A Sustentabilidade dos Materiais de Construo

F. Pacheco Torgal Said Jalali

Ficha Tcnica Ttulo A sustentabilidade dos materiais de construo Edio TecMinho Capa Adriana Infante Torgal Reviso de texto Adriana Infante Torgal ISBN 978-972- 8600-22-8 Depsito Legal 314209/10 Tiragem 1 Edio: 1500 exemplares 2 Edio: 1500 exemplares Impresso Grfica Vilaverdense Artes Grficas, Lda http://www.graficavilaverdense.com/ Rua de Coimbra, 2, Barbudo 4370-062 Vila Verde Tel.: (+351) 253 311 085 Fax.: (+351) 253 232 997 Novembro de 2010

Prefcio da 2 Edio

Desde a publicao da 1 edio em Julho do corrente ano, passaram apenas quatro meses, pelo que a presente edio apresenta poucas mas ainda assim relevantes diferenas relativamente edio original, as quais se consubstanciam em 60 novas pginas e aproximadamente 160 novas referncias bibliogrficas, elevando-se agora a um total de mais de um milhar. O breve perodo de tempo que decorreu desde a publicao da 1 edio, foi frtil em acontecimentos que reforam a insustentabilidade do comportamento da aco humana e os quais confirmam a oportunidade da presente obra. Durante o ms de Agosto, a Revista Foreign Policy apresentou previses para a taxa de urbanizao da China e da ndia, referindo que nos prximos 20 anos, a China urbanizar uma rea equivalente de 10 cidades de Nova York, o equivalente rea da Suia, enquanto que por sua vez a ndia urbanizar uma rea equivalente de 4 cidades de Nova York, o que corresponde rea do Koweit. No se negando o direito destes pases a poderem usufruir dos padres de urbanizao do Ocidente, contudo legitimo temer as gravosas consequncias que da adviro em termos do consumo de recursos no renovveis, da poluio em geral e da gerao de resduos em particular. J durante o ms de Outubro, a localidade de Kolontar na Hungria foi inundada por uma torrente de lamas proveniente de um depsito de uma explorao para produo de alumnio. Mais um desastre ambiental a juntar aqueles que so objecto de descrio no captulo 1 do presente livro. Contudo se atentarmos no teor das palavras de um dos Directores da Magyar Aluminium, empresa responsvel pelo referido desastre, Quando cai um avio, a aviao no pra, caso para recearmos o pior, pois pelos vistos h quem no pare para pensar um pouco, mesmo em circunstncias de especial gravidade. Um tal modus operandi de comportamente negligente e qui de elevado dolo, tambm bem patente no desastre ambiental provocado pela BP no Golfo do Mxico no inicio de 2010, suscita srias preocupaes quanto ao futuro que a todos nos espera. No fao por isso futurologia quando digo que apenas uma questo de tempo, at que ocorra outro desastre ambiental. E aqui chegado socorro-me de uma interessante e pertinente citao do investigador Norte-Americano Jonas E. Saulk (1914-1995): If all the insects were to disappear from the EARTH, within 50 years all life on Earth would end. If all human beings disappeared from the face of the Earth, in 50 years all forms all life would flourish. Existem 1.750.000 Espcies j referenciadas no Planeta Terra, mas este valor apenas uma parte da totalidade das existentes, pelo que so por isso legtimas as seguintes interrogaes: Que Direito Divino concedeu Espcie humana, a possibilidade de tratar cada uma das restantes Espcies que habitam neste Planeta como se fossem apenas coisas inanimadas? Quanto tempo mais precisaremos para percebermos a relatividade da nossa importncia enquanto Espcie? No deveria o facto de sermos a nica Espcie verdadeiramente nociva do Planeta Terra, ser suficiente para repensarmos o nosso modelo de desenvolvimento? Peter Albert David Singer, nascido na Austrlia em 1946, Professor Catedrtico de Biotica na Universidade de Princeton desde 1999, sugere trs formas de actuao individual para que este se possa tornar um Mundo melhor: Fazer algo pelas pessoas mais pobres do Planeta Terra; fazer algo pelos animais e fazer algo pelo ambiente. Este livro foi escrito tendo em vista esse contexto particular, pelo que me resta fazer votos para que de alguma forma o consiga. Fernando Pacheco Torgal

Prefcio da 1 Edio

A gravidade dos desafios ambientais com que o Planeta Terra se confronta, os quais no h como escamotear so da inteira e exclusiva responsabilidade da espcie humana, j no permitem abordagens paliativas de natureza incremental do gnero a que estvamos habituados at aqui. O tempo pois para rupturas com as ineficazes e insustentveis prticas do presente antecipando um futuro no qual o respeito pelo Planeta e pelas restantes espcies que nele connosco habitam ser a regra e no a excepo. O sector da construo pauta a sua actividade por elevados impactos ambientais ao nvel da extraco de elevadas quantidades de matrias-primas no renovveis, de elevados consumos energticos e das consequentes e elevadas emisses de gases responsveis por efeito de estufa. O presente livro aborda nesse contexto possveis contributos dos materiais de construo com vista a uma maior sustentabilidade do referido sector de actividade. Para esse efeito baseia o seu contedo quer na regulamentao tcnica vigente sobre a rea em apreo, mas fundamentalmente numa reviso da literatura cientfica ao longo de aproximadamente oitocentas e cinquenta referncias bibliogrficas, na sua grande maioria de artigos em revistas cientficas internacionais. Os mesmos espelham bem o dinamismo da comunidade cientfica em torno do tema da construo sustentvel, tema relativamente ao qual a produo de artigos cientficos tem crescido a um ritmo quase exponencial. Para que o leitor tenha uma pequena ideia desse facto preciso ter presente que a expresso construo sustentvel comeou a ser difundida a partir de 1994, ainda nesse ano foram publicados 17 artigos em revistas cientficas directamente relacionados com essa rea, referenciados na base de dados Scopus/Elsevier, dois anos depois esse nmero subiu para 172 artigos, no ano de 2009 j foram publicados quase 2400 artigos relacionados com a construo sustentvel e em Junho de 2010 esse nmero j tinha sido ultrapassado. Este facto tambm elucidativo de uma outra realidade que o leitor poder desde logo intuir, da inovao cientfica como factor competitivo diferenciador para o sucesso empresarial. E a esse ttulo pertinente avanar aqui com um exemplo muito elucidativo. O Grupo Japons TOTO Ltd que possui uma facturao anual de quase 3.000 milhes de euros submeteu 1200 pedidos de patentes na rea da fotocatalse (tema que ser abordado no capitulo 10), tendo j 500 patentes internacionais aprovadas nessa rea, o que mostra bem qual afinal a receita para o sucesso das empresas de materiais e produtos de construo (e outras) que aspiram a uma liderana no mercado internacional. Consequentemente, entendem os autores que enquanto membros da comunidade cientfica no poderiam deixar de aproveitar esta oportunidade para sensibilizar os leitores para a importncia vital da actualizao tcnica e cientifica permanente dos seus conhecimentos, objectivo para o qual o presente livro pretende contribuir. Dirigido aqueles que j actuam ou iro actuar no sector da construo, actuais e futuros Tcnicos Superiores em cuja actividade se insere a presente temtica (Engenheiros Civis, Engenheiros Tcnicos Civis e Arquitectos), o presente livro pretende contribuir para lhes dar um pequeno vislumbre do futuro papel dos materiais de construo num contexto de uma construo mais sustentvel. F.Pacheco Torgal & Said Jalali

NDICE Prefcio 1 Introduo 9 1.1 Enquadramento 101.2 Desenvolvimento Sustentvel 181.3 Construo Sustentvel 231.4 O Papel dos Materiais de Construo 29 1.5 Concluses Gerais 361.6 Referncias 37 2 Toxicidade dos Materiais de Construo 41 2.1 Enquadramento 422. 2 Tintas, Vernizes e Materiais para Preservao de Madeiras 44 2.2.1 Tintas e Vernizes 44 2.2.2 Materiais para Proteco de Madeiras 462.3 Materiais Plsticos e Colas Sintticas 46 2.3.1 Materiais Plsticos 46 2.3.2 Colas Sintticas 482.4 Materiais Txicos em Caso de Incndio 482.5 Materiais com Substncias Radioactivas 502.6 Materiais contendo Amianto 542.7 Chumbo em Redes de Abastecimento de gua 572.8 Importncia dos Ensaios de Lexiviao 592.9 Concluses Gerais 622.10 Referncias 62 3 Materiais e Energia 67 3.1 Enquadramento 683.2 Energia Incorporada nos Materiais 723.3 Emergia 783.4 Materiais que Contribuem para a Reduo do Consumo 80 3.4.1 Isolamentos Trmicos Correntes 80 3.4.2 Isolamentos Trmicos Base de Materiais Naturais e Resduos 82 3.4.3 Isolamentos Trmicos de Elevado Desempenho 83 3.4.4 Materiais de Mudana de Fase 87 3.5 Concluses Gerais 903.6 Referncias 91 4 Resduos de Construo e Demolio 93 4.1 Enquadramento 944.2 Regulamentao 954.3 Plano de Preveno e Gesto - PPG 1004.4 Quantificao de RCD 102

4.5 Demolio, Desconstruo, Triagem, e Reciclagem 107 4.5.1 Demolio versus Desconstruo 107 4.5.2 Triagem e Reciclagem 110 4.5.2.1 Reciclagem de Materiais Contendo Gesso 111 4.5.2.2 Reciclagem de Materiais Contendo Amianto 114 4.5.2.3 Reciclagem de Resduos de Beto com Processos Trmicos 116 4.6 Concluses Gerais 117 4.7 Referncias 118 5 Agregados, Ligantes e Betes 121 5.1 Enquadramento 122 5.2 Betes Contendo Resduos Pozolnicos ou Hidrulicos 128 5.3 Betes com Agregados Reciclados e outros Resduos 136 5.3.1 Betes de Ligantes Hidrulicos com Agregados Reciclados 136 5.3.2 Betes de Ligantes Hidrulicos com outros Resduos 145 5.3.2.1- Betes com resduos de borracha de pneus 146 5.3.2.2- Betes com resduos de poli teraftalato de etileno-PET 158 5.3.3 Betes Betuminosos 169 5.4 Betes com Capacidade Sensora 172 5.5 Gessos Sintticos 176 5.5.1 Gesso FGD 177 5.5.2 Fosfogesso 179 5.5.3 Outros Gessos Sintticos 180 5.6 Ligantes Obtidos por Activao Alcalina 181 5.6.1 Emisses de Dixido de Carbono 181 5.6.2 Retrospectiva Histrica 184 5.6.3 Matrias-Primas 187 5.6.3.1 Superfcie Especfica 188 5.6.3.2 Composio 189 5.6.3.3 Activadores Alcalinos 190 5.6.3.4 Aditivos 192 5.6.4 Mistura dos Componentes 194 5.6.5 Cura 195 5.6.6 Resistncia Mecnica 196 5.6.7 Durabilidade 197 5.6.7.1 Resistncia aos cidos 197 5.6.7.2 Resistncia a Altas Temperaturas 199 5.6.7.3 Resistncia ao Fogo 200 5.6.7.4 Resistncia ao Gelo-Degelo 201 5.6.7.5 Resistncia Abraso 201 5.6.8 Reaproveitamento de Resduos de Minas e Pedreiras 202 5.6.9 Imobilizao de Resduos Txicos e Radioactivos 207 5.7 Concluses Gerais 210 5.8 Referncias 211

6 Unidades para Alvenarias 225 6.1 Enquadramento 226 6.1.1 Introduo 226 6.1.2 Consideraes Prospectivas sobre a Construo em Alvenaria 229 6.1.3 Desempenho Ambiental das Indstrias do Sector 232 6.1.3.1 Consumo de Recursos no Renovveis 234 6.1.3.2 Consumo de Energia 235 6.1.3.3 Consumo de gua 235 6.1.3.4 Emisses de Gases Poluentes 235 6.1.3.5 Produo de Resduos 2356.2 Tijolos Cermicos com Incorporao de Resduos 2356.3 Blocos no Cozidos 2476.4 Unidades com Novos Formatos 2536.5 Concluses Gerais 2586.6 Referncias 259 7 Materiais Compsitos com Fibras Vegetais 263 7.1 Enquadramento 2647.2 Caractersticas e Propriedades das Fibras 2687.3 Betes e Pr-Fabricados com Fibras 271 7.3.1 Matriz Cimentcia 271 7.3.2 Propriedades dos Compsitos Cimentcios 273 7.3.2.1 Fibras Dispersas na Matriz 273 7.3.2.2 Vares de Bambu 276 7.3.3 Durabilidade de Compsitos Reforados com Fibras 2797.4 Concluses Gerais 2827.5 Referncias 283 8 A Sustentabilidade da Construo em Terra 287 8.1 Enquadramento 288 8.1.1 Panorama Actual 291 8.1.2 Tcnicas Construtivas 293 8.1.2.1 Monoltica 293 8.1.2.2 Por Unidades 295 8.1.2.3 Por Enchimento e Revestimento 295 8.1.2.4 Taipa 295 8.1.2.5 Adobe 299 8.1.2.6 BTC 301 8.1.3 Caracterizao e Estabilizao 304 8.1.4 Durabilidade 3198.2 Vantagens Ambientais 3228.3 Concluses Gerais 3298.4 Referncias 329

9 Durabilidade de Materiais Ligantes 333 9.1 Enquadramento 334 9.2 Patologia e Durabilidade 334 9.2.1 Beto 334 9.2.1.1 Fissurao e Durabilidade 335 9.2.1.2 Causas de Degradao 335 9.2.1.2 Metodologias de Abordagem da Durabilidade e Regulamentao 345 9.2.2 Revestimentos de Edifcios Antigos 351 9.3 Preveno e Reabilitao 357 9.3.1 Beto 357 9.3.1.1 Medidas para Minimizar a Ocorrncia de Reaces lcalis-Silica (RAS) 357 9.3.1.2 Tratamento da Superfcie do Beto 358 9.3.1.3 Proteco e ou Reparao Electroqumica 360 9.3.1.4 Utilizao de Argamassas de Reabilitao 361 9.3.2 Revestimentos de Edifcios Antigos 367 9.3.2.1 Consideraes Prvias 367 9.3.2.2 Identificao da Composio das Argamassas Originais e Ensaios in-situ 367 9.3.2.3 Fase de Restauro 375 9.3.2.4 Relao entre os Materiais de Revestimento e a Formao dos Quadros 391 9.4 Concluses Gerais 395 9.5 Referncias 396 10 Nanotecnologia e Sustentabilidade dos Materiais 401 10.1 Enquadramento 402 10.1.1 Introduo 402 10.1.2 Compreenso dos Compostos Gerados Durante a Hidratao do Cimento Portland

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10.1.3 Utilizao de Nanopartculas para Aumentar a Resistncia e a Durabilidade de Argamassas e Betes

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10.1.4 Riscos de Toxicidade Associados Utilizao de Nanopartculas 411 10.1.5 Reaco Fototacaltica de Nanomateriais 413 10.2 Materiais Auto-Limpantes 416 10.3 Materiais que Reduzem a Poluio do Ar 419 10.4 Materiais com Propriedades Bactericidas 428 10.5 Concluses Gerais 433 10.6 Referncias 434 11 Seleco de Materiais de Construo Eco-eficientes 11.1 Enquadramento 442 11.2 Anlises do Ciclo de Vida dos Materiais 443 11.3 Rotulagem Ecolgica e EPDs 445 11.4 Alguns Casos Prticos 451 11.5 Concluses Gerais 458 11.6 Referncias 459

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