Recuperação do Património Edificado com Argamassas Industriais de Ligantes Hidráulicos

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1 Recuperação do Património Edificado com Argamassas Industriais de Ligantes Hidráulicos Foto autor 2 José Costa CIARGA Argamassas Secas Portugal jdcosta@cimpor.pt Catarina Coelho CIMPOR Indústria de Cimentos Portugal ccoelho@cimpor.pt Resumo: Muitos edifícios antigos, alguns já com vários séculos de existência, apresentam degradação mais ou menos profunda das suas fachadas 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 seguir estudar uma argamassa industrial apropriada para a sua recuperação. Neste trabalho comparou-se o desempenho de argamassas industriais de ligantes hidráulicos em ensaios laboratoriais seleccionados para tentar reproduzir o comportamento dos revestimentos sobre as paredes dos edifícios antigos. Palavras chave: argamassa, cal, reboco, recuperação. 1. INTRODUÇÃO Os revestimentos de paredes dos edifícios antigos apresentam-se, muitas vezes, degradados. Estas degradações, cujos efeitos mais visíveis são fissurações extensas, desagregações, eflorescências, falta de resistência, descolamento da camada superficial, etc., podem pôr em causa a capacidade do revestimento em desempenhar as suas funções, devendo-se essencialmente a: 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 revestimento original, quer em relação à causa da patologia reparada;

2 Intervenções realizadas no passado, na estrutura ou na envolvente, em que não houve acção directa sobre o revestimento 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. 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 quaisquer outros possam surgir como consequência. Deste modo, tem sido feito pelas entidades públicas e privadas intervenientes nesta temática, um esforço profundo e continuado na formação do pessoal e na adopção de técnicas construtivas mais adequadas a este tipo de intervenções ao mesmo tempo que se tem desenvolvido a investigação técnica e científica em torno das propriedades mais relevantes das argamassas a utilizar. Neste último aspecto merece relevo especial a aposta em argamassas industriais desenvolvidas especificamente para este efeito e em ligantes que evitem o aparecimento de patologias decorrentes de intervenções deficientemente equacionadas. A utilização crescente de argamassas à base de cal, nas suas variedades hidráulica e também aérea, terá nascido de uma forma empírica tendo como base o interesse em aproximar as suas propriedades das das utilizadas na época da construção primitiva. Actualmente o conhecimento que existe, fruto de um grande investimento técnico e científico, permite-nos alicerçar essa utilização de uma forma muito mais sustentada. 2. REQUISITOS DAS ARGAMASSAS PARA REPARAÇÃO As argamassas para reparação de fachadas de edifícios antigos devem obedecer aos seguintes requisitos: Compatibilidade com o suporte em que vão ser aplicadas; Aspecto após aplicação o mais semelhante possível aos rebocos 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 água nas zonas não fendilhadas;

3 4. Boa aderência ao suporte; 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. Para além destes requisitos de ordem técnica, não podem ser esquecidos outros, de ordem 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 dispensando a necessidade de operários 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, propriedades análogas às das argamassas primitivas objecto de intervenção. 3. OBJECTIVOS DO TRABALHO Este trabalho pretende caracterizar e estudar quanto à sua adequabilidade para trabalhos de recuperação, conforme os requisitos atrás expostos, duas formulações de argamassa industrial, à base de Cal Hidráulica Natural. Foi utilizado como termo de referência uma argamassa de reboco industrial para utilização corrente.

4 As formulações das argamassas apresentam-se na tabela 1. Tabela 1 Formulações (traços mássicos) A B C Cimento Cal Hidráulica Natural 0,24 1,42 1 Agregado Calcário 6,36 7,20 4,28 Fíler Calcário 0,40 0,90 0,28 Aditivos 1,5 x ,5 x ,5 x 10-3 A - argamassa de referência AREM CIARGA B argamassa AE CIARGA C argamassa de cal hidráulica natural Estas argamassas foram elaboradas industrialmente, tendo sido utilizadas as seguintes matérias primas: Cimento CEM II/B-L 32,5 N produzido no Centro de Produção de Alhandra (CIMPOR); Cal Hidráulica Natural NHL 5 produzida na Fábrica de Cal Hidráulica do Cabo Mondego (CIMPOR); Agregado Calcário Obtido por britagem de britas calcárias e recomposição granulométrica produzido pela CIARGA, máxima dimensão 2 mm; Fíler Calcário Obtido por britagem de britas calcárias produzido pela CIARGA, fracção abaixo dos 100 µm; Aditivos - agente de retenção de água, espessante, introdutor de ar, agente hidrófugo. A argamassa de referência foi a Argamassa para Reboco Exterior Manual (AREM) da CIARGA, 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 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 módulo de elasticidade, a classificação do tipo de fractura e a avaliação da ductilidade expressa em termos da razão resistência à flexão / resistência à compressão.

5 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. Tabela 2 Ensaios realizados Ensaios Norma Característica Água de amassadura 3: Trabalhabilidade Consistência (espalhamento) 3: Trabalhabilidade Massa volúmica aparente fresca 6: Ar incluído 7: Retenção de água aos 5 min Método Interno 6 Capacidade de retenção de água Massa volúmica aparente endurecida Método Interno - Resistência à flexão aos 28 dias 11: Ductilidade 2 Resistências Mecânicas Resistência à compressão aos 28 dias 11: Ductilidade 2 Resistências Mecânicas Coeficiente de capilaridade 18: Absorção de água por capilaridade Aderência a seco aos 28 dias 12: Aderência ao suporte Tipo de fractura 12: Aderência ao suporte Coeficiente de permeabilidade ao vapor de água 19: Permeabilidade ao vapor de água Módulo de elasticidade CSTB Cahier nº : Módulo de elasticidade Ductilidade (R flexão / R compressão) - 1 Ductilidade Espalhamento / água amassadura - 7 Trabalhabilidade Apresentam-se na tabela 3 os resultados obtidos neste estudo:

6 Tabela 3 Resultados do estudo Ensaios Unidade A B C Água de amassadura % massa de água/massa de 16,0 15,0 15,0 arg.seca Consistência (espalhamento) mm 165,0 160,1 159,8 Massa volúmica aparente fresca kg/m Ar incluído % Retenção de água aos 5 min % 94,30 93,23 92,16 Massa volúmica aparente endurecida kg/m Resistência à flexão aos 28 dias MPa 2,4 3,1 0,8 Resistência à compressão aos 28 dias MPa 7,3 10,3 1,7 Coeficiente de capilaridade kg/m 2 min 0,5 0,40 0,38 0,35 Aderência a seco aos 28 dias MPa 0,2 0,1 0,1 Tipo de fractura (a-adesiva b-coesiva) - b a a Permeância média ao vapor de água (Λ) kg/m 2 spa 9,0x10-9 3,2x10-9 3,0x10-9 Λpadrão Coeficiente de permeabilidade µ = ao vapor de água (µ) Λamostra 2,16x10-2 6,06x10-2 6,60x10-2 Módulo de elasticidade MPa - - 1,7 Ductilidade (R flexão / R compressão) - 0,3 0,3 0,5 Espalhamento / água amassadura - 10,3 10,7 10,7 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS Dos resultados obtidos e das observações efectuadas na preparação das amostras, salientam-se os seguintes factos: Os valores da retenção de água e do coeficiente de capilaridade não diferem significativamente para as três argamassas ensaiadas, pelo que se pode inferir que devido à presença dos aditivos, estas características não serão muito afectadas pela natureza e pela quantidade do ligante utilizado. Os valores obtidos, cerca de 0,4 kg/m 2 min 0,5, correspondem a uma absorção por capilaridade intermédia [2], adequada para o nosso clima.

7 Verificou-se que as resistências mecânicas obtidas são, nos três casos, adequadas para aplicação como reboco, como a nossa experiência prática permite concluir. De notar que a formulação B, em que se verificaram as maiores resistências à compressão, corresponde a um produto inicialmente desenvolvido para aplicação como encasque, para reparação de construção antiga. Neste tipo de utilização as resistências altas são vantajosas devido às espessuras envolvidas, e à necessidade habitual de terem um contributo estrutural importante. As formulações A e C destinam-se a rebocar em camadas de espessura de 2 a 6 cm, quer como camada única quer como acabamento, em construção nova e reparações de construção antiga respectivamente. Verificou-se ainda que a formulação C possui uma ductilidade superior a qualquer das outras, conforme seria de esperar, por se tratar de uma argamassa formulada exclusivamente com Cal Hidráulica Natural. Em relação aos valores do ensaio de aderência, verificou-se que as formulações B e C apresentam valores inferiores à formulação de referência. Para além disso as fracturas destas formulações foram do tipo Adesivo, em que a ruptura se deu na interface argamassa-suporte. Convém no entanto salientar que este ensaio foi realizado de acordo com a 12:1999, em que o substrato utilizado foi betão, o que não se pode considerar como reproduzindo o suporte típico em trabalhos de reparação e recuperação em fachadas de edifícios antigos. O aprofundamento desta análise com a realização de outros ensaios e com a utilização de outros materiais mais representativos dos suportes existentes em construções antigas, poderá no futuro permitir obter indicações mais claras e conclusivas. No que diz respeito à permeabilidade ao vapor de água verificou-se que todas as fórmulas ensaiadas apresentam coeficientes de permeabilidade ao vapor de água dentro dos valores exigidos para argamassas de reparação para edifícios antigos [2]. No entanto, ao contrário do que seria de esperar, verificou-se que a formulação A possui maior permeabilidade ao vapor de água. De notar que as argamassas B e C foram amassadas com água durante 120 segundos enquanto que a argamassa de referência, A, foi amassada durante 60 segundos. Estes tempos de amassadura são fruto de experiência passada, em que se constatava que quanto maior o teor de cal numa argamassa, mais difícil seria a mistura entre os sólidos e a água. Esperar-se-ia que o teor de ar aumentasse com o aumento do tempo de amassadura, o que não se verificou. Face a estes factos, será interessante analisar a influência dos tempos de amassadura não apenas nestas características como também nas restantes. Optou-se por determinar o módulo de elasticidade dinâmico apenas na formulação C pois, de acordo com o já encontrado na literatura [1], argamassas só de cal hidráulica apresentam valores inferiores aos das argamassas bastardas ou das argamassas de cimento. De facto o valor obtido para a formulação C é baixo [3], 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.

8 7. CONCLUSÕES A análise dos resultados obtidos neste trabalho permitiu concluir que, levando em conta as várias características pretendidas, a formulação C, em que o ligante é exclusivamente Cal Hidráulica Natural é ligeiramente mais adequada para a reparação e recuperação de fachadas antigas. Considerando os valores obtidos para a permeabilidade ao vapor de água que, como se viu anteriormente, encontram-se todos abaixo dos exigidos pela norma para argamassas de reparação e recuperação de fachadas, esta conclusão teve como base a ductilidade claramente superior da formulação C, o que lhe deverá permitir uma superior capacidade de resistir às tensões susceptíveis de causar fendilhação. 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 C são suficientes. De notar que os resultados obtidos para a formulação B, dado que se esperava que apresentassem características intermédias entre as da formulação A e da formulação C, deverão ser alvo de confirmação. Esta conclusão é baseada no facto de as formulações estudadas apresentarem características de resistência à absorção de água por capilaridade muito boas e independentes quer da restante formulação quer das restantes características. Assim consideramos que a utilização de argamassas com Cal Hidráulica Natural em duas formulações distintas mas complementares (B como enchimento e C como reboco) poderá corresponder à solução mais interessante, em obras de reparação e recuperação de fachadas de edifícios antigos em que seja necessário realizar enchimentos profundos garantindo a compatibilidade com os materiais existentes. 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. Recorrendo a um paquímetro determinar o diâmetro, em cm, do prisma em duas posições ortogonais no seu terço médio e a altura, também em cm, em três pontos diferentes. 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 um papel de filtro, em contacto com a argamassa fresca, ao fim de cinco minutos. 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Veiga, Maria do Rosário; Carvalho, Fernanda R. Argamassas de Revestimento na Reabilitação do Património Urbano [2] EN 998-1:2003 Specification for mortar for masonry Part 1: Rendering and plastering mortar

9 [3] Cahier nº :1993 du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Batiment)

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