ARGAMASSA INDUSTRIAL PARA A REABILITAÇÃO DE REBOCOS ANTIGOS Construção e

164 Pages·2016·4.54 MB·Portuguese

ARGAMASSA INDUSTRIAL PARA A REABILITAÇÃO DE REBOCOS
ANTIGOS

Andreia Catarina Gameiro Rodrigues

Dissertação para obtenção de Grau de Mestre em
Construção e Reabilitação

Orientadoras: Professora Doutora Inês dos Santos Flores Barbosa Colen
Professora Doutora Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues

Júri
Presidente: Prof. Pedro Manuel Gameiro Henriques
Orientador: Profª Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues
Vogal: Prof. Vasco Nunes da Ponte Moreira Rato

Julho 2016
“A menos que modifiquemos a nossa maneira de pensar, não
seremos capazes de resolver os problemas causados pela forma
como nos acostumamos a ver o mundo”. (Albert Einstein)
I
AGRADECIMENTOS
Ao finalizar mais esta etapa no meu percurso académico gostaria de começar por referir, que todo este
trabalho de investigação contou com valioso e imprescindível contributo de inúmeras pessoas. As minhas
palavras de profundo e sentido agradecimento são direcionadas a todas elas, que de alguma forma
contribuíram para a concretização desta dissertação.
Às Professoras Doutoras Inês Flores Colen e Paulina Faria pela total disponibilidade, orientação, auxílio e
partilha de conhecimentos, que foram demostrados durante todo o período em que decorreu a dissertação.
À Topeca, empresa onde trabalho, por toda a disponibilidade de recursos materiais e humanos, para a
realização de todo o trabalho experimental. Ao Sr. Francisco pela partilha de conhecimentos que foram
extremamente importantes para a execução e análise de todo o trabalho experimental.
Aos vários fornecedores de matérias - primas, que me cederam amavelmente amostras para a realização da
campanha experimental, nomeadamente a empresa Secil, pelo fornecimento de cal hidráulica natural NHL5 e
NHL3,5.
À minha família, em especial ao Paulo, à Francisca e ao bebé Guilherme pela paciência, carinho, compreensão
de todas as ausências e ajuda, decorrentes durante estes dois anos.
Aos meus pais, irmãos e amigas/amigos pela motivação constante.
Ao Padre Amador Carreira pela revisão deste documento.
II
RESUMO
A última metade do século XX ficou marcada por uma enorme mudança no setor da construção. Surgiram
novos produtos e, aliados a estes, novas técnicas, novos sistemas construtivos e ritmos de trabalho mais
exigentes, nomeadamente prazos para execução das obras mais reduzidos, o que alterou por completo a forma
de construir. Em Portugal verificou-se uma mudança de mentalidades: tornou-se consensual a necessidade em
reabilitar o património edificado, que se degradara devido a décadas de abandono e à inexistência de
operações de manutenção e reabilitação.
A Indústria das argamassas tem demostrado alguma preocupação em desenvolver e apresentar soluções para a
reabilitação. Todavia é essencial continuar a aprofundar e sedimentar conhecimentos nesta área, mais
concretamente no estudo do comportamento de materiais sustentáveis, de forma a poder oferecer ao
mercado produtos adequados, compatíveis com os edifícios em questão e economicamente viáveis. Neste
sentido, este trabalho de investigação estudou várias formulações industriais baseadas em cal aérea e em cal
hidráulica natural (NHL5 ou NHL3.5), num traço volumétrico 1:3 e 1:4 (ligante: agregado). Partindo de
argamassas só de um desses ligantes (aéreo ou hidráulico), procedeu-se numa primeira fase a substituições
parciais da NHL por outro ligante (no caso a cal aérea cálcica CL), em teores de 25%, 50% e 75%, nas condições
de cura preconizadas na norma NP EN 998-1:2013 (IPQ,2013). Era expectável, nesta fase, que a cais hidráulicas
naturais permitissem que as argamassas adquirissem valores de resistências mecânicas mais elevados aos 28
dias, comparativamente às argamassas de cal aérea, de forma a adequar as características das argamassas aos
prazos atuais de obra. Porém, esta expetativa não foi verificada, o que levou ao desenvolvimento de uma
segunda série experimental, onde foram efetuadas substituições de NHL3,5 por MK e adicionado um
adjuvante, com o intuito de obter formulações que pudessem ser utilizadas como argamassas de cariz
industrial.
Todas as formulações foram caracterizadas em termos de resistências mecânicas a diferentes idades (28, 90 e
180 dias), aderência, massa volúmica, capilaridade, permeabilidade e resistência aos sais, tendo-se verificado
que, em termos de comportamento mecânico, todas apresentaram valores relativamente satisfatórios. O
mesmo se observa em termos de valores de aderência, comparativamente aos requisitos definidos na
bibliografia e na norma NP EN 998-1:2013 (IPQ,2013).
Relativamente ao seu comportamento face à água observa-se que todas as formulações apresentam baixos
valores de coeficiente de capilaridade e bons resultados de permeabilidade ao vapor de água, o que demostra
um bom desempenho, cumprindo plenamente os requisitos impostos. Considera-se, assim, que este tipo de
argamassas, a otimizar industrialmente, pode ser adequada para o tipo de aplicação em questão – argamassa
de reboco para substituição de revestimentos antigos com problemas correntes.

Palavras chave: Argamassa industrial; Cal Aérea; Cal Hidráulica Natural; Metacaulino; Reabilitação; Construção;

III
ABSTRACT
The second half of the 20th century was marked by a huge change in the building sector. New products
emerged and in alliance with these, new techniques, new construction processes, higher and more stringent
working paces, namely reduced deadlines in job executions, which completely altered the way of
construction(building). In Portugal, at the end of the 1980’s, a change in mentalities became noticeable, and
the necessity to restore the built heritage that had become degraded due to decades of abandonment and the
lack of maintenance and rehabilitation programmes.
The building mortar industry has demonstrated some concern in developing and presenting solutions for the
restoration of these buildings, however it is essential to continue increasing ones knowledge in this area, but
more concisely the study of the sustainable material’s behaviour and in this way being able to offer adequate
materials which are compatible and economically viable to the buildings in question. To that effect, this
investigative study studied many industrial formulas based on aerated lime and natural hydraulic lime (NHL 5
or NHL 3.5) volumetric calibre 1:3 and 1:4 (binder : aggregate). Originating from the mortars, only one of these
binders (lime or hydraulic), in the first phase, the NHL was partially substituted by another binder CL in
amounts of 25%, 50% and 75% under the recommended drying conditions in the standards NP EN 998-1:2013
(IPQ2013). It was expected that in this phase the natural hydraulic lime would allow the mortars to initially (in
the first 28 days) develop higher mechanical resistance levels in comparison to the aerated lime mortars, in
that way, adapting their characteristics to the actual job deadlines. However, this expectation was never
verified, which lead to a second series of experimentations, in which NHL 3.5 was substituted by MK and a
dispersible polymer powders, with the intent of obtaining products that could be used as mortars of an
industrial nature.
All the formulas were characterised in terms of their mechanical resistance (28, 90, 180 days) adherence,
density, capillarity, permeability and their salt resistance levels, having verified that their mechanical behaviour
was relatively satisfactory. The same can be observed in their adherence values, in comparison to the defined
requirements in the bibliography and standards NP EN 998-1:2013 (IPQ 2013).
In relation to the mortar’s behaviour towards water, it was observed that all the formulas showed a low
capillary coefficient and water vapour permeability, which demonstrates good performance, thereby fulfilling
all the necessary requirements. It is therefore assumed that these types of mortars if industrially optimised are
adequate for all types of applications – plaster mortars used to substitute old wall coverings.

Key terms: Industrial Mortars, Lime, Natural Hydraulic Lime, Metakaolin, Restoration, Construction

IV
SIMBOLOGIA
Materiais
S 30/40 – Areia de granulometria fina.
AS 32 – Areia de granulometria grossa
NHL3,5 – Cal hidráulica natural 3,5 produzida pela Secil Martingança.
NHL5 – Cal hidráulica natural 5 produzida pela Secil Martingança
CL- Cal Aérea, produzida pela empresa Lusical, classificada como H100
Mk – Metacaulino Metacem produzido pela Micron.
T- resíduos de tijolo cerâmico (T)
S- Sepiolite
V- Vermiculite

Tipos de Cura
H – Cura húmida, em ambiente controlado de humidade relativa 95% e temperatura 21ºC.
St – Cura de standard, em ambiente controlado de humidade relativa 65% e temperatura 20°C.

Ensaios e parâmetros
CC – Coeficiente de absorção de água por capilaridade
CS – Coeficiente de secagem
Esp – Consistência por espalhamento
DP – Desvio padrão
HR – Humidade relativa
IS – Índice de secagem
MVP – Massa volúmica produto endurecido
E – Módulo de elasticidade
din
P – Porosidade aberta
ab
R – Resistência à compressão
c
R – Resistência à tração por flexão
t
RM – Resistências mecânicas

V
ÍNDICE
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................................. II
RESUMO............................................................................................................................................................. III
SIMBOLOGIA ....................................................................................................................................................... V
ÍNDICE ................................................................................................................................................................ VI
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................................ IX
ÍNDICE DE QUADROS ......................................................................................................................................... XII
1 . INTRODUÇÃO .............................................................................................................................................. 1
1.1 ENQUADRAMENTO E JUSTIFICAÇÃO DO TEMA ................................................................................................... 1
1.2 OBJETIVOS E METODOLOGIA ......................................................................................................................... 4
1.3 ORGANIZAÇÃO DO TEXTO ............................................................................................................................. 4
2 . ARGAMASSAS DE REBOCO DE EDIFÍCIOS ANTIGOS ...................................................................................... 7
2.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS .............................................................................................................................. 7
2.2 SUPORTES EXISTENTES EM EDIFÍCIOS ANTIGOS .................................................................................................. 7
2.3 ARGAMASSAS ANTIGAS VERSUS ARGAMASSAS DE SUBSTITUIÇÃO .......................................................................... 8
2.4 DEFINIÇÃO DE ARGAMASSA INDUSTRIAL .......................................................................................................... 9
2.5 CONSTITUIÇÃO DE UMA ARGAMASSA ANTIGA OU DE REABILITAÇÃO....................................................................... 9
2.6 LIGANTES ................................................................................................................................................ 11
2.7 LIGANTES HIDRÁULICOS – CAIS COM PROPRIEDADES HIDRÁULICAS ...................................................................... 11
2.8 LIGANTES AÉREOS – CAL AÉREA ................................................................................................................... 12
2.9 AGREGADOS - AREIAS ................................................................................................................................ 14
2.10 ADIÇÕES ................................................................................................................................................. 16
2.10.1 Pozolanas .................................................................................................................................... 16
2.10.2 Metacaulino ................................................................................................................................ 17
2.10.3 Pigmentos ................................................................................................................................... 17
2.11 FIBRAS.................................................................................................................................................... 18
2.12 ADJUVANTES ........................................................................................................................................... 19
2.13 REQUISITOS PARA ARGAMASSAS DE REABILITAÇÃO DE EDIFÍCIOS ANTIGOS ............................................................ 21
2.14 TÉCNICAS DE APLICAÇÃO DE REBOCOS ANTIGOS .............................................................................................. 23
2.15 SÍNTESE DO CAPÍTULO ................................................................................................................................ 24
3 . ANÁLISE CRÍTICA AOS ESTUDOS REALIZADOS NO ÂMBITO DE ARGAMASSAS DE SUBSTITUIÇÃO
COMPATÍVEIS COM EDIFÍCIOS ANTIGOS. ....................................................................................................... 25
3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ............................................................................................................................ 25
3.2 ENQUADRAMENTO ................................................................................................................................... 25
3.3 ARGAMASSAS DE CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL 3,5 E EVENTUAIS ADIÇÕES POZOLÂNICAS ..................................... 26
3.4 ARGAMASSAS DE CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL 5 E EVENTUAIS ADIÇÕES POZOLÂNICAS ........................................ 31
VI
3.5 ARGAMASSAS DE CAL AÉREA. ...................................................................................................................... 36
3.5.1 Argamassas de cal aérea e metacaulino ......................................................................................... 36
3.5.2 Argamassas de cal aérea com resíduos........................................................................................... 41
3.5.3 Argamassas de cal (aérea e/ou hidráulica natural) com adjuvantes .............................................. 44
3.6 ARGAMASSAS DE CAL REFORÇADAS COM FIBRAS ............................................................................................. 44
3.7 SÍNTESE DO CAPÍTULO ................................................................................................................................ 45
4 . ANÁLISE DO MERCADO .............................................................................................................................. 47
4.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ............................................................................................................................ 47
4.2 ARGAMASSAS COMERCIALIZADAS PARA SUBSTITUIÇÃO DE REBOCOS DE EDIFÍCIOS ANTIGO ....................................... 47
4.3 SÍNTESE DO CAPÍTULO. ............................................................................................................................... 55
5 . CAMPANHA EXPERIMENTAL ...................................................................................................................... 57
5.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ............................................................................................................................ 57
5.2 CONSTITUINTES DA ARGAMASSA .................................................................................................................. 57
5.2.1 Cais hidráulicas naturais ................................................................................................................. 57
5.2.2 Cal aérea hidratada ......................................................................................................................... 58
5.2.3 Metacaulino .................................................................................................................................... 58
5.2.4 Agregados ....................................................................................................................................... 59
5.2.5 Adjuvantes ....................................................................................................................................... 59
5.3 CONSTITUIÇÃO DAS ARGAMASSAS (1ª E 2ª SÉRIE) ........................................................................................... 60
5.3.1 Primeira série .................................................................................................................................. 60
5.3.2 Segunda série .................................................................................................................................. 61
5.4 AMASSADURA E PREPARAÇÃO PROVETES ....................................................................................................... 61
5.5 CARACTERIZAÇÃO DA ARGAMASSA NO ESTADO FRESCO - AVALIAÇÃO DA CONSISTÊNCIA POR ESPALHAMENTO .............. 62
5.6 PREPARAÇÃO DOS PROVETES ....................................................................................................................... 63
5.6.1 Provetes prismáticos ....................................................................................................................... 63
5.6.2 Provetes em tijolo furado ................................................................................................................ 65
5.6.3 Provetes circulares .......................................................................................................................... 65
5.7 CONDIÇÕES DE CURA ................................................................................................................................. 66
5.7.1 Cura Standard – St ........................................................................................................................... 66
5.7.2 Cura Húmida- H ............................................................................................................................... 67
5.8 PLANEAMENTO E ORGANIZAÇÃO DOS ENSAIOS ................................................................................................ 67
5.9 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO .......................................................... 68
5.9.1 Ensaio de resistências mecânicas (Rt e Rc) ...................................................................................... 68
5.9.2 Ensaio de absorção de água por capilaridade ................................................................................. 70
5.9.3 Ensaio de secagem .......................................................................................................................... 71
5.9.4 Ensaio de permeabilidade vapor água ............................................................................................ 73
5.9.5 Ensaio de massa volúmica do produto endurecido ......................................................................... 75
VII
5.9.6 Ensaio de aderência ........................................................................................................................ 76
5.9.7 Ensaio de resistência aos sulfatos ................................................................................................... 77
5.9.8 Síntese do capítulo .......................................................................................................................... 78
6 . EXPOSIÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................................................................................. 79
6.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ............................................................................................................................ 79
6.2 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO ........................................................... 80
6.3 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS ENDURECIDAS ................................................................... 82
6.3.1 Massa volúmica ............................................................................................................................... 82
6.3.2 Resistências mecânicas ................................................................................................................... 84
6.3.2.1 Resistência à tração por flexão ................................................................................................................85
6.3.2.2 Resistência à compressão ........................................................................................................................86
6.3.3 Aderência ........................................................................................................................................ 94
6.3.4 Capilaridade .................................................................................................................................... 96
6.3.5 Permeabilidade ao vapor de água. ................................................................................................. 99
6.3.6 Secagem ........................................................................................................................................ 102
6.3.7 Resistência aos sulfatos ................................................................................................................. 104
6.4 DISCUSSÃO GLOBAL DOS RESULTADOS ......................................................................................................... 111
6.4.1 Características argamassas no estado fresco. .............................................................................. 111
6.4.2 Características mecânicas e físicas das argamassas ..................................................................... 111
6.5 SÍNTESE DO CAPÍTULO .............................................................................................................................. 118
7 .CONCLUSÕES ............................................................................................................................................ 119
7.1 CONCLUSÕES FINAIS................................................................................................................................ 119
7.2 TRABALHOS FUTUROS .............................................................................................................................. 125
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................................................... 127
8 ANEXO I ..................................................................................................................................................... 137
9 ANEXO II .................................................................................................................................................... 138
10ANEXO III ................................................................................................................................ . 139
11ANEXOIV .................................................................................................................................................. 141

VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1- ESQUEMA DO PROCESSO PRODUTIVO DA CAL HIDRÁULICA NATURAL (FONTE: SEQUEIRA, 2015) .............................. 12
FIGURA 2.2-CLASSIFICAÇÃO DAS CAIS DE CONSTRUÇÃO, DE ACORDO COM A NORMALIZAÇÃO EUROPEIA NP EN 459-1:2011 (IPQ,
2011) ..................................................................................................................................................................... 13
FIGURA 2.3-EFEITO DA QUANTIDADE E DO TAMANHO DOS AGREGADOS NA EFICIÊNCIA DA ARRUMAÇÃO DO SEIO DA ARGAMASSA
(FONTE: MATSUDA, 2000) .......................................................................................................................................... 15
FIGURA 2.4-EXTRAÇÃO DE AGREGADOS NATURAIS (FONTE: SIFUCEL 2014) .......................................................................... 16
FIGURA 2.5-PIGMENTOS INORGÂNICOS (FONTE: TOPECA, 2014) ....................................................................................... 18
FIGURA 2.6 - FIBRAS SINTÉTICAS (FONTE: DAECHONG4) E DE CELULOSE (FONTE: JRS) ............................................................. 18
FIGURA 2.7-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DOS ADJUVANTES INCORPORADORES DE AR (A) –
AGLUTINAÇÃO DAS EXTREMIDADES APOLARES DO TENSIOATIVO, FORMAÇÃO DA BOLHA DE AR. (B) – FORMAÇÃO DO EFEITO PONTE
(FONTE: ALVES ET AL., 2002) ....................................................................................................................................... 20
FIGURA 2.8-MOLÉCULA DE UM ÉTER DE CELULOSE UTILIZÁVEL COMO ADJUVANTE RETENTOR DE ÁGUA (FONTE: TYLOSE, SHIN ETSU.,
2012) ..................................................................................................................................................................... 21
FIGURA 3.1- COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE
CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL3,5, AOS 90 DIAS ............................................................................................................. 26
FIGURA 3.2-COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE CAL
HIDRÁULICA NATURAL NHL3,5, AOS 90 DIAS (CONTINUAÇÃO) ........................................................................................... 27
FIGURA 3.3-COMPORTAMENTO DAS ARGAMASSAS FACE À ÁGUA, ESTUDADAS POR VÁRIOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE CAL
HIDRÁULICA NATURAL NHL3,5, AOS 90 DIAS .................................................................................................................. 28
FIGURA 3.4-COMPORTAMENTO DAS ARGAMASSAS FACE À ÁGUA, ESTUDADAS PELOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE CAL
HIDRÁULICA NATURAL NHL3,5, AOS 90 DIAS (CONTINUAÇÃO) ........................................................................................... 28
FIGURA 3.5 – COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE
CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL 5 .................................................................................................................................. 32
FIGURA 3.6 - COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE
CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL 5 (CONTINUAÇÃO) ........................................................................................................... 33
FIGURA 3.7- COMPORTAMENTO DAS ARGAMASSAS FACE À AÇÃO DA ÁGUA, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À
BASE DE CAL HIDRÁULICA NATURAL NHL 5 ...................................................................................................................... 34
FIGURA 3.8– COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS, ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE EM
CAL AÉREA E METACAULINO .......................................................................................................................................... 37
FIGURA 3.9- COMPORTAMENTO À ÁGUA DAS ARGAMASSAS ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE EM CAL
AÉREA E METACAULINO (CONTINUAÇÃO)......................................................................................................................... 38
FIGURA 3.10-COMPORTAMENTO À AÇÃO DA ÁGUA DAS ARGAMASSAS ESTUDADAS POR DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE
DE CAL AÉREA E METACAULINO ...................................................................................................................................... 40
FIGURA 3.11– RESULTADOS EXPERIMENTAIS RELATIVAMENTE AO COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS ARGAMASSAS ESTUDADAS POR
DIVERSOS AUTORES, EM FORMULAÇÕES À BASE DE CAL AÉREA E RESÍDUOS (MATIAS ET AL., 2012; VEIGA & VELOSA,2003; ALMEIDA
ET AL., 2007; VELOSA & VEIGA, 2003) ......................................................................................................................... 42
IX