Argamassas com Base em Cal Aérea e Cinzas de Casca de Arroz para Conservação do Património Construído

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1 Argamassas com Base em Cal Aérea e Cinzas de Casca de Arroz para Conservação do Património Construído Nuno Filipe Gouveia de Almeida Aluno do mestrado de Recuperação e Conservação do Património Construído do Instituto Superior Técnico Paulina Faria Rodrigues Departamento de Engenharia Civil Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa Ana Paula Pinto Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura Instituto Superior Técnico

2 Objectivo: Avaliação da influência da adição de cinzas de casca de arroz em argamassas de cal aérea (no estado endurecido) para aplicação em edifícios antigos.

3 Princípio fundamental Argamassas para edifícios antigos -Compatibilidade (mecânica, física e química) com os materiais existentes argamassas com base em cal aérea Desvantagem:dificuldades de aplicação em locais com fraco contacto com o dióxido de carbono da atmosfera ou em ambientes muito húmidos. Alternativa: argamassas com base em cal aérea e pozolanas Possibilidade da presa ocorrer também por hidratação aplicação em ambientes húmidos Maiores resistências sem comprometerem a compatibilidade mecânica com os suportes.

4 Cinza de casca de arroz como pozolana Casca de arroz Combustão controlada (tempo, temperatura e presença de oxigénio) da casca de arroz permite: cinza com cerca de 90 % de sílica no estado amorfo Moagem Cinza com elevada superfície específica e elevada reactividade pozolânica

5 Matérias-Primas Matérias-primas utilizadas nas diferentes argamassas: Agregado: Ligante: areia de rio (ar) cal aérea hidratada em pó (CL 90) (c) Cinza de casca de arroz (cca): cinza de casca de arroz comercial e moída em laboratório (cca,c) cinza de casca de arroz calcinada e moída em laboratório (cca,l) Ambas as cca foram moídas num moinho de bolas durante um período de 3 minutos com iguais velocidades de rotação para constância do processo.

6 Calcinação da casca de arroz Mufla com exaustão Temperatura (ºC) Tempo (min) Casca de arroz introduzida na mufla pré-aquecida a 270 ºC 1 hora de aquecimento entre os 270 ºC e 540 ºC 2 horas a 540 ºC Rendimento da calcinação: 14,90% da massa inicial de casca.

7 Casca de arroz e cinza de casca de arroz

8 Argamassas realizadas Argamassa (denominação) Traço volumétrico (materiais) c cca,c cca,l Ar Tipo de cura P 1 2 Normal Condições de cura C 1 0,5 3 Normal Ch 1 0,5 3 Húmida Normal: 65 ± 5% (HR); 20± 2ºC L Lh 1 1 0,5 0,5 3 3 Normal Húmida Húmida:95 ± 5% (HR); 20± 2ºC A quantidade de água utilizada nas diferentes amassaduras teve como critério a obtenção de consistências semelhantes em todas elas. Espalhamento 66 ± 4 %

9 Esquema de ensaios Provetes prismáticos: Provetes circulares: Espessura 1 cm 16 (cm) Φ 9,5cm 4x4 (cm 2 )

10 Caracterização mecânica 2,0 Rt (MPa) Rc (MPa) E (MPa) 3000 Rt, Rc (MPa) 1,5 1,0 0, E (MPa) 0,0 P C Ch L Lh Influência da utilização de cinza de casca de arroz Arg. E (MPa) Rt(Mpa) Cinza comercial: > Resistências P ,3 Cinza laboratório: > Rc; < Rt; <E C ,45 Ch 680 0,16 Influência do tipo de cura L ,25 Cura húmida: < Resistências Lh 750 0,18 0 Rc(MPa) 0,69 1,35 1,14 1,09 0,95

11 Estrutura interna 2000 Massa Volúmica Porosidade aberta M. V (kg/m 3 ) Sd (m) 0 P C Ch L Lh 0 Influência da utilização de cinza de casca de arroz Argamassas com cca ligeiramente menos porosas que a argamassa P (cal aérea) Arg. P Massa Volúmica (kg/m 3 ) 1730 Porosidade aberta (%) 33 Influência do tipo de cura Cura húmida > porosidade aberta C Ch L Lh

12 Capilaridade kg.m Influência da utilização de cinza de casca de arroz Argamassa C: (cinza comercial) 5 0 P C Ch L Lh < coef. capilaridade (capilares com < diâmetro médio) Argamassas C e L: > valor assimptótico (apesar da < porosidade aberta) Influência do tipo de cura Cura húmida > coef. de capilaridade > valor assimptótico tempo (s 1/2 ) Arg. P C Ch L Lh Coef. cap. (kg/m 2.s ½ ) 0,27 0,19 0,33 0,28 0,36 V. A.(kg/m 2 ) 18,4 19,2 24,0 19,9 23,2

13 Permeabilidade ao vapor de água 2,5 P. V (kg/m.s.pa) Sd (m) 0,25 P.V. x (kg/m.s.pa) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,20 0,15 0,10 0,05 Sd (m) 0,0 Influência da utilização de cinza de casca de arroz Argamassas C e L com permeabilidades ao vapor de água semelhantes à da argamassa P Influência do tipo de cura Cura húmida: < permeabilidades ao vapor de água, apesar das > porosidades. P C Ch L Lh Arg. P C Ch L Lh P. V x10-11 (kg/m.s.pa) 1,98 2,03 1,26 2,11 1,47 0,00 Sd (m) 0,099 0,096 0,155 0,093 0,133

14 Resistência aos cloretos varição de massa (%) P C Ch L Lh -30 Influência da utilização de cinza de casca de arroz Argamassas com cinzas de casca de arroz em ambas as curas com melhor comportamento que argamassa só com cal aérea Influência do tipo de cura Comportamento semelhante para uma mesma argamassa realizada em ambas as condições de cura < resistências compensadas por > porosidade abertas ciclos (dias) Arg. P C Ch L Lh Cloretos retidos (%) 3,58 3,15 4,40 3,53 4,30 Var. de massa (%) (35.º dia) -27,29 0,36 2,22 0,45 2,40

15 Resistência aos sulfatos Variação de massa (%) P C Ch L Lh ciclos (n.º) Influência da utilização de cinza de casca de arroz Argamassas com cinzas de casca de arroz em ambas as curas com melhor comportamento que argamassa só com cal aérea Influência do tipo de cura Argamassa C (cinza comercial): Comportamento semelhante em ambas as condições de cura Argamassa L (cinza laboratório): sem perda de massa na cura normal. Arg. P C Ch L Lh Var. de massa (%) (25.º ciclo) -100,00-25,82-20,25 4,34-34,99

16 Conclusões Argamassas contendo cinza de casca de arroz Vs argamassa de cal aérea Comportamento mecânico ligeiramente superior ao da argamassa de cal mas compatível com a generalidade dos suportes antigos Semelhantes comportamentos face à acção da água Porosidades ligeiramente inferiores Maiores resistências a acções de sais solúveis > durabilidade Possibilidade de aplicação em ambientes húmidos

17 Obrigado Conclusões