Influência da humidade relativa no comportamento mecânico da … · 2019-04-04 · Influência da humidade relativa no comportamento mecânico da LECA Pedro Augusto Ribeiro dos

Influência da humidade relativa no comportamento

mecânico da LECA

Pedro Augusto Ribeiro dos Santos Pereira de Almeida

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Prof. Jaime Santos

Orientador: Prof. Laura Caldeira

Orientador: Prof. Emanuel Maranha das Neves

Vogal: Prof. Alexandre da Luz Pinto

Maio de 2009

I

Resumo

Esta dissertação insere-se num programa de investigação da Maxit – Tecnologias para a

Construção, Reabilitação e Ambiente, S.A, que tem vindo a ser desenvolvido com vista à

determinação das propriedades dos seus materiais. No caso concreto deste documento,

elaborado no término do Mestrado Integrado em Engenharia Civil, a empresa anteriormente

referida solicitou, ao Laboratório Nacional de Engenharia Civil e ao Instituto Superior Técnico, a

realização de uma análise ao comportamento resistente das GeoLecas, com intervalos de

granulometria 10-20 e 0-32 mm, face a condições de humidades relativas variáveis e eventual

influência nas suas propriedades físicas.

A título de introdução apresentam-se elementos sobre a utilização de Leca a nível Europeu,

referindo as áreas de aplicação deste material. Analisaram-se documentos com estudos de

referência nos campos da resistência à rotura em função da humidade relativa e do efeito de

escala, elaborando uma comparação entre os resultados obtidos em alguns desses

documentos e os resultados obtidos nos ensaios experimentais efectuados.

Indicaram-se algumas propriedades já conhecidas da Leca e algumas mais específicas das

GeoLecas 10-20 e 0-32 mm em análise, assim como, alguns ensaios já realizados e

estabelecendo-se uma comparação entre os valores já conhecidos previamente à elaboração

deste trabalho e os valores obtidos. Como ensaios experimentais realizaram-se ensaios de

resistência ao esmagamento e ensaios de determinação da massa volúmica e da porosidade

das amostras.

Por fim, compararam-se alguns dos resultados obtidos com os valores anunciados pela

empresa e com outros materiais de referência e, estabelecem-se sugestões para futuras

análises experimentais a este material.

Palavras – Chave: Testes laboratoriais, Leca, Humidade relativa, Resistência, Teor em água

II

III

Abstract:

This dissertation is part of a research program of Maxit – Tecnologias para a Construção,

Reabilitação e Ambiente, S.A. which has been developed in order to determine the features of

the materials provided by that company. This paper was elaborated in the closing stages of a

Masters degree in Civil Engineering, after being requested by Maxit to the Laboratório Nacional

de Engenharia Civil and to the Instituto Superior Técnico. It consists in the determination of

GeoLeca's physical properties and analysis of its behaviour when exposed to variable relative

humidity, with 10-20 and 0-32 mm gradation intervals.

During the elaboration of this thesis, research was done to determine in what ways and in which

fields Leca is being used in the European continent. Furthermore, several papers regarding the

resistence shown by different materials, when confronted with different relative humidity and

scale effects, were analysed and compared with the results gathered from the conducted

experiments.

A number of currently known physical features of Leca and 10-20 and 0-32 mm GeoLeca are

mentioned in this dissertation, alongside with several experiments done in the past with Leca,

which were compared with the values obtained from the conducted experiments. Three

experiments were carried, one of which regarded the crushing strength and two others which

determined the volumetric mass and porosity of the samples.

Finally, some of the results were compared with the values stated by Maxit and with those of

other standard materials. Also, suggestions were made for future experimental analysis of Leca.

Key – Words: Laboratorial tests, Leca, Relative Humidity, Strenght, Water content

IV

V

Agradecimentos:

Agradeço, em primeiro lugar, à minha família por todo o apoio que me deram para que pudesse

concretizar esta tese.

Agradeço a todas as pessoas do LNEC que me apoiaram e ajudaram a concretizar esta

dissertação, com especial atenção à Professora Laura Caldeira, pelo seu apoio incondicional e

fundamental. À Amélia Reis e ao Joaquim Remédios pela sua força de vontade, capacidade

motivadora que sempre me incumbiram e pela ajuda prestada na elaboração dos ensaios

experimentais.

Agradeço à Engenheira Rafaela Cardoso por todo o apoio que me prestou ao longo de este

último ano apesar de, não estar presente muitas vezes por obrigações, nunca deixou de me

prestar esclarecimentos de dúvidas. Ao Professor Emanuel Maranha das Neves pela sua

simpatia constante, vontade de concretização da dissertação e pela sua ajuda em alturas em

que era preciso acelerar o processo de término da tese.

Por fim, gostaria de agradecer a todos os meus amigos que me apoiaram na elaboração da

tese quer directamente quer indirectamente, em especial ao João Valente e ao João Maia, que

me ajudaram na elaboração do resumo em Inglês.

VI

VII

Índice:

Introdução: ............................................................................................................. 1

GeoLeca e suas aplicações .................................................................................. 5

2.1 – Processo de fabrico da Leca:.............................................................................. 5

2.2 – Aplicações de GeoLeca ...................................................................................... 9

2.2.1 Estradas ......................................................................................................... 10

2.2.2 Praças citadinas: ............................................................................................ 21

2.2.3 Habitações e Armazéns ................................................................................. 25

2.2.4 Portos ............................................................................................................. 31

2.2.5 Outros tipos de aplicações ............................................................................. 33

Justificação do estudo realizado ....................................................................... 37

Efeito de escala .................................................................................................... 43

Ensaios de caracterização da Leca ................................................................... 45

5.1 A Leca em estudo ................................................................................................ 45

5.2 Ensaios complementares executados previamente à elaboração desta tese ..... 47

Ensaios laboratoriais .......................................................................................... 53

6.1 Ensaios realizados e os seus objectivos ............................................................. 53

6.2 Preparação das amostras .................................................................................... 53

6.2.1 Preparação dos excicadores .......................................................................... 54

6.2.2 Preparação das amostras saturadas ............................................................. 57

6.2.3 Preparação das amostras para ensaio de resistência ao esmagamento ...... 58

6.2.4 Preparação das amostras para determinação da massa volúmica e da

porosidade (1º ensaio) ......................................................................................................... 60

6.3 Procedimento de ensaio ...................................................................................... 61

6.3.1 Ensaios de determinação da porosidade ....................................................... 61

6.3.2 Ensaio de resistência ao esmagamento ........................................................ 70

Conclusões e desenvolvimentos futuros ......................................................... 87

Bibliografia ........................................................................................................... 89

VIII

IX

Índice de Figuras:

Figura 1 – Consumo de Leca em € / Habitante em vários países da Europa em 2004 .. 2

Figura 2- Grão de Leca sujeito ao fogo ............................................................................ 5

Figura 3 – Triângulo de Riley, 1951 ................................................................................. 6

Figura 4 – Expansão sofrida pela argila sem adjuvantes, com serradura e com óleo 7

Figura 5 – Localização das aplicações de Leca na Europa. ........................................... 9

Figura 6 – Amiens, França ............................................................................................. 10

Figura 7 – Escavadora a colocar a GeoLeca ................................................................. 11

Figura 8 – Encontro entre a estrada e viaduto ............................................................... 11

Figura 9 – Vista superior do viaduto: .............................................................................. 12

Figura 10 – Viaduto ........................................................................................................ 12

Figura 11 – Localização de Gniezno, Polónia ................................................................ 13

Figura 12 – Obra durante a escavação .......................................................................... 13

Figura 13 – Camada de GeoLeca após compactação ................................................... 14

Figura 14 – Aspecto final da obra................................................................................... 14

Figura 15 – Bunratty, Irlanda .......................................................................................... 15

Figura 16 – Colocação e compactação da GeoLeca ..................................................... 16

Figura 17 – Aspecto final do pavimento ......................................................................... 17

Figura 18 - Torremuzza ,Sicília – Itália ........................................................................... 17

Figura 19 – Início dos trabalhos ..................................................................................... 18

Figura 20 – Muros de contenção em terra armada ........................................................ 18

Figura 21 - Gotemburgo, Suécia .................................................................................... 19

Figura 22 - Abertura da vala e colocação do geotextil ................................................... 20

Figura 23 - Colocação e espalhamento da GeoLeca ..................................................... 20

Figura 24 - Aspecto final da obra ................................................................................... 20

Figura 25 - Localização da cidade de Busum, Alemanha .............................................. 21

Figura 27 – Aspecto final da obra................................................................................... 23

Figura 26 – Injecção de GeoLeca .................................................................................. 22

Figura 28 - Mechelen, Bélgica ........................................................................................ 23

Figura 29 - Injecção da GeoLeca ................................................................................... 24

Figura 30 - Injecção e espalhamento da GeoLeca ........................................................ 25

Figura 31 - Fase final da obra ........................................................................................ 25

Figura 32 – Frederikshavn, Dinamarca .......................................................................... 26

Figura 33 – Colocação de GeoLeca para posteriormente ser espalhada pela área ..... 26

Figura 34 – Laje do 1º piso ............................................................................................. 27

Figura 35 – Área envolvente da construção ................................................................... 27

Figura 36 – Aspecto final das vivendas .......................................................................... 28

Figura 37 - Rio Trancão, Lisboa, Portugal ..................................................................... 29

X

Figura 38 – Localização das valas onde foi aplicada a GeoLeca .................................. 29

Figura 39 - Armazém com microestacas ........................................................................ 30

Figura 40 - Microestacas com capitel de ligação à laje ................................................. 30

Figura 41 - Ligação entre as microestacas e as armaduras da laje .............................. 31

Figura 42 – Sonderborg, Dinamarca .............................................................................. 32

Figura 43 – Colocação de um geotextil .......................................................................... 32

Figura 44 – Descarga da GeoLeca ................................................................................ 33

Figura 45 - Oudekerk Oude Ijsselstreek, Holanda ......................................................... 34

Figura 46 – Vista aérea dos campos .............................................................................. 34

Figura 47 - Espalhamento e compactação da GeoLeca ................................................ 35

Figura 48 - Aspecto final do campo sintético ................................................................. 35

Figura 49 - Esquema da corrosão provocada pela água ............................................... 38

Figura 50 - Modos de carga da físsura. Os três modos representados são I – tracção

(tensile), II – escorregamento (sliding) e III – estiramento (tearing). ............ 39

Figura 51 - Velocidade de propagação das fissuras em função do factor de intensidade

da tensão (KL) ............................................................................................... 40

Figura 52 – Grão de Leca onde é observável os dois tipos de estrutura ...................... 42

Figura 53 - Tensão de rotura à tracção (σf) em função do diâmetro das partículas ...... 44

Figura 54 – Demonstração da aplicação da carga no ensaio Brasileiro ........................ 43

Figura 55 – Curva granulométrica de amostras de geoLeca 10-20 e 0-32 utilizadas em

ensaios na Noruega ..................................................................................... 45

Figura 56 – Curva granulométrica de amostras de geoLeca 10-20, 4-32 e 0-32 .......... 46

Figura 57 – Secções longitudinais resistentes ............................................................... 48

Figura 58 – Excicador ..................................................................................................... 54

Figura 59 - Massa volúmica da água em função da temperatura .................................. 55

Figura 60 - Procedimento utilizado na saturação das amostras .................................... 58

Figura 61 – Peneiro 3/8´´ ................................................................................................ 58

Figura 62 – Peneiro 3/4´´ ................................................................................................ 58

Figura 63 – Peneiro 1´´ ................................................................................................... 58

Figura 64 – Excicador com amostras secas .................................................................. 59

Figura 65 – Vista de cima do excicador com amostras secas ....................................... 59

Figura 66 – Excicador com amostras à HR 75% .......................................................... 59

Figura 67 – Vista de cima do excicador com amostras à HR 75% ................................ 59

Figura 68 – Excicador com amostras à HR 85% ........................................................... 60

Figura 69 – Vista de cima do excicador com amostras à HR 85% ................................ 60

Figura 70 – Amostras saturadas – Vista 1 ..................................................................... 60

Figura 71 – Amostras saturadas – Vista 2 ..................................................................... 60

Figura 72 - Amostra 0/32 ................................................................................................ 61

Figura 73 – Bancada do Laboratório com as amostras de Leca a saturar no interior do

excicador ...................................................................................................... 62

XI

Figura 74 - Balança ligada ao cesto com vista à medição da massa imersa ................ 62

Figura 75 - Amostra imersa no interior do cesto ............................................................ 63

Figura 76 - Secagem da superficie dos grãos de Leca .................................................. 63

Figura 77 – Parafina colocada nas amostras ................................................................. 64

Figura 78 - Recipiente com cesto para medir a massa imersa ...................................... 64

Figura 79 - Amostra 0/32 ................................................................................................ 65

Figura 80 - Amostra 10/20 .............................................................................................. 65

Figura 81 - Exemplo dos poros acessíveis e dos poros inacessíveis à água do 1º

ensaio ........................................................................................................... 69

Figura 82 – Decurso de um ensaio de esmagamento ................................................... 71

Figura 83 – Decurso de um ensaio de esmagamento em pormenor ............................. 72

Figura 84 – Grãos após um ensaio ................................................................................ 72

Figura 85 – Valores dos parâmetros da fórmula de Marsal em função da HR .............. 78

Figura 86 - Resistência de grãos da amostra 10 20 diâmetro 10 em função da HR ..... 79

Figura 87 - Resistência de grãos da amostra 0 32 diâmetro 10 em função da HR ....... 79

Figura 88 - Comparação da Resistência das amostras 10 20 e 0 32 diâmetro 10 em

função da humidade relativa ........................................................................ 80

Figura 89 – Valores médios de rotura das amostras secas ........................................... 80

Figura 90 – Valores médios de rotura das amostras com HR de 75% .......................... 81

Figura 91 – Valores médios de rotura das amostras com HR de 85% .......................... 81

Figura 92 – Valores médios de rotura das amostras saturadas .................................... 82

Figura 93 – Gráfico dos valores médios de todas as amostras ..................................... 82

XII

XIII

Índice de Tabelas

Tabela 1 – Propriedades das amostras analisadas ....................................................... 46

Tabela 2 - Sucções nos excicadores obtidas através da lei psicométrica ..................... 56

Tabela 3 - Propriedades de soluções saturadas ............................................................ 57

Tabela 4 - Massas M1, M2 e M3 de cada amostra ........................................................ 63

Tabela 5 – Resultados do ensaio de determinação da porosidade com parafina (2º

ensaio) .......................................................................................................... 65

Tabela 6 - Resultados das grandezas calculadas no 1º ensaio .................................... 67

Tabela 7- Resultados das grandezas calculadas neste 2º ensaio ................................. 68

Tabela 8 - Massa Volúmica e porosidade de algumas rochas ..................................... 70

Tabela 9 – Amostra 10 20 – diâmetro 10 mm ................................................................ 73

Tabela 10 – Amostra 10 20 – diâmetro 10 mm - Valores médios .................................. 73

Tabela 11 - Amostra 10 20 – diâmetro 15 mm ............................................................... 73

Tabela 12 – Amostra 10 20 – diâmetro 15 mm – Valores médios ................................. 73

Tabela 13 - Amostra 10 20 – diâmetro 20 mm ............................................................... 74

Tabela 14 – Amostra 10 20 – diâmetro 20 mm – Valores médios ................................. 74

Tabela 15 - Amostra 0 32 – diâmetro 10 mm ................................................................ 74

Tabela 16 – Amostra 0 32 – diâmetro 10 mm – Valores médios ................................... 74

Tabela 17 - Amostra 0 32 – diâmetro 20 mm ................................................................. 75


Tabela 19 - Amostra 0 32 – diâmetro 30 mm ................................................................. 75


Tabela 21 – Resultados da aplicação da fórmula de Marsal às forças médias ............. 77

Tabela 22 - Resultados da aplicação da fórmula de Marsal às forças médias .............. 77



Tabela 25 – Parâmetros da fórmula de Marsal obtidos para cada HR .......................... 78

Tabela 26 - Parâmetros da fórmula de Marsal para vários materiais ............................ 84

Tabela 27 – Resistência ao esmagamento de amostras de calcário, diorito e granito.. 85

XIV

XV

Símbolos e Abreviaturas:

Leca Lightweight expanded clay aggregate

LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil

Gs Densidade das partículas sólidas

HR Humidade relativa

LNEG Laboratório Nacional de Energia e Geologia

M Massa molecular da água

NTNU Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia

P Força diametral aplicada no grão

R Constante universal dos gases

T Temperatura absoluta

ρw Massa volúmica da água

ρh Massa volúmica seca

ψ Sucção Total

XVI

Introdução:

1

1. Introdução:

A tese apresentada insere-se no Mestrado Integrado em Engenharia Civil, no âmbito do

processo de Bolonha. A sua elaboração partiu de um pedido efectuado pela Maxit –

Tecnologias para a Construção, Reabilitação e Ambiente, S.A. ao Laboratório Nacional de

Engenharia Civil (LNEC) e ao Instituto Superior Técnico (IST), com vista à realização de uma

análise às características físicas da Leca, mais concretamente para a avaliação da influência

da humidade relativa nas propriedades mecânicas do material.

Os estudos desenvolvidos pela Maxit Group, da qual faz parte a delegação Portuguesa, Maxit –

Tecnologias para a Construção, Reabilitação e Ambiente, S.A., iniciaram-se em 1997, na altura

Leca Noruega. Esta empresa iniciou um grande projecto de estudos e de ensaios, com o apoio

do conselho Norueguês para a investigação, Sintef – Engenharia Civil e Ambiental e com o

apoio do Departamento de Engenharia Geotécnica da Universidade Norueguesa de Ciência e

Tecnologia (NTNU). Neste projecto incluíram-se testes em modelos de grande escala, em

laboratório e no campo, tendo sido construídas obras de arte propositadamente para a análise

do comportamento do material. As propriedades físicas do material, tais como a teor em água,

densidade e durabilidade foram também analisadas, assim como as propriedades mecânicas e

térmicas. Esta análise estendeu-se inclusivamente a empreiteiros da Noruega, Suécia e

Finlândia.

O interesse da Maxit na elaboração deste estudo consiste na determinação de propriedades

deste material que ainda não foram avaliadas noutros ensaios, como a porosidade do material

e a resistência ao esmagamento. Tem interesse, também, em estabelecer uma comparação

com outros estudos já efectuados, no que se refere ao comportamento da Leca face a

condições de humidade relativa diferentes, uma vez que estes estudos podem abrir mercados,

inclusive podem aumentar a utilização de Leca em Portugal, que é ainda bastante reduzida,

comparativamente com a aplicação deste material nos países Nórdicos (ver Figura 1).

Introdução:

2

Figura 1 – Consumo de Leca em € / Habitante em vários países da Europa em 2004 (Maxit, 2004)

O objectivo deste trabalho consistiu em confirmar a preservação das características resistentes

da Leca aquando a presença de humidades relativas elevadas, conforme a própria Empresa

anuncia, e em determinar a porosidade do material e a massa volúmica da Leca.

Na elaboração desta tese tentou-se adoptar uma estrutura em que o leitor, independentemente

do seu conhecimento sobre a área, pudesse interpretar as análises e as conclusões nesta

elaborada. Desta forma, a dissertação encontra-se dividida em sete capítulos.

No primeiro capítulo, elaborou-se uma introdução, onde se referiu o contexto de inserção da

tese, o objectivo desta e uma análise da divisão estabelecida para a dissertação.

No segundo capítulo, descreveu-se o processo de fabrico da Leca e as suas dimensões

padrão. Apresentaram-se alguns exemplos de aplicações da GeoLeca em Portugal e no

estrangeiro.

No terceiro capítulo, analisou-se a resistência de alguns materiais em função da humidade

relativa, nomeadamente, do xisto argiloso do rio Pancrudo. Descreveram-se os mecanismos de

propagação de fendas, fundamentalmente em função da humidade relativa para a Leca.

Introdução:

3

Analisou-se ainda a influência de defeitos e da humidade relativa nos grãos para a fendilhação

e na propagação desta.

No quarto capítulo, analisou-se o efeito de escala dos grãos de Leca na sua resistência.

No quinto capítulo, apresentam-se algumas propriedades já conhecidas das GeoLecas, para

enquadrar os resultados obtidos nos ensaios realizados neste trabalho. Apresenta-se também

um resumo de alguns ensaios já realizados na investigação das propriedades da Leca.

No sexto capítulo, apresentam-se os ensaios realizados e os seus objectivos, indicando-se

todo o procedimento de preparação das amostras, o procedimento dos ensaios, os resultados

obtidos e a sua análise, incluindo comparações efectuadas com outros materiais.

No sétimo capítulo, estabelecem-se as conclusões finais da dissertação. Sugerem-se também

temas interessantes para futuras dissertações.

Introdução:

4

GeoLeca e suas aplicações

5

2. GeoLeca e suas aplicações

Este capítulo encontra-se dividido em dois subcapítulos. No primeiro retrata-se toda o processo

de fabrico da Leca, enquanto no segundo retratam-se algumas aplicações de GeoLeca na

Europa.

2.1 – Processo de fabrico da Leca:

Neste subcapítulo será descrito o processo de fabrico da argila expandida (Leca- lightweight

expanded clay aggregate) nomeadamente, em que condições esta é produzida, sobre que

temperaturas e os equipamentos necessários à sua preparação.

A Leca é fabricada com recurso a um forno rotativo, que atinge altas temperaturas (até

1150ºC), com vista à expansão da argila. O resultado são elementos leves, denominados grãos

(massa volúmica seca de 260-340 kg/m3) aproximadamente esféricos, de dimensões variadas

e com uma envolvente cerâmica rígida e um interior poroso. Estes grãos esféricos são

resistentes ao fogo, ao gelo e quimicamente inertes, com vantagens do ponto de vista

ambiental (ver figura 2).

Figura 2- Grão de Leca sujeito ao fogo

O processo de fabrico da argila expandida, Leca, em Portugal, usa materiais explorados em

locais da Maxit ou adquiridos em fornecedores já conhecidos.

Para avaliar a sua adequabilidade para o fabrico da Leca são efectuados ensaios em

Laboratório num forno, a 1170ºC, durante 8 minutos, com amostras, com aproximadamente,

2,5 g, para testar a sua capacidade de expansão. É também efectuado um teste com grãos de

7g, a temperaturas de 900ºC e 500ºC, durante 15 minutos, em cada forno.


6

Recorrendo a camiões a argila é colocada nos laminadores, os quais esmagam a argila,

ficando esta com partículas de dimensão inferior a cerca de 1mm de espessura.

Posteriormente, ficam armazenados em stock sem grande variação de humidade, apenas de

forma a constituírem quantidades suficientes para seguirem para a misturadora, de modo a que

o forno trabalhe em contínuo. Vão para uma misturadora, que adiciona água e óleo, formando

uma pasta, com aproximadamente 21% de teor em água (w), que entra no forno rotativo. Neste

forno existem duas zonas, uma primeira, em que há uma secagem da pasta, e uma segunda,

em que há uma expansão e formação dos grãos de Leca.

Através da análise de documentos de investigação de argilas feitas por Riley (1951) (citado

por: Rattanachan e Lorprayoon, 2005), com o objectivo de analisar a sua possível utilização na

produção de argila expandida, foi possível observar que, segundo estudos de Riley, op. cit., se

uma rocha estiver na área do diagrama triangular indicado na figura 3, significa que é possível

a sua utilização como material para produzir argila expandida. Isto é, se a percentagem de SiO2

estiver entre 52% e 80%, Al2O3 entre 11% e 25% e os fluxos combinados entre 10% a 25%, há

garantia de haver um comportamento piroclástico, ou seja, há libertação de um gás e

aprisionamento desse mesmo no interior do grão.

Figura 3 – Triângulo de Riley, 1951 (Al-Bahar e Bogahawatta, 2006)

Além deste estudo de referência, foram realizados posteriormente alguns trabalhos (White,

1960 e Sweeney e Hamlin, 1965 – citados por: Kogle et al, 2006) mas, até hoje parece não

haver concordância sobre quais os minerais essenciais para a produção de uma argila

expandida de grande qualidade. Também Conley et al (1948), Klinefelter e Hamlin (1957) e

Hamlin e Templin (1962) (citados por: Kogle et al, 2006) desenvolveram ensaios experimentais

para avaliar as propriedades destes materiais.


7

A utilização de adjuvantes permite obter massas volúmicas mais baixas, como comprovado em

Al-Bahar e Bogahatta (2006). Estes investigadores desenvolveram trabalhos com uma argila de

Bahra (Kawait), a qual foi misturada com serradura e com óleo (ver figura 4).

Figura 4 – Expansão sofrida pela argila sem adjuvantes, com serradura e com óleo (Al-Bahar e Bogahawatta, (2006))

De acordo com informação fornecida pela Maxit, um dos aspectos importantes quanto à

composição química da argila é que seja rica em óxidos de ferro. Na realidade na ocasião de

formação dos grãos que constituem a forma da argila expandida, a qual se dá na parte final do

tratamento no forno onde são atingidas as temperaturas mais elevadas, os produtos orgânicos

adicionados previamente à argila (antes de serem introduzidos no forno) tendem a expandir-se

por combustão. Esses produtos são normalmente óleos usados e casca de pinheiro moída.

Mas para a combustão e consequente expansão de gás que origina o aspecto altamente

poroso do interior dos grãos de Leca, é necessário oxigénio, o qual é fornecido pelo óxido de

ferro presente na argila.

Resta acrescentar que já após a formação dos grãos no forno, é adicionado cerca de 3% de

carbonato de cálcio com o objectivo dos grãos não tenderem a ligar-se entre si.

A Leca, após compactação, apresenta uma massa volúmica aparente seca de,

aproximadamente, 300 kg/m3, para a granulometria 10-20mm, o que corresponde a cerca de

1/7 da massa volúmica aparente seca após compactação, para a mesma energia específica,

de areia, gravilha ou brita (aproximadamente 2100 kg/m3). Apresenta uma superfície que não

permite grande absorção de água à pressão atmosférica, daí resultando um material cujas


8

aplicações, em locais sujeitos à acção da água ou de humidades relativas elevadas, são muito

comuns.

Actualmente a GeoLeca é comercializada nas dimensões 10-20 mm e 0-32 mm,

uniformemente granulada. A primeira gama de dimensões aplica-se quando o critério

preponderante à sua aplicação é a redução de peso. A segunda gama é aplicada quando o

critério preponderante é a inclusão de um material de elevada resistência ao corte (Φ10-20 = 38º

Φ0-32 = 45º). Aplica-se ainda a dimensão 0-3 mm no caso de materiais submersos.

Existem ainda aplicações de Leca, comercializadas pela Maxit, em que a única diferença para

a GeoLeca é possuírem granulometrias diferentes, excepto, no caso das Lecas utilizadas em

betões leves, em que a sua produção é efectuada a temperaturas mais baixas. Esta produção

a temperaturas mais baixas origina grãos menos porosos e, assim, mais resistentes.

Apresentam-se alguns exemplos das Leca comercializadas pela Maxit:

Leca isolamento 8/16, cuja granulometria varia entre 12,5-20 mm e é aplicada em

enchimentos em pavimentos e coberturas, por forma, a garantir bom isolamento

térmico e acústico;

Leca enchimento manual 3/8, cuja granulometria varia entre 10-16 mm e é

aplicada também em enchimento de pavimentos e em utilizações em horticultura e

floricultura;

Leca enchimento bombagem 3/8F, cuja granulometria varia entre 5-11,2 mm e é

aplicada em enchimento de pisos, produção de betão leve estrutural e na indústria

de prefabricação;

Leca godo 2/4, cuja granulometria varia entre 2-6,3mm e é aplicada em produção

de betão leve estrutural e na indústria da prefabricação;

Leca areia 0/3, cuja granulometria varia entre 0-3 mm e é aplicada na produção de

betão leve estrutural, argamassas e rebocos leves e refractários, indústria da

prefabricação e em utilizações de horticultura;

Leca seca, cuja granulometria varia entre 9,5-16 mm e é aplicada em enchimento

de pisos térreos ou elevados e em que o acabamento final é em madeira e é ideal

para as aplicações em que o teor em água da camada de enchimento seja

controlado;

Leca estrutural 2/4mm, cuja granulometria varia entre 2-4 mm e se aplica aquando

da produção de betão leve estrutural;


9

Leca estrutural 4/12 mm, cuja granulometria varia entre 4-12 mm que se aplica

também em betão leve estrutural.

2.2 – Aplicações de GeoLeca

A Leca pode ser utilizada para reduzir os assentamentos de aterros, estabilizar taludes,

aligeirar as cargas nos solos sobre cavidades naturais ou artificiais, no tardoz das paredes de

contenção e de encontros de pontes, para proteger e isolar as canalizações de serviços e para

oferecer boa drenagem. Propícia inúmeros benefícios para um vasto conjunto de utilização, tais

como a construção de estradas, linhas-férreas, portos, aeroportos, campos desportivos e

muros de contenção. Como tal, este material cuja importância tem vindo a ser cada vez mais

reconhecida por todos, minimiza a procura de agregados primários, minimiza o desperdício de

materiais de construção, reduz as escavações, o que do ponto de vista ambiental é bastante

benéfico, e permite uma melhoria da eficiência na construção.

A utilização de Leca em obras na Europa é corrente (ver figura 5), e está especialmente ligada

aos custos de assentamentos devido ao excesso de carga. De seguida apresentam-se alguns

exemplos de obras em que se utilizou GeoLeca.

Figura 5 – Localização das aplicações de Leca na Europa. (Maxit, 2008)


10

2.2.1 Estradas

Amiens, França

A aplicação de GeoLeca na construção de estradas pode ser exemplificada com as obras,

terminadas em 2004, em Amiens (ver figura 6). Esta aplicação foi efectuada na estrada RD

929, que liga Amiens a Albert. A colocação de Leca restringiu-se aos encontros entre o viaduto

e a estrada, com vista à redução de assentamentos naquela zona. Os assentamentos sofridos

nestas zonas são comuns e como tal, a GeoLeca constitui uma boa solução para os reduzir.

Figura 6 – Amiens, França – (Google Earth http://earth.google.com/)

Dados técnicos da aplicação:

Volume total de Leca aplicada: 850 m3

Dimensão dos grãos: 8-16 mm

Período de construção: 2004

Localização: Amiens

Dono de Obra: Concelho Municipal de Somme, DDE (Somme)

Construtora: Baudin Chateauneuf, BRON (Lyon)

Consultores: COGECI (Vaulx en Velin)

http://earth.google.com/


11

Nas figuras 7 e 8 pode-se observar a colocação da GeoLeca, com a interposição de um

geotextil entre o terreno e a GeoLeca.

Figura 7 – Escavadora a colocar a GeoLeca (Maxit, 2006)

Figura 8 – Encontro entre a estrada e viaduto (Maxit, 2006)

Na figura 9 pode-se ver a malha do tabuleiro de um viaduto, enquanto que na figura 10 é

possível observar uma vista lateral desta mesma obra de arte.


12

Gniezno, Polónia

Devido ao mau estado da estrada N.º 5 em Gniezno, na Polónia (ver figura 11) foi executada

uma obra, com vista a reparar respectivas deformações. Para essa reparação foi escolhido a

GeoLeca, como material de aterro, para reduzir os assentamentos, no caso concreto, a

GeoLeca 10-20 mm. As elevadas deformações da estrada foram devidas ao solo subjacente

ser mole e ao facto de estar perto de um lago (Winiarskiego Lake), com níveis freáticos

elevados.

Assim, a redução de cargas fez-se com a construção de uma camada, de 2,4 m de espessura,

de Leca 10-20 mm, coberta com 0,70 m de brita.

Figura 9 – Vista superior do viaduto (Maxit, 2006):

Figura 10 – Viaduto (Maxit, 2006)


13

Figura 11 – Localização de Gniezno, Polónia (Google Earth http://earth.google.com/)

Na figura 12 é possível observar a escavação da zona envolvente ao lago, para posteriormente

ser colocada a GeoLeca. Nas figuras 13 e 14 observa-se a colocação da GeoLeca e

compactação e o aspecto final da obra, respectivamente.

Figura 12 – Obra durante a escavação (Maxit, 2006)



14

Figura 13 – Camada de GeoLeca após compactação (Maxit, 2006)

Figura 14 – Aspecto final da obra (Maxit, 2006)


15

Bunratty, Irlanda

A Estrada N18, em Bunratty, na Irlanda (ver figura 15), foi executada sobre solos moles, na

proximidade de um rio. Devido a assentamentos em cinco áreas da zona oeste do traçado, foi

colocada uma camada de GeoLeca 10-20 mm na sub-base, como forma de substituir os

materiais pesados previamente utilizados nesta mesma sub-camada.

Figura 15 – Bunratty, Irlanda (Google Earth http://earth.google.com/)

A rapidez de execução desta obra foi um factor a ter em conta na escolha do material de

enchimento, uma vez que a circulação na estrada foi limitada à faixa Este, tendo, assim, a

estrada apenas uma via de circulação. Assim, a escolha do material de aterro recaiu sobre a

GeoLeca, dada a sua fácil colocação e rapidez de compactação.

A compactação da GeoLeca foi executada recorrendo à mesma máquina que executava a sua

colocação, uma escavadora rotativa. A solução adoptada foi a correcta, dado o cumprimento

do curto prazo estabelecido por parte da construtora executante, e a não existência, até ao

presente de quaisquer problemas.

Também é de referir que o projecto foi efectuado com vista satisfazer um período de vida útil

pelo menos de 20 anos.



16


Dono de Obra: Clare County Council/ National Roads Authority (NRA)

Data da aplicação da GeoLeca: Junho de 2005

Volume de GeoLeca: 6000 m3

Dimensão dos grãos: 10 - 20 mm

Período de construção: 17/06/05 – 25/07/05

Na figura 16 é observável a colocação e a compactação da GeoLeca ao longo da estrada,

enquanto na figura 17 se vê o aspecto final da obra.

Figura 16 – Colocação e compactação da GeoLeca (Maxit, 2006)


17

Figura 17 – Aspecto final do pavimento (Maxit, 2006)

Auto-estrada, Torremuzza, Sicília em Itália

Na construção da principal auto-estrada da Sicília, que liga a cidade de Messina a Palermo (ver

figura 18), a GeoLeca desempenhou um papel de destaque, na medida em que já tinham sido

implementadas outras soluções noutras obras de estradas que não tinham mostrado bom

funcionamento, devido aos assentamentos verificados durante a exploração. Assim, a GeoLeca

foi aplicada num sistema de contenção denominado terra armada, que implica a colocação de

armaduras de aço no interior do maciço de GeoLeca compactada.

Figura 18 - Torremuzza, Sicília – Itália (Google Earth http://earth.google.com/)



18

Na figura 19 é observável o início dos trabalhos após a desmatação e a terraplenagem da

zona.

Figura 19 – Início dos trabalhos (Maxit, 2006)

A figura 20 mostra os muros em terra armada construídos.

Figura 20 – Muros de contenção em terra armada (Maxit, 2006)


19

Gotemburgo, Suécia

Para acrescentar duas vias à E6 (ver figura 21) foi necessário recorrer à utilização de

GeoLeca, pois a argila que constituía o solo iria provocar assentamentos.

Figura 21 - Gotemburgo, Suécia (Google Earth http://earth.google.com/)


Empreiteiro: Almby Vast

Data da aplicação de Leca: 2005


Dimensão da GeoLeca: 8-20 mm

Período de construção: 06/2005 – 09/2005

Na figura 22 vê-se a vala aberta para colocação de um geotextil, onde foi depositada a camada

de GeoLeca, conforme pode ser observado na figura 23. A figura 24 permite ver o aspecto final

da obra.



20

Figura 22 - Abertura da vala e colocação do geotextil (Maxit, 2006)

Figura 23 - Colocação e espalhamento da GeoLeca (Maxit, 2006)

Figura 24 - Aspecto final da obra (Maxit, 2006)


21

2.2.2 Praças citadinas:

Concelho de Busum, Alemanha

Em Busum (ver figura 25), na Alemanha, com o objectivo de reduzir as cargas induzidas no

solo devido a construções e à sua renovação, foi colocada uma camada de Leca com

dimensão 8-16 mm. Esta camada foi utilizada quer nas zonas onde existiam muros de

contenção, quer nas fundações, tendo as camadas entre 2 a 5 m de espessura.

Figura 25 - Localização da cidade de Busum, Alemanha (Google Earth http://earth.google.com/)

Devido ao baixo peso volúmico da GeoLeca (1/3 do peso volúmico aparente de uma camada

normal de aterro), qualquer assentamento do solo em resposta às cargas aplicadas é

minimizado. Também as pressões aplicadas nas paredes de contenção são reduzidas devido à

GeoLeca, uma vez que esta minimiza a tensão vertical (𝜍𝑣´) e a tensão horizontal (𝜍𝑕 ´) aplicada

nas paredes é directamente proporcional à tensão vertical pela expressão (1).

𝜍𝑕 ´ = 𝐾𝜍𝑣´ (𝟏)

K = constante – coeficiente de impulso

.



22

Nesta obra foi, ainda utilizado um geotextil para separar a areia e a gravilha da camada de

argila expandida, com vista a garantir a drenagem da água. A Leca foi pulverizada com

cimento, em algumas áreas da obra, com vista a rigidificar a superfície dessas mesmas áreas.

Para além do caso de Bunsum a GeoLeca tem sido também bastante utilizada na remodelação

de outras praças de cidades.


Projecto: Ing.-Buro Bornhold, Albersdorf

Construtor: Kahler Bau Gmbh, Busum

Dimensão dos grãos: 8-16 mm

Período de construção: 2004

Localização: Busum


Cliente: Município de Busum

Área de Geotextil: 1500 m2 de Geolon PP 40L

Cimento: 7 Toneladas de cimento

Na figura 26 observa-se a injecção de GeoLeca por bombagem. A obra final pode ver-se na

figura 27.

Figura 26 – Injecção de GeoLeca (Maxit, 2006)


23

Figura 27 – Aspecto final da obra (Maxit, 2006)

Praça do Mercado, Mechelen, Bélgica

Em 2003, a cidade de Mechelen (ver figura 28), na Bélgica, iniciou a renovação do centro da

cidade. No final de 2003 e início de 2004 foram construídos, nas praças Grote Market e

Veemark, parques de estacionamento subterrâneos. Com a construção destes, a cidade

aproveitou a oportunidade para isolar a câmara municipal de infiltrações, dado esta se

encontrar nas imediações dos parques.

Figura 28 - Mechelen, Bélgica (Google Earth http://earth.google.com/)



24

Dado se estar numa obra que se situa sobre um parque de estacionamento, o peso do material

de enchimento foi um critério importante nas soluções analisadas. Assim, e devido ao baixo

peso volúmico da GeoLeca e a sua adequada capacidade drenante, foi decidido aplicar este

material como material de aterro. Também foi tida em conta, a sua rigidez e a sua resistência,

dado que nestas praças iriam ser desenvolvidos eventos, como feiras, mercados e festivais,

que envolvem a transmissão de grandes tensões ao material do aterro.

A aplicação de GeoLeca foi executada com a colocação de duas camadas de grãos de

dimensão 8-16 mm. O sistema de drenagem foi introduzido aquando da aplicação da primeira

camada. De seguida, colocou-se uma segunda camada de GeoLeca. No total, a espessura de

GeoLeca variou entre os 30 e os 60 cm, dependendo da zona.

Na figura 29 é observável a colocação de GeoLeca através do método de bombagem, que

permite uma melhor distribuição da GeoLeca na área a cobrir.

Figura 29 - Injecção da GeoLeca (Maxit, 2006)

A injecção e o espalhamento de GeoLeca são bastante simples e sem necessidade de

equipamentos pesados, como pode ser observado na figura 30.


25

Figura 30 - Injecção e espalhamento da GeoLeca (Maxit, 2006)

Na figura 31 observa-se a fase final da obra, faltando apenas a colocação de um pavimento e

ligação final de algumas tubagens.

Figura 31 - Fase final da obra (Maxit, 2006)

2.2.3 Habitações e Armazéns

Frederikshavn, Dinamarca

Em Frederikshavn, (ver figura 32), na construção de doze vivendas, optou-se pela colocação

de uma solução de fundações baseadas em GeoLeca. Essa solução foi desenvolvida com a

remoção de 90 cm de solo e com respectivo enchimento com GeoLeca (ver figuras 33, 34 e


26

35), sendo que a GeoLeca aqui colocada tinha apenas um sexto da densidade do solo

preexistente. A colocação desta camada permite suster as cargas das vivendas, que irão ser

distribuídas pelas fundações pré-fabricadas de betão.

Figura 32 – Frederikshavn, Dinamarca (Google Earth http://earth.google.com/)

As lajes foram ligadas às fundações pré-fabricadas. A construção foi escolhida devida a este

método ser bastante rápido e, apesar de se terem construído as mesmas em Fevereiro, altura

bastante chuvosa e com frequente queda de neve, não houve quaisquer problemas.

Figura 33 – Colocação de GeoLeca para posteriormente ser espalhada pela área (Maxit, 2006)



27

Figura 34 – Laje do 1º piso (Maxit, 2006)

Figura 35 – Área envolvente da construção (Maxit, 2006)

Na figura 36, observa-se o aspecto final das vivendas com a solução de construção

anteriormente descrita.


28

Figura 36 – Aspecto final das vivendas (Maxit, 2006)

Lisboa, Portugal

Esta obra situa-se na periferia de Lisboa, junto ao rio Trancão (ver figura 37). A intervenção

efectuada nesta obra consistiu no reforço das fundações de três edifícios. Uma vez, que a

carga a que estas estavam a ser sujeitas era bastante superior à carga prevista. Assim,

ocorreram assentamentos diferenciais. Em algumas zonas, o assentamento era da ordem de

0,6m. A solução proposta foi a de colocar microestacas ao longo de toda a área dos armazéns

(ver figura 38), e como material de aterro para as escavações efectuadas no exterior dos

edificados, a colocação de GeoLeca (ver figura 39). Este material permitiu a diminuição da

tensão vertical dos armazéns sobre o terreno, e como tal os assentamentos devido à

consolidação.


29

Figura 37 - Rio Trancão, Lisboa, Portugal (Google Earth http://earth.google.com/)

A ligação das microestacas à laje dos armazéns foi efectuada recorrendo a capitéis que

permitiram a ligação da armadura da laje à microestaca (ver figuras 40 e 41).

Figura 38 – Localização das valas onde foi aplicada a GeoLeca



30

Figura 39 - Armazém com microestacas

Figura 40 - Microestacas com capitel de ligação à laje


31

Figura 41 - Ligação entre as microestacas e as armaduras da laje

2.2.4 Portos

Sonderborg, Dinamarca

A estrada situada junto ao local de atracagem do porto de Sonderborg (ver figura 42),

precisava de ser remodelada, devido ao tráfego ter aumentado e de a estrada já estar bastante

deteriorada. Foram colocadas novas estacas prancha e foi colocada uma camada de GeoLeca

10-20 mm, de forma a minimizar os impulsos horizontais nas estacas anteriormente referidas.


32

Figura 42 – Sonderborg, Dinamarca (Google Earth http://earth.google.com/)

Na figura 43 é possível observar a colocação de um geotextil junto à zona das estacas

prancha, onde posteriormente foi colocada a camada de GeoLeca. Na figura 44 é possível

observar essa mesma colocação.

Figura 43 – Colocação de um geotextil (Maxit, 2006)



33

Figura 44 – Descarga da GeoLeca (Maxit, 2006)

2.2.5 Outros tipos de aplicações

Oudekerk, Holanda

Em comparação com outros materiais de preenchimento, os agregados de GeoLeca são muito

leves e, com a diminuição do peso, há uma diminuição dos assentamentos. Também a sua

elevada capacidade drenante, necessária num campo de futebol para que a água não se

acumule no relvado e venha a provocar danos no pavimento, veio a ser um factor que teve

elevada consideração na sua escolha para a aplicação no campo de futebol de Oudekerk Oude

Ijsselstreek (ver figuras 45 e 46).


34

Figura 45 - Oudekerk Oude Ijsselstreek, Holanda (Google Earth (http://earth.google.com))

Figura 46 – Vista aérea dos campos (Google Earth (http://earth.google.com))

Na figura 47 é possível observar o espalhamento da GeoLeca, enquanto que na figura 48

observa-se a obra final.




35

Figura 47 - Espalhamento e compactação da GeoLeca (Maxit, 2006)

Figura 48 - Aspecto final do campo sintético (Maxit, 2006)


36

Justificação do estudo realizado

37

3. Justificação do estudo realizado

Neste capítulo, a pesquisa centrou-se em trabalhos realizados por Oldecop e Alonso (2001).

Estes investigadores realizaram estudos experimentais tendo como material de eleição xisto

argiloso do Rio Pancrudo (Aragón, Espanha).

Previamente aos trabalhos anteriormente referidos, Nobari e Duncan (1972) (citado por:

Oldecop e Alonso, 2001), após executarem uma larga investigação sobre os factores que

influenciavam a deformação por colapso de um argilito, após saturação, chegaram à conclusão

que o teor em água inicial da amostra era o factor mais importante, isto é, quanto maior o teor

em água inicial, menor era a deformação no colapso. Para constatar este facto, os

investigadores fizeram análises granulométricas de amostras de argilito, antes e após a

saturação, que demonstraram que, no colapso, algumas das partículas tinham sofrido

fracturação. Esta observação sugeriu que a redução de resistência à fracturação da rocha

poderia ser o factor que provocava o colapso.

Oldecop e Alonso op. cit. apresentaram uma teoria que pretende explicar a rotura das

partículas em função da humidade relativa presente nos vazios do enrocamento, e da tensão

aplicada. Essa teoria considera que as partículas sofrem uma reacção química localizada na

zona da fissura ou fenda (corrosão) que provoca uma zona mais fraca e onde ocorre a rotura

(ver figura 49).

Esta teoria vem no seguimento de alguns trabalhos desenvolvidos por outros autores, tais

como Vutukuri & Lama (1978), De Alba & Sesana (1978), Delgado et al (1982), Broek (1985) e

Atkinson & Meredith (1987) (citados por: Oldecop e Alonso, 2001). Baseou-se, essencialmente,

num princípio estabelecido por Broek, em 1985, onde o investigador defende que a ponta de

uma fissura num fragmento de rocha é um local onde há concentração de tensões e por onde

se pode iniciar a sua propagação, devido à presença de água. Como se verá mais à frente

neste capítulo, Broek tinha razão no que defendia, mas não é apenas devido à presença de

água no estado líquido que acontece este fenómeno.


38

Figura 49 - Esquema da corrosão provocada pela água

Assim, a base da teoria dos trabalhos de Oldecop e Alonso (2001) baseia-se na seguinte

equação, também definida por Broek, que retrata o factor de intensidade das tensões (stress

intensity factor), KL:

𝐾L = βσ 𝜋𝑎 (1)

σ = Tensão longe da zona de influência da fissura

𝑎 = 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑓í𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎

𝛽 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑎𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑎 𝑔𝑒𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜

De referir que o índice L apenas refere ao modo de carga da fissura (crack load mode). No

estudo efectuado nesta tese apenas interessa o modo de tracção (ver figura 50 - I).

Local de

concentração

de tensões


39

Figura 50 - Modos de carga da fissura. Os três modos representados são I – tracção (tensile), II – escorregamento (sliding) e III – estiramento (tearing).

(http://en.wikipedia.org/wiki/Stress_Intensity_Factor)

O valor de 𝐾L para o qual se inicia a propagação de físsuras para um dado material

denomina-se tenacidade (fracture toughness) (𝐾Lc ). Quando 𝐾𝐿 > 𝐾𝐿𝐶 há uma propagação

catastrófica da fissura. Quando, pelo contrário, 𝐾𝐿 < 𝐾𝐿𝐶 , a fissuração não aumenta. Embora a

teoria fractura mecânica elástica linear (LEFM - Linear Elastic Fracture Mechanics) seja

adoptada, foi observado que as fissuras aumentavam também caso 𝐾𝐿 < 𝐾𝐿𝐶 . A este fenómeno

denomina-se crescimento subcritico da fissura (subcritical crack growth). A explicação para

este facto reside na propagação por outros mecanismos, dentro os quais os mais conhecidos

são a fadiga e a corrosão provocada pela entrada de água nas fissuras (crack tips).

Ainda sobre este fenómeno mais concretamente sobre a corrosão provocada pela água, os

trabalhos de Michalske e Freiman (1982) e de Atkinson e Meredith (1987) (citados por: Oldecop

e Alonso, 2001), estabelecem uma teoria denominada teoria da corrosão sob tensão (theory of

stress corrosion), segundo a qual as zonas sujeitas a concentração de tensões (strained inter-

atomic bonds) são mais vulneráveis ao ataque de um agente corrosivo, como por exemplo a

água, do que a zona do material mais afastada da fissura, que não está sujeita a concentração

de tensões. Na figura 51 está representada uma relação entre a velocidade de propagação das

fissuras (V) e o factor de intensidade da tensão (K).

http://en.wikipedia.org/wiki/Stress_Intensity_Factor


40

Figura 51 - Velocidade de propagação das fissuras em função do factor de intensidade da tensão (KL) (Oldecop e Alonso, 2001)

Com base na teoria do grau de reacção proposta em Laidler, em 1987, (citado por: Oldecop e

Alonso, 2001) e da aplicação da teoria da corrosão sob tensão (stress corrosion) (Wiederhorn

et al, em 1980 e 1982, e Freiman, 1984 – citados por: Oldecop e Alonso, 2001) estabeleceu-se

a equação:

𝑉 = 𝑉𝑂 𝐻𝑅 𝑒𝑥𝑝(−𝐸 + 𝑏𝐾)

𝑅𝑇 (𝟐)

V = Velocidade de propagação das físsuras

VO , E e b = Constantes obtidas por calibração com base nos resultados experimentais

HR = Humidade relativa

K = Factor de intensidade da tensão (8,31 J/ mol K)

T = Temperatura absoluta (K)

Esta fórmula, que relaciona a velocidade de propagação das fissuras com a água como agente

corrosivo, é válida para a zona das curvas a negrito da figura 51. Essa conclusão está provada

para vidros e cerâmicas (Wiederhorn et al, 1980,1982; Freiman, 1984) e para rochas (Atkinson,

1984; Atkinson e Meredith, 1987). Fora desta região são outros os mecanismos que controlam

a propagação das fissuras.


41

Também é visível na figura 51 que quando K se aproxima de KC a velocidade de propagação

das fissuras aumenta quase na vertical e é independente da humidade relativa, o que já seria

de esperar, dada a definição, referida anteriormente, de KC.

É também assumido no meio cientifico, apesar de ainda não ter sido testado, a existência de

um factor KL0, denominado limite de corrosão sob tensão (stress corrosion limit), abaixo do qual

não há propagação das fissuras.

De referir que uma das conclusões mais importantes a que chegaram Oldecop e Alonso

(2001), foi a irrelevância do estado físico da água, líquido ou gasoso, para a reacção de

corrosão e para a velocidade de propagação das fissuras, uma vez que o factor que condiciona

é a humidade relativa instalada no sistema envolvente à partícula.

Assumindo que se conseguia medir o K (stress intensity factor) para todas as fissuras

existentes nas partículas/grãos de uma amostra de enrocamento, cada fissura iria ocupar uma

posição no eixo K do gráfico da figura 51. As fissuras colocadas na região I (K≤K0) não

aumentavam de comprimento. As colocadas sobre a região II (K0<K<KC) iriam crescer a uma

velocidade controlada pelo nível de tensão e pela humidade relativa. Quando se aproximam da

região III (K≥KC) ocorre rotura instantânea da partícula.

Pode assim concluir-se que, para o enrocamento numa situação inicial, em que não há

aplicação de tensão, todas as fissuras estarão na região I, logo não há deformação do

enrocamento. Com aplicação de uma carga, algumas fissuras “vão movimentar-se” para a

região II, e vão causar uma dependência da deformação em relação ao tempo. Algumas ainda,

transferir-se-ão directamente para a região III, obtendo-se o colapso do grão correspondente.

De referir que, estando sob tensão constante, o número de fissuras, originalmente situadas na

região II, irá diminuir devido ao processo de rotura (passagem para a região III).

O mesmo modelo de percepção do comportamento da propagação das fissuras, poderia, em

princípio, ser aplicado à Leca na medida em que se possa comparar a uma rocha.

Os seus grãos são constituídos, numa camada exterior (ver figura 52), por material vitrificado

devido às elevadas temperaturas a que é submetido no forno e à junção de carbonato de cálcio

já atrás referida.

Já na zona interior do grão, a estrutura do material é semelhante à existente nas rochas

vulcânicas (ver figura 52). Se se comparar uma qualquer rocha de um enrocamento com o

material Leca, a grande diferença reside no facto da rocha ser toda constituída, normalmente,

por matéria de estrutura cristalina.

A excepção reside no caso de certas rochas vulcânicas (rochas formadas directamente a partir

do magma que arrefece rapidamente perto da superfície ou mesmo à superfície) com textura

sem qualquer cristal visível (textura afanítica), frequentemente designada por vidros vulcânicos


42

(Rinne, Bertrand e Orcel, 1949). Como é evidente este tipo de rochas, pela sua ocorrência rara,

não é usado na construção de obras geotécnicas, designadamente aterros.

Assim um grão de Leca será constituído por uma camada superficial semelhante a um vidro

vulcânico, isto é, com estrutura amorfa, e uma zona interior com um material semelhante a uma

rocha vulcânica vacuolar com estrutura cristalina (ver figura 52).

Figura 52 – Grão de Leca onde é observável os dois tipos de estrutura

Viu-se anteriormente como, para além do estado de tensão, a HR (ou a correspondente sucção

total) condiciona a resistência e rigidez dos enrocamentos (ou seja dos elementos rochosos

que os constituem e cuja estrutura é cristalina).

Pode pois admitir-se que a zona interior do grão pode exibir um comportamento semelhante.

Igualmente se admite que algumas comunicações existirão entre essa zona interior do grão e o

exterior (atmosfera).

Para esclarecer melhor o papel da HR no comportamento mecânico da Leca, procurou-se

assim realizar uma série de ensaios simples (ensaios de esmagamento), mas susceptíveis de

fornecer importantes elementos indicadores. A extensão da teoria para explicar o

comportamento mecânico da Leca compactada, tal como foi efectuado por diversos autores

para o comportamento do material enrocamento, requer uma análise mais detalhada, que não

será feita no âmbito deste trabalho.

A compressão dos grãos e efeito da sua dimensão na resistência

43

4. A compressão dos grãos e efeito da sua dimensão na

resistência

Parte das considerações que se seguem baseiam-se nos estudos micromecânicos dos solos

(areias) esmagáveis devidos a McDowell e Bolton (1998), estudos esses apoiados nos

trabalhos relativos à fracturação de partículas simples devidos a Griffith (1920), Jaguer (1967) e

Lee (1992).

Quando uma partícula esférica submetida a compressão rompe trata-se na realidade de uma

rotura por tracção. (Griffith, op. cit.). Assim sendo, a resistência à tracção das partículas (grãos)

de rocha pode ser medida indirectamente através de um ensaio de compressão diametral entre

placas metálicas (Jaguer, op. cit.) definindo-se através da expressão:

𝜍 =𝐹

𝑑2 (𝟑)

Uma tensão de tracção (rotura) σ (d é o diâmetro das partículas e F a força diametral). Embora

se trate de um provete cilíndrico e não de uma partícula de rocha, é interessante ver na figura

53 a rotura por tracção devida a uma compressão diametral.

Lee (op. cit.) apresentou um conceito de rotura definida como a situação em que a partícula se

divide e ocorre uma diminuição brusca de carga (contrariamente ao que sucede com a rotura

de uma aspereza do grão).

Figura 53 – Demonstração da aplicação da carga no ensaio Brasileiro (http://www.ibf.uni-karlsruhe.de/felslabor/felslabor6_en.html)

Lee (op. cit.), de acordo com esta definição, calcula a resistência à tracção dos grãos a partir

da equação:

http://www.ibf.uni-karlsruhe.de/felslabor/felslabor6_en.html

A compressão dos grãos e efeito da sua dimensão na resistência

44

𝜍𝑓 =𝐹𝑓

𝑑2 (𝟒)

Onde o índice f significa rotura. Verificou também que para partículas de um dado tamanho e

mineralogia, a resistência à tracção não é uma constante, exibindo um desvio padrão acerca

de um certo valor médio. Além disso, concluiu que a resistência à tracção média é uma função

do diâmetro d da partícula. A figura 54 mostra a resistência à tracção média (σf) em função da

dimensão média da partícula, d. Os dados apresentados são descritos pela relação:

𝜍𝑓 ∝ 𝑑𝑏 (𝟓)

Sendo apresentados valores típicos de b (constante característica da recta para cada material):

-0.357 para uma areia (mais concretamente a areia Leighton Buzzard), -0.343 para um calcário

oolítico e -0.420 para um calcário carbonífero. Este efeito da dimensão na resistência das

partículas é uma consequência directa da distribuição das dimensões dos defeitos

(imperfeições). Na verdade as partículas menores são mais resistentes que as de maior

dimensão, já que nas primeiras há uma menor quantidade de menores defeitos (geralmente

microfissuras).

Figura 54 - Tensão de rotura à tracção (σf) em função do diâmetro das partículas (Lee, (1992))

Assim, e não obstante o processo de obtenção de fragmentos a partir de uma rocha ser

diferente do processo de fabrico das partículas de Leca, pode admitir-se que esta última

também seja susceptível de apresentar defeitos devido ao processo de fabrico, isto é,

comportamento resistente em função das dimensões das partículas.

A compressão dos grãos e efeito da sua dimensão na

resistência

45

5. Ensaios de caracterização da Leca

5.1 A Leca em estudo

As dimensões das amostras de Leca, disponibilizadas pela Maxit para a execução das

actividades experimentais, estabeleceram-se entre dois intervalos de granulometria: 10-20 mm

e 0-32 mm. A partir de agora, cada vez que se citar a amostra 10-20 e amostra 0-32 estar-se-á

a referir às amostras disponibilizadas e não à granulometria dos grãos seleccionados. Por

exemplo, aparecerá amostra 10-20 diâmetro 10 ou amostra 0-32 diâmetro 10.

Pela análise das figuras 55 e 56 pode observar-se que a uniformidade dos grãos no intervalo

de granulometria 10-20 é maior do que para as amostras 0-32 mm, uma vez que a

verticalidade da curva representativa da amostra 10-20 é superior no intervalo de granulometria

que lhe corresponde (10-20 mm) do que a curva da amostra 0-32, cuja inclinação é elevada,

mas apenas no intervalo entre 4 e 14 mm. Também a observação destas mesmas figuras

permite observar que a distribuição granulométrica é variável de país para país, uma vez que

as curvas da figura 55, quando comparadas às da figura 56, para os mesmos intervalos

granulométricos, permitem observar que não há uma mesma distribuição dos diâmetros nas

amostras analisadas. Citando apenas como exemplo, a amostra 0-32 disponibilizada para

ensaio na Noruega (ver figura 55) tinha uma percentagem de material passado de

aproximadamente 6% no peneiro de 4mm, enquanto que a amostra da mesma granulometria

utilizada para ensaios na Finlândia dispunha de uma percentagem de material passado de 10%

para o mesmo peneiro.

Figura 55 – Curva granulométrica de amostras de GeoLeca 10-20 e 0-32 utilizadas em ensaios na Noruega (Maxit, 2002)


resistência

46

Figura 56 – Curva granulométrica de amostras de GeoLeca 10-20, 4-32 e 0-32 utilizadas em ensaios na Finlândia e na Estónia (Maxit, 2002))

Seguidamente referem-se também algumas características da Leca cujo conhecimento era

prévio à execução dos ensaios. Analisou-se neste ponto, separadamente, as amostras de 10-

20 e de 0-32.

Tabela 1 – Propriedades das amostras analisadas (Maxit, http://www.maxit.pt )

Propriedades GeoLeca

10-20 0-32 Testes executados

Diâmetro médio (mm) 13,2±0,7 <32

Massa volúmica da partícula (kg/m3) 480-560 560-635 NP EN 1097-6

Massa volúmica seca das partículas (kg/m3) 230-290 300-350

Ângulo de atrito interno (º) 35-40 38-41

pH 9-10 9-10 LNEC E203

Resistência à compressão (MPa)* 0,92 ± 0,19 - EN 13055-1

Absorção de água após 24h de imersão (%) 26,1 - NP EN 1097-6

* Esta resistência à compressão foi feita para um conjunto de partículas como tal, não é

comparável com os valores de resistência ao esmagamento de um grão.

Algumas das propriedades indicadas não se encontram disponibilizadas, uma vez que a

amostra 0-32 mm é uma amostra a nível comercial que não é de uso comum, e como tal, os

ensaios com esta amostra não são tão frequentes como os realizados para a amostra 10-20.

http://www.maxit.pt/


resistência

47

5.2 Ensaios complementares executados previamente à elaboração

desta tese

Alguns ensaios de caracterização da Leca cujos resultados estavam disponíveis antes da

elaboração desta tese, são agora descritos, de uma forma simplificada, apenas com o intuito

de fornecer informação suplementar.

“Geolight LWA para estradas e caminhos de ferro. Perspectiva InterNórdica e

projecto de desenvolvimento – Relatório técnico final”

“Ensaio Laboratoriais de Caracterização do Agregado Leve Leca”

“Peso volúmico aparente em função da amplitude de vibração da mesa”

“Ensaio triaxial cíclico em agregados leves (LWA)”

“Agregados de argila expandida. Comparação de materiais e métodos de

ensaio para controlo de qualidade.”

“Geolight LWA para estradas e caminhos de ferro. Perspectiva InterNórdica e projecto de

desenvolvimento – Relatório técnico final”

A investigação resumiu-se ao estabelecimento de um projecto entre a Finlândia, a Noruega e a

Suécia, em que cada País desenvolveu investigações numa dada área. Assim, à Finlândia

coube analisar o comportamento da Leca em combinação com um reforço geosintético. À

Noruega, coube investigar a estabilização mecânica da Leca. E à Suécia, uma investigação do

comportamento do betão leve de argila expandida.

No projecto Finlandês construíram-se nove secções, numa faixa para bus, junto a Helsínquia,

em que sete das quais estavam preenchidas com Leca 10-20, produzida na Estónia. Em quatro

destas sete secções utilizaram-se geosintéticos.

O objectivo desta investigação consistiu na medição da temperatura da estrutura e do ar, da

profundidade de penetração do gelo, no controlo da espessura da camada de material granular

que estava por cima da Leca, da capacidade resistente com ensaios de placa e com o

deflectómetro de impacto pesado (falling weight deflectometer), medições de sulcos (rutting

measurements), medições de atrito (friction measurements) e observação das condições

meteorológicas.


resistência

48

As conclusões a que chegaram foram:

A aplicação da Leca diminuiu a aplicação da camada de gelo em comparação com as secções

em que esta não foi utilizada. A camada de Leca não foi ultrapassada.

Não foi possível retirar uma conclusão relativamente à determinação de um módulo de

deformabilidade, uma vez que a compactação das camadas de Leca não foram efectuadas

com energia suficiente.

O efeito dos geosintéticos não foi totalmente conclusivo. Contudo, os resultados apontam para

um aumento da capacidade de carregamento e para uma dependência da interacção com o

material envolvente. Ao nível da existência de sulcos na superfície do pavimento, a presença

do geossintético diminui a sua existência. Há um aumento da resistência a deformações

plásticas, enquanto que a resistência a deformações elásticas parece ser melhorada, mas em

menor escala.

No ensaio realizado na Suécia, testou-se uma laje de betão armado em que foi usada argila

expandida. Esta foi, utilizada para redução do impacto nas camadas inferiores e para

diminuição dos assentamentos diferenciais provocados pelas cargas do tráfego rodoviário e

ferroviário. Esta laje armada foi ensaiada no terreno e obtiveram-se bons resultados ao nível da

distribuição de cargas e de assentamentos.

No estudo realizado na Noruega, foram efectuados dois ensaios. Um primeiro, em que foi

avaliada a capacidade de drenagem em aplicações com Leca, e tendo-se concluído que este

material tem uma boa capacidade de drenagem, nomeadamente, em soluções de valas de

drenagem. E um segundo ensaio, realizado em Sandmoen, cujo objectivo era investigar qual o

comportamento da Leca como parte integrante da camada resistente de uma estrada. Nesta

análise dividiu-se a secção longitudinal da estrada em quatro secções, nas quais duas tinham a

Leca 10-20 como parte integrante da camada resistente, conforme se apresenta na figura 57.

Figura 57 – Secções longitudinais resistentes sem escala (Hoff et al, 2002)


resistência

49

As investigações em Sandmoen incluíram medições de tensão e deformação, medições de

temperatura, análise da evolução das camada de desgaste (surface profiling measurements) e

análise do atrito sobre a superfície (surface friction measurements).Estas medições foram

realizadas com uma carga controlada de um veículo pesado e com medição contínua sob

tráfego corrente. Foram também realizados ensaios de carga em placa (plate load tests) e

medições com deflectómetro de impacto (falling weight measuments).

As conclusões retiradas deste ensaio fornecem informação da espessura que deve ter a

camada de Leca em estradas, por forma a desempenhar um papel funcional, sendo esta

espessura variável consoante o tipo e o volume de tráfego a que a estrada está sujeita.

Comprovou-se também que a capacidade resistente das camadas de Leca colocadas na

estrada nas várias secções resistiram de forma satisfatória, o que se deveu a uma boa

compactação do material, tendo, mesmo, sido observado que até na camada exterior da zona

mais fraca, não houve esmagamento dos grãos.

O peso volúmico aparente após compactação, obtido em Sandmoen, foi da ordem dos 400

Kg/m3.

Por fim, concluiu-se, em resultado da medição das temperaturas, no terreno que o efeito

isolante da Leca reduziu a penetração do gelo.

“Ensaio Laboratoriais de Caracterização do Agregado Leve Leca”

Neste projecto foram efectuados os seguintes ensaios práticos:

Densidade das partículas por diferentes métodos de ensaio;

Compactação com três energias incluindo determinação granulometria após

ensaio;

CBR imediato e com embebição;

Granulometria;

Absorção de água;

Ensaio de corte em compressão triaxial, incluindo a determinação da

granulometria após ensaio.


resistência

50

“Peso volúmico aparente em função da amplitude de vibração da mesa”

Neste ensaio foi efectuada uma análise do efeito da compactação de uma amostra de Leca

com granulometria 10-20 mm, tendo como variante a vibração com diferentes amplitudes numa

mesa vibratória. Também foi determinada a variação da massa volúmica compactada, durante

100 segundos, sendo constante a amplitude de vibração da mesa.

A compacidade da Leca mostrou-se dependente da amplitude de vibração, tendo sido obtida,

na análise efectuada, uma compactação máxima para uma amplitude de vibração 0,5 mm,

segundo o processo EN 13055-1.

Demonstrou-se, também, através deste ensaio que uma vibração com uma amplitude menor,

durante mais tempo, não permitiu atingir a mesma compactação que a obtida com vibração

com uma amplitude superior, durante menos tempo.

“Ensaio triaxial cíclico em agregados leves (LWA)”

Este relatório apresenta uma investigação realizada com Leca seca de duas granulometrias

(10-20 e 0-32 mm), com três amostras para cada granulometria, compactadas em mesa

vibratória a uma frequência de 50 Hz e uma amplitude de 1,0 mm. Cada amostra foi preparada

em cinco camadas iguais, que foram vibradas durante 30 segundos.

Observou-se a produção de alguns finos resultantes da acção de compactação.

Os parâmetros de Mohr-Coulomb são semelhantes para ambas as granulometrias, excepto o

ângulo de atrito interno, que é mais baixo para a amostra 0-32 mm.

A aplicação da nova EN 13286-7 (CEN, 2003), parece ser apropriada para uso em análises da

Leca quando são aplicados com baixos níveis tensão.

“Agregados de argila expandida. Comparação de materiais e métodos de ensaio para

controlo de qualidade.”

Este projecto consistiu na elaboração de um teste edométrico de argila expandida 10-20 mm

da Maxit, e o efeito da utilização de diferentes equipamentos nesta análise. Foi também

efectuada uma análise comparativa entre duas amostras de Leca da mesma granulometria.

Uma amostra Portuguesa foi testada num grande edómetro da NTNU, em Trondheim,

realizando um ensaio de carga incremental. Este teste serviu para obter dados mas, também


resistência

51

para fazer uma comparação com outro material Norueguês, produzido em Raelingen, e com

outros aparelhos.

Ambas as amostras (Portuguesa e Norueguesa) foram também testadas num equipamento

padrão do laboratório principal da Maxit, em Lillestroem. Os ensaios aqui realizados utilizaram

quer aplicação da carga de modo incremental, quer de modo permanente.

Pode-se concluir da análise dos resultados obtidos que, a Leca 10-20 Portuguesa tinha uma

massa volúmica solta 350 Kg/m3

assim como, um módulo edométrico de 7,5 MPa para uma

tensão vertical de 100 kPa. O módulo era decrescente com o aumento da tensão vertical. A

Leca 10-20 Norueguesa tinha uma massa volúmica de 270 Kg/m3 e não foi possível determinar

o módulo edométrico para uma tensão vertical de 100 kPa. A Leca Norueguesa demonstrou

ser mais rígida que a Portuguesa e mais uniformemente granulada.

Os materiais ensaiados no edómetro de Lillestroem, demonstraram possuir rigidez superior

relativamente aos ensaiados no edómetro da NTNU.

O atrito lateral provocado pela superfície lateral do edómetro parece ter um papel importante

nos resultados obtidos, tendo sido recomendados mais ensaios para confirmar esta conclusão.


resistência

52

Ensaios laboratoriais

53

6. Ensaios laboratoriais

Neste capítulo relata-se toda a parte experimental executada nesta tese, tendo em vista os

seus objectivos. Descreve-se a preparação das amostras utilizadas nos ensaios e o

procedimento nestes utilizados. Também são incluídos neste capítulo todos os cálculos

efectuados no decorrer da análise de dados, gráficos e comentários aos resultados obtidos.

6.1 Ensaios realizados e os seus objectivos

Em primeiro lugar, após preparação das amostras, efectuaram-se dois ensaios de

determinação da massa volúmica, da porosidade e do teor de água máximo para ambas as

amostras 10-20 e 0-32. Nestes ensaios as amostras foram analisadas na sua globalidade, ou

seja sem separação das granulometrias existentes, mas sim de forma a analisar uma amostra

representativa das que são fornecidas para aplicação em obra.

Na análise da influência da humidade relativa no comportamento mecânico da argila expandida

executaram-se os ensaios de resistência ao esmagamento para as amostras 10-20 e 0-32.

Estas foram divididas nos diâmetros 10, 15 e 20 mm, para a primeira amostra, e 10, 20 e 30

mm, para a segunda amostra. Esta análise foi efectuada, para os tipos e diâmetros

anteriormente referidos, nas condições de HR 0% (seco), 75%, 85% e saturado.

O objectivo destes ensaios consistiu em determinar uma eventual influência da humidade

relativa na resistência ao esmagamento de cada amostra e de cada granulometria.

6.2 Preparação das amostras

A preparação das amostras é a primeira fase dos ensaios experimentais e, como tal, requer

uma grande atenção e um bom planeamento com vista a uma execução dos ensaios de forma

correcta e atempada. Assim, foi sempre discutido e executado um planeamento prévio das

preparações a executar.


54

6.2.1 Preparação dos excicadores

Um excicador (ver figura 58) é um aparelho utilizado em laboratório que permite estabelecer

uma humidade relativa (HR), diferente da verificada no ambiente desse mesmo laboratório. No

âmbito desta tese utilizaram-se excicadores em três situações: na colocação de amostras em

vácuo, com HR de 75% e com HR de 85%.

Seguidamente, apresenta-se a descrição da preparação dos excicadores em que foi colocada

uma humidade relativa de 75% e de 85%, uma vez que a situação em que foi imposto o vácuo

se encontra explicada no procedimento experimental desse mesmo ensaio (1º ensaio: ensaio

de determinação da massa volúmica e da porosidade usualmente utilizado para rochas

ornamentais – Capítulo 6.2.4).

Figura 58 – Excicador

Preparação dos excicadores com HR de 75% e 85%

A imposição de sucções adoptada com a colocação das amostras a uma determinada

humidade relativa baseou-se na técnica de equilíbrio de vapor (vapour equilibration technique).

Esta técnica consiste no estabelecimento de uma humidade relativa num sistema fechado

(massa constante), através da circulação de moléculas de água em vapor da solução

sobressaturada para a amostra e vice-versa. Esta circulação é efectuada até ser atingido o

equilíbrio termodinâmico (termodynamic equilibrium).

Quando o equilíbrio termodinâmico é atingido em todo o sistema não há transporte de vapor de

água entre a solução sobressaturada e os grãos de Leca. Ao estabelecer-se esse equilíbrio é


55

válida a lei psicométrica (Coussy, 1995), que permite determinar a sucção total nos poros da

amostra [Oldecop e Alonso, 2001].

𝜓 = − 𝑅𝑇𝜌𝑤

𝑀ln 𝐻𝑅 (𝟔)

𝜓 = 𝑆𝑢𝑐çã𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝑃𝑎)

𝑅 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑑𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 (8.31 𝐽/(𝑚𝑜𝑙 𝐾)

𝑇 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 (𝐾)

𝜌𝑤 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙ú𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 (998 𝑥 103 𝑔/𝑚3 𝑎 20º 𝐶) (ver figura 59)

𝑀 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 (18,018 𝑔/𝑚𝑜𝑙)

𝐻𝑅 = 𝐻𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 (%)

Figura 59 - Massa volúmica da água em função da temperatura (NP EN 1097-6)

Estabeleceu-se uma humidade relativa de 75% no interior do excicador recorrendo a uma

solução sobressaturada de cloreto de sódio. Após a colocação da solução no fundo deste,

procedeu-se ao isolamento das condições exteriores, tendo sido espalhado silicone na união

entre a tampa do excicador e a base. Adoptou-se o mesmo procedimento para a colocação da


56

humidade relativa a 85%, tendo-se recorrido a uma solução sobressaturada de cloreto de

potássio (ver Tabela 2).

A utilização de soluções sobressaturada baseou-se na manutenção da concentração de sal,

visto que, caso se tivesse optado por soluções não saturadas, a concentração deste variaria ao

longo do tempo, e, como tal, a humidade relativa também iria variar ao longo do tempo de

forma incontrolada. Tal acontece devido às trocas de água sob a forma de vapor entre a

amostra e a solução salina, que ocorrem até se atingir o equilíbrio. Estas trocas são efectuadas

no sentido do elemento com maior humidade relativa para o elemento com menor humidade

relativa, isto é, no sentido do elemento com maior potencial para o com menor potencial.

Refira-se que o elemento com maior sucção é o que tem menor potencial negativo.

A não utilização de uma solução saturada e a utilização de uma solução sobressaturada deve-

se ao facto de, aquando estas trocas de vapor de água, a solução salina tem de se manter

saturada. Para além do controlo da humidade relativa fornecido por estas soluções

sobressaturada, também o tempo de chegada ao equilíbrio é mais rápido.

A escolha das soluções salinas efectuada para atingir uma humidade relativa de 75% e de 85%

foi considerada através de tabelas, que indicam a humidade relativa imposta dentro do

ambiente por uma dada solução. Alguns desses sais constam da Tabela 3.

Tabela 2 - Sucções nos excicadores obtidas através da lei psicométrica

HR Sucção

Total (Ψ) R T M ρw

% MPa J/(mol*Kelvin) Kelvin

(K) g/mol g/m

3 a 20ºC

75 39 8,31 293,15 18,018 998000

85 22 8,31 293,15 18,018 998000


57

Tabela 3 - Propriedades de soluções saturadas (Romero, 2001)

6.2.2 Preparação das amostras saturadas

A preparação das amostras saturadas requer alguns procedimentos suplementares, devido à

dificuldade na absorção de água demonstrada pelas amostras de Leca. O procedimento

inicialmente adoptado consistiu na colocação das amostras de Leca no interior de um

recipiente criado para o efeito e introduzido no interior de um vaso com água. Observou-se que

as amostras não saturavam ao fim de vários dias. Assim, e como forma de contornar o

problema, recorreu-se à sua saturação através de um procedimento comum aquando da

determinação de massas volúmicas aparentes e reais de rochas ornamentais. Esse

procedimento consistiu na introdução das amostras no interior de um excicador. Procedeu-se

ao estabelecimento de vácuo no interior do excicador durante 24h, com a ajuda de uma bomba

de vácuo e de um monitor que indicava a pressão no interior do excicador. De seguida,

introduziu-se um volume de água desmineralizada até as amostras ficarem totalmente

submersas. Mantiveram-se as amostras nestas condições durante 24h. Retiraram-se as

amostras do excicador e pesaram-se. (ver figura 60)


58

Figura 60 - Procedimento utilizado na saturação das amostras

6.2.3 Preparação das amostras para ensaio de resistência ao esmagamento

A preparação das amostras iniciou-se com a recolha de uma amostra de grande dimensão da

granulometria 10-20 mm. De seguida, passou-se esta mesma amostra pelos peneiros 9,5 mm

(3/8´´), 19mm (3/4´´) (ver figuras 61 e 62) e seleccionaram-se os grãos de Leca, de forma a

obterem-se amostras de diâmetros aproximados de 10, 15 e 20 mm. Escolheram-se sessenta

grãos de cada diâmetro, dividiram-se em quatro amostras com a mesma quantidade de grãos

(15 grãos cada), para se obterem amostras com humidade relativa de 0%, 75%, 85% e 100%.

Após esta divisão, colocaram-se todas as amostras numa estufa a 100ºC e pesaram-se 72h

após o início da secagem.

O mesmo procedimento foi efectuado para a amostra 0-32, tendo sido alterados os peneiros de

selecção de amostras para 3/8´´, 3/4´´ e 1´´ (ver figuras 61, 62 e 63).

Após este procedimento, colocou-se uma amostra de cada diâmetro num excicador com

solução sobressaturada de cloreto de sódio (NaCl – HR=75%). Outra amostra num excicador

com solução sobressaturada de cloreto de potássio (HR= 85%) e a última amostra foi saturada

(HR =100%), conforme o procedimento explicado em 6.2.2.

Ligação à

bomba de

vácuo

Entrada da água

desmineralizada

Figura 61 – Peneiro 3/8´´ Figura 62 – Peneiro 3/4´´ Figura 63 – Peneiro 1´´


59

Esperaram-se cerca de dois meses até que os grãos de cada amostra que estavam

nos excicadores estabilizassem em peso, procedimento que garantiu que as amostras em

causa estavam à humidade relativa pretendida (ver figuras 64 à 71).

De realçar que, após o estabelecimento desta preparação de amostras e após a

execução do ensaio respectivo, alguns ensaios necessitaram de ser repetidos. Esta repetição

foi consequência de uma análise de resultados, em que os ensaios que levavam a erros

maiores de aproximação da recta linear eram repetidos, como forma de confirmação. Como tal,

prepararam-se novas amostras, pelos mesmos procedimentos, mas o número de grãos

utilizados na repetição dos ensaios que envolveram amostras saturadas foi inferior. Este facto

em nada influenciou os resultados obtidos, uma vez que o número grãos utilizado foi sempre

elevado. É de observar que todos os ensaios repetidos tiveram resultados melhores, do ponto

de vista da análise de resultados, apesar do procedimento, quer de preparação quer de ensaio,

utilizado ter sido o mesmo dos ensaios prévios.

Figura 64 – Excicador com

amostras secas

Figura 65 – Vista de cima do excicador com amostras secas

Figura 66 – Excicador com amostras à HR 75%

Figura 67 – Vista de cima do excicador com amostras à HR 75%


60

6.2.4 Preparação das amostras para determinação da massa volúmica e da porosidade

(1º ensaio)

Para preparação das amostras utilizadas na determinação da porosidade, retirou-se, com a

ajuda de uma pá, uma amostra significativa de grãos de granulometria 10-20. Seleccionaram-

se os grãos, tendo em atenção a não inclusão de grãos fissurados nem partidos, uma vez que

estes não seriam representativos da amostra. Escolheram-se com dimensões variadas e

colocaram-se dentro de um recipiente criado para o efeito. No final obteve-se uma altura de

amostra de, aproximadamente, 6 cm no interior do recipiente. O mesmo procedimento foi

realizado para a amostra 0-32 (ver figura 72).

Figura 69 – Excicador com

amostras à HR 85%

Figura 68 – Vista de cima do

excicador com amostras à HR 85%

Figura 71 – Amostras saturadas – Vista 1 Figura 70 – Amostras saturadas – Vista 2


61

Figura 72 - Amostra 0/32

6.3 Procedimento de ensaio

6.3.1 Ensaios de determinação da porosidade

Na determinação das massas volúmicas e das porosidades efectuaram-se dois ensaios de

referência. De referir, que os resultados obtidos pelo 2º ensaio são mais próximos dos valores

reais do que os obtidos no 1º, uma vez que este não está sujeito à permeabilidade da água

para o interior do grão de Leca.

O procedimento descrito no primeiro ensaio é habitualmente utilizado para rochas ornamentais.

Apesar de a Leca não ser uma rocha ornamental, as suas características, como a sua forma

regular, permitem a aplicação deste método, ainda que os resultados obtidos tenham de ser

confirmados dado não ser um ensaio comprovado. Todo o procedimento aqui retratado consta

em LNEC (2005).

1º ensaio: Ensaio de determinação da massa volúmica e da porosidade usualmente

utilizado para rochas ornamentais

No ensaio de determinação das massas volúmicas e das porosidades utilizaram-se as

amostras cuja preparação se indicou no ponto anterior (6.2.4).

O ensaio iniciou-se pela introdução das duas amostras referidas numa estufa a 70º, durante

72h. Determinou-se a massa de cada amostra após a secagem (M1) e introduziram-se as duas

amostras num excicador. Após a selagem deste com silicone, ligou-se o excicador a uma

bomba de vácuo. Mantiveram-se as amostras nestas condições durante 24h. Terminado este

tempo e sem desligar a bomba de vácuo nem abrir o excicador, introduziu-se água


62

desmineralizada até que a superfície da água estivesse aproximadamente, 2 cm acima das

amostras. As amostras permaneceram nestas condições durante 24h (ver figura 73). De

seguida, desligou-se a bomba de vácuo e retirou-se o tubo que ligava o excicador à bomba de

vácuo. Após o restabelecimento da pressão atmosférica, retiraram-se as amostras imersas do

excicador e colocaram-se os grãos de cada amostra no interior de um cesto metálico que se

encontrava dentro de um reservatório conforme representado nas figuras 74 e 75. A massa de

cada amostra designou-se por M2. Posteriormente, secaram-se as amostras com um pano, por

forma a secar apenas superfície dos grãos (ver figura 76). Pesaram-se as amostras novamente

(M3).

Figura 73 – Bancada do Laboratório com as amostras de Leca a saturar no interior do excicador

Figura 74 - Balança ligada ao cesto com vista à medição da massa imersa

Ligação à

bomba de

vácuo

Água desmineralizada

Excicador

Bomba de

vácuo

Entrada da água desmineralizada


63

Figura 75 - Amostra imersa no interior do cesto

Figura 76 - Secagem da superfície dos grãos de Leca

Resultados:

Os resultados obtidos na medição das massas, encontram-se indicados na Tabela 4.

Tabela 4 - Massas M1, M2 e M3 de cada amostra

Amostra Massa (g)

Seca (M1) Imersa (M2) Saturada (M3)

10 20 77,57 33,31 177,62

0 32 79,05 32,10 209,19


64

2º ensaio: Ensaio de determinação da porosidade com parafina

Seleccionaram-se duas amostras com 15 grãos, à humidade relativa ambiente do laboratório,

com granulometrias 10-20 e 0-32 mm. Pesaram-se as amostras (M1). Envolveram-se as

amostras, grão a grão, em parafina (ver figura 77). Pesaram-se novamente as amostras (M2).

De seguida, colocaram-se as amostras no interior de um cesto (ver figura 78) e pesaram-se as

amostras imersas (M3). Por fim, raspou-se a camada exterior de parafina o melhor possível e

levou-se à estufa (ver figuras 79 e 80).

Figura 77 – Parafina colocada nas amostras

Figura 78 - Recipiente com cesto para medir a massa imersa


65



Resultados:

Os resultados deste ensaio encontram-se indicados na tabela 5.

Tabela 5 – Resultados do ensaio de determinação da porosidade com parafina (2º ensaio)

Amostra Massa (g)

inicial (M1) com parafina (M2) com parafina imersas (M3)

10/20 20,08 22,68 -22,96

0/32 48,24 54,34 -69,48


66

Cálculos efectuados:

Com base nos resultados obtidos efectuaram-se alguns cálculos com vista à obtenção, para

cada uma das amostras, da massa volúmica real, massa volúmica aparente, massa volúmica

aparente saturada, porosidade e do teor em água máximo (ver tabela 6).

1º Procedimento:

Calculou-se a massa volúmica real (MVR) através da expressão:

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑅𝑒𝑎𝑙 𝑀𝑉𝑅 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝐴𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 𝑀1

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑀1 − 𝑀2 (𝟕)

Seguidamente, no cálculo da massa volúmica aparente (MVA) e da massa volúmica aparente

saturada (MVAS) aplicaram-se as expressões:

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑀𝑉𝐴 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝐴𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 𝑀1

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑀3 − 𝑀2 (𝟖)

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑀𝑉𝐴𝑆 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝐴𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑀3

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑀3 − 𝑀2 (𝟗)

Concluindo, calculou-se a porosidade aberta e o teor em água máximo:

𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑃 =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑐𝑒𝑠𝑠𝑖𝑣𝑒𝑖𝑠 à á𝑔𝑢𝑎 𝑀3 − 𝑀1

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑀3 − 𝑀2 × 100 (𝟏𝟎)

𝑇𝑒𝑜𝑟 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑒𝑚 á𝑔𝑢𝑎 𝑇𝐴𝑀 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑀3 − 𝑀1

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑒𝑡𝑒 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑀1 × 100 (𝟏𝟏)


67

Tabela 6 - Resultados das grandezas calculadas no 1º ensaio

Amostra Massa Volúmica Real

(Kg m-3

)

Massa Volúmica Aparente (Kg m

-3)

Massa Volúmica Aparente Saturada

(Kg m-3

)

Porosidade (%)

Teor em água máximo

(%) Gs

10 20 1750,0 540,0 1230,0 69,3 129,0 1,7

0 32 1680,0 450,0 1180,0 73,5 164,6 1,7

2º Procedimento

No segundo procedimento utilizado para o cálculo da porosidade efectuaram-se os seguintes

cálculos.

Iniciou-se o processo de cálculo pela obtenção da massa volúmica húmida ( ).

𝜌𝑕 =𝑀1

𝜌𝑤 𝑀2 − 𝑀3 − 𝜌𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎 (𝑀1 − 𝑀2) (𝟏𝟐)

Calculou-se posteriormente, a massa volúmica seca ( ) pela expressão:

𝜌𝑑 =𝜌𝑕

1 + 𝑤 (𝟏𝟑)

Para a determinação do índice de vazios ( e ) aplicou-se a expressão:

𝑒 =𝐺𝑆 𝜌𝑤

𝜌𝑑

− 1 (𝟏𝟒)

Por fim, calculou-se a porosidade (n).


68

𝑛 % =𝑒

1 + 𝑒× 100 (𝟏𝟓)

Tabela 7- Resultados das grandezas calculadas neste 2º ensaio

Amostra ρh (Kg/m3) w (%) ρd (Kg/m

3) e n (%)

10/20 420 2 410 3,14 75,86

0/32 370 2 370 3,65 78,49

Discussão de resultados:

Analisando os resultados da porosidade, pode-se concluir que ambos os ensaios têm valores

bastante aproximados, o que indica que a determinação desta grandeza pelo método utilizado

para rochas ornamentais é aplicável à Leca. Também os resultados obtidos por ambos os

métodos são bastante similares aos resultados inicialmente anunciados pela Maxit.

A porosidade obtida para ambas as amostras em ambos os ensaios (ver tabelas 6 e 7) é

bastante elevada, como se previa pela observação de um grão partido. Os valores obtidos para

a porosidade, como era expectável, são superiores para a amostra 0-32. Esse facto deve-se à

maior dimensão dos grãos de Leca da amostra 0/32, comparativamente com a amostra 10-20.

Esta maior dimensão dos grãos traduz-se num volume de poros superior, criados aquando do

aquecimento elevado na produção dos agregados.

O facto de o 2º ensaio apresentar um valor de porosidade mais elevado é explicável pelo facto

de, no 1º método, a determinação da porosidade ser efectuada pela entrada de água para os

poros dos grãos, o que não permite o acesso a todos os poros existentes no seu interior. No 2º

método era previsível obter valores superiores ao primeiro, dado que a entrada de água nos

poros no primeiro método não ocorreu em todos os poros (ver figura 81). Como tal, o valor

obtido para a porosidade é inferior, enquanto que no segundo método a determinação da

porosidade é efectuada, não recorrendo à entrada de água nos poros, mas à medição de

massas que aplicadas em fórmulas já estabelecidas, permitiram a determinação da porosidade.


69

Figura 81 - Exemplo dos poros acessíveis e dos poros inacessíveis à água do 1º ensaio

As massas volúmicas calculadas no 1º ensaio também se assemelham aos valores indicados

pela Maxit e demonstram a baixa massa volúmica aparente da Leca, 540 e 450 kg/m3 para as

amostras 10-20 e 0-32, respectivamente, cerca de ¼ da massa volúmica dos inertes

tradicionalmente utilizados na construção (brita). As massas volúmicas ao contrário da

porosidade apresentam valores superiores para intervalos de granulometria menores (10/20).

Tal fica a dever-se, ao facto de uma amostra de menores dimensões criar menos espaços

vazios ou menos volume de vazios do que uma de grandes dimensões, o que se observa se

analisarmos o valor obtido para o índice de vazios calculado no 2º ensaio.

Por fim, uma análise aos resultados dos teores em água máximos obtidos no 1º ensaio indica a

grande capacidade de armazenamento de água dos grãos de Leca, apesar do difícil acesso já

referido anteriormente a alguns vazios intraparticulares. Esta grandeza é directamente

proporcional à porosidade, isto é, quanto maior a porosidade de um grão maior será o volume

que este conseguirá armazenar e como tal maior será o teor em água máximo.

Fazendo uma análise comparativa dos resultados obtidos, é possível observar consultando

dados fornecidos pelo LNEG e pelo LNEC (ver tabela 8), que a GeoLeca apresenta valores de

massas volúmicas bastante reduzidos, isto é, os valores obtidos para este material não são

semelhantes a quaisquer valores de rochas que possamos analisar. Para confirmar esta

observação, apresenta-se uma tabela com alguns valores de amostras de rochas.


70

Tabela 8 - Massa Volúmica e porosidade de algumas rochas - Fontes: LNEG e LNEC

Amostra de Rocha Localização Massa Volúmica

(kg/m3) Porosidade (%) Fonte

Calcário - Lioz Abancado

Sintra - Terrugem 2689 0,44 LNEG

Xisto Évora - Mourão 2726 3,37 LNEG

Calcário - Travertino Coimbra - Condeixa a

Nova 2379 5,51 LNEG

Calcário - Moca Creme

Santarém - Alcanede 2515 5,90 LNEG

Calcário - Moca Relvinha

Santarém - Alcanede 2433 8,92 LNEG

Metagrauvaques ---------- 2680 3,50 LNEC

Granitos Porfiróides ---------- 2450 8,80 LNEC

LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia

LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil

6.3.2 Ensaio de resistência ao esmagamento

O ensaio de resistência ao esmagamento foi realizado conforme está estipulado em Marsal

(1969) e em Veiga Pinto (1983). Este método foi proposto por Marsal, em 1969, no seguimento

de estudos de Griffith (1921) e de Joisel (1962). Actualmente é um método bastante utilizado e

aprovado na determinação das resistências ao esmagamento de partículas rochosas de

enrocamento.

6.3.2.1 Procedimento

O ensaio consiste na colocação de três grãos de Leca, de dimensões aproximadamente iguais,

entre duas placas de aço (ver figuras 82 e 83). A placa superior encontra-se ligada a um anel,

onde é registado o valor da carga actuante. Esta mesma placa, que se designa por “placa

carregadora”, aplica uma força uniaxial crescente sobre os três grãos, dispostos de forma a

não criar desequilíbrios de carga nas amostras, até ao esmagamento de um destes grãos.

Aquando da sua ocorrência registou-se o valor da força de esmagamento e suspendeu-se a

carga (ver figura 84). Retirou-se o grão esmagado, colocou-se um novo grão na posição do

esmagado e realizou-se novo processo de carga.


71

Neste processo tiveram-se alguns cuidados, nomeadamente, na colocação das

amostras para um novo ensaio, em que se removeram os detritos deixados pelo grão

esmagado, para que estes não influenciassem os resultados do novo ensaio. Também na

colocação das amostras saturadas foram retiradas todas as amostras directamente de um

recipiente cheio de água para a base de ensaio, evitando, assim, a exposição dos grãos à

humidade relativa ambiente por um longo período.

A análise dos resultados, obtidos através do procedimento anteriormente referido, foi

aprofundada com a utilização de uma equação empírica (16) proposta por Marsal.

P (kgf) = 𝜂𝐷𝜆 (16)

𝜂 = 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑜 𝑒𝑠𝑚𝑎𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑚 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑟𝑜𝑐𝑕𝑜𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑚 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 1 𝑐𝑚 (𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚𝜆)

𝐷 = 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑟ê𝑠 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐çõ𝑒𝑠 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜𝑟𝑡𝑜𝑔𝑜𝑛𝑎𝑖𝑠(𝑐𝑚)

𝜆 = 𝑝𝑎𝑟â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 1,2 𝑒 1,8 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑜𝑐𝑕𝑜𝑠𝑜𝑠

Figura 82 – Decurso de um ensaio de esmagamento


72

Figura 83 – Decurso de um ensaio de esmagamento em pormenor

Figura 84 – Grãos após um ensaio

6.3.2.2 Resultados

Os resultados obtidos nesta actividade experimental constam das tabelas 9 a 20.


73

Tabela 9 – Amostra 10 20 – diâmetro 10 mm (Figura 86, 88)

HR (%) P (N) HR (%) P (N) HR (%) P (N) HR (%) P (N)

10 20

0 213,71 75 264,11 85 90,78 100 47,64

0 84,74 75 98,56 85 77,98 100 84,68

0 75,59 75 158,01 85 107,25 100 146,88

0 213,71 75 123,71 85 240,33 100 45,35

0 176,20 75 36,82 85 217,46 100 111,21

0 130,47 75 98,56 85 41,85 100 67,76

0 52,72 75 103,13 85 126,91

0 52,72 75 128,28 85 25,38

0 212,79 75 103,13 85 115,02

0 136,87 75 36,82 85 39,10

0 93,88 75 135,14 85 61,06

0 171,63 75 190,02 85 38,19

0 283,22 75 59,68

Tabela 10 – Amostra 10 20 – diâmetro 10 mm - Valores médios (Figura 89, 90, 91, 92 e 93)


0 146,02 75 118,15

85 98,44 100 83,92

Tabela 11 - Amostra 10 20 – diâmetro 15 mm


110 20

0 43,68 75 43,68 85 274,63 100 85,14

0 206,49 75 261,37 85 219,75 100 61,82

0 194,60 75 153,44 85 77,98 100 173,86

0 190,02 75 43,68 85 57,40 100 140,93

0 80,26 75 121,42 85 231,18 100 180,72

0 201,92 75 144,29 85 225,70 100 213,19

0 210,60 75 174,48 85 285,15 100 277,68

0 87,12 75 150,69 85 273,26

0 254,05 75 174,48 85 274,63

0 222,04 75 66,54 85 52,82

0 254,05 75 148,86 85 59,23

0 103,13 75 262,74 85 174,02

0 162,58 75 158,93 85 68,83

Tabela 12 – Amostra 10 20 – diâmetro 15 mm – Valores médios (Figura 89, 90, 91, 92 e 93)


0% 170,04

75% 146,51

85% 174,97

100% 161,91


74



10 20

0 114,56 75 170,82 85 126,00 100 195,81

0 45,96 75 170,82 85 267,77 100 71,88

0 114,56 75 299,79 85 130,57 100 71,88

0 240,33 75 267,77 85 165,33 100 251,15

0 185,45 75 233,47 85 205,57 100 255,72

0 169,44 75 156,64 85 249,48 100 102,98

0 200,09 75 62,89 85 27,67 100 113,04

0 244,90 75 76,61 85 33,62

0 267,77 75 57,40 85 291,55

0 112,28 75 71,12 85 105,42

0 62,89 75 120,51 85 135,14

0 112,28 75 190,94 85 98,56

0 240,33 75 135,14 85 48,25



0 162,37

75 154,92

85 145,00

100 151,78

Tabela 15 - Amostra 0 32 – diâmetro 10 mm (Figura 87, 88)


0 32

0 148,86 75 117,77 85 214,72 100 61,36

0 183,16 75 239,87 85 201,00 100 135,90

0 142,00 75 57,40 85 151,15 100 44,89

0 180,88 75 32,70 85 255,88 100 131,7

0 80,26 75 128,28 85 154,35 100 124,93

0 167,16 75 171,73 85 168,07 100 99,32

0 84,84 75 163,50 85 44,59 100 172,95

0 176,30 75 239,87 85 52,83

0 233,01 75 105,42 85 49,17

0 50,54 75 212,89 85 260,91

0 212,89 75 192,31 85 141,09

0 183,16 75 180,88 85 96,27

0 183,16 75 153,90 85 182,25

75 70,66



0 155,87

75 147,66

85 151,71

100 110,16


75



00 32

0 114,56 75 240,33 85 347,80 100 199,93

0 114,56 75 98,56 85 75,69 100 156,48

0 254,05 75 131,49 85 249,48 100 199,93

0 190,02 75 308,02 85 336,83 100 259,38

0 313,50 75 216,55 85 283,32 100 263,96

0 281,49 75 236,67 85 327,68 100 263,96

0 25,38 75 250,39 85 279,20

100 273,10

0 82,55 75 272,34 85 281,49 100 260,76

0 75,69 75 295,21 85 290,64

0 217,46 75 126,91 85 46,42

0 318,08 75 135,14 85 147,95

0 308,93 75 192,77

75 302,99



0 191,36

75 215,95

85 242,41

100 234,69



00 32

0 132,86 75 63,87 85 190,88 100 254,81

0 254,05 75 202,64 85 339,84 100 165,63

0 386,68 75 312,40 85 222,24 100 268,53

0 274,17 75 128,16 85 104,64 100 178,44

0 217,46 75 45,84 85 155,60 100 76,45

0 274,17 75 240,27 85 337,88 100 293,23

0 125,00 75 135,22 85 339,84 100 287,74

0 80,26 75 198,72 85 179,12

0 57,40 75 116,60 85 320,24

0 338,66 75 152,46 85 263,40

0 410,92

0 222,95

0 222,95



0 230,66

75 159,60

85 245,37

100 217,83


76

6.3.2.3 Cálculos efectuados

Neste procedimento experimental, efectuaram-se os cálculos de determinação dos parâmetros

da fórmula de Marsal ( η e λ ). Todos estes parâmetros foram determinados para cada

humidade relativa de ensaio, com vista a uma análise comparativa dos seus valores e ao

estabelecimento de fórmulas e conclusões para utilizações futuras.

Cálculo dos parâmetros da fórmula de Marsal

No cálculo dos parâmetros da fórmula de Marsal começou-se por construir umas tabelas, para

cada humidade relativa de ensaio, em que se colocaram as amostras e respectivos diâmetros e

a força média de rotura dos grãos de Leca (P). Em seguida, colocou-se uma coluna com a

fórmula (16), cujo objectivo era aproximar o valor da força média de rotura calculada (Pcalc)

por essa fórmula à força média obtida nos ensaios (P). Como forma de aproximação dessas

forças, colocou-se uma outra coluna com o erro calculado pela expressão (17). Assim e através

do software Microsoft Excel, mais concretamente através da funcionalidade “Solver”,

determinou-se um erro mínimo entre todas as forças em análise para os vários diâmetros das

amostras, através da igualdade do somatório dos erros de cada humidade relativa a 0 (ver

Tabelas 21 a 24). Na execução do “solver” obtiveram-se também os parâmetros que

minimizaram o erro para cada HR (ver tabela 25).

P kgf = 𝜂𝐷𝜆 (𝟏𝟔 𝐛𝐢𝐬)

𝜂 = 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑜 𝑒𝑠𝑚𝑎𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑚 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑟𝑜𝑐𝑕𝑜𝑠𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑚 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 1 𝑐𝑚 (𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚𝜆)

𝐷 = 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑟ê𝑠 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐çõ𝑒𝑠 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜𝑟𝑡𝑜𝑔𝑜𝑛𝑎𝑖𝑠(𝑐𝑚)

𝜆 = 𝑝𝑎𝑟â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 1,2 𝑒 1,8 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑜𝑐𝑕𝑜𝑠𝑜𝑠

𝐸𝑟𝑟𝑜 = (𝑃𝑐𝑎𝑙𝑐 − 𝑃)2 (𝟏𝟕)


77

Tabela 21 – Resultados da aplicação da fórmula de Marsal às forças médias

de rotura dos grãos Leca (amostras secas)

Amostra Dnominal (cm) D (cm) P (kgf) Pcalc (kgf) erro

10/20

1,0 1,782 14,900 15,898 0,995

1,5 1,879 17,351 16,404 0,898

2,0 2,049 16,569 17,266 0,486

0/32

1,0 1,792 15,905 15,950 0,002

2,0 2,303 19,526 18,502 1,050

3,0 3,521 23,537 23,783 0,061

3,492 SUM

Tabela 22 - Resultados da aplicação da fórmula de Marsal às forças médias

de rotura dos grãos Leca (amostras 75%)


10/20

1,0 1,595 12,057 13,583 2,329

1,5 1,885 14,950 14,991 0,002

2,0 2,097 15,808 15,965 0,025

0/32

1,0 1,831 15,067 14,736 0,110

2,0 2,497 22,036 17,699 18,811

3,0 2,887 16,286 19,283 8,983

30,259 SUM


de rotura dos grãos Leca (amostras 85%)


10/20

1,0 1,422 10,045 12,678 6,931

1,5 1,815 17,854 15,573 5,203

2,0 2,008 14,796 16,957 4,673

0/32

1,0 2,010 15,481 16,972 2,221

2,0 2,345 24,736 19,326 29,266

3,0 3,443 25,038 26,712 2,805

51,100 SUM


de rotura dos grãos Leca (amostras saturadas)


10/20

1,0 1,494 8,563 10,820 5,095

1,5 1,943 16,521 15,122 1,956

2,0 2,129 15,488 16,990 2,257

0/32

1,0 1,471 11,241 10,609 0,400

2,0 2,450 23,948 20,318 13,172

3,0 2,824 22,228 24,349 4,501

27,381 SUM


78

Tabela 25 – Parâmetros da fórmula de Marsal obtidos para cada HR (Figura 83)

HR (%) P(5,0 cm) (N)

0 11,3 0,6 286,809

75 10,3 0,6 261.375

85 9,4 0,8 358,508

100 6,5 1,3 494.041

6.3.2.4 Gráficos:

Figura 85 – Valores dos parâmetros da fórmula de Marsal em função da HR


79

Figura 86 - Resistência de grãos da amostra 10 20 diâmetro 10 em função da HR

Figura 87 - Resistência de grãos da amostra 0 32 diâmetro 10 em função da HR

0

5

10

15

20

25

30

35

0 20 40 60 80 100 120

Forç

a R

esi

ste

nte

(K

gf)

Humidade Relativa (%)

Força Resistente vs Humidade Relativa - 10 20 #10

10 20 #10

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100 120

Forç

a R

esi

ste

nte

(K

gf)


Força Resistente vs Humidade Relativa - 0 32 #10

0 32 #10


80

Figura 88 - Comparação da Resistência das amostras 10 20 e 0 32 diâmetro 10 em função da humidade relativa

Figura 89 – Valores médios de rotura das amostras secas

0

5

10

15

20

25

30

35

0 20 40 60 80 100 120

Forç

a R

esi

ste

nte

(K

gf)


Força Resistente vs Humidade RelativaGráfico comparativo das amostras 10-20 diâmetro 10 e

0-32 diâmetro 10

10 20 #10

0 32 #10

y = 0,608x + 1,046R² = 0,912

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6

Lo

g P

(K

gf)

Log D (cm)

Gráfico amostras Secas (valores médios de rotura)

Seco

Aproximação Seco


81

Figura 90 – Valores médios de rotura das amostras com HR de 75%

Figura 91 – Valores médios de rotura das amostras com HR de 85%

y = 0,649x + 0,990R² = 0,526

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6

Lo

g (

P)

(Kg

f)

Log (D) (cm)

Gráficos amostras HR 75% (valores médios de rotura)

75%

Aproximação 75%

y = 1,017x + 0,907R² = 0,751

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6

Lo

g P

(K

gf)

Log (D) (cm)

Gráfico amostras 85% ( valores médios de rotura )

85%

Aproximação 85%


82

Figura 92 – Valores médios de rotura das amostras saturadas

Figura 93 – Gráfico dos valores médios de todas as amostras

y = 1,400x + 0,766R² = 0,868

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

Lo

g (

P)

(Kg

f)

Log (D) (cm)

Gráfico amostras Saturadas ( valores médios de rotura)

Saturado

Aproximação Saturado

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6

Lo

g (

P)

(Kg

f)

Log (D) (cm)

Gráfico comparativo de todas as Humidades relativas(valores médios)

D ~ 1,6 cm

Aproximação Seco

Aproximação 75%

Aproximação 85%

Aproximação Saturado


83

6.3.2.5 Discussão de resultados:

A Leca tem grandes vazios e provavelmente fissuração reduzida. Mas existe um efeito

“corrosivo” da água.

Analisando a aplicabilidade da fórmula de Marsal (16) à GeoLeca, esta parece ajustar-se de

forma excelente aos resultados médios obtidos para a resistência das partículas em cada

humidade relativa. Assim, estes podem ser obtidos pela fórmula de Marsal através de

parâmetros fixos com um erro mínimo. Isto é, substituindo os parâmetros indicados na tabela

25 na equação (16) obtém-se a resistência em função do diâmetro. Também fazendo uma

análise da evolução dos parâmetros η e λ em função da humidade relativa é possível observar

que estes têm uma relação representada por uma equação linear de 1º grau em que o valor

máximo dos parâmetros é obtido para a amostra seca (ver Figura 85). Assim, é possível obter

o valor dos parâmetros a utilizar para qualquer humidade relativa e até uma aproximação da

resistência real, sabendo apenas o diâmetro da partícula em causa e a humidade relativa a que

se encontra sujeita.

Pode efectuar-se uma análise comparativa dos valores obtidos na tabela 25 para os

parâmetros η e λ recorrendo a dados fornecidos por Veiga Pinto (1983) (ver Tabela 26). Nesta

análise comparativa entre as tabelas 25 e 26, é possível observar que os valores de ambos os

parâmetros são menores para a GeoLeca do que para qualquer um dos outros materiais.

Segundo informações recolhidas neste mesmo documento, o valor de varia habitualmente no

intervalo [1,2 ; 1,8], e nos resultados obtidos na tabela 20 este parâmetro varia entre [0,6 ; 1,3].

O que significa que vai aumentando com o aumento da humidade relativa, excepto na transição

de seco para a HR de 75% em que o valor é o mesmo. O parâmetro η por sua vez, diminui com

o aumento da humidade relativa, o que significa que pela análise da fórmula (16) a resistência

ao esmagamento de um grão de 1cm de diâmetro diminui com o aumento da humidade

relativa.

Cópia Tabela 25 - Parâmetros da Fórmula de Marsal obtidos para cada HR

HR (%)

0 11,3 0,6

75 10,3 0,6

85 9,4 0,8

100 6,5 1,3


84

Tabela 26 - Parâmetros da fórmula de Marsal para vários materiais (Veiga Pinto, 1983)

Enrocamento Estado

Xisto alterado Seco 31,2 1,3

Saturada 28,8 0,97

Grauvaque alterado Seco 38,9 1,68

Saturada 8,3 2,2

Ao analisar a Leca com os valores médios dos valores, indicados nas tabelas 10, 12, 14, 16, 18

e 20 e nas figuras 89, 90, 91 e 92, podemos observar que a Leca, para qualquer das amostras

(10-20 e 0-32), para qualquer humidade relativa, tem resultados de resistência ao

esmagamento que seguem a expressão de Marsal. A linearidade dos resultados aqui referidos

não significa que o aumento do diâmetro dos grãos leve a um aumento da resistência, apenas

significa que, recorrendo à equação de Marsal se obtêm correlações por vezes próximas de 1.

Esta explicação é essencial para que não se considere que a força resistente varie linearmente

com o diâmetro.

Ainda assim, analisando as inclinações das rectas, é possível observar que o aumento do

diâmetro dos grãos determina um aumento da força resistente, qualquer que seja a humidade

relativa a que foram sujeitos os grãos. Também é observável pelo declive das rectas que este

aumenta com o aumento da humidade relativa, o que indica que o aumento da força resistente

em função da dimensão dos grãos é maior para humidades relativas mais elevadas (menor

sucção) do que para humidades relativas menores. O que é estranho, pois a água não parece

ser um factor que influencie o aumento da força resistente de uma amostra, seja de que

material for. Vejamos o exemplo de materiais rochosos testados no LNEC em que o aumento

da humidade relativa provoca uma diminuição da resistência das amostras. (ver tabela 27)


85

Tabela 27 – Resistência ao esmagamento de amostras de calcário, diorito e

granito (LNEC)

Rocha Região Estado Diâmetro (cm) P (N) P(5,0 cm)

(N)

Calcário Loulé

Seco

1,570 1502,4939

11704,84 2,510 3495,7384

5,093 12048,1004

Saturado

1,650 1772,5035

11634,95 2,520 3309,1660

5,010 11983,4988

Diorito Monchique

Seco

1,819 1988,6954

7094,02 2,641 3760,6716

5,050 6870,1107

Saturado

1,882 1927,2680

7023,29 2,618 3510,9284

4,790 6393,7454

Granito Chaves

Seco

1,647 1068,2274

7426,64 2,742 1834,8981

5,793 10914,1718

Saturado

1,579 1055,6648

5334,90 2,750 2334,7206

5,780 6505,6898

Para melhor evidenciar o atrás exposto e como forma de observar o comportamento da Leca

em função da humidade relativa, criou-se um gráfico (ver figura 93) em que se sobrepuseram

as rectas indicadas nos gráficos anteriores. É possível observar neste gráfico que há uma

intercepção das rectas correspondentes às aproximações dos valores médios de cada

humidade relativa. Ora essa intercepção nunca se verifica no caso das rochas, materiais onde

é comum a realização destes ensaios de esmagamento (ver, por exemplo, Veiga Pinto, 1983).

Assim uma explicação para este gráfico traduz-se numa alteração das propriedades do

material com a variação do diâmetro, pois a intercepção de rectas num gráfico deste tipo

apenas acontece com materiais diferentes.

A explicação para este facto ainda não é clara mas, como cada grão devido à adição de

carbonato de cálcio, é revestido por uma camada relativamente pouco espessa, mas que é

praticamente constante independentemente do diâmetro (ver figura 94), o papel que

desempenha na resistência da partícula é diferente. Futuros ensaios complementares a esta

hipótese são sugeridos na conclusão desta dissertação.


86

Analisando ainda este gráfico é possível observar que para valores do log(D) inferiores a 0,2,

isto é, diâmetros inferiores a 1,6 cm, o aumento da humidade relativa se traduz numa redução

da força resistente.

Figura 94 - Camada exterior praticamente constante para qualquer diâmetro

Conclusões e desenvolvimentos futuros

87

7. Conclusões e desenvolvimentos futuros

A massa volúmica obtida nos ensaios demonstrou estar coerente com os valores fornecidos

pela Maxit. O mesmo se pode dizer da porosidade obtida para os grãos de GeoLeca.

Verifica-se que para diâmetros menores que ≈ 16 mm a força resistente diminui com o aumento

da humidade relativa. No entanto para diâmetros superiores verifica-se a situação inversa. Tal

comportamento nunca se verifica no caso das rochas, materiais onde é comum a realização

destes ensaios de esmagamento (ver por exemplo Veiga Pinto, op. cit.).

Uma interpretação plausível é que, ao contrário do que acontece nas rochas em que o

aumento do diâmetro apenas implica um aumento dos defeitos por unidade de volume (

microfissuras) do material, no caso da Leca, o aumento do diâmetro dos grãos corresponde, na

prática, a um material diferente.

De facto, como cada grão, devido à adição de carbonato de cálcio, é revestido por uma

camada relativamente pouco espessa, mas que é praticamente constante independentemente

do diâmetro (ver figura 94), o papel que desempenha na resistência da partícula é diferente.

Daí a afirmação anterior de que quando varia o diâmetro varia também o material.

Cópia da Figura 94 – Camada exterior praticamente constante para qualquer

diâmetro

D≈1 cm

D≈3 cm

Conclusões e desenvolvimentos futuros

88

Uma maneira de verificar esta hipótese é ensaiar só o material interior. Já existe em

quantidade suficiente no LNEC, pelo que haverá que executar ensaios de esmagamento para

várias dimensões e diferentes humidades relativas. Poder-se-à então analisar se o

revestimento dos grãos desempenha ou não o papel atrás referido.

De qualquer forma, ainda que sejam necessários aclaramentos, verifica-se que a resistência

dos grãos de Leca é afectada pela sucção (humidade relativa).

Como trabalhos a efectuar na sequência deste estudo, para além do já citado ensaio do

material argila expandida sem o revestimento originado pela adição de carbonato de cálcio,

será do maior interesse a realização da curva de retenção do material, com e sem

revestimento. Será assim possível relacionar o teor em água e a sucção.

Também a aplicabilidade da fórmula de Marsal à GeoLeca foi confirmada, sendo que da

análise dos parâmetros que desta fazem parte se conclui que o valor máximo do parâmetro η

ocorre para o estado seco, o que significa que há uma diminuição da resistência dos grãos com

1cm de diâmetro com o aumento da humidade relativa. Da análise comparativa com outros

materiais conclui-se que ambos os parâmetros η e λ são inferiores para a GeoLeca do que

para o xisto alterado e para o grauvaque alterado analisados por Veiga Pinto (1983). O

parâmetro λ apresenta valores que aumentam com a humidade relativa.

Com análises futuras ao material GeoLeca seria importante a determinação da curva de

retenção das amostras 10-20 e 0-32, para verificar se há alterações de massa das amostras

assim como qual a disposição das duas curvas no gráfico. Também uma análise à

permeabilidade da GeoLeca seria importante de ser realizada, de forma a analisar o

comportamento do material enquanto agregado e qual a sua capacidade permeável.

Seria importante analisar o comportamento dos grãos de Leca após ciclos de molhagem e de

secagem, comparando a resistência desta após vários ciclos. Isto é, analisar o comportamento

dos grãos de Leca quando sujeitos a vários ciclos de molhagem e de secagem. Também seria

útil uma análise a grãos partidos, nos quais fosse possível a zona interior porosa estar em

contacto com a água, submetendo-os a ensaios. Esta análise teria em vista nomeadamente, a

capacidade resistente dos grãos ao desgaste sofrido.

Bibliografia

89

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