Coeficiente de condutibilidade térmica

Apresentam-se na tabela 4.9 os valores médios obtidos para a condutibilidade térmica das argamassas a temperatura ambiente e após serem submetidas a temperaturas elevadas. Para este ensaio foram utilizados os provetes cilíndricos e apenas se estudaram as argamassas para as temperaturas de 20 ºC, 150 ºC e 250 ºC, devido ao facto de se tratar de um ensaio bastante demorado, escolhendo-se assim as temperaturas mais relevantes. Foram excluídas deste ensaio as argamassas com 10% de resina, devido à sua elevada heterogeneidade e instabilidade apresentadas nos resultados anteriores. Apresentam-se no anexo A.6 os resultados individuais do ensaio de condutibilidade térmica.

Tabela 4.9 – Valores médios do coeficiente de condutibilidade térmica

Temperatura (ºC)

AAE _BGC _Caero _Dref _Ect _Fres5%

λ W/m._K λ W/m._K λ W/m._K λ W/m._K λ W/m._K λ W/m._K 20 0,202 0,102 0,074 1,987 1,326 1,385 150 0,142 0,078 0,062 1,338 1,122 1,618 250 0,040 0,075 0,060 1,247 0,956 1,364

Legenda: λ – coeficiente de condutibilidade térmica

Para as argamassas que não foram submetidas a temperaturas elevadas, como seria de esperar, as argamassas com agregados isolantes térmicos foram as que apresentaram menor valor de condutibilidade térmica (entre 0,07 e 0,20 W/m._{K). Estas argamassas podem ser classificadas como argamassas térmicas por possuírem}

coeficientes inferiores a 0,20 W/m._{K segundo a norma EN 998-1 (CEN, 2010) e têm a classificação T1 (B}GC _e

CAERO_{) e T2 (A}AE_{) segundo a mesma norma. As argamassas com agregado de areia apresentaram}

condutibilidades térmicas entre 1,326 e 1,987 W/m._K.

Dentro das argamassas térmicas, a argamassa AAE _{foi a que apresentou maior valor de condutibilidade}

(0,202 W/m._{K), logo pior desempenho térmico, com uma condutibilidade térmica cerca de 90% inferior em}

relação à argamassa de referência (Dref_{). Para a mesma argamassa mas com adjuvantes na sua constituição,}

Afonso (2015) obteve o valor ligeiramente inferior de 0,16 W/m._K.

Quanto à argamassa BGC_{, obteve-se um valor de 0,102 W/m}._{K de condutibilidade térmica, aproximadamente}

95% inferior do que o da argamassa Dref_{; Afonso (2015) obteve, para a mesma argamassa com adjuvantes,}

diminuições de 91% em relação à argamassa com 100% de areia.

Os valores mais reduzidos de condutibilidade térmica foram obtidos para a argamassa CAERO _{(0,074 W/m}._K).

Para uma argamassa semelhante, Afonso (2015) obteve valores de 0,09 W/m._K.

Em relação às argamassas de areia, obteve-se o valor de 1,97 W/m._{K para a argamassa D}ref _{e valores inferiores}

para as argamassas com adjuvantes na sua constituição, nomeadamente para a argamassa ECT

(1,326 W/(mK)), devido à porosidade acrescida introduzida pelos agentes introdutores de ar e para argamassa F5%res_{, devido às propriedades da resina que, ao melhorar a ligação dos componentes da}

argamassa, contribui para a redução da condutibilidade térmica (Demirboğa, 2003; Ximenes et al., 2016). Para uma argamassa semelhante à argamassa Dref_{, Afonso (2015) obteve valores de condutibilidade térmica de}

1,63W/m._{K; segundo o ITE 50 (LNEC, 2006) para uma argamassa tradicional com uma massa volúmica entre}

1800 a 2000 kg/m3 _{o valor de condutibilidade térmica esperado é de 1,3 W/m}._K.

Apresenta-se na figura 4.22 a síntese da condutibilidade térmica das argamassas estudadas e a variação (em %) da condutibilidade térmica das argamassas estudadas quando submetidas a temperaturas elevadas em relação às argamassas de temperatura de controlo.

Relativamente aos efeitos da exposição das argamassas a temperaturas elevadas ao nível da condutibilidade térmica, observa-se que o aumento da temperatura melhora o desempenho térmico das argamassas, excepto para o caso da argamassa F5%res _{com 5% de resina na sua constituição, onde tal não se verificou para a}

temperatura de exposição de 150 ºC, presumivelmente devido à deterioração da resina que contribuía para a diminuição do coeficiente de condutibilidade térmica da argamassa.

O coeficiente de condutibilidade térmica das argamassas térmicas sofreu diminuições entre 14% a 33% para a temperatura de 150 ºC e entre 16% e 80% para a temperatura de 250 ºC em relação à temperatura de controlo. Dentro deste grupo de argamassas, a maior redução deu-se na argamassa AAE _{aquando da exposição}

à temperatura de 250 ºC (80%).

O coeficiente de condutibilidade térmica das argamassas com agregado de areia sofreu diminuições entre 15% e 33% para a temperatura de 150 ºC e entre 28% e 37% para a temperatura de 250 ºC. Dentro deste

grupo de argamassas, a maior variação deu-se para a argamassa Dref _{após exposição à temperatura de 250 ºC}

(37%).

Figura 4.22 – Condutibilidade térmica das argamassas (em cima); variação (em %) da condutibilidade térmica das argamassas submetidas a temperaturas elevadas relativamente à temperatura de controlo, 20 ºC (em baixo)

Com o aumento da temperatura, como se verificou em ensaios anteriores, as argamassas tendem a diminuir a sua compacidade, a perder rigidez, a aumentar o número de vazios e número de microfissuras e consequentemente, a reduzir o seu coeficiente de condutibilidade térmica.

Nas figuras 4.24 a 4.27 apresentam-se as relações entre a condutibilidade térmica e a massa volúmica, a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas, o módulo de elasticidade dinâmico e a resistência à compressão e ainda a influência da temperatura nas mesmas relações.

Na figura 4.23 observa-se uma correlação de potência com coeficiente de correlação superior a 0,90 para a temperatura de controlo, 150 ºC e 250 ºC, entre a massa volúmica no estado endurecido e a condutibilidade térmica. Mais uma vez, observa-se que as argamassas leves, ou seja, as que possuem a menor massa volúmica, são também as que apresentam menores coeficientes de condutibilidade térmica. Vale (2014) e Melo (2014) também obtiveram correlações de potência significativas entre estes dois parâmetros para argamassas leves (0,88). O aumento de temperatura não introduz alterações significativas visto que os coeficientes de correlação se mantêm bastante elevados para as duas temperaturas elevadas.

Figura 4.23 – Relação entre a condutibilidade térmica e a massa volúmica aparente para as diferentes temperaturas-alvo

Quanto à relação entre a condutibilidade térmica e a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas (figura 4.24), verificou-se uma elevada correlação para as argamassas de temperatura de controlo (coeficiente de correlação de 0,81), que diminuiu com o aumento de temperatura, obtendo-se de 0,76 para a temperatura de 150 ºC e 0,45 para a temperatura de 250 ºC. Afonso (2015) obteve um coeficiente de correlação para estes dois parâmetros de 0,79.

Na figura 4.25 observa-se uma correlação linear entre a condutibilidade térmica e o módulo de elasticidade dinâmico, com coeficientes de correlação de 0,79, 0,91 e 0,77 para a temperatura de controlo, 150 ºC e 250 ºC, respectivamente. Afonso (2015) obteve um coeficiente de correlação para estes dois parâmetros bastante elevado de 0,91 (equivalente ao obtido para a temperatura de 150 ºC).

Figura 4.24 – Relação entre a condutibilidade térmica e a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas para as diferentes temperaturas-alvo

Figura 4.25 – Relação entre a condutibilidade térmica e o módulo de elasticidade dinâmico para as diferentes temperaturas-alvo

Na figura 4.26 ilustra-se a influência da temperatura na relação entre a condutibilidade térmica e a resistência à compressão. Os valores do coeficiente de correlação linear variam entre 0,56 e 0,75. Afonso (2015) e Vale (2014) obtiveram para a relação entre estes dois parâmetros (sem exposição a temperaturas elevadas) valores do coeficiente de correlação de 0,76 e 0,74 respectivamente.

Verificaram-se correlações elevadas entre a condutibilidade térmica e a massa volúmica aparente em estado endurecido, a velocidade das ondas ultra-sónicas, o módulo de elasticidade dinâmico e a resistência à compressão, mesmo após a exposição das argamassas às temperaturas elevadas. Como anteriormente referido, em regra geral, as argamassas menos compactas e com menor capacidade de deformação, são aquelas que apresentam menores massas volúmicas, maior quantidade de vazios e, consequentemente, uma condutibilidade térmica mais reduzida. Os efeitos da temperatura vão variando de material em material, mas, apesar de alterarem (ligeira a moderadamente) os valores de coeficiente de correlação, a relação entre os parâmetros mantém-se.