Estudo da influência da dosagem de cimento nas características mecânicas de argamassas bastardas para rebocos de edifícios antigos

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1 Estudo da influência da dosagem de cimento nas características mecânicas de argamassas bastardas para rebocos de edifícios antigos Bruna Silva UTL/Instituto Superior Técnico Ana Paula Ferreira Pinto, Augusto Gomes UTL/Instituto Superior Técnico/DECivil/ICIST 1

2 ENQUADRAMENTO Argamassas de cal aérea são as mais adequadas para aplicação em edifícios antigos devido à sua constituição e características serem semelhantes às das argamassas antigas Desvantagens associadas à utilização de argamassas de cal aérea: Reduzida resistência mecânica inicial Longos tempos de presa e endurecimento Aumenta o tempo das intervenções de conservação Introdução de cimento para aumentar a resistência mecânica inicial Argamassas com percentagens elevadas de cimento podem ser demasiado fortes e rígidas Incompatibilidade com os materiais antigos 2

3 OBJECTIVOS Necessário definir dosagens de cimento que evitem as desvantagens enunciadas Estudar o comportamento mecânico de argamassas bastardas de cal aérea e cimento utilizando diversas dosagens de cimento Identificar formulações com potencial interesse para aplicação em rebocos de substituição de edifícios antigos Contribuir para a avaliação da aplicabilidade de algumas técnicas não destrutivas de avaliação da resistência 3

4 MATERIAIS Materiais utilizados na produção das argamassas: Ligantes: Cal aérea hidratada em pó (CL 90) Cimento (CEM II/B-L 32,5 N) Agregados: Mistura a 50% de areia amarela e areia de rio 4

5 FORMULAÇÕES ESTUDADAS Argamassa de referência de cal aérea 1:3 Traço volumétrico (mistura ligante : areia) 1:8 Traço ponderal (mistura ligante : areia) Traço ponderal foi mantido constante e igual a 1:8 Substituição parcial da cal aérea por ligante hidráulico: 90% Cal Aérea + 10% Cimento 75% Cal Aérea + 25% Cimento 50% Cal Aérea + 50% Cimento 25% Cal Aérea + 75% Cimento 100% Cimento Foram estudadas um total de 6 formulações Relação a/l necessária à obtenção de um espalhamento de 165±2mm 5

6 TRABALHO EXPERIMENTAL Caracterização de todas as formulações estudadas: Estado fresco: Consistência por espalhamento Retenção de água Estado endurecido (28 dias de idade):. Em provetes prismáticos (40x40x160 mm) Resistência à flexão e à compressão Velocidade de propagação de ultra-sons. Em argamassas aplicadas como camadas de revestimento em tijolos Velocidade de propagação de ultra-sons Dureza superficial 6

7 Relação a/l INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO FRESCO Consistência por espalhamento 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Teor em cimento (%) CI Relação a/l diminuiu com o aumento do teor em cimento, devido à maior superfície específica deste ligante face à da cal aérea. Espalhamento de 165mm conferiu uma trabalhabilidade adequada às argamassas, com excepção da argamassa cimentícia, CI. 7

8 INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO FRESCO Argamassa de cimento (CI): Manutenção do traço ponderal em 1:8 Traço volumétrico 1:6 para a argamassa CI Volume de agregado face ao de ligante demasiado elevado Os resultados obtidos para esta argamassa não são directamente comparáveis com os das restantes 8

9 Retenção de água (%) INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO FRESCO Retenção de água Teor em cimento (%) CI A capacidade de retenção de água das argamassas diminuiu com o incremento do teor em cimento, resultado esperado dado que a cal aérea é o ligante responsável por conferir a capacidade de retenção de água à argamassa. 9

10 Tensão de rotura (MPa) 25% cimento 75% cimento INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO ENDURECIDO Resistência à flexão e à compressão 7,0 6,0 CI 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Compressão Flexão CI 0, Teor em cimento (%) 2 comportamentos distintos: Até 25% cimento: resistência mecânica não variou significativamente Mais de 25% cimento: resistência aumentou consideravelmente Hipótese: Cimento comporta-se como um filler quando adicionado em pequenas quantidades (<25%) 10

11 R. Flexão / R. Compressão INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO ENDURECIDO Ductilidade Foi avaliada através da relação R. Flexão/ R. Compressão. 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Teor em cimento (%) CI Ductilidade diminuiu com o teor em cimento, ou seja, o cimento reduziu a capacidade da argamassa suportar tensões sem fendilhar. 11

12 Velocidade de propagação de ultra sons INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO ENDURECIDO Transmissão directa Provetes prismáticos Transmissão indirecta Camadas de revestimento 12

13 Velocidade de ultra-sons (m/s) 25% cimento 75% cimento Tensão Rot.Compressão (MPa) Velocidade de propagação de ultra sons (VUS) INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO ENDURECIDO Camadas Revestimento Provetes Prismáticos CI 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 CI Provetes Prismáticos R² = 0,91 Camadas Revestimento Teor em cimento (%) 1,0 R² = 0,58 0, Velocidade de ultra-sons (m/s) 2 comportamentos distintos: Até 25% cimento: VUS não aumentou Mais de 25% cimento: VUS aumentou consideravelmente Comportamento é similar ao verificado para a resistência mecânica (melhor correlação para a VUS quando avaliada em provetes prismáticos) Método pode ser útil para estimar a resistência à compressão 13

14 Ressalto 25% cimento Tensão Rot.Compressão (MPa) INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE CIMENTO ESTADO ENDURECIDO Dureza superficial (esclerómetro pendular) CI 7,0 6,0 5,0 4,0 CI ,0 2,0 1,0 R² = 0, Teor em cimento (%) 0, Ressalto 2 comportamentos distintos: Até 25% cimento: valor do ressalto não aumentou Mais de 25% cimento: valor do ressalto aumentou consideravelmente Comportamento semelhante ao verificado para a resistência mecânica (boa correlação) Potencial interesse como método de avaliação das características mecânicas 14

15 Tensão Rot.Compressão (MPa) DESEMPENHO COMO ARGAMASSAS DE REBOCO No que diz respeito à resistência mecânica: Segundo a EN (norma que regula as argamassas de reboco): 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 CS I Argamassas Renovação CS II CS III Teor em cimento (%) CS IV Apenas as argamassas com 50 e 75% de cimento podem ser utilizadas como argamassas de renovação. 15

16 Tensão Rot.Compressão (MPa) Tensão Rot.Flexão (MPa) DESEMPENHO COMO ARGAMASSAS DE REBOCO No que diz respeito à resistência mecânica: Segundo os requisitos propostos para aplicação em edifícios antigos (Eng. Rosário Veiga): 7,0 2,0 6,0 5,0 28 dias 1,5 28 dias 4,0 3,0 1,0 2,0 1,0 Requisitos 90 dias 0,5 Requisitos 90 dias 0, , Teor em cimento (%) Teor em cimento (%) É expectável que todas as argamassas formuladas com teores inferiores a 75% de cimento se encontrem dentro dos limites de resistência propostos, aos 90 dias. 16

17 CONCLUSÕES 1) O incremento da dosagem de cimento, originou: Redução da relação a/l para obter o mesmo espalhamento; Redução da capacidade de retenção de água; Aumento da resistência à flexão e à compressão; Diminuição da ductilidade. 2) A adição de teores de cimento inferiores, ou iguais, a 25% da mistura ligante não originam incremento de resistência mecânica face ao registado pela argamassa de cal aérea; Para garantir um desenvolvimento de resistência inicial mais rápido seria necessário utilizar teores em cimento superiores a 25% 3) A adição de teores de cimento superiores a 75% da mistura ligante origina um aumento acentuado da resistência mecânica deste tipo de argamassas; 4) Os métodos não destrutivos utilizados forneceram estimativas aceitáveis da resistência à compressão das argamassas bastardas de cal aérea e cimento. 17

18 FIM OBRIGADA PELA ATENÇÃO! Estudo da influência da dosagem de cimento nas características mecânicas de argamassas bastardas para rebocos de edifícios antigos 18