INFLUÊNCIA DA RAZÃO ÁGUA/LIGANTE NAS … · 4.3.2.2 Porosidade aberta teor máximo de absorção de água e massas volúmicas aparente e real..... 78 4.3.2.3 Teor em água às

INFLUÊNCIA DA RAZÃO ÁGUA/LIGANTE NAS

CARACTERÍSTICAS DAS ARGAMASSAS DE CAL AÉREA

PARA REBOCOS DE EDIFÍCIOS ANTIGOS

MARIA PAULA RAPOSO PACHECO ALGARVIO

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Prof. Doutor António Heleno Domingues Moret Rodrigues

Orientador: Prof. Doutor Augusto Martins Gomes

Co-Orientador: Prof.ª Doutora Ana Paula Teixeira Ferreira Pinto França de Santana

Vogal: Prof. Doutor José Manuel Gaspar Nero

Outubro 2010

I

AGRADECIMENTOS

Este trabalho representa o culminar de um longo percurso que só foi possível graças à colaboração

de várias pessoas a quem não posso deixar de expressar publicamente o meu sincero

agradecimento.

Ao Professor Doutor Augusto Gomes, meu orientador científico e á minha co-orientadora Professora

Doutora Ana Paula Pinto, pela capacidade científica que evidenciaram, pelas críticas, sugestões e

correcções que me efectuaram, pela autonomia concedida, que em muito contribuiu para o meu

enriquecimento em termos de investigação, bem como pela atenção demonstrada, em momentos em

que as suas disponibilidades de tempo eram escassas.

À Eng. Rita Nogueira, pelo apoio durante a fase de ensaios e pela disponibilidade e atenção

prestada.

Ao Sr. Leonel e Sr. Fernando, funcionários do laboratório de materiais de Construção do DECivil, do

Instituto Superior Técnico, pela pronta e prestimosa colaboração durante o período de ensaios.

Aos meus colegas que estiveram presentes no laboratório a realizar ensaios, em especial para a

Andreia, o António e o Diogo pelo companheirismo.

À minha prima Paula Martins e a todos os meus amigos de longa data, pelo apoio demonstrado.

Finalmente, o meu reconhecido agradecimento à minha irmã Manuela, que me acompanhou de fora

durante a realização deste trabalho, pela compreensão e ajuda prestada em todos os momentos, e

pelo incondicional apoio despendido.

Muito obrigado…

II

RESUMO

Os rebocos são elementos fundamentais da estrutura edificada, pois desempenham um importante

papel na protecção das alvenarias e encontram-se particularmente expostos a inúmeras acções

agressivas que são responsáveis pela sua degradação ao longo do tempo. A importância dos

revestimentos de paredes tem vindo a ser alvo de discussão e análise no âmbito da conservação e

reabilitação de edifícios antigos. Por vezes, são removidos e substituídos por soluções inadequadas,

quer do ponto de vista construtivo, quer arquitectónico. Deste modo, a escolha de um revestimento,

na reabilitação de alvenarias de edifícios antigos, deve ser cuidada de modo a garantir uma total

compatibilidade com os materiais pré-existentes. Os revestimentos mais utilizados nas paredes de

edifícios antigos baseiam-se em argamassas tradicionais de cal aérea.

O presente estudo tem como objectivo contribuir para o incremento do conhecimento científico no

domínio da Conservação de Rebocos em Edifícios Antigos e incidirá, de forma particular, sobre a

avaliação da influência da quantidade de água de amassadura nas características das argamassas

de cal aérea, considerando o desempenho físico e mecânico das mesmas, e também as

consequências da variação daquele parâmetro nas propriedades das argamassas no estado fresco.

Com o intuito de cumprir os objectivos acima descritos, procedeu-se à formulação de cinco

argamassas de cal aérea (cal hidratada em pó) em que se adoptou um traço volumétrico constante

(1:3), e se fez variar a relação água/ligante.

Para avaliação das argamassas no estado fresco, procedeu-se à análise da consistência, massa

volúmica aparente e retenção de água. No estado endurecido efectuou-se uma caracterização física

e mecânica das cinco formulações em provetes prismáticos aos 60 dias de idade.

A cristalização de sais solúveis é uma das principais causas de destruição dos materiais porosos,

originando a degradação dos rebocos de argamassas de cal aérea. Assim, pretendeu-se também,

com este estudo, analisar o comportamento das cinco formulações estudadas face à cristalização de

sais, por meio de ensaios de cristalização com recurso a uma solução de cloreto de sódio.

De um modo geral, com base nos resultados obtidos é possível verificar a adequabilidade das

argamassas estudadas para reparar ou substituir argamassas existentes em edifícios antigos.

PALAVRAS-CHAVE:

Argamassas; Cal aérea; Rebocos; Edifícios antigos; Água de amassadura; Cristalização de sais

solúveis.

III

ABSTRACT

Renders are the fundamental elements of a built structure, because they play an important role in

protecting masonry constructions. Renders degrade through time due to numerous factors which they

are particularly exposed to. Walls renders significance is the focus of analysis and discussion

whenever the preservation and restoration of old buildings is concerned.

This work aims at a contribution to the increment of scientific knowledge in the preservation of renders

in old buildings. It will emphasize the evaluation of the influence of the amount of kneading water in

aerial lime mortars characteristics, taking into account their physical and mechanical behaviour

through the time. It will also analyse the consequences of the composition variation in the fresh

mortars characteristics and the consequent influence in the technical use in buildings under

construction.

In order to achieve the above objectives, we produced five mortars formulation of aerial lime (hydrated

lime powder) with the same volumetric proportion (1:3), but with different water/lime ratio. The

characterization of the fresh mortars included the determination of the consistency, the bulk density

and the water retentivy. The characterization on the hardened state of the mortars included the

assessment of physical and mechanical properties of the five formulations, after 60 days of curing

time, conducted on prismatic specimens.

Therefore, this thesis also focused on the analysis of the five formulations’ response concerning the

salt crystallization. That is why we made crystallization tests using a solution of sodium chloride.

In general the obtained results show that it is possible to verify the suitability of the studied materials in

order to repair or substitute the existing mortars of ancient buildings.

KEY-WORDS

Mortars; Aerial lime; Plasters and renders; Old buildings; Kneading water; Soluble salt crystallization.

IV

ÍNDICE DE TEXTO

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................... 1

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

1.2 OBJECTIVO ...................................................................................................................................................... 2

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ........................................................................................................................... 2

2. ESTADO DA ARTE ............................................................................................................................................. 4

2.1 REVESTIMENTO DE PAREDES DE EDIFÍCIOS ANTIGOS .................................................................................................... 4

2.1.1 Introdução ...................................................................................................................................... 4

2.1.2 Exigências funcionais gerais dos rebocos ......................................................................................... 5

2.1.3 Requisitos dos Rebocos de Substituição ........................................................................................... 6

2.2 ARGAMASSAS .................................................................................................................................................. 7

2.2.1 Composição das argamassas .......................................................................................................... 7

2.2.2 Ligantes .......................................................................................................................................... 7

2.2.2.1 Cal aérea ................................................................................................................................................... 8

2.2.2.1.1 Calcinação ....................................................................................................................................... 8

2.2.2.1.2 Hidratação ou Extinção .................................................................................................................... 8

2.2.2.1.3 Carbonatação - Endurecimento........................................................................................................ 9

2.2.2.2 Classificação da cal aérea ......................................................................................................................... 10

2.2.2.3 Tipos de cais aéreas ................................................................................................................................. 10

2.2.3 Agregados .................................................................................................................................... 11

2.2.3.1 Areia ....................................................................................................................................................... 11

2.2.4 Água............................................................................................................................................. 12

2.3 SAIS SOLÚVEIS ................................................................................................................................................ 13

2.3.1 Características gerais .................................................................................................................... 13

2.3.2 Mecanismos de degradação ......................................................................................................... 14

2.3.2.1 Cristalização de sais solúveis .................................................................................................................... 14

2.3.2.2 Hidratação de sais ................................................................................................................................... 15

2.3.3 Princípios de funcionamento dos rebocos ...................................................................................... 16

2.4 CONTRIBUIÇÕES EXPERIMENTAIS ......................................................................................................................... 17

3. TRABALHO EXPERIMENTAL DESENVOLVIDO .................................................................................................. 35

3.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................. 35

3.2 PLANIFICAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................................. 35

3.2.1 Definição das formulações ............................................................................................................ 35

3.2.2 Descrição do plano de ensaios....................................................................................................... 37

3.3 EXECUÇÃO DAS ARGAMASSAS ............................................................................................................................. 38

3.3.1 Procedimentos de amassadura para as argamassas ...................................................................... 39

3.3.2 Produção de provetes prismáticos ................................................................................................. 40

V

3.3.3 Aplicação em calhas metálicas ...................................................................................................... 42

3.3.4 Condições de cura e condicionamento dos provetes ...................................................................... 42

3.4 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO ........................................................................... 43

3.4.1 Consistência por espalhamento e por penetração.......................................................................... 43

3.4.1.1 Consistência por espalhamento ............................................................................................................... 43

3.4.1.2 Consistência por penetração .................................................................................................................... 45

3.4.2 Retenção de água ......................................................................................................................... 46

3.4.3 Massa volúmica ............................................................................................................................ 48

3.5 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO .................................................................... 50

3.5.1 Ensaios mecânicos ........................................................................................................................ 50

3.5.2 Resistência mecânica à flexão ....................................................................................................... 50

3.5.2.1 Resistência mecânica à compressão ......................................................................................................... 51

3.5.2.2 Velocidade de propagação de ultra-sons .................................................................................................. 52

3.5.3 Ensaios físicos ............................................................................................................................... 54

3.5.3.1 Absorção de água por capilaridade .......................................................................................................... 54

3.5.3.2 Porosidade aberta e determinação da massa volúmica (real e aparente) .................................................. 57

3.5.3.3 Espessura de carbonataçao...................................................................................................................... 58

3.5.3.4 Cinética de secagem ................................................................................................................................ 59

3.5.3.5 Teor em água às 48 horas ........................................................................................................................ 61

3.5.3.6 Ensaio de cristalização de sais .................................................................................................................. 62

4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ........................................................................... 65

4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS ..................................................................................................................... 65

4.2 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO .......................................................................................... 66

4.2.1 Consistência por espalhamento e por penetração.......................................................................... 66

4.2.2 Massa volúmica aparente ............................................................................................................. 67

4.2.3 Retenção de água ......................................................................................................................... 68

4.3 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO ................................................................................... 69

4.3.1 Ensaios mecânicos ........................................................................................................................ 69

4.3.1.1 Velocidade de propagação de ultra-sons .................................................................................................. 70

4.3.1.2 Resistência mecânica das argamassas ...................................................................................................... 71

4.3.2 Ensaios físicos ............................................................................................................................... 74

4.3.2.1 Absorção de água por capilaridade .......................................................................................................... 74

4.3.2.2 Porosidade aberta teor máximo de absorção de água e massas volúmicas aparente e real ........................ 78

4.3.2.3 Teor em água às 48 horas ........................................................................................................................ 82

4.3.2.4 Cinética de secagem ................................................................................................................................ 84

4.3.2.5 Espessura de carbonataçao...................................................................................................................... 85

4.3.2.6 Ensaio de Retracção em Cantoneira ......................................................................................................... 86

4.3.2.7 Ensaio de cristalização de sais .................................................................................................................. 86

5. CONCLUSÕES E PROPOSTAS PARA DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ............................................................... 95

VI

5.1 CONCLUSÕES GERAIS ................................................................................................................................. 95

5.2 PROPOSTAS PARA DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ..................................................................................... 97

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................................. 98

ANEXOS .......................................................................................................................................................... 105

ANEXO A (RESULTADOS EXPERIMENTAIS) ................................................................................................................. 106

ANEXO B (CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS) ................................................................................................................... 108

VII

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 2.1 — CLASSIFICAÇÃO DOS LIGANTES. .............................................................................................................. 8

FIGURA 2.2— CICLO DA CAL [45]. ............................................................................................................................ 9

FIGURA 2.3 — CLASSIFICAÇÃO DA CAL. ..................................................................................................................... 10

FIGURA 2.4 — CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS. ........................................................................................................ 12

FIGURA 2.5 — MECANISMO DE PROPAGAÇÃO DA HUMIDADE [43]. ................................................................................. 15

FIGURA 2.6 — REPRESENTAÇÃO DOS PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO EM PAREDES COM SAIS [25]. ....................................... 17

FIGURA 2.7 — DESENVOLVIMENTO DA RESISTÊNCIA E DA POROSIDADE EM ARGAMASSAS DE CAL AÉREA (S= RESISTÊNCIA, P=

POROSIDADE) [62]. .................................................................................................................................... 18

FIGURA 2.8 — DESENVOLVIMENTO DA RESISTÊNCIA EM ARGAMASSAS DE CAL AÉREA [15]. .................................................... 18

FIGURA 2.9 — CAPILARIDADE AOS 90 DIAS DE CURA [62]. ............................................................................................ 18

FIGURA 2.10 — POROSIDADE E RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO VERSUS PERCENTAGEM DE CAL [29]. .......................................... 20

FIGURA 2.11 — POROSIDADE ABERTA PARA AS DIFERENTES ARGAMASSAS [3]. ................................................................... 20

FIGURA 2.12 — ABSORÇÃO DE ÁGUA VERSUS TEMPO DAS DIFERENTES MISTURAS [3]........................................................... 21

FIGURA 2.13 — DIAGRAMA DA DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS SÓLIDAS DE UMA ARGAMASSA COM RAZÃO ÁGUA/LIGANTE DIFERENTE,

MOSTRANDO A DISTÂNCIA ENTRE AS PARTÍCULAS SÓLIDAS [3]. ............................................................................... 21

FIGURA 2.14 — COEFICIENTE DE CAPILARIDADE PARA AS DIFERENTES ARGAMASSAS DE CAL AÉREA VERSUS RAZÃO ÁGUA/LIGANTE [3].

.............................................................................................................................................................. 22

FIGURA 2.15 — RESULTADO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AOS 28 DIAS COM DIFERENTE RAZÃO ÁGUA/LIGANTE [31]. ............. 23



FIGURA 2.18 — RESISTÊNCIAS À COMPRESSÃO E À FLEXÃO [22]. .................................................................................... 25

FIGURA 2.19 — ANÁLISE DOS ENSAIOS DE RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO E VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS.

[22]........................................................................................................................................................ 26

FIGURA 2.20 — CURVAS DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE [22]. ....................................................................... 27

FIGURA 2.21 — CORRELAÇÕES ENTRE O MÓDULO DE FINURA, COEFICIENTE DE CAPILARIDADE E VALOR ASSINTÓTICO [22]. ............ 27

FIGURA 2.22 — CORRELAÇÃO ENTRE O TEOR EM ÁGUA POR IMERSÃO DURANTE 48 HORAS DAS ARGAMASSAS E O MÓDULO DE FINURA

DAS AREIAS [22]. ....................................................................................................................................... 28

FIGURA 2.23 — ÍNDICE DE SECAGEM [22]. ............................................................................................................... 28

FIGURA 2.24 — CINÉTICA DE SECAGEM [22]. ............................................................................................................ 29

FIGURA 2.25 — MASSA VOLÚMICA APARENTE E REAL [22]. .......................................................................................... 29

FIGURA 2.26 — POROSIDADE ABERTA [22]. .............................................................................................................. 29

FIGURA 2.27 — CORRELAÇÃO ENTRE A POROSIDADE DAS ARGAMASSAS E O MÓDULO DE FINURA DAS AREIAS [22]. ..................... 30

FIGURA 2.28 — EVOLUÇÃO DAS RESISTÊNCIAS MECÂNICAS [1]. ...................................................................................... 31

FIGURA 2.29 — EVOLUÇÃO DA VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS [1]. ............................................................. 32

FIGURA 2.30 — COEFICIENTE DE CAPILARIDADE [1]. .................................................................................................... 33

FIGURA 2.31 — EVOLUÇÃO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE [1]. ..................................................................... 33

FIGURA 2.32 — TEOR EM ÁGUA ÀS 48 HORAS [1]. ..................................................................................................... 34

VIII

FIGURA 3.1 — CONDICIONAMENTO DO LIGANTE E DAS AREIAS. ...................................................................................... 36

FIGURA 3.2 — ENSAIOS E NÚMERO DE PROVETES A REALIZAR PARA CADA ARGAMASSA. ........................................................ 38

FIGURA 3.3 — MISTURADORA DISPONÍVEL NO LABORATÓRIO. ....................................................................................... 39

FIGURA 3.4 — INTRODUÇÃO E MISTURA DOS MATERIAIS. .............................................................................................. 39

FIGURA 3.5 — RASPAGEM E AMASSADURA CONCLUÍDA. ............................................................................................... 40

FIGURA 3.6 — SEQUÊNCIA DA MISTURA DAS ARGAMASSAS. ......................................................................................... 40

FIGURA 3.7 — SEQUÊNCIA DE PREENCHIMENTO DOS MOLDES PRISMÁTICOS. ..................................................................... 41

FIGURA 3.8 — SEQUÊNCIA DE PREENCHIMENTO DAS CALHAS METÁLICAS COM ARGAMASSA. .................................................. 42

FIGURA 3.9 — ASPECTO DOS MOLDES E PROVETES NO INTERIOR DA CÂMARA CLIMATIZADA. .................................................. 43

FIGURA 3.10 — SEQUÊNCIA DO PROCEDIMENTO NA AVALIAÇÃO DA CONSISTÊNCIA POR ESPALHAMENTO................................... 44

FIGURA 3.11 — EQUIPAMENTO PARA DETERMINAÇÃO DA PENETRAÇÃO. .......................................................................... 45

FIGURA 3.12 — PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA POR PENETRAÇÃO. ............................................... 46

FIGURA 3.13 — FASES DE EXECUÇÃO DO ENSAIO DE RETENÇÃO DE ÁGUA. ......................................................................... 47

FIGURA 3.14 — OPERAÇÕES DO ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DA MASSA VOLÚMICA. ............................................................ 49

FIGURA 3.15 — EQUIPAMENTO DE ENSAIO. .............................................................................................................. 50

FIGURA 3.16 — ENSAIO DE RESISTÊNCIA Á FLEXÃO. ..................................................................................................... 51

FIGURA 3.17 — ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO. ............................................................................................. 52

FIGURA 3.18 — EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS. ............................................ 53

FIGURA 3.19 — CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO. ....................................................................................................... 53

FIGURA 3.20 — MEDIÇÃO DIRECTA DO TEMPO DE PROPAGAÇÃO DA ONDA. ....................................................................... 53

FIGURA 3.21 — ESTUFA VENTILADA A 60±5 ºC.......................................................................................................... 54

FIGURA 3.22 — EXSICADOR CONTENDO SÍLICA GEL. ..................................................................................................... 55

FIGURA 3.23 — FASES DO ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE. .................... 56

FIGURA 3.24 — ENSAIO PARA A DETERMINAÇÃO DA POROSIDADE E MASSA VOLÚMICA (REAL E APARENTE). ............................... 58

FIGURA 3.25 — ASPECTO DA SUPERFÍCIE DO PROVETE APÓS APLICAÇÃO DE FENOLFTALEÍNA (60 DIAS). .................................... 59

FIGURA 3.26 — ENSAIO DA CINÉTICA DE SECAGEM. ..................................................................................................... 60

FIGURA 3.27 — IMERSÃO DOS PROVETES EM ÁGUA. .................................................................................................... 61

FIGURA 3.28 — ENSAIO DE CRISTALIZAÇÃO DE SAIS. .................................................................................................... 64

FIGURA 4.1 — CURVAS GRANULOMÉTRICAS DOS AGREGADOS. ....................................................................................... 65

FIGURA 4.2 — VARIAÇÃO DOS MÉTODOS DE CONSISTÊNCIA COM A RAZÃO ÁGUA/LIGANTE. ................................................... 66

FIGURA 4.3 — CORRELAÇÃO ENTRE OS DOIS MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA CONSISTÊNCIA. ..................................................... 67

FIGURA 4.4 — MASSA VOLÚMICA APARENTE NO ESTADO FRESCO.................................................................................... 68

FIGURA 4.5 — RETENÇÃO DE ÁGUA DAS VÁRIAS ARGAMASSAS ESTUDADAS. ....................................................................... 69

FIGURA 4.6 — VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/LIGANTE E DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO COM A VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE

ULTRA-SONS DAS ARGAMASSAS. ..................................................................................................................... 70

FIGURA 4.7 — REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA RESISTÊNCIA À FLEXÃO (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À FLEXÃO COM A

RELAÇÃO ÁGUA/LIGANTE (À DIREITA). .............................................................................................................. 72

IX

FIGURA 4.8 — REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

COM A RELAÇÃO ÁGUA/LIGANTE (À DIREITA)...................................................................................................... 72

FIGURA 4.9 — REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO COEFICIENTE DE DUCTILIDADE (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE

DUCTILIDADE DAS ARGAMASSAS COM A RAZÃO ÁGUA/LIGANTE (À DIREITA). .............................................................. 73

FIGURA 4.10 — DESENVOLVIMENTO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE DAS ARGAMASSAS ESTUDADAS. ....................... 75

FIGURA 4.11 — CURVAS DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE DAS ARGAMASSAS NO INTERVALO 0-30 MINUTOS................ 75

FIGURA 4.12 — CURVA DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE DA ARGAMASSA CA5 ENTRE OS 0-60 MINUTOS.................... 76

FIGURA 4.13 — REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE (À ESQUERDA). CORRELAÇÃO

ENTRE O COEFICIENTE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE E A RAZÃO ÁGUA/LIGANTE (À DIREITA). ......................... 77

FIGURA 4.14 — REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO VALOR ASSINTÓTICO (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DO VALOR ASSINTÓTICO COM A RAZÃO

AGUA/LIGANTE(À DIREITA). ........................................................................................................................... 77

FIGURA 4.15— REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA POROSIDADE (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/ COM A POROSIDADE

ABERTA (À DIREITA). .................................................................................................................................... 78

FIGURA 4.16— REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DAS MASSAS VOLÚMICAS. ............................................................................... 79

FIGURA 4.17— VARIAÇÃO DA POROSIDADE ABERTA COM O TEOR MÁXIMO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA. ........................................ 79

FIGURA 4.18— RELAÇÃO ENTRE A POROSIDADE E O COEFICIENTE DE CAPILARIDADE DAS ARGAMASSAS. .................................... 80

FIGURA 4.19— RELAÇÃO ENTRE A POROSIDADE ABERTA E O VALOR ASSINTÓTICO. ............................................................... 81

FIGURA 4.20— VARIAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS MECÂNICAS COM A POROSIDADE ABERTA. ....................................................... 81

FIGURA 4.21— POROSIDADE ABERTA VERSUS VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS. ................................................ 82

FIGURA 4.22— REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO TEOR EM ÁGUA ÀS 48 H (À ESQUERDA). VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/LIGANTE COM O

TEOR EM ÁGUA APÓS48 H DE IMERSÃO (À DIREITA). ............................................................................................ 83

FIGURA 4.23— RELAÇÃO ENTRE A POROSIDADE E O TEOR EM ÁGUA ÀS 48 H. .................................................................... 83

FIGURA 4.24— EVOLUÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM DAS ARGAMASSAS. ......................................................................... 84

FIGURA 4.25— CARBONATAÇÃO AO FIM DE 60 DIAS DE TEMPO DE CURA. ......................................................................... 85

FIGURA 4.26— ESPESSURA CARBONATADA. .............................................................................................................. 86

FIGURA 4.27 — EXTREMIDADES DA CALHA METÁLICA. ................................................................................................. 86

FIGURA 4.28 — VISTA GERAL DOS PROVETES NO INÍCIO DO 1º CICLO................................................................................ 87

FIGURA 4.29 — ASPECTO VISUAL DOS PROVETES DE ARGAMASSACA1, CA2, CA3, CA4 E CA5 NO FINAL DO 1º CICLO. ............... 87

FIGURA 4.30 — EVOLUÇÃO DOS PROVETES DE ARGAMASSA CA1, CA2 E CA3 NO FINAL DO 2º CICLO. ..................................... 88

FIGURA 4.31 — EVOLUÇÃO DOS PROVETES DE ARGAMASSA CA4 E CA5 NO FINAL DO 2º CICLO. ............................................. 89

FIGURA 4.32 — EVOLUÇÃO DOS PROVETES DE ARGAMASSA CA1 NO FINAL DO 3º CICLO. ...................................................... 89



FIGURA 4.35 — EVOLUÇÃO DA VARIAÇÃO DE MASSA POR ACÇÃO DOS CLORETOS EM FUNÇÃO DO TEMPO. ................................. 92

FIGURA 4.36 — EVOLUÇÃO DA VARIAÇÃO DE MASSA POR ACÇÃO DOS CLORETOS EM FUNÇÃO DO NÚMERO DE CICLOS. ................. 93

X

ÍNDICE DE QUADROS

QUADRO 2.1 - TRAÇOS VOLUMÉTRICOS UTILIZADOS EM ARGAMASSAS DE CAL AÉREA. ............................................................. 7

QUADRO 2.2 - TIPOS DE CAIS AÉREAS [41]. ............................................................................................................... 10

QUADRO 2.3 - REQUISITOS QUÍMICOS DA CAL [39]. .................................................................................................... 11

QUADRO 2.4 – FORMULAÇÕES ESTUDADAS [22]. ....................................................................................................... 24

QUADRO 2.5 – RELAÇÃO ÁGUA/LIGANTE [22]. .......................................................................................................... 25

QUADRO 2.6 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E À FLEXÃO [22]. ....................................................................................... 25

QUADRO 2.7 – VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS [22]. ............................................................................... 26

QUADRO 2.8 – TENSÃO DE ROTURA À COMPRESSÃO E FLEXÃO [1]. .................................................................................. 31

QUADRO 2.9 – VELOCIDADE DE ULTRA - SONS [1]. ...................................................................................................... 32

QUADRO 2.10 – COEFICIENTE DE CAPILARIDADE [1]. ................................................................................................... 32

QUADRO 2.11 – TEOR EM ÁGUA ÀS 48 H [1]. ............................................................................................................ 34

QUADRO 3.1 – ARGAMASSAS A ESTUDAR. ................................................................................................................. 36

QUADRO 3.2 – QUANTIDADES DE MATÉRIAS-PRIMAS. .................................................................................................. 39

QUADRO 4.1 – CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DOS AGREGADOS. ................................................................. 65

QUADRO 4.2 – CONSISTÊNCIA POR ESPALHAMENTO E POR PENETRAÇÃO. .......................................................................... 66

QUADRO 4.3 – VALORES DA MASSA VOLÚMICA APARENTE............................................................................................. 67

QUADRO 4.4 – RETENÇÃO DE ÁGUA. ....................................................................................................................... 68

QUADRO 4.5 – VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ULTRA-SONS E RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO. ............................................... 70

QUADRO 4.6 – RESISTÊNCIA MECÂNICA À FLEXÃO E COMPRESSÃO. .................................................................................. 71

QUADRO 4.7 – ENSAIO DE ABSORÇÃO CAPILAR. .......................................................................................................... 74

QUADRO 4.8 — MASSAS VOLÚMICAS APARENTE E REAL, ABSORÇÃO MÁXIMA DE ÁGUA E POROSIDADE ABERTA. ......................... 78

QUADRO 4.9 — RESULTADOS DO ENSAIO DO TEOR EM ÁGUA ÀS 48 HORAS. ...................................................................... 82

QUADRO 4.10 — RESULTADOS DO ENSAIO DE CINÉTICA DE SECAGEM............................................................................... 84

QUADRO 4.11 — AVALIAÇÃO DA VELOCIDADE DE CARBONATAÇÃO. ................................................................................ 85

QUADRO 4.12 — VARIAÇÃO DE MASSA DOS PROVETES. ............................................................................................... 92

1

1. INTRODUÇÃO

1.1 ENQUADRAMENTO

Os revestimentos mais utilizados nas paredes de edifícios antigos baseiam-se em argamassas de

reboco de areia e cal aérea. Os rebocos são elementos fundamentais do edificado, pois

desempenham um importante papel na protecção das alvenarias e encontram-se particularmente

expostos às acções de degradação, sendo portanto natural que sejam objecto de acções de

conservação. As especificidades das construções antigas e as lacunas actuais relativas aos materiais

e tecnologias de construção utilizados no passado, designadamente no que se refere aos rebocos,

justificam os insucessos relativamente frequentes nas acções de conservação, obrigando, em muitos

casos, a novas intervenções a curto prazo após a reparação. É fundamental que os rebocos de

substituição sejam compatíveis com os materiais pré-existentes na construção, de forma a assegurar

que a intervenção não se revele nefasta para os elementos construtivos existentes e não suscite a

necessidade de novas intervenções num curto intervalo de tempo.

As paredes de alvenaria de pedra das edificações antigas apresentam características muito

diferentes das paredes de alvenaria actuais. As paredes de alvenaria antiga foram obtidas através do

recurso a ligantes que permitem a obtenção de elementos construtivos mais permeáveis e que

apresentam menor resistência mecânica, face aos que hoje utilizamos correntemente em argamassas

e estruturas de betão armado. As dificuldades inerentes à aplicação de argamassas à base de cal

são, fundamentalmente, os longos períodos de endurecimento que este ligante exige, as condições

de aplicação adequadas ao desenvolvimento do seu endurecimento, nomeadamente a aplicação de

maior número de camadas de pequena espessura, e um clima favorável. As suas reduzidas

características mecânicas levaram a que as argamassas formuladas com este ligante não sejam

correntemente aplicadas na reabilitação de edifícios antigos, com consequências nefastas para as

alvenarias de pedra que os constituem. O aspecto dos revestimentos e os sinais de degradação

condicionam significativamente a imagem dos edifícios antigos, o que amplia a importância da sua

reparação, restituindo as suas funções e a sua eficácia protectora. Porém, nas intervenções de

conservação e reabilitação de edifícios antigos nem sempre a escolha dos materiais é adequada,

principalmente na selecção das argamassas dos rebocos de substituição. O estudo das

características das argamassas de cal aérea por parte de alguns investigadores, tanto nacionais

como internacionais, tem levado a que este tipo de argamassa seja utilizado como solução adequada

para argamassas de substituição em edifícios antigos O presente estudo pretende contribuir para o

incremento do conhecimento científico no domínio da Conservação de Rebocos em Edifícios Antigos

e incidirá, de forma particular, sobre a avaliação da influência da quantidade de água de amassadura

nas características das argamassas de cal aérea, considerando o desempenho físico e mecânico das

mesmas ao longo do tempo, mas também as consequências da variação daquele parâmetro nas

propriedades das argamassas no estado fresco, com influência na tecnologia de aplicação em obra.

2

A cristalização de sais solúveis é uma das principais causas de destruição dos materiais porosos,

originando a degradação dos rebocos de argamassas de cal aérea, causando a perda de coesão dos

revestimentos. A variação da quantidade de água de amassadura da pasta das argamassas, altera a

sua estrutura porosa aspecto que vai ser relevante na forma como a cristalização dos sais se instala

e evolui ao longo do tempo.

1.2 OBJECTIVO

Esta dissertação visa avaliar, na perspectiva da conservação e reabilitação de edifícios antigos, a

influência da quantidade de água de amassadura de cinco formulações de argamassa de cal aérea

(cal hidratada em pó) com diferentes razões água/ligante com traço volumétrico constante (1:3), que

se enquadram nas composições correntemente aplicadas em revestimentos de parede de edifícios

antigos. É estudada a evolução no tempo das características físicas e mecânicas destas cinco

formulações de argamassa de cal aérea e o comportamento destas face a fenómenos de secagem. A

cristalização de sais solúveis é uma das principais causas de destruição dos materiais porosos,

originando a degradação dos rebocos de argamassas de cal aérea. Assim, pretende-se também com

este estudo analisar o comportamento das cinco formulações de argamassa de cal aérea face à

cristalização de sais.

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

A organização deste trabalho de investigação está de acordo com os objectivos estabelecidos

anteriormente referidos. A estrutura da presente dissertação é composta por cinco capítulos, cujo

conteúdo se descreve resumidamente nos parágrafos seguintes.

Neste primeiro capítulo, apresenta-se o problema em estudo e o enquadramento temático do

trabalho, justifica a necessidade de estudar a influência da quantidade de água de amassadura nas

características das argamassas de cal aérea, indicam-se os principais objectivos deste trabalho e a

respectiva organização.

No segundo capítulo apresenta-se um breve estado do conhecimento sobre o comportamento de

argamassas de cal aérea, com particular incidência na sua utilização como argamassas de

substituição em revestimentos de edifícios antigos. Também se referem as principais exigências e

requisitos a que devem obedecer as argamassas de substituição de modo a constituírem-se como

soluções compatíveis com os materiais pré-existentes e não contribuírem para o desenvolvimento de

processos de degradação. São descritos e caracterizados todos os constituintes das argamassas de

reboco, bem como os traços volumétricos mais correntes. Aborda-se também o mecanismo de

degradação mais frequente e importante, relacionado com a porosidade, aspecto que vai ser

relevante na forma como a cristalização dos sais se instala e evolui ao longo do tempo.

3

Sintetiza-se ainda, a recolha de informação através da pesquisa bibliográfica realizada a nível

nacional e internacional, com a descrição e análise dos resultados obtidos nas diferentes

investigações desenvolvidas em argamassas de cal aérea.

O terceiro capítulo é dedicado ao trabalho experimental desenvolvido, sendo feita a descrição e

ilustração dos ensaios realizados, das normas e procedimentos de ensaio normalizados para a

caracterização das argamassas no estado fresco e no estado endurecido. São também apresentadas

as composições das argamassas testadas, bem como a descrição das condições de cura às quais

estas foram submetidas.

No quarto capítulo é efectuada uma análise geral dos resultados obtidos durante a investigação

experimental realizada, para todos os ensaios descritos no terceiro capítulo, salientando-se as

principais conclusões. Estabelece-se ainda, quando aplicável, comparação com os resultados de

outras investigações, referidos no segundo capítulo.

As apreciações finais sobre os ensinamentos adquiridos na investigação desenvolvida ao longo deste

trabalho são tecidas no quinto capítulo.

Por fim, apresentam-se as referências bibliográficas que serviram de suporte ao trabalho de

investigação desenvolvido.

4

2. ESTADO DA ARTE

2.1 REVESTIMENTO DE PAREDES DE EDIFÍCIOS ANTIGOS

2.1.1 Introdução

Os rebocos dos edifícios antigos são elementos fundamentais da estrutura edificada, pois

desempenham um importante papel na protecção das alvenarias. Por se encontrarem particularmente

expostos às acções de degradação, estes revestimentos deverão proteger o suporte de acções

mecânicas (choque) ou acções químicas (poluição e sais solúveis) e climáticas (chuva e vento). Para

além disso, deles também depende o aspecto estético dos edifícios, sendo portanto natural que

sejam objecto de acções de conservação [65] [69].

Os revestimentos mais utilizados nas paredes de edifícios antigos estão intimamente relacionados

com os materiais usados na construção da própria parede, visando manter a compatibilidade dos

materiais utilizados. Estes revestimentos baseavam-se em rebocos de argamassas de areia e cal

aérea e possuindo as seguintes características, que as tornavam adequadas ao respectivo suporte,

boa aderência ao suporte;

fraca resistência mecânica;

boa porosidade;

boa trabalhabilidade.

Todas estas características são de extrema importância para o bom desempenho do revestimento,

possibilitando assim um resultado final compatível com a durabilidade [40] [43]. Em edifícios antigos,

principalmente os monumentos, devido não só ao seu valor histórico como estético, deve-se optar

pela conservação dos revestimentos existentes e não pela sua substituição, uma vez que, do ponto

de vista da ética da conservação, esta é a opção mais correcta. Porém, os rebocos antigos

apresentam por vezes anomalias superficiais, como por exemplo, fissuras, sujidade, lacunas

resultantes de destacamentos pontuais considerados sãos. Assim, quando os rebocos se apresentam

coesos, aderentes ao suporte e com resistências razoáveis, é aconselhável mantê-los, recorrendo a

reparações pontuais necessárias, de forma a restituir as suas funções. No entanto, se o estado de

degradação for mais avançado, a reparação poderá ser feita recorrendo para tal a técnicas de

consolidação, com o objectivo de repor a capacidade resistente inicial. Quando o estado de

degradação é profundo e elevado e não é possível preservá-lo totalmente, existe a necessidade de

se efectuar uma substituição parcial ou a total por argamassas adequadas, procurando manter a

compatibilidade com os materiais pré-existentes. [68]. [69].

5

Contudo, com o desenvolvimento de novas tecnologias e de novos materiais, nomeadamente os

ligantes hidráulicos, a utilização da cal aérea foi perdendo a tradição que tinha ao longo de séculos,

com a perda gradual do conhecimento de técnicas e métodos de preparação de argamassas em

obra. Por outro lado, o ritmo a que se constrói actualmente é muito superior ao da construção de

outrora. Desta forma, passaram a aplicar-se argamassas muito retrácteis, com módulos de

elasticidade muito elevados, algumas delas inadequadas a suportes que apresentam alguns

movimentos diferenciais ao longo do tempo, ou seja, baixa capacidade para acompanhar esses

movimentos, o que implica com frequência retracção significativa do reboco, e correspondente

fissuração [43].

2.1.2 Exigências funcionais gerais dos rebocos

As exigências funcionais exigidas às argamassas para edifícios antigos são significativamente

diferentes das requeridas às argamassas para utilizar em edifícios novos, devido ao facto de as

paredes antigas possuírem uma constituição e um modelo de funcionamento relativamente à água

diferente das paredes dos edifícios actuais. Com efeito, as argamassas utilizadas nos edifícios

actuais, à base de cimento, são menos porosas e menos permeáveis à água e apresentam não

permeabilidade ao vapor muito inferior ao de uma argamassa de cal aérea. Pelo contrário, as paredes

antigas são porosas, mais espessas e sem cortes de capilaridade, o que as faz absorver água

proveniente das fundações. Esta água sobe por capilaridade, principalmente durante os períodos

mais húmidos, mas é rapidamente expulsa por evaporação [65]. Os revestimentos antigos

apresentam diversas camadas, frequentemente três com finalidades diferentes [66]:

Camada de aderência ao suporte - emboço;

Camada intermediária de regularização do suporte - reboco;

Camada final de acabamento e decoração - esboço.

Normalmente as camadas internas tinham granulometria mais grosseira que as externas, a

deformabilidade e a porosidade iam aumentando das camadas internas para as externas,

promovendo assim um bom comportamento às deformações estruturais e à água. Cada uma das

camadas mencionadas pode, por sua vez, ser constituída por subcamadas. Assim, para a mesma

espessura total, camadas finas e em maior número conferem uma melhor capacidade de protecção e

uma durabilidade superior quando comparado com uma única camada espessa [66].

É de salientar que a composição relativa dessas camadas, o seu número, a respectiva espessura e a

tecnologia de aplicação são aspectos tão importantes como os materiais utilizados [69].

6

As funções fundamentais a desempenhar pelos rebocos são, essencialmente, a regularização das

imperfeições das paredes de alvenaria, com a finalidade de criar uma superfície uniforme, o

acabamento dos paramentos e a protecção da envolvente dos edifícios formando uma barreira à

acção dos agentes externos potencialmente deteriorantes. No caso dos revestimentos exteriores, a

função de protecção mais importante é a impermeabilização das fachadas, ou seja, contribuir para a

estanqueidade do conjunto parede - revestimento.

Para garantir as funções que lhes são exigidas, os requisitos mais significativos a estabelecer aos

revestimentos de paredes exteriores são: aderência ao suporte; resistência à fendilhação; capacidade

de impermeabilização em zona não fendilhada, capacidade de permitir a expulsão do vapor de água

formado no interior e da água infiltrada por evaporação; aspecto estético; durabilidade face às acções

externas, nomeadamente às acções climáticas (no caso dos revestimentos exteriores) [65].

2.1.3 Requisitos dos Rebocos de Substituição

As argamassas de substituição destinam-se à conservação de edifícios antigos e têm como principal

função a protecção dos suportes onde são aplicadas. Assim, é essencial que estas sejam

compatíveis com os materiais existentes no edifício. Esta compatibilidade é complexa e envolve

diversos aspectos, tanto em termos mecânicos (choque, erosão), como do ponto de vista físico

(absorção capilar, permeabilidade ao vapor) e químico (sais solúveis). Deste modo, torna-se

fundamental a satisfação de determinados requisitos gerais [67]:

1) não contribuir para a degradação dos materiais pré-existentes, nomeadamente as

alvenarias antigas;

2) proteger as paredes das acções externas;

3) ser reversível, ou, pelo menos, reparável;

4) ser durável (e contribuir para a durabilidade do conjunto);

5) não prejudicar a apresentação estética e visual da arquitectura, nem descaracterizar

o edifício.

Para a verificação dos dois primeiros requisitos devem ser cumpridas exigências relacionadas com os

seguintes aspectos [65] [67]:

1) bom comportamento à água (oferecer alguma resistência à penetração da água até

ao suporte e facilitar a sua secagem);

2) ter alguma resistência mecânica mas não transmitir tensões excessivas ao suporte;

3) não introduzir sais solúveis no suporte.

7

Para cumprir o terceiro e quarto requisito devem ser satisfeitas as seguintes exigências [65] [67]:

1) alguma resistência mecânica, mas inferior à dos tipos de suportes sobre os quais se

prevê que possam vir a ser aplicados;

2) aderência ao suporte suficiente para garantir a durabilidade mas não tão grande que

a sua extracção possa afectar a alvenaria, ou seja, a rotura não pode ser coesiva no

seio do suporte;

3) módulo de elasticidade relativamente pouco elevado;

4) reduzida susceptibilidade à fendilhação;

5) bom comportamento ao gelo e aos sais solúveis existentes no suporte.

Para a verificação do último requisito, o novo revestimento não deverá alterar o aspecto estético, de

forma a garantir a autenticidade histórica da construção, através da cor e da textura, que são obtidos

pela composição e técnica de aplicação do revestimento.

2.2 ARGAMASSAS

2.2.1 Composição das argamassas

As paredes de alvenaria dos edifícios antigos são, na sua grande maioria, revestidas por rebocos de

argamassas fracas à base de areia e cal aérea ou gesso [43]. As argamassas de revestimento

tradicionais são, de um modo geral, constituídas por ligantes, por agregados com diferentes formatos

e reduzida dimensão, provenientes de várias origens, por água de amassadura e adições que

poderão conferir determinadas características às argamassas (pozolanas).

De acordo com o tipo de argamassa que se pretende, a mistura destes constituintes em proporções

adequadas e estudadas deve ser homogénea, apresentar no seu estado fresco uma boa plasticidade

e possuir no estado endurecido rigidez, resistência e uma boa aderência.

No Quadro 2.1 indicam-se os traços volumétricos mais utilizados nos trabalhos consultados no âmbito

da pesquisa bibliográfica.

Quadro 2.1 - Traços volumétricos utilizados em argamassas de cal aérea.

Autor [62] [34] [27] [1] [22]

Traço (volume) 1:2,5 1:3 1:3 1:3/2:3/2 1:3 1: (1,5+1,5) 1:(1,5+1,5) 1:3 1:(1,5+1,5) 1:2:1

2.2.2 Ligantes

Um ligante é um material com capacidade de aglutinar uma proporção de materiais - agregados,

como areia, que, quando misturados com a água, formam uma pasta que faz presa e endurece,

garantindo coesão e resistência mecânica às argamassas.

8

Os ligantes vão influenciar, não só as propriedades, como o desempenho das argamassas. [45]. A

Figura 2.1 apresenta, de uma forma esquemática, a classificação dos ligantes.

Figura 2.1 — Classificação dos ligantes.

No âmbito desta dissertação apenas vai ser abordado o ligante inorgânico aéreo, baseando-se todo o

trabalho experimental em argamassas de cal aérea hidratada em pó.

2.2.2.1 Cal aérea

Podemos definir cal como “material abrangendo quaisquer formas físicas e químicas, sob as quais

pode aparecer o óxido de cálcio ou de magnésio [CaO e MgO] ou hidróxidos [Ca(OH)2 e Mg(OH)2] “[6]

A cal aérea resulta da calcinação de pedras calcárias puras (ou quase puras) com mais de 95% de

carbonato de cálcio [CaCO3] ou de carbonato de cálcio e magnésio [CaMg (CO3)2].

2.2.2.1.1 Calcinação

A uma temperatura aproximada de 900 ºC, dá-se a decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3),

originando óxido de cálcio (CaO) que é designado vulgarmente por cal viva, resultante da libertação

do dióxido de carbono existente no carbonato de cálcio (CaCO3) (Eq.2.1).

CaCO3 + calor (900ºC) → CaO + CO2 (2.1)

2.2.2.1.2 Hidratação ou Extinção

A cal viva não se constitui como um ligante, pelo que precisa de ser hidratada. Esta hidratação,

designada por extinção, resulta da mistura da cal viva com água, criando reacções muito exotérmicas

e expansivas, podendo atingir temperaturas superiores a 100 ºC.

Ligantes

Orgânicos

Betuminosos Polímeros

Inorgânicos

Aéreos

Cal aérea Gesso

Hidráulicos

Cal hidráulica

Cimento Portland

9

A partir desta reacção, o óxido de cálcio transforma-se em hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) (cal

hidratada ou apagada). Esta operação é efectuada antes da utilização da cal na construção (Eq.2.2).

CaO +H2O → Ca(OH)2 + calor (2.2)

2.2.2.1.3 Carbonatação - Endurecimento

A cal hidratada, resultante da operação de extinção, é utilizada na preparação de argamassas em

mistura com areia ou outros agregados e água. O processo de endurecimento depois da argamassa

aplicada em obra ocorre quando o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) entra em contacto com o dióxido de

carbono existente na atmosfera, originando a formação do carbonato de cálcio e libertação de água.

Este processo é lento e ocorre do exterior para o interior, impondo uma certa porosidade que permita

a evaporação da água e a penetração do dióxido de carbono da atmosfera. (Eq.2.3)

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2.3)

Assim, completa-se o designado ciclo da cal, como se pode ver no esquema da Figura 2.2 [45].

Quando a cal aérea é misturada com água, o seu processo de endurecimento dá-se como referido

anteriormente, quando o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) entra em contacto com o dióxido de carbono

da atmosfera.

Figura 2.2— Ciclo da cal [45].

10

A água contribui para garantir a capacidade aglutinante dos vários constituintes das argamassas no

estado fresco, mas também irá influenciar o processo de carbonatação descrito, sendo responsável

pela dissolução do dióxido de carbono. Contrariamente nas argamassas de ligantes hidráulicos, em

que o processo de endurecimento ocorre através da dissolução dos silicatos e aluminatos de cálcio

na água, provocando a hidratação destes elementos [35] [40].

2.2.2.2 Classificação da cal aérea

Dentro das cais aéreas, estas podem ser classificadas do seguinte modo [41]:

Notas: dp: pó seco; sl: calda (leite de cal); lu: cal viva em pedaços; pu: pasta de cal.

Figura 2.3 — Classificação da cal.

No passado, as cais aéreas eram classificadas em função da percentagem de impurezas,

designando-se de cais gordas se derivavam de calcários puros com menos de 1% de argila e de cais

magras se derivavam de calcários com percentagem de impurezas ou argila entre 1% e 5%.

2.2.2.3 Tipos de cais aéreas

De acordo com a NP EN 459-1:2002 [39], são previstos os seguintes tipos de cais aéreas:

Quadro 2.2 - Tipos de cais aéreas [41].

Designação Notação

Cal cálcica 90 CL 90



Cal dolomítica 85 DL 85

Cal dolomítica 80 DL 80

Cal aérea

Cal cálcica

(CL)

Cal viva

dp, lu

Cal hidratada

dp, si, pu

Cal dolomítica

(DL)

Cal semi-hidratada

dp

Cal totalmente hidratada

dp

11

De acordo com a norma NP EN 459-1:2002 [39], as cais aéreas são classificadas com base no seu

teor de óxido de cálcio e óxido de magnésio (CaO+MgO) e a sua composição deverá estar conforme

com os valores do Quadro 2.3.

Quadro 2.3 - Requisitos químicos da cal [39].

Tipo de cal CaO + MgO (%) MgO (%) CO2

(%) SO3 (%)

Cal livre (%)

CL 90 ≥ 90 ≤ 5c ≤ 4 ≤ 2 -

CL 80 ≥ 80 ≤ 5c ≤ 7 ≤ 2 -

CL 70 ≥ 70 ≤ 5 ≤ 12 ≤ 2 -

DL 85 ≥ 85 ≥ 30 ≤ 7 ≤ 2 -

DL 80 ≥ 80 ≥ 5 ≤ 7 ≤ 2 -

c É admitido um teor de MgO até 7%, desde que seja satisfeito o ensaio de expansibilidade

indicado em 5.3 da EN 459-2-2001

2.2.3 Agregados

2.2.3.1 Areia

Os agregados que integram a mistura das argamassas são as areias. As areias são um conjunto de

partículas granulares, que funcionam como o esqueleto da argamassa que ganha coesão pela

ligação dos seus grãos ao ligante. Do ponto de vista químico, podem distinguir-se dois grupos

principais: as areias siliciosas, provenientes de rio ou de areeiro e as areias calcárias que resultam da

britagem de desperdícios de pedreiras de rocha calcária. [34] [52].

A Norma NP EN 13139:2005 [38] classifica os agregados segundo a origem, as dimensões das

partículas e massa volúmica. Segundo a origem, classificam-se em naturais, artificiais e reciclados.

Sendo os primeiros de origem mineral, tendo sido sujeitos apenas a processamento mecânico (ex:

areias), os segundos são de origem mineral obtidos através de processos industriais envolvendo

modificações térmicas ou outras (ex: argila expandida) e, por último, os reciclados que resultam do

processamento de materiais inorgânicos anteriormente usados na construção (ex: trituração de betão

endurecido). Relativamente às dimensões das partículas, a norma refere a designação de agregado

fino como o agregado de menores dimensões, em que D é menor ou igual a 4 mm, sendo D a

abertura do peneiro superior, um agregado grosso (não sendo utilizado nas argamassas) caracteriza-

se por possuir um valor D de maior ou igual a 4 mm e d é maior ou igual a 2 mm, em que d é a

abertura do peneiro inferior. Por fim, os agregados são classificados segundo a massa volúmica

conforme a densidade do material que constitui as partículas (Figura 2.4). De referir ainda que a

mesma norma utiliza os termos “filler” e “finos” como correspondendo à fracção do agregado que

passa no peneiro de 0,063 mm.

12

Figura 2.4 — Classificação dos agregados.

Deste modo, a qualidade do agregado e a dimensão das partículas são essenciais na produção de

uma argamassa, conferindo-lhe um bom desempenho mecânico. Este componente vai influenciar de

forma muito significativa as características e o comportamento das argamassas. Assim, existem

factores que devem ser analisados, nomeadamente: a origem, a forma das partículas e a

granulometria. [8] [34].

2.2.4 Água

Os ligantes e os agregados são componentes essenciais na constituição das argamassas, mas a

água é também um elemento indispensável para a produção de argamassas. Como já foi referido

anteriormente, em ligantes aéreos a função principal da água é a de garantir a capacidade aglutinante

dos vários constituintes das argamassas no estado fresco, de forma a conferir a consistência

necessária à sua aplicação. A quantidade de água de amassadura a ser utilizada na execução de

argamassas tem um papel fundamental na qualidade destas, mais precisamente a razão entre a

quantidade de água e ligante, pois esta relação vai influenciar as características mecânicas e físicas

das argamassas. [3].

Para não haver alterações nos requisitos exigidos às argamassas, a água não deverá conter

impurezas, particularmente sais nocivos e matéria orgânica em quantidades tais que podem afectar

as propriedades das argamassas.

Agregados

Origem

Natural

Artificial

Reciclado

Dimensão

das

partículas

Fino

Grosso

Massa volúmica

Leves

Médios

Pesados

13

2.3 SAIS SOLÚVEIS

2.3.1 Características gerais

A cristalização de sais solúveis vem sendo apontada como uma das principais causas de

degradação, não só da pedra, mas também de outros materiais de construção porosos [7] [24] [33]

[55]. As paredes de alvenaria antiga encontram-se particularmente expostas a acções de

degradação, nomeadamente a nível dos rebocos que são as áreas normalmente mais afectadas pela

cristalização de sais solúveis. Os sais solúveis podem ser provenientes de várias fontes. A poluição

atmosférica é uma importante fonte de sulfatos e nitratos. Outras origens incluem o solo, a partir da

qual a água ascende por capilaridade, dissolvendo ao longo do seu trajecto os sais solúveis, os

materiais constituintes das paredes e os sais transportados pela névoa marítima (cloretos), são

alguns exemplos [7] [33] [47].

Os sais referidos anteriormente são higroscópicos, isto é, para valores de humidade relativa

superiores a 65% – 75%, estes vão-se dissolvendo e circulando pela estrutura porosa dos materiais

e, para valores inferiores aos referidos, os sais vão cristalizar e aumentando consideravelmente de

volume. São justamente estes ciclos de dissolução – cristalização os responsáveis pela degradação

dos rebocos [28] [40] [60].

As condições climáticas têm uma influência crucial na cristalização dos sais, designadamente a

temperatura, a humidade relativa do ar e a velocidade do ar [59]. A estrutura porosa dos materiais

também condiciona a quantidade de sais que os revestimentos podem absorver e a capacidade de

resistir às tensões que se geram. Os rebocos de cal aérea apresentam geralmente maior porosidade,

maior permeabilidade e poros de maior dimensão, comparativamente com os rebocos de ligantes

hidráulicos, pelo que admitem maiores quantidades de sais solúveis na sua estrutura, sendo também

a quantidade de água que circula no seu interior superior.

Além disso, a taxa de evaporação da água também é superior, pelo que são mais susceptíveis à

cristalização de sais [40]. Pavia et al [41] mostraram no seu estudo que as argamassas de cal aérea

são mais resistentes aos sais solúveis do que as argamassas de cal hidráulica, pelo facto de

possuírem poros de maior dimensão que fazem com que as tensões geradas pelos sais cristalizados

diminuam, revelando melhor durabilidade. Assim, é necessário haver uma criteriosa escolha das

argamassas, sob pena de estas, para além da sua própria degradação, poderem ainda afectar a

degradação de materiais contíguos.

No presente estudo, será analisado o comportamento das cinco formulações de argamassa de cal

aérea face à cristalização do cloreto de sódio.

14

2.3.2 Mecanismos de degradação

Os sais mencionados anteriormente, entre muitos outros possíveis de se encontrar em edifícios

antigos, são os responsáveis por deteriorações significativas nos rebocos.

Os danos resultantes destes sais são habitualmente atribuídos a dois mecanismos: a cristalização de

sais dissolvidos por evaporação do solvente e a hidratação de sais.

No entanto, ainda existe muita controvérsia sobre os diferentes mecanismos. Na maioria das vezes, a

cristalização e a hidratação têm sido mencionadas como as principais causas de degradação, mas

ainda não suscitam consenso entre investigadores. Outros mecanismos têm sido propostos,

nomeadamente a expansão térmica, a pressão osmótica e a resistência química [53] [56]. Por outro

lado, vários trabalhos de investigação têm demonstrado que a pressão de cristalização é o

mecanismo mais relevante [23] [54] [58].

Neste âmbito, torna-se importante referir os mecanismos de degradação mais frequentes,

relacionados com a porosidade das argamassas.

2.3.2.1 Cristalização de sais solúveis

O fenómeno de cristalização de sais ocorre se houver uma solução sobressaturada, isto porque, à

medida que a evaporação do solvente (água) presente numa solução salina evapora, a concentração

desta solução vai aumentar e o sal em excesso cristaliza [56].

Por outro lado, a pressão causada pela formação dos cristais é inversamente proporcional ao raio dos

poros, de forma que os materiais com um elevado volume de poros de pequena dimensão não

conseguem acomodar a crescente acumulação de sais no seu interior e acabam por ser destruídos,

isto porque os poros são submetidos a pressões elevadas provenientes do crescimento dos cristais,

provocando a degradação dos materiais. Noutra perspectiva, o ponto onde a cristalização ocorre é

determinado pelo balanço dinâmico entre a taxa de evaporação à superfície e a taxa de acesso do

líquido que aflui a esse ponto. Se a taxa de acesso do líquido até à superfície for ligeiramente

superior à taxa de evaporação, dá-se a cristalização à superfície com a formação de eflorescências.

Em geral, as eflorescências são inofensivas, mas a sua presença indica que, noutro local, a

cristalização está a ocorrer no interior da estrutura porosa do reboco. Se a taxa de migração da

solução no sistema poroso do material é inferior à taxa de evaporação, irá então desenvolver-se uma

zona relativamente seca abaixo da superfície e os cristais desenvolvem-se na interface entre essa

zona seca e a zona húmida do reboco, gerando as criptoflorescências, provocando a desagregação

da camada superficial devido ao acréscimo de volume que geralmente acompanha a formação dos

cristais, como se exemplifica na Figura.2.5 [43].

15

Figura 2.5 — Mecanismo de propagação da humidade [43].

Existem factores que estão relacionados com a degradação por cristalização de sais solúveis como a

distribuição do tamanho dos poros e a porosidade, a natureza do sal e a sua facilidade em atingir

elevadas saturações através da evaporação, as condições ambientais, as propriedades do substrato,

a resistência do material face à pressão de cristalização e a localização da cristalização [4] [53] [55].

Quando as paredes de alvenaria contactam com solos húmidos, de forma directa ou através de

elementos construtivos, tendo em conta que a maioria dos materiais de construção tradicionais

possuem uma estrutura porosa que conduz a uma capilaridade por vezes elevada, isso dá origem a

que a humidade possa migrar através desses materiais [28].

Uma situação típica que conduz a problemas derivados da cristalização de sais é, sem dúvida, o

fenómeno da ascensão de água por capilaridade através das fundações dos edifícios, que

corresponde a uma das mais frequentes manifestações de degradação, devido à longa permanência

da água, principalmente durante o inverno [57].

2.3.2.2 Hidratação de sais

A hidratação de sais é outro fenómeno que tem sido responsável pela degradação dos materiais de

construção porosos. Em princípio, qualquer sal é capaz de causar danos durante o processo de

cristalização, devido ao aumento de volume que ocorre no interior da estrutura porosa dos materiais.

Já a deterioração de sais por hidratação só pode ocorrer para sais que possam existir em mais do

que um estado de hidratação. Por exemplo, o cloreto de sódio só causa danos devido à cristalização,

enquanto que o sulfato de sódio, pode cristalizar tanto na forma anidra (thenardite - Na2SO4) como na

forma de sulfato de sódio decahidratado (sal de Glauber ou mirabilite - Na2SO4 10H2O), pode causar

maior deterioração devido à cristalização e hidratação [47]. A pressão originada pelo aumento do

volume de alguns sulfatos ao passar do estado anidro para o estado hidratado é a designada pressão

de hidratação.

16

No entanto, alguns investigadores concluíram, com base em experiências efectuadas, que, no caso

do sulfato de sódio, a hidratação do sal não ocorre com a absorção de humidade do cristal anidro,

mas apenas através da dissolução deste depois da recristianização dos cristais decahidratados [6]

[53].

É de salientar que, apesar do cloreto de sódio ter uma pressão de cristalização mais elevada do que

o sulfato de sódio, este último provoca, em geral, danos mais graves, [63] [5], dado que os sais

solúveis podem influenciar significativamente a secagem dos materiais. A menor taxa de secagem

leva a que a frente de evaporação tenda a localizar-se mais perto da superfície, dando origem à

formação de eflorescências, como é o caso do cloreto de sódio. Se a taxa de secagem for maior, a

frente de secagem tende a recuar mais rapidamente e os sais depositam-se no interior dos poros

[25].

2.3.3 Princípios de funcionamento dos rebocos

O comportamento de um reboco face aos sais pode dividir-se em quatro tipos de funcionamento,

como se exemplifica na Figura 2.6, [25] [26] [57].

a) Os rebocos de transporte de sais possibilitam que a água no estado líquido atravesse toda a

espessura da parede e do reboco e a cristalização dos sais dá-se na superfície exterior com

formação de eflorescências. Este comportamento face aos sais é previsto, por exemplo, em

rebocos tradicionais de cal aérea.

b) Os rebocos de acumulação facultam a penetração de soluções líquidas através da existência

de uma camada com porometria superior que impede que o transporte dos sais alcance a

superfície exterior das paredes. Os sais vão-se acumular nos poros da referida camada sem

criar tensões internas, mas mesmo assim pode ser possível a ocorrência de criptoflorescências

com o consequente aumento progressivo da concentração salina.

c) Os rebocos de bloqueio à água permitem o transporte de vapor de água mas não no estado

líquido. Naturalmente, surgirá deposição de água junto da interface do reboco/parede que, por

evaporação, provocará a cristalização dos sais com aumento de volume e consequente

desagregação, podendo mesmo ocorrer danos na parede e no reboco. Este comportamento é

esperado em rebocos com elevado poder hidrófugo.

d) Os rebocos de bloqueio à água e ao vapor possibilitam a acumulação de água na interface

reboco/parede, sem que haja evaporação afectando a degradação dos materiais contíguos. Se

houver ruptura do reboco isso facilitará a evaporação da água e haverá cristalização dos sais

que progride rapidamente.

17

Figura 2.6 — Representação dos princípios de funcionamento em paredes com sais [25].

2.4 CONTRIBUIÇÕES EXPERIMENTAIS

Neste capítulo apresenta-se uma síntese dos trabalhos de investigação realizados neste domínio

apresentando-se os resultados mais significativos.

No estudo experimental de Stefanidou et al [62], foram utilizadas na produção das argamassas, cal

aérea hidratada em pó e areia do rio. Foram adoptados diferentes traços em volume (1:1,5; 1:2,5; 1:3;

1:4 e 1:6) com agregados de dimensão variada (0-2mm; 0-4mm; 0-8mm e 0-16mm).

A quantidade de água adicionada nas amassaduras não foi constante, resultando em relações de

água/ligante entre 0,799 e 1,382.

Os provetes foram submetidos aos ensaios com idades de cura de 28, 90, 180, 360 e 730 dias. Os

provetes produzidos aos 28 e 90 dias foram sujeitos a cura em sala condicionada à temperatura de

20 ± 1ºC e humidade relativa entre 85% e 90%.Para 180, 360 e 730 dias a cura foi feita em sala

condicionada mas para uma temperatura de 20 ± 2ºC e uma humidade relativa entre 60% e 70%.

Neste estudo foram ensaiadas a porosidade e o desenvolvimento da resistência mecânica. No

documento analisado, os resultados experimentais são apresentados apenas graficamente. As

Figuras 2.7 e 2.8 apresentam a relação entre a idade da argamassa em que foi realizado o ensaio, a

resistência, porosidade e a dimensão do agregado com traços diferenciados. Estes autores

concluíram que as resistências mais elevadas foram obtidas em argamassas com maior traço e com

agregado de dimensão 0 – 4mm. Verifica-se ainda um acréscimo da resistência com a idade de cura

das argamassas.

18

Figura 2.7 — Desenvolvimento da resistência e da porosidade em argamassas de cal aérea (S=

resistência, P= porosidade) [62].

Figura 2.8 — Desenvolvimento da resistência em argamassas de cal aérea [15].

Relativamente à capilaridade medida aos 90 dias de cura, estes autores demonstraram que, tanto as

taxas de penetração de água como a absorção de água, são mais elevadas nas argamassas

misturadas com agregados grossos do que em argamassas de cal em que o agregado é a areia. Isto

deveu-se ao facto de a porosidade desenvolvida na microestrutura ser mais elevada naquelas

argamassas, Figura 2.9.

Figura 2.9 — Capilaridade aos 90 dias de cura [62].

Idade, dias

Mpa

Argamassa de cal com traço 1:1,5

Idade, dias

Mpa

Argamassa de cal com traço 1:3

Tempo, minutos

g/m

m2

Capilaridade da argamassa de cal com traço 1:3

19

O trabalho experimental da autoria de Lanas et al [29] debruçou-se sobre a influência do tempo de

cura, na porosidade e nas resistências à compressão e à flexão, executadas aos 3, 7, 28, 91, 182 e

365 dias de cura. A produção das argamassas foi efectuada com dois tipos de cal aérea hidratada em

pó do tipo CL90, Ecobat (cal A) e Estavol (cal B), com análises químicas diferentes e agregados

comerciais com granulometria controlada. Os agregados 1 e 2 são compostos por seixos de forma

arredondada e angular, enquanto os agregados 3 e 4 são compostos por areias com dimensão

variada. Os traços utilizados em volume variaram entre 1:1 e 1.5, sendo estes, aquando da

preparação das argamassas, convertidos em peso de forma a evitar imprecisões no processo de

mistura. A razão água/ligante variou entre 0,5 e 1,2 de forma a ser obtida uma consistência normal e

uma trabalhabilidade adequada. A cura foi executada em laboratório, em sala condicionada à

temperatura de 20 ± 5 ºC e humidade relativa de 60 ± 10 %.

Lanas et al [29] concluíram através do trabalho experimental que os agregados com uma distribuição

apropriada do tamanho do grão e forma angular apresentam resistências mecânicas mais elevadas

face a agregados semelhantes de forma arredondada. As resistências mecânicas aumentam a longo

prazo, ou seja, as resistências à compressão eram em média 3,5 vezes superiores após os 365 dias

do que aos 28 dias de cura e que as resistências à flexão são, em média, duas vezes superiores

após os 365 dias do que aos 28 dias de cura. Os mesmos autores referem ainda que as resistências

determinadas nas idades iniciais, entre os 3 e 28 dias, não são conclusivas, uma vez que vão ser

fortemente influenciadas pelo índice de água da mistura, pois as argamassas aos 28 dias de cura

ainda estão a perder água. Um tempo de cura mais prolongado permite uma taxa de carbonatação

mais elevada. Concluíram ainda que traços com maior teor de ligante e agregados com dimensão das

partículas mais finas (Ag – 3 e Ag – 4 ) têm resistências mecânicas superiores relativamente aos

agregados mais grossos (Ag – 1 e Ag – 2).

Da análise das curvas de distribuição da dimensão dos poros apresentadas por Lanas et al [29] pode-

se confirmar que os poros de grandes dimensões são os que mais contribuem para o aumento da

porosidade aberta das argamassas de cal aérea. As argamassas com maior quantidade de ligante

apresentam valores superiores de porosidade aberta e um acréscimo significativo do volume de

intrusão, mas um valor inferior do diâmetro dos poros

Como já mencionado, o ligante, a dimensão dos agregados e o respectivo traço vão influenciar a

porosidade a as resistências mecânicas das argamassas. No seu estudo sobre argamassas de cal

aérea, Lanas et al [29] demonstram que existe uma correlação entre a quantidade de ligante e a

resistência das argamassas, ou seja, um aumento do índice de ligante melhora a resistência dentro

de certos limites. Em caso de excesso de ligante, a porosidade aumenta, mas a resistência mecânica

diminui, como se pode observar através da Figura 2.10 para o caso da relação 4:1 e 2:1. No entanto,

verificam que, para traços entre 1:1 e 1:5, a relação com uma maior quantidade de ligante origina um

aumento da porosidade e da resistência mecânica.

20

Figura 2.10 — Porosidade e resistência à compressão versus percentagem de cal [29].

Da investigação realizada por Arandigoyen, M. et al [3] é analisada a influência da água de

amassadura considerando dois aspectos críticos das argamassas de cal aérea. No entanto, a análise

centra-se nos testes de absorção capilar e estrutura do poro. A estrutura do poro foi avaliada através

da porosidade aberta pelo ensaio de saturação de água [P(a)] e pela técnica de intrusão de mercúrio

[P(Hg)]. Na produção destas argamassas, foi utilizada cal aérea hidratada em pó (Ecobat) do tipo

CL90 onde foram definidas seis misturas com razão água/ligante diferentes (0,8/0,9/1,0/1,1/1,2/1,3)

na preparação das argamassas.

A melhor trabalhabilidade foi obtida para a relação água/ligante de 0,9 e 1,0, sendo o estudo

efectuado para valores acima e abaixo destes. Os autores não mencionam o traço e as propriedades

dos agregados utilizados. Este estudo experimental demonstra que a porosidade aumenta quando se

aumenta a razão água/ligante, ou seja, quanto maior for a relação água/ligante na preparação das

argamassas, mais elevada será a porosidade. Os resultados são similares em ambas as técnicas,

verificando-se, no entanto, um acréscimo para os valores da porosidade obtida pela técnica de

intrusão de mercúrio. Este incremento pode ser atribuído aos diferentes procedimentos de ensaio. No

ensaio de saturação de água os pequenos valores do desvio padrão mostram uma melhor exactidão

dos resultados, conforme Figura 2.11.

Figura 2.11 — Porosidade aberta para as diferentes argamassas [3].

50

55

60

65

70

0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4

Po

rosi

dad

e [%

]

Razão água/Ligante

P(a)

P(Hg)

Resis

tência

à c

om

pre

ssão (

N/m

m2)

Poro

sid

ade (%

)

Cal A

Resistência à compressão

Porosidade

Quantidade de cal (%)

21

Estes autores concluíram que, quando existe um aumento da quantidade de água de amassadura a

ser utilizada na execução de argamassas, tem-se como resultado um aumento da absorção de água

por capilaridade nas fases iniciais (Figura.2.12).

Figura 2.12 — Absorção de água versus tempo das diferentes misturas [3].

Numa argamassa de cal aérea, a formaçao dos poros resulta da evaporação da água utilizada na

amassadura, um aumento desta quantidade vai originar um aumento da dimensão dos poros (Figura

2.13).

Figura 2.13 — Diagrama da distribuição de partículas sólidas de uma argamassa com razão água/ligante

diferente, mostrando a distância entre as partículas sólidas [3].

A capacidade de absorção de água das argamassas é uma característica relevante no estudo de

durabilidade, atendendo a que avalia a maior ou menor dificuldade de penetração de agentes

agressivos que contribuem para a deterioração das argamassas. Também nesta propriedade, a

variação da relação água/ligante assume um papel importante.

Tempo (s)

Absorç

ão d

e á

gua

(g/c

m2 )

a) Baixa razão a/l

Partícula sólida (cristais da calcite) Estrutura do poro

b) Elevada razão a/l

22

Na Figura 2.14 apresenta-se o gráfico com todos os valores do estudo experimental de Arandigoyen,

M. et al [3] para a relação entre o coeficiente de absorção de água por capilaridade e a razão

água/ligante.

Figura 2.14 — Coeficiente de capilaridade para as diferentes argamassas de cal aérea versus razão

água/ligante [3].

Nesse sentido, os autores mostram que a absorção de água por capilaridade aumenta linearmente

com a razão água/ligante, mostrando um coeficiente de correlação considerado muito bom, isto

porque o aumento da porosidade vai originar uma maior absorção de água em argamassas com

maior quantidade de água. No entanto, a elevada quantidade de água de amassadura e a elevada

absorção capilar pode originar uma via rápida de penetração à humidade e aos sais solúveis.

Como foi referido anteriormente, um aumento da razão água/ligante faz aumentar a porosidade das

argamassas e, em consequência, as resistências mecânicas têm tendência a diminuírem, como foi

demonstrado experimentalmente por Lawrence, R.M.H. et al [31]. Este estudo descreve o impacto

que a relação água/ligante possui na resistência à compressão nas argamassas de cal aérea e cal

hidráulica até aos 91 dias de tempo de cura. A comparação de resultados referentes à cal hidráulica

não é relevante, uma vez que não se insere no âmbito desta dissertação. Na produção destas

argamassas, foi utilizada, uma proporção de cal aérea hidratada em pó do tipo CL90 e três de areia

siliciosa (traço em volume). Foram definidas seis misturas com razão água/ligante distintas

(0,5/0,5625/0,625/0,6875/0,75/0,875) na preparação das argamassas. A resistência à compressão foi

a única característica ensaiada no estado endurecido após 28, 56 e 91 dias de cura.

Os resultados destes ensaios estão apenas documentados graficamente. Este estudo demonstra que

a resistência à compressão diminui com o aumento da razão água/ligante, verificando-se, no entanto,

a ocorrência de um ligeiro aumento com a idade da argamassa, ou seja, de acordo com a progressão

da carbonatação, mas pouco sensível à variação do teor de água de amassadura.

De referir ainda que, aos 91 dias de cura, a resistência à compressão da argamassa com razão

água/ligante de 0,5625 (consistência seca) é praticamente idêntica à argamassa com uma relação

água/ligante de 0,875 (consistência mole) conforme as Figuras 2.15,2.16 e 2.17.

Coeficie

nte

de c

apila

ridad

e

(g/c

m2 s

1/2)

Razão água/ligante

23

Estes autores referem que a escolha do agregado tem um impacto significativo nas resistências

mecânicas das argamassas de cal aérea.

Figura 2.15 — Resultado da resistência à compressão aos 28 dias com diferente razão água/ligante [31].



Resis

tência

à c

om

pre

ssão

(N

/mm

2)


Dia 91 CL90

Resis

tência

à c

om

pre

ssão

(N

/mm

2)


Dia 56 CL90

Resis

tência

à c

om

pre

ssão

(N

/mm

2)


Dia 28 CL90

24

No trabalho experimental de Fernandes [22] foram estudadas quatro formulações de argamassas de

cal aérea e realizados vários ensaios, tanto no estado fresco como no estado endurecido. Para a

caracterização dos agregados e misturas de areias, foram analisadas a granulometria, a baridade

com compactação e sem compactação, o teor em água total, a massa volúmica, a absorção de água

e o volume de vazios. Na caracterização do ligante foi realizado o ensaio para a determinação da

baridade com compactação e sem compactação.

No estado fresco, os ensaios recaíram sobre a consistência por espalhamento, a massa volúmica e a

estimativa do volume de vazios, a retenção de água e a exsudação.

No estado endurecido, os ensaios incidiram sobre a caracterização mecânica (resistência à flexão,

resistência à compressão, velocidade de propagação dos ultra-sons) e física das argamassas

(retracção em cantoneira, absorção de água por capilaridade, teor em água às 48 horas, espessura

ou profundidade de carbonatação, cinética de secagem, porosidade acessível à água, das massas

volúmicas real e aparente e do teor máximo em água de absorção). As condições de cura foram

feitas em sala condicionada, à temperatura de 25 ± 2ºC e humidade relativa de 46 ± 5%. No estado

endurecido, as argamassas foram analisadas aos 60 e 90 dias de cura.

No Quadro 2.4 apresentam-se os traços, a consistência pretendida e as composições das

argamassas formuladas no trabalho experimental.

Quadro 2.4 – Formulações estudadas [22].

Ref. Arg.

Composição da argamassa Traço

(volume) Traço

(massa) Consistência pretendida

I Cal aérea hidratada em pó + areia

amarela 1:3 1:7,7

65% ± 2%

II Cal aérea hidratada em pó + areia fina da

barreira 1:3 1:7,5

III Cal aérea hidratada em pó + areia fina da

barreira+ areia amarela 1:(1,5+1,5) 1:3,9:3,7

IV Cal aérea hidratada em pó + areia fina da

barreira+ areia amarela 1:2:1 1:5,1:2,5

Fernandes [22] determinou a relação água/ligante para cada argamassa, de forma a obter a

consistência pretendida. São indicados no Quadro 2.5 os valores finais da relação água/ligante.

25

Quadro 2.5 – Relação água/ligante [22].

Ref. Arg. Relação

água / ligante

I 1,48

II 1,61

III 1,48

IV 1,44

Para a caracterização mecânica das argamassas formuladas, Fernandes [30] obteve os resultados

indicados no Quadro 2.6.

Quadro 2.6 – Resistência à compressão e à flexão [22].

Ref. Arg.

MF

Rt [Mpa] Rc [Mpa]

60 dias

90 dias

60 dias

90 dias

I 3 0,24 0,33 0,75 0,83

II 1,5 0,35 0,4 0,87 0,87

III 2,3 0,34 0,41 0,83 0,95

IV 2,4 0,3 0,43 0,88 1

A Figura 2.18 apresenta graficamente os resultados obtidos para as diferentes argamassas por

ordem crescente de módulo de finura

Figura 2.18 — Resistências à compressão e à flexão [22].

Da análise feita pelo autor aos resultados alcançados, este verificou que aos 90 dias as argamassas I

e II apresentam valores superiores da resistência, tanto à flexão como à compressão, com o aumento

de finura das areias.

26

A produção de argamassas com misturas de areias (III e IV) com maior quantidade de agregados

grossos apresenta igualmente um aumento progressivo de resistência mecânica. Verificou também

que em todas as argamassas existe um incremento de resistência mecânica com a idade, como pode

ser observado através da Figura 2.18. O Quadro 2.7 apresenta os valores do ensaio de velocidade de

propagação dos ultra-sons das argamassas estudadas por Fernandes [22] aos 60 e 90 dias de tempo

de cura.

Quadro 2.7 – Velocidade de propagação de ultra-sons [22].

Ref. Arg. Idade (dias)

Velocidade de US (m/s)

DP [m/s]

I 60 1500 30

90 1520 15

II 60 1400 30

90 1480 15

III 60 1470 25

90 1530 30

IV 60 1520 10

90 1630 20

No estudo foi feita a comparação dos ensaios de resistência mecânica à compressão e velocidade de

propagação de ultra-sons. A Figura 2.19 permite visualizar esta comparação.

Figura 2.19 — Análise dos ensaios de resistência mecânica à compressão e velocidade de propagação de

ultra-sons. [22].

Nesse sentido, o autor mostra que, embora exista uma fraca correlação, as argamassas de

resistência à compressão superiores apresentam uma maior velocidade de propagação de ultra-sons.

Refere ainda que o processo de carbonatação por diminuir o volume de vazios das argamassas

acarreta um aumento da velocidade de propagação de ultra-sons com o aumento do tempo de cura.

27

Relativamente à caracterização física das argamassas, foram determinados, para os primeiros 60

minutos de ensaio, os valores dos coeficientes de absorção de água por capilaridade e os valores

assintóticos. Da Figura 2.20 pode-se observar a evolução da absorção de água por capilaridade no

decorrer do período de ensaio.

Figura 2.20 — Curvas de absorção de água por capilaridade [22].

A análise de resultados foi realizada através da correlação entre o módulo de finura, coeficiente de

capilaridade e valor assintótico aos 90 dias. Através da análise da Figura 2.21 foi verificada a boa

correlação entre o módulo de finura das areias e a velocidade inicial de absorção de água. De registar

ainda que as areias mais grossas originam valores superiores de coeficiente de capilaridade. No que

diz respeito ao valor assintótico, este aumenta com o aumento da finura das areias, apresentando um

valor do coeficiente de correlação bastante razoável.

Figura 2.21 — Correlações entre o módulo de finura, coeficiente de capilaridade e valor assintótico [22].

28

Também foi analisada a correlação entre o teor em água por imersão durante 48 horas das

argamassas e o módulo de finura das areias, aos 90 dias.

Os resultados obtidos por Fernandes [22] confirmam a tendência de absorção de água demonstrada

pelas argamassas no ensaio de capilaridade, registando que argamassas produzidas com agregados

mais finos atingem teores em água às 48h superiores, como mostra a Figura 2.22.

Figura 2.22 — Correlação entre o teor em água por imersão durante 48 horas das argamassas e o módulo

de finura das areias [22].

No que diz respeito à cinética de secagem, o referido trabalho apresenta os valores médios e uma

análise simplificada dos respectivos valores de índice de secagem e cinética de secagem. A análise

efectuada permitiu identificar a relação entre a cinética de secagem das diferentes argamassas e a

sua velocidade inicial de absorção de água por capilaridade. Desta forma, as argamassas que

apresentavam no ensaio de absorção de água uma velocidade inicial de absorção superior

apresentam também valores de secagem superiores. A interpretação das Figuras 2.23 e 2.24

permitiram ao autor concluir que a cinética de secagem decorre de forma lenta conforme o avanço da

idade.

Figura 2.23 — Índice de secagem [22].

29

Figura 2.24 — Cinética de secagem [22].

De seguida, são analisados os ensaios para a determinação das massas volúmicas aparente e real e

da porosidade aberta. Para tal, foram concretizados gráficos representando os valores obtidos

(Figura.2.25 e 2.26).

Figura 2.25 — Massa volúmica aparente e real [22].

Figura 2.26 — Porosidade aberta [22].

30

Através dos resultados obtidos, as formulações produzidas com areias mais finas apresentam valores

superiores de porosidade aberta e menores valores de massa volúmica aparente. O estudo revela

ainda um bom coeficiente de correlação entre o módulo de finura das areias e a porosidade aberta

das argamassas, Figura 2.27.

Figura 2.27 — Correlação entre a porosidade das argamassas e o módulo de finura das areias [22].

No estudo desenvolvido por Agostinho [1], as características das argamassas foram avaliadas em

provetes prismáticos e através da aplicação como camadas de revestimento de tijolos. Foram

formuladas duas argamassas de cal aérea, uma com base em cal hidratada em pó do tipo CL 90

(CaH) e outra com cal em pasta (CaP). Apesar de ser um estudo relevante, a presente dissertação

não aprofunda a vertente relacionada com argamassas de cal em pasta. Na produção das

argamassas foram utilizadas duas areias em igual proporção (1;1,5;1,5), areia amarela e areia de rio.

O traço volumétrico (1;1,5;1,5) utilizado foi convertido em massa (1:4;4) com a finalidade de reduzir a

variabilidade das argamassas, tendo sido utilizada uma relação água/ligante de 1,62. A cura dos

provetes foi efectuada em sala condicionada à temperatura de 20 ± 2 ºC e humidade relativa de 50 ±

5 %. Neste estudo foram abordadas, numa primeira fase, a análise granulométrica das areias e a

baridade das areias e dos ligantes. Os ensaios de caracterização das argamassas no estado

endurecido foram efectuados aos 14, 21, 28, 60 e 90 dias de cura, relacionaram-se com a

determinação da velocidade de ultra-sons, resistência à compressão e à flexão, determinação da

profundidade de carbonatação, absorção de água por capilaridade, determinação do teor em água às

48 horas, caracterização da secagem e face à cristalização de sais. Estes ensaios foram efectuados

aos 14, 21, 28, 60 e 90 dias de cura. Foram ainda realizados ensaios de avaliação das características

no estado fresco através da determinação da consistência por espalhamento, da retenção de água,

da massa volúmica e do volume de vazios.

31

Os resultados obtidos por Agostinho [1] para a resistência à compressão e flexão são apresentados

no Quadro 2.8.

Quadro 2.8 – Tensão de rotura à compressão e flexão [1].

Ref. Arg.

Tensão de rotura á flexão (Mpa) Tensão de rotura á compressão (Mpa)

14 21 28 60 90 14 21 28 60 90

CaH 0,2 0,2 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 1,0 1,1

DP [Mpa] 0,02 0,02 0,06 0,01 0,02 0,04 0,04 0,03 0,1 0,15

Agostinho [1] concluiu que a resistência à compressão aumenta duas a três vezes mais do que a

resistência à flexão e que a resistência à compressão apresenta um incremento com a idade de cura,

sendo mais relevante dos 28 para os 60 dias. Na Figura 2.28 representa-se a relação entre o tempo

de cura e a resistência à compressão e à flexão, confirmando-se a tendência do incremento da

resistência com o tempo. Ainda refere que este comportamento deve-se à quantidade de água

utilizada na amassadura, bem como aos valores elevados da massa volúmica no estado fresco. Os

valores do desvio padrão obtidos revelam uma menor dispersão de resultados para a resistência à

flexão.

Figura 2.28 — Evolução das resistências mecânicas [1].

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

14 21 28 60 90Ten

são

de r

otu

ra [

Mp

a]

Idade [dias]

Compressão

Flexão

32

O Quadro 2.9 apresenta os valores do ensaio de velocidade de propagação dos ultra-sons da

argamassa realizado por Agostinho [1].

Quadro 2.9 – Velocidade de ultra - sons [1].

Ref. Arg.

Velocidade de ultra-sons (m/s)

14 21 28 60 90

CaH 1460 1520 1580 1630 1710

DP [m/s] 35 30 60 150 20

Da Figura.2.29, Agostinho [1] observou que o incremento do valor da velocidade de ultra-sons se dá

com a evolução do processo de endurecimento. Para idades mais avançadas, os resultados da

velocidade de propagação de ultra – sons estão coerentes com as resistências mecânicas obtidas.

Figura 2.29 — Evolução da velocidade de propagação de ultra-sons [1].

Os resultados obtidos para o coeficiente de capilaridade são os que constam no Quadro.2.10.

Quadro 2.10 – Coeficiente de capilaridade [1].

Ref. Arg.

Coeficiente de Capilaridade

30min [kg/m2.s

1/2]

Coeficiente de Capilaridade

60min [kg/m2.s

1/2]

60 dias 90 dias 60 dias 90 dias

CaH 0,36 0,41 0,32 0,36

Os valores do coeficiente de absorção de água por capilaridade determinados ao fim de 30 minutos e

de 1 hora de ensaio são apresentados graficamente através da Figura 2.30.

1200

1400

1600

1800

14 21 28 60 90

Ve

loci

dad

e d

e u

ltra

so

ns

[m/s

]

Idade [dias]

CaH

33

Figura 2.30 — Coeficiente de capilaridade [1].

Da representação gráfica foi observado que os coeficientes de capilaridade são ligeiramente

superiores ao fim de 30 minutos relativamente aos obtidos ao fim de 60 minutos. Refere ainda o

incremento da capacidade de absorção de água ao longo do tempo.

Figura 2.31 — Evolução da absorção de água por capilaridade [1].

A Figura 2.31 constata o incremento da capacidade de absorção de água já referido à medida que

evolui o processo de endurecimento.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

60 90

Co

efi

cie

nte

de

Cap

ilari

dad

e

[Kg/

m2.

s1/2

]

30 min

CaH

34

Foi analisada a evolução do teor em água por imersão durante 48 horas através da absorção de água

por capilaridade, conforme o Quadro 2.11.

Quadro 2.11 – Teor em água às 48 h [1].

Ref. Arg.

Teor em água às 48h [%]

Teor em água por capilaridade (48h)

[%]

60 dias 90 dias 60 dias 90 dias

CaH 9,3 9,4 9,51 9,96

Figura 2.32 — Teor em água às 48 horas [1].

A análise de resultados aponta para que os valores do teor em água obtido por imersão em água

registaram uma menor dependência do desenvolvimento ao longo do tempo. Figura 2.32.

0

4

8

12

60 90

Teo

r em

águ

a às

48h

[%

]

Idade [dias]

CaH

35

3. TRABALHO EXPERIMENTAL DESENVOLVIDO

3.1 INTRODUÇÃO

No presente capítulo apresenta-se o estudo experimental desenvolvido sobre argamassas para

rebocos de substituição em edifícios antigos. Esta campanha experimental foi realizada no

Laboratório de Construção do DECivil, do Instituto Superior Técnico e teve como objecto de estudo a

influência da quantidade de água de amassadura de cinco formulações de argamassa de cal aérea

(cal hidratada em pó) do tipo CL90 com diferentes razões água/ligante.

Considerou-se um traço volumétrico constante de 1:3 (cal aérea: areia), por se entender ser o traço

mais representativo das composições correntemente aplicadas em revestimentos de paredes de

edifícios antigos. Na formulação das argamassas foram utilizadas duas areias em igual proporção:

50% de areia amarela e 50% de areia do rio. Foi estudada a evolução no tempo das características

físicas e mecânicas destas cinco formulações de argamassa de cal aérea e o comportamento destas

face a fenómenos de secagem e também face à cristalização de sais. No presente capítulo,

apresentam-se as várias fases do desenvolvimento experimental, bem como a descrição dos

diferentes ensaios realizados durante a fase de produção das argamassas e dos respectivos

provetes. Além da referência às normas utilizadas, são também descritos todos os procedimentos

laboratoriais utilizados no presente trabalho, pois nem sempre foi possível aplicar na íntegra o

previsto nas normas, visto ser necessário adaptar alguns procedimentos de forma a permitir uma

correcta comparação para satisfazer os objectivos.

3.2 PLANIFICAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

3.2.1 Definição das formulações

Tendo em conta os objectivos delineados, definiu-se um total de cinco argamassas a estudar e

respectiva designação, tendo como referência uma argamassa de cal aérea de traço volumétrico 1:3

e uma consistência de 65%. O traço volumétrico desta argamassa foi convertido, o que corresponde

a um traço em massa de 1:8, com o objectivo de facilitar e minimizar os erros de medição das

quantidades dos constituintes A relação água/ligante não foi definida à partida, mas foi variável, em

função da consistência pretendida para as cinco formulações. Os valores da consistência pretendida

indicados no Quadro 6.1 foram considerados apenas como indicativos, para que o espalhamento não

variasse significativamente de amassadura para amassadura, de modo a garantir a obtenção de

provetes com propriedades similares. Foi empregue na produção das argamassas em estudo uma cal

aérea hidratada do tipo CL90, fornecida em saco de 22 kg, sob a forma de pó, da marca Calcidrata e

dois tipos de areias, uma areia amarela e uma areia do rio. Estas areias existiam no laboratório e têm

sido utilizadas noutros trabalhos sobre argamassas.

Na produção das argamassas foi utilizada a água da rede pública de distribuição.

.

36

Para um melhor entendimento e maior facilidade de visualização das diferentes argamassas a

estudar, apresenta-se em síntese no Quadro 3.1 a designação de cada argamassa, o respectivo traço

em volume e em massa, os materiais constituintes e a consistência pretendida.

Quadro 3.1 – Argamassas a estudar.

Argamassa Ligante Agregado fino Traço

em volume

Traço em

massa

Consistência pretendida

CA1

Cal aérea hidratada

em pó

50% Areia amarela +

50% Areia do rio 1:3 1:8

85 ± 2,0 %

CA2 75 ± 2,0 %

CA3 65 ± 2,0 %

CA4 55 ± 2,0 %

CA5 45 ± 2,0 %

É de referir que as areias utilizadas ao longo de toda a produção das argamassas foram previamente

secas em estufa a 100 ± 5 ºC, durante 48 horas. Tanto o ligante como as areias foram armazenados

em barricas herméticas isoladas do ambiente exterior e devidamente rotuladas, conforme Figura. 3.1.

Figura 3.1 — Condicionamento do ligante e das areias.

a) Cal aérea hidratada da Calcidrata b) Areias armazenadas em barricas depois de secas

37

3.2.2 Descrição do plano de ensaios

Foram estabelecidos os ensaios a realizar tanto no estado fresco como no estado endurecido

envolvendo vários ensaios de caracterização mecânica e física.

Os ensaios de caracterização das argamassas no estado fresco consistiram na determinação da:

I. consistência por espalhamento;

II. consistência por penetração ;

III. massa volúmica aparente;

IV. retenção de água.

Os ensaios realizados para a caracterização das argamassas no estado endurecido foram efectuados

através de:

Ensaios mecânicos:

I. velocidade de propagação de ultra-sons;

II. resistência à flexão;

III. resistência à compressão.

Ensaios físicos:

I. espessura carbonatada;

II. absorção de água por capilaridade;

III. porosidade aberta;

IV. cinética de secagem;

V. teor em água às 48 horas;

VI. cristalização de sais;

VII. retracção em cantoneira.

Para a concretização dos ensaios no estado endurecido, por cada formulação de argamassa, foram

moldados nove provetes prismáticos de dimensões 160mmx40mmx40mm. Tendo em conta o âmbito

deste trabalho e os objectivos delineados, foi estipulado realizar os ensaios aos 60 dias de cura.

38

Para uma melhor compreensão dos ensaios a que foi sujeita cada uma das cinco formulações de

argamassa, apresenta-se na Figura 3.2 um esquema em que se representam os ensaios efectuados

sobre os vários provetes produzidos.

Figura 3.2 — Ensaios e número de provetes a realizar para cada argamassa.

3.3 EXECUÇÃO DAS ARGAMASSAS

Foram estabelecidas previamente as quantidades de cada um dos constituintes da argamassa, com o

objectivo de se produzir uma quantidade suficiente para preencher dois moldes de provetes

prismáticos, tendo também em conta a capacidade da misturadora existente no laboratório. No

Quadro 3.2 são apresentadas as quantidades de materiais. Posteriormente, procede-se à pesagem

numa balança com precisão de 0,1 grama (g) de cada um dos constituintes da argamassa com o

propósito de respeitar os tempos de execução definidos em 3.3.1.

1 Cantoneira

Retracção

Produção

9 Provetes

Prismáticos

Ultra-sons

Resistência à flexão

(5 Provetes)

Esp. Carbonatada


(6 meios provetes)

Cinética de secagem

(2 meios provetes)

Guardados

(2 meios provetes)

Porosidade

Ultra-sons

Cristalização de sais

(2 Provetes)

Absorção capilar

Teor em água às 48h

(2 Provetes)

39

Quadro 3.2 – Quantidades de matérias-primas.

Argamassa Agregado fino Traço

em volume

Traço em

massa

Relação água/ligante

Quantidades de materiais [kg/m

3]

Areia amarela

Areia do rio

Cal aérea

Água

CA1

50% Areia amarela +

50% Areia do rio 1:3 1:8

1,68

2083 2083 521

872

CA2 1,65 859

CA3 1,60 833

CA4 1,53 794

CA5 1,48 768

3.3.1 Procedimentos de amassadura para as argamassas

O procedimento adoptado na preparação das argamassas é baseado na norma europeia EN 1015-

2:1998 [12]. Durante as várias amassaduras realizadas neste trabalho foi utilizada uma misturadora,

Figura.3.3, que possui um dispositivo automático de controlo dos intervalos de tempo.

Figura 3.3 — Misturadora disponível no laboratório.

Começa-se por introduzir no recipiente pré-humedecido a água seguida da cal aérea. Liga-se a

misturadora de modo automático, iniciando a mistura em movimento lento, e após 30 segundos

adicionam-se as areias, como se apresenta na Figura 3.4.

a) Introdução da água b) Colocação e mistura do ligante com a água

c) Introdução das areias

Figura 3.4 — Introdução e mistura dos materiais.

40

Após a adição das areias a misturadora passa a funcionar em movimento rápido por mais 30

segundos. Ao cessar este tempo, a misturadora fica em repouso durante 75 segundos. Com o auxílio

de uma raspadeira de borracha, durante 15 segundos raspa-se a massa de argamassa aderente às

paredes laterais do recipiente. Depois de passar este período, a misturadora começa a funcionar em

movimento rápido durante 60 segundos, finalizando a amassadura, Figura.3.5.

a) Raspagem de argamassa aderente ao recipiente

b) Amassadura terminada

Figura 3.5 — Raspagem e amassadura concluída.

Para um melhor entendimento, apresenta-se de forma esquemática na Figura 3.6 a preparação da

argamassa de cal aérea descrita anteriormente.

Figura 3.6 — Sequência da mistura das argamassas.

3.3.2 Produção de provetes prismáticos

Cada molde possibilita a moldagem de três provetes prismáticos de dimensões

40mm×40mm×160mm. É de salientar que, durante a produção de provetes, para cada nova

amassadura, determina-se a consistência, de acordo com o procedimento referido em 3.4.1.1, para

aferir o respectivo valor de espalhamento da argamassa, com o propósito de assegurar que nos dias

de produção as características das argamassas se mantêm constantes, de forma a não causar uma

possível variação dos resultados nos ensaios, tanto de caracterização física como mecânica das

argamassas. Começa-se a moldagem dos prismas com a aplicação de óleo descofrante nas

superfícies do molde. Este é posicionado de seguida sobre a mesa do aparelho de compactação

mecânica e fixado, com a alonga montada.

41

Procede-se então ao preenchimento de cada um dos três compartimentos do molde em duas etapas.

Numa primeira fase, enche-se os moldes até cerca de metade da sua capacidade e acondiciona-se a

argamassa no molde com uma espátula para um correcto preenchimento. Procede-se, de seguida, a

uma compactação de 60 pancadas por meio de um dispositivo de compactação mecânica. Numa

segunda fase, preenche-se a totalidade do molde, acondiciona-se novamente a argamassa com uma

espátula de menor comprimento e volta-se a compactar com 60 pancadas. Por último, o molde é

retirado da mesa do aparelho de compactação mecânica e, após a remoção da alonga, rasa-se e

alisa-se a superfície do molde para retirar o excesso de argamassa com o auxilio de uma colher de

pedreiro, Figura 3.7 [44].

a) Aplicação de óleo descofrante nas superfícies do molde

b) Colocação do molde na mesa de compactação

c) Fixação da alonga

d) Colocação da 1ª camada de argamassa

e) Acondicionamento da argamassa com uma espátula

f) Colocação da 2ª camada de argamassa, após compactação

g) Distribuição da argamassa ao longo do molde

h) Compactação de ambas as camadas

i) Aspecto após remoção da alonga

j) Remoção do excesso de argamassa

k) Alisamento da superfície

l) Aspecto final do molde

Figura 3.7 — Sequência de preenchimento dos moldes prismáticos.

42

3.3.3 Aplicação em calhas metálicas

Este processo consiste em preencher uma cantoneira com argamassa com o auxílio de uma colher

de pedreiro, procede-se ao seu espalhamento, aperto e alisamento ao longo de toda a calha metálica,

que tem 1m de comprimento e secção transversal em “V”, Figura 3.8.

a) Colocação da argamassa

b) Distribuição uniforme ao longo da calha

c) Alisamento da superfície

d) Aspecto final da calha após o alisamento

Figura 3.8 — Sequência de preenchimento das calhas metálicas com argamassa.

Este procedimento permite avaliar qualitativamente a retracção das argamassas com base na

observação visual da superfície, e regista-se o aparecimento de fissuras ou perda de aderência

significativas da argamassa na calha metálica.

3.3.4 Condições de cura e condicionamento dos provetes

As condições de cura de argamassas estão descritas na norma EN 1015-11:1999 [10]. Uma vez

prontos, os moldes são colocados em câmara climatizada à temperatura de 20 ± 2ºC e humidade

relativa de 50 ± 5% durante 7 dias, seguindo-se a desmoldagem. Os provetes permanecem durante

60 dias na sala de cura condicionada nas mesmas condições, até à altura de realização dos ensaios

de caracterização das argamassas no estado endurecido, Figura 3.9.

43

a) Moldes no interior da

sala condicionada

b) Desmoldagem dos

provetes

c) Calhas metálicas no

interior da sala

condicionada

d) Disposição dos

provetes na sala

condicionada

Figura 3.9 — Aspecto dos moldes e provetes no interior da câmara climatizada.

3.4 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO

3.4.1 Consistência por espalhamento e por penetração

Estes ensaios tiveram como objectivo aferir em cada argamassa produzida a quantidade de água, ou

seja, a determinação da razão água/ligante necessária para se atingir o índice de consistência

especificado. Numa primeira fase, realiza-se algumas amassaduras de teste, com o objectivo de

determinar experimentalmente a relação água/ligante de cada argamassa a estudar. Para tal,

recorre -se a dois métodos de consistência devidamente normalizados, segundo os procedimentos

descritos em 3.4.1.1 e 3.4.1.2. Parte-se de um valor de relação água/ligante estipulado de 1,4,

calibra-se o espalhamento obtido, adicionando-se gradualmente uma determinada quantidade de

água e repetindo o processo até se atingir o valor da consistência especificada para cada uma das

argamassas formuladas.

3.4.1.1 Consistência por espalhamento

A determinação do valor da consistência das argamassas é realizada através do ensaio de

espalhamento, com base em procedimentos adaptados descritos na norma EN 1015-3:1999 [13].

Este ensaio é realizado logo após a produção das argamassas e sempre que se efectua uma

amassadura. Segundo o disposto na norma EN 1015-3:1999, este ensaio consiste no

humedecimento do molde tronco-cónico e da superfície da mesa de espalhamento e na colocação do

molde no centro da mesa de espalhamento.

44

De seguida, preenche-se o molde até metade do volume com argamassa. Com o auxílio de um varão

metálico, compacta-se com 25 apiloamentos a argamassa no interior do molde, de forma a preencher

todo o espaço do molde. Procede-se ao preenchimento total do molde e novamente submete-se à

compactação com 25 apiloamentos. Rasa--se o material à superfície do topo do mesmo, com auxílio

de uma colher de pedreiro ou através de movimentos de rolamento com o varão de compactação,

retira-se o excesso de argamassa sem compactar. Limpa-se o excesso de água e argamassa que

eventualmente esteja em redor do molde. O molde é removido de forma cuidadosa e contínua na

direcção vertical. Após a remoção do molde a amostra é submetida à acção de 25 pancadas em 15

segundos a uma frequência constante, que resulta no espalhamento da argamassa. Com auxílio de

uma craveira, mede-se o afastamento entre os pontos opostos da linha de contorno da argamassa

segundo três eixos marcados na mesa de espalhamento. (D1,D2 e D3) [46], Figura 3.10.

a) Colocação do molde

no centro da mesa

de espalhamento

b) Preenchimento até

metade do molde

com argamassa

c) Compactação com

varão metálico

d) Aspecto após a

compactação

e) Preenchimento total

do molde

f) Nova compactação

g) Rasamento da

superfície do molde

h) Aspecto da

argamassa após

remoção do molde

i) Medição do

espalhamento com

auxílio de uma

craveira

Figura 3.10 — Sequência do procedimento na avaliação da consistência por espalhamento.

45

O valor do espalhamento é determinado pela média dos três diâmetros (Dmédio) que se expressa em

mm, conforme as expressões seguintes:

𝑫𝒎é𝒅𝒊𝒐 = 𝑫𝟏 + 𝑫𝟐 + 𝑫𝟑

𝟑 𝒎𝒎

(3.1)

𝑬𝒔𝒑𝒂𝒍𝒉𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝑫𝒎é𝒅𝒊𝒐 − 𝟏𝟎𝟎

𝟏𝟎𝟎× 𝟏𝟎𝟎 %

(3.2)

Sendo,

D1,D2 e D3 – diâmetros de espalhamento [mm];

Dmédio – diâmetro médio de espalhamento.

3.4.1.2 Consistência por penetração

A determinação do valor da consistência das argamassas é realizada através do ensaio de

penetração, com base em procedimentos descritos na norma EN 1015-4:1998 [14].

O procedimento deste ensaio inicia-se com a fixação do pistão de penetração através do parafuso de

fixação na posição inicial, a uma altura de 100 mm acima da base da argamassa.

Figura 3.11 — Equipamento para determinação da penetração.

De seguida, procede-se ao enchimento do recipiente cilíndrico até metade do seu volume, com

argamassa. Com o auxílio de um varão de compactação, de secção circular, com extremidade

achatada, compacta-se a argamassa com 10 apiloamentos. Preenche-se a totalidade do recipiente e

repetem-se os 10 apiloamentos. Rasa-se o material à superfície do recipiente, evitando a

compactação, retira-se o excesso de argamassa. Coloca-se o recipiente na base da placa do

equipamento e liberta-se o parafuso de fixação para que o pistão caia livremente da posição inicial

sobre a argamassa. Determina-se a penetração através da escala existente no pistão em milímetros

(mm). O valor da penetração é expresso pelo valor médio das duas avaliações realizadas, caso os

valores individuais obtidos nas duas determinações efectuadas não se afastem em mais de 10% do

correspondente valor médio, Figura 3.12.

46

a) Preenchimento do recipiente até metade do seu volume com argamassa

b) Compactação da 1ª camada

c) Enchimento total do recipiente

d) Compactação da 2ª camada

e) Rasamento da superfície do recipiente

f) Colocação do recipiente na mesa do equipamento

g) Libertação do pistão h) Aspecto da penetração

Figura 3.12 — Procedimentos para determinação da consistência por penetração.

3.4.2 Retenção de água

Pretende-se com este ensaio estimar a quantidade de água que a argamassa é capaz de reter. A

retenção de água é feita a partir de um tratamento de sucção, utilizando para tal um papel de filtro

padronizado como substrato.

A metodologia adoptada para a determinação da retenção de água tem por base a norma EN 1015-

8:1999 [16].

Para a realização do ensaio, começa-se por determinar a massa de um molde cerâmico cilíndrico

(ϕinterno=100±5mm; h=25±1mm) utilizando uma balança com precisão 0,1g. De seguida, preenche-se o

molde com a argamassa a ensaiar, rasa-se a superfície do molde com o auxílio de uma colher de

pedreiro e determina-se a massa do conjunto.

47

Com a finalidade de evitar que a argamassa fresca adira à primeira folha de papel de filtro, introduz-

se na superfície do molde duas gazes de algodão, e de seguida cobre-se o molde com as oito folhas

de papel de filtro previamente pesadas e cobre-se o conjunto com uma placa metálica.

Posteriormente, inverte-se o conjunto sobre uma superfície plana não absorvente. Coloca-se um peso

de 2kg sobre a amostra durante 5 minutos ±10 segundos. Após esse período, coloca-se o conjunto

na posição inicial e determina-se a massa dos oitos papéis de filtro humedecidos, Figura 3.13.

a) Pesagem do molde vazio

b) Preenchimento do molde com argamassa e rasamento da superfície

c) Pesagem do conjunto

d) Cobertura da argamassa com gaze

e) Colocação dos filtros

f) Cobertura com placa metálica

g) Inversão do conjunto

h) Colocação do peso

i) Pesagem dos filtros humedecidos

Figura 3.13 — Fases de execução do ensaio de retenção de água.

A retenção de água (WRV) é determinada conforme as expressões referidas na respectiva norma

EN 1015 - 8: 1999 [16]. Água total da argamassa (W1) é dada pela seguinte expressão:

𝑊1 =𝑚𝑎𝑔

𝑚𝑎𝑟𝑔

𝑔/𝑔

(3.3)

48

Em que,

mag – massa de água utilizada na argamassa [g];

marg – massa de todos os constituintes da argamassa [g];

A água da argamassa no molde calcula-se pelas seguintes equações:

𝑊2 = 𝑚5 × 𝑊1 𝑔

(3.4)

Em que,

𝑊1 =𝑚𝑎𝑔

𝑚𝑎𝑟𝑔

𝑔/𝑔

(3.5)

𝑚5 = 𝑚3 − 𝑚1

(3.6)

Sendo,

m1 – massa do molde vazio [g]

m3 – massa do conjunto (molde+argamassa) [g]

A massa da água absorvida pelo papel de filtro obtém-se pela seguinte fórmula:

𝑊3 = 𝑚4 − 𝑚4 𝑔

(3.7)

Sendo,

m2 – massa do conjunto das 8 folhas de papel de filtro secas [g]

m4 – massa do conjunto das 8 folhas de papel de filtro húmidas [g]

O valor da perda relativa de água pela argamassa é obtido pela expressão:

𝑊4 =𝑊3

𝑊2

× 100 %

(3.8)

A percentagem de água retida é calculada do seguinte modo:

𝑀𝑅𝑉 = 100 − 𝑊4 %

(3.9)

3.4.3 Massa volúmica

Para a determinação da massa volúmica foi adoptado os procedimentos descritos na norma EN1015

- 6: 1998 [15] com base no apresentado no ponto 7.2.2 (compactação pelo método do choque), em

função da consistência das argamassas que no presente trabalho se situam no intervalo entre 140

mm e 200 mm.

49

Para a realização deste ensaio, utiliza-se um recipiente cilíndrico com capacidade de 1 litro e de

massa conhecida. O método consiste em encher o recipiente até metade da sua capacidade e

compactar a argamassa. Para tal, inclina-se o recipiente até uma altura de 3 cm e deixa-se cair sobre

um suporte rígido com massa não inferior a 25 kg, num total de 10 vezes em lados alternados.

Segue-se o enchimento total do recipiente, com um ligeiro excesso de argamassa, procede-se a nova

compactação e repete-se o processo descrito anteriormente. Com o auxílio de uma colher de

pedreiro, rasa-se a superfície do recipiente, limpa-se o exterior e pesa-se o conjunto numa balança

com precisão de 0,1g, Figura 3.14.

a) Pesagem do recipiente vazio

b) Preenchimento do recipiente até metade do seu volume com argamassa

c) Compactação da 1ª camada

d) Enchimento total do

recipiente e) Compactação da 2ª camada f) Aspecto após

compactação

g) Remoção do excesso de argamassa e rasamento da superfície

h) Pesagem do conjunto

Figura 3.14 — Operações do ensaio de determinação da massa volúmica.

50

A massa volúmica das argamassas no estado fresco é determinada pela seguinte equação:

𝜌𝑚 =𝑚2 − 𝑚1

𝑉𝑣 𝑘𝑔/𝑚3

(3.10)

Em que,

m1 – massa do recipiente vazio [kg]

m2 – massa do conjunto (recipiente+argamassa) [kg]

Vv – volume do recipiente [m3]

3.5 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO

3.5.1 Ensaios mecânicos

3.5.2 Resistência mecânica à flexão

O método adoptado para este ensaio baseia-se nas indicações estipuladas pela norma EN 1015-

11:1999 [10] e segue o disposto na Especificação do LNEC E29 [18]. O ensaio é realizado em cinco

provetes de forma prismática com 40x40x160 [mm], para cada uma das cinco formulações de

argamassa estudada. As argamassas são ensaiadas aos 60 dias de idade de cura, numa máquina de

ensaios que cumpre os requisitos da norma indicada (Figura 3.15).

Figura 3.15 — Equipamento de ensaio.

O ensaio inicia-se com o posicionamento do provete na máquina, assente sobre uma das faces

laterais de moldagem, cuidadosamente centrado e perfeitamente perpendicular ao eixo da base de

apoio o provete apoia-se em dois apoios cilíndricos, com raio de 10 mm e uma distância entre apoios

de 100 mm. De seguida, faz-se descer o cutelo da máquina até estabelecer contacto com a face

superior do provete e aplica-se uma força crescente a meio vão, de forma contínua e sem choques, a

um ritmo de 50 ±10 N/s até à rotura do provete (Figura 3.16).

51

Figura 3.16 — Ensaio de resistência á flexão.

O valor da carga máxima aplicada, antes da rotura, é adoptado para o cálculo da resistência à flexão

dos prismas, que é dada pela seguinte expressão [44]:

𝑓 = 1,5

𝐹𝑙

𝑏𝑑2 𝑀𝑝𝑎

(3.11)

Sendo,

f – resistência mecânica à flexão [MPa];

F – carga de rotura à flexão [N];

l – distância entre apoios [100 mm];

b – largura do provete [40 mm];

d – altura do provete [40 mm].

Para o tipo de provetes prismáticos ensaiados obtém-se:

𝑓 = 0,00234 × 𝐹 𝑀𝑝𝑎

(3.12)

A carga de rotura à flexão de cada provete deve ser calculada com aproximação às centésimas e o

resultado da resistência mecânica à flexão é dado pela média dos cinco valores obtidos,

correspondente à idade em consideração, sendo o valor apresentado arredondado às décimas.

3.5.2.1 Resistência mecânica à compressão

Para este ensaio foi adoptado o disposto na norma EN 1015-11:1999 [10] e o prescrito na

Especificação do LNEC E29 [18]. Este ensaio é realizado sobre cada meio - prisma resultante do

ensaio da resistência à flexão. O procedimento consiste em posicionar sobre o prato inferior da

máquina o provete de modo a que as faces carregadas sejam as que estiveram em contacto com as

paredes laterais de moldagem, e devidamente centrado.

52

Posteriormente, desce-se o prato superior da máquina até estabelecer contacto com a face superior

do provete e aplica-se sobre a face do meio – prisma uma força gradualmente crescente, de modo

contínuo e sem choques a um ritmo de 2400±200 N/s até à rotura do provete (Figura 3.17).

Figura 3.17 — Ensaio de resistência à compressão.

Regista-se o valor da força de rotura Fc e determina-se a resistência mecânica à compressão através

da seguinte fórmula [44]:

𝜎𝑐 =𝐹𝑐

𝑆 𝑀𝑝𝑎

(3.13)

Em que,

σc – resistência mecânica à compressão [MPa];

Fc – força de rotura por compressão [N];

S – área da secção transversal do provete [40 mm x40 mm].

Obtendo-se

𝜎𝑐 = 0,000625 × 𝐹𝑐 𝑀𝑝𝑎

(3.14)

A força de rotura à compressão de cada provete deve ser calculada com aproximação às centésimas

e o resultado da resistência mecânica à compressão é dado pela média dos seis valores obtidos,

correspondente à idade em consideração, sendo o valor apresentado arredondado às décimas.

3.5.2.2 Velocidade de propagação de ultra-sons

Para avaliar a velocidade de propagação de ultra-sons utiliza-se um equipamento que quantifica o

tempo de transmissão através do provete. Este ensaio consiste na emissão de ondas ultra-sónicas,

através de um transdutor emissor, que atravessam a argamassa, sendo captadas por um transdutor

receptor. A determinação da velocidade de propagação de ultra-sons é efectuada pelo método directo

para cada tipo de argamassa estudada e, sobre 5 provetes prismáticos com 60 dias de idade.

53

Na Figura 3.18 apresenta-se o aparelho utilizado neste ensaio (PUNDIT – “Portable Ultrasonic Non-

Destructive Digital Indicating Tester”).

Figura 3.18 — Equipamento de medição da velocidade de propagação de ultra-sons.

No início do ensaio procede-se à calibração do equipamento, Figura 3.19.

Figura 3.19 — Calibração do equipamento.

Uma vez calibrado o equipamento, posicionam-se os transdutores nos topos do provete aplicando-se

uma massa de contacto nas superfícies, no sentido de promover um melhor contacto entre os

transdutores e a argamassa (Figura 3.20).

Figura 3.20 — Medição directa do tempo de propagação da onda.

54

Procede-se ao registo de três medições do tempo que as ondas ultra-sónicas demoram a percorrer

os 160 mm de comprimento de cada provete. A velocidade de propagação de ultra-sons associada a

cada leitura é determinada através da expressão:

𝑉𝑖 =𝑆𝑖

𝑡𝑖× 106 𝑚/𝑠

(3.15)

Sendo,

Vi – velocidade [m/s];

si – distância percorrida pela onda entre o emissor e o receptor [m];

ti – tempo que a onda demora a percorrer a distância si [μs].

O resultado do ensaio é obtido pelo valor médio resultante das três leituras efectuadas em cada

provete que deve ser arredondado à unidade.

3.5.3 Ensaios físicos

3.5.3.1 Absorção de água por capilaridade

O ensaio de absorção de água por capilaridade baseia-se nalguns procedimentos preconizados na

norma EN 1015-18:2002 [11], aplicando-se também o disposto na especificação LNEC E393 [19]. O

ensaio é efectuado em dois provetes prismáticos com 40x40x160 [mm] de cada uma das cinco

formulações de argamassa estudada. Antes de se proceder ao início do ensaio, todos os provetes

são secos, em estufa a uma temperatura de 60 ± 5 ºC. A secagem inicia-se aos 60 dias de idade

tendo a duração de 48 horas, tendo-se verificado que os provetes atingiram massa constante (Figura

3.21).

Figura 3.21 — Estufa ventilada a 60±5 ºC.

55

Após este período, os provetes são colocados durante 24 horas num exsicador contendo sílica gel,

de forma a garantir o seu correcto arrefecimento até atingirem a temperatura ambiente, sem

reabsorverem humidade (Figura 3.22).

Figura 3.22 — Exsicador contendo sílica gel.

Seguidamente, procede-se ao registo da massa de cada provete seco (M0). Após a pesagem, faz-se

numa das faces do provete uma marcação prévia da altura de água (5 mm), com o objectivo de

garantir que o nível de água se mantém constante no decurso do ensaio. Posteriormente, introduz-se

os provetes na vertical sobre duas varetas de vidro, colocadas no fundo de um tabuleiro metálico, de

forma a suportar os provetes de ensaio. Por último, procede-se à colocação de água no tabuleiro com

o auxílio de um esguicho, de modo a garantir que os provetes ficam imersos e o seu nível atinja a

altura de 5 mm acima da face inferior do provete. Este procedimento é realizado de forma lenta e

progressiva, a fim de se evitar que as restantes faces sejam molhadas. De seguida, coloca-se sobre o

conjunto (tabuleiro e provetes) uma campânula de modo a minimizar a evaporação de água. O nível

de água é controlado ao longo de todo o ensaio ajustando-se sempre que necessário.

As medições correspondentes ao ensaio são efectuadas ao fim de tempos ti, contados desde a

colocação do provete em contacto com a água. Em cada tempo ti, regista-se a massa do provete (Mi),

sendo necessário fazer previamente a remoção de água livre em excesso com um pano. É também

avaliada a altura de ascensão capilar de água (hi) acima da face inferior do provete, observando-se a

variação na tonalidade da superfície do provete. A medição é realizada ao longo do eixo vertical de

simetria das quatro faces laterais do provete. Após o registo de todos os valores em cada tempo t i, os

provetes são imediatamente colocados sobre as varetas de vidro no tabuleiro.

Para avaliar a quantidade de água absorvida ao longo do tempo de ensaio, pesam-se os provetes ao

fim de 5min, 10min, 15min, 30min, 1h, 3h, 6h, 8h, 12h, 24h, 48h e 72h (Figura 3.23).

56

a) Pesagem do provete seco

b) Posicionamento das varetas de vidro

c) Colocação dos provetes sobre as varetas de vidro

d) Introdução de água no tabuleiro

e) Campânula cobrindo os provetes

f) Remoção do excesso de água

g) Pesagem do provete

h) Medição da altura da franja capilar

i) Recolocação do provete

Figura 3.23 — Fases do ensaio de determinação do coeficiente de absorção de água por capilaridade.

A absorção de água por capilaridade é calculada dividindo-se o aumento de massa (Mi − M0) pela

área da face inferior do provete que esteve em contacto com a água, de acordo com a equação

seguinte para os tempos ti de 5min, 10min, 15min, 30min, 1h, 3h, 6h, 8h, 12h, 24h, 48h e 72h.

𝐶 =

𝑀𝑖 − 𝑀0

𝑆 𝑘𝑔/𝑚2

(3.16)

Na expressão anterior:

C – Coeficiente de absorção de água [kg/m2]

M0 – massa do provete seco [kg]

Mi – massa do provete após um determinado intervalo de tempo (ti) [kg]

S – superfície do provete em contacto com a água – 0,04x0,04 m2.

57

A cinética da absorção capilar pode ser expressa graficamente através de curvas que representam a

variação da quantidade de água absorvida por unidade de superfície em contacto com a água, em

função da raiz quadrada do tempo ti . O coeficiente de absorção capilar traduz a velocidade de

absorção de água no troço inicial das curvas traçadas e o declive dessa recta corresponde ao

coeficiente de absorção capilar expresso em kg/m2 s

0,5. O ensaio decorre até que os provetes estejam

saturados com água absorvida por capilaridade, determina-se o valor assintótico da curva de

absorção por capilaridade que permite quantificar a quantidade total de água que, por unidade de

superfície, penetra na argamassa. Relativamente à altura de ascensão capilar, o seu valor é obtido

através da média aritmética das medições efectuadas nas quatro faces laterais do provete.

3.5.3.2 Porosidade aberta e determinação da massa volúmica (real e aparente)

Estes ensaios são realizados em dois provetes prismáticos de cada argamassa produzida de acordo

com o estabelecido na RILEM I.1 [49] e RILEM I.2 [50].

A preparação deste ensaio pressupôs a secagem dos provetes numa estufa ventilada a uma

temperatura de 60 ± 5°C durante 48h até massa constante. Terminado este período, os provetes são

transferidos para um exsicador contendo sílica gel, onde arrefecem até atingirem a temperatura

ambiente, sem reabsorverem humidade ao longo de 24 horas. Terminada esta fase, procede-se à

pesagem dos provetes, de forma a obter o seu peso seco (M1). Seguidamente, os provetes são

colocados no interior de um exsicador, interligado a uma bomba de vácuo, onde a pressão foi

gradualmente incrementada. Esta pressão é mantida durante 24 horas, de modo a garantir a

extracção do ar contido nos poros dos provetes. Para garantir um melhor isolamento do interior do

exsicador, aplica-se uma massa de contacto (vaselina) na interface exsicador - tampa. Após

decorridas 24 horas, e mantendo o vácuo, procede-se à introdução lenta de água no interior do

exsicador até completa imersão dos provetes num período não inferior a 15 minutos. Mantêm-se os

provetes em imersão durante 24 horas à mesma pressão. Findo este período, desliga-se a bomba de

vácuo, para que os provetes estejam à pressão atmosférica, por um novo período de 24 horas.

Procede-se então à pesagem hidrostática dos provetes (M2).

Para tal, recorre-se a um dispositivo de suporte que se encontra submerso e suspenso na balança

(precisão 0,1g), na qual foram introduzidos os provetes um a um, com taragem prévia, e regista-se a

sua massa hidrostática. Por fim, retira-se os provetes da água e, com o auxílio de um pano húmido,

elimina-se a água em excesso e regista-se a massa saturada (M3), Figura 3.24.

58

a) Exsicador ligado à bomba de vácuo

b) Balança hidrostática c) Provete imerso em água

Figura 3.24 — Ensaio para a determinação da porosidade e massa volúmica (real e aparente).

Os valores da porosidade aberta (Pab), da massa volúmica real (Mvol.real) , da massa volúmica

aparente (Mvol.aparente) e do teor máximo de água de absorção (Wmax), são determinados a partir das

seguintes expressões:

𝑃𝑎𝑏 =𝑀3 − 𝑀1

𝑀3 − 𝑀2

× 100 %

(3.17)

𝑀𝑣𝑜𝑙 . 𝑟𝑒𝑎𝑙 =

𝑀1

𝑀1 − 𝑀2

× 103 𝑘𝑔/𝑚3

(3.18)

𝑀𝑣𝑜𝑙 . 𝑎𝑝𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝑀1

𝑀3 − 𝑀2

× 103 𝑘𝑔/𝑚3

(3.19)

𝑊𝑚𝑎𝑥 =

𝑀3 − 𝑀1

𝑀1

× 100 %

(3.20)

Sendo,

M1 - massa do provete seco [g]

M2 - massa do provete saturado imerso (pesagem hidrostática) [g]

M3 - massa do provete saturado [g]

3.5.3.3 Espessura de carbonataçao

A determinação da espessura carbonatada é efectuada em seis meios provetes prismáticos para

cada uma das argamassas produzidas. A avaliação da profundidade de carbonatação em

argamassas de cal aérea pode ser avaliada quantitativamente através do uso de uma solução de

fenolftaleína como indicador de pH.

59

A carbonatação origina a redução do pH da argamassa, uma vez que o hidróxido de cálcio [Ca (OH)2]

é alcalino (básico) e o carbonato de cálcio [CaCO3] é quase neutro. Assim, após a determinação da

resistência mecânica à flexão, as superfícies de rotura são pulverizadas com uma solução alcoólica

de fenolftaleína a 0,2% de concentração e observa-se a alteração para cor rosada que ocorre em

meio alcalino (zona não carbonatada) e sem alteração de cor em meio neutro ou ácido (zona

carbonatada), Figura 3.25. Tal deve-se ao facto de a solução alcoólica de fenolftaleína mudar de cor

no intervalo de pH entre 8 e 10. Procede-se então ao registo dos valores da profundidade de

carbonatação (mm) avaliados na perpendicular às 4 arestas de cada provete [30] [44], tendo-se ainda

determinado a espessura média e percentagem de área carbonatada

Figura 3.25 — Aspecto da superfície do provete após aplicação de fenolftaleína (60 dias).

3.5.3.4 Cinética de secagem

Pretende-se com este ensaio avaliar a capacidade de eliminação da água contida no interior das

argamassas. Este ensaio foi realizado em dois meios provetes prismáticos de cada argamassa

produzida, resultantes do ensaio de resistência à flexão de acordo com o estabelecido na RILEM II.5

[51]. Procede-se à regularização da superfície de rotura com o intuito de se obter prismas com

superfícies regulares. As quatro faces laterais do provete são impermeabilizadas tendo-se efectuado

uma pintura com uma resina epoxídica SIKADUR 32N de duas componentes, deixando apenas

expostas duas faces paralelas entre si. Numa primeira fase, aplica-se uma camada fina de resina nas

referidas faces, deixa-se secar durante 24 horas. Decorrido este período, aplica-se uma segunda

camada do mesmo produto, deixando novamente a secar por um período de 24 horas, procurando

assim garantir a correcta secagem da resina e reduzir a possível retracção que poderá ocorrer nos

provetes em estudo. Após a secagem desta última camada, os provetes são secos em estufa

ventilada a uma temperatura de 60 ± 5 ºC, durante 48 horas. Terminado este período, procede-se ao

arrefecimento destes em exsicador durante 24 horas. A fase seguinte consiste na determinação da

massa dos provetes secos (M0), ao que se segue a sua imersão em água durante um período de 48

horas. Finalizada a saturação dos provetes, remove-se o excesso de líquido depositado na superfície

e regista-se a respectiva massa. Em seguida, isola-se a base dos provetes com uma dupla película

aderente plástica cuja fixação é possível com o recurso a um elástico.

60

Pretende-se, com este último procedimento, que o fluxo de secagem ocorra de modo unidireccional.

O ensaio teve início com a pesagem do conjunto (provete com a película aderente e o elástico). Os

provetes são introduzidos num tabuleiro sobre varetas de vidro.

Posteriormente, a massa de cada provete é avaliada decorridas 2, 4 e 8 horas, na fase inicial, ao que

se segue pesagens diárias (mi), tendo-se finalizado o ensaio quando se atingiu massa constante

(Figura 3.26).

a) Impermeabilização com Resina epoxídica

b) Imersão dos provetes c) Disposição dos provetes com a aplicação da película plástica e elástico

Figura 3.26 — Ensaio da cinética de secagem.

Para apresentação de resultados, procede-se ao traçado da curva de secagem e cálculo do índice de

secagem, I.S.

A curva de secagem corresponde à representação gráfica da evolução do teor em água do provete,

Wi, ao longo do tempo, ti.

𝑊𝑖 =𝑚𝑖 − 𝑚0

𝑚0

× 100 %

(3.21)

Sendo,

mi – massa do provete no instante i durante a secagem [g];

m0 – massa do provete seco [g].

O índice de secagem, I.S., é determinado com base nas curvas de secagem através da seguinte

expressão:

𝐼. 𝑆. =

𝑓 𝑊𝑖 × 𝑑𝑡𝑡𝑓𝑡0

𝑊0 × 𝑡𝑓

(3.22)

61

Sendo,

f(Wi) – quantidade de água no interior do provete num dado instante, expressa em

percentagem relativamente à massa seca;

W0 – quantidade de água inicial expressa em percentagem relativamente à massa seca;

tf – tempo final do ensaio [h];

t0 – tempo inicial do ensaio.

3.5.3.5 Teor em água às 48 horas

O procedimento tido em conta na realização deste ensaio baseia-se na especificação do LNEC, E394

[20]. Este ensaio tem como objectivo avaliar a massa de água que um provete prismático pode

absorver após completa imersão em água, durante um período de 48 horas. A determinação do teor

em água é efectuada em dois provetes prismáticos, provenientes do ensaio de absorção de água por

capilaridade para cada uma das argamassas em estudo.

O ensaio inicia-se com o condicionamento dos provetes em estufa, após o ensaio de capilaridade,

durante 72 horas à temperatura de 60 ± 5 ºC. Após o período de secagem e arrefecimento em

exsicador durante 24h, procede-se ao registo da massa de cada provete seco (M0), ao que se segue

a sua imersão em água durante 48 horas (Figura 3.27). Os provetes são introduzidos lentamente na

água com uma inclinação de 45º de modo a minimizar a formação de bolhas de ar na superfície.

Decorridas 48 horas de imersão, os provetes são retirados da água, sendo necessário fazer

previamente a limpeza do excesso de água livre com um pano. Por fim, realiza-se a pesagem,

obtendo-se a massa do provete saturado (Msat 48h).

Figura 3.27 — Imersão dos provetes em água.

62

O teor em água às 48 horas (w48h), é obtido a partir da seguinte expressão:

𝑊48𝑕 =𝑀𝑠𝑎𝑡 48𝑕 − 𝑀0

𝑀0

× 100 %

(3.23)

Sendo,

W48h – teor em água às 48h [%];

M0 – massa do provete seco [g];

Msat 48h – massa do provete, após 48h de imersão [g]

3.5.3.6 Ensaio de cristalização de sais

Foi estabelecido um protocolo de ensaio de simulação em laboratório para avaliação do

comportamento das argamassas face à acção da cristalização de sais, baseado no ensaio descrito

por Charles Selwitz e Eric Dowhne [59].

O procedimento de degradação por cristalização de sais obriga à prévia caracterização da absorção

de água por capilaridade das argamassas, nomeadamente no que se refere ao registo da quantidade

de água e do instante em que a franja líquida atinge:

a metade da altura do provete (t1);

os três quartos da altura do provete (t2);

o topo do provete (t3).

O ensaio é realizado em duas fases distintas: Fase A e Fase B. Durante a Fase A, procede-se à

adição de solução salina, enquanto na Fase B se passa a adicionar água destilada com o objectivo

de mobilizar os sais presentes. Cada ciclo consiste no seguinte:

Fase A:

1. Salinização – Introdução de sais nos provetes através de absorção de solução de cloreto de

sódio por capilaridade durante o tempo (t1);

2. Secagem durante sete dias;

63

Fase B:

1. Absorção de água destilada por capilaridade durante o tempo (t3);





6. Secagem durante sete dias.

Neste ensaio são utilizados dois provetes prismáticos de cada uma das argamassas em estudo

provenientes do ensaio de porosidade.

Antes de se proceder ao início do ensaio, todas as arestas dos provetes são pintadas (marcador) e os

topos destes identificados com os números 1 e 2 com o objectivo de garantir que a Fase A, de

absorção salina, ocorra alternadamente pelos dois topos dos provetes. Este procedimento teve como

finalidade criar condições para obtenção de uma degradação homogénea ao longo dos provetes. Foi

ainda traçadas linhas horizontais em todas as faces longitudinais dos provetes com as alturas

indicadas anteriormente com o objectivo de controlar a franja líquida em cada etapa do ensaio.

Todos os provetes são condicionados em estufa a uma temperatura de 60±5 ºC, durante 72 horas até

atingirem massa constante. Após este período, estes são colocados num exsicador contendo sílica

gel, de forma a garantir o seu correcto arrefecimento até atingem a temperatura ambiente durante 24

horas.

Seguidamente, procede-se ao registo da massa de cada provete seco (m0) e inicia-se o 1º ciclo do

ensaio que é constituído pela Fase A e Fase B e tem uma duração de quatro semanas.

Os provetes são posicionados na vertical sobre roletes de vidro, dentro de um tabuleiro, com a face 1

virada para baixo. Procede-se à colocação de uma solução de cloreto de sódio (sal corrente) com

uma concentração de 15% no tabuleiro com o auxílio de um esguicho, de modo a garantir que os

provetes ficam imersos e o seu nível atinja a altura de aproximadamente 2 mm acima da face inferior

do provete. De seguida, cobre-se o conjunto com uma campânula de modo a minimizar a evaporação

da solução salina (Figura 3.28).

64

a) Pintura dos provetes

b) Marcação dos topos

c) Colocação dos provetes

sobre os roletes de vidro

d) Cobertura do conjunto

Figura 3.28 — Ensaio de cristalização de sais.

Decorrido o período de tempo correspondente à subida da franja capilar até metade da altura do

provete, determinado pelo ensaio de capilaridade, remove-se o excesso de líquido depositado na

superfície e procede-se ao registo da massa (massa do provete molhado contendo o sal do 1º ciclo).

Coloca-se novamente os provetes na vertical sobre os roletes de vidro em secagem ao ar durante

sete dias. Após este período de secagem, regista-se a massa (massa do provete seco contendo o sal

do 1º ciclo) finalizando-se assim a Fase A.

Na Fase B submete-se os provetes a uma absorção de água destilada por capilaridade, de acordo

com o procedimento acima descrito. Decorrido o período de tempo correspondente à subida da franja

capilar até ao topo do provete, determinado pelo ensaio de capilaridade, remove-se o excesso de

líquido depositado na superfície com um pano e procede-se ao registo da massa.

Os provetes são colocados em secagem ao ar, de acordo com o procedimento acima referido. Este

procedimento é repetido para a subida de franja capilar até aos três quartos e metade da altura dos

provetes, com intervalo de tempo de sete dias. Procede-se da mesma forma para os restantes ciclos.

Ao fim de cada ciclo os provetes são “rodados “.

A evolução da degradação dos provetes é monitorizada semanalmente em cada ciclo através da

descrição visual, do registo fotográfico e da massa.

65

4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

No presente capítulo apresentam-se os resultados dos ensaios efectuados para a caracterização das

formulações das argamassas estudadas.

4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS

Neste trabalho não foi efectuado o ensaio de análise granulométrica dos agregados, uma vez que já

foram realizados em outros estudos anteriores, pelo que os resultados aqui apresentados provêm dos

trabalhos de investigação desenvolvidos por Agostinho [1] e Fernandes [22].

Na Figura 4.1 apresentam-se as curvas granulométricas dos agregados utilizados na produção das

argamassas analisadas neste trabalho.

Figura 4.1 — Curvas granulométricas dos agregados.

No Quadro 4.1 encontram-se resumidas as principais características geométricas (módulo de finura,

máxima e mínima dimensão dos agregados) e pode-se constatar que os dois tipos de areia são muito

semelhantes, sendo a areia do rio ligeiramente mais fina.

Quadro 4.1 – Características geométricas dos agregados.

Areia amarela Areia do rio

Dmax [mm] 2,38 2,38

Dmin [mm] 0,149 0,149

Módulo de finura 3,1 2,7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00

Mate

rial q

ue p

assa a

través d

o

pen

eir

o [%

]

Abertura do peneiro [mm]

Areia amarela

Areia do rio

66

4.2 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO

4.2.1 Consistência por espalhamento e por penetração

Estes ensaios tiveram como objectivo aferir em cada argamassa produzida a quantidade de água de

amassadura, ou seja, a determinação da razão água/ligante necessária para se atingir o índice de

consistência especificado de acordo com os procedimentos descritos em 3.4.1.1 e 3.4.1.2.

No Quadro 4.2, apresentam-se os resultados obtidos na determinação da consistência pelos dois

métodos referidos.

Quadro 4.2 – Consistência por espalhamento e por penetração.

Argamassa Relação

água/ligante

Consistência por espalhamento [mm]

Consistência por penetração [mm]

Valor médio Desvio padrão Valor médio Desvio padrão

CA1 1,68 188 0,5 20 1,4

CA2 1,65 180 0,9 18 0,7

CA3 1,60 169 1,1 15 0,7

CA4 1,53 154 0,2 13 1,4

CA5 1,48 144 1,0 11 0,7

Como se pode observar na Figura 4.2, os dois métodos de medição da consistência apontam para o

incremento da fluidez das argamassas com o aumento do teor em água, tendo-se obtido uma

regressão linear com coeficientes de correlação considerados muito bons. A argamassa CA1 foi a

que apresentou maior fluidez e a argamassa CA5 a que se revelou com consistência mais seca.

Figura 4.2 — Variação dos métodos de consistência com a razão água/ligante.

R² = 0,994

140

150

160

170

180

190

1,4 1,5 1,6 1,7

Esp

alh

am

en

to [m

m]


R² = 0,946

0

10

20

30

1,4 1,5 1,6 1,7

Pen

etr

ação

[m

m]


67

A análise da Figura.4.3 permite afirmar que existe uma elevada correlação linear (R2=0,9726) entre

os dois métodos de avaliação da consistência.

Figura 4.3 — Correlação entre os dois métodos de avaliação da consistência.

4.2.2 Massa volúmica aparente

No Quadro 4.3, são sintetizados os resultados do ensaio da massa volúmica aparente

correspondentes às várias argamassas realizadas.

Quadro 4.3 – Valores da massa volúmica aparente.

Argamassa Relação

água/ligante

Massa volúmica aparente [Kg/m

3]

Média

CA1 1,68 2062

CA2 1,65 2062

CA3 1,60 2049

CA4 1,53 2053

CA5 1,48 2065

Da análise do Quadro 4.3 constata-se, que os valores da massa volúmica aparente são semelhantes.

Porém, sublinhe-se que as argamassas CA3 e CA4 com relação água/ligante de 1,53 e 1,60 exibem

valores ligeiramente inferiores. Não se verificou uma correlação entre a variação da massa volúmica

e a relação água/ligante, Figura 4.4. A variação de comportamento observada poderá estar

relacionada com o procedimento de ensaio efectuado. Pequenas alterações na forma como se

efectua o ensaio, podem causar variações significativas nos valores da massa volúmica aparente. No

entanto, esta variação não é espectável se tivermos em conta os espalhamentos obtidos para estas

argamassas. De qualquer modo, reporte-se que a diferença registada não parece ter tido

consequências mensuráveis.

R² = 0,973

0

10

20

30

140 150 160 170 180 190

Pen

etr

ação

[m

m]

Espalhamento [mm]

68

Figura 4.4 — Massa volúmica aparente no estado fresco.

4.2.3 Retenção de água

No Quadro 4.4, indicam-se os resultados do ensaio de retenção de água das formulações estudadas.

Quadro 4.4 – Retenção de água.

Os valores mostram que todas as argamassas estudadas apresentam uma taxa de retenção de água

elevada, o que evidencia o bom comportamento destas perante determinadas condições climatéricas

aquando da sua aplicação e, ainda, quando aplicadas sobre suportes absorventes.

Uma retenção de água elevada permite evitar não só a sucção rápida da água por parte do suporte,

como uma perda excessiva de água de amassadura durante o processo de endurecimento.

2040

2050

2060

2070

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5Massa v

olú

mic

a a

pare

nte

[K

g/m

3]

Argamassa

2040

2050

2060

2070

1,40 1,50 1,60 1,70Massa v

olú

mic

a a

pare

nte

[K

g/m

3]


Argamassa Relação

água/ligante Retenção de

água [%]

Quantidade de água absorvida

(W3) [g]

CA1 1,68 92,1 3,1

CA2 1,65 90,8 3,6

CA3 1,60 90,9 3,4

CA4 1,53 92,6 2,7

CA5 1,48 95,2 1,6

69

A análise da Figura 4.5 mostra que as argamassas CA2 e CA3 são as que apresentam uma menor

capacidade de reter água, sendo a argamassa mais seca (CA5) aquela que regista um melhor

comportamento face a este fenómeno.

Figura 4.5 — Retenção de água das várias argamassas estudadas.

A quantidade de água empregue na produção da argamassa CA5 relativamente às restantes

argamassas leva a que a quantidade de água susceptível de ser absorvida pelo suporte seja diminuta

(W3=1,6 g).

Os resultados indicam, portanto, que a argamassa CA5 com menor valor de a/l (água/ligante), é a

que ostenta uma melhor capacidade de retenção de água, o que é expectável tendo em conta o

espalhamento obtido. De um modo geral, constata-se, que para o mesmo traço volumétrico a redução

da relação água/ligante melhora as características de retenção de água das argamassas.

4.3 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO

4.3.1 Ensaios mecânicos

A caracterização das argamassas no estado endurecido compreende sobretudo a avaliação de

ensaios mecânicos de compressão e de flexão. Complementarmente aos ensaios mecânicos

referidos foram ainda realizados ensaios de velocidade de propagação de ultra-sons. Estes ensaios

foram efectuados para verificar a eventual correlação com a resistência dos provetes à compressão.

90,0

92,0

94,0

96,0

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Rete

nção

de á

gu

a [

%]

Argamassa

R² = 0,624

90,0

92,0

94,0

96,0

1,40 1,50 1,60 1,70

Reta

nção

de á

gu

a [

%]


70

4.3.1.1 Velocidade de propagação de ultra-sons

No Quadro 4.5 apresentam-se os valores médios da velocidade de propagação de ultra-sons e da

resistência á compressão obtidos para as diferentes argamassas analisadas.

Quadro 4.5 – Velocidade de propagação de ultra-sons e resistência à compressão.

Argamassa Relação

água/ligante Velocidade de US

[m/s] Rc [Mpa]

CA1 1,68 1510 0,73

CA2 1,65 1540 0,74

CA3 1,60 1550 0,76

CA4 1,53 1530 0,78

CA5 1,48 1530 0,79

A análise da Figura 4.6 permite observar que a argamassa CA3 é a que apresenta o valor mais

elevado de velocidade de propagação de ultra-sons, distinguindo-se das restantes argamassas.

Verifica-se, uma tendência para o aumento da velocidade de ultra-sons quando ocorre um acréscimo

de resistência mecânica à compressão. Constata-se, que existe uma tendência para o aumento da

velocidade de propagação de ultra-sons com o decréscimo da relação água/ligante. Observa-se ainda

um valor máximo da velocidade para uma relação água/ligante de 1,6.

Figura 4.6 — Variação da relação água/ligante e da resistência à compressão com a velocidade de

propagação de ultra-sons das argamassas.

1500

1520

1540

1560

1,40 1,50 1,60 1,70

Velo

cid

ad

e d

e U

S [

m/s

]


1500

1520

1540

1560

0,72 0,74 0,76 0,78 0,80

Velo

cid

ad

e d

e U

S [

m/s

]

Resistência à compressão [Mpa]

71

No entanto, esta tendência não é evidente para as argamassas CA4 e CA5, o que à partida não seria

esperado, pois estas possuem resistências mecânicas superiores, mas velocidades de propagação

de ultra-sons inferiores.

Os resultados apurados para estas argamassas, não são, de facto, esclarecedores quanto a uma

possível conexão entre os dois ensaios (relação não linear). Na maioria dos casos, a velocidade de

propagação de ultra-sons apresenta boa correlação com a resistência mecânica do material. A razão

poderá estar relacionada com o processo de carbonatação e de endurecimento, que, por diminuir os

vazios das argamassas ao longo do tempo, provoca um aumento de resistência mecânica. De

registar ainda que as velocidades de propagação das ondas dependem das características do

material que atravessam, já que a presença de vazios e fissuras na estrutura interna da argamassa

origina a redução da velocidade das ondas. Muito embora não tenham sido constatadas quaisquer

fissuras visíveis nos provetes prismáticos, a diminuição da velocidade de propagação de ultra-sons

nas argamassas CA4 e CA5 pode estar relacionada com a presença de fissuras na estrutura interna

dessas argamassas.

4.3.1.2 Resistência mecânica das argamassas

O conhecimento das resistências mecânicas constitui sempre um dado essencial na caracterização

das argamassas no estado endurecido. Pretende-se com este ensaio avaliar as propriedades

mecânicas mais relevantes, analisando a influência da relação água/ligante no comportamento das

argamassas de cal aérea.

Em primeiro lugar, foram efectuados os ensaios de resistência à flexão e com os meios provetes

obtidos desse ensaio realizaram-se os ensaios de resistência à compressão.

No Quadro 4.6 apresentam-se os valores médios obtidos nos ensaios de resistência à flexão e

compressão, expondo-se neste os respectivos desvios-padrão e coeficientes de ductilidade (Rf/Rc),

bem como o número total de provetes submetidos a ensaio para as várias argamassas estudadas.

De referir que foram ensaiados cinco provetes à flexão e seis meios provetes à compressão, no

entanto, devido a um problema electrónico existente no equipamento, alguns resultados não foram

considerados válidos. Por este motivo são apresentados apenas o número de provetes cujos

resultados contribuíram para a determinação do valor médio de resistência à flexão e à compressão.

Quadro 4.6 – Resistência mecânica à flexão e compressão.

Argamassa Idade [dias]


Nº de Provetes

Rf [Mpa]

DP [Mpa]

Nº de Provetes

Rc [Mpa]

DP [Mpa]

Rf/Rc

CA1

60

1,68 3 0,26 0,02 6 0,73 0,03 0,35

CA2 1,65 2 0,27 0,04 6 0,74 0,04 0,36

CA3 1,60 5 0,28 0,02 6 0,76 0,01 0,36

CA4 1,53 5 0,30 0,02 4 0,78 0,03 0,39

CA5 1,48 5 0,33 0,03 4 0,79 0,03 0,41

72

De acordo com os resultados apresentados no Quadro 4.6 e na Figura 4.7, verifica-se a tendência de

diminuição da resistência à flexão com o aumento da razão água/ligante.

Figura 4.7 — Representação gráfica da resistência à flexão (à esquerda). Variação da resistência à flexão

com a relação água/ligante (à direita).

A relação entre a resistência à compressão e a razão água/ligante, como é visível na Figura 4.8, é

semelhante à verificada para a resistência à flexão, ou seja, a resistência à compressão diminui

linearmente com a razão água/ligante, tendo-se obtido coeficientes de correlação bastante

expressivos.

Figura 4.8 — Representação gráfica da resistência à compressão (à esquerda). Variação da resistência à

compressão com a relação água/ligante (à direita).

0,1

0,2

0,3

0,4

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5Resis

tên

cia

à f

lexão

[M

pa]

Argamassa

R² = 0,982

0,1

0,2

0,3

0,4

1,401,501,601,70

Resis

tên

cia

à f

lexão

[M

pa]


0,6

0,7

0,8

0,9

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5Resis

tên

cia

à c

om

pre

ssão

[M

pa]

Argamassa

R² = 0,971

0,6

0,7

0,8

0,9

1,401,501,601,70

Resis

tên

cia

à c

om

pre

ssão

[M

pa]


73

Os resultados obtidos demonstraram que a argamassa CA5 foi a que apresentou as melhores

características de resistência à flexão e à compressão. No que se refere ao comportamento mecânico

de todas as argamassas, os resultados dos ensaios realizados aos 60 dias de tempo de cura

comprovam, como era previsível, que os valores das resistências são relativamente baixos. Tratando-

se de argamassas com potencial aplicação em alvenarias de edifícios antigos, estas desenvolveram

resistências aceitáveis, com valores compreendidos entre 0,26 e 0,33 Mpa em flexão e entre 0,73 e

0,79 Mpa em compressão.

Após a determinação da resistência à flexão e à compressão das várias argamassas, foi possível

obter o valor do coeficiente de ductilidade das argamassas quantificado pela relação Rf/Rc. Esta

relação traduz, de certa forma, a ductilidade das argamassas, isto é, a capacidade de estas se

deformarem. Os resultados obtidos apontam para ductilidades bastante próximas entre as diferentes

argamassas. Analisando a Figura 4.9, é possível observar uma tendência evidente do aumento do

coeficiente de ductilidade com a diminuição da razão água/ligante.

Figura 4.9 — Representação gráfica do coeficiente de ductilidade (à esquerda). Variação do coeficiente

de ductilidade das argamassas com a razão água/ligante (à direita).

A argamassa CA5 é a que evidencia maior coeficiente de ductilidade, ou seja, é capaz de absorver

melhor as deformações do suporte do que as restantes argamassas. A argamassa CA1 é a que

revela um comportamento menos dúctil. Verifica-se uma correlação elevada, tendo-se obtido um

coeficiente de determinação de 0,929.

0,2

0,3

0,4

0,5

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Rf/R

c

Argamassa

R² = 0,929

0,2

0,3

0,4

0,5

1,401,501,601,70

Rf/R

c


74

4.3.2 Ensaios físicos

4.3.2.1 Absorção de água por capilaridade

O ensaio de absorção de água por capilaridade permite avaliar a cinética de absorção capilar ao

longo do tempo até se atingir o ponto de absorção máxima de água.

Do ponto de vista da durabilidade das argamassas, o desenvolvimento da absorção de água por

capilaridade ao longo do tempo constitui um indicador importante, sobretudo no que se refere a

mecanismos de degradação.

O coeficiente de capilaridade (C.C.) foi determinado com base nas curvas de absorção de água por

capilaridade, correspondendo à velocidade de absorção nos instantes iniciais, considerando-se os

primeiros 30 minutos de ensaio. O valor assintótico traduz a quantidade total de água absorvida por

capilaridade quando é atingida a saturação.

O Quadro 4.7 mostra os valores médios dos coeficientes de absorção de água por capilaridade,

determinados para os primeiros 30 minutos de ensaio, que conduzem aos melhores coeficientes de

correlação (R2), os valores assintóticos de absorção , e também o número de provetes ensaiados.

Quadro 4.7 – Ensaio de absorção capilar.

Argamassa Relação

água/ligante Nº de

Provetes C.C. 0-30 min

[kg/m2.s

0.5]

Correlação R

2

Valor assintótico [kg/m

2]

CA1 1,68 2 0,242 0,996 29,4

CA2 1,65 2 0,270 0,990 29,4

CA3 1,60 2 0,279 0,998 29,3

CA4 1,53 2 0,312 0,996 29,1

CA5 1,48 2 0,276 0,999 28,1

Da análise dos resultados do ensaio de absorção de água por capilaridade realizado sobre os

provetes prismáticos das diversas argamassas com diferentes razões água/ligante, verifica-se que,

de um modo geral, todas as argamassas revelaram valores similares, com algumas diferenças

notadas, quer em termos de velocidade de absorção inicial (coeficiente de capilaridade), quer ao nível

da absorção capilar total (valor assintótico).

As curvas de absorção de água por capilaridade das cinco argamassas estudadas podem ser

observadas através da Figura 4.10. Estas curvas apresentam um desenvolvimento previsível, com

uma inclinação decrescente ao longo do tempo, até à ascensão máxima de água.

75

Figura 4.10 — Desenvolvimento da absorção de água por capilaridade das argamassas estudadas.

A Figura 4.11 particulariza a absorção de água por capilaridade no período de ensaio compreendido

entre os 0 e os 30 minutos.

Figura 4.11 — Curvas de absorção de água por capilaridade das argamassas no intervalo 0-30 minutos.

0

5

10

15

20

25

30

0 150 300 450 600

ΔM

assa/S

[k

g/m

2]

Tempo [√s]

CA1

CA2

CA3

CA4

CA5

0

5

10

15

0 6 12 18 24 30 36 42

ΔM

/S [

kg

/m2]

Tempo [√s]

CA1

CA2

CA3

CA4

CA5

76

Os resultados que se ilustram no Quadro 4.7 e no gráfico da Figura 4.11 demonstram que a

argamassa CA1 foi que exibiu uma velocidade de absorção de água mais lenta relativamente às

restantes argamassas. A argamassa CA4 foi a que revelou uma maior velocidade de absorção de

água. Na Figura 4.12 apresenta-se em pormenor o traçado inicial da curva de absorção capilar da

argamassa CA5. Analisando o gráfico da referida figura, pode-se verificar que, apesar de ao longo

dos vários períodos de tempo haver diferentes absorções de água, a linha de tendência mostra que a

absorção aumenta ao longo do tempo. No gráfico apresentado, é perceptível a existência de dois

trechos nos quais a absorção se processa a taxa constante mas com declives diferentes. O

coeficiente de absorção capilar traduz a velocidade com que a absorção de água se processa nos

instantes iniciais. Considerou-se, assim, para a determinação do coeficiente de capilaridade o valor

do declive do troço inicial da respectiva curva de absorção capilar, fazendo-se um ajuste por

regressão linear. Portanto, o coeficiente de absorção capilar da argamassa CA5 é de 0,276 kg/m2 s

0,5

no período de tempo compreendido entre os 0 e 30 minutos. O cálculo é análogo para as restantes

argamassas.

Figura 4.12 — Curva de absorção de água por capilaridade da argamassa CA5 entre os 0-60 minutos.

Apesar do valor obtido para o coeficiente de correlação ser reduzido e considerado não aceitável

(R2=0,441), a análise da Figura 4.13, permite verificar que os coeficientes de absorção capilar

evidenciam uma tendência crescente com a diminuição da relação água/ligante.

y = 0,276x + 0,157R² = 0,999

y = 0,1085x + 7,0542R² = 1

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40 50 60

ΔM

assa

/S [k

g/m

2]

Tempo [√s]

CA5

77

Figura 4.13 — Representação gráfica do coeficiente de absorção de água por capilaridade (à esquerda).

Correlação entre o coeficiente de absorção de água por capilaridade e a razão água/ligante (à direita).

Relativamente à quantidade total de água absorvida, a Figura 4.14 indicia uma tendência

generalizada para o aumento dos valores assintóticos com o aumento da relação água/ligante

(correlação razoável, R2=0,746). Contudo a diferença observada não foi substancial.

Figura 4.14 — Representação gráfica do valor assintótico (à esquerda). Variação do valor assintótico com

a razão agua/ligante(à direita).

0,20

0,25

0,30

0,35

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Co

efi

cie

nte

de

cap

ilari

dad

e

0-30

min

[

kg/m

2S0,

5 ]

Argamassa

R² = 0,441

0,20

0,25

0,30

0,35

1,401,501,601,70

Co

efi

cie

nte

de

cap

ilari

dad

e

0-3

0 m

in [

Kg/

m2

S-0,5

]


27

28

29

30

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Va

lor

assi

ntó

tico

[kg/

m2]

Argamassa

R² = 0,746

27

28

29

30

1,401,501,601,70

Val

or

assi

ntó

tico

[Kg/

m3 ]


78

4.3.2.2 Porosidade aberta teor máximo de absorção de água e massas volúmicas aparente e

real

No Quadro 4.8 apresenta-se os valores médios da massa volúmica do teor máximo de absorção de

água e da porosidade aberta, bem como o número total de provetes submetidos a ensaio para cada

argamassa ensaiada.

Quadro 4.8 — Massas volúmicas aparente e real, absorção máxima de água e porosidade aberta.

Argamassa Relação


Provetes Paberta [%]

Absorção máxima de água [%]

CA1 1,68 2 27,5 14,9

CA2 1,65 2 27,2 14,8

CA3 1,60 2 26,9 14,5

CA4 1,53 2 26,4 14,2

CA5 1,48 2 25,6 13,8

A Figura 4.15 permite identificar uma elevada correlação (R2=0,972) entre a porosidade aberta e a

relação água/ligante das argamassas. Constata-se, como seria expectável, um ligeiro aumento da

porosidade com o aumento da razão água/ligante.

Figura 4.15— Representação gráfica da porosidade (à esquerda). Variação da relação água/ com a

porosidade aberta (à direita).

24

25

26

27

28

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Po

rosi

dad

e ab

erta

[% ]

Argamassa

R² = 0,972

24

25

26

27

28

1,401,501,601,70

Po

eo

sid

ade

aber

ta [%

]


79

Relativamente à análise da massa volúmica aparente, por comparação dos valores obtidos, observa-

se que a argamassa CA5 se distingue das restantes argamassas. Apesar da reduzida variação, esta

revela maior valor de massa volúmica aparente e menor valor de porosidade, ou seja, é menos

porosa e mais densa.

Argamassa Relação

água/ligante

Massa volúmica aparente [kg/m

3]

Massa volúmica

real [kg/m

3]

CA1 1,68 1846 2546

CA2 1,65 1843 2533

CA3 1,60 1854 2537

CA4 1,53 1851 2514

CA5 1,48 1860 2500

Figura 4.16— Representação gráfica das massas volúmicas.

Paralelamente à avaliação da porosidade aberta e massas volúmicas aparente e real, efectuou-se a

determinação do teor máximo de absorção de água.

Verifica-se através da Figura 4.17 que existe uma elevada correlação (R2=0,997) entre a porosidade

aberta das argamassas e a absorção máxima de água (sob vácuo).

Figura 4.17— Variação da porosidade aberta com o teor máximo de absorção de água.

1000

1500

2000

2500

Massa v

olú

mic

a [

kg

/m3]

Argamassa

Massa volúmica real

Massa volúmica aparente

R² = 0,997

24

25

26

27

28

13,0 13,4 13,8 14,2 14,6 15,0

Po

rosi

dad

e [

%]

Absorção máxima de água [%]

80

Analisando os resultados apresentados na Figura 4.18, parece existir uma tendência de que o

aumento da porosidade aberta contribui para a redução da velocidade inicial de absorção de água.

Figura 4.18— Relação entre a porosidade e o coeficiente de capilaridade das argamassas.

De acordo com a investigação realizada por Arandigoyen, M. et al [3], o coeficiente de absorção de

água por capilaridade aumenta linearmente com a porosidade, facto que não se verifica nos

resultados aqui apresentados, ou seja, o aumento do coeficiente de absorção capilar não origina um

aumento da porosidade

Face ao exposto, interessa compreender a divergência dos resultados quanto à influência do

coeficiente de absorção de água por capilaridade com a porosidade.

Uma explicação plausível para o sucedido pode estar relacionada com a dimensão, a geometria e a

conectividade entre os poros, ou seja, a diferença na quantidade, tipo e conectividade de rede porosa

das argamassas pode justificar a diferença dos valores obtidos.

No que diz respeito à quantidade total de água absorvida, expressa pelo valor assintótico das curvas

de absorção, pode verificar-se através da Figura 4.19 que este está em consonância com os

resultados da porosidade aberta. A partir desta, pode-se observar a boa correlação (R2=0,869) entre

estas duas características, confirmando o comportamento do valor assintótico aumentou com o

aumento da porosidade das argamassas.

0

10

20

30

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Po

rosid

ad

e [%

]

Co

efi

cie

nte

de c

ap

ilari

dad

e

0-3

0 m

in [

kg

/m2

S0

,5]

Coeficiente de capilaridade

Porosidade [%]

R² = 0,305

0,20

0,25

0,30

0,35

25262728

C.C

. 0-3

0 m

in [

kg

/m2

S0

,5]

Porosidade [%]

81

Figura 4.19— Relação entre a porosidade aberta e o valor assintótico.

Na Figura 4.20 apresenta-se a correlação entre os resultados obtidos para as resistências mecânicas

e a porosidade aberta das argamassas. Os gráficos apresentados nesta figura permitem visualizar a

tendência de diminuição da porosidade aberta com o aumento das resistências mecânicas, tornando-

se clara a existência de uma linearidade entre os dois ensaios. Verifica-se uma correlação elevada,

tendo-se obtido um coeficiente de correlação de 0,992 e 0,894, respectivamente.

Figura 4.20— Variação das resistências mecânicas com a porosidade aberta.

Na Figura 4.21 representam-se os valores da velocidade de propagação de ultra-sons em função da

porosidade aberta. Apesar de o valor obtido para o coeficiente de correlação ser baixo (R2=0,605), a

análise da figura permite afirmar que a velocidade de propagação de ultra-sons evidencia uma

tendência crescente com a diminuição da porosidade.

R² = 0,869

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

25 26 27 28V

alo

r as

sin

tóti

co [k

g/m

2]

Porosidade [%]

R² = 0,992

25

26

27

28

0,25 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35

Po

rosi

dad

e ab

erta

[% ]

Resistência à flexão

R² = 0,894

24

25

26

27

28

0,70 0,72 0,74 0,76 0,78 0,80

Po

eosi

dad

e ab

erta

[%]


82

Esta tendência é expectável uma vez que o aumento da porosidade aberta implica um aumento do

volume de vazios e, consequentemente, uma diminuição da velocidade de propagação de ultra-sons.

Figura 4.21— Porosidade aberta versus velocidade de propagação de ultra-sons.

4.3.2.3 Teor em água às 48 horas

No Quadro 4.9 e na Figura 4.22 apresentam-se os resultados do ensaio de determinação do teor em

água das argamassas após um período de imersão de 48 h.

Quadro 4.9 — Resultados do ensaio do teor em água às 48 horas.

Argamassa Relação


Provetes Teor em água às 48h

[%]

CA1 1,68 2 10,3

CA2 1,65 2 10,2

CA3 1,60 2 10,2

CA4 1,53 2 9,8

CA5 1,48 2 9,7

Examinando o Quadro 4.9 e a Figura 4.22, verifica-se um acréscimo do teor em água às 48h com o

aumento da relação água/ligante, registando-se uma correlação elevada (R2=0,949). Estes resultados

revelam uma tendência equivalente à obtida para a absorção de água por capilaridade.

Embora exibam valores extremamente semelhantes entre si, os resultados obtidos demonstram que a

argamassa CA1 é a que regista um maior teor em água às 48 horas, e a argamassa CA5, a que

manifesta uma menor capacidade de absorção de água por imersão ao fim de 48 horas.

R² = 0,605

1460

1480

1500

1520

1540

1560

1580

25 26 27 28Ve

loci

dad

e d

e p

rop

agaç

ão d

e U

S [m

/s]

Porosidade [%]

83

Figura 4.22— Representação gráfica do teor em água às 48 h (à esquerda). Variação da relação

água/ligante com o teor em água após48 h de imersão (à direita).

Conforme referido anteriormente, a capacidade de absorção de água depende da estrutura porosa

das argamassas. Os resultados mostram claramente que o aumento da porosidade das argamassas

resultou num aumento do teor em água após imersão durante 48 horas. A observação da Figura 4.23

permite afirmar que existe uma elevada correlação entre a porosidade e o teor em água às 48 horas

(R2=0,944).

Figura 4.23— Relação entre a porosidade e o teor em água às 48 h.

6

8

10

12

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Teo

r em

águ

a às

48

h [

%]

Argamassa

R² = 0,949

6

8

10

12

1,401,501,601,70

Teo

r e

m á

gua

às 4

8 h

[%

]


R² = 0,944

9,4

9,6

9,8

10,0

10,2

10,4

25 26 27 28

Teo

r em

águ

a às

48

h [

%]

Porosidade [%]

84

4.3.2.4 Cinética de secagem

No Quadro 4.10 apresentam-se os respectivos valores de índice de secagem obtidos nas diversas

argamassas.

Quadro 4.10 — Resultados do ensaio de cinética de secagem.

Argamassa Relação

água/ligante Nº de Provetes

Tempo de secagem

[dias]

Valor médio do índice de secagem

CA1 1,68 2 28 0,25

CA2 1,65 2 21 0,21

CA3 1,60 2 27 0,30

CA4 1,53 2 28 0,36

CA5 1,48 2 23 0,23

Na Figura 4.24 representa-se a evolução do teor em água em função do tempo, obtida no ensaio de

secagem.

Como se pode observar através da Figura 4.24, as velocidades de secagem são mais elevadas nas

primeiras horas de ensaio, diminuindo ao longo do tempo até à estabilização da massa dos provetes.

Na mesma figura pode-se verificar que a argamassa CA2 é a que regista uma taxa de secagem

superior, ou seja, maior facilidade de secagem. Também se verifica que a cinética de secagem da

argamassa CA4 decorre de forma mais lenta (maior índice de secagem) face às restantes

argamassas. Com comportamentos intermédios encontram-se as argamassas CA1, CA3 e CA5.

Figura 4.24— Evolução das curvas de secagem das argamassas.

0

3

6

9

12

0 200 400 600

Teo

r e

m á

gua

[%]

Tempo [h]

CA1

CA2

CA3

CA4

CA5

85

A única diferença mais significativa refere-se ao caso da argamassa CA5 que, sendo a argamassa

menos porosa, tem tendência para absorver menores quantidades de água por capilaridade e maior

dificuldade de secagem. Atendendo aos resultados do presente ensaio, verifica-se um

comportamento semelhante à argamassa CA2. Essas modificações de comportamento podem ser

justificadas pelas condições climáticas existentes na sala do laboratório durante o ensaio de

secagem. Um aumento da temperatura e uma diminuição da humidade relativa podem originar um

decréscimo do teor em água dos provetes e influenciar a secagem das argamassas (Anexo B). Outro

factor que pode influenciar o comportamento das curvas de secagem é a existência de fissuras no

interior dos provetes. Esta conjugação de factores poderá justificar uma secagem mais rápida da

argamassa CA5.

4.3.2.5 Espessura de carbonataçao

No Quadro 4.11 apresentam-se os valores médios da espessura e percentagem de área carbonatada

das argamassas, expondo-se neste os respectivos desvios-padrão, bem como o número total de

provetes. Pela análise do quadro, é possível verificar que a área carbonatada é relativamente

semelhante entre as argamassas estudadas, devido ao facto de os provetes terem sido mantidos nas

mesmas condições de cura, a uma temperatura de 20 ± 2 ºC e a uma humidade relativa de 60 ± 5 %

até aos 60 dias de idade.

Quadro 4.11 — Avaliação da velocidade de carbonatação.

Carbonatação Argamassa

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Nº de provetes 6 6 6 6 6

Relação água/ligante 1,68 1,65 1,60 1,53 1,48

Espessura carbonatada média [mm] 12,2 ±0,4 11,6 ± 0,1 11,9 ± 0,4 12,1 ± 1 11,1 ± 0,4

Área carbonatada [%] 85 82 83 84 80

Apresenta-se na Figura 4.25 o valor médio da espessura carbonatada das argamassas ao fim de 60

dias de tempo de cura.

Figura 4.25— Carbonatação ao fim de 60 dias de tempo de cura.

83%

17%

Área carbonatada [%]

Área não carbonatada [%]

86

Como se pode observar através da Figura 4.26, o indicador de fenolftaleína revelou que na zona

central (núcleo central de coloração rosa forte) os provetes não estariam ainda carbonatados.

Figura 4.26— Espessura carbonatada.

4.3.2.6 Ensaio de Retracção em Cantoneira

A retracção das argamassas aplicadas em cantoneiras foi objecto de observação e análise regular,

com vista a avaliar qualitativamente a eventual ocorrência de retracção no tempo e desenvolvimento

de fissuração.

O ensaio efectuado não foi muito bem sucedido, dado que se registou o destacamento das

argamassas junto às extremidades das cantoneiras ao fim de 30 dias (Figura 4.27).

Relativamente ao desenvolvimento de fissuração, verificou-se um bom comportamento, não se tendo

registado evolução ao longo do tempo.

Figura 4.27 — Extremidades da calha metálica.

4.3.2.7 Ensaio de cristalização de sais

O ensaio de cristalização de sais teve como principal objectivo uma apreciação quantitativa (variação

de massa) e qualitativa (observação visual) dos provetes ensaiados quando submetidos

alternadamente a ciclos de absorção/secagem com solução salina e água destilada.

A análise de variação de massa foi complementada com registo fotográfico e observação visual da

evolução da integridade dos provetes ao longo do tempo.

Na Figura 4.28 apresentam-se os provetes das diferentes argamassas estudadas, no início do ensaio

de cristalização de sais.

87

Figura 4.28 — Vista geral dos provetes no início do 1º ciclo.

A Figuras 4.29 mostra a evolução dos provetes de argamassa de cal aérea no final do 1º ciclo.

Através da observação destas figuras, não se verifica danos perceptíveis, constata-se apenas que

existem ligeiras eflorescências salinas (pó branco pulverulento) na superfície dos provetes.

Figura 4.29 — Aspecto visual dos provetes de argamassaCA1, CA2, CA3, CA4 e CA5 no final do 1º ciclo.

As Figuras 4.30 e 4.31 são ilustrativas do comportamento das argamassas no final do 2º ciclo, sendo

evidente a degradação das faces e algumas das arestas dos provetes. Devido a uma maior

concentração de sais, é possível constatar a existência de uma zona distinta com degradação mais

acentuada.

a) Argamassa CA2 b) Argamassa CA1, CA3 e CA4

c) Argamassa CA5

a) Argamassa CA1 (a/l=1,68)

b) Argamassa CA2 (a/l=1,65)

c) Argamassa CA3 (a/l=1,60)

d) Argamassa CA4 (a/l=1,53)

e) Argamassa CA5 (a/l=1,48)

88

Verifica-se ainda a presença de ligeiras eflorescências salinas, bem como, a formação de

empolamento e esfoliação, principalmente no topo superior do provete de argamassa CA2.

Figura 4.30 — Evolução dos provetes de argamassa CA1, CA2 e CA3 no final do 2º ciclo.

A - Argamassa CA1 (a/l=1.68)

B - Argamassa CA2 (a/l=1,65)

C - Argamassa CA3 (a/l=1,60)

89

Figura 4.31 — Evolução dos provetes de argamassa CA4 e CA5 no final do 2º ciclo.

As argamassas analisadas ao longo do 3º ciclo de ensaio demonstraram claramente uma progressiva

fragilidade. As fotografias das Figuras 4.32, 4.33 e 4.34 mostram a degradação das faces dos

provetes com significativa perda de material, com a formação de empolamentos e esfoliação dos

topos. Algumas arestas perderam a sua forma rectilínea, adquirindo um aspecto irregular.

Figura 4.32 — Evolução dos provetes de argamassa CA1 no final do 3º ciclo.

D - ArgamassaCA4 (a/l=1,53)

E - Argamassa CA5 (a/l=1,48)

A - Argamassa CA1 (a/l=1,68)

90




91

B - Argamassa CA4 (a/l=1,53)

C - Argamassa CA5 (a/l=1,48)


92

As variações de massa registadas ao longo do ensaio permitiram avaliar as perdas ou ganho de

massa decorrentes da acção da solução salina e da água destilada.

Os resultados do ensaio de cristalização de sais são apresentados no Quadro 4.12, expondo-se

neste os valores médios das massas e a respectiva variação de massa das diferentes argamassas

analisadas.

Quadro 4.12 — Variação de massa dos provetes.

Argamassa

Massa inicial média (m0) [g]

1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo

Valores médios

Massa após

secagem (m13) [g]

Variação de

massa [%]

Massa após

secagem (m23) [g]

Variação de

massa [%]

Massa após

secagem (m33) [g]

Variação de

massa [%]

CA1 463,25 467,85 0,99 465,60 0,51 444,60 -4,03

CA2 468,20 471,50 0,71 470,05 0,40 429,95 -8,17

CA3 470,55 475,90 1,14 475,00 0,95 457,20 -2,84

CA4 466,35 471,50 1,10 467,45 0,24 448,25 -3,88

CA5 469,50 473,70 0,89 467,20 -0,49 443,90 -5,45

As Figuras 4.35 e 4.36 apresentam a variação de massa por acção dos cloretos, em função do tempo

e número de ciclos decorridos durante o ensaio.

Figura 4.35 — Evolução da variação de massa por acção dos cloretos em função do tempo.

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84

Vari

ação

de m

assa [

%]

Tempo [dias]

CA5

CA4

CA3

CA2

CA1

93

Figura 4.36 — Evolução da variação de massa por acção dos cloretos em função do número de ciclos.

Pela visualização gráfica dos resultados do ensaio de cristalização de sais, verifica-se que houve um

ponto de viragem no final do 1º ciclo. Até este, a massa aumentou devido à acumulação de sais no

seio do material. Após este ciclo, houve uma diminuição de massa devido à perda de material

provocada pela degradação dos provetes face a acção da cristalização dos cloretos.

Assim, verifica-se um ganho relativamente ligeiro de massa inicial em todas as argamassas na ordem

de 1%, o que vem confirmar a uniformidade de comportamento por parte destas, no1º ciclo de ensaio.

No 2º ciclo a argamassa CA5 teve um comportamento distinto. Enquanto as argamassas CA1, CA2,

CA3 e CA4 no 1º ciclo tiveram um aumento de massa, baixando ligeiramente até ao 2º ciclo, a

argamassa CA5 sofreu apenas perda de massa mínima na ordem dos 0,5% relativamente ao peso

inicial.

A partir desse ciclo e até ao final do ensaio os provetes começaram a ter perdas mais significativas

de massa. As perdas de massa são na argamassa CA3 pouco acentuadas (-2,84%) quando

comparadas com as da argamassa CA2 (mais de -8%).

Por outro lado, o comportamento por parte dos provetes de argamassa CA1 não era esperado, visto

que esta foi a argamassa que apresentou maior porosidade e uma maior capacidade de absorção de

água. Deste modo, era previsto apresentar uma menor resistência face à acção dos cloretos, com

variação de massa significativa, não só por tender a acumular uma maior quantidade de sais, mas

também, porque lhe está associada uma menor resistência mecânica.

O desempenho da argamassa CA5 durante o ensaio também não foi o previsto, uma vez que este

tipo de argamassa possui resistência mecânica mais elevada (menor porosidade, maior

compacidade, maior resistência mecânica). Esperava-se assim, uma reduzida variação de massa, ou

seja, melhor comportamento face às restantes argamassas.

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Vari

ação

de m

assa [

%]

Argamassa

1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

Início 1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo

Vari

ação

de m

asssa [

%]

Nº de ciclos

CA1 CA2 CA3

CA4 CA5

94

A acção exercida pelos cloretos em argamassas de cal aérea é essencialmente uma acção mecânica

e física, interessando que as argamassas possuem resistências mecânicas suficientes para resistir às

tensões criadas pelo aumento do volume dos sais, sem que ocorra deterioração do material, ou que

os seus poros apresentem uma dimensão tal que permitam que esses cristais se possam cristalizar e

dissolver-se ciclicamente no seu interior sem danificar a estrutura da argamassa.

A análise dos resultados apresentados conduz a uma reflexão sobre a microestrutura interna das

argamassas, nomeadamente a porometria (que não foi analisada no presente trabalho).

A argamassa com melhor comportamento tem um valor intermédio de porosidade, o que leve a supor

que, existem outros factores que condicionam o comportamento das argamassas face á acção dos

cloretos. Considerando-se que os cristais de halite (cloreto de sódio) cristalizam com aumento de

volume, considera-se que a porometria poderá explicar a diferenciação de comportamentos

encontrados entre as argamassas.

Analisando, os gráficos das Figuras 4.35 e 4.36, observa-se que a argamassa CA3 foi a que

apresentou o melhor comportamento face à acção dos cloretos e o pior comportamento pertenceu à

argamassa CA2.

De referir ainda, que o protocolo de ensaio de simulação em laboratório estabelecido para avaliação

do comportamento das argamassas face à acção da cristalização de sais revelou-se eficaz, uma vez

que, proporcionou o desenvolvimento da degradação dos provetes. Neste contexto, merece

referência o maior desenvolvimento da degradação verificada na Fase B, quando os provetes foram

submetidos alternadamente a ciclos de absorção/secagem com água destilada devido à mobilização

dos sais presentes.

De acordo com os dados anteriormente apresentados, pode-se dizer que, no geral, a diferente razão

água/ligante com que foram executadas as argamassas influenciou o comportamento destas face à

acção dos cloretos, tendo em conta que a relação água/ligante influência a estrutura porosa das

argamassas.

Em situações em que for previsível o ataque por cloretos, as argamassas CA3 e CA4 apresentam-se

como as mais indicadas para aplicações em edifícios antigos.

95

5. CONCLUSÕES E PROPOSTAS PARA DESENVOLVIMENTOS

FUTUROS

5.1 CONCLUSÕES GERAIS

Para que as argamassas de cal aérea tenham aplicação como argamassas de substituição em

edifícios antigos, é fundamental compreender as suas propriedades do ponto de vista mecânico e de

durabilidade. Posto isto, e no sentido de contribuir para o conhecimento das suas características,

desenvolveu-se um estudo experimental que permitiu tecer conclusões acerca da adequabilidade

destas argamassas. Seguidamente apresentam-se as principais conclusões que se obtiveram a partir

deste estudo experimental.

Definiu-se à partida que as argamassas em estudo deveriam ser caracterizadas por diferentes

consistências, o que conduziu a diferentes razões água/ligante para cada uma das formulações

seleccionadas.

Relativamente às argamassas no estado fresco, foram analisadas a consistência, a massa volúmica

aparente e a retenção de água. Para as consistências inicialmente estipuladas verifica-se, o

incremento da fluidez das argamassas com o aumento do teor em água. Observa-se uma elevada

correlação entre os dois métodos de avaliação de consistência utilizados (espalhamento e

penetração). Por se tratar de um equipamento fácil de manusear e transportar, considera-se que o

ensaio de penetração poderá ser uma mais valia para o controlo da quantidade de água na

preparação das argamassas em obra.

Não foi possível estabelecer uma correlação clara entre a razão água/ligante e a massa volúmica

aparente. A variabilidade associada aos procedimentos de ensaio, poderá justificar a variação dos

valores obtidos.

No que respeita à retenção de água verifica-se que houve uma influência da relação água/ligante,

tendo-se obtido resultados que variaram entre 91% e 95%. Genericamente todas as argamassas

estudadas apresentaram elevada capacidade de retenção de água, o que evidencia o bom

comportamento destas aquando da sua aplicação e, ainda, quando aplicadas sobre suportes

absorventes. Constatou-se uma tendência para o aumento da retenção de água com o decréscimo da

relação água/ligante.

Relativamente à caracterização das argamassas no estado endurecido, foram ensaiadas

propriedades mecânicas e físicas. Em termos gerais todas as argamassas indiciaram a obtenção de

resistências mecânicas que não põem em causa a compatibilidade com os suportes, o que as torna

adequadas como argamassas de revestimento para edifícios de antigos (com baixas resistências

mecânicas e elevada capacidade de deformação). Verificou-se que o incremento da razão

água/ligante nas argamassas formuladas conduziu a um decréscimo da resistência mecânica e da

ductilidade (razão entre a resistência à tracção e à compressão).

Verificou-se que existe uma tendência para o aumento da velocidade de propagação de ultra-sons

com o decréscimo da relação água/ligante. Tendo-se ainda observado um valor máximo de

velocidade para uma relação água/ligante de 1,6.

96

A relação água/ligante condicionou os valores da porosidade aberta, tendo sido observada uma

tendência clara do aumento desta propriedade com o aumento da relação água/ligante.

No que refere à evolução das características de absorção de água no tempo, observou-se que o

comportamento das argamassas foi variável. O aumento da relação água/ligante diminuiu a

velocidade de absorção de água por capilaridade (coeficiente de capilaridade) e aumentou a

quantidade total de água absorvida (valor assintótico).

Verificou-se ainda, que o valor assintótico do ensaio de absorção capilar está relacionado com a

porosidade aberta das argamassas. Obtiveram-se também boas correlações entre os valores de

porosidade aberta e as resistências mecânicas.

As argamassas analisadas apresentam coeficientes de absorção capilar admissíveis. Na gama de

valores obtidos, a porosidade vai facilitar a penetração de água até ao suporte permitindo, por outro

lado, também a sua evaporação.

A avaliação do teor em água às 48h conduziu a conclusões semelhantes relativamente à capacidade

total de absorção de água das argamassas estudadas, ou seja, verificou-se que esta propriedade

aumenta com o incremento da relação água/ligante.

O estudo das características de secagem permitiu verificar que as argamassas apresentam cinéticas

de secagem aceitáveis, com rapidez de secagem inicial o que é benéfico dadas as características dos

suportes antigos. Observou-se uma diminuição da velocidade de secagem com a redução da razão

água/ligante.

Quanto ao comportamento face à acção da cristalização de sais, verificou-se que a argamassa com

uma relação água/ligante intermédia (a/l=1,6) revelou características que apontam para um potencial

melhor desempenho face às restantes argamassas. Os resultados obtidos permitiram verificar que o

melhor comportamento face à acção da cristalização de sais de cloreto de sódio não está

directamente relacionado com as melhores resistências mecânicas. Reforçando-se

a hipótese da porometria (que não foi analisada no presente trabalho) ser determinante para este

comportamento.

No que se refere aos requisitos estabelecidos para argamassas de renovação (R), a norma EN 998-1

define uma absorção capilar mínima, após 24 horas, de 0,3 kg/m2. Tendo em atenção os valores

obtidos de absorção de água por capilaridade, verificou-se que todas as argamassas estudadas

satisfazem o requisito estabelecido por esta norma.

Considerando os valores de resistência à compressão, obtidos aos 60 dias, e os requisitos

estabelecidos na EN 998-1:2003 para as argamassas de renovação (R), todas as argamassas

estudadas revelaram resistências inferiores ao estabelecido na norma (1,5 a 5,0 MPa aos 28 dias).

Ao finalizar este trabalho, considera-se que de uma forma geral, foram alcançados nomeadamente os

principais objectivos inicialmente propostos: a análise da influência da quantidade de água de

amassadura nas características mecânicas e físicas das argamassas seleccionadas e no

comportamento destas argamassas face a fenómenos de secagem e cristalização de sais solúveis.

97

5.2 PROPOSTAS PARA DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

A realização da presente dissertação permitiu perceber o nível de desenvolvimento de trabalhos

experimentais já realizados no domínio da Conservação de Rebocos em Edifícios Antigos. No

entanto, além de ficarem ainda algumas dúvidas por esclarecer e propriedades por avaliar, sugere-se

um aprofundamento do estudo aqui encetado, através da análise de algumas variáveis importantes,

de forma a alcançar uma maior validade estatística. Neste sentido, apresentam-se as seguintes

propostas para um futuro desenvolvimento deste tema:

Estudo da porometria das argamassas, a fim de, se fundamentar os diferentes

comportamentos obtidos;

Influência de outros tipos de condicionamento e de cura no desempenho das argamassas em

termos mecânicos e de durabilidade,

Influência de humidade e temperatura no tempo de secagem das argamassas;

Influência da microestrutura interna das argamassas no comportamento face à cristalização

de sais;

Avaliação destas argamassas à acção de cloretos e sulfatos, tendo em conta obras

localizadas em zonas costeiras:

Estudo da evolução no tempo do desempenho das argamassas ao longo de várias idades de

cura;

Aplicação das argamassas in situ sobre suportes de edifícios antigos ou em muretes

executados segundo técnicas tradicionais, com diferentes capacidades de absorção, de

forma a permitir ensaios que se aproximem mais da realidade;

Influência dos procedimentos de aplicação das argamassas, tendo em conta, quantidades de

água de amassadura, tecnologia de aplicação, número de camadas, respectiva espessura,

cuidados relativos à cura e períodos de cura entre camadas.

98

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] AGOSTINHO, C. A. (2008). Estudo da evolução do desempenho no tempo de

argamassas de cal aérea.Dissertação para obtenção do grau de Mestre em

Engenharia Civil. Lisboa: IST/UTL.

[2] ARANDIGOYEN, M., & ALVAREZ, J. I. (2007). Pore structure and mechanical

properties of cement-lime mortars. Cement and Concrete Research 37. Elsevier.

[3] ARANDIGOYEN, M., BERNAL, J. P., LÓPEZ, M. B., & ALVAREZ, J. (2005). Lime-

pastes with different kneading water:Pore structure and capillary porosity.Applied

Surface Science 252. Elsevier.

[4] BENAVENTE, D., LINARES-FERNÁNDEZ, L., CULTRONE, G., & SEBASTIÁN, E.

(2006). Influence of microstructure on the resistance to salt crystallisation damage in

brick. Materials and Structures, 39:105-113.

[5] BONN, N., BERTRAND, F., & BONN, D. (2009). Damage due to salt crystallization in

porous media.

[6] CHAROLA, A. E., WEBER, J., RODRIGUES, J. D., HENRIQUES, F., & JEREMISAS,

F. T. (1992). The hydration-dehydration mechanism of sodium sulphate. Proc. 7th

International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, June 15-18, 581-

590. Lisbon: LNEC.

[7] CULTRON, G. S. (2008). Laboratory simulation showing the influence of salt

efflorescence on the weathering of composite building materials. . Environ Geol,

56:729–740.

[8] Curso de especialização sobre revestimentos de paredes. (2000). Lisboa: LNEC.

[9] E. L. (1993). “Betões – Determinação da Absorção de Água por Capilaridade” –

Documentação Normativa. Lisboa: LNEC.

[10] EN 1015-11:1999 – Methods of test for mortar for masonry – Part 11: Determination of

flexural and compressive strength of hardened mortar. European Committee for

Standardization, Brussels (August 1999).


water absorption coefficient due to capillary action of hardened mortar. European

Committee for Standardization, Brussels (December 2002).

99

[12] EN 1015-2:1998 – Methods of test for mortar for masonry – Part 2: Bulk sampling of

mortars and preparation of test mortars. European Committee for Standardization,

Brussels (October 1998).


consistence of fresh mortar (by flow table). European Committee for Standardization,

Brussels (February 1999).


consistence of fresh mortar (by plunger penetration). European Committee for

Standardization, Brussels (October 1998).


bulk density of fresh mortar. European Committee for Standardization, Brussels

(October 1998).


water retentivity of fresh mortar. European Committee for Standardization, Brussels

(September 1999).

[17] EN 998-1:2003 – Specification for mortar for masonry - Parte 1: Rendering and

plastering mortar. European Committee for Standardization, Brussels (April 2003).

[18] Especificação LNEC E 29. (1979). “Cimentos – Determinação da Resistência

Mecânica”, Documentação Normativa. Lisboa: LNEC.

[19] Especificação LNEC E 393. (1993). “Betões – Determinação da Absorção DE Água

por Capilaridade” – Documentação Normativa. . Lisboa: LNEC.

[20] Especificação LNEC E 394; " Betões – Determinação da Absorção de Água por

Imersão. Ensaio à pressão atmosférica". – Documentação Normativa. (1993). Lisboa:

LNEC.

[21] ESPINOSA, R., FRANKE, L., & DECKELMANN, G. (2008). Model for the mechanical

stress due to the salt crystallization in porous materials. Constr Build Mater.

[22] FERNANDES, M. F. (2009). Estudo da influência da granulometria das areias no

desempenho de rebocos para edifícios antigos.Dissertação para obtenção do grau de

Mestre em Engenharia Civil. Lisboa: IST/UTL.

[23] FLATT, R. (2002). Salt damage in porous materials: how high supersaturations are

generated. J Cryst Growth 242:435–454.

100

[24] FRAGATA, A., VEIGA, M. R., VELOSA, A. L., & FERREIRA, V. (2007). Incorporação

de resíduos de vidro em argamassas de revestimento – Avaliação. Lisboa.

[25] GONÇALVES, T. C. (2007). Salt crystallization in plastered or rendered walls. Thesis

in Civil Engineering. Lisboa: IST/UTL.

[26] GONÇALVES, T. D. (2007). Cristalização de sais solúveis em materiais porosos.

Funchal: LNEC.

[27] HENRIQUES, F. M., FARIA, P., & RATO, V. M. (2007). Argamassas correntes:

influência do tipo de ligante e do agregado. 2º Congresso Nacional de Argamassas

de Construção – Sob a Égide da Reabilitação. Lisboa.

[28] Humidade na construção, 6as Jornadas de construções civis,. (1998). Porto.

[29] LANAS, J., & ALVAREZ, J. I. (2003). Masonry repair lime-based mortars: Factors

affecting the mechanical behaviour. Cement and Concrete Research 33. Elsevier.

[30] LAWRENCE, R. (2006). A study of carbonation in non-hydraulic lime mortars. London

: PhD thesis, University of Bath.

[31] LAWRENCE, R., & WALKER, P. (2008). The impact of water/lime ratio on the

structural characteristics of air lime mortars. Structural Analysis of Historic

Construction. London.

[32] LEWIN, S. Z. (1982). The Mechanism of Masonry Decay through Crystallization. In

Conservation of Historic Stone Buildings and Monuments. Washington, D.C.: National

Academy Press. 120-144.

[33] LUBELLI, B., & ROOIJ, M. R. (2009). NaCl crystallization in restoration plasters. .

Constr Build Mater 1736-1742.

[34] MARGALHA, M. G., VEIGA, M. R., & BRITO, J. d. (2007). Influência das areias na

qualidade de argamassas de cal aérea. 2º Congresso Nacional de Argamassas de

Construção – Sob a Égide da Reabilitação. Lisboa.

[35] MARTINS, J., & PAIVA, P. (2006). “Ligantes – Materiais de Construção I”. Lisboa:

UFP.

[36] MOROPOULOU, A., BAKOLAS, A., Moundoulas, P., Aggelakopoulou, E., &

Anagnostopoulou, S. (2005). Strenght development and lime reaction in mortars for

repairing historic masonries, Cement and Concrete Composites 27.

101

[37] MOSQUERA, M. J. (2006). Addition of cement to lime-based mortars: Effect on pore

structure and vapor transport. Cement and Concrete Research 36. Elsevier.

[38] NP EN 13139: 2005 - Agregados para argamassas.

[39] NP EN 459-1:2002 - Cal de construção Parte 1: Definições, especificações e critérios

de conformidade. Lisboa.

[40] PALOMO, A. e. Historic Mortars: Characterization and Durability. New Tendencies for

Research.

[41] PAVÍA, S., & TREACY, E. (2006). A comparative study of the durability and behaviour

of fat lime and feebly-hydraulic lime mortars. Materials and Structures 39.

[42] PAVÍA, S., & TREACY, E. (2006). An assessment of lime mortars for masonry repair -

Concrete Research in Ireland Colloquium. Dublin.

[43] PINHO, F. F. (2000). Paredes de edifícios antigos em Portugal. Lisboa: LNEC.

[44] PINTO, A. P., & GOMES, A. (2009). " Aulas de Laboratório - Materiais de Construção

ll". Lisboa: IST.

[45] PINTO, A. P., & GOMES, A. (2009). Apontamentos das aulas teóricas - Materiais de

Construção I “Ligantes Inorgânicos”. Lisboa: IST.

[46] PINTO, A. P., & GOMES, A. (2006). Degradação e Conservação de Materiais I.

Argamassas. 1º Curso de formação avançada em Recuperação e Conservação do

Património Construído. IST/UTL.

[47] PRICE, C. A. (1996). Stone conservation: An overview of current research. Santa

Monica, Calif.: Getty Conservation Institute, J. Paul Getty Trust.

[48] RATO, V. M. (2006). Influência da microestrutura morfológica no comportamento de

argamassas.Tese de Doutoramento em Engenharia Civil na especialidade de

Reabilitação do Património Construído. Lisboa: FCT/UNL.

[49] RILEM Test No. I.1 - Porosity accessible to water. RILEM 25-PEM -

Recommandations provisoires. Essais recommandés pour mesurer l’altération des

pierres et évaluer l’éfficacité des méthods de traitement. Matériaux et Construction,

Vol.13, Nº75. (1980).

[50] RILEM Test No. I.2 – Bulk densities and real densities. RILEM 25-PEM –

Recommandations provisoires. Essais recommandés pour mesurer l’altération des

102

pierres et évaluer l’éfficacité des methods de traitement . Matériaux et Construction,

Vol.13, Nº75. (1980).

[51] RILEM Test No. II.5 - Evaporation Curve. Recommendations provisoires. RILEM TC

25-PEM. (1980).

[52] RODRIGUES, M. P. (2004). Argamassas de revestimentos para alvenarias antigas.

Contribuição para o estudo da influência dos ligantes. Tese apresentada para a

obtenção do grau académico de Doutor em Engenharia Civil na especialidade de

reabilitação do património edificado. Lisboa: FCT/UNL.

[53] RODRIGUEZ-NAVARRO, C., & DOEHNE, E. (1999). Salt weathering: influence of

evaporation rate, supersaturation and crystallization pattern. Earth Surf Processes

Landf 24:191–209.

[54] RODRIGUEZ-NAVARRO, C., DOEHNE, E., & SEBASTIAN, E. (2000). How does

sodium sulfate crystallize? Implications for the decay and testing of building materials.

Cem Concr Res 30:1527–1534.

[55] RUEDRICH, J., & SIEGESMUND, S. (2007). Salt and ice crystallisation in porous

sandstones. Environ Geol, 52:225-249.

[56] RUIZ-AGUDO, E., MEES, F., JACOBS, P., & RODRIGUEZ-NAVARRO, C. (2007).

The role of saline solution properties on porous limestone salt weathering by

magnesium and sodium sulfates. Environ Geol, 52:269-281.

[57] Sais solúveis em argamassas de edifícios antigos : danos, processos e soluções.

(2006). Lisboa: LNEC.

[58] SCHERER, G. (1999). Crystallization in pores. Cem Concr Res 29:1347–1358.

[59] SELWITZ, C., & DOWHNE, E. (2002). The evaluation of crystallization modifiers for

controlling salt damage to limestone. Journal of Cultural Heritage Nr. 3 (p 205 – 216).

[60] SILVA, J. M., & ABRANTES, V. (2007). Patologia em paredes de alvenaria: causas e

soluções, Seminário sobre Paredes de Alvenaria.

[61] SKOCZYLAS, F., BURLION, N., & YURTDAS, I. (2007). About drying effects and

poro-mechanical behaviour of mortars.Cement & Concrete Composites 29. Elsevier.

[62] STEFANIDOU, M., & PAPAYIANNI, I. (2005). The role of aggregates on the structure

and properties of lime mortars. Cement and Concrete Composites 27. Elsevier.

103

[63] STEIGER, M. (2005). Crystal growth in porous materials-I: The crystallization

pressure of large crystals. Journal of Crystal Growth 282:455–469.

[64] VEIGA, M. R. (2003). Argamassas para revestimento de paredes de edifícios antigos.

Características e campo de aplicação de algumas formulações correntes. Actas do

3ºENCORE, Encontro sobre Conservação e Reabilitação de Edifício. Lisboa: LNEC.

[65] VEIGA, M. R. (2005). Comportamento de rebocos para edifícios antigos: Exigências

gerais e requisitos específicos para edifícios antigos. Seminário “Sais solúveis em

argamassas de edifícios antigos”. Lisboa: LNEC.

[66] VEIGA, M. R., & AGUIAR, J. (2003). Definição de estratégias de intervenção em

revestimentos de edifícios antigos. Proceedings do 1º Encontro Nacional sobre

Patologia e Reabilitação de Edifícios. Porto: Feup.

[67] VEIGA, M. R., & MAGALHÃES, A. C. (2005). Estudo comparativo de possíveis

soluções de argamassas para revestimentos de paredes de edifícios antigos. 1º

Congresso Nacional de Argamassas de Construção. Lisboa.

[68] VEIGA, M. R., AGUIAR, J., SILVA, A. S., & CARVALHO, F. (2004). Argamassas para

revestimento de paredes de edifícios antigos. Características e campo de aplicação

de algumas formulações correntes. Lisboa: LNEC.

[69] VEIGA, M. R., AGUIAR, J., SILVA, A. S., & CARVALHO, F. (2004). Conservação e

renovação de revestimentos de paredes de edifícios antigos. Lisboa: LNEC.

[70] WINNEFELD, F., & BÖTTGER, K. (2006). How clayey fines in aggregates influence

the properties of lime mortars. Materials and Structures, 39,pp.401-411.

[71] www.apfac.pt. – Associação portuguesa dos fabricantes de argamassas.

[72] www.sciencedirect.com.

104

105

ANEXOS

106

ANEXO A (RESULTADOS EXPERIMENTAIS)

107

ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE

Franja capilar [mm]

Argamassa

CA1 CA2 CA3 CA4 CA5

Valor médio

0 0 0 0 0

30 35 30 38 31

41 47 43 50 43

50 56 52 60 53

65 70 70 79 71

89 89 93 102 83

140 145 141 153 123

160 160 160 160 160

160 160 160 160 160

160 160 160 160 160

160 160 160 160 160

160 160 160 160 160

160 160 160 160 160

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 5 10 15 30 60 180 360 480 720 1440 2880 4320

Farn

ja c

ap

ilar

[mm

]

Tempo [min]

CA1

CA2

CA3

CA4

CA5

108

ANEXO B (CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS)

109

ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DA CINÉTICA DE SECAGEM

REGISTO DE TEMPERATURA E HUMIDADE NO LABORATÓRIO

15

17

19

21

23

25

27

29

10-Mai 17-Mai 24-Mai 31-Mai 07-Jun 14-Jun 21-Jun

Tem

pe

ratu

ra [º

C]

Data

35

45

55

65

75

85

10-Mai 17-Mai 24-Mai 31-Mai 07-Jun 14-Jun 21-Jun

Hu

mid

ade

rela

tiva

[%]

Data

110

ENSAIO DE CRISTALIZAÇÃO DE SAIS

REGISTO DE TEMPERATURA E HUMIDADE NO LABORATÓRIO

19

21

23

25

27

29

31

26-Mai 09-Jun 23-Jun 07-Jul 21-Jul 04-Ago 18-Ago 01-Set

Tem

pe

ratu

ra [º

C]

Data

25

35

45

55

65

75

26-Mai 09-Jun 23-Jun 07-Jul 21-Jul 04-Ago 18-Ago 01-Set

Hu

mid

ade

rela

tiva

[%]

Data

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INFLUÊNCIA DA RAZÃO ÁGUA/LIGANTE NAS … · 4.3.2.2 Porosidade aberta teor máximo de absorção de água e massas volúmicas aparente e real..... 78 4.3.2.3 Teor em água às