dos alados

em estudo e feita uma descrio da forma como foi realizada a classificao, tendo em conta as

classificaes referidas no pargrafo anterior.

3.1.3.1. Seces transversais

Figura 3.4 Seces transversais da zona Moinho

As paredes de alvenaria da Figura 3.4, existentes na zona Moinho, so paredes de trs

panos, com pano interior espesso. So bem visveis os trs panos, um interior e outro exterior,

compostos por uma sequncia de pedras na vertical, intercaladas por argamassa, enquanto que o pano

intermdio, com uma largura bastante considervel, composto por uma mistura de argamassa, seixos

29

rolados e pedras de dimenses menores s existentes nos panos interior e exterior. A construo destas

alvenarias tinha uma peculiaridade em relao s restantes em estudo, foram construdas at uma

altura de 1,5 metros e s depois foi continuada a restante construo at perfazer a altura total, sendo

visvel essa linha separadora aos 1,5 metros de altura. As duas paredes da zona Moinho apresentadas

na Figura 3.4 no apresentavam perpianhos.

Figura 3.5 Seces transversais da zona Charneca

Na Figura 3.5 mostram-se as imagens das paredes da zona Charneca. So paredes de pano

duplo, com conexo transversal, garantida por pedras compridas de formato regular. visvel nas

fotografias que os perpianhos atravessam a largura total da parede por forma a unir os dois panos. Por

sua vez, as paredes da zona Vila Nova em que as imagens das paredes se mostram na Figura 3.6, so

constituidas por pedras de dimenses significativas, aproximadamente a largura da parede em si,

especialmente as pedras mais prximas da base, as quais conferem uma maior estabilidade parede.

Como caracterstico nas alvenarias, constatou-se nas paredes da zona Vila Nova uma

alternncia entre pedras e argamassa, uma vez que, devido ao formato arredondado ou irregular das

30

pedras, estas no transmitem tanta estabilidade se no houver a argamassa, a qual serve para um

melhor apoio e ligao entre pedras.

Relativamente a elementos cermicos, presentes nas alvenarias de pedra, este tipo de material

foi encontrado na parede de alvenaria D da zona Charneca. Para alm do pano simples composto por

pedras e argamassa, esta parede apresentava uma camada de elementos cermicos na sua face exterior,

tambm intercalados com argamassa, provavelmente como forma de revestimento da alvenaria (Figura

3.5).

Figura 3.6 Seces transversais da zona Vila Nova

Na zona Faculdade, Figura 3.7, foram estudadas duas paredes de alvenaria com tipos de

construo diferentes. Uma delas classificou-se como parede de um s pano parede espessa,

enquanto que a segunda foi classificada como parede de pano duplo sem conexo. Na primeira, parede

A da Figura 3.7, pode-se observar que uma alvenaria relativamente larga, e com pedras dispostas em

toda a sua largura, quase que em forma de camadas. Relativamente segunda parede (parede B),

apresentada na Figura 3.7, visvel a presena de dois panos distintos, interior e exterior, com uma

distncia mnima entre eles e sem pedras a conect-los (perpianhos ou travadouros).

31

Figura 3.7 Seces transversais da zona Faculdade

Na zona Pilotos (Figura 3.8) foram estudadas duas seces transversais. Comeando pela

parede A, classificada como parede de pano simples que composta por elementos cermicos assentes

em argamassa, intercalando entre si. A argamassa mais uma vez serve como apoio e ligao entre os

elementos cermicos. A parede C, de forma semelhante parede de alvenaria D da zona Charneca

apesar de aparentar ter dois panos, a parte exterior da alvenaria no nada menos que a ombreira de

uma porta, podendo-se at reparar que essa seco da alvenaria est num plano que difere do plano em

que a restante parede est inserida. Posto isto, a classificao atribuda a esta parede de parede de

pano simples.

Figura 3.8 Seces transversais da zona Pilotos

32

De seguida, nos Quadro 3.9 at 3.13, apresentado um resumo com a classificao quanto ao

nmero de panos e tipo de conexo entre panos das seces transversais em estudo.

Quadro 3.9 Classificao das paredes quanto ao nmero de panos e tipo de conexo entre panos

Zona Moinho

Foto Classificao Imagem de Classificao - Binda (2001)

Parede de trs panos

com pano interior

espesso

Quadro 3.10 - Classificao das paredes quanto ao nmero de panos e tipo de conexo entre panos

Zona Vila Nova


Parede de um pano

Pano Simples

33


Zona - Charneca

Foto Classificao Imagem de Classificao Binda (2001)

Pano duplo com conexo

transversal garantida por

pedras compridas de

formato regular

(perpianhos)

Parede de um pano

Pano Simples


Zona - Faculdade


Parede de um pano

Parede espessa

Parede de pano duplo

sem conexo

34


Zona Pilotos

Foto Classificao Imagem de Classificao - Binda

(2001)

Parede de um pano

Pano Simples

Parede de um pano

Pano Simples

3.1.3.2. Alados

Figura 3.9 Alados da zona Pilotos

35

Relativamente s paredes B, D, E e F da zona Pilotos (Figura 3.9), estas tm a

particularidade de serem alados. Diferindo, deste modo, das restantes seces transversais em estudo,

a classificao destes tambm diferente. Os alados foram classificadas quanto ao tipo de

assentamento e ao tipo de aparelho. Assim sendo, pode-se afirmar que as paredes B, D e E apresentam

um tipo de assentamento aleatrio, ao contrrio da parede F a qual apresenta um tipo de assentamento

com calos e cunhas. Relativamente ao tipo de aparelho pode-se constatar atravs da Figura 3.9 que as

paredes B, D e E apresentam juntas desalinhas, enquanto a parede F, apresenta juntas irregulares

alinhadas.

De seguida, no Quadro 3.14, apresentado o resumo da classificao realizada aos alados

referente ao tipo de assentamento e ao tipo de aparelho:

Quadro 3.14 Classificao das paredes quanto ao assentamento das fiadas e ao tipo de aparelho

Zona Pilotos

Foto Tipo de

aparelho

Tipo de

assentamento

Imagem de classificao de

referncia

Juntas

desalinhadas

Aleatrio

Juntas

irregulares

alinhadas

Com calos e

cunhas

36

3.1.4. Caracterizao das paredes de alvenaria atravs de fotografias da

seco transversal e do alado

A caracterizao das paredes de alvenaria de pedra requer um estudo rigoroso da geometria

(seco transversal e alado) e dos restantes elementos constituintes da parede. A composio das

paredes foi estudada, tendo tambm sido calculadas as reas em percentagem e caractersticas gerais

dos constituintes da parede (pedras, argamassa, vazios e outros).

No intuito de proceder caracterizao das paredes de alvenaria de pedra, fez-se a

quantificao, em percentagem, dos materiais existentes de todas as seces transversais e alados das

paredes em estudo. Para a realizao desta quantificao dos materiais, foram tiradas fotografias (j

mostradas no ponto anterior) s seces das alvenarias em estudo, com a mquina o mais possvel

paralela parede, centrada relativamente altura e largura das paredes e sempre com um objecto a

servir de referncia para a escala (neste caso foi utilizado um tijolo macio de 11). Ao tirarem-se as

fotografias foi tido sempre em conta que as mesmas deviam ter qualidade suficiente para que fosse

possvel identificar os diferentes tipos de materiais e as suas fronteiras. De seguida, as fotografias

foram analisadas na ferramenta de desenho computacional Autocad 2013 e retiradas as reas de cada

um dos materiais, incluindo os vazios.

Para isto e para a realizao da discretizao dos materiais das paredes de alvenaria no

programa Autocad, depois de se ter posto as fotos escala pretendida, foram utilizados vrios

comandos, sendo os de maior importncia as polyline, boundary, hatch, para alm de se ter

criado diferentes layers para cada um dos materiais: azul claro (130) para os vazios, azul escuro

(172) para a argamassa, verde (80) para as pedras, castanho (36) para a madeira, azul acinzentado

(171) para o reboco e laranja (21)

Documents

Alvenaria Caracterizacao