ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO COM RESÍDUOS DE CERÂMICA. Gina Maria Lourenço Matias

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1 Gina Maria Lourenço Matias ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO COM RESÍDUOS DE CERÂMICA Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, na especialidade de Construções, orientada pela Professora Doutora Maria Isabel Morais Torres e pela Professora Doutora Maria Paulina Faria Rodrigues, apresentada ao Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Julho, 2014

2 Gina Maria Lourenço Matias ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO COM RESÍDUOS DE CERÂMICA Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, na especialidade de Construções, orientada pela Professora Doutora Maria Isabel Morais Torres e pela Professora Doutora Maria Paulina Faria Rodrigues, apresentada ao Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Julho, 2014

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4 AGRADECIMENTOS Não seria possível desenvolver este trabalho sem o apoio de várias pessoas e instituições que, ao longo do tempo, manifestaram a sua disponibilidade. Começo por agradecer às orientadoras Professora Doutora Isabel Torres e Professora Doutora Paulina Faria o apoio, orientação e disponibilidade que demonstraram, bem como todo o conhecimento, confiança e sabedoria transmitidos. Agradeço também a todas as pessoas e instituições que ofereceram o seu apoio técnico e científico: Ao Professor Doutor António Tadeu por todo o apoio e incentivo, fundamentais para que este trabalho chegasse a bom porto. A toda a família ITeCons e a todos os colegas que se disponibilizaram a ajudar e a ultrapassar algumas dificuldades. Ao CTCV pela disponibilidade e pelas informações e esclarecimentos prestados acerca da indústria cerâmica e durante a caracterização dos resíduos. Às empresas Lusical e Secil Argamassas pela disponibilização dos ligantes utilizados ao longo da campanha experimental. Às empresas Lusotelha, Umbelino Monteiro, Cerâmica Castros e Almas da Ariosa pela disponibilização de resíduos e pela informação acerca dos processos de produção. Ao Doutor António Santos Silva, do Departamento de Materiais do LNEC, pela execução do ensaio de pozolanicidade pelo método de Chapelle. À FCT Fundação para a Ciência e Tecnologia, pelo apoio prestado através do projeto EXPL/ECM-COM/0928/2012 Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de reabilitação. Ao projeto EMSURE Energy and Mobility for Sustainable Regions (CENTRO FEDER ), ao abrigo do qual este trabalho foi desenvolvido. Por fim, mas não com menos importância, saliento todos aqueles que ajudaram a ultrapassar os momentos mais complicados e que demonstraram o seu apoio e carinho incondicionais: Aos meus pais, avó, irmão e família pelo incentivo, paciência e compreensão. Aos amigos, mesmo os que estão mais longe, pelo apoio e força necessários. Ao Diogo pela incondicionalidade da presença. Pelo nós. À família Coimbrã, pelo acolhimento, carinho e apoio transmitidos. A todos devo um grande bem-haja! III

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6 ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO COM RESÍDUOS DE CERÂMICA Resumo Quando abordada a questão da reabilitação de edifícios antigos, um dos fatores essenciais a considerar é a preservação dos rebocos exteriores, na medida em que estes são os elementos mais expostos às agressões ambientais e, consequentemente, os primeiros a manifestar sinais de degradação. O seu papel fundamental na proteção dos restantes elementos das alvenarias deverá ser tido em conta e, como tal, a escolha de materiais e soluções construtivas adequadas carece de especial rigor. As argamassas de cal aérea são, em geral, as que apresentam maior compatibilidade com os elementos existentes em edifícios antigos, tendo, no entanto, períodos de cura extensos que por vezes condicionam a sua aplicação. No passado, era também frequente o recurso a fragmentos de tijolo e outros materiais cerâmicos submetidos a tratamento térmico que, quando incorporados em argamassas de cal, melhoravam o seu desempenho e conferiam-lhes características de hidraulicidade. Neste sentido, a utilização de cal hidráulica natural poderá também revelar-se uma alternativa adequada. O estudo aprofundado deste tipo de argamassas e a sua adaptação ao atual contexto da construção reveste-se de extrema importância, uma vez que a facilidade com que é possível, ainda hoje, encontrar este tipo de soluções em edifícios antigos é bastante representativa da sua durabilidade. A quantidade de resíduos produzidos atualmente pelas indústrias cerâmicas poderá ser uma oportunidade para, não só reaproveitar materiais que são considerados desperdício, e correntemente depositados em aterro, mas também para produzir argamassas tecnicamente viáveis e com desempenho melhorado. A presente tese tem como principal objetivo a procura de soluções adequadas para a reabilitação de rebocos antigos, a partir de argamassas com resíduos cerâmicos, permitindo, não só, o desenvolvimento de soluções adequadas do ponto de vista técnico, mas também do ponto de vista ambiental. Neste sentido, foi realizada a recolha e caracterização de resíduos cerâmicos de várias indústrias nacionais, para posterior incorporação em argamassas de cal aérea e cal hidráulica natural. Após caracterização detalhada dos resíduos, quer no que respeita ao processo produtivo, quer em termos de propriedades dos materiais, foi desenvolvida uma extensa campanha experimental no sentido de caracterizar as argamassas formuladas em termos físicos e mecânicos, no estado fresco e no estado endurecido. Foram realizados ensaios em condições laboratoriais e em condições de exposição ambiental exterior, em diversas idades de cura. A caracterização das argamassas no estado endurecido foi desenvolvida em três fases distintas: numa primeira fase foi realizada a caracterização de um conjunto alargado de formulações, em termos físicos e mecânicos, em condições laboratoriais; a segunda fase consistiu na caracterização complementar das argamassas que apresentaram desempenhos mais adequados para o propósito pretendido, selecionadas com base nos resultados de caracterização da primeira fase; numa terceira fase foi selecionado um conjunto restrito de argamassas das fases anteriores, que foi caracterizado em condições ambientais exteriores, com recurso à aplicação de painéis de reboco num edifício antigo. O trabalho desenvolvido permitiu aferir a influência, no desempenho de argamassas de cal aérea e de cal hidráulica natural, de fatores como as características dos resíduos e as dosagens utilizadas, tendo sido analisada detalhadamente a viabilidade da utilização deste tipo de composições na reabilitação de edifícios antigos. No geral, a incorporação de resíduos de cerâmica teve um impacto positivo nas propriedades estudadas das argamassas de cal. V

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8 REHABILITATION MORTARS WITH CERAMIC RESIDUES Abstract In what concerns to old buildings rehabilitation, one of the essential aspects to consider is the conservation of mortars, since they are the most exposed elements to environmental damage and, consequently, the firsts to present degradation signs. Their fundamental role in the protection of other masonry elements must be taken into account and, as so, the choice of appropriate materials and solutions must be particularly rigorous. Generally, air lime mortars are the ones presenting higher compatibility with the other elements of old buildings. However, they present extensive curing periods limiting its application. The use of brick fragments and other ceramic materials submitted to thermal treatment was common in the past. When incorporated in lime mortars, they improved their behaviour and provided them hydraulic properties. In that sense, the use of natural hydraulic lime might also reveal an adequate alternative. The profound analysis of this type of mortars and its adjustment to the current building context is extremely important, as the easiness of finding this solutions nowadays in old buildings is a clear sign of its durability. The amount of residues currently produced by ceramic industries might be an opportunity, not only for the reuse of materials considered waste and frequently landfilled, but also for the production of mortars technically reliable and with an improved behaviour. The main objective of the present thesis is to find adequate solutions for old mortars rehabilitation, from mortars with ceramic residues, considering, not only, the technical aspects, but also the environmental issues. In this sense, ceramic residues from several national industries were gathered and subsequently incorporated in air lime and natural hydraulic lime mortars. After a detailed characterization of the residues concerning to its manufacturing processes and to the materials properties, an extensive experimental campaign was developed in order to characterize the formulated mortars, in physical and mechanical terms, in the fresh and hardened states. Tests were performed in laboratory environment and in exterior conditions, at several curing stages. The characterization of mortars in the hardened state was developed in three different stages: in the first stage a wide range of compositions was physically and mechanically characterized in laboratory conditions; the second stage consisted in a complementary characterization of the mortars that presented most suitable performance for the intended purpose, selected based on the results of the first stage; in the third stage a restricted group of mortars from the previous stages was selected and characterized in external environment, as plastering applied in an old building. The developed study allowed the analysis of the influence of aspects such as ceramic residues characteristics and materials proportions in the behaviour of air lime and natural hydraulic lime mortars. The viability for using these mortars in old buildings rehabilitation was examined in detail. Overall, the incorporation of ceramic residues had a positive impact in the studied properties of lime mortars. VII

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10 ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS... III RESUMO... V ABSTRACT... V ÍNDICE GERAL... IX ÍNDICE DE FIGURAS... XV ÍNDICE DE TABELAS... XXI LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS... XXV 1 INTRODUÇÃO ENQUADRAMENTO GERAL OBJETIVOS E METODOLOGIA ESTRUTURA E CONTEÚDO ANÁLISE BIBLIOGRÁFICA INTRODUÇÃO ENQUADRAMENTO HISTÓRICO INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS DE CERÂMICA EM ARGAMASSAS ANTIGAS MECANISMOS DE REAÇÃO Processos associados à produção da cal Pozolanicidade A reação pozolânica Estudos acerca da pozolanicidade de argilas sujeitas a tratamento térmico Agregados Agregados para argamassas Agregados de cerâmica ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO FACTORES QUE INFLUENCIAM O DESEMPENHO DAS ARGAMASSAS DE CAL AÉREA RESÍDUOS DE CERÂMICA Processo de fabrico de produtos cerâmicos Impacte ambiental Reutilização dos resíduos de cerâmica Benefícios da utilização de resíduos de cerâmica SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE CERÂMICA INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS DE PRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS Preparação das amostras de resíduos Energia de moagem - Coeficiente de Los Angeles IX

11 3.3.3 Distribuição granulométrica e módulo de finura Análise granulométrica por peneiração Módulo de finura Massa volúmica e absorção de água Baridade e volume de vazios Características da fração fina dos resíduos Granulometria laser e superfície específica Composição mineralógica Análise Térmica Pozolanicidade método de Frattini ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS PARA INCORPORAÇÃO EM ARGAMASSAS Seleção de resíduos Pozolanicidade Método de Chapelle Baridade e volume de vazios das frações individualizadas de resíduo SÍNTESE REFERÊNCIAS FORMULAÇÃO DE ARGAMASSAS DE CAL COM RESÍDUOS DE CERÂMICA INTRODUÇÃO CARACTERIZAÇÃO DOS CONSTITUINTES Areia de rio Distribuição granulométrica e módulo de finura Massa volúmica e absorção de água Baridade e volume de vazios Cal aérea hidratada em pó e cal hidráulica natural Baridade Granulometria laser e superfície específica Constituição química COMPOSIÇÕES ESTUDADAS Argamassas de cal aérea Argamassas de cal hidráulica natural CARACTERIZAÇÃO NO ESTADO FRESCO ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Características dos materiais Características das argamassas composições e comportamento no estado fresco SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO CAMPANHA EXPERIMENTAL, PROCEDIMENTOS E METODOLOGIAS DE ENSAIO INTRODUÇÃO FASES DE CARACTERIZAÇÃO PREPARAÇÃO DE PROVETES Provetes prismáticos Restantes provetes Provetes cilíndricos para permeabilidade ao vapor de água Provetes de argamassa sobre tijolo cerâmico furado Rebocos de argamassa em painéis in situ X

12 5.4 PROCEDIMENTOS E METODOLOGIAS DE ENSAIO Massa volúmica seca (método geométrico) Módulo de elasticidade dinâmico Resistências mecânicas à tração por flexão e compressão Absorção de água por capilaridade Secagem Porosidade aberta e massa volúmica aparente (método hidrostático) Permeabilidade ao vapor de água Resistência adesiva Coesão superficial Porosimetria Resistência aos sulfatos Resistência aos cloretos Absorção de água sob baixa pressão Envelhecimento acelerado Trabalhabilidade in situ e inspeção visual SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO PRIMEIRA FASE: ARGAMASSAS DE CAL AÉREA INTRODUÇÃO RESULTADOS Massa volúmica seca (método geométrico) Módulo de elasticidade dinâmico Resistências mecânicas à tração por flexão e à compressão Resistência à tração por flexão Resistência à compressão Absorção de água por capilaridade Coeficiente de capilaridade Valor assintótico Secagem Porosidade aberta e massa volúmica aparente Porosidade aberta Massa volúmica aparente (método hidrostático) Permeabilidade ao vapor de água Permeabilidade ao vapor de água Fator de resistência à difusão do vapor de água Espessura da camada de ar equivalente ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Massa volúmica Método geométrico Método hidrostático Método geométrico vs Método hidrostático Massa volúmica vs Baridade dos constituintes Módulo de elasticidade dinâmico Resistências mecânicas à tração por flexão e à compressão Resistência à tração por flexão Resistência à compressão XI

13 6.3.4 Absorção de água por capilaridade Coeficiente de capilaridade Valor assintótico Secagem Porosidade aberta Permeabilidade ao vapor de água Permeabilidade ao vapor de água Espessura da camada de ar equivalente ANÁLISE GLOBAL DOS RESULTADOS OBTIDOS, SELEÇÃO DE ARGAMASSAS E JUSTIFICAÇÃO SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO PRIMEIRA FASE: ARGAMASSAS DE CAL HIDRÁULICA NATURAL INTRODUÇÃO RESULTADOS Massa volúmica seca (método geométrico) Módulo de elasticidade dinâmico Resistências mecânicas à tração por flexão e à compressão Resistência à tração por flexão Resistência à compressão Absorção de água por capilaridade Coeficiente de capilaridade Valor assintótico Secagem Porosidade aberta e massa volúmica aparente Porosidade aberta Massa volúmica aparente (método hidrostático) Permeabilidade ao vapor de água Permeabilidade ao vapor de água Fator de resistência à difusão do vapor de água Espessura da camada de ar equivalente ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Massa volúmica Método geométrico Método hidrostático Método geométrico vs Método hidrostático Massa volúmica vs Baridade dos constituintes Módulo de elasticidade dinâmico Resistências mecânicas à tração por flexão e à compressão Resistência à tração por flexão Resistência à compressão Absorção de água por capilaridade Coeficiente de capilaridade Valor assintótico Secagem Porosidade aberta Permeabilidade ao vapor de água Permeabilidade ao vapor de água XII

14 Espessura da camada de ar equivalente ANÁLISE GLOBAL DOS RESULTADOS OBTIDOS, SELEÇÃO DE ARGAMASSAS E JUSTIFICAÇÃO SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO SEGUNDA FASE INTRODUÇÃO RESULTADOS Resistência adesiva Coesão superficial Porosimetria Resistência aos sulfatos Resistência aos cloretos Absorção de água sob baixa pressão Envelhecimento acelerado Resistência adesiva Coesão superficial Absorção de água sob baixa pressão ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Caracterização mecânica Porosimetria Resistência aos sais Absorção de água sob baixa pressão Envelhecimento acelerado SÍNTESE REFERÊNCIAS CARACTERIZAÇÃO DE ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO TERCEIRA FASE INTRODUÇÃO RESULTADOS Trabalhabilidade in situ Inspeção visual Resistência adesiva Coesão superficial Absorção de água sob baixa pressão ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Trabalhabilidade e inspeção visual Resistência adesiva Coesão superficial Absorção de água sob baixa pressão SÍNTESE REFERÊNCIAS CONCLUSÕES SÍNTESE GLOBAL E OBJECTIVOS PROPOSTOS PROPOSTA DE TRABALHOS FUTUROS XIII

15 ANEXO I CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DE ARGAMASSAS COM INCORPORAÇÃO DE ARGILAS TRATADAS TERMICAMENTE ANEXO II ESPECTROS DE DRX DOS RESÍDUOS ANEXO III FICHAS TÉCNICAS DOS LIGANTES ANEXO IV CURVAS DE ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE ANEXO V CURVAS DE SECAGEM XIV

16 ÍNDICE DE FIGURAS Figura Tipos de cal e campo de aplicação Figura Classificação dos sectores de fabricação de produtos cerâmicos segundo a CPAE Figura Distribuição granulométrica dos resíduos cerâmicos, após moagem Figura Distribuição granulométrica da fração fina dos resíduos, em percentagem de volume Figura Distribuição granulométrica da fração fina dos resíduos, em percentagem cumulativa de volume Figura Espectro resultante da análise XRD da fração fina do resíduo W Figura Diagrama para determinação da pozolanicidade pelo método de Frattini Figura Distribuição granulométrica da areia de rio e dos resíduos B, T e P Figura Módulo de finura da areia e dos resíduos B, T e P Figura Massas volúmicas e absorção de água da areia de rio e dos resíduos B, T e P Figura Baridade da areia de rio e dos resíduos B, T e P Figura Percentagem de vazios da areia não compactada e dos resíduos B, T e P Figura Baridades da cal aérea hidratada H100, da cal hidráulica natural NHL3,5 e da fração fina dos resíduos Figura Distribuição granulométrica da cal aérea, H100, da cal hidráulica, NHL 3,5, e dos resíduos DB, DT e DP Figura Distribuição granulométrica da cal aérea, H100, da cal hidráulica, NHL 3,5, e dos resíduos B, T e P, em percentagem cumulativa de volume Figura Superfície específica e dimensões dos ligantes e da fração fina dos resíduos, em percentagem da amostra Figura Espalhamento e relação água/cerâmica das argamassas de cal aérea Figura Espalhamento e relação água/cerâmica das argamassas de cal hidráulica natural Figura Ensaios de caracterização das argamassas no estado endurecido Figura Esquema de utilização de provetes prismáticos Figura Ensaios por tipologia de provete Figura Determinação do módulo de elasticidade dinâmico de um provete Figura Determinação da resistência à compressão de um provete Figura Provetes no ensaio de absorção de água por capilaridade Figura Selagem das tinas da permeabilidade com parafina, após colocação da fita adesiva Figura Corte das secções circulares no estado fresco, para o ensaio de arrancamento Figura Exemplo de zona de colagem da fita adesiva para determinação da coesão superficial Figura Provetes no ensaio de resistência aos sulfatos Figura Resistência aos cloretos - exemplos de provetes após secagem inicial Figura Absorção de água sob baixa pressão de argamassa aplicada sobre tijolo Figura Massa volúmica seca aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Massa volúmica seca aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: XV

17 Figura Resistência à flexão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Resistência à flexão aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Resistência à compressão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Resistência à compressão aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Coeficiente de capilaridade aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Coeficiente de capilaridade aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Valor assintótico aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Valor assintótico aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Índice de secagem aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Índice de secagem aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Porosidade aberta aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Porosidade aberta aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Massa volúmica aparente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Massa volúmica aparente aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Permeabilidade ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Permeabilidade ao vapor de água aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Massa volúmica seca (método geométrico) aos 60 e 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Massa volúmica seca (método geométrico) aos 60 dias - argamassas de cal aérea com a fração grossa dos resíduos Figura Massa volúmica aparente (método hidrostático) aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Massa volúmica no estado endurecido aos 60 dias - método geométrico e método hidrostático - argamassas de cal aérea Figura Relação entre a massa volúmica, determinada pelo método volumétrico e pelo método hidrostático, aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Relação entre a massa volúmica, determinada pelo método volumétrico e pelo método hidrostático, aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Baridade dos constituintes das argamassas de cal aérea Figura Módulo de elasticidade dinâmico aos 60 e 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Módulo de elasticidade dinâmico aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea com resíduo integral Figura Resistência à flexão aos 60 e 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Resistência à flexão aos 60 e aos 120 dias - argamassas de cal aérea com resíduo integral Figura Relação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade dinâmico aos 60 e aos 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Relação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Resistência à compressão aos 60 e 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Resistência à compressão aos 60 e 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Relação entre a resistência à flexão e a resistência à compressão aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: XVI

18 Figura Relação entre a resistência à compressão e o módulo de elasticidade dinâmico aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Coeficiente de capilaridade aos 60 e 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Coeficiente de capilaridade aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Valor assintótico aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Índice de secagem aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Relação entre o valor assintótico e o índice de secagem aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Porosidade aberta aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Porosidade aberta e índice de secagem aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Relação entre a porosidade aberta e o índice de secagem aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Relação entre a porosidade aberta e o valor assintótico aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Relação entre a porosidade aberta e o valor assintótico aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Relação entre a porosidade aberta e a resistência à compressão aos 60 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Figura Permeabilidade ao vapor de água aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 60 e aos 120 dias - argamassas de cal aérea Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 60 e aos 365 dias - argamassas de cal aérea Figura Massa volúmica seca aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Resistência à flexão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Resistência à compressão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Coeficiente de capilaridade aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Valor assintótico aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Índice de secagem aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Porosidade aberta aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Massa volúmica aparente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Permeabilidade ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Massa volúmica seca aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e argamassas de cal aérea e resíduo integral Figura Massa volúmica aparente aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea e resíduo integral Figura Massa volúmica no estado endurecido aos 28 dias - método geométrico e método hidrostático - argamassas de cal hidráulica natural Figura Baridade dos constituintes das argamassas de cal hidráulica natural e das argamassas de cal aérea Figura Módulo de elasticidade dinâmico aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea e resíduo integral Figura Resistência à flexão aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea e resíduo integral Figura Relação entre R F e Ed L, aos 28 dias - argamassas de cal hidráulica natural XVII

19 Figura Resistência à compressão aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Relação entre a resistência à flexão e o módulo de elasticidade aos 28 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Relação entre a resistência à compressão e o módulo de elasticidade, aos 28 dias - argamassas de cal hidráulica natural Figura Coeficiente de capilaridade aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Valor assintótico aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Índice de secagem aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Porosidade aberta aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Permeabilidade ao vapor de água aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Espessura da camada de ar equivalente aos 28 e aos 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e cal aérea com traço 1:3 e resíduo integral Figura Resistência adesiva aos 60 dias - argamassas selecionadas e argamassas de cal aérea com resíduo integral e traço 1: Figura Coesão superficial aos 60 dias, avaliada através de perda de massa para adesivo Figura Volume total de poros e diâmetro médio dos poros em idades superiores a 365 dias Figura Intrusão diferencial e diâmetro médio dos poros - argamassas de cal aérea com traço 1:3 e percentagem superior de resíduo Figura Intrusão diferencial e diâmetro médio dos poros - argamassas de cal aérea com traço 1:2 e percentagem superior de resíduo Figura Intrusão diferencial e diâmetro médio dos poros - argamassas de cal hidráulica natural com traço 1: Figura Resistência aos sulfatos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e traço 1:3 com percentagem superior de resíduo Figura Resistência aos sulfatos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e traço 1: Figura Resistência aos sulfatos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e traço 1: Figura Resistência aos cloretos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e traço 1:3 com percentagem superior de resíduo Figura Resistência aos cloretos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e traço 1: Figura Resistência aos cloretos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural e traço 1: Figura Período necessário para absorção de 4 ml aos 60 dias - argamassa sobre tijolo Figura Quantidade de água absorvida ao longo do período de ensaio aos 60 dias - argamassa sobre tijolo Figura Resistência adesiva aos 60 dias, antes e após ciclos de envelhecimento Figura Coesão superficial antes e após ciclos de envelhecimento Figura Período de tempo necessário para absorção de 4 ml antes e após ciclos de envelhecimento - argamassa sobre tijolo Figura Quantidade de água absorvida ao longo do período de ensaio após ciclos de envelhecimento - argamassa sobre tijolo Figura Painéis de reboco aplicados in situ - estado fresco Figura Aplicações in situ - argamassas cal aérea, 24 h de cura XVIII

20 Figura Aplicações in situ - argamassas de cal hidráulica, 24 h de cura Figura Aplicações in situ - 60 dias de cura Figura Microfissura no painel de argamassa de cal aérea com resíduo de tijolo - 48 h de cura Figura Microfissura no painel de argamassa de cal aérea com resíduo de tijolo - 14 dias de cura Figura Cor aos 60 dias - Argamassa de referência de cal aérea com traço 1: Figura Cor aos 60 dias - Argamassa de cal aérea com resíduo de tijolo e traço 1: Figura Cor aos 60 dias - Argamassa de referência de cal hidráulica natural com traço 1: Figura Cor aos 60 dias - Argamassa de cal hidráulica natural com resíduo de tijolo e traço 1: Figura Resistência adesiva aos 60 dias - aplicações in situ Figura Coesão superficial aos 60 dias - aplicações in situ Figura Período de tempo necessário para absorção de 4 ml, aos 60 dias - aplicações in situ Figura Quantidade de água absorvida ao longo do período de ensaio, aos 60 dias - aplicações in situ Figura Resistência adesiva aos 60 dias - 2ª e 3ª fase de caracterização Figura Coesão superficial aos 60 dias - 2ª e 3ª fase de caracterização Figura Período necessário para absorção de 4 ml, aos 60 dias - 2ª e 3ª fase de caracterização XIX

21 XX

22 ÍNDICE DE TABELAS Tabela Tipos de cal aérea para construção Tabela Tipos de cal com propriedades hidráulicas para construção Tabela Formas de fornecimento da cal aérea para construção Tabela Requisitos para classificação dos diferentes tipos de cal aérea Tabela Requisitos para classificação dos diferentes tipos de cal com propriedades hidráulicas Tabela Temperaturas de cozedura e tratamentos térmicos potenciadores de pozolanicidade Tabela Características mecânicas das argamassas de cal aérea com a fração fina de argilas tratadas termicamente Tabela Comportamento na presença de água ou sais das argamassas de cal aérea com a fração fina de argilas tratadas termicamente Tabela Características mecânicas das argamassas de cal hidráulica com a fração fina de argilas tratadas termicamente Tabela Comportamento na presença de água ou sais das argamassas de cal hidráulica com a fração fina de argilas tratadas termicamente Tabela Requisitos fundamentais dos agregados para argamassas Tabela Características mecânicas das argamassas de cal aérea e cal hidráulica com a fração grossa de argilas tratadas termicamente Tabela Comportamento na presença de água ou sais das argamassas de cal aérea e cal hidráulica com a fração grossa de argilas tratadas termicamente Tabela Relação entre as características mecânicas das argamassas de substituição e dos elementos pré-existentes Tabela Relação entre as características não mecânicas das argamassas de substituição e dos elementos pré-existentes Tabela Requisitos para as características mecânicas de argamassas de revestimento para edifícios antigos Tabela Requisitos para as características de comportamento à água e ao clima de argamassas de revestimento para edifícios antigos Tabela Argamassas antigas com fragmentos de cerâmica na forma granular Tabela Propriedades físicas e mecânicas de argamassas antigas Tabela Transformações físico-químicas que ocorrem durante o processo de fabrico de tijolo de barro vermelho Tabela Aspetos ambientais significativos no processo de fabrico de materiais cerâmicos Tabela Resíduos do fabrico de produtos cerâmicos Tabela Estimativa da produção nacional de caco cerâmico Tabela Resíduos de construção e demolição - subgrupo Tabela Características de produção dos resíduos recolhidos Tabela Percentagens de mistura das amostras W5 e W Tabela Coeficiente de Los Angeles (LA) Tabela Classificação do agregado em função do módulo de finura Tabela Módulo de finura dos resíduos, após moagem Tabela Massas volúmicas e absorção de água dos resíduos, após moagem Tabela Baridade aparente dos resíduos após moagem Tabela Percentagem de vazios dos resíduos após moagem Tabela Superfície específica e dimensões da fração fina dos resíduos, em percentagem da amostra Tabela Composição química qualitativa dos resíduos XXI

23 Tabela Análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA) da fração fina dos resíduos Tabela Reatividade pozolânica pelo método de Chapelle Tabela Baridade das frações individualizadas dos resíduos Tabela Massas volúmicas e absorção de água da areia de rio Tabela Baridade da areia de rio Tabela Baridades da cal aérea hidratada H100 e da cal hidráulica natural NHL3, Tabela Superfície específica e dimensões dos ligantes, em percentagem da amostra Tabela Constituição química (em % de massa) e perda por ignição da cal aérea H100 do mesmo produtor Tabela Gama de concentrações dos componentes da cal hidráulica natural NHL3, Tabela Constituição química (em % de massa) e perda por ignição da cal hidráulica natural NHL3,5, do mesmo produtor Tabela Traços volumétricos e ponderais e rácio pó/grão das argamassas de cal aérea Tabela Traços volumétricos e ponderais e rácio pó/grão das argamassas de cal hidráulica natural Tabela Consistência por espalhamento, relação água/cal, relação água/finos e relação água/cerâmica das argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Consistência por espalhamento, relação água/cal, relação água/finos e relação água/cerâmica das argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Consistência por espalhamento, relação água/cal, relação água/finos e relação água/cerâmica das argamassas de cal hidráulica natural Tabela Rácio pó/grão e relação água/finos das argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Rácio pó/grão e relação água/finos das argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Rácio pó/grão e relação água/finos das argamassas de cal hidráulica natural Tabela Condições e duração dos ciclos de envelhecimento acelerado Tabela Ensaios mecânicos realizados na primeira fase de caracterização - argamassas de cal aérea Tabela Ensaios físicos realizados na primeira fase de caracterização - argamassas de cal aérea Tabela Massa volúmica seca aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Massa volúmica seca aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Resistência à flexão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Resistência à flexão aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Resistência à compressão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Resistência à compressão aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Coeficiente de capilaridade aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Coeficiente de capilaridade aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Valor assintótico aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Valor assintótico aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Índice de secagem aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Índice de secagem aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Porosidade aberta aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Porosidade aberta aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Massa volúmica aparente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: XXII

24 Tabela Massa volúmica aparente aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Permeabilidade ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Permeabilidade ao vapor de água aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 60, 120 e 365dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Espessura da camada de ar equivalente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Espessura da camada de ar equivalente aos 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Valores de referência para a análise dos resultados obtidos na primeira fase de caracterização Tabela Vantagens e desvantagens associadas à percentagem de substituição de resíduo das argamassas de cal aérea Tabela Vantagens e desvantagens associadas ao traço global e à forma dos resíduos - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Vantagens e desvantagens associadas ao traço global e à forma dos resíduos - argamassas de cal aérea com traço 1: Tabela Vantagens e desvantagens associadas ao tipo de resíduo - argamassas de cal aérea com traço 1:2 e resíduo integral Tabela Ensaios mecânicos realizados na primeira fase de caracterização - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Ensaios físicos realizados na primeira fase de caracterização - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Massa volúmica seca aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Resistência à flexão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Resistência à compressão aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Coeficiente de capilaridade aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Valor assintótico aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Índice de secagem aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Porosidade aberta aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Massa volúmica aparente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Permeabilidade ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Fator de resistência à difusão ao vapor de água aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Espessura da camada de ar equivalente aos 28, 60, 120 e 365 dias - argamassas de cal hidráulica natural Tabela Ensaios mecânicos realizados na segunda fase de caracterização Tabela Ensaios físicos realizados na segunda fase de caracterização Tabela Resistência adesiva aos 60 dias - argamassas selecionadas e argamassas de cal aérea com resíduo integral e traço 1: Tabela Volume total de poros e diâmetro médio dos poros em idades superiores a 365 dias Tabela Resistência aos sulfatos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e argamassas de cal hidráulica natural XXIII

25 Tabela Resistência aos cloretos em idades superiores a 365 dias - argamassas de cal aérea e argamassas de cal hidráulica natural Tabela Coeficiente de absorção de água através dos tubos de Karsten aos 60 dias - argamassa sobre tijolo Tabela Variação da resistência adesiva após ciclos de envelhecimento Tabela Variação da coesão superficial após ciclos de envelhecimento Tabela Coeficiente de absorção de água através dos tubos de Karsten após ciclos de envelhecimento - argamassa sobre tijolo Tabela Variação da absorção de água sob baixa pressão após ciclos de envelhecimento Tabela Ensaios físicos e mecânicos realizados na terceira fase de caracterização Tabela Códigos das cores obtidos aos 28 e aos 60 dias - aplicações in situ Tabela Coeficiente de absorção de água através dos tubos de Karsten, aos 60 dias - aplicações in situ XXIV

26 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS Abreviaturas de entidades e documentos APICER - Associação Portuguesa da Industria Cerâmica CCDRC - Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Centro CEN - Comité Europeu de Normalização CPAE - Classificação Portuguesa das Atividades Económicas CTCV - Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro INE - Instituto Nacional de Estatística INETI - Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação IPCC - Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change) IPQ - Instituto Português da Qualidade LER - Lista Europeia de Resíduos PNAPI - Plano Nacional de Prevenção de Resíduos Industriais PRTR-E - Registo Europeu das Emissões e Transferências de Poluentes (European Pollutant Release and Transfer Register) Abreviaturas dos ensaios DTA - Análise térmica diferencial FTIR - Espectroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier SEM - Microscopia eletrónica de varrimento SEM-EDX - Microscopia eletrónica de varrimento com espectroscopia de raios X TGA - Análise termogravimétrica XRD - Difração de Raios X Simbologia dos ensaios CC - Coeficiente de capilaridade C s - Coesão superficial C t ab - Coeficiente de absorção de água sob baixa pressão d P - Volume médio dos poros Ed L - Módulo de elasticidade dinâmico longitudinal FM - Módulo de finura f u - Resistência adesiva HR - Humidade relativa IS - Índice de secagem LA - Coeficiente de Los Angeles P t - Porosidade total R C - Resistência à compressão R F - Resistência à flexão S D - Espessura da camada de ar equivalente Se - Superfície específica Se P - Superfície específica média dos poros StD - Desvio padrão VA - Valor assintótico VP - Volume total de poros W - Permeância WA 24 - Absorção de água após 24 horas XXV

27 µ - Fator de resistência à difusão do ρ o - Porosidade aberta vapor de água ρ rd - Massa volúmica das partículas secas em δ - Permeabilidade ao vapor de água estufa ρ a - Massa volúmica das partículas ρ s - Massa volúmica seca impermeáveis ρ ssd - Massa volúmica das partículas saturadas com ρ b - Massa volúmica aparente superfície seca ρ bi - Baridade aparente υ - Volume de vazios Simbologia de materiais e argamassas RCD - Resíduos da Construção e Demolição B - Tijolo moído (resíduo W6), na forma integral P - Vaso moído (resíduo W7), na forma integral T - Telha moída (resíduo W1), na forma integral DB - Tijolo moído (resíduo W6) < 0,063 mm DT - Telha moída (resíduo W1) < 0,063 mm DP - Vaso moído (resíduo W7) < 0,063 mm GB - Tijolo moído (resíduo W6) > 0,063 mm GT - Telha moída (resíduo W1) > 0,063 mm GP - Vaso moído (resíduo W7) > 0,063 mm LGB - Argamassa com tijolo > 0,063 mm em substituição de 20 % da areia LGT - Argamassa com telha > 0,063 mm em substituição de 20 % da areia LGP - Argamassa com vaso > 0,063 mm em substituição de 20 % da areia HGB - Argamassa com tijolo > 0,063 mm em substituição de 40 % da areia HGT - Argamassa com telha > 0,063 mm em substituição de 40 % da areia HGP - Argamassa com vaso > 0,063 mm em substituição de 40 % da areia LDB - Argamassa com tijolo < 0,063 mm em substituição de 10 % da cal LDT - Argamassa com telha < 0,063 mm em substituição de 10 % da cal LDP - Argamassa com vaso < 0,063 mm em substituição de 10 % da cal HDB - Argamassa com tijolo < 0,063 mm em substituição de 20 % da cal HDT - Argamassa com telha < 0,063 mm em substituição de 20 % da cal HDP - Argamassa com vaso < 0,063 mm em substituição de 20 % da cal MB - Argamassa com tijolo na forma integral em substituição de 30 % da areia MT - Argamassa com telha na forma integral em substituição de 30 % da areia MP - Argamassa com vaso na forma integral em substituição de 30 % da areia 3A_ - Argamassa de cal aérea com traço volumétrico 1:3 (ligante:agregado) 2A_ - Argamassa de cal aérea com traço volumétrico 1:2 (ligante:agregado) 3H_ - Argamassa de cal hidráulica com traço volumétrico 1:3 (ligante:agregado) 4H_ - Argamassa de cal hidráulica com traço volumétrico 1:4 (ligante:agregado) XXVI