Ambientes de exposição

Os tipos de exposição a que o material está sujeito podem ser variados. Assim, foram escolhidas condições ambientais comuns na prática da engenharia civil, que possam ser prejudiciais à durabilidade do material [3.2]. De seguida, encontram-se descritos os respectivos ambientes escolhidos e suas características.

Exceptuando o ambiente de condensação em contínuo, todos os ambientes já se encontravam operacionais (proveniente do estudo anterior - Grupo I). Deste modo, é apenas necessária a introdução dos novos casos de estudo. Este factor permite alguma poupança na montagem dos ambientes de envelhecimento. Realça-se ainda a extrema importância da monitorização e controlo dos condicionamentos dos ambientes em estudo, devido à inexistência de sistemas isolados perfeitos, o que leva à evaporação de água nos recipientes. Esta evaporação prejudica quer a imersão dos provetes testes em água, quer a própria concentração de cloreto de sódio simulada, descrita no subcapítulo 3.3.2.2. Para contornar este problema, elaboraram-se controlos semanais dos níveis de água dos recipientes, bem como a sua reposição.

3.3.2.1 Imersão em água desmineralizada

O primeiro ambiente caracterizado correspondeu à imersão do material em água desmineralizada. Este ambiente compreendeu três temperaturas diferentes (20 ºC, 40 ºC e 60 ºC), bem como sete tipos de exposição (W-20, W-40, W-60, WI-20, WI-40, WD-20 e WD-40)1. A primeira temperatura encontrava-se definida como a representação da temperatura média tipicamente registada em países mediterrâneos, como Portugal, optando-se depois pela escolha de duas temperaturas mais elevadas, de modo a acelerar o processo de envelhecimento dos provetes por intensificação dos fenómenos de difusão.

Para estabelecer este ambiente, foram colocados vários conjuntos de provetes testes em recipientes de plástico de modo a perfazer todos os elementos necessários para as colheitas consideradas acima. Tentou-se limitar ao máximo possível trocas de calor com o exterior no sentido de obter o melhor isolamento possível. Foi essencial o cuidado na imersão dos provetes nos seus locais, de modo a garantir que a sua totalidade dos se encontravam submersos (Figura 3.5)

1

O acrónimo W surge do Inglês Water. WI de Water Isolated e WD de Water Dried, seguidos das respectivas temperaturas de exposição.

Figura 3.5 - Posicionamento correcto dos provetes no recipiente.

Os recipientes encontravam-se colocados em estufas programadas para duas temperaturas (40 e 60 ºC), do LNEC/NMO. A temperatura ambiente de 20 ºC foi obtida com recurso a um laboratório com temperatura controlada. Na Figura 3.6, encontram-se os referidos contentores bem como uma das estufas utilizadas, demonstrando o modo como foram colocados os provetes.

(a) (b) (c)

Figura 3.6 - (a) Recipientes do condicionamento à temperatura de 20 ºC; (b) Aspecto de uma estufa usada no condicionamento às temperaturas de 40 ºC e de 60 ºC; (c) Interior da estufa, com provetes distribuídos

no interior de caixas de plástico.

3.3.2.2 Imersão em água salgada

De um modo análogo ao ambiente de envelhecimento anterior, considerou-se importante para o estudo experimental o uso de um ambiente salgado. Com efeito, é corrente existirem aplicações de engenharia civil que se encontram em zonas costeiras e marítimas [3.2]. Este ambiente de

envelhecimento abrangeu apenas três tipos de exposição, todos pertencentes ao primeiro grupo (S-20, S-40 e S-60)1.

De forma a simular um ambiente deste tipo, utilizaram-se recipientes comportando uma solução aquosa de água salgada, onde se submergiram os provetes teste. A solução salina foi previamente elaborada, contendo uma mistura de cloreto de sódio com água desmineralizada numa concentração de 3,5%, ou seja, 35 g de cloreto por cada litro de água, de acordo com a norma ASTM D1141 [3.5]. Estes recipientes seguem o mesmo protocolo de armazenamento já referido no subcapítulo 3.3.2.1 (Figura 3.6). Como tal, a única diferença significativa em relação ao ambiente anterior é a solução de imersão utilizada.

3.3.2.3 Condensação em contínuo

É de conhecimento geral que ambientes muito húmidos e quentes têm normalmente efeitos negativos na durabilidade dos materiais, muitas vezes de uma forma acelerada. Para tal, foi considerado um ambiente de envelhecimento onde os provetes se encontravam num laboratório do LNEC/NMO, dentro de uma câmara própria, onde foram mantidos a temperatura constante de 40 ºC numa atmosfera saturada (humidade relativa de 100%).

O ambiente em questão abrangeu apenas provetes do segundo grupo nomeadamente CCI-40 e CCD-402. Baseada na primeira parte da norma NP EN ISO 6270 [3.6], que estabelece condições para a condensação em contínuo e determinação da resistência à humidade, a introdução dos provetes na câmara foi realizada de um modo diferente dos ambientes anteriores. De forma a garantir a correcta exposição e separação dos provetes no interior da câmara, foi utilizada linha de nylon onde se amarraram as extremidades dos provetes teste, dividindo-os verticalmente em grupos de cinco. A linha foi então colocada em ganchos de plástico pendurados nos suportes no interior da câmara, ficando todos os provetes suspensos e devidamente separados, como se ilustra na Figura 3.7. O modo de funcionamento da câmara consiste numa resistência eléctrica, que aqueceu a água desmineralizada localizada no fundo da mesma, produzindo o efeito desejado de temperatura e humidade. Salienta-se que também aqui se notam perdas de água sendo necessário efectuar, do mesmo modo descrito no subcapítulo 3.2.2, um controlo e manutenção do nível de água.

1 _{O acrónimo S surge do Inglês Salt, seguido da respectiva temperatura de exposição.} 2

Analogamente aos restantes ambientes, CCI vem do Inglês de Continuous Condensation Isolated e CCD de Continous Condensation Dried.

Figura 3.7 - Câmara de condensação em contínuo e respectivos provetes (como se encontra ilustrado na figura, existe humidade nas paredes).

3.3.2.4 Envelhecimento natural

O último ambiente, cujo tempo de exposição ultrapassa inclusivé o âmbito desta dissertação, compreendeu o envelhecimento natural dos provetes. Não haverá possivelmente melhor termo de comparação em termos de ambientes de envelhecimento, que a exposição do material às condições ambientais exteriores. Deste modo, encontrava-se nos terraços do LNEC a localização perfeita para este ambiente de exposição, uma vez que os efeitos que afectam os provetes, (temperatura, humidade e radiação ultra violeta) se encontravam, constantemente monitorizados. Tornou-se assim relevante estudar o efeito do clima e suas componentes sendo que a temperatura, o efeito da chuva, o vento e a radiação influenciaram os resultados. Este tipo de exposição é singular pelo que apenas compreendeu um tipo possível de exposição: NE1.

Neste último ambiente, os provetes encontravam-se inseridos em calhas de plástico, presas por arames à estrutura dos escaparates de exposição, fazendo um ângulo de 45º de inclinação em relação ao solo, como ilustrado na Figura 3.8.

Figura 3.8 - Instalação de envelhecimento natural dos provetes [3.4]

Este ambiente foi totalmente preparado em estudos anteriores, tendo todo o trabalho descrito neste capítulo não só a importante função de recolha da informação das colheitas prévias, mas também a consequente análise de resultados.