2º Congresso Nacional de Argamassas de Construção Lisboa, Novembro 27 Análise comparativa de argamassas de cal aérea, medianamente hidráulicas e de ligantes mistos para rebocos de edifícios antigos Carlos Manuel de Brito Afonso Guerreiro Empresa Pública de Urbanização de Lisboa Doutor Fernando Manuel Anjos Henriques Departamento Engenharia Civil Faculdade Ciências e Tecnologia Universidade Nova de Lisboa Doutora Ana Paula Ferreira Pinto Departamento Civil e Arquitectura Instituto Superior Técnico Universidade Técnica de Lisboa
Argamassas para rebocos de edifícios antigos Rebocos grande relevância no revestimento e protecção das construções, designadamente nos edifícios antigos, constituindo as argamassas de revestimento camadas sacrificiais dos paramentos, finalidade para as quais foram criadas. Elevado estado de degradação dos rebocos substituição parcial ou integral. Requisitos exigidos nas argamassas de substituição para aplicação em edifícios antigos: Compatibilidade (física, química, mecânica) com o suporte reversibilidade e/ou re-aplicabilidade; Protecção e conservação dos suportes em alvenaria na qual são aplicadas; Boa durabilidade intrínseca. Dificuldade em combinar estes critérios, dado que os seus pressupostos são contraditórios.
Requisitos / Exigências Características funcionais das argamassas (rebocos) Protecção das alvenarias, de forma a reduzir a sua degradação Baixa absorção capilar,, quer em termos de velocidade de absorção (coeficiente de capilaridade, quer quanto à quantidade total de água absorvida (valor assintótico de absorção); Boa permeabilidade ao vapor de água; Estabilidade dimensional tanto ao nível de baixa retracção por secagem, como a mais longo prazo, evitando a criação de tensões entre a alvenaria e o revestimento, que possam provocar a perda de aderência entre elas; As argamassas devem ser mais deformáveis e mais fracas que as alvenarias de suporte e que cada camada sucessiva; Boa aderência,, sem que o ponto anterior seja posto em causa; Baixa libertação de sais solúveis,, não só para a preservação da alvenaria como para a garantir durabilidade da argamassa.
Requisitos / Exigências Características funcionais das argamassas (rebocos) Durabilidade prevenção da degradação da argamassa Boa resistência aos sais solúveis (sulfatos e cloretos); Boa resistência a ciclos de gelo/degelo; Boa evaporação da água,, para se minorarem os efeitos do gelo e do transporte e cristalização dos sais solúveis; Resistências mecânicas suficientemente altas de modo a suportarem as acções anteriormente referidas e por acção de choques; Presa em período de tempo suficientemente curto para prevenir deteriorações devido a resistências mecânicas iniciais insuficientes.
Objectivos do trabalho Avaliar o comportamento de formulações de argamassas de cal aérea, medianamente hidráulicas e de ligantes mistos. Estabelecer parâmetros comparativos recorrendo a ensaios experimentais laboratoriais, usando formulações baseadas na proporção volumétrica 1:3 (ligante(s):agregado). Analisar e avaliar a evolução das características das argamassas ensaiadas com a idade. Ensaios realizados aos 6 e 12 dias.
Areia de rio ar Matérias-primas e Formulações de Argamassas Cal aérea hidratada em pó (fabrico nacional) - ca Cal hidráulica natural branca (NHL 3,5-Z) cl (fabricada em França, classificada como medianamente hidráulica, contendo aditivos pozolânicos) Argamassa % de Ligante (volume) Traço Volumétrico ca cl ca cl ar Classificação da argamassa quanto à constituição A1 1% - 1-3 Argamassa de ligante aéreo A2 75% 25% 1,5,5 6 A3 5% 5% 1 1 6 Argamassas de ligantes mistos (bastarda) A4 25% 75%,5 1,5 6 A5-1% - 1 3 Argamassa de ligante moderamente hidráulico Foram testadas 5 formulações de argamassa traço 1:3 - há uma variação percentual de 25 % (em volume) de cada um dos dois ligantes utilizados.
Condições de ensaio: Água para permitir aplicação (68 e 74%) 6 e 12 dias de cura (diferentes idades) Cura em ambiente controlado 2 ± 2 ºC e 6 ± 5% HR Ensaios Ensaios Características de argamassa fresca Consistência por espalhamento Retenção de água Avaliação das resistências mecânicas Módulo de elasticidade dinâmico (E) Resistência à tracção (Rt) e compressão (Rc) Aderência ao suporte, por arrancamento Microestrutura Porosidade aberta e Massa volúmica aparente Avaliação face à acção da água Absorção de água por capilaridade Permeabilidade ao vapor de água Avaliação face à acção dos sais solúveis Resistência aos cloretos e aos sulfatos
Caracterização das argamassas frescas Consistência por espalhamento e retenção de água Percentagem de retenção de água (%) _ 1 98 96 94 92 9 88 86 84 82 8 Retenção de água Obtiveram-se argamassas comparáveis de cada tipo, em termos de consistência por espalhamento (média de 7%) critério de comparação das argamassas espalhamento definido entre 68 e 74 %. Boa capacidade de retenção de água, de todas as argamassas ensaiadas. As argamassas com maior teor em cal aérea apresentaram as maiores retenções de água. Redução de retenção de água com redução do teor em cal aérea.
Aderência ao suporte (arrancamento),16 Tensão de aderência por arrancamento em suporte tijolo cerâmico,14 Tensão de aderência (MPa),12,1,8,6,4,2, Obtiveram-se valores baixos de tensão de aderência. As argamassas de cal hidráulica apresentam tensões de aderência + elevadas. A4 rotura A5 rotura A1 rotura A2 rotura A3 rotura mista (coesiva mista (coesiva coesiva coesiva coesiva + aderência) + aderência) O O suporte usado (tijolo furado corrente) não é representativo dos suportes antigos, por ser menos absorvente e mais liso, o que se traduz numa redução da aderência.
Resistências mecânicas,9,8,7 Características mecânicas - (6 dias) 25 2 Rt, Rc (MPa),6,5,4,3,2,1 15 1 5 Edin (MPa), Rt Rc Edin E din entre 18 e 24 MPa (argamassas adequadas para edifícios antigos). Com o aumento do teor de cal hidráulica natural na composição, em substituição da cal aérea, Rt e Rc aumentam. Resistências à tracção (,2,7 MPa) e resistências à compressão (,4 2,5 MPa), sendo adequadas para aplicação em rebocos em edifícios antigos.
Resistências mecânicas Variação das características mecânicas com a idade (6 / 12 dias) 2 15, 12,4 16,9 1 5,4 Variação (%) -1-5,1, -1,6,5-2,7-5,1-4,9,, -3, -12,9-2 ΔRt (%) com a idade ΔE (%) com a idade ΔRc (%) com a idade A variação das resistências nas argamassas é mais evidente ao nível da compressão do que da tracção.
Porosidade aberta Porosidade aberta (6 dias) Porosidade aberta (12 dias) 4 4 35 35 3 3 Pab (%) 25 2 15 Pab (% 25 2 15 1 1 5 5 Pab Pab A porosidade aberta apresenta pouca variabilidade (entre 28% e 34%), sendo maior na argamassa de cal aérea (A1), diminuindo o seu valor com o aumento do teor em cal hidráulica natural em substituição do teor de cal aérea. Verificou-se a diminuição da porosidade aberta com a idade nas argamassas A1, A2, A4, e aumento nas argamassas A3, A5.
Absorção por capilaridade Absorção capilar ( kg/m2 ) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Absorção por Capilaridade - 6 dias 1 2 3 4 5 6 7 Tempo (s1/2) Absorção capilar ( kg/m2 ) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Absorção por Capilaridade - 12 dias 1 2 3 4 5 6 7 Tempo (s1/2) O aumento do teor em cal hidráulica na composição das argamassas, aumenta a velocidade de absorção de água e a quantidade total de água absorvida. As argamassas com maior teor em cal hidráulica natural têm maior valor assintótico de absorção.
Absorção por capilaridade Variação da absorção capilar (coficiente capilar e valor assintótico) com a idade (6 / 12 dias) 4 2 1,1 2,1 3, Variação (%) -2-4 -6-8 -1-3,4-2,6-4,3-3,6-1,9-2,5-12 -11,2 ΔC.C (%) com a idade ΔV.A. (%) com a idade Idade: : melhoria das características das argamassas diminuição do coeficiente de capilaridade e do valor assintótico de absorção, excepto na argamassa A3.
Permeabilidade ao vapor de água Permeabilidade ao vapor de água (6 dias) 2,5 Perm. vapor (kg/m.s.pa) x 1^-11 2, 1,5 1,,5, Perm. vap. Variação (% 5-5 -1-15 -2-8,9 Variação da permeabilidade ao vapor de água com a idade com a idade (6 / 12 dias) -18,6-3,2-3,5 1,3 Verifica-se a diminuição da permeabilidade ao vapor de água, com o aumento do teor de cal hidráulica natural. (excepto argamassa A2 aos 6 dias). Idade: : Regista-se uma diminuição da permeabilidade ao vapor de água ΔPerm. Vap. (%) com a idade
Resistência aos cloretos Var. massa por cloretos (%) Resistência aos cloretos - 6 dias 2 1-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 1 2 3 4 5 Ciclos (nº dias) Var. massa por cloretos (%) Resistência aos cloretos - 12 dias 2 1-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 1 2 3 4 5 6 Ciclos (nº dias) Degradação decrescente, com aumento do teor em cal hidráulica natural respectivo aumento da resistência mecânica. Bom comportamento aos cloretos, nas argamassas com teor de 5% de cal hidráulica natural. Melhoria do comportamento com idade
Resistência aos sulfatos Var. massa por sulfatos (%) 2 1-1 -2-3 -4-5 -6-7 Resistência aos sulfatos - 6 dias 5 1 15 2 25 Ciclos (nº) Var. massa por sulfatos (%) _ 2 1-1 -2-3 -4-5 -6-7 Resistência aos sulfatos - 12 dias Degradação decrescente com aumento do teor em cal hidráulica. 5 1 15 2 25 Ciclos (nº) Bom comportamento aos sulfatos, para argamassas com teor de cal hidráulica 25% - excepto a argamassa A2 aos 6 dias. Melhoria do comportamento com idade. Ensaios não se revelaram destrutivos (excepto argamassas argamassas de cal aérea A1 (6 e 12 dias) e A2 (6 dias).
Comportamento de argamassa fresca Conclusões gerais Todas as argamassas têm boa retenção de água, o que indicia bom comportamento face a condições atmosféricas adversas aquando da aplicação e a suportes muito absorventes. Características mecânicas Todas as argamassas testadas, apresentaram resistências mecânicas baixas. A grande maioria verifica os critérios de protecção da parede de alvenaria em que são aplicadas, apresentando igualmente um baixo valor de módulo de elasticidade, que indica serem deformáveis. Comportamento face à acção da água As argamassas A1, A2, A3 são as que têm melhor comportamento face à acção da água. Absorvem a água mais lentamente (por capilaridade) e têm a maior permeabilidade ao vapor de água, permitindo uma mais rápida evaporação, facilitando a secagem. Comportamento face à acção dos sais solúveis A introdução da cal hidráulica natural branca na constituição da argamassa melhora o comportamento das argamassas face à acção dos sais solúveis, verificando-se o aumento de resistência aos cloretos, melhorando o comportamento com a idade. Verificou-se que praticamente todas as argamassas estudadas têm boa resistência aos sulfatos (excepto A1 e A2).
Requisitos fundamentais Conclusões gerais Em termos de protecção das paredes - considerando como fundamentais as características de reduzida absorção capilar e elevada evaporação da água, a compatibilidade mecânica com o suporte, E do ponto de vista da prevenção da degradação das argamassas (durabilidade), em que se consideram como fundamentais uma elevada resistência à acção de sais solúveis, facilidade de evaporação de água e adequadas resistências mecânicas, a argamassa que melhor verifica estes os dois requisitos são: A3 (5% cal aérea + 5% cal hidráulica natural branca) A campanha experimental desenvolvida permitiu verificar a evolução das características das argamassas com a idade, nomeadamente o aumento das resistências mecânicas, diminuição da permeabilidade ao vapor, e uma pequena diminuição das características de capilaridade, e diminuição da porosidade aberta. Com a idade registou-se também a melhoria do comportamento das argamassas face à acção dos sais solúveis. A cal hidráulica natural branca utilizada, quando misturada com cal aérea, confere às argamassas bom comportamento face à acção dos sais solúveis, possivelmente alterando a microestrutura interna e rede porosa conjugado com o aumento da porometria. Esta possível justificação, carece contudo de uma investigação mais aprofundada ao nível microscópico, para aferir a veracidade da possibilidade.
Muito Obrigado! Conclusão