2. REQUISITOS DAS ARGAMASSAS PARA REPARAÇÃO

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1 ESTUDO DE ARGAMASSAS DE CAL HIDRAULICA DE REFECHAMENTO DE JUNTAS DE PEDRAS José Domingos Costa Cimpor Argamassas Grupo Cimpor Portugal Ana Pérez Lobato Morteros de Galicia,S.L. Grupo Cimpor España David Abeal Riveiros Morteros de Galicia,S.L. Grupo Cimpor España Resumo: Os edifícios antigos de fachada de pedra-à-vista, como a generalidade dos edifícios antigos, desenvolvem, com o tempo, degradação dos seus materiais componentes. Considerando a natureza desses materiais, o primeiro material a degradar-se é a argamassa utilizada no fecho das juntas das pedras, com prejuízo do desempenho das suas funções. As reparações a efectuar exigem um diagnóstico prévio, em que se identifica os defeitos do edifício e as suas causas principais, possibilitando a selecção da argamassa industrial mais apropriada, sem colocar em causa a pedra que constituem a fachada. Neste trabalho comparou-se o desempenho de argamassas industriais baseados em cal hidráulica natural com produtos equivalentes baseados em cimento, destinados a recuperação de juntas de pedra em construção contemporânea.. Palavras chave: argamassa, cal, reboco, recuperação, pedra natural 1. INTRODUÇÃO As fachadas de pedra à vista dos edifícios antigos apresentam-se, muitas vezes, degradados. Esta degradação pode manifestar-se, numa primeira fase, na desagregação das argamassas de fecho das juntas, podem evoluir, caso não sejam alvo de intervenção, para danos nas pedras naturais. As causas mais comuns para estes problemas são: Degradação inerente à sua idade e condições de exposição ambiental, que se podem traduzir em degradação mecânica ou em acumulação de sais; Intervenções de reparação do revestimento realizadas no passado, em que não houve a preocupação de seleccionar os materiais e as técnicas mais adequadas, quer em relação ao material original, quer em relação à causa da patologia reparada; Intervenções realizadas no passado, na estrutura ou na envolvente, em que não houve acção directa sobre a parede mas que deram origem a alterações nas condições de exposição; Questões inerentes à constituição inicial dos edifícios, quer ao nível do projecto, quer ao nível da execução.

2 Torna-se assim fundamental que não só as intervenções como também os materiais utilizados na reparação sejam os mais adequados, para permitir a correcção dos defeitos detectados e evitar que causem danos às pedras que constituem as fachadas. Cada vez mais existe a preocupação, ao longo de toda a cadeia de decisão nas obras de reparação em adoptar as técnicas construtivas mais adequadas a este tipo de intervenções ao mesmo tempo que a oferta disponível por parte dos fabricantes de materiais de construção se tem diversificado, nomeadamente na utilização de ligantes não cimenticios nas argamassas industriais. De entre estes destaca-se a aposta nas argamassas à base de cal, nas suas variedades hidráulica e também aérea, têm vindo a ganhar terreno, face à sua capacidade em permitir a formulação de produtos mais compatíveis com os materiais utilizados inicialmente. 2. REQUISITOS DAS ARGAMASSAS PARA REPARAÇÃO As argamassas para reparação de juntas de pedra de edifícios antigos devem obedecer aos seguintes requisitos: Compatibilidade com as pedras naturais que constituem a fachada; Aspecto após aplicação o mais semelhante possível aos materiais originais; Trabalhabilidade adequada; Envelhecimento controlado e natural. Estes requisitos básicos traduzem-se nas seguintes características: 1. Razão resistência à flexão / resistência à compressão elevada [1], ou seja uma ductilidade elevada; 2. Elevada permeabilidade ao vapor de água de modo a permitir a eliminação da água presente na parede; 3. Baixo coeficiente de capilaridade de modo a minimizar a infiltração de agua nas zonas não fendilhadas; 4. Baixa retração linear, de forma a minimizar a fendilhação; 5. Baixo módulo de elasticidade de modo a minimizar a fendilhação por deformações do suporte ou da estrutura resistente; 6. Elevada capacidade de retenção de água inicial de modo a minimizar a fendilhação inicial devida a fenómenos de secagem prematura; 7. Razão espalhamento / água de amassadura elevada (trabalhabilidade) de modo a garantir a trabalhabilidade em fresco da argamassa sem ser necessário recorrer a quantidades excessivas de água; 8. Resistências mecânicas adequadas ao fim a que se destinam.

3 Para além destes requisitos de ordem técnica, não podem ser esquecidos outros, de orden prática, mas que têm um papel igualmente determinante no sucesso de uma intervenção e que estão intimamente relacionados com o sucesso da utilização de argamassas industriais em Portugal e nos países ocidentais: Estabilidade na composição dos produtos utilizados; Utilização de matérias-primas com propriedades conhecidas e constantes; Capacidade de desenvolvimento de produtos com características específicas com base num diagnóstico de patologias; Facilidade de utilização em obra diminuindo a necessidade de mão-de-obra especialmente experientes ou qualificados; Desenvolvimento de propriedades mecânicas e de aptidão para o acabamento compatíveis com os prazos de execução actuais; Produtos e processos de fabrico sujeitos a elevados padrões de qualidade; Garantia de que a composição do produto corresponde ao prescrito. A opção pelo estudo de argamassas industriais formuladas com cal hidráulica natural deriva portanto do compromisso necessário entre ligantes para fazer face a requisitos actuais e ligantes que proporcionem, às argamassas em que são utilizados, propiedades análogas às das argamassas primitivas objecto de intervenção. 3. OBJECTIVOS DO TRABALHO Este trabalho pretende desenvolver, caracterizar e estudar quanto à sua adequabilidade para trabalhos de recuperação, conforme os requisitos atrás expostos, uma formulação de argamassa industrial para refechamento de juntas de pedra, à base de cal hidráulica natural. Foi utilizado como termo de referência uma argamassa industrial de refechamento de juntas, destinada a construção nova, baseada em cimento Portland. As formulações das argamassas apresentam-se na tabela 1. Tabela 1 Formulações (traços mássicos) Cimento 1 - Cal Hidráulica Natural - 1 Cal aérea 0,17 - Agregado calcário - 5,05 Agregado Granítico 7,14 - Aditivos 2,8x10-2 1,4 x10-2 A B

4 Estas argamassas foram elaboradas industrialmente, tendo sido utilizadas as seguintes matérias primas: Cimento CEM I/B-L 52,5 R Cal Hidráulica Natural NHL 5 produzida na Fábrica de Cal Hidráulica do Cabo Mondego (CIMPOR); Agregado calcário máxima dimensão 1 mm; Agregado Granítico máxima dimensão 1 mm; Cal aérea CL-90 S Aditivos: o o Argamassa A: agente de retenção de água, introdutor de ar, agente hidrófugo, pigmentos. Argamassa B: agente de retenção de água, pigmentos. A argamassa de referência foi a argamassa para refechamento de juntas de pedra de Pulmor- Morteros de Galicia, S.L. (Grupo Cimpor), uma argamassa industrial que se encontra certificada e que cumpre os requisitos relativos à marcação CE. 4. ENSAIOS EFECTUADOS Além dos ensaios normalizados que se efectuam correntemente sobre argamassas industriais quer como forma de controlo do processo de fabrico como para responder aos requisitos dos sistemas de certificação de produtos, foi opção dos autores desenvolver um estudo em que se relacionassem as exigências de comportamento das argamassas de reparação com ensaios normalizados. Enquadram-se nesta perspectiva os ensaios de coeficiente de permeabilidade ao vapor de agua, módulo de elasticidade e a avaliação da ductilidade expressa em termos da razão resistência à flexão / resistência à compressão. De notar que, com a excepção do resultado da permeabilidade ao vapor de água, que foi determinado como ensaio de tipo inicial, todos os restantes resultados médios apresentados resultam de 8 amostragens distintas. 5. APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS Na tabela 2 apresentam-se os ensaios realizados neste estudo, as normas de ensaio e a correspondente característica, de acordo com o referido no ponto 2, que permitem medir.

5 Tabela 2 Ensaios realizados Ensaios Norma Característica Água de amassadura Consistência (espalhamento) Massa volúmica aparente fresca Retenção de água aos 5 min Massa volúmica aparente endurecida Resistência à flexão aos 28 dias Resistência à compressão aos 28 dias Coeficiente de capilaridade Coeficiente de permeabilidade ao vapor de água Módulo de elasticidade Ductilidade (R flexão / R compressão) Espalhamento / água amassadura 3:1999 3:1999 6:1998 Método Interno Método Interno 11: : : :1999 NBR 15630: Trabalhabilidade 7 Trabalhabilidade - 6 Capacidade de retenção de água - 1 Ductilidade 8 Resistências Mecânicas 1 Ductilidade 8 Resistências Mecânicas 3 Absorção de água por capilaridade 2 Permeabilidade ao vapor de água 5 Módulo de elasticidade - 1 Ductilidade - 7 Trabalhabilidade

6 Apresentam-se na tabela 3 os resultados médios obtidos neste estudo: Tabela 3 Resultados do estudo Ensaios Unidade A B Água de amassadura % massa de água /massa de arg.seca 19,0 ± 0,5 20,0 ± 0,5 Consistência (espalhamento) Massa volúmica aparente fresca Retenção de água aos 5 min Massa volúmica aparente endurecida Resistência à flexão aos 28 dias Resistência à compressão aos 28 dias Coeficiente de capilaridade Coeficiente de permeabilidade ao vapor de água (µ) Módulo de elasticidade Ductilidade (R flexão / R compressão) Espalhamento / água amassadura mm 174,6 ± 4,4 175,3 ± 3,5 kg/m ± ± 47 % 89,1 ± 1,1 96,6 ± 0,3 kg/m ± ± 63 MPa 3,2 ± 0,4 1,0 ± 0,4 MPa 8,9 ± 0,7 1,9 ± 0,4 kg/m 2 min 0,5 0,02 ± 2x10-3 1,5 ± 0,06 15/35 (Valor tabulado) 4,8 GPa 8,7 ± 2,1 5,7 ± 3,2-0,36 0,53-9,2 8,8 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS Dos resultados obtidos e das observações efectuadas na preparação das amostras, salientamse os seguintes factos:

7 Como era expectável as resistências mecânicas à compressão e à flexão são muito diferentes, entre a formulação A e B, sendo que a formulação composta baseada em cal apresenta valores significativamente mais baixos. O valor da absorção de água por capilaridade também é muito superior na formulação B, baseada em cal hidráulica. No entanto, e apesar a diferença também se dever à diferença na natureza do ligante, e na porosidade das argamassas resultantes, também deve ser considerado o facto de que enquanto que a formula A (cimenticia) possuir aditivo hidrófugo, na formula B (de cal hidráulica natural) este aditivo está ausente. De notar que a opção da não utilização de agente hidrófugo na argamassa de cal vai ao encontro das exigências do mercado espanhol, pois cada vez mais os restauradores exigem que os materiais a utilizar tenham baixo conteúdo em aditivos. No que diz respeito à permeabilidade ao vapor de água, a formulação A não foi alvo de ensaios, pois tratando-se, à luz da normalização, de uma argamassa para alvenaria, a EN 998-2:2010 apenas exige a determinação de esse valor, a partir da densidade endurecida, recorrendo às tabelas da Norma Europeia EN 1745:2002, as quais apenas dão um intervalo para o m. Não obstante, o valor tabelado correspondente à formulação A, de µ entre 15 e 35, corresponde a uma resistência à transferência do vapor de água muito superior ao valor determinado para a fórmula B, que foi obtida através do ensaio da 19, e cujo resultado foi de 4,8. É curioso notar que, apesar da enorme diferença aparente entre os valores de µ entre as duas fórmulas, a densidade endurecida de ambas é muito semelhante, e caso as tabelas da EN 1745 sejam utilizadas para determinar a permeabilidade ao vapor de água da fórmula B, obter-se-à exactamente o mesmo valor que para a fórmula A, ou seja 15/35. Claro que existindo diferenças entre o valor obtido da tabela e o obtido experimentalmente, é este último que prevalece. Por outro lado a existência de uma tão grande diferença entre o valor de µ obtido pelos dois métodos, leva a considerar que, talvez, a utilização de valores tabelados para declarar a permeabilidade ao vapor de água, não seja o método mais adequado. No entanto este facto sai do âmbito deste artigo. Também se optou por determinar o módulo de elasticidade dinâmico pois, de acordo com o já encontrado na literatura, um baixo módulo de elasticidade é um dos requisitos básicos de uma argamassa para renovação de construção histórica. (Veiga, 2001). Conforme se esperava, o valor obtido para a fórmula B, de 5,7 GPa, é significativamente inferior ao valor de E para a formulação A. Assim, o valor obtido para a formulação B é baixo, o que dá resposta à necessidade genérica de obter comportamentos mecânicos e elastoplásticos compatíveis com suportes pouco estáveis, pouco resistentes e susceptíveis de sofrer pequenos movimentos ou acomodações dimensionais com o decorrer do tempo. Verificou-se ainda que a formulação B possui uma ductilidade superior a argamassa A, conforme seria de esperar, por se tratar de uma argamassa formulada exclusivamente com cal hidráulica natural.

8 7. CONCLUSÕES A análise dos resultados obtidos neste trabalho, e a sua análise à luz dos requisitos existentes na literatura (Veiga, 2001; Veiga, Carvalho, 2002) permitiu concluir que, levando em conta as várias características pretendidas, a formulação B, em que o ligante é exclusivamente Cal Hidráulica Natural é claramente a mais adequada para o refechamento de juntas de pedra em fachadas antigas. Esta conclusão teve como base: A ductilidade claramente superior da formulação B, o que lhe deverá permitir uma superior capacidade de resistir às tensões susceptíveis de causar fendilhação O valor do coeficiente de permeabilidade ao vapor de água da fórmula B, é menor do que no caso da fórmula A. A utilização de ligantes mais compatíveis com a a construção histórica. O baixo teor de aditivos que, do ponto de vista do mercado da restauração, é cada vez mais visto como uma exigência. Assim consideramos que a utilização de argamassas com cal hidráulica natural poderá corresponder à solução mais interessante, em obras de reparação e recuperação de fachadas de edifícios antigos em que seja necessário realizar refechamento de juntas de pedras garantindo a compatibilidade com os materiais existentes. No entanto, em situações em que haja necessidade de resistências à compressão mais elevadas, como nos casos de aplicação de grandes espessuras de argamassa ou nos casos de preenchimento de juntas entre os elementos constituintes de paredes estruturais, será necessário efectuar um diagnóstico mais profundo acerca da natureza dos danos que permita confirmar se as resistências mecânicas da formulação B são suficientes. 8. ANEXOS 8.1 Densidade aparente endurecida O ensaio é realizado em provete prismático preparado e conservado até aos 28 dias. Secar na estufa até massa constante. Pesar o prisma. A densidade é calculada dividindo a massa pelo volume do prisma. 8.2 Retenção de água Determinar a quantidade de água absorvida por oito papeis de filtro, em contacto com a argamassa fresca, ao fim de cinco minutos. 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS EN 998-2:2010, Specification for mortar for masonry - Part 2: Masonry mortar Veiga M.R.; Carvalho, F. Argamassas de reboco para paredes de edifícios antigos. Requisitos e características a respeitar. Caderno de edifícios n.º 2, Lisboa, LNEC, Veiga, M. R; Aguiar, J.; Santos Silva, A.; Carvalho, F. Methodologies for characterisation and repair of mortars of ancient buildings. Seminário Internacional de Construção Histórica 2001, Guimarães, Universidade do Minho, Novembro 2001.