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Influência das condições de cura na carbonatação de argamassas tradicionais com ligante à base

de cal aérea – Métodos de análise

Andreia Carina de Bem Fontes

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Professor Augusto Martins Gomes

Orientador: Professor José Manuel Gaspar Nero

Orientadora: Professora Inês dos Santos Flores Barbosa Colen

Vogal: Professora Maria Paulina Faria Rodrigues

Julho de 2011

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Dedico este trabalho ao meu PaiDedico este trabalho ao meu PaiDedico este trabalho ao meu PaiDedico este trabalho ao meu Pai

José ManueJosé ManueJosé ManueJosé Manuellll

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Agradecimentos

• Aos meus orientadores, Professor José Manuel Gaspar Nero e Professora Inês Flores-Colen, pelos conhecimentos transmitidos, pela orientação e incentivo, pela ajuda na obtenção de equipamentos que permitissem realizar ensaios importantes no desenvolvimento deste trabalho e pela disponibilidade e paciência demonstrada ao longo de todos estes meses de trabalho.

• Ao Doutor Manuel Francisco Costa Pereira pela sua colaboração, disponibilização de utilização de equipamentos do Laboratório de Mineralogia e Petrologia do IST (LAMPIST) pertencente ao Centro de Petrologia e Geoquímica (CEPGIST), pela sua dedicação e disponibilidade;

• À Engª. Rita Nogueira, pelos conhecimentos transmitidos e pela colaboração na realização de alguns ensaios;

• Ao Sr. Leonel Silva, técnico do Laboratório de Construção do IST, pela sua disponibilidade e auxílio na realização de amassaduras e produção de provetes e execução de alguns ensaios;

• À Professora Fernanda Margarido, pela disponibilização de equipamento do Laboratório de Reciclagem e Valorização de Resíduos Sólidos do IST;

• Ao Eng.º Paulo Henriques pela ajuda em alguns aspectos experimentais; • Ao Professor Vasco Rato pela sua disponibilidade em esclarecer algumas

dúvidas relativamente a determinados ensaios; • Aos Engenheiros Pedro Silva e Luís Evangelista, bem como ao pessoal técnico

do laboratório do ISEL, pela disponibilidade e facilidade na requisição da máquina de ensaios da resistência à flexão e à compressão do laboratório do ISEL.

• À Doutora Rosário Veiga pela disponibilização de equipamento no LNEC; • À SECIL, pela oferta da areia do rio utilizada na formulação das argamassas do

presente trabalho; • Aos meus amigos, António, Diogo, Catarina, Carla, Pedro e Sara, quer pela ajuda

na obtenção de material, quer pela amizade e incentivo quando as coisas corriam menos bem na realização deste trabalho;

• Aos meus colegas de laboratório, pela troca de ideias; • Aos meus colegas e amigos, pelo incentivo e amizade demonstrados durante

todo o meu percurso académico; • E, acima de tudo, ao meu pai, pelo incentivo, confiança e tolerância

demonstrados ao longo de todo o meu percurso estudantil e sobretudo, pelo enorme esforço financeiro realizado.

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Resumo

A cal aérea embora tenha entrado em desuso nas últimas décadas, devido ao aparecimento dos ligantes hidráulicos, que apresentam tempos de presa reduzidos e elevadas resistências mecânicas, tem vindo a ser mais utilizada nos últimos anos, quer em reabilitação de edifícios antigos, quer em edifícios recentes.

O processo de carbonatação apresenta extrema importância em argamassas de cal aérea, pois é responsável pelo seu endurecimento e consequente ganho de resistência. Assim, o presente trabalho pretende aprofundar o conhecimento acerca deste processo, assim como a influência das condições de cura. A potencialidade dos métodos de análise para avaliação da carbonatação também constituem objectivo deste trabalho.

Deste modo, formularam-se argamassas, com traço em volume aparente de 1:2, de cal aérea hidratada em pó e areia de areeiro e areia do rio (misturadas em igual proporção). A relação água/ligante (a/l) utilizada foi de 1.24.

As argamassas foram submetidas a quatro condições de cura, tendo-se procedido à caracterização física e mecânica das argamassas no estado endurecido, a diversas idades (7, 14, 28, 90 e 120 dias), efectuando-se os ensaios sobre provetes prismáticos de argamassa, com 4x4x16 cm3.

Este estudo permitiu aferir que diferentes condições de cura conduzem a comportamentos distintos das argamassas de cal aérea. Os métodos de análise utilizados apresentaram-se bons indicadores para o estudo da carbonatação ao longo do tempo.

Assim, através da elaboração desta dissertação, pretende-se contribuir para o incremento do conhecimento acerca do processo de carbonatação e estabelecem-se bases para desenvolvimentos futuros do estudo deste fenómeno.

Palavras-chave:

Cal aérea; carbonatação; condições de cura; métodos de análise; evolução do desempenho

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Abstract

Although lime as fallen into disuse in the last decades, due to the appearance of hydraulic binders, that present reduced setting times and higher mechanical strengths, it has been used more frequently in the last years, either in rehabilitation of old buildings, or in recent buildings.

The carbonation process presents high importance in lime mortars, since it is responsible for its hardening and consequent increase of strength. So, the present work intends to extend the knowledge on this process, as well as the influence of the curing conditions. The potentiality of the analysis methods for the evaluation of carbonation also constitutes an objective of this work.

Therefore, the studied mortars were prepared with a binder/aggregate ratio of 1:2 (in volume) and water/binder ratio of 1.24, using hydrated lime powder and yellow and river sand (mixed in equal proportion).

The mortars were subjected to four curing conditions, having proceeded to the physical and mechanical characterization of the hardened mortars, at several curing ages (7, 14, 28, 90 and 120 days). The tests were made using prismatic specimens with 4x4x16 cm3.

With these experiments it can be concluded that distinct curing conditions lead to different performances of the lime mortars. The testing methods presented themselves as good indicators for the study of carbonation in during over time.

Therefore, the purpose of this dissertation is to contribute to the increase of knowledge about the carbonation process and establish the basis for further developments regarding the study of this phenomenon.

Key-words:

Lime; carbonation; curing conditions; analysis methods; performance evolution

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Índice de texto

1 Introdução ........................................................................................................... 1

1.1 Considerações gerais .................................................................................... 1

1.2 Enquadramento e justificação do tema ......................................................... 1

1.3 Objectivos e metodologia de investigação .................................................... 2

1.4 Organização da dissertação .......................................................................... 2

2 Argamassas tradicionais ..................................................................................... 5

2.1 Considerações gerais .................................................................................... 5

2.2 Breve historial sobre a aplicação das argamassas ....................................... 5

2.3 Classificação de argamassas ........................................................................ 7

2.4 Materiais constituintes ................................................................................... 8

2.4.1 Ligantes .................................................................................................. 8

2.4.2 Agregados ............................................................................................ 12

2.4.3 Água ..................................................................................................... 15

2.4.4 Adições e adjuvantes ............................................................................ 17

2.5 Requisitos para o desempenho de argamassas de revestimento ............... 18

2.5.1 Exigências funcionais gerais dos rebocos ............................................ 18

2.5.2 Exigências para rebocos a aplicar em edifícios antigos ........................ 19

2.6 Factores que afectam o comportamento das argamassas de revestimento 20

2.7 Síntese do capítulo ...................................................................................... 25

3 A carbonatação ................................................................................................. 27

3.1 Considerações gerais .................................................................................. 27

3.2 O fenómeno de carbonatação ..................................................................... 27

3.3 Factores que influenciam o processo de carbonatação .............................. 29

3.3.1 Quantidade de água de amassadura .................................................... 29

3.3.2 Porosidade ............................................................................................ 30

3.3.3 Condições termohigrométricas ............................................................. 31

3.3.4 Técnicas de aplicação e de acabamento das argamassas ................... 32

3.4 Efeitos/consequências da carbonatação ..................................................... 33

3.5 Métodos para a avaliação da carbonatação ................................................ 33

3.5.1 Análise do pH e da condutividade ......................................................... 33

3.5.2 Análise de compostos cristalinos .......................................................... 35

3.5.3 Análise da microestrutura ..................................................................... 37


4 Trabalho experimental ....................................................................................... 39


4.2 Materiais adoptados e sua caracterização .................................................. 39

4.2.1 Caracterização dos agregados ............................................................. 40

4.2.2 Caracterização do ligante ..................................................................... 41

4.3 Formulações estudadas e condições de cura ............................................. 41

4.3.1 Traço ..................................................................................................... 41

4.3.2 Relação água/ligante ............................................................................ 42

4.3.3 Ambientes de cura ................................................................................ 42

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4.4 Produção, preparação e desmoldagem de provetes ................................... 44

4.5 Plano de ensaios ......................................................................................... 48

4.5.1 Objectivos do plano de ensaios e sua apresentação ............................ 48

4.5.2 Métodos de análise ............................................................................... 50

4.5.2.1 Ensaios realizados sobre as argamassas no estado fresco ........................................ 50

4.5.2.1.1 Avaliação da consistência por espalhamento ..................................................... 50

4.5.2.1.2 Avaliação da massa volúmica aparente e estimativa do volume de vazios ........ 51

4.5.2.2 Ensaios realizados sobre as argamassas no estado endurecido ............................... 52

4.5.2.2.1 Determinação das resistências à tracção por flexão e à compressão ................ 52

4.5.2.2.2 Determinação da profundidade de carbonatação .............................................. 55

4.5.2.2.3 Determinação da massa volúmica aparente e porosidade aberta ..................... 56

4.5.2.2.4 Observação das argamassas com lupa binocular ................................................ 57

4.5.2.2.5 Análise mineralógica por difracção de raios X .................................................... 58

4.5.2.2.6 Análise microtomográfica de raios X ................................................................... 60


5 Resultados obtidos e sua apreciação ................................................................ 65

5.1 Ensaios de carácter preparatório ................................................................ 66

5.2 Propriedades das argamassas no estado endurecido................................. 67

5.2.1 Resistências mecânicas das argamassas ensaiadas ........................... 67

5.2.2 Profundidade de carbonatação ............................................................. 71

5.2.3 Estrutura porosa das argamassas ........................................................ 74

5.2.4 Observação interna das argamassas ................................................... 79

5.2.5 Alterações mineralógicas das argamassas ........................................... 82

5.2.6 Outros resultados .................................................................................. 88

5.2.6.1 Confirmação do traço por difracção de raios X ......................................................... 88

5.2.6.2 Microtomografia de raios X ....................................................................................... 89

5.3 Conclusões do capítulo ............................................................................... 92

6 Conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros .................................. 95


6.2 Conclusões .................................................................................................. 95

6.3 Propostas para desenvolvimentos futuros ................................................... 98

Referências bibliográficas......................................................................................... 99

Anexos A.1 Requisitos estabelecidos para as características mecânicas e de comportamento à água das argamassas de revestimento para edifícios antigos…...III A.2 Ficha técnica da cal aérea………………………………………………………….V A.3 Conversão do traço em volume para traço em massa e definição das quantidades de materiais…………………………………………..………………………XI A.4 Determinação do volume de vazios…………………………..…………………XIII A.5 Registos individuais dos ensaios realizados……………...….……….………..XV A.6 Valores conhecidos de ensaios (obtidos em estudos semelhantes)…........XXIII A.7 Resultados das análises com difractómetro de raios X……..………...........XXIX A.8 Resultados da análise microtomográfica……………………………………XXXIX

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Índice de figuras

Figura 2.1 – Ciclo da cal (adaptado de [W1]) ........................................................... 11

Figura 2.2 – Tipo de cal aérea de construção de acordo com a EN 459-1 (IPQ, 2010) ............................................................................................................... 12

Figura 2.3 – Esquerda: Diagrama triangular de Feret; Direita: Curvas de igual compacidade ............................................................................................................ 14

Figura 2.4 – Esquerda: areia de areeiro; Direita: areio do rio ................................... 15

Figura 2.5 – Empolamento decorrente da cristalização de sais – criptoflorescências ................................................................................................................................. 20

Figura 2.6 – Biodeterioração (in: Magalhães, 2002) ................................................. 20

Figura 2.7 – Manchas em argamassas de assentamento, devidas à lixiviação do carbonato de cálcio [W4] .......................................................................................... 23

Figura 2.8 – Contracção do reboco de cal aérea, com posterior lixiviação do ligante ....................................................................................................................... 23

Figura 2.9 – Perda de aderência (descolamento, abaulamento) (in: Magalhães, 2002) ........................................................................................................................ 24

Figura 3.1 – Observação em microscópio electrónico SEM (in: Margalha, 2010) .... 27

Figura 3.2 – Cor rosada – indica que o reboco ainda não está totalmente carbonatado (in: Cavaco, 2005) ............................................................................... 34

Figura 3.3 - Medidor de pH, condutividade e TDS (in: Flores-Colen, 2009) ............. 34

Figura 3.4 – Esquema da geometria do feixe de raios X antes e depois de incidir sobre a amostra (in: Carretero et al., 2007) .............................................................. 36

Figura 3.5 – Exemplo de um registo de ATG / ATD / DTG (in: Margalha, 2010) ...... 37

Figura 4.1 – Barrica .................................................................................................. 40

Figura 4.2 – Cal hidratada ........................................................................................ 40

Figura 4.3 – Provetes colocados na câmara seca .................................................... 43

Figura 4.4 – Provetes colocados na câmara húmida ................................................ 43

Figura 4.5 – Moldes colocados em ambiente de laboratório (condições variáveis) .. 44

Figura 4.6 – Provetes colocados na câmara de cura acelerada ............................... 44

Figura 4.7 – a) Recipiente; b) Pá misturadora; c) Misturador ................................... 44

Figura 4.8 – Colocação da areia ............................................................................... 45

Figura 4.9 – Aparelho de compactação .................................................................... 46

Figura 4.10 – Preparação dos provetes ................................................................... 46

Figura 4.11 – Provete partido aquando da desmoldagem ........................................ 47

Figura 4.12 – Retracção dos provetes no molde ...................................................... 47

Figura 4.13 – Esquema dos ensaios realizados no trabalho experimental ............... 49

Figura 4.14 – Procedimento da avaliação da consistência por espalhamento ......... 50

Figura 4.15 – Determinação da massa volúmica aparente ...................................... 51

Figura 4.16 – Máquina para determinação das resistências mecânicas .................. 52

Figura 4.17 – Dispositivo de flexão ........................................................................... 53

Figura 4.18 – Dispositivo de compressão ................................................................. 53

Figura 4.19 – Determinação da resistência à tracção por flexão .............................. 53

Figura 4.20 – Determinação da resistência à compressão ....................................... 54

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Figura 4.21 – Medição da profundidade de carbonatação (zona incolor) ................. 55

Figura 4.22 – Argamassa CS, aos de 90 dias de idade ........................................... 55

Figura 4.23 – Provetes colocados na estufa ventilada ............................................. 56

Figura 4.24 – Provetes colocados no exsicador, ligado à bomba de vácuo ............. 56

Figura 4.25 – Pesagem hidrostática dos provetes .................................................... 57

Figura 4.26– Pesagem no prato superior da balança ............................................... 57

Figura 4.27 – Lupa binocular .................................................................................... 57

Figura 4.28 – Regularização da superfície das amostras de argamassa ................. 57

Figura 4.29 – Amostra de argamassa para observação com lupa binocular ............ 57

Figura 4.30 – Difractómetro de Raios X Philips X’Pert Pró ....................................... 58

Figura 4.31 – Preparação das amostras .................................................................. 58

Figura 4.32 – Procedimento para a avaliação do traço e da carbonatação .............. 59

Figura 4.33 – Peneiração da amostra ...................................................................... 59

Figura 4.34 – Peneiro nº 200 da série ASTM ........................................................... 59

Figura 4.35 – Curva de calibração ............................................................................ 60

Figura 4.36 – Microtomógrafo de raios X – SkyScan ............................................... 61

Figura 4.37 – Geometria do leque de raios X (in: SkyScan, 2005) ........................... 61

Figura 4.38 – Reconstrução de um objecto pontual usando vários ângulos de rotação (in: SkyScan, 2005) ..................................................................................... 61

Figura 4.39 – Exemplo de uma amostra para análise microtomográfica de raios X. Esquerda: superfície de corte; Centro: superfície em contacto com o molde; Direita: Amostra colocada no microtomógrafo de raios X ..................................................... 62

Figura 4.40 – Corte de provete de argamassa para obtenção de um provete cilíndrico para análise microtomográfica de raios X ................................................. 63

Figura 4.41– Provete partido e desagregado ........................................................... 63

Figura 5.1 – Valores médios da tensão de rotura à tracção por flexão (Rt) para os diferentes ambientes de cura ................................................................................... 68

Figura 5.2 – Valores médios da tensão de rotura à compressão (Rc) para os diferentes ambientes de cura ................................................................................... 68

Figura 5.3 – Valores médios da profundidade de carbonatação para os diferentes ambientes de cura .................................................................................................... 71

Figura 5.4 – Evolução da carbonatação das argamassas CH, aos 28 e 90 dias de cura, respectivamente .............................................................................................. 71

Figura 5.5 – Evolução da carbonatação das argamassas CS, aos 7, 14, 28, 90 e 120 dias, respectivamente ............................................................................................... 72

Figura 5.6 – Evolução da carbonatação das argamassas CI, aos 14, 28 e 90 dias de cura, respectivamente ......................................................................................... 72

Figura 5.7 – Profundidade de carbonatação das argamassas CA aos 90 dias de cura .......................................................................................................................... 72

Figura 5.8 – Comparação entre a tensão de rotura à tracção e a profundidade de carbonatação ............................................................................................................ 74

Figura 5.9 – Comparação entre e tensão de rotura à compressão e a profundidade de carbonatação ....................................................................................................... 74

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Figura 5.10 – Valores médios da massa volúmica aparente (MVA) para os diferentes ambientes de cura ................................................................................... 75

Figura 5.11 – Valores médios da porosidade aberta (Pab) para os diferentes ambientes de cura .................................................................................................... 75

Figura 5.12 – Comparação entre a tensão de rotura à tracção (Rt) e a massa volúmica aparente (MVA) ......................................................................................... 77

Figura 5.13 – Comparação entre a tensão de rotura à compressão (Rc) e a massa volúmica aparente (MVA) ......................................................................................... 77

Figura 5.14 – Comparação entre a tensão de rotura à tracção (Rt) e a porosidade aberta ....................................................................................................................... 77

Figura 5.15 – Comparação entre a tensão de rotura à compressão (Rc) e a porosidade aberta ..................................................................................................... 77

Figura 5.16 – Comparação entre a massa volúmica aparente (MVA) e a profundidade de carbonatação ................................................................................. 78

Figura 5.17 – Comparação entre a porosidade aberta (Pab) e a profundidade de carbonatação ............................................................................................................ 78

Figura 5.18 – Argamassas CH, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x .................................................................................. 79

Figura 5.19 – Argamassas CA, com idades de cura de 28 e 90 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x ..................................................................................................... 80

Figura 5.20 – Argamassas CS, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x .................................................................................. 80

Figura 5.21 – Argamassas CI, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x .................................................................................. 81

Figura 5.22 – Pormenor das argamassas CH, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x ..................................................................................... 81

Figura 5.23 – Pormenor das argamassas CA, às idades de cura de 28 e 90 dias, com ampliação de 30x .............................................................................................. 82

Figura 5.24 – Pormenor das argamassas CS, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x ..................................................................................... 82

Figura 5.25 – Pormenor das argamassas CI, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x ..................................................................................... 82

Figura 5.26 – Difractogramas da argamassa CS (amostra integral), para as várias idades em estudo ..................................................................................................... 83

Figura 5.27 – Valores da amostra integral na curva de calibração ........................... 85

Figura 5.28 – Valores da parte fina da amostra na curva de calibração ................... 86

Figura 5.29 – Comparação entre a DRX e o indicador de fenolftaleína, para todos os ambientes de cura e idades em estudo ............................................................... 88

Figura 5.30 – Exemplo de uma radiografia de uma amostra da argamassa CS aos 120 dias de idade ..................................................................................................... 89

Figura 5.31 – Análise de uma fatia reconstruída em cores falsas: Amarelo ou verde – agregados; Roxo – ligante + microporos; Preto – macroporos; Branco – minérios opacos (ex: óxidos de ferro) ..................................................................................... 89

Figura 5.32 – “Agregado” – imagens obtidas por microtomografia de raios X .......... 89

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Figura 5.33 – “Ligante” (ligante + microporos) – imagens obtidas por microtomografia de raios X ....................................................................................... 89

Figura 5.34 – Definição das diferentes fases ............................................................ 90

Figura 5.35 – Área de interesse de uma amostra ..................................................... 90

Figura 5.36 – Reconstrução das imagens num modelo 3D, para as argamassas CS, às diferentes idades de cura .............................................................................. 91

Figura 5.37 – Distribuição dos diâmetros das partículas de “ligante” ao longo do tempo ....................................................................................................................... 91

Figura 5.38 – Distribuição do diâmetro dos “macroporos” ao longo do tempo ......... 92

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Índice de quadros

Quadro 2.1 – Índice de hidraulicidade e tempo de presa para os vários tipos de cal (in: Coutinho, 1973) .................................................................................................... 9

Quadro 3.1 – Factores que influenciam o processo de carbonatação e o comportamento das argamassas ............................................................................. 38

Quadro 4.1 – Baridade e massa volúmica real dos agregados (média dos valores retirados de: Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007; Rodrigues, 2004) ... 40

Quadro 4.2 – Idade a que os provetes de argamassa foram ensaiados .................. 48

Quadro 4.3 – Condições ambientais dos diferentes ambientes de cura ................... 64

Quadro 4.4 – Idade a que as argamassa foram ensaiadas e nº. total de medições efectuadas em cada ensaio ...................................................................................... 64

Quadro 5.1 – Média dos valores obtidos para os vários dias das amassaduras (± desvio-padrão) ..................................................................................................... 66

Quadro 5.2 – Valores médios das tensões de rotura à tracção por flexão e à compressão e respectivos desvios-padrão para argamassas em diferentes ambientes de cura .................................................................................................... 67

Quadro 5.3 – Requisitos estabelecidos para as características mecânicas das argamassas de substituição (adaptado de: Veiga, 2005) ......................................... 70

Quadro 5.4 – Valores médios da profundidade de carbonatação ............................. 71

Quadro 5.5 – Valores médios da massa volúmica aparente e porosidade aberta .... 75

Quadro 5.6 – Excerto de uma lista de picos de intensidade, com os minerais relevantes para o presente estudo ........................................................................... 84

Quadro 5.7 – Índices de intensidade das riscas para amostra integral e parte fina da amostra ................................................................................................................ 85

Quadro 5.8 – Percentagem carbonatada das amostras (% calcite), para as várias idades e ambientes de cura estudadas (valores estimados a partir da curva de calibração) ................................................................................................................ 86

Quadro 5.9 – Estimativa do volume carbonatado com base nos resultados do indicador de fenolftaleína.......................................................................................... 87

Quadro 5.10 – Parâmetros de estudo das argamassas CS obtidos por mico-CT .... 91

Quadro 6.1 – Condições ambientais dos diferentes ambientes de cura ................... 95

Quadro A.0.1– Requisitos estabelecidos para as características mecânicas e de comportamento à água das argamassas de revestimento para edifícios antigos (adaptado de Magalhães e Veiga, 2005) ................................................................... III Quadro A.0.2– Valores médios da baridade e massa volúmica dos materiais .......... XI Quadro A.0.3– Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Amassaduras experimentais .................................................................................. XVII Quadro A.0.4– Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Produção de provetes ............................................................................................ XVII Quadro A.0.5– Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Produção de provetes para repetição de ensaios e argamassas CA ..................... XVII Quadro A.0.6 – Massa volúmica aparente e volume de vazios das argamassas no estado fresco .................................................................................................... XVIII

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Quadro A.0.7– Valores individuais das resistências mecânicas para as várias idades e ambientes de cura ..................................................................................... XIX

Quadro A.0.8 – Valores individuais da determinação da profundidade de carbonatação ............................................................................................................ XX

Quadro A.0.9– Valores individuais da massa volúmica aparente e porosidade aberta para as várias idades e ambientes de cura .................................................. XXI Quadro A.0.10– Valores conhecidos de consistência por espalhamento e massa volúmica aparente no estado fresco (± desvio-padrão) ......................................... XXV

Quadro A.0.11– Valores conhecidos de ensaios de resistência à tracção e à compressão em argamassas de cal aérea hidratada em pó ................................ XXVI Quadro A.0.12 – Valores conhecidos de profundidade de carbonatação por indicador de fenolftaleína em argamassas de cal aérea hidratada em pó ........... XXVII Quadro A.0.13 – Valores conhecidos de ensaios de massa volúmica aparente e porosidade aberta em argamassas de cal aérea hidratada em pó ...................... XXVII Quadro A.0.14– Resumo dos picos de intensidade dos principais minerais utilizados no presente estudo ........................................................................... XXXVIII Quadro A.0.15 – Resultados obtidos a partir da análise microtomográfica das amostras CS, para as várias idades em estudo ................................................. XXXIX

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Abreviaturas

a/l – Relação água/ligante

ATD – Análise térmica diferencial (variação de energia em função da temperatura), em µV

ATG – Análise termogravimétrica (perdas de massa em função da temperatura), em %

CA – Cura acelerada

CEPGIST – Centro de Petrologia e Geoquímica

CH – Cura húmida

CI – Cura no interior do laboratório (ambiente não controlado)

CL – Cal cálcica

CS – Cura seca

DL – Cal dolomítica

DRX – Difracção de raios X

DTG – Análise termogravimétrica derivada (derivada da curva de termogravimetria)

EMO – European Mortar Organization

Hr – Humidade relativa, em %

IPQ – Instituto Português da Qualidade

IST – Instituto Superior Técnico

LAMPIST – Laboratório de Mineralogia e Petrologia

MVA – Massa volúmica aparente, em kg/m3

Pab – Porosidade aberta, em %

Rc – Tensão de rotura à compressão, em MPa

Rt – Tensão de rotura à tracção por flexão, em MPa

T – Temperatura, em ºC

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página xx

Simbologia

Ca(HCO3)2 – Bicarbonato de cálcio

Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio ou portlandite, vulgarmente conhecido por cal apagada ou cal extinta

CaCO3 – Carbonato de cálcio ou calcite

CaMg(CO3)2 – Carbonato de cálcio e magnésio

CaO – Óxido de cálcio, vulgarmente conhecido por cal viva

CO2 – Dióxido de carbono

CO3H2 – Ácido carbónico ou carbonato de hidrogénio

H2CO3 – Ácido carbónico

H2O – Água

Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio

MgO – Óxido de magnésio

MgSO4 – Sulfato de magnésio

SO2 – Dióxido sulfuroso

Capítulo 1 – Introdução

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página 1

1 Introdução

1.1 Considerações gerais Desde há muitos séculos que se tem vindo a utilizar argamassas como material de revestimento de paredes e elementos estruturais de edifícios. Uma argamassa pode definir-se como sendo a mistura de um ou mais ligantes orgânicos ou inorgânicos, agregados, adições e/ou adjuvantes (EMO, 2001).

Os revestimentos e acabamentos de elementos de construção dos edifícios desempenham um papel importantíssimo, pois constituem a “pele” que assegura a protecção desses elementos, no que concerne às acções agressivas de natureza mecânica e química (Appleton, 2003).

Este capítulo pretende enquadrar e justificar o tema da presente dissertação, dar a conhecer os objectivos que se pretendem alcançar com o presente estudo e explicar, resumidamente, como está organizado o texto e os aspectos que se abordam em cada capítulo.

1.2 Enquadramento e justificação do tema As argamassas de cal aérea têm vindo a ser utilizadas há vários séculos, em construções. Considerando os monumentos e edifícios históricos pode-se afirmar que este material é durável apesar das baixas resistências mecânicas que apresentam (Stefanidou, 2005).

No entanto, nas últimas décadas, este tipo de ligante entrou em desuso com o aparecimento de novos materiais mais resistentes e de endurecimento mais rápido, tendo-se perdido grande parte do conhecimento e das técnicas que haviam sido adquiridas.

Nos últimos anos, a utilização de argamassas com ligante à base de cal aérea tem vindo a crescer, sendo utilizadas quer em reabilitação de edifícios antigos (argamassas de cal e areia ou argamassas bastardas), devido à necessidade de preservar o património histórico, quer em edifícios recentes (argamassas bastardas).

O desempenho de uma argamassa depende principalmente das características dos materiais que a constitui: o tipo de ligante, a natureza mineralógica e a granulometria dos agregados e, ainda, eventuais adições e/ou adjuvantes (Rato, 2006).

A proporção de cada componente na mistura é outro factor de extrema importância, pois a utilização de diferentes traços e quantidades de água de amassadura afectam o desempenho das argamassas no estado endurecido.

Outro factor de grande importância, é o processo de cura, pois as condições ambiente a que as argamassas estão expostas e a duração do tempo de cura, irão



determinar as propriedades da sua estrutura porosa e, consequentemente, o seu desempenho no estado endurecido.

Sabe-se que as argamassas de cal aérea endurecem e ganham resistência através do processo de carbonatação. Este processo desenvolve-se através da reacção química entre o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, e o dióxido de carbono, CO2, (presente na atmosfera), dando origem ao carbonato de cálcio, CaCO3. Assim, é um processo que é extremamente influenciado pelas condições termohigrométricas do ambiente onde se desenvolve e da quantidade de CO2 disponível para reagir com o hidróxido de cálcio presente na argamassa.

Deste modo, o presente estudo pretende ser mais um contributo para o incremento do conhecimento da influência das condições de cura na carbonatação de argamassas de cal aérea hidratada em pó e, consequentemente, no seu desempenho ao longo do tempo.

1.3 Objectivos e metodologia de investigação Este trabalho tem como principal objectivo estudar a influência de diferentes condições de cura na carbonatação de argamassas com ligante à base de cal aérea. A relação entre diferentes métodos e ensaios para a carbonatação constituem também objectivos desta dissertação.

A concretização dos objectivos propostos apoiar-se-á num conjunto de ensaios e caracterizações, físicas, químicas e mecânicas, em argamassas de cal aérea hidratada em pó, com traço volumétrico 1:2, durante um período de quatro meses, compatível com o tempo concedido para a realização da dissertação.

1.4 Organização da dissertação O presente trabalho, está organizado em 6 capítulos.

No primeiro capítulo enquadra-se e justifica-se o tema do presente trabalho, apresentam-se os objectivos que se pretendem alcançar e define-se organização do texto.

O segundo capítulo é dedicado às argamassas tradicionais, com ênfase nas argamassas de cal aérea, passando pela sua evolução histórica, abordando as argamassas à base deste ligante e os seus constituintes, bem como os factores que influenciam este tipo de argamassas e os requisitos a cumprir por estas.

O capítulo 3 incide sobre o fenómeno da carbonatação, explicando como se processa, os factores que influenciam o seu desenvolvimento e o seu efeito sobre as argamassas. Para além disso, menciona algumas das técnicas actualmente utilizadas, in-situ e em laboratório, para a sua avaliação.

No quarto capítulo, descreve-se o trabalho experimental realizado, onde se explicam todos os procedimentos utilizados na realização deste estudo, desde a preparação



das argamassas, até à realização dos ensaios. Definem-se os ambientes de cura a que as argamassas foram expostas e o plano de ensaios seguido.

No capítulo 5 apresentam-se os resultados obtidos e procede-se à sua apreciação – numa primeira fase analisa-se a evolução de cada característica ao longo do tempo, comparando, sempre que possível, com valores conhecidos obtidos por outros autores, procedendo-se, em seguida, à comparação entre os vários parâmetros avaliados.

No capítulo 6 fazem-se as conclusões finais acerca do trabalho desenvolvido e apresentam-se algumas propostas para desenvolvimentos futuros, que se consideram importantes aprofundar, tendo em conta as dificuldades sentidas, os objectivos propostos e os resultados alcançados, no decorrer deste estudo.

Finalmente, enumeram-se as referências bibliográficas que serviram de base ao desenvolvimento do presente estudo e apresentam-se, em anexo, todos os resultados individuais obtidos, bem como alguns aspectos complementares relativos aos procedimentos experimentais.

Capítulo 2 – Argamassas tradicionais


2 Argamassas tradicionais

2.1 Considerações gerais Neste capítulo aborda-se, muito resumidamente, a história das argamassas, dando ênfase à evolução das argamassas de cal aérea, dando enquadramento à argamassa em estudo no presente trabalho.

Além disso, introduz-se o conceito de argamassa, falando acerca dos seus constituintes e dos factores que podem influenciar o seu desempenho, assim como os requisitos de argamassas de reboco.

Este capítulo tem como objectivos dar a conhecer um pouco da evolução das argamassas e quais os seus principais constituintes, assim como os principais factores que influenciam o seu desempenho, focando as argamassas com ligante à base de cal aérea.

2.2 Breve historial sobre a aplicação das argamassa s Há vários séculos que se recorre à utilização de argamassas para a construção desde abrigos até às construções actuais. Esta utilização remonta às primitivas civilizações humanas, que as terão utilizado sob a forma de barro misturado com água (Gomes et al., 2006a).

Consta que a descoberta da cal deverá ter acontecido pouco depois da descoberta do fogo. No entanto, só mais tarde terá sido utilizada como material de construção (Cavaco, 2005).

Margalha (2010), com base em Rattazzi (2007), refere que a cal terá sido um dos materiais mais antigos a ser utilizado como ligante na construção, tendo, provavelmente, sido antecedido apenas pelo barro e pelo gesso.

Os primeiros vestígios da utilização de argamassas na construção remontam para as civilizações neolíticas, que as utilizavam em revestimentos de tectos e paredes e em ornamentos elaborados com argamassa à base de cal (Martins, 2008).

Os Etruscos e os Egípcios aplicavam argamassas (à base de cal e gesso) na construção de arcos, abóbadas e pirâmides, para assentamento de blocos e execução de revestimentos. No entanto, a sua aplicação em maior escala na Europa deve-se à civilização grega, que utilizava, sobretudo, argamassas de cal aérea, principalmente em revestimentos (Cavaco, 2005; Cruz, 2008; Martins, 2008).

O desenvolvimento das argamassas, sobretudo as de ligante à base de cal aérea, deve-se principalmente aos Romanos, que devido à grande expansão do seu império, sentiram necessidade de aperfeiçoar os conhecimentos adquiridos de outros povos, com o intuito de desenvolver técnicas de construção mais rápidas, eficazes e económicas. Assim, desenvolveram métodos de fabrico da cal que



satisfizessem as necessidades crescentes deste material (Agostinho, 2008; Cavaco, 2005; Cruz, 2008; Martins, 2008).

Foram, também, os Romanos a estudar a influência das adições, desenvolvendo métodos empíricos que lhes permitia saber quando é que deveriam ser utilizadas. Como exemplo de uma adição muito utilizada na altura, têm-se as pozolanas, que conferiam propriedades hidráulicas às argamassas. No entanto, foram utilizadas muitas outras adições e misturas, com propriedades diversas, tais como cinzas, sangue, ovos, sumo de figo e gorduras animais e vegetais (Botelho, 2003; Cavaco, 2005; Lima, 2009; Oliveira, 2008).

Após a queda do Império Romano, grande parte do conhecimento adquirido e da experiência foi desaparecendo, tendo ficado apenas os registos deixados pelo arquitecto romano Vitrúvio, obra denominada “Os dez livros de arquitectura” (Agostinho, 2008; Margalha, 2010). Foram estes registos que, mais tarde, possibilitaram a retoma das técnicas clássicas, pelos arquitectos renascentistas (Cavaco, 2005).

Só em 1756, quando John Smeaton começou a estudar a hidraulicidade das argamassas – tendo sido seguido, mais tarde, por Vicat – é que se verificou um novo avanço no campo das argamassas. Os seus estudos resultaram na obtenção de cais com diferentes índices de hidraulicidade, dando origem a uma classificação das cais segundo este índice, composta por cinco categorias, desde as cais gordas às cais eminentemente hidráulicas (Cavaco, 2005; Cruz, 2008; Lima, 2009; Martins, 2008; Velosa, 2006).

Mais tarde, em 1824, Joseph Aspdin, um construtor de Leeds, patenteou o processo de fabrico do cimento Portland. No entanto, este “cimento” não era mais do que uma cal hidráulica. Consta que terá sido o seu filho que, acidentalmente, terá descoberto que temperaturas superiores davam origem a um material clinkerizado, com características resistentes superiores (Cavaco, 2005; Martins, 2008).

Desde então, e até aos dias correntes, o cimento tem sido desenvolvido e aperfeiçoado tendo o seu uso dominado o sector da construção, substituindo a utilização da cal, pelo que se foram perdendo conhecimentos relativos à adequada utilização da cal aérea (Agostinho, 2008; Cavaco, 2005; Cruz, 2008).

Actualmente, na maior parte dos projectos, recorre-se principalmente à utilização de argamassas de cimento e argamassas bastardas de cimento e cal (hidráulica ou aérea) (Agostinho, 2008). No entanto, devido ao aumento das intervenções em edifícios antigos, seja na recuperação, restauro ou reabilitação de elementos de construção, tem-se sentido a necessidade de recuperar as técnicas de fabrico e de aplicação das argamassas com ligante à base de cal aérea, por ser uma solução que apresenta maior compatibilidade com os materiais pré-existentes (Agostinho, 2008; Gomes et al., 2006a).



Actualmente, são produzidos diversos tipos de argamassa, que oferecem propriedades químicas e mecânicas que melhor se adaptam à grande variedade de obras de engenharia civil existentes (Gomes et al., 2006a).

Com o objectivo de aumentar o conhecimento sobre as propriedades das argamassas de cal aérea, e o seu comportamento face a diversos factores, tais como as condições de cura, continuam a ser realizados estudos sobre estas argamassas, dos quais se destacam: Algarvio (2010), Margalha (2010), Marques (2010), Pavão (2010), Silva (2010), entre outros.

2.3 Classificação de argamassas Segundo a European Mortar Organisation (EMO), uma argamassa é a mistura de um ou mais ligantes orgânicos ou inorgânicos, agregados, adições e/ou adjuvantes (EMO, 2001).

Relativamente à composição do ligante, as argamassas podem dividir-se em dois tipos: argamassas de um só ligante, cuja designação decorre do ligante utilizado; e argamassas bastardas, quando na sua composição entra mais que um ligante, como é o caso do estuque, que incorpora como ligantes o gesso e a cal (Gomes et al., 2006a).

As argamassas podem ser classificadas da seguinte forma: • De acordo com o local de produção (EMO, 2001):

� Argamassa industrial, que se subdivide em, pré-doseada e pré-misturada; � Argamassa industrial semi-acabada; � Argamassa feita em obra ou tradicional.

• De acordo com a concepção (EMO, 2001): � Argamassas de formulação; � Argamassas de desempenho ou prestação.

• De acordo com as propriedades e/ou a utilização (EMO, 2001; CEN, 2003): � Argamassa de uso geral; � Argamassa leve; � Argamassa colorida; � Monocamada; � Argamassa de isolamento; � Argamassa de renovação.

Das possíveis aplicações de uma argamassa, destacam-se as mais relevantes (Gomes et al., 2006a; Mendonça, 2007):

• Assentamento de alvenarias; • Revestimento de paredes e tectos: rebocos (devem possuir três camadas, no

caso de argamassas tradicionais; as argamassas industriais são aplicadas numa única camada ou em duas camadas):

� Salpisco, chapisco ou crespido – camada que promove a aderência do revestimento ao suporte e uniformiza a absorção do mesmo, quando



este se apresenta muito poroso. Esta camada deve ser contínua, de espessura não uniforme (entre 3 e 5 mm), possuir elevadas características de aderência, ser rugosa; a argamassa utilizada deve ser aplicada com uma consistência bastante fluida e de forma vigorosa contra o paramento da parede;

� Camada de base ou emboço – é a camada de regularização da superfície que deve garantir a verticalidade dos paramentos e contribuir para a impermeabilização das paredes. Deve aderir perfeitamente ao salpisco, não deve ser completamente lisa e a sua espessura não deverá ser superior a 20 mm; esta camada deve apresentar resistência inferior à do salpisco (seja por redução da dosagem de ligante, ou por utilização de um ligante mais fraco).

� Camada de acabamento – camada que deve contribuir para a impermeabilização da parede, permitir a passagem do vapor de água resultante da evaporação da água que se encontre no interior da mesma e possuir boa resistência aos choques; também nesta camada, a resistência deverá ser inferior à da camada anterior.

• Refechamento de juntas; • Assentamento de ladrilhos e azulejos; • Assentamento de placas de pedra; • Assentamento de manilhas e tubagens; • Regularização (betonilhas); • Execução de remates e acabamentos; • Reparações.

Em intervenções de edifícios antigos, as argamassas podem ter as seguintes aplicações (Faria, 2009):

• Revestimentos (exteriores e interiores); • Refechamento de juntas; • Caldas de injecção para consolidação de núcleos internos de alvenarias

antigas.

2.4 Materiais constituintes

2.4.1 Ligantes Um ligante é um material que, ao ser misturado com água, adquire propriedades aglutinantes e funciona como uma espécie de cola que aglomera os demais constituintes da argamassa e promove a sua ligação aos suportes em que é aplicada (Gomes et al., 2006b).

Podem-se classificar os ligantes como minerais ou orgânicos. Os ligantes minerais apresentam-se na forma de pó de elevada finura, possuindo a capacidade de, quando misturados com água, formarem uma pasta que, ao endurecer, aumenta a sua rigidez (Gomes et al., 2006b; Penas, 2008). Este tipo de ligante pode ser



dividido em natural ou artificial, conforme seja proveniente de pedras calcárias com determinada percentagem de argila, sem que seja adicionado qualquer composto até à obtenção do produto final, ou quando resultam da mistura de vários materiais (como é o caso do cimento Portland), respectivamente (Botas, 2009). No que concerne a ligantes orgânicos, têm-se produtos como os ligantes betuminosos e materiais poliméricos (resinas, colas, mástiques) (Gomes et al., 2006b; Penas, 2008). Os ligantes normalmente utilizados em obra são o cimento Portland, as cais (aérea e hidráulica) e o gesso.

Por sua vez, os ligantes minerais podem ser divididos em hidráulicos ou aéreos. Os ligantes hidráulicos, como o cimento ou a cal hidráulica, são constituídos por pós muito finos que apresentam a capacidade de endurecer e manter as propriedades mecânicas, quer em contacto com o ar, bem como na presença de água, pois o processo de endurecimento ocorre de forma mais significativa através de reacções químicas entre o pó e a água. Relativamente aos ligantes aéreos, estes só fazem presa e permanecem mecanicamente resistentes quando em contacto com o ar, pois necessitam do dióxido de carbono presente na atmosfera para transformar o hidróxido de cálcio em carbonato de cálcio, como é o caso da cal aérea (Agostinho, 2008; Martins, 2008; Rodrigues, 2004).

A hidraulicidade da cal está relacionada com a percentagem de argila presente no calcário e define o índice de hidraulicidade da cal, i (Botelho, 2003). O índice de hidraulicidade e o tempo de presa dos vários tipos de cal apresentam-se no Quadro 2.1.

Quadro 2.1 – Índice de hidraulicidade e tempo de presa para os vários tipos de cal (in: Coutinho, 1973)

Como já se referiu anteriormente, os ligantes podem ser usados individualmente ou em combinação com outros ligantes (argamassas bastardas), quando há compatibilidade entre os mesmos, o que permite que seja possível aproveitar as propriedades de cada um deles. Contudo, estas argamassas bastardas também podem apresentar as desvantagens dos ligantes constituintes (Penas, 2008; Rodrigues, 2004). Citando Paulo (2006, 46 p.) “a principal vantagem da introdução combinada de cal aérea hidratada numa argamassa é a obtenção de maior trabalhabilidade, pois confere facilidade de manuseamento e aplicação das argamassas e um melhor poder de sustentação dos agregados, diminuindo a

Tipo de cal % de argila �� + ��

Índice de hidraulicidade

Tempo de presa

Cal aérea gorda <1 - - Cal aérea magra 1 – 5 - - Cal fracamente hidráulica 5.3 – 8.2 10 – 16 16 a 30 dias Cal mediamente hidráulica 8.2 – 14.8 16 – 31 10 a 15 dias Cal simplesmente hidráulica 14.8 – 19.1 31 – 2.4 5 a 9 dias Cal eminentemente hidráulica 19.1 – 21.8 2.4 – 2 2 a 4 dias Cal limite 21.8 – 26.7 2 – 1.5 1 a 12 horas



segregação.”; ou seja, a introdução deste ligante aumenta a porosidade e reduz a tendência para a fissuração.

Segundo Botelho (2003) as argamassas bastardas de cimento e cal hidráulica, quando comparadas com as argamassas com ligante à base de cimento, apresentam menor resistência, coeficiente de capilaridade mais elevado, menor tendência para a fendilhação e uma evolução da retracção mais lenta.

Cal aérea A cal aérea é um ligante que resulta da decomposição térmica de rochas calcárias (ou calcários) com teor de carbonato de cálcio (CaCO3), ou de carbonato de cálcio e magnésio, não inferior a 95%, e posterior extinção em água (Botelho, 2003; Estrela, 2008; Penas, 2008). Este tipo de cal endurece lentamente ao ar por reacção com o dióxido de carbono atmosférico e não faz presa debaixo de água, por não possuir propriedades hidráulicas (Botelho, 2003).

Relativamente ao teor de impurezas, a cal aérea pode chamar-se de gorda, quando provém de calcários muito puros, com percentagem de carbonato de cálcio não inferior a 99% e apresenta cor branca; ou magra, quando é obtida a partir de calcários com teor entre 1 a 5% de argila ou de outras impurezas, apresentando cor acinzentada (Estrela, 2008).

Pode-se também designar a cal aérea de cálcica ou dolomítica (Agostinho, 2008; Estrela, 2008; Penas, 2008). A cal aérea cálcica (CL) provém da decomposição de rochas cálcicas (CaCO3), a uma temperatura de aproximadamente 900ºC, e é principalmente constituída por óxido de cálcio (CaO) (Equação (2.1)) (Coutinho, 1988):

�� á��

� �� !�!�

+ � " (2.1)

Por sua vez, a cal aérea dolomítica (DL) resulta da reacção de calcinação de calcários dolomíticos (CaMg(CO3)2), a uma temperatura de cerca de 500ºC, e é formada sobretudo por óxido de cálcio e óxido de magnésio (CaO + MgO) (Equação (2.2)):

��#$%� �&" � �� + #$ + 2� " (2.2)

Citando Almeida (2008, 27 p.) “a cal viva é um produto sólido de cor branca e apresenta-se sob a forma de grãos de grandes dimensões – blocos e/ou pedras – ou sob a forma de pó, o qual, dada a sua instabilidade, necessita de ser hidratado”, hidratação que ocorre antes de ser utilizado como material de construção, pois ao ser misturado com água liberta calor, podendo atingir temperaturas muito elevadas. O processo de adicionar água à cal viva designa-se por extinção ou hidratação da cal e dá origem ao hidróxido de cálcio (ou cal apagada) (Cavaco, 2005; Fernandes, 2009). De acordo com Rodrigues (2004, 30 p.) “na extinção da cal processa-se uma



desagregação com efervescência e produção de calor (que pode conduzir a temperaturas superiores a 100ºC), libertação de vapores cáusticos e aumento de volume. A extinção da cal é tanto mais difícil quanto mais elevada foi a temperatura à qual a rocha original foi cozida”. O processo de extinção da cal viva traduz-se pela Equação (2.3), dando origem à cal apagada (Coutinho, 1988):

�� !�!�

+ (" � ��% (&"�))�))�� *�+��

(2.3)

A reacção de extinção da cal viva formada por óxido de cálcio e óxido de magnésio origina a cal dolomítica totalmente hidratada (ou cal apagada), constituída principalmente por hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio (Estrela, 2008) (Equação (2.4)):

�� + #$ + 2(" � ��% (&"�))�))�,��ó-�� á��

+ #$% (&"�))�))�,��ó-�� .�+�é/��

(2.4)

Todo este processo é cíclico, como se pode visualizar na Figura 2.1.

Figura 2.1 – Ciclo da cal (adaptado de [W1])

Existem três processos distintos para a extinção da cal viva tais como: aspersão, imersão e mistura da cal viva com areia molhada, de onde se obtém, respectivamente, a cal em pó (vulgarmente conhecida por cal hidratada), a cal em pasta ou uma argamassa de cal e areia (Almeida, 2008; Cavaco, 2005).

O procedimento de extinção da cal tem influência na sua qualidade, pois altera o valor médio da dimensão das suas partículas, sendo que uma extinção prolongada

CaCO3 (Carbonato de cálcio)

CaO (Óxido de cálcio - cal viva)

Ca(OH)2 (Hidróxido de cálcio - cal

hidratada)

Calcinação

Hidratação

Carbonatação


Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil

favorece o crescimento dos cristais de plasticidade da cal em pasta (Fernandes, 2009).

De acordo com as suas condições de fornecimento, as cais aéreas são classificadas em cal viva (Q) ou cal hidratada (S). No caso particular das cais dolomíticas hidratadas, o grau de hidratação é identificado por (totalmente hidratada) (IPQ, 2010

Na Figura 2.2 podem visualizarconstrução, de acordo com a norma EN 459

Figura 2.2 – Tipo de cal aérea

Legenda: dp – pó seco; sl – leite ou calda de cal; lu

Após a hidratação da cal, esta está pronta para ser aplicada em obra, endurecendo através da absorção de dióxido de carbonoanteriormente. A este process

Uma vez que a carbonatação é um ponto fulcral do presente trabalho, reservouCapítulo 3 para a descrição

2.4.2 Agregados Designa-se por agregado, um material granular que não contribui para a reacção de endurecimento da argamassa (EMO, 2001

Segundo Rodrigues (2004, 68 p.), grossos e areias. As areias são materiais granulados finos que são aglomerados pum ou mais ligantes, constituindo o esqueleto das argamassas. Nas argamassas utilizam-se genericamente areias com máxima dimensão inferior a 4(passando no peneiro com essa abertura).

Cal Cálcica

CL

Cal Viva

dp, lu

tradicionais


favorece o crescimento dos cristais de portlandite hidratados, aumentando a plasticidade da cal em pasta (Fernandes, 2009).

uas condições de fornecimento, as cais aéreas são classificadas em cal viva (Q) ou cal hidratada (S). No caso particular das cais dolomíticas hidratadas, o grau de hidratação é identificado por S1 (semi-hidratada) ou

IPQ, 2010).

podem visualizar-se os tipos de cal aérea disponíveis para aconstrução, de acordo com a norma EN 459-1 (IPQ, 2010).

Tipo de cal aérea de construção de acordo com a EN 459-1 (IPQ, 20

leite ou calda de cal; lu – cal viva em pedaços; pu – pasta de cal.

Após a hidratação da cal, esta está pronta para ser aplicada em obra, endurecendo através da absorção de dióxido de carbono (CO2), como já foi mencionado anteriormente. A este processo dá-se o nome de carbonatação.

Uma vez que a carbonatação é um ponto fulcral do presente trabalho, reservoupara a descrição e análise deste processo.

o, um material granular que não contribui para a reacção de ecimento da argamassa (EMO, 2001).

Segundo Rodrigues (2004, 68 p.), “os agregados podem ser classificados como grossos e areias. As areias são materiais granulados finos que são aglomerados pum ou mais ligantes, constituindo o esqueleto das argamassas. Nas argamassas

se genericamente areias com máxima dimensão inferior a 4(passando no peneiro com essa abertura).”

Cal aérea

Cal Cálcica

Cal Hidratada

dp, sl, pu

Cal Dolomítica

DL

Cal Semi-hidratada

dp

Cal totalmente hidratada

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hidratados, aumentando a

uas condições de fornecimento, as cais aéreas são classificadas em cal viva (Q) ou cal hidratada (S). No caso particular das cais dolomíticas

hidratada) ou S2

disponíveis para a

1 (IPQ, 2010)

pasta de cal.

Após a hidratação da cal, esta está pronta para ser aplicada em obra, endurecendo , como já foi mencionado

Uma vez que a carbonatação é um ponto fulcral do presente trabalho, reservou-se o

o, um material granular que não contribui para a reacção de

os agregados podem ser classificados como grossos e areias. As areias são materiais granulados finos que são aglomerados por um ou mais ligantes, constituindo o esqueleto das argamassas. Nas argamassas

se genericamente areias com máxima dimensão inferior a 4.75 mm

Cal totalmente hidratada

dp



Os agregados podem também ser classificados segundo a origem, a dimensão das partículas e a massa volúmica aparente (Paulo, 2006): � Classificação segundo a origem:

Naturais – agregados que já se encontram com a sua forma na natureza, como a areia e o cascalho; Industrializados – os que têm composição “particulada” obtida por processos industrializados. Nestes casos, a matéria-prima pode ser rocha, escória de alto-forno, entre outros; Reciclados – os que resultam do processamento de material inorgânico anteriormente utilizado na construção.

� Classificação segundo as dimensões das partículas: Fino – areias (recicladas ou britadas), com partículas de menores dimensões que passam no peneiro de 4 mm; Grosso – o godo, de origem sedimentar; o rolado, calhau ou seixo e as britas (não sendo as últimas utilizadas em argamassas).

� Classificação segundo a massa volúmica aparente: Conforme a densidade do material que constitui as partículas, os agregados são classificados em leves (por exemplo a cortiça com densidade de aproximadamente 0.24 kg/m3 [W2], ou a argila expandida que apresenta densidades entre os 297 e os 550 kg/m3, conforme a sua granulometria [W3]), médios/normal e pesados.

Em termos químicos, as areias podem ser siliciosas (quartzozas e graníticas), geralmente provenientes de rio ou de areeiro, ou calcárias, normalmente resultantes da britagem do material extraído de pedreiras. À areia de areeiro com algum teor de argila denomina-se por areia amarela, apresentando-se geralmente mais áspera, com grãos mais angulosos e contendo, normalmente, mais impurezas. A areia do rio, de forma geral, confere menor resistência às argamassas, devido aos grãos serem rolados, mas é naturalmente mais “lavada” (Agostinho, 2008; Rodrigues, 2004), logo sem impurezas.

Os agregados são utilizados em argamassas pois reduzem a retracção que se verifica nas pastas de ligante, e a quantidade necessária deste (solução mais económica). Quando bem calibradas, conferem uma porosidade à argamassa que melhora a permeabilidade ao vapor de água, o processo de carbonatação e incrementam a resistência à compressão (Cavaco, 2005).

Na selecção dos agregados a utilizar no fabrico da argamassa, deve-se ter em atenção o tipo de argamassa (contexto de utilização), e o desempenho que se pretende, pelo que devem ser verificadas as seguintes características do agregado (Cavaco, 2005):

• granulometria; • forma da partícula; • inalterabilidade ao ar, água e outros agentes; • compatibilidade química com os componentes da argamassa;



• resistência mecânica e à erosão; • ausência de substâncias nocivas (matéria orgânica, partículas moles, friáveis

ou muito finas, entre outras).

A granulometria e a forma das partículas influenciam a porosidade da argamassa visto que, quanto mais equilibrada for a granulometria e mais angulosas forem as partículas, menor será a percentagem de vazios e, consequentemente, menor será a percentagem de água e a dosagem de ligante necessários, contribuindo para a redução da retracção. As partículas angulosas conferem uma maior compacidade e atrito entre si, melhorando, à partida, a capacidade resistente do revestimento (Agostinho, 2008; Martins, 2008).

Contudo, nem sempre é possível a utilização de areias calibradas, em que se controle a dimensão dos grãos. Posto isto, muitas vezes recorre-se à mistura de dois tipos de areia com granulometrias diferentes, normalmente um de jazida e outro de rio. Na maior parte dos casos recorre-se aos agregados existentes na região (por exemplo, em Lisboa, é usual a utilização de areia amarela de Corroios juntamente com areia do rio Tejo) (Cavaco, 2005).

Penas (2008), refere que se deve procurar obter uma granulometria contínua e bem equilibrada, de modo a que haja cerca de 15% de elementos finos (diâmetro menor ou igual a 0.50 mm).

Martins (2008) menciona que Feret (1896) propôs um estudo que viabiliza a determinação experimental da compacidade das areias utilizadas nas argamassas. A Figura 2.3, à esquerda, apresenta o diagrama triangular de Feret (1896). As letras G, M e F designam, respectivamente uma areia de grãos grossos, uma areia de grãos médios e uma areia de grãos finos. Os lados deste diagrama estão divididos em 10 partes iguais. O ponto p, no interior do diagrama, com as coordenadas triangulares 50, 30 e 20, corresponde à mistura das três areias numa proporção de 50% de grãos finos, 30% de grãos médios e 20% de grãos grossos. Para determinar um ponto no diagrama, traçam-se paralelas aos lados do triângulo, determinando os segmentos f1, m1 e g1. Qualquer composição de areia deverá obedecer a f1+m1+g1=100 (Mendonça, 2007).

Figura 2.3 – Esquerda: Diagrama triangular de Feret; Direita: Curvas de igual compacidade



Misturando areias com grãos de diferentes tamanhos, obtém-se uma mistura com o mínimo volume de vazios e, consequentemente, com a máxima compacidade, uma vez que os grãos mais pequenos preenchem sucessivamente os intervalos deixados pelos grãos maiores, sendo necessário utilizar uma menor quantidade de ligante para uma massa mais compacta. Da análise das curvas de igual compacidade de Feret (1896) (Figura 2.3, à direita) conclui-se que a composição granulométrica que apresenta o mínimo de vazios é aquela que, geralmente, contém somente grãos grossos e grãos finos, com um rácio de 2/3 de grossos para 1/3 de finos, não contendo grãos médios (Martins, 2008).

Conforme referido anteriormente, as areias devem apresentar-se limpas e secas. Não devem conter matérias orgânicas, pois podem retardar ou impedir parcialmente a presa; sais minerais solúveis (que podem provocar eflorescências); nem poeiras ou elementos muito finos (Botelho, 2003).

Também é de grande importância a quantidade de argila presente na areia, pois favorece o aumento da retracção e a consequente fissuração quando se apresenta em quantidades superiores a 5% da massa da areia (Cavaco, 2005; Botelho, 2003). Além disso, as suas partículas de pequena dimensão criam uma camada em torno dos grãos de areia, reduzindo a aderência do ligante. No entanto, a presença de argila, melhora a trabalhabilidade da argamassa, tornando-a mais fácil de aplicar. Um processo simples para verificar a existência de argila em excesso consiste em lançar a areia em água ou sobre um tecido branco, verificando se a água fica turva ou se o tecido fica sujo, respectivamente (Cavaco, 2005; Botelho, 2003).

Segundo Agostinho (2008), nas argamassas produzidas actualmente, em que se utiliza apenas um tipo de agregado, recorre-se maioritariamente ao uso de areia do rio (Figura 2.4, à direita), pelo que, quando se introduz areia de areeiro (Figura 2.4, à esquerda) na mistura está-se a influenciar positivamente as características das argamassas; de facto, a areia de areeiro contribui para o incremento das resistências mecânicas e da retenção de água das argamassas através do incremento da compacidade e redução da porosidade aberta, da permeabilidade ao vapor de água e da absorção capilar da argamassa.

Figura 2.4 – Esquerda: areia de areeiro; Direita: areio do rio

2.4.3 Água A água de amassadura tem fundamentalmente como função a hidratação do ligante e a molhagem dos agregados, possibilitando a aglomeração dos constituintes e a formação de uma pasta; confere trabalhabilidade à argamassa, condicionando a



aderência ao suporte, a sua consistência, o processo de endurecimento, as características no estado endurecido e a qualidade final do revestimento (Botelho, 2003; Penas, 2008; Agostinho, 2008).

Em argamassas de cal aérea, a água presente na argamassa influencia o processo de carbonatação, agindo como um catalisador da reacção, sendo responsável pela dissolução do dióxido de carbono. No caso dos ligantes hidráulicos, a água é indispensável para promover a hidratação dos silicatos e aluminatos (Cavaco, 2005).

A quantidade de água da amassadura é determinada tendo em conta o tipo de ligante, o traço da argamassa, a granulometria da areia e a quantidade de água presente no próprio agregado (Botas, 2009; Penas, 2008).

Segundo Lima (2009) o excesso de água conduz ao aumento da retracção de secagem e da porosidade do revestimento. Assim, a quantidade de água a utilizar na produção de uma argamassa deverá ser a mínima necessária para garantir uma consistência adequada à sua aplicação. Deve ser em quantidade tal, que se consiga obter um revestimento mais compacto, com menor tendência para a fissuração, reduzida permeabilidade à água líquida e maior capacidade resistente, garantindo uma maior durabilidade do mesmo. De referir que uma percentagem da água de amassadura se perde por evaporação e outra por absorção do suporte. No entanto, a quantidade de água absorvida pelo suporte não é contabilizada na maior parte dos ensaios laboratoriais, uma vez que são utilizados moldes metálicos (que não absorvem a água).

Por forma a desempenhar adequadamente a sua função, a água utilizada deve apresentar-se isenta de impurezas e de preferência potável, pelo que não deve conter matéria orgânica e terrosa – responsável por uma diminuição da resistência mecânica do reboco – assim como sais nocivos dissolvidos, pois com o decorrer do tempo poderão surgir eflorescências que degradam o reboco e a pintura (Martins, 2008; Silva, 2010). Esta exigência deve-se ao facto de as águas impróprias para consumo possuírem partículas em suspensão ou dissolvidas que podem afectar propriedades das argamassas e retardar o processo de presa, assim como as características da argamassa (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Silva, 2010). É de todo desaconselhável o uso de água do mar, pois esta apresenta um teor de sais elevado (cloretos e sulfatos, principalmente). As águas minerais, mesmo sendo potáveis, não são adequadas ao fabrico de argamassas pois têm maior dificuldade em atingir a saturação, retardando o processo de presa (Agostinho, 2008; Cavaco, 2005; Malva, 2009; Mendonça, 2007).

Também a temperatura da água é um factor importante, pois influencia o tempo de endurecimento de uma argamassa. Cavaco (2005) e Malva (2009), com base em Rojas (2002), referem que caso a temperatura da água seja superior a 30ºC o processo de endurecimento é acelerado, enquanto que temperaturas inferiores a



7ºC retardam este processo, desaconselhando principalmente a execução de argamassas em épocas demasiado frias.

2.4.4 Adições e adjuvantes As adições são materiais inorgânicos finamente moídos, que se adicionam às argamassas com o objectivo de melhorar propriedades específicas, tais como: optimizar a compacidade, melhorar o processo de hidratação do ligante, aumentar a resistência ao ataque por sulfatos, por ácidos, às reacções sílica-agregados e à penetração dos iões cloreto (Pinto et al., 2006). Como exemplo de adições têm-se as pozolanas naturais e as artificiais – como as cinzas volantes e a sílica de fumo – e as escórias de alto forno.

Designa-se por adjuvante um material orgânico ou inorgânico adicionado, durante a amassadura, em pequenas quantidades com o objectivo de melhorar propriedades da argamassa no estado fresco ou endurecido, ocorrendo alteração a nível químico (Coutinho, 1998; Silva, 2006) ou físico, como por exemplo os introdutores de ar.

Os adjuvantes são classificados de acordo com o efeito dominante nas propriedades da argamassa, visto que na maior parte dos casos, estes materiais apresentam múltiplas acções e propriedades (Coutinho, 1988).

Ao longo dos tempos utilizaram-se materiais como: sebo, azeite ou óleo de linhaça como hidrófugos; grude ou folha de piteira cortada para fixar a cal; e folhas de feno para aumentar a resistência à tracção dos revestimentos (Botelho, 2003). Actualmente, estes materiais entraram em desuso, dando-se preferência à utilização de materiais sintéticos mas com objectivos semelhantes aos pretendidos na antiguidade (Cavaco, 2005).

Como exemplo de adjuvantes utilizados no fabrico de argamassas tem-se (Botelho, 2003; Cavaco, 2005; Coutinho, 1988; Veiga, 1998): � Redutores de água – melhoram a trabalhabilidade sem que seja necessário

aumentar a quantidade de água de amassadura, reduzindo a dessecação prematura das argamassas e resultando em argamassas mais compactas e com menor permeabilidade à água;

� Hidrófugos – reduzem a penetração de água no revestimento e abrandam o transporte capilar. No entanto, é necessário algum cuidado na sua utilização, particularmente em argamassas de cal aérea, pois originam uma redução da permeabilidade ao vapor de água;

� Aceleradores de presa – aceleram as reacções de hidratação do ligante, levando a que haja uma diminuição de resistência da argamassa, pois os cristais não se desenvolvem regularmente e o crescimento cristalino é substancialmente mais desordenado;

� Introdutores de ar – a sua utilização resulta na formação de um grande número de pequenas bolhas de ar que se distribuem uniformemente pela argamassa, mantendo-se após a sua aplicação e endurecimento. As bolhas formadas



funcionam como um corte na capilaridade, conferindo uma melhor resistência aos ciclos gelo/degelo, melhorando as características térmicas da argamassa e reduzindo a retracção e, consequentemente, a tendência para a fissuração.

� Fungicidas – impedem a fixação de microrganismos (bolores, musgos, líquenes) na argamassa;

� Pigmentos - Os pigmentos são produtos naturais ou sintéticos que se adicionam às argamassas com o objectivo de conferir cor (Botelho, 2003; Cavaco, 2005). Devem apresentar estabilidade à luz e compatibilidade química com os constituintes da argamassa e a quantidade a utilizar não deve exceder 10% do peso do ligante (Botelho, 2003).

A utilização de adições e adjuvantes em Portugal é reduzida, pelo que o seu domínio é baixo. Assim, não se recomenda o uso destes produtos sem a realização de ensaios prévios que possam fundamentar a sua adequabilidade (Martins, 2008; Veiga, 1998).

2.5 Requisitos para o desempenho de argamassas de revestimento

A utilização de revestimentos de ligante mineral, vulgarmente conhecidos por rebocos, remonta a antiguidade. Durante séculos, os rebocos vêm cumprindo a função de regularização das alvenarias, bem como de assegurar a protecção das paredes contra agentes de degradação e proporcionando condições de habitabilidade e salubridade aos edifícios (Cavaco, 2005; Magalhães, 2002; Veiga, 1998; Veiga, 2005). Como tal, impõem-se algumas exigências funcionais aos rebocos, de modo a que estes traduzam o desempenho desejado.

2.5.1 Exigências funcionais gerais dos rebocos No geral, as funções a desempenhar pelos rebocos são (Magalhães, 2002; Veiga, 2005):

• Regularização das alvenarias; • Impermeabilização (no caso revestimentos exteriores) e protecção das

paredes; • Protecção do suporte contra agentes agressivos – agentes de natureza

biológica, física, mecânica e química; • Acabamento dos paramentos.

No sentido de garantir estas funções, é necessário cumprir os seguintes requisitos (Gomes et al., 2006a; Veiga, 2005):

• Aderência ao suporte; • Flexibilidade compatível com os movimentos do suporte; • Resistência à fendilhação; • Capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada (no caso de

revestimentos exteriores);



• Durabilidade face às acções externas, particularmente às acções climáticas (no caso de revestimentos exteriores);

• Reduzida absorção capilar e capacidade de promover a expulsão do vapor de água formado no interior e da água infiltrada, por evaporação;

• Aspecto estético.

Como forma de se garantir estes requisitos, é importante que se opte por uma solução de reboco adequada, pelo que se recomenda, para os rebocos correntes executados em obra, pelo menos 3 camadas: chapisco, camada de base e camada de acabamento (descritos em 2.3) (Veiga, 2005).

2.5.2 Exigências para rebocos a aplicar em edifício s antigos Nas intervenções em edifícios antigos deve-se primeiramente considerar a conservação dos revestimentos existentes, recorrendo a reparações pontuais, caso se apresente necessário, ou a operações de consolidação, caso se justifique pelo valor do edifício ou do seu revestimento (Veiga, 2003).

Quando se verifica a necessidade de substituir, parcial ou totalmente, as argamassas existentes, devem seleccionar-se argamassas adequadas a esse uso específico – caso contrário poderá surgir patologia mais grave que a que se pretende reparar –, devendo verificar determinados requisitos funcionais e estéticos (Veiga e Tavares, 2002; Veiga, 2003).

Visto que as argamassas de substituição para edifícios antigos têm de apresentar um conjunto de exigências adicionais (em relação às argamassas destinadas a paredes de edifícios correntes), que estão relacionadas com a ética da conservação do património edificado, estas têm como principais, os seguintes critérios a cumprir (Magalhães e Veiga, 2005; Veiga, 2003):

• Proteger as paredes; • Não contribuir para a degradação dos elementos pré-existentes, tais como as

alvenarias antigas; • Ser uma solução reversível ou, no mínimo, reparável; • Ser uma solução durável e contribuir para a durabilidade do conjunto; • Não descaracterizar o edifício, nem prejudicar a apresentação visual da sua

arquitectura (em termos de textura, cor e tecnologia de aplicação).

Assim, a argamassa de substituição deve apresentar um módulo de elasticidade reduzido e boa capacidade de relaxação, por forma a não desenvolver tensões elevadas quando sofre variações dimensionais restringidas; deve apresentar bom comportamento à água, nomeadamente, ser impermeável à água líquida e permeável ao vapor de água que se introduz, quer através da própria argamassa, quer através das fundações, por capilaridade ascendente, ou ainda através de coberturas e remates; não deve ser formulada com materiais ricos em sais solúveis (Magalhães e Veiga, 2005; Veiga, 2005). Para além destes requisitos, o revestimento deve apresentar resistência mecânica inferior à dos tipos de suporte



sobre os quais se prevê que possam vir a ser aplicados; aderência ao suporte suficiente para garantir a durabilidade, mas de modo a que a sua remoção não afecte a alvenaria; reduzida susceptibilidade à fendilhação; bom comportamento ao gelo e aos sais solúveis existentes no suporte; alguma resistência à colonização biológica (Magalhães e Veiga, 2005).

Deve-se evitar a descaracterização do edifício e a sua apresentação visual arquitectónica, procurando que a solução promova a conservação da imagem global do edifício, reduzindo ao máximo variações na textura e apresentação cromática dos revestimentos, bem como evitar que a nova argamassa apresente envelhecimento diferencial (Veiga, 2005; Veiga, 2007).

No caso de se tratar de reparações pontuais, os materiais a utilizar estão sujeitos a requisitos bastante mais rigorosos devendo ter: composições muito semelhantes aos pré-existentes, tanto ao nível dos constituintes, nomeadamente, o tipo de cal e a natureza, granulometria e cor da areia, como da técnica de preparação e aplicação, (Santos, 2009).

Atendendo a alguns critérios enunciados acima, apresenta-se, no Anexo A.1, Quadro A.0.1, uma compilação (efectuada por Magalhães e Veiga (2005)) dos requisitos especificados para as argamassas de revestimento da maioria das paredes de alvenaria irregular (“ordinária”) nacionais. De salientar que para diferentes tipos de paredes estes requisitos poderão sofrer adaptações.

É importante manter presente que a função principal das argamassas de revestimento é proteger a parede, pelo que essa função de protecção e de não degradação deve ser privilegiada em relação à durabilidade da argamassa de substituição.

2.6 Factores que afectam o comportamento das argamassas de revestimento

Segundo Magalhães (2002), as anomalias mais correntes em rebocos são a humidade, a erosão, a perda de aderência, o aparecimento de eflorescências e criptoflorescências (Figura 2.5), a biodegradação (Figura 2.6), a fendilhação e fissuração, a sujidade e a perda de coesão ou desagregação.

Figura 2.5 – Empolamento decorrente da cristalização de sais – criptoflorescências

Figura 2.6 – Biodeterioração (in: Magalhães, 2002)



De acordo com Veiga et al. (2004) e Malva (2009), os principais tipos de anomalias nos revestimentos exteriores, podem ter origem em factores intrínsecos aos materiais constituintes; nas técnicas utilizadas na sua fabricação – formulação para a mistura, processo de execução e aplicação da argamassa; ou em processos naturais ou artificiais da sua alteração ao longo do tempo, designadamente factores ambientais (clima e microclima, poluição atmosférica, entre outros) e de factores humanos, tais como, erros de projecto e de execução, degradação devido às acções humanas, entre outros.

Vários factores podem influenciar a durabilidade das argamassas de reboco, dos quais podem salientar-se o comportamento face à presença de água, organismos e microrganismos e de sais solúveis, a porosidade, a retracção, fissuração e fendilhação, as resistências mecânicas, a aderência ao suporte, assim como as características das argamassas no estado fresco (Agostinho, 2008; Almeida, 2008).

Relativamente aos materiais, têm-se os aspectos qualitativos dos agregados (areias), dos ligantes e da água. Conforme referido anteriormente, a granulometria das areias tem grande importância no desempenho das argamassas, no entanto o conhecimento acerca deste factor não está tão desenvolvido como o conhecimento da influência dos ligantes. Rato (2006) cita Bessey (1966), referindo que os principais factores que influenciam a qualidade de uma areia destinada ao fabrico de argamassas são: a dimensão média das partículas, a amplitude do intervalo das dimensões das partículas, a forma das partículas e as impurezas contidas na areia (principalmente a percentagem de argila). A quantidade de argila pode aumentar a trabalhabilidade e resistência das argamassas, no entanto, quando presente em grandes quantidades, pode reduzir a aderência do ligante ao agregado e exigir maiores quantidades de água de amassadura, o que se traduz em fenómenos de retracção mais significativos (Malva, 2009). A forma das partículas influencia a aderência da argamassa ao suporte, a sua trabalhabilidade e a compacidade desta após o endurecimento, enquanto que a dimensão das partículas afecta a porosidade aberta (Rato, 2006).

A qualidade dos ligantes deve-se principalmente à matéria-prima de onde provêem, do grau de impurezas, da produção e das condições de acondicionamento até à sua utilização.

A proporção em que os agregados e ligantes são doseados, ou seja, o traço utilizado na formulação das argamassas e a relação água/ligante (a/l) vai dar origem a argamassas mais ou menos resistentes, com maior ou menor porosidade, entre outros. Estes factores aliados à execução, aplicação e condições de cura das argamassas apresentam grande influência no desenvolvimento da carbonatação, na compacidade, nas resistências mecânicas, no desenvolvimento mais ou menos acentuado da retracção e fendilhação, e no comportamento face à água e à



presença de sais solúveis. Todos estes factores interferem com a durabilidade e aspecto estético da argamassa (Malva, 2009).

Os materiais presentes nos edifícios antigos, são normalmente materiais porosos que favorecem a penetração e permanência de água e sais solúveis que causam problemas estéticos e, em situações extremas, podem colocar em perigo a segurança estrutural dos edifícios antigos (Gonçalves, 2007).

A elevada solubilidade de alguns sais é responsável pela facilidade com que estes são transportados pela água e percolam nos materiais, sendo os mecanismos de cristalização (com possível aumento de volume, que podem dar origem ao desenvolvimento de tensões internas no interior dos materiais) e dissolução processos complexos e difíceis de controlar. Estes mecanismos podem ocorrer face a alterações de temperatura, humidade ou devido à evaporação de água (Agostinho, 2008).

A estrutura porosa de uma argamassa é responsável pela absorção e controlo do movimento da água no interior dos materiais e condiciona a cinética de secagem, a capacidade de transporte, de retenção e expulsão de água por evaporação. Relativamente às argamassas de cal aérea, a porosidade é determinante para o desenvolvimento da carbonatação, uma vez que esta ocorre por absorção de dióxido de carbono, pelo que é necessário que a estrutura porosa facilite a penetração deste gás proveniente da atmosfera, que vai reagir com o hidróxido de cálcio, formando cristais de carbonato de cálcio (Agostinho, 2008). Malva (2009), citando Lawrence et al., (2007), afirma que o próprio evoluir da carbonatação altera a microestrutura da argamassa, modificando as suas propriedades mecânicas e afectando a estrutura porosa e consequentemente as características de transporte de água.

Segundo Rodrigues (2004), a absorção de água pelo reboco pode originar a redução das resistências mecânicas e do isolamento térmico, o transporte de sais solúveis que se encontram presentes nos materiais, o desenvolvimento de microrganismos e vegetação parasitária em meio húmido e a retracção ou dilatação dos materiais (provocando novas fendilhações, a que se seguem maiores infiltrações).

Quando os rebocos à base de cal aérea são aplicados em condições atmosféricas inadequadas, como tempo frio (temperaturas abaixo dos 5ºC) e húmido (Flores, 2002; Galvão, 2009) ou ficam saturados, por períodos de tempo significativos, pode ocorrer a lixiviação do hidróxido de cálcio, pois a água ao preencher os poros da argamassa, para além de deslocar os cristais sólidos de hidróxido de cálcio, também permite a dissolução destes em água, à razão de uma parte de hidróxido de cálcio para 800 partes de água (à temperatura de 20ºC) (Nero, 2001). De facto, após a carbonatação do hidróxido de cálcio, o carbonato de cálcio, que se mostra como um composto muito mais estável do que o hidróxido de cálcio de onde partiu, não se apresenta como fim do processo de carbonatação, pois os cristais de carbonato de cálcio já formados, ao entrarem em contacto com o ácido carbónico, que provém da



dissolução do CO2 na água (de acordo com a Equação (2.5)), facilmente se solubilizam neste, originando bicarbonatos de cálcio (Equação (2.6)) que são bastante solúveis em água (Nero, 2001).

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(2.5)

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(2.6)

Após um período de secagem, a água transporta os sais até à superfície, resultando na deterioração da função ligante, pois os agregados ficam sem o envolvimento necessário à manutenção de um estado de coesão mínimo, resultando num processo de degradação das argamassas (Nero, 2001).

Para além disso, quando os sais, transportados pela água, entram em contacto com o CO2 da atmosfera, voltam a formar cristais de carbonato de cálcio, dando origem a manchas de cor branca (Flores-Colen et al., 2005). Todo este processo denomina-se por lixiviação do carbonato de cálcio. As manchas devidas à lixiviação do carbonato de cálcio (Figura 2.7) são facilmente confundíveis com as eflorescências, mas distinguem-se destas por serem efervescentes na presença de ácido clorídrico (Flores-Colen, 2009).

Figura 2.7 – Manchas em argamassas de assentamento, devidas à lixiviação do carbonato de cálcio [W4]

A lixiviação do ligante das argamassas de cal aérea pode dar origem a um aumento de porosidade e, consequentemente, da permeabilidade, resultando num decréscimo das características mecânicas, tornando as argamassas mais susceptíveis de ataques de degradação (Sousa et al., 2005) (Figura 2.8).

Figura 2.8 – Contracção do reboco de cal aérea, com posterior lixiviação do ligante



Rodrigues (2004) menciona que, a condensação de vapor de água pode dar origem ao desenvolvimento de bolores e fungos, diminuição do isolamento térmico ou diminuição local da resistência mecânica. Quando ocorre a cristalização de sais ou gelificação no interior do elemento, pode surgir o risco de descolamento e destacamento do revestimento (Figura 2.9) ou do acabamento.

Figura 2.9 – Perda de aderência (descolamento, abaulamento) (in: Magalhães, 2002)

Em argamassas com ligante à base de cal aérea, pode ocorrer o destacamento do reboco, devido à má aderência da cal aos suportes, que é originada pela difícil carbonatação da argamassa até ao suporte.

A retracção das argamassas é determinante para o aparecimento e desenvolvimento de fendas e fissuras, pelo que é aconselhável que seja reduzida. Este factor, para além de representar um problema estético, também acelera os processos de degradação, pois facilita a infiltração de água e penetração de agentes agressivos (Agostinho, 2008).

No caso das argamassas de cal aérea, o processo de carbonatação pode dar origem à retracção, visto que as reacções entre o dióxido de carbono e o hidróxido de cálcio ocorrem da libertação de água.

De acordo com Veiga et al. (2004), o número de camadas e a sua espessura têm consequências directas tanto na retracção durante o processo de endurecimento das argamassas como na melhoria do comportamento dos rebocos em presença da água, dado que, pela descontinuidade das camadas, a resistência à penetração da água em estado líquido é reforçada, mantendo uma elevada permeabilidade ao vapor de água.

Relativamente à acção de microrganismos e organismos, Magalhães (2002) refere que estes agentes podem atacar quimicamente os materiais de revestimento através da sua simples deposição sobre os mesmos ou pelas substâncias que expelem. A presença de microrganismos pode ter efeitos nefastos quando originam ácidos que podem desagregar o material sobre o qual assentam, ou quando retêm a humidade na superfície destes materiais, permitindo uma posterior destruição do reboco. Flores-Colen (2009) menciona que a acção destes organismos é mais nefasta quando existe, em simultâneo, a presença prolongada de humidade, a acumulação



de detritos na superfície do revestimento (terra e pó) e elevada porosidade do revestimento.

2.7 Síntese do capítulo Ao longo dos séculos tem havido uma grande evolução das argamassas tendo-se partido de uma simples mistura de barro com água até às formulações actuais.

Actualmente, na construção, as argamassas são utilizadas, principalmente, em revestimento de paredes e tectos e para assentamento de alvenarias, azulejos, ladrilhos, placas de pedra, manilhas, entre outros. Para garantir a durabilidade dos elementos construídos é necessário, fazer uma selecção cuidada dos materiais a utilizar, de acordo com a aplicação que se queira dar às argamassas e garantir que cada constituinte é utilizado nas proporções adequadas, de forma a maximizar o desempenho da argamassa (melhorando a porosidade e as resistências mecânicas, reduzindo as retracções, entre outros).

As argamassas devem proteger eficientemente o suporte em que são aplicadas, evitando anomalias que possam levar à sua degradação, pelo que devem apresentar uma boa compatibilidade, em termos químicos, físicos e mecânicos, com o suporte. Para tal, pode-se recorrer a argamassas de um só ligante ou a argamassas bastardas, combinando as vantagens dos vários ligantes.

A execução e aplicação das argamassas devem ser cuidadas, pois caso contrário poderão, também, aparecer anomalias que afectem tanto o aspecto estético das argamassas de reboco, como a sua funcionalidade (protecção da parede) e durabilidade.

Actualmente, devido ao aumento das intervenções em edifícios antigos, seja na recuperação, restauro ou reabilitação de elementos de construção, tem-se recorrido, com maior frequência, ao uso de argamassas com cal aérea, por ser uma solução que apresenta maior compatibilidade com os materiais pré-existentes, adaptando-se aos movimentos sazonais do suporte, provocados pelas variações higrotérmicas e apresentando uma boa permeabilidade à água e ao vapor de água.

Como se viu, são vários os factores que influenciam o comportamento das argamassas, quer no estado fresco, quer no estado endurecido, tais como as características dos seus constituintes e respectivas dosagens, o processo de fabrico dos ligantes, a metodologia utilizada na produção e aplicação das argamassas ou as condições ambientais a que estas estão expostas. Factores como o comportamento face à presença de água, organismos e microrganismos e de sais solúveis, a porosidade, a retracção, fissuração e fendilhação, as resistências mecânicas, a aderência ao suporte ou as características das argamassas no estado fresco podem influenciar a durabilidade das argamassas de reboco, pelo que é necessário continuar a desenvolver estudos que permitam adquirir um maior conhecimento sobre as suas propriedades, no sentido de obter produtos que se adeqúem às necessidades actuais.



Outro dos factores que influencia o comportamento e as características das argamassas com ligante à base de cal aérea é o fenómeno da carbonatação, sendo este um factor muito importante neste tipo de argamassas, pelo que o capítulo seguinte vai incidir sobre este fenómeno e sobre os seus efeitos/consequências.

Capítulo 3 – Carbonatação


3 A carbonatação

3.1 Considerações gerais A carbonatação é o processo através do qual as argamassas de cal aérea endurecem. Inicia-se pela evaporação da água em excesso (com ocorrência de retracção) verificando-se, quase em simultâneo, o início da transformação da portlandite (Ca(OH)2) em calcite (CaCO3) (Lanas e Alvarez, 2003).

Este capítulo aborda em detalhe este processo, bem como os factores que o influenciam e as consequências deste nas argamassas de revestimento.

Enunciam-se algumas das técnicas de avaliação da carbonatação utilizadas in-situ e em laboratório, explicando-se resumidamente as metodologias utilizadas.

3.2 O fenómeno de carbonatação O fenómeno de carbonatação é o processo através do qual o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, reagindo com o dióxido de carbono, CO2, presente na atmosfera, dá origem ao carbonato de cálcio, CaCO3, responsável pelo endurecimento das argamassas (Equação (3.1)) (Botas, 2009; Gomes, 2009; Rato, 2006; Rodrigues, 2004). Contudo, este carbonato de cálcio é diferente do existente na rocha calcária original, devido à diferente organização mineralógica dos seus cristais (Almeida, 2008; Rodrigues, 2004).

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Em termos de massa molar, a Equação (3.1) traduz-se na Equação (3.2)

74 $ 345⁄ + 44 $ 345⁄ 0 100 $ 345⁄ + 18 $ 345⁄ (3.2)

Os cristais de portlandite (Ca(OH)2), que apresentam forma hexagonal, durante o processo de carbonatação, transformam-se em cristais de aragonite (CaCO3), sem forma precisa e ramificada, e cristais de calcite (CaCO3), de forma cúbica (Figura 3.1) (Margalha, 2010).

Figura 3.1 – Observação em microscópio electrónico SEM (in: Margalha, 2010)



No entanto o processo de carbonatação não é uma reacção química única, passando por várias fases intermédias. Para que o processo de carbonatação ocorra, é necessária a presença de água para que haja a dissolução do CO2.

Balen e Gemert (1994), num estudo efectuado sobre argamassas de cal aérea, afirmam que o processo de carbonatação pode ser dividido num processo de difusão de dióxido de carbono (Equação (3.3)), seguido por uma reacção química em que se formam cristais de carbonato de cálcio (Equação (3.4)). A deposição de cristais de carbonato de cálcio, na sua maioria calcite, durante a carbonatação altera a estrutura porosa da argamassa e influencia as suas propriedades higroscópicas (Balen e Gemert, 1994).

� " + (" 0 ("� ��á�� ó��

(3.3)

��% (&" + ("� � 0 �� + 2(" (3.4)

Outros autores (Lawrence et al., 2006; Arandigoyen et al., 2006) mencionam que o processo de carbonatação pode abranger 5 ou 6 fases:

• difusão do dióxido de carbono nos poros da argamassa; • dissolução do dióxido de carbono nos poros que contêm água (Equação

(3.3)); • dissolução do hidróxido de cálcio nos poros com água; • equilíbrio químico da dissolução do dióxido de carbono; • precipitação do carbonato de cálcio (Equação (3.4)); • evaporação da água resultante da reacção química.

Margalha (2010) refere que, de acordo com alguns autores, o processo de carbonatação apenas tem início após a evaporação do excesso de água localizada nos poros da argamassa e que é irrelevante para a dissolução do dióxido de carbono.

Durante processo de endurecimento da cal dolomítica, ou cal “preta”, ocorre a formação de carbonato de cálcio e de magnésio (MgCO3), sendo um processo mais lento que o da cal cálcica, ou cal “branca”, devido à tardia hidratação do óxido de magnésio (MgO) (Malva, 2009). Para além disto, a absorção do dióxido sulfuroso (SO2) presente na atmosfera, pode resultar na formação de sulfatos de magnésio (MgSO4) que são altamente solúveis e destrutíveis, pelo que se dá preferência à utilização das cais cálcicas (Rodrigues, 2004).

Nos ligantes aéreos, como a cal aérea, o endurecimento da argamassa dá-se apenas por carbonatação, enquanto que nos ligantes hidráulicos o endurecimento processa-se por hidratação – no caso de argamassas formuladas com ligante à base de cimento – ou por um processo combinado de carbonatação e hidratação, como é o caso das argamassas formuladas à base de cal hidráulica (Botas, 2009; Lima,



2009; Malva, 2009; Silva, 2010). Também nas argamassas bastardas de cal aérea e ligante hidráulico o processo de endurecimento é semelhante ao das argamassas formuladas com cal hidráulica, ocorrendo por duas fases: a fase hidráulica, onde se dá a hidratação dos aluminatos e silicatos presentes no ligante hidráulico, seguida da fase aérea, que corresponde à reacção do CO2 presente na atmosfera com a cal (Botas, 2009).

É de realçar que as argamassas de cal aérea endurecem exclusivamente em contacto com o ar, pois apenas deste modo o dióxido de carbono entra em contacto com o hidróxido de cálcio, permitindo a reconversão deste último em carbonato de cálcio.

Em argamassas de cal aérea, a carbonatação é um processo lento, que pode levar meses ou anos até estar completo (Lawrence et al., 2006). Contudo, à superfície da argamassa, é um processo que se desenvolve muito rapidamente (Balen e Gemert, 1994). Durante todo o processo verifica-se uma diminuição do volume dos poros, pois estes são parcialmente preenchidos com cristais de carbonato de cálcio, alterando a microestrutura da argamassa e tornando-a cada vez menos permeável à medida que o processo se desenvolve, podendo mesmo verificar-se a permanência de quantidades significativas de hidróxido de cálcio quimicamente livres, em vários elementos de construção, decorrido um longo período de tempo (por vezes séculos) após a sua construção (Pavão, 2010; Rodrigues, 2004). Por outro lado, devido ao lento processo de carbonatação, as argamassas de cal aérea mantém a sua plasticidade por longos períodos de tempo, assegurando alguma capacidade de deformação perante possíveis movimentos do suporte (Fernandes, 2009).

No que concerne a argamassas à base de ligantes hidráulicos, Coutinho (1997) menciona que a cura normalmente fica completa ao fim de cerca de um mês.

3.3 Factores que influenciam o processo de carbonat ação A quantidade de água de amassadura, a espessura da camada da argamassa, a porosidade interna, a presença de dióxido de carbono, a temperatura e a humidade relativa do ambiente e a quantidade de cal livre para reagir com o dióxido de carbono são alguns dos factores que influenciam o processo de carbonatação e consequentemente as propriedades físicas e mecânicas das argamassas (Balen e Gemert, 1994; Malva, 2009; Santos, 2009). As condições atmosféricas influenciam a evaporação de água, a passo que a porosidade da argamassa deverá permitir as trocas de ar e água com a atmosfera, de modo a que as resistências mecânicas não sejam afectadas (Silva, 2010).

3.3.1 Quantidade de água de amassadura Para que a carbonatação ocorra é necessária uma quantidade mínima de água, funcionando como veículo de transporte do CO2, e possibilitando a dissolução deste (Balen e Gemert, 1994; Margalha, 2010). No entanto, há que ter em atenção que o excesso de água de amassadura, normalmente, acarreta vários efeitos negativos,



podendo provocar a fendilhação generalizada do revestimento devido à retracção, aumentando a sua porosidade, sendo, de um modo geral, prejudicial para as resistências mecânicas obtidas (Gomes, 2009; Malva, 2009). Isto acontece sobretudo, quando o ligante a utilizar é aéreo, em que, quanto maior for a quantidade de água de amassadura utilizada, maiores serão as retracções, pois o processo de carbonatação sofre um atraso, visto que a difusão de CO2 é muito mais lenta em água do que em ar (Cavaco, 2005; Marques, 2010; Rodrigues, 2004).

O aumento de porosidade aberta causado pelo excesso de água de amassadura, apesar de originar uma diminuição da resistência mecânica das argamassas permite, no caso específico de argamassas formuladas à base de cal aérea, que o dióxido de carbono aceda mais facilmente às zonas interiores da argamassa, ainda disponíveis para carbonatar. Deste modo a carbonatação dá-se de forma mais completa, contribuindo para o incremento da compacidade e melhoria da capacidade resistente da argamassa (Lanas e Alvarez, 2003).

Segundo Balen e Gemert (1994), o teor em água de amassadura óptimo para a carbonatação será o que corresponde à máxima absorção da superfície dos poros antes da condensação capilar. Os mesmos autores referem que o transporte de água durante a fase de secagem pode ser dividido em duas fases: transporte de água por capilaridade, em que a carbonatação é praticamente desprezável, uma vez que a estrutura porosa não está suficientemente livre para que se possa dar a difusão do CO2; seguido de difusão de vapor de água até à superfície.

3.3.2 Porosidade A estrutura porosa de uma argamassa é muito importante enquanto factor para definir a sua durabilidade e características (Rato, 2006). A formação de poros de uma argamassa resulta, principalmente, da evaporação da água de amassadura (Rato, 2006). Com o evoluir da carbonatação, alteram-se algumas propriedades da microestrutura das argamassas, tais como, a permeabilidade à água líquida, a difusão de gases e a capilaridade, devido à deposição progressiva de cristais de carbonato de cálcio (resultante do processo de carbonatação) nos poros da argamassa (Penas, 2008).

Segundo Guimarães (2002), o cristal de carbonato de cálcio recém-formado é, aproximadamente, 1.5 vezes maior do que o cristal de hidróxido de cálcio (Margalha, 2010). A reacção de carbonatação do hidróxido de cálcio ocorre com aumento de volume, cerca de 12% (Beruto et al., 2005). Moorehead (1986), citado por Rodrigues (2004), defende que no processo de carbonatação, a formação de carbonato de cálcio ocorre associado a aumento de cerca de 35% da massa de cal hidratada, devido à transformação da portlandite em calcite, e confirma o aumento de volume de sólidos de cerca de 12%, mencionado por Beruto et al.. Este aumento de volume na transformação do hidróxido de cálcio em calcite verifica-se no interior dos poros da argamassa, pelo que a estrutura se vai alterando, pois os poros mais largos são preenchidos com carbonato de cálcio microcristalino ou amorfo que se expande,



sem alteração detectável no volume de argamassa, mas o produto torna-se menos permeável, nomeadamente ao dióxido de carbono, à medida que a reacção se processa (Rodrigues, 2004).

De acordo com Rodrigues (2004), para que a velocidade de carbonatação seja optimizada, cerca de 50% do volume dos poros devem estar cheios de água, sendo que, os capilares mais finos ficam cheios de água e os mais largos permanecem disponíveis para a difusão do dióxido de carbono para o interior e para dissipação do vapor de água.

A reacção de carbonatação ocorre, normalmente, com retracção da pasta de ligante, que tenderá a desenvolver fissuração (Malva, 2009). A mistura de areia separa as partículas de cal, alterando a estrutura interna das argamassas, facilitando o processo de carbonatação, por um lado, e por outro, permitindo a distribuição, por toda a massa, de eventuais retracções que possam ocorrer, para além de que implica uma redução significativa dos custos, através da diminuição da quantidade de ligante na mistura (Coutinho, 1988; Guerreiro, 2007; Margalha, 2010; Pavão, 2010).

3.3.3 Condições termohigrométricas Veiga e Souza (2004) citando Coutinho (1994), referem que a velocidade de carbonatação é influenciada pela higrometria do ar, verificando-se um máximo a 50% de humidade relativa, e propaga-se em profundidade a velocidade decrescente, uma vez que a permeabilidade ao dióxido de carbono diminui com a carbonatação.

Assim, as características mecânicas de uma argamassa no estado endurecido estão intrinsecamente ligadas ao seu processo de endurecimento e consequentemente ao ambiente de cura a que a argamassa ficou exposta. O desenvolvimento das resistências mecânicas está, por isso, associado à temperatura e humidade que influem nos processos de carbonatação e hidratação das argamassas (Marques, 2010).

Segundo Rodrigues (2004), a temperatura ambiente que optimiza a carbonatação, visto que melhora a solubilidade do CO2 na água, é de 20ºC. A mesma autora refere que a solubilidade do CO2 na água reduz-se para ¼, quando se verifica um incremento da temperatura, dos 15ºC para os 60ºC, pois a presença de CO2 quente facilita a evaporação de água livre nos poros da argamassa. Este factor, combinado com o calor que se forma durante a reacção química, pode retardar a carbonatação – diminuindo o teor de humidade de tal forma que esta não consiga funcionar como veículo de difusão do CO2 – ou terminar prematuramente a reacção, sem que toda a cal hidratada tenha sido carbonatada (Fernandes, 2009; Rodrigues, 2004).

Segundo Pavão (2010), a exposição de argamassas de revestimento a temperaturas elevadas deve ser evitada, por forma a prevenir a ocorrência de fissuração por dessecação rápida.



Shih et al. (1999) referem que em condições de humidade relativa inferiores a 8%, verifica-se que não é possível a ocorrência da transformação da portlandite em calcite, pois não permite a reacção do hidróxido de cálcio com o dióxido de carbono, salientando que a humidade relativa tem uma importância significativa na reacção de carbonatação. Por outro lado, Cultrone et al. (2005) mencionam que a importância da concentração de CO2 na velocidade de carbonatação apenas se manifesta para valores de humidade relativa superiores a 50% e temperatura ambiente de 25ºC. Penas (2008), citando Charola e Henriques (1998), refere que as argamassas de cal aérea endurecem melhor em ambientes secos, embora a presença de humidade favoreça a carbonatação. No entanto, a humidade relativa elevada atrasa o processo de carbonatação, no sentido em que se forma uma camada de água na superfície da cal, impedindo o acesso directo do dióxido de carbono. Por sua vez, Rodrigues (2004) e Rato (2006) indicam que, para argamassas de cal aérea, a humidade relativa ideal para o processo de carbonatação situa-se entre os 50% e os 70%.

A exposição à radiação solar deve ser controlada pois, quando é excessiva, aumenta a fissuração e quando é reduzida atrasa a carbonatação e pode comprometer o comportamento da argamassa a longo prazo (Malva, 2009; Pavão; 2010).

3.3.4 Técnicas de aplicação e de acabamento das arg amassas As condições em que a argamassa é misturada em obra e o modo de aplicação da argamassa como reboco de paramentos, têm influência no processo de carbonatação, na compacidade, na retracção e nas resistências mecânicas e físicas da argamassa (Fernandes, 2009; Gonçalves, 2010). A aplicação da argamassa em várias camadas finas favorece a carbonatação pois, tendo em conta que o processo de carbonatação ocorre do exterior para o interior, uma espessura de argamassa elevada demora mais tempo a carbonatar, porque o CO2 tem de penetrar mais profundamente na argamassa para entrar em contacto com o hidróxido de cálcio que ainda não carbonatou (Rodrigues, 2004). Para além disto, também reduz as tensões de retracção inerentes às argamassas durante o seu endurecimento, assim como a fissuração (Pavão, 2010).

O alisamento intenso da camada de reboco propícia uma concentração de leite de cal na superfície. Por carbonatação, forma-se uma película de carbonato de cálcio uniforme que age como uma barreira à penetração do dióxido de carbono, impedindo o endurecimento do interior da camada de revestimento [W5].

Também o tipo de tinta utilizada (a óleo ou à base de borracha clorada e epóxi) ou a aplicação prematura da pintura podem afectar o processo de carbonatação, pois dificulta a penetração do CO2 presente na atmosfera, fazendo com que o grau de carbonatação atingido não seja suficiente para conferir à camada de reboco resistência suficiente, podendo resultar no descolamento do emboço com desagregação da argamassa [W5].



3.4 Efeitos/consequências da carbonatação A alteração da microestrutura da argamassa, durante a formação do carbonato de cálcio, influencia o processo de secagem, fissuração e as várias fases do processo químico (Beruto et al., 2005).

A carbonatação provoca uma diminuição da porosidade, da massa e uma redução do volume devido à retracção por carbonatação, levando a que haja um aumento da densidade da argamassa (Cincotto et al., 2010) e das resistências mecânicas.

A ocorrência de fendilhação, devido ao desenvolvimento das reacções de carbonatação, pode manifestar-se durante um longo período de tempo e a velocidade a que se desenvolve pode variar significativamente, de acordo com as condições termohigrométricas do ar e para cada tipo de ligante (Malva, 2009).

Martins (2008) e Malva (2009), citando Veiga (1998) e Veiga e Souza (2004), referem que, durante todo o período de vida de uma argamassa, se desenvolve a retracção global desta. A retracção global engloba quatro tipos de retracção (embora se exclua a retracção térmica, para o caso dos rebocos, devido à sua reduzida espessura) – a retracção por dessecação, gerada pelo consumo da água dos poros nas reacções químicas; a retracção por hidratação, que provém das reacções de hidratação dos componentes do cimento; e a retracção por carbonatação, que se deve à combinação do dióxido de carbono da atmosfera com os componentes hidratados do cimento, principalmente com o hidróxido de cálcio, que dá origem a produtos sólidos, como o carbonato de cálcio, sendo que estas reacções se efectuam com libertação de água –, verificando-se uma interacção contínua entre estes fenómenos. A influência da retracção varia com a idade da argamassa, verificando-se que a retracção por carbonatação se dá ao longo da vida da argamassa, tornando-se sensível tanto mais cedo quanto maior for a relação superfície/volume do elemento, quanto maior for a permeabilidade da argamassa ao ar e quanto mais favoráveis forem as condições ambiente para a combinação do dióxido de carbono do ar com o hidróxido de cálcio (Veiga e Souza, 2004).

3.5 Métodos para a avaliação da carbonatação

3.5.1 Análise do pH e da condutividade A difusão do CO2 no interior das argamassas causa uma redução do pH, que pode ser detectada por alteração do indicador de fenolftaleína, que apresenta cor rosada na zona não carbonatada, ao passo que a zona carbonatada se apresenta incolor.

A alteração de coloração ocorre na presença de carbonatos solúveis ou da existência de características alcalinas, com pH entre 8.3 e 10, pelo que, em argamassas com ligante à base de cal aérea, a presença de carbonato de cálcio (CaCO3) produz uma reacção neutra, ao passo que a presença de cal não carbonatada (Ca(OH)2), pode ser identificada pela alteração de coloração (Rodrigues, 2004).



Esta técnica é utilizada com frequência em ensaios in-situ (Figura 3.2) e laboratoriais e consiste em aspergir a amostra com uma solução de fenolftaleína, procedendo-se em seguida à medição da profundidade de carbonatação com auxílio de uma régua.

Figura 3.2 – Cor rosada – indica que o reboco ainda não está totalmente carbonatado (in: Cavaco, 2005)

Outra técnica utilizada na avaliação do pH é a condutividade eléctrica. A análise é efectuada através de um aparelho que mede a condutividade, a partir de um processo electrométrico de uma amostra de revestimento. Para tal, é necessário proceder à diluição de uma pequena quantidade de produto, resultante da raspagem in-situ da superfície rebocada (Flores-Colen, 2009).

O aparelho (Figura 3.3) possui dois eléctrodos – um para a medição do pH da amostra e outro, para a medição da condutividade eléctrica e total de sais dissolvidos (TDS). A condutividade eléctrica de uma solução fornece um valor aproximado da concentração de electrólitos nela dissolvidos. A uma elevada concentração de electrólitos, corresponde um alto teor de condutividade, pois a passagem de corrente eléctrica é facilitada devido ao maior número de cargas eléctricas na solução (Flores-Colen, 2009). O TDS avalia (por condutividade) a concentração de sólidos dissolvidos após um processo de evaporação da amostra.

Figura 3.3 - Medidor de pH, condutividade e TDS (in: Flores-Colen, 2009)

O processo inicia-se pela calibração do aparelho com soluções tampão convenientes, procedendo-se à avaliação do pH por introdução do respectivo eléctrodo na solução aquosa e medição após estabilização. Para a leitura da condutividade é necessário alterar o modo de leitura do aparelho, seleccionando a tecla “mode”, após o qual se introduz o eléctrodo da condutividade na solução aquosa e se mede o valor após a estabilização. No que concerne à leitura do TDS, basta voltar a seleccionar a tecla “mode” e registar o valor (Flores-Colen, 2009).



De acordo com Flores-Colen (2009) a relação entre a condutividade e o pH permite relacionar se as argamassas estão ou não carbonatadas.

3.5.2 Análise de compostos cristalinos Como técnicas de identificação e quantificação de compostos cristalinos tem-se a difracção de raios X (DRX), a análise termogravimétrica (ATG) e a análise térmica diferencial (ATD).

A difracção de raios X (DRX) é uma técnica correntemente utilizada na identificação de minerais, constituindo um dos métodos mais fiáveis de identificação mineralógica em materiais que apresentem uma estrutura cristalina (Carretero et al., 2007). A interacção entre a matéria cristalina e a radiação X dá lugar a uma dispersão, que é provocada pelo ordenamento interno da matéria cristalina. A relação entre a radiação e a estrutura do cristal é dada pela lei de Bragg, expressa pela Equação (3.5) (Carretero et al., 2007).

:; = 2=. ?@: A (3.5)

Onde, n – representa a ordem de reflexão e toma, normalmente, o valor de 1;

λ – representa o comprimento de onda dos raios X (geralmente �EFG = 1.5418 Ǻ); CuKα – ampola de cobre utilizada; d – é o espaçamento entre planos reticulares paralelos, em angstroms; θ – é o ângulo de incidência.

De referir que os raios X só são difractados pelo cristal, se o ângulo de incidência, sen θ, for igual a :; 2=⁄ . Se for utilizada radiação monocromática, ou seja, λ fixo, o único grau de liberdade possível é o ângulo θ, obrigando a que a posição do cristal relativamente ao feixe monocromático seja alterada por uma das seguintes formas: a) modificando a orientação do cristal, por rotação ou por oscilação em torno de um eixo; b) utilizando uma massa de material cristalina formada por diminutos cristais (cristalitos) não-orientados (Veiga et al., 2004). Esta técnica pode ser utilizada em cristais (método do monocristal) ou sobre amostras pulverizadas (método dos pós ou método do pó policristalino) (Carretero et al., 2007).

No segundo método, considera-se que o material é formado por diminutos cristalitos, que se consideram distribuídos aleatoriamente possibilitando assim a obtenção de um número elevado de planos reticulares que podem difractar, possibilitando a identificação de substâncias minerais presentes na amostra (Carretero et al., 2007; Veiga et al., 2004). Esta técnica baseia-se simplificadamente na colocação da amostra sobre um porta-amostras plano que, por sua vez, é colocado no difractómetro de raios X, onde se submete a amostra à acção da radiação X. O feixe de raios X, produzido por ampolas de raios X, passa por um sistema de fendas, até incidir sobre a amostra que o difracta nas direcções que cumprem a lei de Bragg.



Depois de difractado, o feixe passa por outro conjunto de fendas até entrar num sistema de contagem de radiações (contador), que envia a informação para um computador que mostra o registo difractomérico da amostra (difractograma) (Figura 3.4) (Veiga et al., 2004).

Figura 3.4 – Esquema da geometria do feixe de raios X antes e depois de incidir sobre a amostra (in: Carretero

et al., 2007)

A utilização desta técnica de análise permite a obtenção de informação qualitativa e quantitativa relativa aos compostos cristalinos existentes nas amostras, a partir da sua comparação com os registos de compostos puros existentes numa base de dados de difracção de raios X, complementando desta forma as restantes análises efectuadas. De referir que esta operação não dispensa a intervenção do operador na interpretação da informação obtida.

A ATG é uma técnica de análise térmica de caracterização dos materiais que permite medir de forma contínua as variações de massa em função da temperatura ou do tempo, de uma amostra que é aquecida (ou arrefecida) a uma velocidade de aquecimento (ou arrefecimento) constante. Qualquer reacção que implique uma perda ou ganho de massa – como por exemplo: desidroxilação, oxidação, carbonatação ou hidratação – pode ser quantificada (Margalha, 2010; Velosa, 2009). Muitas destas perdas ou ganhos de massa ocorrem em intervalos de temperatura que são característicos da presença de um composto específico (Margalha, 2010). O resultado apresenta-se sob a forma de um gráfico – curva de termogravimetria.

A análise térmica diferencial é uma técnica que se baseia na medição de diferenças de temperatura entre um material em estudo e um material de referência – material que não sofre quaisquer transformações na gama de temperatura do ensaio – em função do tempo ou da temperatura, quando os dois materiais são submetidos a um mesmo ciclo de aquecimento (Margalha, 2010; Velosa, 2009). As diferenças de temperatura são originadas pela emissão ou absorção de calor do material em análise (concretamente, processos exotérmicos ou endotérmicos, respectivamente). Assim, é possível a detecção de variações de massa – perdas por desidratação ou descarbonatação – e também transformações estruturais, como por exemplo as recristalizações, que não produzem variações de massa mas sim a emissão ou absorção de calor (Margalha, 2010). Na Figura 3.5 apresenta-se um exemplo de uma análise através de ATG/ATD e DTG.



Figura 3.5 – Exemplo de um registo de ATG / ATD / DTG (in: Margalha, 2010)

Legenda: Curva preta – ATG; Curva vermelha – ATD; Curva azul – DTG (derivada da curva de termogravimetria)

3.5.3 Análise da microestrutura Para avaliação da microestrutura das argamassas, tem-se o microscópio electrónico de varrimento e ambiental (SEM e ESEM, respectivamente), que pode ser complementado com microanálise de raios X por dispersão em energias (EDS) (Margalha, 2010).

A observação de amostras aos microscópios óptico e electrónico de varrimento, complementada com a microanálise de raios X permite, não só, determinar a composição dos constituintes das argamassas, através da análise de espectros conhecidos, bem como a visualização da sua microestrutura (Margalha, 2010). No SEM, as amostras têm de ser previamente secas e recobertas por uma película de carbono ou metal (usualmente ouro), de forma a tornar a superfície a observar condutora de feixes de electrões e podem ser observadas a pequenas escalas – na gama dos micrómetros (Margalha, 2010; Velosa, 2009).

Relativamente ao ESEM, este opera com a câmara de amostra em vácuo (entre 1 e 10 torr); não é necessária a metalização das amostras; permite a análise de amostras electricamente não condutoras, húmidas, contaminadas com óleo, com gás aprisionado, fluorescentes, catodoluminescentes ou com estruturas frágeis; possibilita a análise de processos dinâmicos ou reacções que ocorram na presença de uma fase líquida ou gasosa, como sejam a hidratação, a desidratação, a dissolução e cristalização, o aquecimento e arrefecimento, propagação de fracturas, entre outros; permite ser acoplado a um Espectómetro de Energia Dispersiva (EDS) para a identificação e análise química semi-quantitativa; possibilita a obtenção de imagens com resoluções de 512x512, 1024x1024 e 2048x2048 pixéis [W6].

3.6 Síntese do capítulo O processo de carbonatação é o processo através do qual as argamassas de cal aérea endurecem. Desenvolve-se lentamente, do exterior para o interior, podendo levar meses ou anos até completar-se, ou nunca chegar a desenvolver-se totalmente.



São vários os factores que influenciam este processo, tais como as condições de cura a que as argamassas estão sujeitas, os compostos que as constituem, as condições de fabrico do ligante e das argamassas, assim como as técnicas de aplicação destas. Estes factores têm influência na microestrutura das argamassas e determinam a sua durabilidade. No Quadro 3.1 apresenta-se, resumidamente, esses factores e em que medida afectam a carbonatação.

Quadro 3.1 – Factores que influenciam o processo de carbonatação e o comportamento das argamassas

Factores que influenciam o processo de carbonatação

Consequências

Excesso de água de amassadura Retardamento do processo de carbonatação.

Estrutura porosa Elevada porosidade aberta facilita a reacção de carbonatação, mas pode resultar em resistências mecânicas reduzidas.

Temperatura ambiente elevada

Pode retardar a carbonatação ou terminá-la prematuramente, pois facilita a evaporação de água livre nos poros da argamassa, de tal forma que esta não consegue funcionar como veículo de difusão do CO2.

Humidade relativa

Inferior a 8% – não permite a reacção do Ca(OH)2 com o CO2. Elevada – atrasa o processo de carbonatação, devido à formação de uma camada de água na superfície da argamassa que impede a penetração do CO2.

Exposição à radiação solar Excessiva – aumenta a fissuração. Reduzida – atrasa a carbonatação.

Aplicação das argamassas A aplicação em várias camadas favorece a carbonatação e reduz as tensões de retracção e a fissuração.

Acabamento

O alisamento intenso da camada de reboco origina uma concentração de leite de cal à superfície, formando-se, por carbonatação, uma película de carbonato que age como uma barreira à penetração de CO2. Tintas a óleo ou à base de borracha clorada e epóxi, ou a aplicação prematura da pintura dificultam a penetração do CO2, podem levar a que as argamassas não atinjam resistência suficiente, podendo resultar no descolamento do emboço, com desagregação da argamassa.

São diversas as técnicas utilizadas no estudo da evolução do processo de carbonatação, seja in-situ ou em laboratório, podendo basear-se em alterações do pH das argamassas (indicador de fenolftaleína ou condutividade), variações de massa ou de energia (ATG e ATD), análise dos compostos cristalinos que as constituem (DRX), ou na análise da microestrutura das argamassas (SEM, ESEM e microscópio óptico).

Assim, por forma a avaliar a influência das condições de cura no processo de carbonatação de argamassas de cal aérea e areia e, consequentemente, no seu desempenho, apresentam-se no capítulo que se segue as metodologias que foram utilizadas para avaliar estes parâmetros.

Capítulo 4 – Trabalho experimental


4 Trabalho experimental

4.1 Considerações gerais O presente capítulo tem como objectivo apresentar todo o trabalho experimental efectuado, explicando as opções tomadas relativamente às formulações estudadas, materiais utilizados, ambientes de cura e metodologias de ensaio, por forma a possibilitar a aquisição de conhecimento acerca da evolução da carbonatação.

Para além disso, descrevem-se as metodologias utilizadas e referem-se as dificuldades sentidas nos casos de maior relevância.

Com o intuito de reduzir ao máximo a variabilidade dos procedimentos, recorreu-se, sempre que possível, a normas e especificações.

4.2 Materiais adoptados e sua caracterização Visto ser relativamente frequente o recurso a mistura de areia de areeiro com areia de rio em argamassas de reboco, optou-se neste estudo por formular as argamassas com areias desta proveniência, pelo que as argamassas apresentam na sua formulação cal aérea hidratada em pó e, areia do rio e areia de areeiro misturadas em igual proporção.

Este tipo de areias vem sendo utilizado em diversos trabalhos de investigação realizados no Grupo de Materiais de Construção, levando a que a caracterização das areias apresentada no presente trabalho resulte da consulta de estudos anteriormente desenvolvidos (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007; Rodrigues, 2004).

A areia de rio é constituída por grãos arredondados, o que contribui positivamente para a trabalhabilidade, enquanto que a areia de areeiro é mais angulosa e contribui para a melhoria da compacidade (Agostinho, 2008).

Em todas as amassaduras, as areias utilizadas foram previamente secas em estufa, a uma temperatura de 100±10ºC, durante 48 horas, com o objectivo de reduzir a influência do teor em água das areias. Após a secagem, as areias foram colocadas em barricas de plástico com tampas vedantes acopladas com um aro metálico (Figura 4.1). O ligante utilizado foi uma cal aérea hidratada em pó CL 80 S da HIDRACAL, fornecida em sacos de 22 kg (Figura 4.2). Depois de aberto o saco, a cal foi também armazenada no mesmo tipo de barricas mencionado anteriormente.

Por fim, na produção das argamassas foi utilizada água potável, proveniente da rede de abastecimento público da cidade de Lisboa, no Instituto Superior Técnico. A quantidade de água a utilizar no fabrico das argamassas foi determinada através de um estudo preliminar que teve por base o ensaio de consistência por espalhamento.



Figura 4.1 – Barrica

Figura 4.2 – Cal hidratada

4.2.1 Caracterização dos agregados A caracterização dos agregados consistiu na avaliação da baridade e na análise granulométrica. A baridade é necessária para a determinação das quantidades necessárias de cada areia a utilizar na formulação das argamassas e a granulometria permite a caracterização das diferentes areias utilizadas na produção das argamassas (Rato, 2006).

A baridade define-se como a massa volúmica aparente do material, dada pelo quociente da massa do material pelo volume por este ocupado em condições de compactação definidas e distingue-se da massa volúmica real na medida em que esta última representa a massa correspondente à soma dos volumes das partículas individuais, não considerando os espaços de ar entre partículas (Cruz, 2008; Gomes et al., 2006a).

Como se mencionou anteriormente, para a avaliação da baridade e da massa volúmica real recorreu-se a valores de estudos, presentes na bibliografia estudada, (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007; Rodrigues, 2004). Estes valores foram obtidos de acordo com o disposto na NP 955 (IPQ, 1973). Os valores da baridade e da massa volúmica adoptados encontram-se no Quadro 4.1.

Quadro 4.1 – Baridade e massa volúmica real dos agregados (média dos valores retirados de: Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007; Rodrigues, 2004)

Material Baridade média

[kg/m 3] Massa Volúmica Real

[kg/m 3] Areia do rio 1539,8 2650,0

Areia de areeiro 1547,0 2650,0

No que concerne à análise granulométrica, Coutinho (1988, 107 p.), define granulometria como a “distribuição das percentagens das partículas de determinadas dimensões que compõem o agregado”, e representa-se por um gráfico denominado curva granulométrica. A curva granulométrica de uma areia permite avaliar rapidamente dois aspectos importantes: a ordem de grandeza das partículas e a variabilidade entre as diversas fracções que correspondem à percentagem de cada dimensão de partículas que constituem a areia, permitindo também uma eficaz comparação entre as diversas areias utilizadas na formulação de uma argamassa (Cruz, 2008).



Segundo o mesmo autor, a análise granulométrica permite obter a ordem de grandeza da máxima e mínima dimensão do agregado, parâmetros que indicam os valores das dimensões extremas das partículas. Coutinho (1988), define a máxima dimensão do agregado, Dmáx, como a menor abertura da malha do peneiro, de uma série de peneiros de referência, através do qual passa, pelo menos, 90% da massa do agregado. A mínima dimensão do agregado, Dmin, é definida como a maior abertura da malha do peneiro, de uma série de peneiros de referência, através do qual não passa mais de 5% da massa do agregado.

De acordo com a bibliografia consultada (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Martins, 2008), ambas as areias utilizadas possuem Dmáx de 2.38 mm, e Dmin de 0.149 mm.

Outro parâmetro que se destina a caracterizar a granulometria numericamente é o módulo de finura. Coutinho (1988), refere que o módulo de finura é determinado através da soma das percentagens totais que ficam retidas em cada peneiro, da série normal (ASTM), dividida por 100, excluindo o peneiro nº 200. Este autor refere ainda que, “uma interpretação do módulo de finura pode ser a dimensão média ponderada do peneiro do grupo no qual é retido o material, sendo os peneiros contados a partir do mais fino” (Coutinho, 1988, 113 p.). Por exemplo, uma areia com módulo de finura 4.00 significa que a dimensão média é a correspondente ao 4º peneiro da série (1.19 mm de abertura).

De acordo com a bibliografia estudada (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Martins, 2008; Rodrigues, 2004), os valores dos módulos de finura para o tipo de areias utilizadas no presente trabalho é de 3.1 para a areia de areeiro e 2.7 para a areia do rio.

4.2.2 Caracterização do ligante Como se mencionou anteriormente, o ligante utilizado foi uma cal aérea hidratada em pó CL 80 S, de origem nacional. Os valores adoptados para a baridade e a massa volúmica da cal aérea foram, respectivamente, 583.7 kg/m3 e 2200 kg/m3 (média dos valores retirados de trabalhos anteriores) (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007; Rodrigues, 2004).

A ficha de segurança da cal aérea encontra-se no Anexo A.2.

4.3 Formulações estudadas e condições de cura

4.3.1 Traço O traço representa a percentagem de cada componente sólido na argamassa (Cruz, 2008). Para garantir a compacidade de uma argamassa é necessário que a quantidade de ligante preencha os vazios deixados pelo agregado, volume este que depende da granulometria e da forma das partículas do agregado (Penas, 2008).

De acordo com um estudo apresentado por Nero et al. (1994), os traços mais utilizados em edifícios antigos variam entre o 1:2.5 e 1:3 (traços em volume). Este



estudo revela que o traço 1:3 (com cal aérea e areia de areeiro) é o mais representativo nas primeiras camadas de reboco.

Botelho (2003), menciona que existem normas europeias que prescrevem composições de argamassa a serem adoptadas para cada camada específica dos rebocos enunciando a norma inglesa BS – 5262 (BSI, 1977), que recomenda especificadamente composições e traços expressos em volume para cada camada, em função das condições de exposição das fachadas e do tipo de acabamento pretendido. A mesma autora refere também o documento de trabalho francês DTU 26.1 (1990), onde estão definidos procedimentos a seguir para uma boa prática na execução de rebocos, bem como composições recomendadas para diversas situações de suporte. Este documento recomenda, para as primeiras camadas de reboco de argamassas de cal aérea e areia, traços em volume de 1:2, para a 1ª camada e 1:2.5, para a segunda camada, não sendo recomendado este tipo de argamassas como camada de acabamento.

No estudo em causa optou-se por usar o traço em volume aparente 1:2 (cal aérea, areia do rio e areia de areeiro), por forma a relevar a presença de cal na argamassa e, consequentemente, o efeito da carbonatação a que está sujeita.

4.3.2 Relação água/ligante A quantidade de água a utilizar foi obtida através de um estudo preliminar que consistiu na produção de amassaduras experimentais variando a quantidade de água até se obter uma consistência por espalhamento de 165±5 mm ou 65±5% – optou-se por este valor do espalhamento, por ser um valor frequentemente utilizado em estudos científicos semelhantes (Agostinho, 2008; Cruz, 2008; Fernandes, 2009; Lima, 2009; Marques, 2010; Pavão, 2010), por se considerar ser um valor que proporciona boas condições de trabalhabilidade, sem que a quantidade de água seja em demasia. Para tal, partiu-se de uma relação a/l (água/ligante) de 1.62, valor este que foi retirado de um estudo sobre argamassas de cal aérea realizado por Agostinho (2008), e que serviu apenas de ponto de partida para a obtenção do valor a utilizar no presente trabalho, tendo-se obtido uma relação a/l de 1.24. O método utilizado para a avaliação da consistência por espalhamento encontra-se descrito no ponto 4.5.2.1.1.

4.3.3 Ambientes de cura As condições de cura recomendadas encontram-se descritas na norma EN 1015-11 (CEN, 1999a). No entanto, como se apurou na fase experimental, estas condições não se adequam a argamassas formuladas à base de cal aérea, verificando-se que passados 5 dias as argamassas ainda se encontravam frescas.

De acordo com Rodrigues (2004) e Rato (2006), as condições ideais para a cura de argamassas com ligante à base de cal aérea são uma temperatura de 20ºC e humidade relativa entre os 50% e 70%.



No presente trabalho optou-se por sujeitar os provetes a diferentes ambientes de cura, desde o seu fabrico até à data da realização dos ensaios, de forma a verificar qual a influência das condições de cura na carbonatação de provetes de argamassa de cal aérea.

Assim, os provetes de argamassa foram colocados nas 4 condições de cura que se descrevem seguidamente: Cura seca (CS) A cura seca foi efectuada numa câmara (Figura 4.3) que apresenta uma temperatura e humidade relativa de aproximadamente 20±5ºC e 55±5%, respectivamente.

Cura húmida (CH) A cura húmida deu-se numa câmara onde as argamassas estão sujeitas a uma humidade relativa de 95±5% e temperatura de 20±5ºC (Figura 4.4). As argamassas foram acondicionados, por forma a que não estivessem em contacto directo com a água que é pulverizada na câmara.

Figura 4.3 – Provetes colocados na câmara seca

Figura 4.4 – Provetes colocados na câmara húmida

Cura no interior do laboratório (CI) Este ambiente de cura, é um ambiente com condições variáveis, pelo que as argamassas foram sujeitas às condições de humidade relativa e temperatura presentes no laboratório (Figura 4.5), por um período de 5 meses (entre Fevereiro e Junho). Durante a fase experimental, as argamassas estiveram sujeitas a uma humidade relativa que variou entre os 34% e os 78 % e temperatura que variou entre os 14ºC e os 26ºC (valores aproximados).

Cura acelerada (CA) Nesta câmara, tem-se uma temperatura de 20±5ºC, humidade relativa de 60% e uma concentração de CO2 de 5% (Figura 4.6). Tendo em atenção que as argamassas de cal aérea endurecem devido ao fenómeno de carbonatação, ou seja, por absorção de CO2, os provetes colocados neste ambiente, deverão apresentar um endurecimento mais rápido que os provetes colocados nos demais ambientes de cura, conduzindo, em princípio, a uma evolução mais rápida das respectivas características mecânicas.



Figura 4.5 – Moldes colocados em ambiente de

laboratório (condições variáveis)

Figura 4.6 – Provetes colocados na câmara de cura

acelerada

4.4 Produção, preparação e desmoldagem de provetes Com o objectivo de reduzir a variabilidade na produção das argamassas, o traço em volume foi convertido para traço em massa, conferindo assim um maior rigor na produção. Esta conversão baseou-se nos valores e no conceito de baridade obtidos através de pesquisa bibliográfica. O procedimento efectuado para a conversão do traço em volume para traço em massa, assim como a definição das quantidades de materiais utilizadas na produção das argamassas encontram-se descritos no Anexo A.3.

Por forma a obter o número necessário de provetes a ensaiar, foram precisos três dias de produção de argamassas. As argamassas foram produzidas num ambiente com temperatura e humidade relativa médias de 18±1ºC e 55±5%, respectivamente. De referir, que a produção e posterior desmoldagem das argamassas foi efectuada, na sua maioria, no mês de Fevereiro (com excepção das amassaduras efectuadas para repetição de ensaios).

As argamassas foram produzidas de acordo com o disposto na norma EN 1015-2 (CEN, 1998), tendo-se utilizado um misturador mecânico (Figura 4.7 – c), de modo a que se garantisse as condições normalizadas para a produção de amassaduras.

O misturador é constituído por um recipiente de aço inoxidável (Figura 4.7 – a) e uma pá misturadora de aço inoxidável (Figura 4.7 – b) accionada por um motor eléctrico de velocidade regulável.

Figura 4.7 – a) Recipiente; b) Pá misturadora; c) Misturador

c)

b)

a)



Iniciou-se a produção, pela pesagem de todos os constituintes da argamassa, numa balança com precisão de 0.1 g. Em seguida, colocou-se a água no recipiente do misturador, seguida do ligante e colocou-se o misturador a funcionar em movimento lento. Passados 30 segundos, adicionaram-se as areias (Figura 4.8) (operação que deve demorar cerca de 30 segundos). Decorrido este período de tempo o movimento do misturador passou para movimento rápido e permaneceu assim por 30 segundos, após o qual, o funcionamento deste foi interrompido. Posteriormente, procedeu-se à limpeza do material aderente às paredes do recipiente, com raspadeira de borracha, juntando este material à massa contida no recipiente (operação que deve demorar cerca de 15 segundos), cobrindo, em seguida, o mesmo e deixando a argamassa em repouso por 75 segundos. O misturador recomeçou a funcionar em movimento rápido durante um período de 60 segundos, dando por terminada a amassadura.

De mencionar que todo o processo descrito foi efectuado utilizando o modo automático do misturador existente no laboratório.

Figura 4.8 – Colocação da areia

Avaliou-se a consistência das argamassas através do ensaio de espalhamento e determinou-se a massa volúmica aparente das mesmas, tendo-se procedido, em seguida, à moldagem dos provetes, conforme descrito na especificação LNEC E29 (1979).

Cada molde de aço tem capacidade para três provetes e apresenta as seguintes dimensões interiores: 160 mm de comprimento, 40 mm de largura e 40 mm de altura. Antes da colocação da argamassa nos moldes de aço, estes foram limpos e untados com óleo descofrante e fixados à mesa do aparelho de compactação (Figura 4.9) que consiste numa mesa que é, sucessivamente, elevada e deixada cair sobre uma coluna, com a frequência de uma queda por segundo, por meio de um excêntrico accionado por um motor eléctrico. Assim, com auxílio de uma colher de pedreiro, colocou-se em cada compartimento do molde, uma quantidade de argamassa correspondente a metade da sua capacidade e distribuiu-se a mesma, formando uma camada uniforme, com o auxílio de uma espátula de maior comprimento. Seguidamente, ligou-se o aparelho de compactação e sujeitou-se a primeira camada a 60 choques. Procedeu-se ao enchimento do molde com a segunda camada, completando-o e, utilizando uma espátula de menor comprimento,



distribuiu-se a argamassa pelo molde nas mesmas condições que anteriormente, após o que se procedeu a nova compactação com 60 choques.

Figura 4.9 – Aparelho de compactação

O molde foi retirado do aparelho de compactação e, após a desmontagem da prolonga, rasou-se o molde com a colher de pedreiro, ao longo dos eixos longitudinais dos provetes, imprimindo à colher lentos movimentos transversais de serra. Retirou-se a argamassa em excesso, identificaram-se os provetes e procedeu-se à colocação dos mesmos nos respectivos ambientes de cura.

Os provetes foram designados conforme o ambiente de cura em que foram colocados, da seguinte forma: CS – Cura seca; CH – Cura húmida; CI – Cura no interior do laboratório (condições variáveis); CA – Cura acelerada.

O procedimento de preparação dos provetes encontra-se ilustrado na Figura 4.10.

Figura 4.10 – Preparação dos provetes

Relativamente à desmoldagem dos provetes, é importante referir que não foi possível desmoldar todos os provetes à mesma idade, visto que a humidade relativa dos diferentes ambientes de cura a que estavam expostos influenciou o endurecimento das argamassas; os provetes colocados na câmara húmida, expostos a valores de humidade relativa de cerca de 100% apresentaram maior dificuldade em endurecer, como seria de esperar; os provetes colocados em



ambiente de laboratório (condições variáveis) também evidenciaram esta dificuldade, mas devido às reduzidas humidades relativas do ar.

Verificou-se que, ao fim de 7 dias, ainda era possível deformar, por pressão ligeira de um dedo, os provetes colocados em ambiente de cura húmido. Assim, houve a necessidade de colocar estes provetes na câmara seca, até que apresentassem consistência adequada à sua desmoldagem, tendo permanecido neste ambiente de cura por mais 13 dias, perfazendo um total de 20 dias até à sua desmoldagem.

Relativamente aos provetes colocados em ambiente de laboratório, apenas foi possível proceder ao seu desmolde aos 12 dias de idade, devido à humidade relativa que se fazia sentir no laboratório (entre 47% e 65%), nessa altura.

Como seria de esperar, os provetes acondicionados em ambiente de cura seca, ao fim de 7 dias, apresentavam consistência adequada à sua desmoldagem.

Quanto aos provetes destinados a cura na câmara de CO2, por não ser aconselhável a colocação dos moldes nesta câmara, estes foram previamente colocados em ambiente de cura seca durante 7 dias, após os quais foram desmoldados e colocados no respectivo ambiente de cura.

De referir que, aquando da desmoldagem, alguns provetes se partiram (Figura 4.11), provavelmente devido a tensões introduzidas nas argamassas causadas pela retracção do material, aquando do início do processo de carbonatação. Os provetes apresentavam cerca de 2 mm de retracção (1 mm em cada extremidade – Figura 4.12).

Figura 4.11 – Provete partido aquando da desmoldagem

Figura 4.12 – Retracção dos provetes no molde

Após a desmoldagem todos os provetes permaneceram nos respectivos ambientes de cura até à realização dos ensaios de caracterização no estado endurecido. No Quadro 4.2 mostram-se as idades a que os provetes de argamassa foram ensaiados.

De referir que, devido a anomalias na bomba de vácuo, houve a necessidade de repetir os ensaios da massa volúmica aparente (MVA) e da porosidade aberta (Pab), num total de 24 medições, para as idades assinaladas com asterisco, pelo que se teve de proceder à produção de novas argamassas. Assim, foram produzidas 5 amassaduras, com a mesma constituição das produzidas inicialmente, tendo-se



procedido à avaliação da consistência por espalhamento e da massa volúmica aparente, como forma de controlo.

Quadro 4.2 – Idade a que os provetes de argamassa foram ensaiados

Ensaios realizados Idade [Dias]

CS CH CI CA

Resistências mecânicas 7, 14, 28, 90, 120 28, 90, 120 14, 28, 90, 120 14, 28, 90

Prof. carbonatação 7, 14, 28, 90, 120 28, 90, 120 14, 28, 90, 120 14, 28, 90

MVA e Pab 7*, 14*, 28*, 90, 120 28*, 90, 120 14*, 28*, 90, 120 14, 28, 90

Lupa binocular 7, 14, 28, 90, 120 28, 90, 120 14, 28, 90, 120 14, 28, 90

DRX e Micro-CT 7, 14, 28, 90, 120 28, 90, 120 14, 28, 90, 120 14, 28, 90 *Idades a que se teve de repetir os ensaios; **Nº. de medições que foi necessário realizar novamente

Legenda: CS – cura seca; CH – cura húmida; CI – cura no interior do laboratório (condições variáveis); CA – cura acelerada; MVA – massa volúmica aparente; Pab – porosidade aberta; DRX – difracção de raios X; Micro-CT – microtomografia de raios X.

4.5 Plano de ensaios

4.5.1 Objectivos do plano de ensaios e sua apresent ação Definiu-se um plano de ensaios de forma a reduzir a variabilidade intrínseca a estes estudos, mais propriamente no que se refere à produção de argamassas, preparação, desmoldagem e cura dos provetes e à realização dos ensaios às idades pré-estabelecidas (7, 14, 28, 90 e 120 dias de idade das argamassas).

Assim, numa primeira fase, procedeu-se à caracterização dos constituintes das argamassas, utilizando valores obtidos através de consulta de trabalhos de investigação realizados no Grupo de Materiais de Construção do IST (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça; 2007).

Seguidamente, definiu-se a relação água/ligante, como descrito em 4.3.2, apropriada à argamassa em questão, tendo-se obtido o valor de 1.24, após o qual se procedeu à produção das argamassas.

De salientar que foram realizados ensaios de consistência por espalhamento e massa volúmica aparente, como forma de controlo das características das argamassas produzidas.

Por fim, procedeu-se à determinação de parâmetros que possibilitassem o estudo da carbonatação efectuando ensaios sobre as argamassas no estado endurecido. Assim, efectuaram-se ensaios de resistência à tracção por flexão e à compressão, de determinação da profundidade de carbonatação por indicador de fenolftaleína, de avaliação da massa volúmica aparente e porosidade aberta (pelo método da pesagem hidrostática), observaram-se as argamassas à lupa binocular e realizaram-


se análises por difracção de raioapresentado um esquema dos ensaio

Figura 4.13 – Esquema dos ensaios realizados no trabalho experimental

Os ensaios foram efectuados sobre provetes prismáticos, tendopreparação do número de provetes necessário pargamassas no estado endurecido, em 3 dias de produção (um dia para cada condição de cura – CS, CH e CIresultaram 90 provetes (6 por cada amassadura).

Mais tarde, houve a possibilidade de estudar mais um ambiente de cura (cura acelerada), tendo-se efectuado 3 amassaduras para a preparação de 18 provetes, a ensaiar aos 14, 28 e 90 dias de idade. Estas argamassas foram produzidas alguns meses após o fabrico dos provetes previs

Também, neste caso, se efectuaram ensaios de consistência por espalhamento, como forma de controlo das argamassas.

Resistência à compressão

aproximadamente 4x4x9

Determinação da profundidade de

carbonatação (amostras com 4x4x3 cm3,

aproximadamente


Integrado em Engenharia Civil

por difracção de raios X e microtomografia de raios X. Naesquema dos ensaios realizados.

Esquema dos ensaios realizados no trabalho experimental

Os ensaios foram efectuados sobre provetes prismáticos, tendopreparação do número de provetes necessário para garantir a caracterização das argamassas no estado endurecido, em 3 dias de produção (um dia para cada

CS, CH e CI), perfazendo um total de 15 amassaduras, de onde resultaram 90 provetes (6 por cada amassadura).

ossibilidade de estudar mais um ambiente de cura (cura se efectuado 3 amassaduras para a preparação de 18 provetes, a

ensaiar aos 14, 28 e 90 dias de idade. Estas argamassas foram produzidas alguns provetes previstos inicialmente.

Também, neste caso, se efectuaram ensaios de consistência por espalhamento, como forma de controlo das argamassas.

5 prismas (4x4x16 cm3)

Resistência à flexão

(4 prismas - 4x4x16 cm3)

Resistência à compressão

(3 meios prismas -aproximadamente 4x4x9

cm3)

Determinação da profundidade de

carbonatação (amostras ,

aproximadamente)

Observação com lupa binocular (amostras com

4x4x2 cm3, aproximadamente)

Porosidade aberta e Massa volúmica aparente

(4 meios prismas -aproximadamente 4x4x7

cm3)

Micro-CT e DRX

(1 prisma - 4x4x16 cm

Trabalho experimental

Página 49

X. Na Figura 4.13, é

Esquema dos ensaios realizados no trabalho experimental

Os ensaios foram efectuados sobre provetes prismáticos, tendo-se procedido à ara garantir a caracterização das

argamassas no estado endurecido, em 3 dias de produção (um dia para cada ), perfazendo um total de 15 amassaduras, de onde

ossibilidade de estudar mais um ambiente de cura (cura se efectuado 3 amassaduras para a preparação de 18 provetes, a

ensaiar aos 14, 28 e 90 dias de idade. Estas argamassas foram produzidas alguns

Também, neste caso, se efectuaram ensaios de consistência por espalhamento,

CT e DRX

4x4x16 cm3)



4.5.2 Métodos de análise

4.5.2.1 Ensaios realizados sobre as argamassas no e stado fresco Para a caracterização das argamassas no estado fresco recorreu-se à avaliação da consistência por espalhamento e à determinação da massa volúmica aparente e volume de vazios das argamassas, como se descreve seguidamente.

4.5.2.1.1 Avaliação da consistência por espalhament o A avaliação da consistência por espalhamento foi realizada de acordo com o descrito na norma EN 1015-3 (CEN, 1999b). De referir que houve uma alteração na norma, em termos de equipamento. No entanto, para a realização deste trabalho utilizou-se o equipamento antigo.

Este ensaio foi realizado logo após a produção das argamassas e consiste no enchimento de um molde tronco-cónico com a argamassa fresca em duas camadas, correspondendo cada camada a aproximadamente metade do volume do molde.

Ambas as camadas foram compactadas, com um varão de aço de 15 mm de diâmetro, com 25 pancadas. Após o enchimento do molde retirou-se a argamassa em excesso e removeram-se todos os detritos do molde e do prato. Com um movimento firme vertical, retirou-se o molde e procedeu-se ao espalhamento da argamassa, rodando o volante da mesa 25 vezes em 15 segundos. Seguidamente, mediu-se o diâmetro da argamassa, em três direcções distintas, com o auxílio de uma craveira. O procedimento pode visualizar-se na Figura 4.14.

Figura 4.14 – Procedimento da avaliação da consistência por espalhamento

A avaliação da consistência foi efectuada com recurso à Equação (4.1) (Pinto et al., 2008), tendo-se obtido espalhamentos de 165±5 mm.

P?Q�5ℎ�3S:T4 = U.�� − 100100 × 100, com U.�� = U1 + U2 + U3

3 (4.1)



Onde, Dmed – diâmetro médio; D1, D2 e D3 – diâmetros medidos em 3 direcções distintas.

4.5.2.1.2 Avaliação da massa volúmica aparente e es timativa do volume de vazios

A determinação da massa volúmica aparente da argamassa no estado fresco efectuou-se de acordo com o descrito na norma prEN 12350-6 (CEN, 2008), adaptada às argamassas.

O ensaio foi realizado após a avaliação da consistência por espalhamento e consiste no enchimento de um recipiente com massa e capacidade conhecida (neste caso, foi utilizado um recipiente com a capacidade de 1 litro), com argamassa em três camadas, sendo cada camada compactada com o auxílio de um varão de compactação, com 15 pancadas distribuídas uniformemente. Rasou-se a superfície do recipiente, recorrendo a uma colher de pedreiro e limpou-se o excesso. Seguidamente, procedeu-se à pesagem do conjunto. Na Figura 4.15, pode visualizar-se o procedimento descrito.

Figura 4.15 – Determinação da massa volúmica aparente

A massa volúmica aparente (MVA) obtém-se através da Equação (4.2) (CEN, 2008).

#bc = 3" − 3db ef$/3�h (4.2)

Onde, m1 – massa do recipiente; m2 – massa do recipiente com argamassa; V – volume do recipiente.



Para a estimativa do volume de vazios, recorre-se ao mesmo procedimento utilizado para determinar a massa volúmica aparente da argamassa, sendo o volume de vazios obtido através da relação entre o volume da argamassa e o somatório do volume dos constituintes da mesma, como mostra a Equação (4.3) (Agostinho, 2008).

b! = b��+�.�//� − ∑ b��/��j��/b��+�.�//� × 100 e%h (4.3)

Onde, Vv – volume de vazios; Vargamassa – volume de argamassa contida no recipiente; ΣVconstituintes – somatório do volume dos constituintes da argamassa (ligante, agregados, água).

No Anexo A.4, explica-se detalhadamente como se efectua a estimativa deste parâmetro.

4.5.2.2 Ensaios realizados sobre as argamassas no e stado endurecido

4.5.2.2.1 Determinação das resistências à tracção p or flexão e à compressão A determinação das resistências mecânicas foi efectuada no laboratório de Construção do Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura (DECivil) do IST. No entanto, por impossibilidade de utilização do equipamento do laboratório do IST, na data de realização dos ensaios das argamassas CS e CH, aos 120 dias de cura, houve a necessidade de utilizar o equipamento do Laboratório de Construção do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL). Como este equipamento não se apresentou adequado à determinação das resistências das argamassas em estudo, os provetes CI, aos 120 dias de idade, foram ensaiados no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). De salientar que, imediatamente após o ensaio de compressão, procedeu-se à determinação da espessura carbonatada.

Na avaliação das resistências mecânicas utilizou-se uma máquina que permite aplicar forças gradualmente crescentes, de modo contínuo e sem choques (Figura 4.16), conforme especificado na norma EN 1015-11 (CEN, 1999a). Este aparelho é composto por um dispositivo de flexão e um dispositivo de compressão.

Figura 4.16 – Máquina para determinação das resistências mecânicas



O dispositivo de flexão é composto por dois apoios de aço cilíndricos, com 10 mm de diâmetro, distanciados de 100±0.5 mm, e por um cutelo com as mesmas características dos apoios e centrado relativamente a estes (Figura 4.17).

No dispositivo de compressão o prato superior da máquina é provido de rótula esférica para permitir a aplicação de forças perpendicularmente à face superior do provete. A aplicação de forças ao provete é efectuada interpondo duas placas auxiliares, de forma quadrada (Figura 4.18).

Figura 4.17 – Dispositivo de flexão

Figura 4.18 – Dispositivo de compressão

Para a realização destes ensaios retiraram-se os provetes dos ambientes condicionados cerca de 15 minutos antes do início do ensaio. Os procedimentos utilizados na determinação das resistências mecânicas tiveram por base o estabelecido na norma EN 1015-11 (CEN, 1999a).

Na determinação da resistência à tracção por flexão foram ensaiados 3 provetes prismáticos, com 40x40x160 mm3, para cada idade. Iniciou-se o procedimento por limpar quaisquer partículas soltas que estivessem nos provetes e na máquina. Seguidamente, colocou-se cada provete na máquina, centrado, com o eixo longitudinal perpendicular ao dos apoios e de forma a que a carga seja aplicada numa das faces de moldagem, como mostra a Figura 4.19. Desceu-se o cutelo da máquina até que este estivesse em contacto com a face superior do provete e aplicaram-se forças gradualmente crescentes, de modo contínuo e sem choques até que se atingisse a rotura do provete, e registou-se a respectiva força de rotura.

Figura 4.19 – Determinação da resistência à tracção por flexão

A tensão de rotura à tracção por flexão é dada pelo quociente que relaciona a força de rotura à flexão, F [N], e a distância entre os apoios, 5 [mm], com as dimensões



laterais do provete, sendo b a largura e h o comprimento (ambos em mm), como mostra a Equação (4.4) (CEN, 1999a):

wx��-ã� = 1.5 Fyáz × 5{ × ℎ" e#|�h (4.4)

A tensão de rotura à tracção por flexão de cada provete é calculada com aproximação às centésimas, enquanto que o valor da tensão de rotura à flexão correspondente à idade em estudo é dada pela média dos valores obtidos em cada provete, arredondado às décimas.

Relativamente ao ensaio para a determinação da resistência à compressão, foram utilizados os meios provetes resultantes do ensaio de flexão, que apresentavam dimensões aproximadas de 40x40x90 mm3. Também neste caso, foram ensaiadas 3 amostras. Assim, após a limpeza dos pratos e dos provetes, estes foram cuidadosamente centrados entre os pratos inferior e superior da máquina, por uma das faces laterais de moldagem. Desceu-se o prato superior da máquina e aplicaram-se forças gradualmente crescentes, de modo contínuo e sem choques, até que se desse a rotura do provete, e registou-se o respectivo valor da força de rotura (Figura 4.20).

Figura 4.20 – Determinação da resistência à compressão

A tensão de rotura à compressão de cada provete é determinada pelo quociente entre a força de rotura, que é a máxima aplicada durante o ensaio, F [N], e a área da secção transversal onde foi aplicada a força, Ac [mm2], de acordo com a Equação (4.5) (CEN, 1999a).

w� = }.á-c� e#|�h (4.5)

Tal como para a flexão, a tensão de rotura à compressão de cada provete é calculada com aproximação às centésimas e o valor da tensão de rotura à compressão correspondente à idade em estudo é dada pela média dos valores obtidos em cada provete, arredondado às décimas.

De referir que os topos resultantes deste ensaio foram utilizados para determinação da espessura carbonatada e para observação com lupa binocular.



4.5.2.2.2 Determinação da profundidade de carbonata ção A determinação da espessura carbonatada foi realizada imediatamente após o ensaio de resistência à compressão, sobre a superfície de rotura de um dos topos resultantes daquele ensaio. Assim, ensaiaram-se 3 amostras, com 40x40x30 mm3 (aproximadamente), para cada idade em estudo, tendo-se pulverizado a superfície com uma solução de fenolftaleína a 0.2% de concentração.

A difusão do CO2 no interior das argamassas causa uma redução do pH, que pode ser detectada por alteração do indicador de fenolftaleína, que apresenta cor rosada na zona não carbonatada, ao passo que a zona carbonatada se apresenta incolor (este processo encontra-se descrito com mais detalhe no ponto 3.5.1)

Assim, procedeu-se à medição da profundidade de carbonatação, avaliada na perpendicular às quatro faces de cada provete, ou seja, a distância compreendida entre a superfície do provete e o limite da redução da alcalinidade do material (Figura 4.21). A espessura carbonatada é obtida pela média dos valores obtidos em cada aresta.

Figura 4.21 – Medição da profundidade de carbonatação (zona incolor)

De referir que o uso da fenolftaleína para a determinação da profundidade de carbonatação é apenas um método qualitativo, não traduzindo de forma precisa a extensão de carbonatação das argamassas pois, como se pode observar na Figura 4.22, o indicador de fenolftaleína detecta a presença pontual de zonas não carbonatadas. Porém, as reacções de carbonatação continuam a ocorrer (tendo-se confirmado por DRX), muito embora o indicador deixe de ter sensibilidade para a sua detecção.

Figura 4.22 – Argamassa CS, aos de 90 dias de idade



4.5.2.2.3 Determinação da massa volúmica aparente e porosidade aberta A massa volúmica aparente (MVA) e a porosidade aberta (Pab) foram determinadas com base na proposta da RILEM I.1 (1980) (para pedras), adaptado a argamassas.

Os procedimentos de ensaio são comuns, variando apenas a expressão segundo a qual se computam os resultados, e têm por base o método da pesagem hidrostática. Assim, colocaram-se 4 meios provetes, com dimensões aproximadas de 40x40x70 mm3, numa estufa ventilada (Figura 4.23) a uma temperatura de 60ºC, fazendo-se várias pesagens até se obter massa constante, após o que foram colocados num exsicador com sílica gel até atingirem a temperatura ambiente. Seguidamente, pesaram-se os provetes numa balança de precisão de 0.1 g e colocaram-se num exsicador, cuja pressão foi diminuída até ao valor de 6500 Pa e mantida constante por 24 horas (Figura 4.24). Decorridas 24 horas, fez-se penetrar lentamente no exsicador a quantidade de água necessária para a total imersão dos provetes – acção que deve demorar, no mínimo, 15 minutos – mantendo-se o vácuo durante a colocação da água e por um novo período de 24 horas. Findo o período de 24 horas, mantiveram-se os provetes imersos, à pressão atmosférica, por mais 24 horas. Seguidamente, pesaram-se os provetes em imersão, numa balança hidrostática (Figura 4.25) e, depois de enxugada a sua superfície com um pano húmido, foram novamente pesados, no prato superior da balança (Figura 4.26).

Os valores da massa volúmica aparente e da porosidade aberta, foram determinados de acordo com as Equações (4.6) e (4.7) (RILEM I.1, 1980), respectivamente.

#bc = 3d3� − 3" × 10� ef$ 3�⁄ h (4.6)

|�� = 3� − 3d3� − 3" × 100 e%h (4.7)

Em que, m1: massa do provete seco [g] m2: massa do provete saturado imerso [g] m3: massa do provete saturado [g]

Figura 4.23 – Provetes colocados na estufa ventilada

Figura 4.24 – Provetes colocados no exsicador, ligado

à bomba de vácuo



Figura 4.25 – Pesagem hidrostática dos provetes

Figura 4.26 – Pesagem no prato superior da balança

De referir que aquando do ensaio se verificou a ocorrência de perda de material, podendo este factor afectar os resultados obtidos.

4.5.2.2.4 Observação das argamassas com lupa binocu lar A observação à lupa binocular é um dos métodos correntemente empregues para observação das amostras de argamassa de reboco após a sua extracção, permitindo detectar aspectos particulares na amostra, tais como, a presença de materiais de origem vegetal ou a existência da aplicação de diferentes camadas, sendo também utilizada na observação de superfícies polidas das amostras, (neste caso é necessário que a amostra seja previamente impregnada sob vácuo com uma resina adequada) (Veiga et al., 2004).

Para a observação das amostras foi utilizada uma lupa binocular, munida de máquina fotográfica digital, como se pode ver na Figura 4.27.

As amostras observadas foram obtidas após o ensaio de compressão. Para tal, utilizou-se o topo da extremidade do provete prismático (que esteve em contacto com o molde metálico) resultante do ensaio de compressão, conferindo uma base lisa à amostra. Para possibilitar a visualização de possíveis alterações na estrutura das argamassas ao longo do tempo, foi necessário regularizar a superfície de corte das amostras. Esta operação foi efectuada com o auxílio de uma lima (Figura 4.28), tendo-se obtido uma superfície aproximadamente plana (Figura 4.29).

Figura 4.27 – Lupa

binocular

Figura 4.28 – Regularização da superfície

das amostras de argamassa

Figura 4.29 – Amostra de argamassa para observação com lupa binocular

Depois de obtidas, as amostras foram observadas no Laboratório de Reciclagem e Valorização de Resíduos Sólidos do IST, com uma lupa binocular, tendo-se obtido



imagens com ampliações de 10x, 20x e 30x, para identificação de alterações a nível do ligante e observação da quantidade de poros.

4.5.2.2.5 Análise mineralógica por difracção de rai os X Estes ensaios foram realizados no Laboratório de Mineralogia e Petrologia do IST (LAMPIST) pertencente ao Centro de Petrologia e Geoquímica do IST (CEPGIST).

A difracção de raios X (DRX) é uma técnica de análise que fornece informação qualitativa relativamente aos compostos cristalinos existentes nas amostras, através de espectros conhecidos. Esta técnica encontra-se explicada em pormenor no ponto 3.5.2.

Na análise cristalina da argamassa utilizou-se um difractómetro de raios X (XPERT-PRO da Panalytical), Figura 4.30, com ampola de Cobre (K-Alfa 1.541 [Å]). A intensidade de corrente utilizada foi de 30 mA, com uma voltagem de 40 kV. Foram efectuados varrimentos de 5º a 80º de 2θ, com um passo de 0.002º e t=4.86 segundos por passo.

Figura 4.30 – Difractómetro de Raios X Philips X’Pert Pró

Para análise das argamassas através de difracção de raios X e microtomografia de raios X, dividiu-se 1 provete em 3 partes, com auxílio de um serrote de cortar ferro, como se mostra na Figura 4.31, de onde se retirou ¼ do provete para análise do traço, ¼ para avaliação da carbonatação e, da metade restante, retirou-se uma pequena amostra para análise microtomográfica de raios X.

Figura 4.31 – Preparação das amostras

1 K-Alfa 1.54 [Å] é a risca que corresponde à transição K-Alfa dos átomos de cobre e fornece o comprimento de onda para os cálculos aplicando a Lei de Bragg.



A análise do traço através da DRX, foi efectuada com o intuito de perceber se a carbonatação poderá “alterar” o traço das argamassas. Assim, como se utilizou sempre o mesmo traço em todas as argamassas, espera-se que por DRX se obtenha um factor que seja constante em todas as argamassas (diferentes idades e condições de cura), de modo a que se chegue ao traço utilizado.

Relativamente à preparação da amostra para análise do traço, esta foi fragmentada com o auxílio de um pilão, após o qual foi moída num almofariz de onde se obteve um pó muito fino. Seguidamente, colocou-se uma parte da amostra, devidamente compactada, no aparelho de difracção de raios X e procedeu-se à sua análise. Na Figura 4.32, pode observar-se o procedimento.

Figura 4.32 – Procedimento para a avaliação do traço e da carbonatação

Para a avaliação da carbonatação, procedeu-se de igual forma ao anterior. No entanto, neste ensaio experimental, utilizou-se apenas a parte fina da amostra, pelo que, esta foi peneirada (Figura 4.33) num peneiro com abertura da malha de 0.075 mm (Figura 4.34), antes de ser moída.

Figura 4.33 – Peneiração da amostra

Figura 4.34 – Peneiro nº 200 da série ASTM

Por forma a obter um termo de comparação com os resultados obtidos da análise das amostras, considerou-se importante criar uma curva de calibração (Figura 4.35). Para tal efeito, efectuaram-se misturas de portlandite (cal apagada – Ca(OH)2) e calcite (carbonato de cálcio – CaCO3), tendo-se iniciado o procedimento por analisar uma “mistura” de 100% de portlandite. Seguidamente analisou-se uma mistura de



90% de portlandite com 10% de calcite, sendo que, as restantes misturas foram obtidas através de incrementos de 10% na quantidade de calcite e correspondente redução da percentagem de portlandite, obtendo-se por fim uma “mistura” de 100% de calcite (que corresponde a 100% de carbonatação), num total de 10 misturas. De referir que foram efectuadas 3 medições para cada mistura.

Figura 4.35 – Curva de calibração

Note-se, nos valores para 100% de portlandite, que a cal já exibe algum grau de carbonatação, confirmando que basta a produção e ensacagem da cal para que esta carbonate, facto que não acontece com a cal em pasta.

Saliente-se que para a análise das amostras é necessário um programa informático específico para o efeito.

4.5.2.2.6 Análise microtomográfica de raios X Este ensaio foi realizado no Laboratório de Mineralogia e Petrologia do IST (LAMPIST) pertencente ao Centro de Petrologia e Geoquímica do IST (CEPGIST).

A microtomografia de raios X (micro-CT) é um ensaio não destrutivo, que permite efectuar estudos de microscopia qualitativa e quantitativa tridimensional (3D) de objectos, possibilitando a análise das características estruturais e texturais tanto à superfície do objecto, como no seu interior, sem que seja necessário qualquer tipo de preparação ou tratamento químico da amostra. Esta metodologia não se adequa à realização de análise composicional quantitativa dos objectos, no entanto, possibilita a discriminação de diferenças, desde que os objectos em análise sejam constituídos por fases com propriedades contrastantes aos raios X.

O sistema SkyScan 1172 (Figura 4.36), utilizado, permite alcançar uma resolução espacial de 5 µm, o que corresponde a, aproximadamente, 1x10-7 mm3 voxel (Volumetric Picture Element) (SkyScan, 2005). Este aparelho possibilita a

y = 47,469e-0,039x

R² = 0,96690,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0 50 100 150

I Ca

l/I P

ort

Percentagem de portlandite [%]

Curva de calibração


Exponencial (Curva de

calibração)



reconstrução interna da estrutura da amostra e a sua análise, sem que esta seja destruída.

Figura 4.36 – Microtomógrafo de raios X – SkyScan

Resumidamente, esta técnica consiste em tirar várias radiografias verticais à amostra. Como se pode visualizar na Figura 4.37, a origem dos raios X é fixa, pelo que a amostra tem de rodar, em torno o seu eixo vertical, entre 180º e 360º, por forma a obter imagens de todos os ângulos.

Figura 4.37 – Geometria do leque de raios X (in: SkyScan, 2005)

O número de imagens obtido depende do passo de rotação e da rotação total do objecto escolhido. Estas imagens vão sendo armazenadas e quanto mais imagens se obtiverem, maior a definição do objecto reconstruído (Figura 4.38) (SkyScan, 2005). De salientar que a dimensão da amostra tem de ser tal que seja toda abrangida pelo feixe de raios X.

Figura 4.38 – Reconstrução de um objecto pontual usando vários ângulos de rotação (in: SkyScan, 2005)

Após a obtenção das imagens, procede-se à sua filtragem, que consiste na eliminação do ruído criado pelo processo de aquisição, após o qual se efectua a obtenção de fatias horizontais. Nesta fase, define-se o valor de corte para transformar as imagens originais em imagens binárias, de modo a que seja possível identificar os constituintes da amostra de argamassa, como por exemplo:



interstícios/ar, “agregado”, “ligante”. Seguidamente definem-se os volumes de interesse a estudar e determinam-se os parâmetros (análise morfométrica).

Após a análise e tratamento dos resultados obtidos é possível construir modelos tridimensionais da amostra, podendo visualizar-se as diferentes fases.

Para a aquisição de imagens utilizou-se uma voltagem de 100 kV e uma intensidade de corrente eléctrica de 100 µA; foi empregue um filtro de 0.5 mm de alumínio; as imagens obtidas apresentam uma resolução de 1280 pixéis, tendo a dimensão do pixel 24 µm; a amostra sofreu uma rotação de 180º, a um passo de rotação de 1º, tendo-se obtido, em média, 5 radiografias por cada posição de aquisição; a duração do scan foi de 20 minutos por fatia.

Esta técnica foi utilizada com o intuito de avaliar a existência de diferenças composicionais e microestruturais – caracterizar a presença de poros no interior da argamassa, mais concretamente a percentagem de poros e o diâmetro destes (medida indirecta da porosidade e da porometria) – ao longo do processo de carbonatação, assim como estabelecer eventuais correlações entre os parâmetros determinados pela micro-CT e os parâmetros determinados por outras técnicas.

Os resultados obtidos dependem fortemente das condições instrumentais utilizadas. Fixando as condições da âmpola que proporcionam o melhor contraste de fases, a precisão dos parâmetros medidos depende sobretudo da resolução das imagens obtidas. No presente caso de estudo, a melhor escolha permitiu adoptar 24 µm para dimensão do pixel, tendo as amostras dimensões aproximadas de 7x5x5 mm3 (Figura 4.39) (a escolha de melhores resoluções implicaria a utilização de amostras ainda mais pequenas o que acarretaria uma maior perda de representatividade).

Figura 4.39 – Exemplo de uma amostra para análise microtomográfica de raios X. Esquerda: superfície de corte;

Centro: superfície em contacto com o molde; Direita: Amostra colocada no microtomógrafo de raios X

Inicialmente pretendia-se obter amostras cilíndricas de uma zona mais interior do provete (Figura 4.40), no entanto, tal não se apresentou exequível, pois as argamassas desagregavam-se e partiam-se facilmente (Figura 4.41). Assim, e, visto que estas também se apresentavam extremamente difíceis de cortar e obter superfícies de corte relativamente planas, optou-se por utilizar amostras dos cantos dos meios provetes prismáticos.



Figura 4.40 – Corte de provete de argamassa para

obtenção de um provete cilíndrico para análise microtomográfica de raios X

Figura 4.41 – Provete partido e desagregado

Note-se que para a obtenção e análise das imagens recolhidas é necessário software informático específico para tal efeito.

4.6 Síntese do capítulo Na formulação de argamassas é necessário ter em atenção a escolha dos materiais a utilizar e as suas características, bem como o ajustado controlo das composições adoptadas, por forma a obter um produto final com características adequadas à utilização que se pretende.

Os agregados funcionam como o esqueleto da argamassa, concorrendo para a sua compacidade e resistência, contribuindo ainda para reduzir a sua retracção.

O traço fornece-nos a relação entre as proporções das quantidades de ligante e de agregados, sendo que, o ligante deve preencher os vazios deixados pelos grãos daqueles.

A relação água/ligante deve ser alvo de estudo prévio, de modo a se obter uma argamassa com trabalhabilidade adequada e para que não seja em excesso, pois ao evaporar vai deixar poros que vão reduzir a resistência das argamassas. Este aspecto, se é importante em laboratório, mais se acentua no caso de estarmos perante produção in-situ onde a variabilidade das condições termohigrométricas são significativas.

No presente trabalho, fabricaram-se argamassas de cal aérea e areia (areia de areeiro e areia do rio, em igual proporção), com traço em volume aparente de 1:2, para a produção de provetes prismáticos de 40x40x160 mm3, num total de 26 amassaduras (incluindo amassaduras para repetição de ensaios), com 6 provetes por amassadura. Estes provetes foram utilizados para a avaliação das características mecânicas e físicas do tipo de argamassa em estudo, no estado endurecido.

Optou-se por estudar a evolução das argamassas em quatro ambientes de cura distintos, pois a humidade relativa e a quantidade de CO2 são factores predominantes no fenómeno de carbonatação, determinando a estrutura interna das argamassas. As condições ambiente utilizadas podem visualizar-se no Quadro 4.3.



Quadro 4.3 – Condições ambientais dos diferentes ambientes de cura

Tipo de cura Designação das argamassas

Temperatura [ºC]

Humidade Relativa [%]

% de CO2 [%]

Seca CS 20±5 55±5 ≈ 0.026 Húmida CH 20±5 95±5 ≈ 0.026

Ambiente de laboratório CI entre 14 – 26 entre 34 – 78 ≈ 0.026 Acelerada CA 20±5 60±5 5

Assim, efectuaram-se ensaios de consistência por espalhamento e de determinação da massa volúmica aparente das argamassas no estado fresco, num total de 26 medições para cada parâmetro. No estado endurecido, avaliaram-se as resistências mecânicas, a profundidade de carbonatação por indicador de fenolftaleína, a massa volúmica aparente e a porosidade aberta, por pesagem hidrostática. Procedeu-se à observação de amostras de argamassa com lupa binocular e à estimativa da percentagem de carbonatação e do traço através de análise por DRX e da percentagem de poros (ao longo do tempo) por análise microtomográfica de raios X. As idades a que as argamassas foram ensaiadas e o nº. total de medições efectuadas em cada ensaio mostram-se no Quadro 4.4.

Quadro 4.4 – Idade a que as argamassa foram ensaiadas e nº. total de medições efectuadas em cada ensaio

Ensaios realizados

Idade [Dias] Nº total de medições CS CH CI CA

Resistências mecânicas

7, 14, 28, 90, 120

28, 90, 120 14, 28, 90,

120 14, 28, 90

45 (Rt) 45 (Rc)

Prof. carbonatação

7, 14, 28, 90, 120

28, 90, 120 14, 28, 90,

120 14, 28, 90 45

MVA e Pab 7*, 14*, 28*,

90, 120 28*, 90, 120

14*, 28*, 90, 120

14, 28, 90 84 (60+24**)

Lupa binocular 7, 14, 28, 90,

120 28, 90, 120

14, 28, 90, 120

14, 28, 90 30

DRX e Micro-CT 7, 14, 28, 90,

120 28, 90, 120

14, 28, 90, 120

14, 28, 90 30 (DRX)

15 (Micro-CT) *Idades em que foi necessário repetir os ensaios; **Nº. de medições que foi necessário realizar novamente

Legenda: CS – cura seca; CH – cura húmida; CI – cura no interior do laboratório (condições variáveis); CA – cura acelerada; Rt – resistência à tracção; Rc – resistência à flexão; MVA – massa volúmica aparente; Pab – porosidade aberta; DRX – difracção de raios X; Micro-CT – microtomografia de raios X.

De salientar que, sempre que possível, os ensaios foram realizados de acordo com normas e especificações, de modo a reduzir a variabilidade dos procedimentos, de estudo para estudo.

No capítulo seguinte apresentam-se os resultados dos ensaios efectuados e procede-se à sua apreciação.

Capítulo 5 – Resultados obtidos e sua apreciação


5 Resultados obtidos e sua apreciação O presente capítulo apresenta e analisa os resultados obtidos nos ensaios descritos no capítulo anterior. Primeiramente, efectuam-se conclusões sobre alguns ensaios e procedimentos de carácter preparatório, nomeadamente em argamassas no estado fresco.

Tendo como principal objectivo avaliar a influência das condições de cura na carbonatação de argamassas com ligante à base de cal aérea, avaliaram-se as propriedades de uma argamassa de cal aérea, com o traço em volume aparente de 1:2. As argamassas foram expostas a diferentes condições de cura, de forma possibilitar o estudo da influência destas na carbonatação das argamassas ao longo do tempo e, consequentemente, no seu desempenho no estado endurecido. Assim, traçaram-se os seguintes objectivos: � Avaliar as resistências mecânicas, por forma a apreciar o desenvolvimento do

processo de carbonatação ao longo do tempo, pois o endurecimento e o consequente ganho de resistência das argamassas está associado a este processo;

� Determinar a profundidade de carbonatação, através de indicador de fenolftaleína, para que se perceba qual a influência das condições de cura no processo de carbonatação;

� Estimar a massa volúmica aparente e a porosidade aberta das argamassas, pelo método da pesagem hidrostática, de modo a que se compreenda qual a influência da carbonatação nestes parâmetros;

� Observar a alteração da estrutura interna das argamassas (alterações a nível do ligante, redução do volume dos poros), por visualização, através de lupa binocular, de forma a perceber de que modo as condições de cura afectam os parâmetros mencionados;

� Determinar a evolução da carbonatação das argamassas ao longo do tempo, através da sua análise mineralógica, por difracção de raios X (DRX).

Complementarmente procurou-se: � Verificar a possibilidade de determinar o traço das argamassas através da

análise da percentagem de minerais que as constituem, por DRX; � Analisar a estrutura interna das argamassas, por microtomografia de raios X

(micro-CT), estimando a percentagem de poros presente nas argamassas ao logo do tempo, por forma a estabelecer uma relação com a porosidade aberta.

Em primeiro lugar apresentam-se e discutem-se os resultados obtidos em cada ensaio, procedendo-se à comparação dos resultados obtidos com valores conhecidos de outros estudos publicados. Seguidamente, correlacionam-se os parâmetros estudados.



5.1 Ensaios de carácter preparatório Como forma de controlar as argamassas produzidas, garantindo a consistência desejada, efectuaram-se ensaios de avaliação da consistência por espalhamento. Adicionalmente, procedeu-se à avaliação da massa volúmica aparente e estimativa do volume de vazios, sobre as argamassas no estado fresco.

Resultados dos ensaios No Quadro 5.1, apresentam-se os valores médios dos ensaios de consistência por espalhamento, massa volúmica aparente e estimativa do volume de vazios, bem como os respectivos desvios-padrão, realizados aquando da produção das argamassas. Os resultados individuais da avaliação da consistência por espalhamento e, da massa volúmica aparente e da estimativa do volume de vazios encontram-se no Anexo A.5, Quadro A.0.3 a Quadro A.0.5 e Quadro A.0.6, respectivamente.

Quadro 5.1 – Média dos valores obtidos para os vários dias das amassaduras (± desvio-padrão)

Dia Nº de

ensaios Consistência por espalhamento

[mm] MVA

[kg/m 3] Vv

[l/m 3] 1 5 163,1±0,9 1854±29 92±14,1 2 5 163,1±1,3 1840±24 99±11,6 3 5 163,3±1,7 1835±35 101±17,4 4 3 162,5±2,0 1877±59 81±28,8 5 2 162,5±1,8 1794±25 121±12,1 6 3 163,7±1,8 1834±65 102±31,6 7 3 164,3±2,5 1809±25 114±11,9

Média - 163,2±0,7 1835±27,6 100±19,6

Apreciação dos resultados Como se referiu anteriormente, a avaliação da consistência das argamassas por espalhamento, foi efectuada em duas fases. Numa fase inicial, para garantir um espalhamento de 165±5 mm de modo a determinar a relação água/ligante e, numa fase posterior, para controlo das argamassas para produção de provetes, garantindo a consistência desejada, por forma a não introduzir mais uma variável aquando da comparação de resultados.

Como se pode ver, obtiveram-se argamassas com uma consistência por espalhamento média de 163.2±0.7 mm e verifica-se que a variabilidade entre amassaduras é reduzida.

Relativamente à massa volúmica aparente e estimativa do volume de vazios, verifica-se uma grande variabilidade entre amassaduras. Esta variabilidade poderá estar relacionada com o procedimento de ensaio, pois pequenas alterações na forma como se efectua o ensaio, como por exemplo o modo como se faz a compactação da argamassa no recipiente, podem originar variações significativas nos valores obtidos. Contudo, como os valores dos ensaios de consistência por



espalhamento apresentam variabilidade muito reduzida, não se considerou que as diferenças registadas na massa volúmica aparente e no volume de vazios tivessem consequências mensuráveis.

No Anexo A.6, Quadro A.0.10, apresentam-se alguns valores de consistência por espalhamento e massa volúmica aparente retirados da bibliografia estudada.

Como se pode observar, o valor do espalhamento adoptado no presente trabalho é um valor comummente utilizado neste tipo de estudos. No que concerne à massa volúmica aparente, verifica-se que os resultados obtidos (valores entre 1794 e 1877 kg/m3), apesar de se apresentarem relativamente inferiores aos valores alcançados nos outros estudos (valores entre 1860 e 1970 kg/m3), não diferem muito destes.

5.2 Propriedades das argamassas no estado endurecid o

5.2.1 Resistências mecânicas das argamassas ensaiad as Resultados dos ensaios Os valores apresentados no Quadro 5.2 representam a média das resistências mecânicas, determinadas a partir do ensaio de 3 amostras, e os respectivos desvios-padrão, para os diferentes ambientes de cura. Os valores individuais da determinação das resistências mecânicas das argamassas podem visualizar-se no Anexo A.5, Quadro A.0.7.

Quadro 5.2 – Valores médios das tensões de rotura à tracção por flexão e à compressão e respectivos desvios-padrão para argamassas em diferentes ambientes de cura

Idade [dias]

CS CH CI CA

Tensão de rotura à tracção [MPa]

14 0,23±0,04 - 0,14±0,00 0,49±0,02

28 0,28±0,01 0,10±0,02 0,36±0,01 0,56±0,05

90 0,24±0,08 0,18±0,04 0,39±0,01 0,62±0,04

Tensão de rotura à

compressão [MPa]

14 0,37±0,08 - 0,33±0,02 1,20±0,05

28 0,56±0,01 0,10±0,04 0,64±0,00 1,34±0,01

90 0,93±0,03 0,20±0,04 0,94±0,06 1,76±0,02

Legenda: CS – cura seca; CH – cura húmida; CI – cura no interior do laboratório (ambiente não controlado); CA – cura acelerada

Como tensão de rotura à tracção, obteve-se 0.09±0.02 MPa, para as argamassas CS aos 7 dias de cura e 0.38±0.01 MPa, para as argamassas CI aos 120 dias. Para a tensão de rotura à compressão, obteve-se 0.31±0.01 MPa e 1.0±0.03 MPa, respectivamente, para as argamassas CS aos 7 dias de cura e CI aos 120 dias.

Como se referiu anteriormente, houve a necessidade de utilizar um equipamento diferente do utilizado no laboratório de construção do IST, devido a impossibilidade



de utilização do equipamento na data de realização dos ensaios. No entanto, não foi possível obter resultados das resistências aos 120 dias de idade, para os provetes CS e CH, pois o aparelho utilizado inicialmente possui um mostrador digital, ao passo que o novo equipamento, que se localiza no ISEL, se encontra munido de mostrador analógico, tornando de difícil leitura o valor das resistências mecânicas para este tipo de argamassas, não tendo sido possível repetir os ensaios em tempo útil.

Na Figura 5.1 e Figura 5.2 encontram-se representados os valores do quadro anterior.

Figura 5.1 – Valores médios da tensão de rotura à tracção por flexão (Rt) para os diferentes ambientes de cura

Figura 5.2 – Valores médios da tensão de rotura à compressão (Rc) para os diferentes ambientes de cura

Apreciação dos resultados As argamassas sujeitas a cura húmida (CH) são as que apresentam os valores mais baixos de resistência à tracção e à compressão (valores entre 0.10 MPa e 0.20MPa). Este aspecto deve-se, provavelmente, ao facto de estas argamassas

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Rt[M

Pa

]

Idade [Dias]

CS

CH

CI

CA

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Rc

[MP

a]

Idade [Dias]

CS

CH

CI

CA



estarem sujeitas a elevada humidade relativa (95±5%), impedindo que haja uma evolução significativa do processo de carbonatação, afectando a sua resistência.

Por outro lado, como seria de esperar, as argamassas sujeitas a cura acelerada (CA) são as que apresentam maiores resistências, pois o processo de carbonatação, e o consequente aumento de resistência mecânica, é acelerado pela constante injecção de CO2 na câmara de cura. Nestas argamassas, os incrementos na resistência à tracção são aproximadamente constantes dos 14 aos 90 dias (cerca de 12%), enquanto que na resistência à compressão o ganho de resistência é significativamente mais evidente dos 28 aos 90 dias (31%).

Note-se que o ambiente de cura acelerado apresenta temperatura e humidade relativa (20±5ºC e 60%, respectivamente) semelhante ao ambiente de cura seca (T= 20±5ºC e Hr=55±5%), diferindo apenas na concentração de CO2. No entanto, verifica-se que as resistências à tracção por flexão das argamassas CA são bastante superiores às das argamassas CS, sendo que aos 14 dias, as argamassas CA apresentam o dobro da resistência (0.49 MPa) das argamassas CS aos 90 dias (0.24 MPa). No caso das resistências à compressão, as argamassas CA, aos 14 dias, exibem cerca do dobro (1.20 MPa) da resistência à compressão das argamassas CS, aos 28 dias (0.56 MPa). No entanto essa tendência não é linear, verificando-se que aos 90 dias, as argamassas CS apresentam cerca de metade (0.93 MPa) da resistência à compressão das argamassas CA, à mesma idade (1.76 MPa).

No que concerne às argamassas CI, verifica-se que, aos 14 dias de cura, estas apresentam valores de resistência à tracção inferiores aos das argamassas CS, sendo que, a partir dos 28 dias, passam a evidenciar valores superiores a estas. O aumento nas resistências à tracção é mais evidente na primeira semana após a desmoldagem, ou seja, dos 7 aos 14 dias nas argamassas CS (150.8%) e dos 14 aos 28 dias nas argamassas CI (162.1%). Relativamente às resistências à compressão, constata-se que as argamassas CI apresentam valores semelhantes aos das argamassas CS, apesar das condições de cura em ambiente de laboratório (14ºC < T < 26ºC; 34% < Hr < 78%) variarem substancialmente em relação à cura seca (T=20±5ºC, Hr=55±5ºC). Nas argamassas CS, o incremento de resistência à compressão é mais significativo, dos 14 aos 28 dias de cura (51.4%) e dos 28 aos 90 dias (63.8%). No que diz respeito às argamassas CI, estas apresentam um incremento de 91.8%, dos 14 aos 28 dias de cura e de 47.2%, dos 28 aos 90 dias, sendo o incremento dos 90 aos 120 dias bastante menos significativo (6.7%).

De referir, que se detecta um decréscimo de resistência à tracção nas argamassas CS dos 28 para os 90 dias, de 13.2%, e nas argamassas CI dos 90 para os 120 dias de cura, de 3.6%. No entanto, não se considera que tal seja relevante pois as diferenças observadas devem-se à variabilidade do ensaio.



Comparando os resultados obtidos com resultados de outros estudos efectuados com argamassas de cal aérea hidratada (Anexo A.6, Quadro A.0.11), verifica-se que:

• Nas argamassas CS, obtiveram se valores muito próximos para os 14 e 28 dias de idade, no ensaio de resistência à tracção por flexão, sendo os valores, aos 90 dias, cerca de 25% inferiores aos de referência; no ensaio de resistência à compressão os resultados obtidos aproximam-se da média dos valores de referência;

• Para as argamassas CH obtiveram-se resultados bastante inferiores, tanto para a tracção (cerca de 50%) como para a compressão (cerca de 80%);

• Relativamente às argamassas CI, para o ensaio de tracção, os valores obtidos foram, no geral, superiores, tendo-se obtido resultados bastante próximos em alguns casos; na compressão, a mesma tendência é evidente;

• No que diz respeito às argamassas CA, os valores obtidos apresentam-se bastante mais elevados em ambos os ensaios (entre 100 e 150%, no ensaio de tracção, sendo que, com o decorrer do tempo as diferenças tornam-se menores; entre 100 e 200%, no ensaio de compressão, sendo as diferenças mais evidentes aos 14 dias de cura).

Note-se que os resultados dos estudos efectuados por outros autores não são totalmente comparáveis com os do presente trabalho, pois diferem no traço, no tipo de agregados, na relação água/ligante (a/I), ou no tipo de cura. No entanto, pela análise efectuada, é possível verificar que é o tipo de cura que mais influência tem na diferença de resultados que se observou, pois as argamassas sujeitas a ambientes de cura mais agressivos (CA e CH) são as que exibem resultados bastante divergentes dos obtidos para argamassas sujeitas a ambientes de cura seca (ambiente de cura frequentemente utilizado neste tipo de estudos).

No Quadro 5.3, apresentam-se alguns requisitos mínimos de argamassas de revestimento para edifícios antigos.

Quadro 5.3 – Requisitos estabelecidos para as características mecânicas das argamassas de substituição (adaptado de: Veiga, 2005)

Argamassa Características mecânicas aos 90 dias [MPa]

Rt Rc E Reboco exterior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000 - 5000 Reboco interior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000 - 5000

Legenda: Rt – resistência à tracção por flexão; Rc – resistência à compressão; E – módulo de elasticidade

De acordo com estes valores, com excepção das argamassas CH, que revelaram valores muito baixos das resistências mecânicas, todas as argamassas apresentam valores dentro dos limites estabelecidos, adequando-se, em termos de resistências mecânicas, à sua aplicação como revestimento de paredes de edifícios antigos.



5.2.2 Profundidade de carbonatação Resultados dos ensaios No Quadro 5.4, pode visualizar-se a média dos valores obtidos para a profundidade de carbonatação, para cada idade ensaiada e respectivos desvios-padrão. No Anexo A.5, Quadro A.0.8, encontram-se os valores individuais da determinação da profundidade de carbonatação, para cada idade e ambiente de cura. Na Figura 5.3, apresentam-se as médias dos valores obtidos.

Quadro 5.4 – Valores médios da profundidade de carbonatação

Idade [dias]

Profundidade de Carbonatação [mm] CS CH CI CA

14 1,5±1,1 - 0,2±0,3 14,8±1,2 28 5,6±0,8 0,3±0,3 3,9±1,1 20,0±0,0 90 12,6±1,1 1,1±1,0 13,5±1,2 20,0±0,0 120 20,0±0,0 0,0±0,0 20,0±0,0 -

Figura 5.3 – Valores médios da profundidade de carbonatação para os diferentes ambientes de cura

Apreciação dos resultados A utilização de uma solução de fenolftaleína em provetes submetidos a cura húmida não identificou a presença significativa de espessura carbonatada, dado que a elevada humidade relativa (95±5%) a que estas argamassas foram submetidas atrasa o avanço da carbonatação (Figura 5.4).

Figura 5.4 – Evolução da carbonatação das argamassas CH, aos 28 e 90 dias de cura, respectivamente

Nos ambientes com humidades relativas mais baixas e/ou com injecção permanente de 5% de CO2, a frente de carbonatação progride mais rapidamente, sendo que, aos

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Pro

f. d

e C

arb

on

ata

ção

[m

m]

Idade [Dias]

CS

CH

CI

CA



120 dias de idade, os provetes CS, CI e CA apresentam-se completamente carbonatados, ao passo que os provetes CH, que apesar de apresentarem alguma profundidade de carbonatação aos 28 e 90 dias (0.3 e 1.1 mm, respectivamente), não apresentam quaisquer sinais de carbonatação aos 120 dias.

Os provetes CS (Figura 5.5) e CI (Figura 5.6) apresentam frentes de carbonatação semelhantes, apesar das diferenças evidentes entre estes ambientes de cura.

Figura 5.5 – Evolução da carbonatação das argamassas CS, aos 7, 14, 28, 90 e 120 dias, respectivamente

Figura 5.6 – Evolução da carbonatação das argamassas CI, aos 14, 28 e 90 dias de cura, respectivamente

Por sua vez, os provetes CA (Figura 5.7) apresentam frentes de carbonatação muito superiores aos restantes provetes, mostrando-se completamente carbonatados aos 28 dias de idade, facto este que só acontece aos 120 dias de idade para os provetes CS e CI.

Figura 5.7 – Profundidade de carbonatação das argamassas CA aos 90 dias de cura

Contudo, o fenómeno de carbonatação é um processo que se desenvolve muito lentamente. Assim, apesar de aos 120 dias, o indicador de fenolftaleína (sensível a alterações de pH) revelar que os provetes CS, CI e CA se encontram completamente carbonatados, na realidade tal não é expectável que tenha ocorrido.

Note-se que o indicador de fenolftaleína muda de cor para valores de pH entre 8.3 e 10. Por sua vez, o hidróxido de cálcio possui um pH de 12.4, que reduz para 7 quando transformado em carbonato de cálcio, por reacção com o CO2. Assim, quando as argamassas de cal atingem um pH inferior a 8 o indicador mostra-se



incolor, indicando que a argamassa está carbonatada, muito embora as reacções de carbonatação possam continuar a ocorrer.

A evolução da carbonatação é validada pelo aumento das resistências mecânicas com a idade, visto que evidenciam uma forte relação com a carbonatação, e é de prever que essas reacções continuem, muito embora o indicador deixe de ter sensibilidade para a sua detecção. Deste modo, quando a carbonatação estiver totalmente finalizada, é de esperar que as resistências mecânicas atinjam valores aproximadamente constantes (Agostinho, 2008).

No Anexo A.6, Quadro A.0.12, apresentam-se alguns valores de profundidade de carbonatação em provetes de argamassa de cal aérea, determinados através de indicador de fenolftaleína, obtidos em trabalhos anteriores. Procedendo à comparação dos resultados do presente trabalho, com os resultados do quadro anterior, conclui-se que:

• As argamassas CS, CH e CI apresentam valores inferiores aos de referência. Nas argamassas CS, verificam-se diferenças de cerca de 40% aos 14 dias, 15% aos 28 dias e 28% aos 90 dias. Relativamente às argamassas CI, verifica-se uma maior discrepância aos 14 e 28 dias (diferenças de 90% e 40%, respectivamente), sendo que aos 90 dias a diferença é de aproximadamente 20%. No que concerne as argamassas CH, verifica-se uma diferença bastante acentuada, pois a exposição destas argamassas a cura húmida não permitiu que estas carbonatassem convenientemente;

• Nas argamassas CA, às idades de 14 e 28 dias, os resultados são muito superiores aos obtidos nos estudos anteriores (cerca de 500%, aos 14 dias e 200%, aos 28 dias), aproximando-se daqueles apenas aos 90 dias.

Mais uma vez, salienta-se que os resultados destes estudos não são totalmente comparáveis com os do presente trabalho, pelas razões enunciadas anteriormente. No entanto, pela análise efectuada, é possível verificar que é o tipo de cura que mais influência tem na diferença de resultados que se observou, pois as profundidades de carbonatação obtidas para as argamassas CS não se afastam substancialmente dos valores de referência, ao passo que as argamassas sujeitas a cura húmida apresentam valores bastante baixos (cerca de 95%). Relativamente às argamassas CA, verifica-se que estas exibem profundidades de carbonatação bastante superiores, sendo que aos 14 dias já apresentam valores (14.8 mm) que apenas foram atingidos aos 90 dias para as argamassas CS (12.6 mm) e CI (13.5 mm).

Comparação entre as resistências mecânicas e a prof undidade de carbonatação Como se pode observar na Figura 5.8 e na Figura 5.9, à medida que a frente de carbonatação aumenta, também aumentam as resistências mecânicas das argamassas. Semelhante tendência se verifica nos estudos de Agostinho (2008), Fernandes (2009) e Pavão (2010).



Contudo, apenas as argamassas CS e CI apresentam uma boa correlação entre a profundidade de carbonatação e a tensão de rotura à compressão (R2 acima de 0.9)

Figura 5.8 – Comparação entre a tensão de rotura à tracção e a profundidade de carbonatação

Figura 5.9 – Comparação entre e tensão de rotura à compressão e a profundidade de carbonatação

5.2.3 Estrutura porosa das argamassas Resultados dos ensaios Apresentam-se no Quadro 5.5, os valores médios obtidos para a massa volúmica aparente e porosidade aberta das argamassas, com os respectivos desvios-padrão. Para a massa volúmica aparente das argamassas CS aos 7 dias de cura obteve-se o valor de 1837±4.8 kg/m3 e para a porosidade aberta obteve-se 25±0.8%. Os registos individuais destes ensaios encontram-se no Anexo A.5, Quadro A.0.9. Para uma melhor compreensão dos resultados apresentados, pode visualizar-se a Figura 5.10 e a Figura 5.11.

R² = 0,34

R² = 0,54

R² = 0,79

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0 5 10 15 20 25

Rt [M

Pa

]

Prof. Carbonatação [mm]

CS

CH

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CH)

Linear (CI)

Linear (CA)

R² = 1,00

R² = 0,90

R² = 0,49

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

0 5 10 15 20 25

Rc

[MP

a]


CS

CH

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CH)

Linear (CI)

Linear (CA)



Quadro 5.5 – Valores médios da massa volúmica aparente e porosidade aberta

Idade [Dias]

Massa Volúmica Aparente [kg/m 3] Porosidade Aberta [%] CS CH CI CA CS CH CI CA

14 1802±4,7 - 1791±4,3 1835±4,4 29,2±0,3 - 29,7±0,3 28,5±0,2 28 1808±5,1 1987±20,4 1803±7,4 1834±4,3 29,5±0,3 9,7±2,2 29,8±0,3 29,0±0,3 90 1826±1,1 2050±6,8 1810±7,1 1845±4,4 28,7±0,1 3,9±1,1 29,5±0,2 28,4±0,2

120 1835±7,2 2043±12,1 1818±4,1 - 28,7±0,4 5,1±0,7 29,3±0,1 -

Figura 5.10 – Valores médios da massa volúmica aparente (MVA) para os diferentes ambientes de cura

Figura 5.11 – Valores médios da porosidade aberta (Pab) para os diferentes ambientes de cura

Apreciação dos resultados Os valores obtidos nos ensaios de massa volúmica aparente e de porosidade aberta, para as argamassas CS, aos 7 dias de cura e CH (no geral), não fazem sentido, pelo que se considera que deve ter havido algum problema aquando da realização destes ensaios nas argamassas em questão. Pensa-se que os valores obtidos para as argamassas CH se devem a alguma água adsorvida nas partículas que não foi eliminada durante o processo de secagem (embora se tenha atingido massa constante), pelo que se considera que o processo não tem energia suficiente para eliminar toda a água adsorvida à fina superfície das partículas. Para além disso, também ocorre perda de algum material durante a realização do ensaio,

R² = 0,21

R² = 0,89

R² = 0,92

1780

1790

1800

1810

1820

1830

1840

1850

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

MV

A [

kg

/m3]

Idade [Dias]

CS

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CI)

Linear (CA)

R² = 0,12

R² = 0,94

R² = 0,20

24

25

26

27

28

29

30

31

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Pa

b[%

]

Idade [Dias]

CS

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CI)

Linear (CA)



podendo influenciar os resultados obtidos. Note-se que, as argamassas CS, aos 7 dias e as argamassas CH, no geral, apresentavam resistências reduzidas – 0.09 MPa à tracção e 0.31 MPa à compressão, para as argamassas CS e as argamassas CH apresentavam resistências máximas de 0.18 MPa à tracção e 0.20 MPa à compressão – pelo que existe uma maior susceptibilidade de perda de material em contacto com a água.

Exceptuando os resultados anómalos, os resultados da massa volúmica aparente alcançados no presente trabalho vão de encontro ao obtido num estudo efectuado por Veiga et al. (2004), que obtiveram valores entre os 1780 kg/m3 e os 1900 kg/m3, pelo que, se obtiveram valores dentro do que seria de esperar em argamassas de cal aérea. Verifica-se que as argamassas CS e CI apresentam valores muito próximos, sendo que nas argamassas CI se obtiveram valores ligeiramente inferiores relativamente às argamassas CS (valores entre 1800 – 1835 kg/m3 e 1800 – 1818 kg/m3, respectivamente para as argamassas CS e CI). No que concerne as argamassas CA, os valores obtidos são um pouco superiores ao das argamassas referidas anteriormente, sendo que aos 14 dias as argamassas CA evidenciam o mesmo valor de massa volúmica aparente (1835 kg/m3) que as argamassas CS, aos 120 dias de cura. Relativamente às argamassas CH, verifica-se que estas apresentam valores bastante superiores às restantes (valores entre os 2000 e os 2050 kg/m3).

Relativamente à porosidade aberta, exceptuando as argamassas a que se obtiveram valores anómalos (CS aos 7 dias de cura e CH), nas restantes argamassas obteve-se uma porosidade aberta de aproximadamente 29%, sendo que as diferenças visíveis nos resultados se devem apenas à variabilidade do ensaio, concluindo-se que este ensaio não tem sensibilidade para distinguir uma variação significativa na porosidade, pois os ensaios foram efectuados com intervalos de tempo muito curtos. Num estudo efectuado por Veiga et al. (2004), obtiveram-se porosidades entre 29 e 30%, pelo que, as argamassas CS, CI e CA apresentam valores dentro do espectável.

De notar que, apenas as argamassas CI apresentam uma boa correlação entre a porosidade aberta e o tempo de cura (R2=0.94), sendo aceitável a correlação apresentada pelas argamassas CH (R2=0.76).

Procedendo à comparação dos resultados do presente trabalho, com resultados de outros estudos publicados (Anexo A.6, Quadro A.0.13), conclui-se que:

• No que concerne à massa volúmica aparente, as argamassas CH apresentam valores superiores; as argamassas CA são a que mais se aproximam dos valores obtidos nos estudos anteriores, sendo as argamassas CS e CI as que apresentam maior disparidade em relação a esses valores.

• Relativamente à porosidade aberta, às idades de 14 e 28 dias as argamassas CS, CI e CA apresentam valores dentro da gama de valores conhecida para argamassas de cal aérea (cerca de 29%); as argamassas CH apresentam



valores bastante inferiores aos de referência (valores de porosidade inferiores a 10%).

Pela análise efectuada, é possível verificar que apenas a cura húmida faz com que haja uma discrepância bastante evidente nos resultados (cerca de 60% aos 28 dias e cerca de 90% aos 90 dias).

Comparação entre as resistências mecânicas e a mass a volúmica aparente Ao se compararem as massas volúmicas aparentes com as resistências mecânicas (Figura 5.12 e Figura 5.13), verifica-se que à medida que aumentam as massas volúmicas aparentes também se verifica um incremento das resistências mecânicas (com excepção das argamassas CS, aos 7 dias de cura, e das argamassas CH). Tal tendência está de acordo com o que seria de esperar, pois quanto maior o valor da massa volúmica aparente mais compactas serão as argamassas e, consequentemente, mais resistentes.

Figura 5.12 – Comparação entre a tensão de rotura à

tracção (Rt) e a massa volúmica aparente (MVA)

Figura 5.13 – Comparação entre a tensão de rotura à compressão (Rc) e a massa volúmica aparente (MVA)

Comparação entre as resistências mecânicas e a poro sidade aberta Procedendo à comparação entre as resistências mecânicas e a porosidade aberta, Figura 5.14 e Figura 5.15, verifica-se que as porosidades se mantêm constantes ao passo que as resistências aumentam (com excepção das argamassas CH, onde se verifica uma maior variação da porosidade aberta).

Figura 5.14 – Comparação entre a tensão de rotura à

tracção (Rt) e a porosidade aberta

Figura 5.15 – Comparação entre a tensão de rotura

à compressão (Rc) e a porosidade aberta

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1780 1800 1820 1840 1860

Rt[M

Pa

]

MVA [kg/m3]

CS

CI

CA0,0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

1,8

2,1

1780 1800 1820 1840 1860

Rc

[MP

a]

MVA [kg/m3]

CS

CI

CA

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

24 26 28 30 32

Rt[M

Pa

]

Porosidade aberta [%]

CS

CI

CA

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

24 26 28 30 32

Rc

[MP

a]

Porosidade aberta [%]

CS

CI

CA



De facto, seria de esperar que as argamassas se tornassem menos porosas com o desenvolvimento da carbonatação. Segundo Botas (2009), argamassas mais porosas apresentam-se mais brandas, enquanto que as menos porosas serão mais compactas apresentando valores superiores de resistência mecânica.

Comparação entre a massa volúmica aparente e a prof undidade de carbonatação Procedendo à comparação entre a massa volúmica aparente e a profundidade de carbonatação (Figura 5.16), verifica-se que a massa volúmica aparente tem tendência a aumentar à medida que aumenta a profundidade de carbonatação. No entanto, essa tendência não é linear, sendo que, apenas a argamassa CI apresenta uma boa correlação entre ambas as características (R2=0.92).

Figura 5.16 – Comparação entre a massa volúmica aparente (MVA) e a profundidade de carbonatação

Comparação entre a porosidade aberta e a profundida de de carbonatação Através da análise da Figura 5.17, verifica-se que a única argamassa que apresenta uma boa correlação entre a porosidade aberta e a profundidade de carbonatação é a argamassa CI (R2=0.91), sendo que, se verifica um ligeiro decréscimo na porosidade aberta com o aumento da carbonatação. Nas restantes argamassas, não existe correlação.

Figura 5.17 – Comparação entre a porosidade aberta (Pab) e a profundidade de carbonatação

R² = 0,18

R² = 0,92

R² = 0,15

1780

1790

1800

1810

1820

1830

1840

1850

0 5 10 15 20 25

MV

A [

kg

/m3]


CS

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CI)

Linear (CA)

R² = 0,15

R² = 0,91

R² = 0,16

24

25

26

27

28

29

30

31

0 5 10 15 20 25

Pa

b[%

]


CS

CI

CA

Linear (CS)

Linear (CI)

Linear (CA)



Cizer et al. (2008) referem que o grau de carbonatação aumenta com o incremento da porosidade aberta, no sentido em que esta facilita o acesso do dióxido de carbono às zonas onde o hidróxido de cálcio se encontra por carbonatar. Contudo, há que ter em conta que a carbonatação origina uma diminuição de volume dos poros, devido à formação de cristais de carbonato de cálcio no interior destes. Assim, conclui-se que existe um efeito de compensação entre o processo de carbonatação e a porosidade aberta.

5.2.4 Observação interna das argamassas Para observação com lupa binocular usaram-se amostras de argamassa com dimensões aproximadas de 4x4x2 cm3, tendo-se obtido imagens da sua superfície de corte, com ampliações de 10x, 20x e 30x, para os 28, 90 e 120 dias de cura (Figura 5.18 a Figura 5.21).

Figura 5.18 – Argamassas CH, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x

Pela visualização das amostras de argamassa, através da lupa binocular, foi possível identificar os seus diferentes constituintes, como os agregados (areias), o ligante e alguns poros, sendo evidente o envolvimento das partículas de areia pela cal aérea. As características enunciadas, apresentam-se naturalmente mais visíveis nas imagens com ampliações de 30x.



Figura 5.19 – Argamassas CA, com idades de cura de 28 e 90 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x

Figura 5.20 – Argamassas CS, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x



Figura 5.21 – Argamassas CI, com idades de cura de 28, 90 e 120 dias e ampliações de 10x, 20x e 30x

Observando as imagens da argamassa CH (Figura 5.22), verifica-se que ocorre lavagem do ligante, pois com o decorrer do tempo os agregados tornam-se mais evidentes.

Figura 5.22 – Pormenor das argamassas CH, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x

As argamassas CA (Figura 5.23) evidenciam conjuntos de cristais de carbonato de cálcio mais homogéneos e, aparentemente, individualmente de menor desenvolvimento, devido ao rápido processo como se desenvolveu a carbonatação (em ambiente com injecção de CO2). Assim, verifica-se que, durante o período de tempo observado, as argamassas apresentam maior coesão.



Figura 5.23 – Pormenor das argamassas CA, às idades de cura de 28 e 90 dias, com ampliação de 30x

Nas argamassas CS (Figura 5.24) observa-se uma maior homogeneidade do ligante com o decorrer do tempo, sendo evidente a exposição do agregado. Verifica-se que a cura em ambiente seco conduz a uma menor coesão da argamassa, à medida que a água nela presente vai evaporando, pois o CO2 absorvido tem menos quantidade de água disponível para reagir.

Figura 5.24 – Pormenor das argamassas CS, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x

Como se pode ver na Figura 5.25, o ligante das argamassas CI apresenta um aspecto mais homogéneo, concluindo-se que a variação de humidade associada ao ambiente de cura no interior do laboratório beneficiou a coesão do ligante.

Figura 5.25 – Pormenor das argamassas CI, às idades de cura de 28, 90 e 120 dias, com ampliação de 30x

5.2.5 Alterações mineralógicas das argamassas Resultados dos ensaios A difracção de raios X (DRX) permite obter informação qualitativa relativamente aos compostos cristalinos presentes nas amostras, com base em espectros conhecidos. A análise das amostras é efectuada com base em software informático específico para o efeito, de onde se obtêm difractogramas com os picos de intensidade de cada mineral e os respectivos relatórios de análise.



Na Figura 5.26, apresentam-se, como exemplo, os difractogramas obtidos na análise da amostra integral das argamassas CS. No Anexo A.7, podem visualizar-se alguns relatórios obtidos da DRX, para a análise dos finos e da amostra integral.

Figura 5.26 – Difractogramas da argamassa CS (amostra integral), para as várias idades em estudo

Legenda: P – portlandite; Q – quartzo; Fk – feldspato; C – calcite

Pela observação dos difractogramas, é visível uma redução de intensidade dos picos da portlandite ao longo do tempo, sendo quase imperceptível aos 120 dias de idade, ao passo que os picos de intensidade da calcite tendem a aumentar.

Os picos de intensidade são um indicador da concentração de cada mineral na amostra. No entanto, não é possível obter indicadores absolutos, pois cada mineral responde de forma diferente à DRX, pelo que, o facto de se obter maior percentagem de um mineral não significa que a amostra tenha mais quantidade desse mineral, significa apenas que esse mineral apresenta reflexões mais intensas



que os restantes, quando submetido à difracção de raios X. Assim, a análise é feita em termos relativos.

Dos relatórios podem-se retirar os valores dos picos de intensidade dos minerais constituintes das amostras analisadas. Com base nos espectros conhecidos, sabe-se quais as reflexões (posições de 2θ e respectivas intensidades) correspondentes aos diversos minerais presentes na amostra. Para efeitos de quantificação seleccionaram-se as reflexões mais intensas (I100) de cada mineral, sendo posteriormente comparadas entre si. No Quadro 5.6, mostra-se um exemplo de uma lista de picos de intensidade com os minerais relevantes para o presente estudo. No Anexo A.7, Quadro A.0.14, encontram-se os valores dos picos de intensidade, dos minerais relevantes para o presente estudo, obtidos na análise (integral e dos finos) das argamassas, para todas as idades e ambientes de cura.

Quadro 5.6 – Excerto de uma lista de picos de intensidade, com os minerais relevantes para o presente estudo

Pos. [2 θ] Height [cts] FWHM [2θ] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] Port18.0641 56.21 0.1260 4.90678 2.23 Q20.8655 328.20 0.1260 4.25389 13.03 Q26.6511 2518.00 0.1260 3.34210 100.00

Fto27.4786 199.67 0.1260 3.24330 7.93 Calc29.4063 106.83 0.1574 3.03493 4.24 Port34.0909 92.47 0.2204 2.62784 3.67 Calc39.4363 201.42 0.1574 2.28309 8.00

Legenda: Port – portlandite; Q – quartzo; Fto – feldspatos; Calc – calcite; Pos. – posição do mineral no difractograma; cts – contagens por segundo; FWHM – factor de estrutura; d-spacing – distância entre os vários planos atómicos definidos na estrutura do mineral; Rel. Int. – relação de intensidades.

No Quadro 5.7, apresentam-se os valores dos picos de intensidade da calcite e da portlandite, bem como a relação entre estas intensidades, para a amostra integral e para a parte fina da amostra das argamassas analisadas. A relação Ical/Iport serve de indicador da evolução da carbonatação das argamassas ao longo do tempo, e tem tendência a apresentar valores crescentes até atingir um valor constante, quando se verifica que a argamassa está totalmente carbonatada.

É de notar que as amostras não são exactamente as mesmas a serem medidas, embora correspondam às mesmas condições de cura, daí que possa haver variabilidade nos resultados dos ensaios.

De forma a ser possível determinar a evolução da carbonatação nas amostras analisadas, procedeu-se à elaboração de uma curva de calibração que se obteve pela mistura de portlandite (cal apagada) com calcite – método descrito em 4.5.2.2.5. Através da curva de calibração e dos indicadores Ical/Iport, foi possível obter valores aproximados da percentagem de carbonatação presente em cada amostra analisada, ou seja, a percentagem de calcite indica a percentagem de cal que já se encontra carbonatada.



Quadro 5.7 – Índices de intensidade das riscas para amostra integral e parte fina da amostra

Arg. Idade [dias]

Amostra Integral Parte fina da amostra ICalcite IPortlandite ICalc/IPort Variação ICalcite IPortlandite ICalc/IPort Variação

CS

7 4,00 3,16 1,27 0,85 100,00 95,00 1,05 0,33 14 7,15 3,06 2,34 0,02 100,00 71,40 1,40 0,33 28 4,31 1,81 2,38 1,61 100,00 53,55 1,87 3,84 90 6,08 0,98 6,20 0,34 100,00 11,06 9,04 -0,34 120 2,49 0,30 8,30 - 100,00 16,74 5,97 -

CH 28 9,28 5,64 1,65 0,04 100,00 84,64 1,18 0,43 90 5,67 3,30 1,72 0,06 100,00 59,35 1,68 -0,10 120 9,39 5,17 1,82 - 100,00 66,20 1,51 -

CI

14 6,51 4,51 1,44 1,48 100,00 83,43 1,20 0,29 28 7,10 1,98 3,59 0,34 100,00 64,87 1,54 1,65 90 6,80 1,42 4,79 0,40 47,94 11,74 4,08 -0,07 120 8,11 1,21 6,70 - 100,00 26,22 3,81 -

CA 14 14,61 1,27 11,50 0,30 100,00 10,89 9,18 -0,08 28 10,90 0,73 14,93 3,99 100,00 11,84 8,45 10,79 90 14,91 0,20 74,55 - 90,64 0,91 99,60 -

Na Figura 5.27, mostra-se a curva de calibração, assim como os valores obtidos na análise da amostra integral, para as diversas argamassas ao longo do tempo. Na Figura 5.28, podem visualizar-se os valores obtidos para a parte fina da amostra.

Figura 5.27 – Valores da amostra integral na curva de calibração

Note-se que a análise da amostra integral se aproxima mais da realidade, pois ao analisar-se apenas a parte fina da amostra (onde se concentra o ligante – portlandite e calcite), embora se obtenham picos mais intensos do material fino, sendo mais fácil a sua análise, os valores obtidos não correspondem, na sua totalidade, à realidade. Isto deve-se ao facto de que, durante o processo de peneiração da amostra, não se consegue garantir que não haja perda de material fino, uma vez que é possível que este se encontre ligado ao agregado, que vai ser desprezado na análise dos finos.

ICal/IPort = 47,469e-0,039(%Portlandite)

R² = 0,96690

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

I Ca

l/I P

ort


Amostra Integral


CS

CH

CI

CA


calibração)



Figura 5.28 – Valores da parte fina da amostra na curva de calibração

Os valores do Quadro 5.8, para a amostra integral e para a parte fina da amostra, foram obtidos com base na equação da linha de tendência exponencial da curva de calibração, daí que se trate de valores aproximados. Note-se que, a partir de certo ponto, a linha de tendência deixa de se adaptar convenientemente à curva de calibração, pelo que, nalguns casos (argamassas CA, aos 90 dias, tanto na análise integral como na parte fina da amostra) se obtêm percentagens de carbonatação superiores a 100%. Uma vez que tal não é plausível, apresentam-se esses valores como sendo superiores a 90%, pois não é possível afirmar com certeza que estas argamassas se encontram totalmente carbonatadas.

Quadro 5.8 – Percentagem carbonatada das amostras (% calcite), para as várias idades e ambientes de cura estudadas (valores estimados a partir da curva de calibração)

Idade [Dias]

Amostra Integral [% calcite]

Parte fina da amostra [% calcite]

CS CH CI CA CS CH CI CA 7 7,1 - - - 2,3 - - -

14 22,8 - 10,4 63,7 9,7 - 5,7 57,9 28 23,3 13,8 33,8 70,3 17,0 5,3 12,1 55,7 90 47,8 14,9 41,2 > 90 57,5 14,4 37,1 > 90 120 55,3 16,3 49,8 - 46,9 11,6 35,3 -

Apreciação dos resultados No que concerne aos valores estimados para a percentagem de carbonatação das argamassas, a análise da amostra integral, por DRX, mostra que as argamassas CS e CI apresentam percentagens de carbonatação relativamente semelhantes, sendo que, aos 120 dias de cura, revelam cerca de 50% de percentagem carbonatada. No que concerne as argamassas CA, verifica-se que estas são as que apresentam os valores mais elevados, mostrando valores de carbonatação superiores a 90% aos 120 dias de cura. As argamassas CH não apresentam uma evolução significativa da

ICal/IPort = 47,469e-0,039(%portlandite)

R² = 0,9669

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

I Ca

l/I P

ort


Parte fina da amostra


CS

CH

CI

CA


calibração)



carbonatação, tendo-se alcançado uma percentagem carbonatada aproximadamente constante, desde os 28 dias até aos 120 dias, de cerca de 15%.

Na análise da parte fina da amostra obtêm-se percentagens carbonatadas bastante inferiores às obtidas na análise integral das amostras. Neste caso, as argamassas CS e CI apresentam valores mais díspares entre si. As argamassas CA evidenciam uma tendência semelhante à obtida na análise integral. Relativamente às argamassas CH, confirma-se que o processo de carbonatação se encontra pouco desenvolvido, no entanto, os valores obtidos para os 28 dias de cura representam cerca de metade da carbonatação apresentada aos 90 e 120 dias de cura, contrariamente ao que se obteve na análise integral, em que os valores se apresentam praticamente constantes ao longo do tempo.

Comparação entre a DRX e a profundidade de carbonat ação Os valores de percentagem do volume carbonatado apresentados (Quadro 5.9), foram obtidos através dos valores medidos na superfície de corte do provete (40x40 mm2), no ensaio de determinação da profundidade de carbonatação através de indicador de fenolftaleína. Considerou-se que as profundidades de carbonatação medidas na superfície de corte são constantes ao longo do provete, tendo-se estimado a percentagem de carbonatação num cubo de argamassa com 40 mm de lado.

Quadro 5.9 – Estimativa do volume carbonatado com base nos resultados do indicador de fenolftaleína

Idade [Dias]

Volume carbonatado [%] CS CH CI CA

7 0,0 - - - 14 14,6 - 1,7 93,2 28 48,3 2,5 35,1 100,0 90 86,4 10,5 89,6 100,0 120 100,0 0,0 100,0 -

Na Figura 5.29, mostram-se os resultados obtidos por DRX e por indicador de fenolftaleína. Enquanto, pela utilização da fenolftaleína, se obtém que as argamassas CS e CI (aos 120 dias de cura) e CA (aos 28 dias), estão completamente carbonatadas, tal não acontece quando analisadas através da DRX, que mostra que apenas a argamassa CA apresenta valores superiores a 90%, aos 90 dias de cura em câmara de CO2. Note-se que, aos 7 dias, o indicador de fenolftaleína não detecta alterações de pH que indiquem a presença de cal carbonatada nas argamassas CS, enquanto a DRX detecta a presença de calcite nas amostras.

Relativamente às argamassas CH, a análise dos finos revela mesma tendência verificada por indicador de fenolftaleína, em que as argamassas apresentam um incremento na percentagem de carbonatação, dos 28 aos 90 dias de cura, seguido de um decréscimo até aos 120 dias.



Figura 5.29 – Comparação entre a DRX e o indicador de fenolftaleína, para todos os ambientes de cura e idades

em estudo

Legenda: CS – cura seca; CH – cura húmida; CI – cura no interior do laboratório (ambiente não controlado); CA – cura acelerada; i – amostra integral; f – parte fina da amostra; pc – profundidade de carbonatação por indicador de fenolftaleína

Nas argamassas CH e até aos 14 dias de cura das argamassas CS e CI, verifica-se que por DRX, se obtêm valores superiores quando comparados com o indicador de fenolftaleína. O mesmo não acontece com as argamassas CA e com as argamassas CS e CI para idades de cura a partir dos 28 dias, em que o indicador de fenolftaleína identifica uma maior percentagem de cal carbonatada.

Como se referiu anteriormente, a análise da amostra integral aproxima-se mais da realidade, pois a probabilidade de haver perda de material fino na preparação das amostras é praticamente nula.

5.2.6 Outros resultados

5.2.6.1 Confirmação do traço por difracção de raios X Relativamente ao ensaio experimental, que visava a confirmação do traço das argamassas por análise da amostra integral, procurou-se determinar um índice que relacionasse os picos de intensidade da calcite e da portlandite com os picos de intensidade do quartzo e do feldspato, ou seja, a relação entre o ligante e o agregado, de modo a que se obtivesse um valor constante.

No entanto, como o método de cálculo se baseou apenas na intensidade dos picos, e não no perfil de reflexão de cada mineral, não se conseguiu alcançar tal objectivo, concluindo-se que o método utilizado não foi eficaz para confirmação do traço. Contudo, não se pode garantir que efectuando os cálculos com base nos perfis de reflexão se obtivesse a relação pretendida.

0

20

40

60

80

100

120

7 14 28 90 120

% c

arb

on

ata

da

Idade [dias]

Percentagem carbonatadaCSi

CSf

CSpc

CHi

CHf

CHpc

CIi

CIf

CIpc

CAi

CAf

CApc



5.2.6.2 Microtomografia de raios X A análise das radiografias (Figura 5.30) ou das fatias reconstruídas dos provetes de argamassa, nomeadamente em cores falsas (Figura 5.31), permitiu distinguir três constituintes principais: partículas, macroporos (a preto) e uma fase intermédia (não resolúvel) (a roxo). Dentro dos componentes das partículas do agregado é possível distinguir os feldspatos (a verde), do quartzo (a amarelo) e dos minérios opacos frequentemente associados (fases muito brilhantes).

Figura 5.30 – Exemplo de uma radiografia de uma amostra da argamassa CS aos 120 dias de idade

Figura 5.31 – Análise de uma fatia reconstruída em cores falsas: Amarelo ou verde – agregados; Roxo – ligante +

microporos; Preto – macroporos; Branco – minérios opacos (ex: óxidos de ferro)

Em conjugação com observações à lupa binocular, concluiu-se que a fase intermédia é constituída pelo ligante, onde se incluem poros de dimensão mais reduzida (não discrimináveis com a resolução utilizada: 24 µm).

Às partículas deu-se a designação de “agregado” (Figura 5.32), enquanto a fase intermédia (que engloba o ligante e os microporos) foi denominada por “ligante” (Figura 5.33).

Figura 5.32 – “Agregado” – imagens obtidas por microtomografia de raios X

Figura 5.33 – “Ligante” (ligante + microporos) – imagens obtidas por microtomografia de raios X



Como a micro-CT é uma técnica ainda recente e muito morosa, analisaram-se quantitativamente os “agregados”, o “ligante” e os “macroporos”, apenas na série de argamassas CS (CS7, CS28, CS90 e CS120), por forma a se obterem resultados em tempo útil para realização do presente trabalho.

Para a estimativa destas fases foi necessário definir intervalos de valores, numa escala de cinzentos (Figura 5.34), para cada uma das fases. Assim, por optimização visual, ou seja, alterando a escala até se visualizarem contornos coerentes, decidiu-se que dos 0 aos 40 se tratava de “macroporos”, o “ligante” corresponde à gama de valores dos 40 aos 90 e dos 90 em diante, corresponde ao “agregado”. A zona de transição entre uma fase e outra é uma zona de incerteza, que depende inteiramente das opções do operador podendo influenciar os resultados obtidos.

Figura 5.34 – Definição das diferentes fases

Para além destes intervalos, também foi necessário definir áreas de interesse (Figura 5.35), caso contrário, toda a parte preta da imagem obtida (à volta do provete), seria computada como fazendo parte dos vazios (ou “macroporos”).

Figura 5.35 – Área de interesse de uma amostra

Na Figura 5.36, podem visualizar-se modelos 3D, das argamassas CS, às várias idades de cura em estudo. A cor branca representa o “ligante” e a vermelho está representado o “agregado”. Da análise destas imagens pode ver-se que as partículas de areia se encontram completamente envolvidas pelo “ligante”. No provete CS90 pode verificar-se que este apresenta uma microfissura (no canto superior direito, assinalado a verde). Os “macroporos” são mais evidentes na imagem do provete CS120 (assinalados a amarelo).

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenhari

Figura 5.36 – Reconstrução das imagens num modelo 3D, para as argamassas CS, às diferentes idades de cura

Através da análise das imagens quais se seleccionaram apenas os que se consideraram relevantes para o presente estudo (Quadro 5.10). No Anexovalores obtidos.

Quadro 5.10 – Parâmetros de estudo das argamassas CS

Argamassa

"liga

nte"

CS7 CS28CS90

CS120

"mac

ropo

ros"

CS7

CS28

CS90

CS120

Legenda: BV/TV – percentagem volumétrica de matéria; BS/BV estrutural (diâmetro)

Relativamente ao “ligante”, verificalongo do tempo, com redução da superfície específica e aumento do diâmetro das partículas (Figura 5.37), no entanto ess

Figura 5.37 – Distribuição dos diâmetros das partículas de “ligante” ao longo do tempo

0

20

40

60

0,02 -

<0,07

0,07

<0,12

Pe

rce

nta

ge

m [

%]

Espessura das partículas de "ligante" [mm]

Capítulo 5 – Resultados obtidos

Integrado em Engenharia Civil

Reconstrução das imagens num modelo 3D, para as argamassas CS, às diferentes idades de cura

Através da análise das imagens recolhidas obtiveram-se vários parâmetros, dos quais se seleccionaram apenas os que se consideraram relevantes para o presente

). No Anexo A.8, Quadro A.0.15, podem visualizar

Parâmetros de estudo das argamassas CS obtidos por mico

Argamassa BV/TV [%] BS/BV [1/mm] Tb,Th [mm] 28,1 39,4 0,11

CS28 34,9 28,1 0,14 CS90 32,2 36,8 0,11

CS120 42,8 31,1 0,13 1,5 42,6 0,16

CS28 1,5 37,7 0,18

CS90 4,7 36,5 0,20

CS120 1,5 32,6 0,21

percentagem volumétrica de matéria; BS/BV – superfície específica; Tb,Th

Relativamente ao “ligante”, verifica-se que este tende a aumentar de volume ao longo do tempo, com redução da superfície específica e aumento do diâmetro das

no entanto esse aumento não se mostra linear.

Distribuição dos diâmetros das partículas de “ligante” ao longo do tempo

0,07 -

<0,12

0,12 -

<0,17

0,17 -

<0,22

0,22 -

<0,26

0,26 -

<0,31

0,31 -

<0,36

Espessura das partículas de "ligante" [mm]

obtidos e sua apreciação

Página 91

Reconstrução das imagens num modelo 3D, para as argamassas CS, às diferentes idades de cura

se vários parâmetros, dos quais se seleccionaram apenas os que se consideraram relevantes para o presente

podem visualizar-se todos

obtidos por mico-CT

Tb,Th [mm]

superfície específica; Tb,Th – espessura

se que este tende a aumentar de volume ao longo do tempo, com redução da superfície específica e aumento do diâmetro das

e aumento não se mostra linear.

Distribuição dos diâmetros das partículas de “ligante” ao longo do tempo

CS7

CS28

CS90

CS120

Capítulo 5 – Resultados obtidos


A distribuição de “macroporosestudo encontra-se representada na

Figura 5.38 – Distribuição do diâmetro dos

No que concerne aos “macroporos”, opara todas as idades, com excepção dos 90 dias, onde se obteve 4deve-se ao facto de a amostra apresentar uma microfissura, que só foi detectada após a obtenção das imagensaparentemente há uma tendência crescente. No entanto, para avaliar se esta tendência não é casual, seria necessário confirmar através da análise das restantes argamassas (CH, CI e CA).a realização da presente dissertação.

Saliente-se que, devido às dificuldades apresentadas na obtenção das amostras(pois estas apresentavamamostras na mesma zona de cada proveteesperavam obter diferenças significativas ao longo do tempo.

5.3 Conclusões do capítuloAtravés da análise dos resultados obtidos durante a fase experimental é possível verificar que as condições de cura têm uma influência bastante significativa no processo de carbonatação das argamassas com ligante à base de cal aérea.

Relativamente às resistências mecânicas, verificaflexão se obtém que as argamassas CA exibem os valores mais elevados, seguidas pelas argamassas CI, CS e CH (ordem decompressão verifica-se sensivelmente a mesma tendência, no entanto as argamassas CS e CI evidenciam resistências muito semelhantes entre si.

Verificou-se que elevadas humidades relativas (95±5%) retardam o processo carbonatação, podendo mesmo revertê

05

1015202530

0,0

2 -

<0

,07

0,0

7 -

<0

,12

0,1

2 -

<0

,17

Pe

rce

nta

ge

m [

%]

obtidos e sua apreciação


macroporos”, nas argamassas CS, para as várias idadesrepresentada na Figura 5.38.

Distribuição do diâmetro dos “macroporos” ao longo do tempo

No que concerne aos “macroporos”, obteve-se uma percentagem de vazios de para todas as idades, com excepção dos 90 dias, onde se obteve 4

se ao facto de a amostra apresentar uma microfissura, que só foi detectada após a obtenção das imagens. Relativamente ao diâmetro

rentemente há uma tendência crescente. No entanto, para avaliar se esta tendência não é casual, seria necessário confirmar através da análise das restantes argamassas (CH, CI e CA). Como se referiu, tal não foi possível, em tempo útil para

presente dissertação.

se que, devido às dificuldades apresentadas na obtenção das amostras(pois estas apresentavam-se muito friáveis) e, tendo-se optado por retirar as amostras na mesma zona de cada provete (nos cantos dos provetes)

avam obter diferenças significativas ao longo do tempo.

do capítulo da análise dos resultados obtidos durante a fase experimental é possível

verificar que as condições de cura têm uma influência bastante significativa no onatação das argamassas com ligante à base de cal aérea.

Relativamente às resistências mecânicas, verifica-se que no ensaio de tracção por flexão se obtém que as argamassas CA exibem os valores mais elevados, seguidas pelas argamassas CI, CS e CH (ordem decrescente de resistências). No ensaio de

se sensivelmente a mesma tendência, no entanto as argamassas CS e CI evidenciam resistências muito semelhantes entre si.

se que elevadas humidades relativas (95±5%) retardam o processo carbonatação, podendo mesmo revertê-lo – como se viu no ensaio de determinação

0,1

2 -

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Diâmetro dos "macroporos" [mm]

Página 92

, nas argamassas CS, para as várias idades em

ao longo do tempo

tagem de vazios de 1.5%, para todas as idades, com excepção dos 90 dias, onde se obteve 4.7% – este valor,

se ao facto de a amostra apresentar uma microfissura, que só foi detectada Relativamente ao diâmetro dos poros,

rentemente há uma tendência crescente. No entanto, para avaliar se esta tendência não é casual, seria necessário confirmar através da análise das restantes

Como se referiu, tal não foi possível, em tempo útil para

se que, devido às dificuldades apresentadas na obtenção das amostras se optado por retirar as

(nos cantos dos provetes), não se

da análise dos resultados obtidos durante a fase experimental é possível verificar que as condições de cura têm uma influência bastante significativa no

onatação das argamassas com ligante à base de cal aérea.

se que no ensaio de tracção por flexão se obtém que as argamassas CA exibem os valores mais elevados, seguidas

crescente de resistências). No ensaio de se sensivelmente a mesma tendência, no entanto as

argamassas CS e CI evidenciam resistências muito semelhantes entre si.

se que elevadas humidades relativas (95±5%) retardam o processo de como se viu no ensaio de determinação

CS7

CS28

CS90

CS120



da profundidade de carbonatação através de indicador de fenolftaleína, nas argamassas sujeitas a cura húmida (CH), tendo-se confirmado esta tendência na análise dos finos por DRX. As argamassas CS e CI evidenciam a mesma tendência, tanto na análise por DRX como por indicador de fenolftaleína. Por análise da parte fina da amostra verifica-se que tende a ocorrer um ligeiro decréscimo nos valores das percentagens carbonatadas, dos 90 aos 120 dias. Relativamente às argamassas CA, aferiu-se que estas apresentam percentagens de carbonatação muito superiores às restantes, tendo-se confirmado essa tendência em ambos os métodos de análise.

Relativamente à massa volúmica aparente, verificou-se que as argamassas CS e CI apresentam valores muito próximos, sendo que nas argamassas CI se obtiveram valores ligeiramente inferiores às argamassas CS (valores entre 1800 – 1835 kg/m3 e 1800 – 1818 kg/m3, respectivamente para as argamassas CS e CI). No que concerne as argamassas CA, constata-se que, aos 14 dias, as argamassas CA evidenciam o mesmo valor de massa volúmica aparente (1835 kg/m3) que as argamassas CS, aos 120 dias de cura. Relativamente às argamassas CH, verifica-se que estas apresentam valores bastante superiores às restantes (valores entre os 2000 e os 2050 kg/m3).

No que concerne à porosidade aberta, constata-se que não existem diferenças significativas entre as argamassas CS, CI e CA (tendo-se obtido valores próximos dos 29%), sendo que as argamassas CH evidenciam percentagens muito reduzidas de porosidade aberta (entre os 3.9 e os 9.7%).

A visualização das amostras através de lupa binocular, permitiu identificar diferenças significativas a nível do ligante tendo-se aferido que em ambientes de cura com injecção de CO2 se obtêm cristais de carbonato de cálcio aparentemente de menor dimensão, devido ao rápido desenvolvimento do processo de carbonatação. Verifica-se que a cura em ambiente seco (CS) conduz a uma menor coesão da argamassa ao longo do tempo. Nas argamassas CI, o ligante evidencia um aspecto mais homogéneo, concluindo-se que a variação de humidade associada ao ambiente de cura no interior do laboratório beneficiou a coesão do ligante. Relativamente às argamassas sujeitas a cura húmida verifica-se que ocorre uma lavagem do ligante, pois ao longo do tempo as partículas de agregados tornam-se mais evidentes.

Dos objectivos traçados no início do presente capítulo, para cada metodologia utilizada, conclui-se que: � As resistências mecânicas apresentam uma relação forte com a carbonatação; � O recurso à solução de fenolftaleína, para avaliação da espessura carbonatada,

demonstra algumas limitações pois, sabe-se que este muda de cor para valores de pH entre 8.3 e 10. Por outro lado, o pH do hidróxido de cálcio (12.4) reduz para 7, quando transformado em carbonato de cálcio, por reacção com o CO2. Assim, quando as argamassas de cal atingem um pH inferior a 8 o indicador mostra-se incolor, indicando que a argamassa está carbonatada, muito embora



as reacções de carbonatação possam continuar a ocorrer, pois o processo de carbonatação é um processo moroso.

� A metodologia utilizada para a avaliação da porosidade aberta e massa volúmica aparente apresentou pouca sensibilidade para distinguir uma variação significativa destes parâmetros, em ensaios efectuados com intervalos de tempo curtos.

� Através da observação das argamassas, com recurso a lupa binocular, foi possível detectar os diferentes componentes das argamassas e diferenças evidentes entre cada condição de cura, nomeadamente a nível da estrutura do ligante.

� A análise mineralógica das argamassas por difracção de raios X (DRX) apresentou bons resultados, tendo permitido a análise da evolução da carbonatação, assim como a confirmação das tendências apresentadas pelo indicador de fenolftaleína.

Comparando os resultados obtidos com resultados de estudos semelhantes, verifica-se que, no geral, os resultados obtidos não diferem muito dos valores de referência, em particular para as argamassas CS, onde as condições de cura são as correntes.

No que concerne aos ensaios complementares, conclui-se que: � O ensaio experimental, que visava a confirmação do traço das argamassas (traço

em volume de 1:2, conhecido e constante em todas as argamassas) através da análise mineralógica de amostra integral, por difracção de raios X, não foi possível pois não se obteve uma relação entre os picos de intensidade da calcite e da portlandite (ligante) e os picos de intensidade do quartzo e do feldspato (agregado), que fosse constante ao longo do tempo, nem entre as diferentes condições de cura. Tal aspecto poderá dever-se ao facto de se terem analisado argamassas muito recentes, em que o processo de carbonatação está pouco desenvolvido.

� No que concerne à análise das argamassas por microtomografia de raios X conclui-se que esta técnica permite visualizar o interior da amostra, analisá-lo e quantificá-lo. Relativamente à porosidade, apurou-se que apenas os macroporos seriam visíveis e quantificáveis, sendo que os microporos não são distinguíveis com a resolução adoptada. Isto deve-se ao facto de que, por forma a se obter uma amostra que seja representativa da argamassa, esta não pode ter dimensões muito reduzidas. Por outro lado, isto faz com que parâmetros, como os microporos, que têm dimensões bastante reduzidas, não possam ser analisados, pois qualquer “objecto” inferior a 24 µm (máxima resolução possível para a dimensão da amostra analisada) não será resolúvel. De referir, que estas argamassas são mais friáveis, tornando a obtenção de amostras difícil de executar.

No capítulo seguinte procede-se às conclusões finais sobre o presente trabalho e sugerem-se algumas propostas para desenvolvimentos futuros.

Capítulo 6 – Conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros


6 Conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros

6.1 Considerações gerais O presente estudo pretende alargar o conhecimento acerca do fenómeno de carbonatação e da influência das condições de cura neste processo em argamassas de cal aérea. Para tal, estudou-se a evolução no tempo do desempenho de argamassas formuladas com cal hidratada em pó e, areia de areeiro e areia do rio (em igual proporção), com o traço em volume aparente de 1:2 e relação água/ligante (a/l) de 1.24. Para o desenvolvimento do trabalho experimental, este traço foi convertido para traço em massa, tendo-se obtido um relação de 1:5.29, por forma a se minimizarem as variações inerentes à produção das argamassas com o traço em volume.

As condições de cura, com excepção do ambiente de laboratório, foram mantidas constantes de modo a que não fossem introduzidas mais variáveis na análise dos resultados. Assim, foram utilizadas as seguintes condições de cura (atribuindo-se a mesma designação às argamassas sujeitas ao ambiente de cura a que foram submetidas) (Quadro 6.1):

Quadro 6.1 – Condições ambientais dos diferentes ambientes de cura

Tipo de cura Temperatura [ºC]

Humidade Relativa [%]

% de CO2 [%]

Seca 20±5 55±5 ≈ 0.026 Húmida 20±5 95±5 ≈ 0.026

Interior do laboratório entre 14 – 26 entre 34 – 78 ≈ 0.026 Acelerada 20±5 60±5 5

O comportamento das argamassas no estado endurecido foi estudado recorrendo a ensaios sobre provetes prismáticos de 40x40x160 mm3.

6.2 Conclusões A análise de resultados efectuada no capítulo 5 permitiu formular um conjunto de conclusões acerca da influência de cada tipo de cura na carbonatação de argamassas de cal aérea. Foram estabelecidas tendências gerais e identificadas algumas discrepâncias que foram devidamente justificadas ao longo do texto.

Durante a realização do presente trabalho procurou-se responder aos objectivos definidos inicialmente, através da caracterização física e mecânica de argamassas de cal aérea sujeitas a diferentes ambientes de cura, procurando-se, sempre que possível, confrontar os resultados obtidos de cada característica com valores conhecidos resultantes de estudos efectuados por outros autores com o mesmo tipo de argamassa.



Seguidamente, procede-se à análise da influência de cada ambiente de cura no desempenho das argamassas no estado endurecido.

Através da análise efectuada no capítulo anterior, conclui-se que as argamassas CS e CI apresentam comportamentos semelhantes, tendo-se obtido, no geral, valores muito próximos dos parâmetros estudados. Assim, embora estas argamassas tenham sido sujeitas a ambientes de cura distintos – em que, um ambiente manteve sempre as mesmas condições e o outro ambiente apresentava condições variáveis (sendo que, durante os 5 meses da fase experimental, variaram as temperaturas e humidades relativas) –, manifestam desempenhos semelhantes. Note-se que a fase experimental decorreu entre Fevereiro e Junho, pelo que, os resultados poderiam ser diferentes se a campanha experimental tivesse decorrido noutra altura do ano, pois as temperaturas e humidades relativas seriam, possivelmente, diferentes.

Relativamente às argamassas sujeitas a ambiente de cura húmida (CH), confirma-se que este ambiente não se adequa a argamassas de cal aérea, no sentido em que a elevada humidade relativa deste ambiente (95±5%) impede o desenvolvimento adequado do fenómeno de carbonatação. Isto leva a que estas argamassas apresentem profundidades de carbonatação praticamente nulas e, consequentemente, resistências mecânicas muito baixas, elevadas massas volúmicas aparentes e porosidades abertas excessivamente reduzidas.

Do ponto de vista da carbonatação, as argamassas acondicionadas em câmara de CO2 (CA), são as que apresentam os melhores resultados. De facto verifica-se que a constante injecção de CO2 na câmara conduz a valores de carbonatação (tanto por indicador de fenolftaleína, como por difracção de raios X) e de resistências mecânicas significativamente superiores às restantes argamassas.

Note-se que, em termos de porosidade aberta, as argamassas acondicionadas em ambiente dito “seco” (CS, CI e CA), evidenciam porosidades semelhantes entre si, de cerca de 29%. Concluindo-se que apenas o ambiente de cura húmida teve influência significativa neste parâmetro de estudo. No entanto, em termos de massa volúmica aparente, já se evidenciam diferenças entre os ambientes de cura, verificando-se que as argamassas CS e CI demonstram valores muito próximos entre si (1800 a 1835 kg/m3); as argamassas CA apresentam valores ligeiramente superiores (1835 a 1845 kg/m3); sendo as argamassas CH as que evidenciam os valores mais elevados (2000 a 2050 kg/m3).

Relativamente à potencialidade de cada metodologia para o estudo da carbonatação, conclui-se que:

� O indicador de fenolftaleína é um método simples e rápido de aplicar obtendo-se bons resultados.

� A avaliação das resistências mecânicas é um método frequentemente utilizado na caracterização das argamassas no estado endurecido.



� O método utilizado para a determinação da massa volúmica aparente (no estado endurecido) e da porosidade aberta – por pesagem hidrostática –, é um método que se apresenta pouco desenvolvido, evidenciando pouca sensibilidade para a detecção de variações significativas daqueles parâmetros, ao longo do tempo.

� A difracção de raios X é um método que obtém bons resultados em termos de estudo da carbonatação. No entanto, é um método que ainda requer mais algum desenvolvimento. Para além disto, requer de equipamento específico e de um operador que tenha conhecimentos para o utilizar e analisar os resultados obtidos.

� Relativamente à microtomografia de raios X, este é um método recente e ainda pouco desenvolvido. Tal como o anterior, este método requer equipamento específico e de um operador que tenha conhecimentos para o utilizar e analisar os resultados obtidos.

Da correlação entre os métodos de análise utilizados conclui-se que, em termos de resistência à tracção estas não evidenciam uma tendência linear em relação à profundidade de carbonatação. Facto este, que se deve às discrepâncias verificadas, nos valores das resistências (tendo-se obtido um decréscimo de resistências nas argamassas CS, aos 90 dias de cura, e nas argamassas CI, aos 120 dias). No entanto, não se considerou que tal fosse relevante pois as diferenças observadas devem-se à variabilidade do ensaio. Relativamente às resistências à compressão, estas apresentam boa correlação com a profundidade de carbonatação (R2 superior a 0.9), exibindo uma tendência linear.

Ao se compararem as massas volúmicas aparentes com as resistências mecânicas, verificou-se um incremento nas resistências mecânicas à medida que aumentavam as massas volúmicas aparentes (com excepção das argamassas CS, aos 7 dias de cura, e das argamassas CH – valores anómalos).

No que concerne à relação entre a massa volúmica aparente e a profundidade de carbonatação, aferiu-se que a massa volúmica aparente tem tendência a aumentar à medida que aumenta a profundidade de carbonatação. Relativamente à porosidade aberta, não foi possível estabelecer uma relação com a profundidade de carbonatação.

A análise da carbonatação por difracção de raios X complementou os resultados obtidos através de indicador de fenolftaleína, tendo-se obtido tendências semelhantes em ambos os métodos de análise.

A microtomografia de raios X foi utilizada com o objectivo de se detectarem alterações a nível da porosidade das argamassas, por forma a poder complementar os resultados obtidos no ensaio de porosidade aberta. No entanto, verificou-se que o estudo dos microporos não se apresentava exequível. Tal acontece porque a dimensão da amostra limita a dimensão mínima do pixel que é possível utilizar, de modo a se obter uma boa definição das imagens recolhidas. Por outras palavras,



quanto maior for a amostra, menor será o pormenor que se consegue obter das imagens recolhidas. Assim, apenas se avaliaram os macroporos, não tendo sido possível estabelecer uma relação com a porosidade aberta.

Por fim, conclui-se que, embora algumas metodologias apresentem algumas limitações, os resultados obtidos dos ensaios efectuados encontram-se dentro do que seria de esperar em argamassas de cal aérea.

No geral, os métodos de análise utilizados foram úteis para o estudo da carbonatação. Verificou-se que o indicador de fenolftaleína, a difracção de raios X e os ensaios de determinação das resistências mecânicas e da massa volúmica aparente são bons indicadores da evolução da carbonatação ao longo do tempo. No que concerne à microtomografia de raios X, verifica-se que esta apresenta potencial, no entanto o seu estudo deve ser aprofundado.

6.3 Propostas para desenvolvimentos futuros Embora se tenham obtido resultados bastante satisfatórios e úteis para o conhecimento da evolução do processo de carbonatação, considera-se que seria vantajoso aprofundar o conhecimento de alguns aspectos. Assim, sugerem-se as seguintes linhas de investigação: � Efectuar o mesmo estudo mas com diferentes traços ou alterando alguns dos

constituintes das argamassas, como por exemplo, diferentes ligantes (argamassas bastardas), areias, pozolanas;

� Desmoldar os provetes dos diferentes ambientes de cura, todos à mesma idade, por forma a verificar qual a influência no desempenho das argamassas;

� Aprofundar o estudo das metodologias já utilizadas – desenvolvimento da micro-CT impregnação das amostras, para observação com lupa binocular, com resina e corante;

� Complementar o estudo com outras técnicas de avaliação, como por exemplo ensaio com porosímetro de mercúrio ou observação das argamassas em microscópio electrónico (SEM);

� Criar um estudo que permita a avaliação da carbonatação em argamassas com idades mais avançadas;

� Justificar-se-á num futuro trabalho, eliminar toda a água livre e retida no interior da argamassa (por forma a parar o fenómeno da carbonatação), colocando, em seguida, as argamassas num ambiente com elevada concentração de CO2, de modo a verificar qual o efeito de uma carbonatação induzida num material nessas condições. O objectivo é tentar estabelecer um limite mínimo e máximo para o qual a carbonatação ocorre.

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[W6] http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/LABORATORIOS/labsem.html, consultado em 11/04/2011

Anexos

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página III

A.1 Requisitos estabelecidos para as características me cânicas e de comportamento à água das argamassas de revestimento para edifícios antigos

Quadro A.0.1 – Requisitos estabelecidos para as características mecânicas e de comportamento à água das argamassas de revestimento para edifícios antigos (adaptado de Magalhães e Veiga, 2005)

Uso da argamassa

Características mecânicas aos 90 dias [MPa] Aderência aos

90 dias [MPa]

Comportamento às forças desenvolvidas por retracção restringida, aos 90 dias

Comportamento à água

Ensaios clássicos Ensaio com humidímetro

Rt Rc E Frmax [N] G [N.mm] CSAF CREF Sd [m] C [kg/m 2.h1/2] M [h] S [h] H [mv.h]

Reboco exterior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000 –

5000

0,1 - 0,3 ou com rotura coesiva pelo reboco

< 70 > 40 > 1,5 > 0,7 < 0,08 < 12; > 0,8 > 0,1 < 120 < 16000

Reboco interior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000 –

5000

0,1 - 0,3 ou com rotura coesiva pelo reboco

< 70 > 40 > 1,5 > 0,7 < 0,10 - - < 120 -

Juntas 0,4 - 0,8 0,6 – 3,0 3000 – 6000

0,1 - 0,5 ou com rotura coesiva

pela argamassa < 70 > 40 > 1,5 > 0,7 < 0,10 < 12; > 0,8 > 0,1 < 120 < 16000

Legenda: Rt – resistência à tracção; Rc – resistência à compressão; E – módulo de elasticidade; Frmax – força máxima induzida por retracção restringida; G – energia de rotura à tracção; CSAF – coeficiente de segurança à abertura da 1ª fenda; CREF – coeficiente de resistência à evolução da fendilhação; Sd – espessura da camada de ar de difusão equivalente (valor relacionado com a permeância); C – coeficiente de capilaridade; M – atraso na molhagem; S – período de humedecimento; H – intensidade de molhagem

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página IV

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página V

A.2 Ficha de segurança da cal aérea

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página VI

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página VII

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página VIII

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página IX

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página X

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XI

A.3 Conversão do traço em volume para traço em massa e definição das quantidades de materiais

Para converter o traço em volume para o seu equivalente em massa recorreu-se à baridade dos materiais constituintes das argamassas, obtida através de pesquisa bibliográfica de outros estudos efectuados com materiais semelhantes (Agostinho, 2008; Malva, 2009; Mendonça, 2007) (Quadro A.0.2).

Quadro A.0.2 – Valores médios da baridade e massa volúmica dos materiais

Material Baridade média [kg/m 3] Massa Volúmica [kg/m 3] Cal Aérea 583,7 2200,0

Areia do rio (AR) 1539,8 2650,0 Areia de areeiro (AA) 1547,0 2650,0

Água - 1000,0

Parte-se do traço em volume de 1:2, ou seja, ~��

~�� = d". Como se optou por utilizar

dois tipos de areias em igual proporção (areia de areeiro e areia do rio) e, tendo em atenção que as baridades das areias são distintas, é necessário definir uma baridade para a mistura das areias.

Assim, a baridade das areias obtém-se através das proporções, da seguinte forma:

Q�4Q4�çã4 =S ��S@� �3��S5� = Q�4Q4�çã4 =S ��S@� =4 �@4 = 0.5 (0.1) {��@=�=S =� ��S@� = 0.5 × {�� + 0.5 × {�� (0.2)

Substituindo os valores das baridades na Equação (0.3), obtém-se:

{��@=�=S =� ��S@� = 0.5 × 1547.0 + 0.5 × 1539.8 = 1543.4 f$ 3⁄ � (0.3)

Sabendo que: 3�??� = �45E3S × {��@=�=S, tem-se:

b�� = 3�� {��⁄

b�� = 3�� {��⁄

Então:

b��b�� = 3�� {��⁄3�� {��⁄ = 3�� × {��3�� × {�� = 1

2 (0.4)

Substituindo os valores das baridades na Equação (0.4), obtém-se a relação entre a massa de areia e a massa de cal (traço em massa):

3�� = 5.293�� (0.5)

Pelo que, o traço em massa é de 1:5.29 ou 1:2.64:2.64 (cal : AA : AR).

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XII

Obtido o traço em massa, procedeu-se à determinação das quantidades de material necessário para a produção de 1 m3 de argamassa. Para tal, considerou-se um volume de vazios de 4%, e uma relação a/l de 1.62 (valor retirado da bibliografia consultada (Agostinho, 2008)). O valor da relação a/l utilizado serviu apenas de referência para o cálculo das quantidades de material, tendo sido ajustado ao traço em uso, no presente trabalho, por ensaios de determinação da consistência.

Os cálculos foram efectuados, utilizando a Equação (0.6)

bT4T�5 = b��5 + bcc + bc� + bá$E� + b� (0.6)

Sabe-se que o volume (V) é igual ao quociente entre a massa (m) e a massa volúmica (real ou aparente – MVR ou MVA, respectivamente)

Então tem-se a Equação (0.7):

1 3� = 3��#b�� + 3��#b�� + 3��#b�� + 3á+j�#b�á+j� + 0.04 (0.7)

Substituindo o traço e a relação água/ligante fica (Equação (0.8)):

1 − 0.04 = 3��#b�� + 2.64 × 3��#b�� + 2.64 × 3��#b�� + 1.62 × 3��#b�á+j� (0.8)

Substituindo os valores das massas volúmicas reais dos constituintes, obtém-se o valor da massa da cal aérea (Equação (0.9))

1 − 0.04 = 3��2200 + 2.64 × 3��2650 + 2.64 × 3��2650 + 1.62 × 3��1000 0 3�� = 235.86 f$/3� (0.9)

A partir deste valor é possível obter os restantes, através da relação entre eles. 3�� = 235.86 f$/3� 3�� = 2.64 × 235.86 = 623.67 f$/3� 3�� = 2.64 × 235.86 = 623.67 f$/3� 3á+j� = 1.62 × 235.86 = 382.10 f$/3�

Para se obter as massas necessárias para 1 amassadura (6 provetes), efectuou-se o cálculo para 1.85 litros de argamassa (capacidade do balde do misturador).

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XIII

A.4 Determinação do volume de vazios A estimativa do volume de vazios tem por base as Equações (0.10) e (0.11) (Pinto et al., 2008)

3� = 3�� + 3�� + 3á+j�

(0.10) b� = b�� + b�� + bá+j� + b! (0.11)

Onde: mt – massa total da argamassa contida no recipiente [g]; mcal – massa da cal [g]; mareia – massa da areia [g]; mágua – massa de água [g]; Vt – volume total de argamassa [cm3]; Vcal – volume de cal [cm3]; Vareia – volume de areia [cm3]; Vv – volume de vazios [cm3]

A partir da Equação (0.10), conhecendo o valor da massa total de argamassa %3�& e, sabendo que o traço em massa é de 1:5.29 e a razão água/ligante é de 1.24, obtém-se o valor da massa da cal %3��&.

3� = 3�� + 5.29 × 3�� + 1.24 × 3�� 0 3�� = 3�7.53 (0.12)

Obtido este valor e, sabendo que b = .�~�, é possível determinar o volume de vazios

da argamassa, com recurso à Equação (0.11).

Em que MVR é a massa volúmica real dos constituintes da argamassa (em g/cm3).

Para se obter o volume de vazios por metro cúbico de argamassa, fica (Equação (0.15)):

b! 3�� = b! e=3�hb� e3�h (0.15)

b� = 3��#b�� + 5.29 × 3��#b�� + 1.24 × 3��#b�á+j� + b! 0

(0.13)

0 b! = b� − � 3��#b�� + 5.29 × 3��#b�� + 1.24 × 3��#b�á+j� � (0.14)

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XIV

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XV

A.5 Registos individuais dos ensaios realizados

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XVI

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XVII

Quadro A.0.3 – Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Amassaduras experimentais

Designação CL706,9 CL500 CL550 CL525 CL535 CL535 CL540 D1 [mm] 230,0 143,1 177,3 158,9 163,0 161,4 171,1 D2 [mm] 235,0 142,8 174,0 155,0 162,0 161,9 162,1 D3 [mm] 235,0 145,2 170,6 153,3 156,0 160,4 168,5

Dmed [mm] 233,3 143,7 174,0 155,7 160,3 161,2 167,2 [(Dmed - 100)/100] *100 [%] 133,3 43,7 74,0 55,7 60,3 61,2 67,2

Quadro A.0.4 – Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Produção de provetes

Designação CS CH CI D1 [mm] 163,6 163,6 160,6 164,9 162,9 163,9 159,9 164,3 160,9 163,8 165,0 161,8 162,9 158,4 165,2 D2 [mm] 163,4 161,3 162,8 165,1 163,5 163,1 162,2 165,0 163,7 161,9 164,9 164,1 164,7 164,3 162,6 D3 [mm] 163,3 161,7 163,5 163,5 162,8 166,2 161,7 163,1 162,7 163,7 166,4 158,4 164,0 162,5 163,8

Dmed [mm] 163,4 162,2 162,3 164,5 163,1 164,4 161,3 164,1 162,4 163,1 165,4 161,4 163,9 161,7 163,9 [(Dmed - 100)/100] *100 [%] 63,4 62,2 62,3 64,5 63,1 64,4 61,3 64,1 62,4 63,1 65,4 61,4 63,9 61,7 63,9

Quadro A.0.5 – Avaliação da consistência das argamassas no estado fresco – Produção de provetes para repetição de ensaios e argamassas CA

Designação CS, CH, CI e CA D1 [mm] 163,3 160,4 165,1 159,4 162,4 161,3 157,0 166,1 163,1 167,1 160,2 D2 [mm] 161,3 162,0 163,9 162,7 165,1 161,0 168,7 165,3 164,0 165,2 162,7 D3 [mm] 160,4 161,0 165,4 161,6 163,7 164,0 163,8 165,6 167,8 167,0 161,8

Dmed [mm] 161,7 161,1 164,8 161,2 163,7 162,1 163,2 165,7 165,0 166,4 161,6 [(Dmed - 100)/100] *100 [%] 61,7 61,1 64,8 61,2 63,7 62,1 63,2 65,7 65,0 66,4 61,6

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XVIII

Quadro A.0.6 – Massa volúmica aparente e volume de vazios das argamassas no estado fresco

Volume do recipiente,

V [cm 3]

Massa de argamassa,

m2 [g]

Massa Volúmica Aparente [kg/m 3]

Σm i mcal [g] Volume de Vazios [cm 3]

Volume de Vazios/m 3 de

argamassa [l/m 3]

1000,0

1837,4 1837

7,5

244,0 100,16 100,16

1884,6 1885 250,3 77,04 77,04

1865,4 1865 247,7 86,45 86,45

1871,3 1871 248,5 83,56 83,56

1812,8 1813 240,7 112,21 112,21

1871,3 1871 248,5 83,56 83,56

1834,3 1834 243,6 101,68 101,68

1831,2 1831 243,2 103,20 103,20

1854,1 1854 246,2 91,98 91,98

1808,9 1809 240,2 114,12 114,12

1852,1 1852 246,0 92,96 92,96

1881,1 1881 249,8 78,76 78,76

1843,5 1844 244,8 97,17 97,17

1796,0 1796 238,5 120,44 120,44

1802,5 1803 239,4 117,25 117,25

1810,7 1811 240,5 113,24 113,24

1897,7 1898 252,0 70,63 70,63

1922,9 1923 255,4 58,29 58,29

1811,4 1811 240,6 112,89 112,89

1776,4 1776 235,9 130,03 130,03

1765,3 1765 234,4 135,47 135,47

1893,3 1893 251,4 72,78 72,78

1843,7 1844 244,8 97,07 97,07

1822,9 1823 242,1 107,26 107,26

1781,3 1781 236,6 127,63 127,63

1824,2 1824 242,3 106,62 106,62

Valor médio 1839

Valor médio 99,43

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XIX

Quadro A.0.7 – Valores individuais das resistências mecânicas para as várias idades e ambientes de cura

Idade [Dias] Provete Massa

[g]

Flexão Compressão

Força [N]

Tensão [MPa]

Média±DP [MPa]

Força [N]

Tensão [MPa]

Média±DP [MPa]

Cur

a S

eca

7

CS04 454,1 40 0,09

0,09±0,02

490 0,31

0,31±0,01 CS05 455,5 46 0,11 510 0,32

CS07 450,8 32 0,07 490 0,31

14

CS08 439,5 87 0,20

0,23±0,04

520 0,33

0,37±0,08 CS09 442,2 92 0,22 530 0,33

CS10 440,8 117 0,27 740 0,46

28

CS15 448,2 117 0,27

0,28±0,01

910 0,57

0,56±0,01 CS16 439,9 123 0,29 890 0,56

CS17 449,2 117 0,27 910 0,57

90

CS19 444,0 110 0,26

0,24±0,08

1490 0,93

0,93±0,03 CS20 444,6 132 0,31 1530 0,96

CS21 453,9 68 0,16 1420 0,89

Cur

a H

úmid

a 28

CH01 499,1 49 0,11

0,10±0,02

160 0,10

0,10±0,04 CH02 502,6 44 0,10 230 0,14

CH03 499,8 31 0,07 110 0,07

90

CH08 509,9 77 0,18

0,18±0,04

360 0,23

0,20±0,04 CH09 507,5 61 0,14 260 0,16

CH16 510,1 97 0,23 360 0,23

Cur

a em

inte

rior

de la

bora

tório

14

CI01 481,8 59 0,14

0,14±0,00

490 0,31

0,33±0,02 CI02 467,4 58 0,14 550 0,34

CI04 471,3 57 0,13 550 0,34

28

CI13A 444,2 148 0,35

0,36±0,01

1010 0,63

0,64±0,00 CI14A 448,2 154 0,36 1020 0,64

CI18A 448,8 154 0,36 1020 0,64

90

CI02A 452,4 172 0,40

0,39±0,01

1510 0,94

0,94±0,01 CI03A 452,3 162 0,38 1480 0,93

CI04A 450,5 168 0,39 1500 0,94

120

CI09A 453,7 158 0,37

0,38±0,01

1620 1,01

1,00±0,03 CI10A 449,6 161 0,38 1620 1,01

CI11A 446,2 165 0,39 1550 0,97

Cur

a A

cele

rada

14

CA07 452,8 210 0,49

0,49±0,02

1990 1,24

1,20±0,05 CA08 450,0 214 0,50 1910 1,19

CA09 455,1 198 0,46 1840 1,15

28

CA14 454,3 211 0,49

0,56±0,05

2130 1,33

1,34±0,01 CA15 453,0 250 0,59 2160 1,35

CA16 454,3 252 0,59 2140 1,34

90

CA03 457,6 251 0,59

0,62±0,04

2770 1,73

1,76±0,02 CA04 458,4 256 0,60 2830 1,77

CA05 457,5 283 0,66 2830 1,77

NOTA: Apenas foi possível desmoldar os provetes CH aos 22 dias e os provetes CI aos 14 dias, daí que não se apresentem resultados anteriores a essas idades.

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XX

Quadro A.0.8 – Valores individuais da determinação da profundidade de carbonatação

Idade [Dias] Provete

Espessura carbonatada [mm] Média±DP [mm]

1 2 3 4

Cur

a S

eca

7 CS04 0,0 0,0 0,0 0,0

0±0,00 CS05 0,0 0,0 0,0 0,0 CS07 0,0 0,0 0,0 0,0

14 CS08 3,0 2,0 0,0 0,0

1,5±1,15 CS09 2,5 2,0 2,5 0,0 CS10 2,0 2,0 2,0 0,0

28 CS15 5,0 5,5 6,0 6,0

5,63±0,77 CS16 7,0 5,0 5,0 5,0 CS17 6,0 5,0 7,0 5,0

90 CS19 14,5 11,5 11,5 11,0

12,58±1,12 CS20 13,5 13,0 11,5 12,0 CS21 13,5 14,0 12,5 12,5

120 CS26 20,0 20,0 20,0 20,0

20±0,00 CS27 20,0 20,0 20,0 20,0 CS28 20,0 20,0 20,0 20,0

Cur

a H

úmid

a

28 CH01 0,5 0,0 0,0 0,0

0,25±0,26 CH02 0,5 0,5 0,5 0,0 CH03 0,5 0,0 0,5 0,0

90 CH08 2,0 2,0 2,0 0,0

1,08±1,02 CH09 1,0 1,0 0,5 0,0 CH16 1,5 0,0 3,0 0,0

120 CH11 0,0 0,0 0,0 0,0

0±0,00 CH13 0,0 0,0 0,0 0,0 CH14 0,0 0,0 0,0 0,0

Cur

a em

inte

rior

de la

bora

tório

14 CI01 0,0 0,0 0,0 0,0

0,17±0,25 CI02 0,0 0,5 0,0 0,5 CI04 0,0 0,5 0,0 0,5

28 CI13A 4,0 6,0 4,5 2,0

3,88±1,09 CI16A 4,0 4,0 4,5 3,0 CI18A 3,5 5,0 3,5 2,5

90 CI01A 15,5 13,0 13,5 12,0

13,54±1,16 CI02A 14,5 12,5 13,5 12,0 CI03A 14,5 12,5 14,5 14,5

120 CI09A 20,0 20,0 20,0 20,0

20±0,00 CI11A 20,0 20,0 20,0 20,0 CI12A 20,0 20,0 20,0 20,0

Cur

a A

cele

rada

14 CA08 15,5 12,5 13,5 16,0

14,79±1,23 CA09 15,5 14,0 13,5 14,5 CA10 15,5 16,5 16,0 14,5

28 CA14 20,0 20,0 20,0 20,0

20±0,00 CA15 20,0 20,0 20,0 20,0 CA16 20,0 20,0 20,0 20,0

90 CA03 20,0 20,0 20,0 20,0

20±0,00 CA04 20,0 20,0 20,0 20,0 CA05 20,0 20,0 20,0 20,0


Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXI

Quadro A.0.9 – Valores individuais da massa volúmica aparente e porosidade aberta para as várias idades e ambientes de cura

Cura Seca Cura Húmida Cura em interior de laboratório Cura Acelerada

Idade [Dias] Provete MVA

[kg/m 3] Média±DP

[kg/m 3] Pab [%]

Média±DP [%] Provete MVA

[kg/m 3] Média±DP

[kg/m 3] Pab [%]


[kg/m 3] Média±DP

[kg/m 3] Pab [%]


[kg/m 3] Média±DP

[kg/m 3] Pab [%]

Média±DP [%]

7

CS01A 1834,7

1837±4,8

24,9

25,0±0,8

- - - - - - - - - - - - - - -

CS02A 1844,3 24,1 - - - - - - - - - - - - - - -

CS03A 1834,3 25,1 - - - - - - - - - - - - - - -

CS04A 1835,2 26,0 - - - - - - - - - - - - - - -

14

CS05A 1796,0

1802±4,7

29,6

29,2±0,3

- - - - - CI I 1791,8

1791±4,3

29,6

29,7±0,3

CA07 1831,4

1836±4,4

28,8

28,5±0,2 CS06A 1803,6 28,9 - - - - - CI II 1784,9 30,1 CA08 1841,8 28,4

CS07A 1802,4 29,3 - - - - - CI III 1794,5 29,5 CA09 1834,8 28,4

CS08A 1807,4 29,2 - - - - - CI IV 1793,3 29,6 CA10 1834,7 28,2

28

CS09A 1809,8

1809±5,1

29,8

29,5±0,3

CH01 1984,3

1988±20,4

9,9

9,7±2,2

CI 13A 1794,4

1804±7,4

30,2

29,8±0,3

CA14 1830,6

1834±4,3

29,0

29,0±0,3 CS10A 1814,6 29,8 CH04 1964,3 12,1 CI 14A 1806,1 29,7 CA15 1839,6 28,7

CS11A 1802,4 29,3 CH05 1987,6 10,0 CI 16A 1801,6 29,8 CA16 1830,8 29,4

CS12A 1807,4 29,2 CH06 2014,0 6,8 CI 18A 1811,9 29,5 CA17 1835,8 28,8

90

CS18 1826,7

1826±1,1

28,5

28,7±0,1

CH08 2058,2

2051±6,8

3,9

3,9±1,1

CI 01A 1800,7

1810±7,1

29,8

29,5±0,2

CA01 1840,5

1845±4,4

28,4

28,4±0,2 CS19 1824,6 28,8 CH09 2046,7 4,6 CI 02A 1810,3 29,4 CA03 1849,0 28,2

CS20 1827,1 28,7 CH10 2043,5 2,4 CI 03A 1817,7 29,2 CA04 1842,7 28,6

CS21 1825,8 28,7 CH16 2054,6 4,9 CI 04A 1812,3 29,5 CA05 1849,1 28,2

120

CS25 1837,0

1836±7,2

28,7

28,7±0,4

CH11 2030,1

2043±12,1

4,1

5,1±0,7

CI 09A 1822,5

1819±4,1

29,2

29,3±0,1

- - - - -

CS26 1842,8 28,3 CH13 2043,7 5,8 CI 10A 1813,9 29,4 - - - - -

CS27 1836,8 28,7 CH14 2039,2 5,1 CI 11A 1816,7 29,4 - - - - -

CS28 1825,7 29,3 CH15 2059,0 5,4 CI 12A 1821,9 29,2 - - - - -


Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXII

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXIII

A.6 Valores conhecidos de ensaios (obtidos em estudos semelhantes por outros autores)

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXIV

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXV

Quadro A.0.10– Valores conhecidos de consistência por espalhamento e massa volúmica aparente no estado fresco (± desvio-padrão)

Referência Argamassa Designação

Traço Rel. a/l

Consistência por

Espalhamento [mm]

MVA [kg/m 3] Volume Massa

Rodrigues, 2004

ca; AR ca:2 1:2 - - 168 -

ca:3 1:3 - - 174 -

Fernandes, 2009

ca; AA I 1:3 1:7,7 1,48 163,8 1970±13

ca; AF II 1:3 1:7,5 1,61 163,5 1880±13

ca; AA; AF III 1:1,5:1,5 1:3,9:3,7 1,48 165,3 1930±19

ca; AA; AF IV 1:2:1 1:5,1:2,5 1,44 165,4 1960±22

Pavão, 2010 ca; AA; AR

I 1:2,5 1:6,7 1,62

217 1970

II 1:3,5 1:9,3 127 1860

I a) 1:2,5 1:6,7 1,38 165

1970

II a) 1:3,5 1:9,3 1,84 1950

Silva, 2010 ca;AA; AR Cal aérea 1:3 1:8 1,52 165±2 1900

Margalha, 2010

ca; A3; A4 8A 1:3 - 1,5 150 1984

Legenda: ca – cal aérea; AR – areia do rio; AA – areia de areeiro; AF – areia fina; A3 – areia do rio Tejo (Lisboa); A4 – areia de areeiro (Corroios)

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXVI

Quadro A.0.11– Valores conhecidos de ensaios de resistência à tracção e à compressão em argamassas de cal aérea hidratada em pó

Referência Argamassa Designação Traço Relação

ponderal a/l

Cura Idade [dias]

Rt [MPa] Rc [MPa]

Volume Massa T [ºC] Hr [%] Valor Médio DP Valor

Médio DP

Rodrigues, 2004 ca; AR ca:2 1:2 - -

23±3 50±5 90 0,32 0,01 0,75 0,03

- 120 0,37 0,01 0,76 0,00 Faria et al., 2008 ca; AR al 1:2 - - 23±3 50±5 90 0,32 0,01 0,75 0,03

Agostinho, 2008 ca; AA; AR CaH 1:3 1:8 1,62 20±2 50±5 14 0,20 0,02 0,40 0,04 28 0,30 0,06 0,60 0,03 90 0,40 0,02 1,10 0,15

Pavão, 2010 ca; AA; AR

I 1:2,5 1:6,7 1,62

20±2 50±5

14 0,16 - 0,34 -

II 1:3,5 1:9,3 0,19 - 0,44 - I 1:2,5 1:6,7

1,62 28 0,21 - 0,48 -

II 1:3,5 1:9,3 0,26 - 0,62 - I 1:2,5 1:6,7

1,62 90 0,29 - 0,76 -

II 1:3,5 1:9,3 0,28 - 0,80 - I a) 1:2,5 1:6,7 1,38

90 0,31 - 0,89 -

II a) 1:3,5 1:9,3 1,84 0,31 - 0,83 - Silva, 2010 ca;AA; AR Cal aérea 1:3 1:8 1,52 20±2 60±5 28 0,24 0,04 0,47 0,04

Legenda: ca – cal aérea; AR – areia do rio; AA – areia de areeiro

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXVII

Quadro A.0.12 – Valores conhecidos de profundidade de carbonatação por indicador de fenolftaleína em argamassas de cal aérea hidratada em pó

Ref. Arg. Desig. Traço

Rel. a/l

Cura Idade [dias]

Prof. de carbonat.

[mm] Volume Massa T [ºC]

Hr [%]

Agostinho, 2008

ca; AA; AR

CaH 1:3 1:8 1,62 20±2 50±5 90 20±0,8

Fernandes, 2009

ca Cal

aérea 1:3 - - 20±2 50±5 90 17±1,2

Pavão, 2010

ca; AA; AR

I 1:2,5 1:6,7 1,62

20±2 50±5

14 3

II 1:3,5 1:9,3 2 I 1:2,5 1:6,7

1,62 28 7

II 1:3,5 1:9,3 8 I 1:2,5 1:6,7

1,62 90 18

II 1:3,5 1:9,3 19 I a) 1:2,5 1:6,7 1,38

90 14

II a) 1:3,5 1:9,3 1,84 17

Silva, 2010 ca; AA;

AR Cal

aérea 1:3 1:8 1,52 20±2 60±5 28 4,8±1,6


Quadro A.0.13 – Valores conhecidos de ensaios de massa volúmica aparente e porosidade aberta em argamassas de cal aérea hidratada em pó

Ref. Arg. Desig. Traço Rel.

a/l Cura Idade

[dias] MVA

[kg/m 3] Pab [%] Vol. Massa T [ºC] Hr [%]

Faria et al., 2008

ca; AR al 1:2 - - 23±3 50±5 90 1690±9 35±1

Pavão, 2010

ca; AA; AR

I 1:2,5 1:6,7 1,62

20±2 50±5

14 1840 29,0

II 1:3,5 1:9,3 1840 27,2 I 1:2,5 1:6,7

1,62 28 1850 28,8

II 1:3,5 1:9,3 1890 27,5 I 1:2,5 1:6,7

1,62 90 1840 29,4

II 1:3,5 1:9,3 1880 28,4 I a) 1:2,5 1:6,7 1,38

90 1870 28,0

II a) 1:3,5 1:9,3 1,84 1880 28,1 Silva, 2010 ca; AA; AR Cal aérea 1:3 1:8 1,52 20±2 60±5 28 1850 24,0


Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXVIII

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXIX

A.7 Resultados das análises com difractómetro de raios X

Relatório da argamassa CS90 – Amostra Integral

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Condições de medição: (Bookmark 1)

Dataset Name : CS90 integral File name C:\X'Pert Data\MF\Andreia\CS90 integral.xrdml Comment Configuration=PW3064/60, Owner=User-1, Creation date=3/2/2007 4:22:01 PM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Transmission Spinner PW3064/60; Minimum step size Phi:0.1 Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Training1, Owner=User-1, Creation date=4/2/2007 11:10:47 AM Measurement Date / Time 5/12/2010 6:54:17 PM Operator Administrador Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0050 End Position [°2Th.] 79.9970 Step Size [°2Th.] 0.0020 Scan Step Time [s] 4.8639 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Automatic Irradiated Length [mm] 3.00 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 Generator Settings 30 mA, 40 kV Diffractometer Type 0000000011019195 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning Yes

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXX

Gráfico principal: (Bookmark 2)

Difractograma

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

10 20 30 40 50 60 70

Counts

0

2000

4000

6000

8000

Muscovite, vanadian barian

Microcline, inter; Orthoclase


Portlandite, syn

Quartz, syn; Microcline, inter; Orthoclase

Muscovite, vanadian barian

Microcline, inter

Calcite, syn; Microcline, inter; Orthoclase

Microcline, inter

Microcline, inter


Quartz, syn; Muscovite, vanadian barian


Portlandite, syn; Muscovite, vanadian barian

Calcite, syn; Microcline, inter



Calcite, syn


Portlandite, syn; Microcline, inter

Orthoclase


Calcite, syn; Microcline, inter; Orthoclase; Muscovite, vanadian barian

Quartz, syn; Portlandite, syn




Quartz, syn; Calcite, syn

Quartz, syn; Microcline, inter; Orthoclase


Quartz, syn; Orthoclase

Calcite, syn

Orthoclase

Orthoclase


Portlandite, syn; Calcite, syn; Orthoclase

Calcite, syn; Orthoclase

Calcite, syn

Orthoclase

OrthoclaseQuartz, syn

Quartz, syn; Portlandite, syn; Orthoclase

Portlandite, syn; Orthoclase

Orthoclase

Orthoclase; Muscovite, vanadian barian

Portlandite, syn

Quartz, syn; Orthoclase; Muscovite, vanadian barian



Quartz, syn; Calcite, syn; Orthoclase

Calcite, syn

Orthoclase

Portlandite, syn; Orthoclase

Quartz, syn


Calcite, syn; Orthoclase; Muscovite, vanadian barian

Portlandite, syn


Quartz, syn; Portlandite, syn; Orthoclase



Quartz, syn; Calcite, syn; Orthoclase

Orthoclase




Calcite, syn; Muscovite, vanadian barian

Portlandite, syn

Calcite, syn

Quartz, syn

Quartz, syn

Calcite, syn

Quartz, syn; Portlandite, syn

CS90 integral

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXI

Lista de intensidade dos picos: ( Bookmark 3)

Pos. [2θ] Height [cts] FWHM [2θ] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 5.4087 9.00 0.1260 16.32590 0.11 5.8332 -4.00 0.2519 15.13875 -0.05 7.8637 -0.33 0.2519 11.23381 0.00 8.4211 7.00 0.1260 10.49137 0.09 8.9320 12.33 0.1260 9.89244 0.16 9.8069 3.67 0.3149 9.01176 0.05

10.6225 -4.00 0.2519 8.32159 -0.05 12.4231 1.67 0.2519 7.11925 0.02 13.7254 30.67 0.1889 6.44651 0.39 14.3507 4.67 0.1574 6.16700 0.06 14.9842 8.00 0.1260 5.90767 0.10 16.3790 21.33 0.2519 5.40760 0.27 16.9085 8.33 0.1260 5.23943 0.11

Port18.1425 48.33 0.1260 4.88574 0.61 18.8916 149.67 0.1889 4.69366 1.90 20.0922 23.67 0.1889 4.41582 0.30

Q20.9342 615.00 0.1889 4.24007 7.82 21.5347 20.00 0.1889 4.12318 0.25 22.1421 24.00 0.1889 4.01142 0.31 23.1435 40.33 0.1574 3.84008 0.51 24.0830 1011.33 0.1889 3.69236 12.86 24.8433 123.67 0.1889 3.58105 1.57 25.6309 83.67 0.1889 3.47276 1.06

Q26.7286 7862.00 0.1260 3.33258 100.00 Fto27.5532 481.00 0.1574 3.23469 6.12

28.2983 21.00 0.1260 3.15120 0.27 28.7121 32.33 0.1260 3.10671 0.41

Calc29.4799 426.33 0.1574 3.02752 5.42 30.2675 31.33 0.1260 2.95051 0.40 30.8163 43.67 0.1889 2.89920 0.56 31.5237 25.67 0.1889 2.83574 0.33 32.4827 22.67 0.1889 2.75418 0.29 32.9671 72.00 0.1889 2.71480 0.92

Port34.1674 66.00 0.1889 2.62213 0.84 35.1148 17.33 0.1260 2.55352 0.22 35.5600 76.33 0.1260 2.52257 0.97 36.0219 68.33 0.1260 2.49127 0.87 36.6044 356.67 0.1260 2.45296 4.54 37.1070 5.67 0.1260 2.42088 0.07 37.6904 16.67 0.2519 2.38474 0.21 38.2267 67.67 0.1889 2.35250 0.86 38.6982 42.00 0.2519 2.32492 0.53

Calc39.5068 264.00 0.1260 2.27917 3.36 40.3386 174.00 0.1260 2.23408 2.21 41.2223 75.33 0.1889 2.18820 0.96 41.8348 46.33 0.1574 2.15757 0.59 42.4870 215.33 0.1260 2.12595 2.74 43.1892 83.67 0.1574 2.09299 1.06 43.6345 40.67 0.1260 2.07266 0.52 45.0593 147.00 0.1889 2.01038 1.87 45.8717 381.00 0.2519 1.97665 4.85 47.1977 82.33 0.1889 1.92416 1.05 47.5595 89.33 0.2204 1.91036 1.14 48.5369 83.33 0.2204 1.87415 1.06 49.2365 109.67 0.1889 1.84915 1.39

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXII

49.6237 25.67 0.1260 1.83562 0.33 50.2144 1034.67 0.1889 1.81540 13.16 50.6472 58.67 0.1920 1.80090 0.75 50.8637 37.00 0.1574 1.79374 0.47 51.3705 13.00 0.1260 1.77723 0.17 52.4391 10.00 0.1889 1.74350 0.13 52.8074 17.33 0.1889 1.73220 0.22 53.7150 152.33 0.1889 1.70506 1.94 54.3184 17.67 0.1889 1.68753 0.22 54.9399 542.67 0.1889 1.66990 6.90 55.4052 104.00 0.1260 1.65698 1.32 56.7101 12.33 0.3779 1.62191 0.16 57.2988 92.33 0.1889 1.60663 1.17 58.2035 8.67 0.1574 1.58380 0.11 58.7667 9.00 0.2519 1.56995 0.11 59.3408 4.33 0.1889 1.55613 0.06 60.0294 1064.67 0.2519 1.53991 13.54 60.5002 96.33 0.1260 1.52905 1.23 60.9126 200.67 0.1889 1.51968 2.55 62.6428 8.67 0.3149 1.48181 0.11 63.0332 13.67 0.1889 1.47356 0.17 64.0787 139.33 0.1889 1.45202 1.77 64.6343 25.00 0.1260 1.44087 0.32 65.4242 28.00 0.1260 1.42538 0.36 65.8118 27.67 0.1889 1.41792 0.35 66.4086 5.67 0.2519 1.40662 0.07 67.3163 46.33 0.1889 1.38984 0.59 67.7604 305.33 0.1889 1.38181 3.88 68.2456 437.00 0.1889 1.37316 5.56 69.0391 32.00 0.1889 1.35930 0.41 70.2098 17.67 0.2519 1.33948 0.22 70.9228 27.00 0.1260 1.32775 0.34 71.5623 5.00 0.1260 1.31745 0.06 72.2991 45.00 0.1889 1.30582 0.57 72.8996 4.33 0.1260 1.29654 0.06 73.4385 26.33 0.2519 1.28835 0.33 74.2569 31.67 0.1260 1.27617 0.40 74.7907 15.67 0.1260 1.26838 0.20 75.6271 63.67 0.1889 1.25641 0.81 77.3955 6.33 0.1920 1.23206 0.08 77.6350 45.00 0.1889 1.22886 0.57 79.2506 4.33 0.1536 1.20781 0.06

Lista de padrões: (Bookmark 4)

Ref. Code Score Compound Name Chemical Formula 00-046-1045 39 Quartz, syn Si O2 00-004-0733 30 Portlandite, syn Ca ( O H )2 00-005-0586 30 Calcite, syn Ca C O3 00-010-0479 27 Microcline, inter K Al Si3 O8 00-031-0966 19 Orthoclase K Al Si3 O8 00-046-1409 19 Muscovite, vanadian barian ( K , Ba , Na )0.75 ( Al , Mg , Cr , V )2 ( Si , Al ,

V )4 O10( O H , O )2

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXIII

Relatório da argamassa CA90 – Finos

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Condições de medição: (Bookmark 1)

Dataset Name EA90 finos File name C:\X'Pert Data\MF\Andreia\EA90\EA90.xrdml Comment Configuration=PW3064/60, Owner=User-1, Creation date=3/2/2007 4:22:01 PM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Transmission Spinner PW3064/60; Minimum step size Phi:0.1 Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Training1, Owner=User-1, Creation date=4/2/2007 11:10:47 AM Measurement Date / Time 9/22/2010 6:22:39 PM Operator Administrador Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0010 End Position [°2Th.] 79.9990 Step Size [°2Th.] 0.0020 Scan Step Time [s] 4.8638 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Automatic Irradiated Length [mm] 3.00 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 Generator Settings 35 mA, 40 kV Diffractometer Type 0000000011019195 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning Yes

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXIV

Gráfico principal: (Bookmark 2)

Difractograma

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

10 20 30 40 50 60 70

Counts

0

500

1000

EA90

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXV

Lista de intensidade dos picos: ( Bookmark 3)

Pos. [2θ] Height [cts] FWHM [2θ] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 5.4498 2.44 0.1536 16.20303 0.23 5.9870 0.47 0.1536 14.75021 0.04 6.8531 0.91 0.1152 12.88786 0.08 7.3570 1.03 0.1152 12.00638 0.10 7.7306 0.12 0.1152 11.42691 0.01 8.8260 9.74 0.1152 10.01098 0.90 9.5761 2.45 0.1536 9.22845 0.23

10.0467 0.26 0.3072 8.79717 0.02 10.4215 1.81 0.1152 8.48163 0.17 11.5531 3.10 0.1152 7.65332 0.29 12.2621 4.58 0.1536 7.21235 0.42 13.1162 1.24 0.2304 6.74453 0.11 13.6039 6.24 0.0960 6.50382 0.58 13.8976 1.95 0.1152 6.36704 0.18 14.1822 0.42 0.1536 6.23990 0.04 14.8543 1.39 0.0960 5.95905 0.13 15.7553 1.01 0.4608 5.62023 0.09 16.4363 2.88 0.1152 5.38888 0.27 17.0814 3.75 0.0960 5.18679 0.35 17.7000 5.44 0.1536 5.00689 0.50

Port18.0210 6.55 0.1152 4.91841 0.60 18.9833 1.14 0.3072 4.67119 0.11 19.7401 4.15 0.3072 4.49379 0.38

Q20.8068 156.58 0.1152 4.26575 14.46 22.3946 7.30 0.1152 3.96676 0.67 23.0279 59.42 0.1536 3.85908 5.49 23.6630 4.35 0.0960 3.75693 0.40 23.9379 8.08 0.1536 3.71440 0.75 24.8971 4.60 0.3840 3.57343 0.43 25.5656 4.71 0.2304 3.48148 0.44

Q26.5876 1082.85 0.1152 3.34994 100.00 27.0546 21.75 0.1344 3.29317 2.01

Fto27.4302 200.02 0.0960 3.24891 18.47 27.9175 8.64 0.1152 3.19330 0.80

Calc29.3538 981.44 0.0960 3.04024 90.64 30.6603 4.69 0.1152 2.91360 0.43 31.3936 19.49 0.0960 2.84720 1.80 32.2378 2.47 0.4608 2.77454 0.23 32.9050 2.52 0.2304 2.71978 0.23

Port34.0178 9.90 0.1536 2.63332 0.91 34.3259 3.46 0.1152 2.61038 0.32 34.8535 22.74 0.0960 2.57207 2.10 35.2674 3.84 0.0960 2.54282 0.35 35.9310 95.14 0.1536 2.49737 8.79 36.4811 71.08 0.1536 2.46097 6.56 37.0721 0.79 0.0960 2.42308 0.07 37.7350 2.34 0.0960 2.38202 0.22 38.3174 3.16 0.1536 2.34714 0.29 38.5770 5.41 0.0960 2.33194 0.50

Calc39.4039 183.10 0.1728 2.28489 16.91 40.2390 53.05 0.1152 2.23938 4.90 40.4659 1.61 0.1152 2.22734 0.15 41.0854 5.44 0.1152 2.19518 0.50 41.7073 14.09 0.0960 2.16387 1.30 42.4085 81.48 0.0960 2.12970 7.53

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXVI

43.1235 138.95 0.1536 2.09603 12.83 43.4996 1.32 0.1152 2.07877 0.12 44.2423 1.58 0.1536 2.04559 0.15 44.6349 0.87 0.2304 2.02850 0.08 45.3371 9.91 0.1152 1.99870 0.92 45.7357 58.06 0.1152 1.98221 5.36 47.0639 61.86 0.0960 1.92931 5.71 47.4692 210.02 0.1344 1.91378 19.40 48.4489 198.08 0.1536 1.87735 18.29 50.0976 370.96 0.0960 1.81936 34.26 50.5162 13.56 0.1536 1.80526 1.25 51.6851 1.24 0.1536 1.76715 0.11 51.9675 2.52 0.1152 1.75821 0.23 52.4765 1.60 0.1536 1.74234 0.15 52.7240 2.05 0.1152 1.73475 0.19 52.9613 0.72 0.1152 1.72753 0.07 53.3218 1.14 0.1152 1.71670 0.11 53.6124 0.89 0.1536 1.70808 0.08 54.2871 4.97 0.1536 1.68843 0.46 54.5332 4.33 0.1152 1.68139 0.40 54.8381 81.35 0.1152 1.67276 7.51 55.2739 27.78 0.1152 1.66060 2.57 55.6953 3.99 0.1536 1.64903 0.37 56.0188 5.82 0.1152 1.64027 0.54 56.5151 32.86 0.2304 1.62704 3.03 57.3557 82.54 0.1536 1.60518 7.62 58.0379 16.41 0.1536 1.58792 1.52 58.3447 2.54 0.1152 1.58030 0.23 58.5983 1.52 0.1536 1.57406 0.14 59.9117 131.42 0.1152 1.54266 12.14 60.6330 47.26 0.1152 1.52602 4.36 60.9521 32.61 0.1152 1.51879 3.01 61.3169 24.03 0.1344 1.51063 2.22 61.9639 1.98 0.1152 1.49640 0.18 62.5763 3.06 0.1536 1.48322 0.28 62.9620 17.17 0.0960 1.47506 1.59 63.9880 36.81 0.1152 1.45386 3.40 64.6232 52.84 0.1152 1.44109 4.88 65.5687 35.42 0.0960 1.42258 3.27 66.2981 2.84 0.1152 1.40869 0.26 67.1231 0.97 0.2688 1.39337 0.09 67.6973 158.74 0.0960 1.38294 14.66 68.1030 103.62 0.0960 1.37569 9.57 68.2817 113.10 0.1152 1.37252 10.44 68.7258 3.06 0.1536 1.36473 0.28 69.0947 13.82 0.1920 1.35834 1.28 69.5107 0.33 0.0960 1.35123 0.03 70.1891 18.73 0.0960 1.33982 1.73 70.7639 1.01 0.1152 1.33034 0.09 71.0401 0.17 0.1536 1.32584 0.02 71.4774 4.23 0.1152 1.31880 0.39 71.9795 1.55 0.1152 1.31083 0.14 72.2922 1.92 0.1536 1.30593 0.18 72.7200 14.97 0.0960 1.29930 1.38 73.4246 37.10 0.1152 1.28856 3.43 73.6403 7.61 0.0960 1.28532 0.70 74.0239 0.53 0.1152 1.27961 0.05 74.5664 5.09 0.1536 1.27163 0.47

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXVII

74.7296 4.39 0.1920 1.26926 0.41 75.6207 64.34 0.0960 1.25650 5.94 76.2213 10.41 0.0960 1.24809 0.96 76.4438 6.57 0.0960 1.24501 0.61 77.0834 26.95 0.1152 1.23627 2.49 77.6117 28.53 0.0960 1.22917 2.64 78.5106 4.44 0.2304 1.21733 0.41 79.2232 0.74 0.2304 1.20816 0.07

Lista de padrões: (Bookmark 4)

Ref. Code Score Compound Name Chemical Formula 00-044-1481 1 Portlandite, syn Ca ( O H )2 00-005-0586 44 Calcite, syn Ca C O3 00-046-1045 36 Quartz, syn Si O2 00-019-0926 5 Microcline, ordered K Al Si3 O8

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXVIII

Quadro A.0.14– Resumo dos picos de intensidade dos principais minerais utilizados no presente estudo

Desig. Min. Integral Finos




Pos [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

Pos. [2θ]

Rel. Int. [%]

CS7

Port 18,0641 2,23 18,0517 52,19

CH7

Port - - - -

CI7

Port - - - -

CA7

Port - - - -

Q 20,8655 13,03 20,8720 3,87 Q - - - - Q - - - - Q - - - -

Q 26,6511 100,00 26,6668 9,19 Q - - - - Q - - - - Q - - - -

Fto 27,4786 7,93 27,4491 6,88 Fto - - - - Fto - - - - Fto - - - -

Calc 29,4063 4,24 29,3862 93,69 Calc - - - - Calc - - - - Calc - - - -

Port 34,0909 3,67 34,0733 100,00 Port - - - - Port - - - - Port - - - -

Calc 39,4363 8,00 39,3838 17,62 Calc - - - - Calc - - - - Calc - - - -

CS14

Port 18,0504 4,95 18,0952 38,33

CH14

Port - - - -

CI14

Port 18,0617 2,57 18,0614 35,52

CA14

Port 18,0755 1,02 18,0629 7,04

Q 20,8502 24,70 20,8645 2,47 Q - - - - Q 20,8544 11,30 20,8973 2,87 Q 20,8676 13,62 20,8503 2,80

Q 26,6129 100,00 26,6565 11,91 Q - - - - Q 26,6367 100,00 26,6487 37,66 Q 26,6547 100,00 26,6306 8,06

Fto 27,4722 15,88 27,5236 22,72 Fto - - - - Fto 27,4386 8,18 27,4854 4,39 Fto 27,4644 12,39 27,4871 18,13

Calc 29,3933 9,59 29,4190 100,00 Calc - - - - Calc 29,3749 5,51 29,3962 85,25 Calc 29,3963 14,61 29,4140 100,00

Port 34,1018 4,66 34,1236 77,14 Port - - - - Port 34,0673 4,20 34,1113 100,00 Port 34,0911 1,27 34,1170 10,89

Calc 39,4485 6,83 39,4208 17,72 Calc - - - - Calc 39,4156 4,01 39,4036 24,24 Calc 39,4729 8,35 39,4172 13,69

CS28

Port 18,0587 0,86 18,0715 22,91

CH28

Port 18,0997 2,90 18,1737 31,21

CI28

Port 18,0630 1,39 18,0857 28,30

CA28

Port 18,0580 0,65 18,0651 5,03

Q 20,8676 13,12 20,9238 1,38 Q 20,8683 13,06 21,0614 1,76 Q 20,8640 14,79 20,8341 2,83 Q 20,8490 14,99 21,0188 2,26

Q 26,6504 100,00 26,6458 18,90 Q 26,6557 100,00 26,6642 4,34 Q 26,6448 100,00 26,6442 14,76 Q 26,6264 100,00 26,6483 18,22

Fto 27,4805 21,81 27,4856 30,80 Fto 27,4738 7,86 27,5596 10,31 Fto 27,4926 13,18 27,4878 2,43 Fto 27,4801 10,81 27,4893 11,19

Calc 29,4157 4,22 29,4129 100,00 Calc 29,4143 8,73 29,4982 100,00 Calc 29,4136 7,10 29,4118 100,00 Calc 29,3918 10,09 29,4140 100,00

Port 34,1126 1,70 34,0947 51,52 Port 34,0616 4,25 34,2048 78,02 Port 34,1484 1,98 34,1105 64,87 Port 34,1042 0,73 34,1141 11,84


CS90

Port 18,1425 0,61 18,0608 8,84

CH90

Port 18,0667 1,57 18,0931 51,91

CI90

Port 18,0588 0,86 18,0575 5,63

CA90

Port 18,0831 0,24 18,0210 0,60

Q 20,9342 7,82 20,8465 8,38 Q 20,8688 9,23 20,8878 13,23 Q 20,8715 12,77 20,8421 14,31 Q 20,8494 12,54 20,8068 14,46

Q 26,7286 100,00 26,6045 63,96 Q 26,6548 100,00 26,6605 19,37 Q 26,6504 100,00 26,6339 100,00 Q 26,6354 100,00 26,5876 100,00

Fto 27,5532 6,12 27,5007 35,83 Fto 27,4804 16,59 27,4923 24,83 Fto 27,4746 7,84 27,4608 10,46 Fto 27,4876 13,67 27,4302 18,47


Port 34,1674 0,84 34,1152 14,13 Port 34,0841 2,40 34,1013 59,35 Port 34,1391 1,42 34,0985 12,18 Port 34,0847 0,20 34,0178 0,91


CS120

Port 18,0826 0,13 18,0566 6,62

CH120

Port 18,0481 3,39 18,0705 39,30

CI120

Port 18,0283 0,68 18,0729 10,30

CA120

Port - - - -

Q 20,8853 9,72 20,9146 1,64 Q 20,8613 21,73 20,9977 3,40 Q 20,8249 10,53 20,9158 0,88 Q - - - -

Q 26,6873 100,00 26,6198 7,85 Q 26,6478 100,00 26,6448 8,41 Q 26,6123 100,00 26,6422 14,08 Q - - - -

Fto 27,5084 3,90 27,4603 9,44 Fto 27,4817 9,77 27,4950 5,63 Fto 27,4874 5,29 27,4869 7,02 Fto - - - -

Calc 29,4337 3,09 29,4039 100,00 Calc 29,4040 9,84 29,4116 100,00 Calc 29,3811 8,11 29,4090 100,00 Calc - - - -

Port 34,2525 0,46 34,0871 17,62 Port 34,0934 6,15 34,0946 78,52 Port 34,0841 1,21 34,1100 26,22 Port - - - -

Calc 39,4661 7,37 39,3791 19,49 Calc 39,4342 9,28 39,3814 19,09 Calc 39,4420 11,83 39,4217 19,65 Calc - - - -

Legenda: Desig. – designação da argamassa; Min. – mineral; Pos. – posição no difractograma; Rel. Int. – relação de intensidades; Port. – portlandite; Q – quartzo; Fto – feldspato; Calc. – calcite

Anexos

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil Página XXXIX

A.8 Resultados da análise microtomográfica

Quadro A.0.15 – Resultados obtidos a partir da análise microtomográfica das amostras CS, para as várias idades em estudo

Desig.

N.L. LGTh UGTh LVT UVT PS TV BV BV/TV TS BS i,S BS/BV BS/TV Tb,Pf Crd,X Crd,Y Crd,Z SMI Tb,Th Tb,N Tb,Sp DA EgV1 EgV2 EgV3 FD Obj,N

- [mm] [mm] [um] - - [mm 3] [mm 3] [%] [mm 2] [mm 2] [mm 2] [1/mm] [1/mm] [1/mm] [mm] [mm] [mm] - [mm] [1/mm] [mm] - - - - - -

"agr

egad

os"

CS7 251 90 165 3,5 9,5 23,8 173,3 124,5 71,9 194,8 1863,8 123,2 15,0 10,8 -25,3 0,1 -0,4 6,6 -3,9 0,2 3,0 0,15 0,15 0,6 0,6 0,5 2,64 2355

CS28 323 92 230 2,7 10,4 23,8 314,2 204,5 65,1 293,8 2924,9 147,2 14,3 9,3 -13,9 0,4 0,2 6,5 -1,4 0,3 2,2 0,17 0,10 0,6 0,6 0,6 2,55 3901

CS90 334 69 129 2,3 10,2 23,8 277,0 181,8 65,6 272,3 2842,5 155,6 15,6 10,3 -18,3 0,1 -0,3 5,9 -2,2 0,3 2,6 0,17 0,11 0,6 0,6 0,5 2,60 3441

CS120 291 100 179 2,7 9,7 23,8 251,9 170,2 67,6 255,3 2940,4 146,3 17,3 11,7 -23,8 0,0 -0,2 6,0 -2,8 0,2 3,0 0,16 0,10 0,6 0,5 0,6 2,67 3943

"liga

nte"

CS7 251 40 90 3,5 9,5 23,8 173,3 48,8 28,1 194,8 1922,5 31,1 39,4 11,1 -1,0 0,3 -0,1 7,0 1,3 0,1 2,5 0,24 0,16 0,6 0,6 0,5 2,48 19911

CS28 323 25 92 2,7 10,4 23,8 314,2 109,7 34,9 293,8 3079,6 88,0 28,1 9,8 -5,6 0,5 0,3 6,7 0,6 0,1 2,6 0,28 0,10 0,6 0,6 0,6 2,51 19459

CS90 334 40 69 2,3 10,2 23,8 277,0 89,1 32,2 272,3 3280,6 52,1 36,8 11,8 -7,0 0,1 0,0 6,3 0,4 0,1 2,9 0,24 0,11 0,6 0,6 0,5 2,53 19642

CS120 291 40 100 2,7 9,7 23,8 251,9 82,5 32,8 255,3 3031,3 51,2 36,7 12,0 -3,7 0,1 0,1 6,4 1,2 0,1 2,8 0,22 0,11 0,6 0,5 0,6 2,54 25322

"mac

ropo

ros"

CS7 251 0 40 3,5 9,5 23,8 173,3 2,7 1,5 194,8 112,9 2,6 42,6 0,7 27,7 0,3 -0,1 6,9 3,9 0,2 0,1 0,86 0,16 0,6 0,6 0,5 1,44 3601

CS28 323 0 25 2,7 10,4 23,8 314,2 4,8 1,5 293,8 179,0 5,5 37,7 0,6 24,4 0,0 0,0 6,3 3,9 0,2 0,1 0,99 0,13 0,5 0,6 0,6 1,48 3806

CS90 334 0 40 2,3 10,2 23,8 277,0 13,1 4,7 272,3 479,5 11,1 36,5 1,7 21,5 0,2 0,2 6,6 3,8 0,2 0,2 0,64 0,15 0,6 0,6 0,5 1,68 8156

CS120 291 0 40 2,7 9,7 23,8 251,9 3,8 1,5 255,3 122,4 6,0 32,6 0,5 25,9 1,2 0,0 6,4 4,6 0,2 0,1 0,92 0,06 0,6 0,6 0,6 1,45 3785

Legenda: N.L. – número de fatias; LVT – posição vertical inferior; UVT – posição vertical superior; PS – dimensão do pixel; LGTh – limiar inferior do nível de cinzentos; UGTh - limiar superior do nível de cinzentos; TV – volume do corpo analisado; BV – volume de matéria; BV/TV – percentagem volumétrica de matéria; TS – superfície do corpo analisado; BS – superfície da matéria; i,S – superfície de intersecção; BS/BV – razão superfície/volume da matéria; BS/TV – densidade de superfície da matéria; Tb,Pf – factor de padrão estrutural; Crd,X – centróide (Y); Crd,Y – centróide (Y); Crd,Z – centróide (Z); SMI – índice do modelo estrutural; Tb,Th – espessura estrutural; Tb,N – número estrutural; Tb,Sp – separação estrutural; DA – grau de anisotropia; EgV1 – valor próprio 1; EgV2 – valor próprio 2; EgV3 – valor próprio 3; FD – dimensão fractal; Obj,N – número de objectos

dissertação para a obtenção do grau de mestre em ... · dissertação de mestrado integrado em...

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