Conclusões gerais

De um modo geral, o comportamento acústico, físico e mecânico das argamassas de desempenho térmico melhorado em estudo foi fortemente influenciado pela incorporação de agregados isolantes, bem como pela utilização de adjuvantes.

Todas as argamassas com substituição de areia por agregados isolantes térmicos podem ser classificadas como argamassas térmicas segundo a EN 998-1 (CEN, 2010), já que o seu coeficiente de condutibilidade térmica é inferior a 0,20 W/m.K. A massa volúmica sofreu também uma redução em todas estas argamassas, passando a registar valores próximos de 700 kg/m3 (argamassas de argila DTradAE e cortiça ETradGC) e entre cerca de 400 e 500 kg/m3 (argamassas com aerogel e industriais de cortiça e EPS). Por comparação, as argamassas de controlo com areia, com e sem adjuvantes, registaram condutibilidades térmicas entre cerca de 1,10 e 1,50 W/m.K e massas volúmicas na ordem dos 1350 a 1950 kg/m3.

Ainda segundo a norma EN 998-1 (CEN, 2010), as argamassas térmicas classificam-se como CS I e CS II, ou seja, as suas resistências à compressão estão compreendidas entre os 0,4 e 5 MPa. Neste estudo as argamassas com substituição de areia por agregados isolantes térmicos obtiveram resistências entre 0,3 e 2 MPa, pelo que se verifica que o comportamento mecânico é fortemente afectado pela incorporação de quantidades significativas de agregados isolantes. No entanto o efeito dos introdutores de ar utilizados na composição das argamassas não é desprezável, uma vez que introduzem vazios na mistura e diminuem a sua resistência. Numa das argamassas de controlo com adjuvantes, o valor obtido foi muito inferior à da referência, sendo significativo o efeito dos adjuvantes neste caso.

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Verificou-se uma diminuição do módulo de elasticidade dinâmico (tendo-se obtido valores entre 250 e 2400 MPa, aproximadamente) e do módulo de torção, bem como um aumento do coeficiente de Poisson, nas argamassas com substituição de areia por agregados leves, em relação às argamassas de controlo, o que indica que se tratam de argamassas menos compactas e com uma maior capacidade de deformação. A velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas sofreu também uma redução em relação às argamassas de controlo, situando-se ente 900 e 1900 m/s, aproximadamente. Estes valores, associados às massas volúmicas reduzidas das argamassas térmicas, demonstram a influência da baridade dos agregados isolantes e da incorporação dos introdutores de ar utilizados, que fazem aumentar os vazios na sua composição.

No que se refere ao comportamento acústico das argamassas, verificou-se que ocorreu um pico de absorção entre as frequências de 400 e 1000 Hz para quase todas as argamassas, sendo que algumas delas exibiram uma absorção sonora claramente superior às restantes. A argamassa com 100% de substituição de areia por agregados de argila expandida foi a que registou um melhor desempenho acústico, atingindo um coeficiente máximo de absorção sonora de cerca de 0,80. A argamassa com 100% de substituição de cortiça obteve também um desempenho superior ao das restantes argamassas, atingindo um coeficiente máximo de cerca de 0,50. No entanto, verificou-se que duas das argamassas de areia, com diferentes curvas granulométricas e adjuvantes, obtiveram também um desempenho acústico superior ao das restantes argamassas com agregados leves, o que não era esperado. De facto, as argamassas industriais e com incorporação de agregados de aerogel tiveram um desempenho abaixo do esperado, tendo atingido coeficientes de absorção inferiores a 0,30. O desempenho obtido para estas argamassas poderá ter sido afectado pelo processo de mistura, que causa uma maior sensibilidade na presença de adjuvantes. Por outro lado, os ensaios podem também ter sido influenciados pela deterioração dos provetes devido ao seu transporte ou pelas condições em que os ensaios foram realizados, ao criar um efeito de ressonância que poderá explicar os picos de absorção obtidos para as argamassas de argila, cortiça e areia com tensioactivos.

Tendo em conta o comportamento acústico normalmente obtido em materiais porosos, seria de esperar um aumento da absorção sonora com o aumento da frequência, em que a absorção máxima é atingida para as frequências mais elevadas. No entanto, apenas algumas das argamassas obtiveram este comportamento, nomeadamente as de aerogel e as industriais; as argamassas de argila, cortiça e areia com adjuvantes, que registaram os valores mais elevados do coeficiente de absorção, atingiram um pico em frequências médias, registando a partir daí uma diminuição da absorção com a frequência.

Efectuando uma classificação das argamassas tendo como base o indicador NRC (Noise Reduction Coefficient) com base na norma ASTM C423 e a classificação presente na norma europeia EN 11654, estas obtiveram, de forma geral, um desempenho equivalente ao esperado por materiais pouco absorventes e materiais reflectores, o que fica aquém do esperado tendo em conta as características isolantes acústicas dos agregados utilizados.

Uma vez que a absorção sonora é afectada pela dificuldade com que o ar atravessa um material, foram realizados ensaios de resistividade ao fluxo de ar e porosidade aberta, dois dos parâmetros mais citados como influentes na literatura disponível sobre o tema. Verificou-se que, para todas as argamassas, o seu desempenho acústico está fortemente ligado à resistividade ao fluxo de ar, tendo- se obtido uma correlação de potência entre a resistividade e o coeficiente de absorção sonora médio de aproximandamente 0,80. Conclui-se que uma resistividade baixa ao fluxo de ar leva a um aumento da absorção sonora, já que a penetração facilitada das ondas sonoras no material leva à sua melhor absorção. Obtiveram-se valores entre cerca de 100 e 250 kPa.s/m2 para as argamassas com argila, cortiça e areia, sendo estas as que registaram um melhor comportamento acústico. As restantes argamassas, com uma absorção inferior, mostraram valores entre os 600 e os 5300 kPa.s/m2. É significativo, no entanto, que à excepção das argamassas de areia com adjuvantes, as restantes argamassas de areia obtiveram também valores de resistividade ao fluxo de ar reduzidos, sem que o seu comportamento acústico tenha sido significativamente melhorado. Mais uma vez a influência dos adjuvantes pode explicar estas diferenças, particularmente durante a fase de mistura, já que fizeram com que se criasse um efeito muito rápido de secagem que poderá ter levado a uma certa inconstância entre produções distintas.

Por outro lado, não se encontrou uma correlação forte da absorção sonora com a porosidade aberta. Este é, em princípio, um dos factores com mais influência sobre o comportamento acústico de materiais porosos, mas o método de ensaio utilizado para as argamassas leves impediu a obtenção de valores consistentes com os obtidos para a absorção sonora. Por outro lado, a porosidade aberta e volume de poros obtidos através de um ensaio de porosimetria de mercúrio não permitiu obter correlações significativa com a absorção sonora. Também não se obtiveram correlações directas entre a absorção sonora e as restantes características físicas e mecânicas ensaiadas, apesar de estas poderem influenciar o comportamento acústico das argamassas de uma forma mais complexa, sendo necessário analisá-las recorrendo a modelos teóricos.

Outros factores que influenciam a absorção acústica são a tortuosidade e o comprimento térmico e viscoso, os quais constituem parâmetros do modelo de Allard-Johnson. No entanto, estes factores foram apenas avaliados qualitativamente nas argamassas em estudo através de observação de imagens obtidas com lupa binocular e microtomografia de raios-X. Estimaram-se valores para o comprimento viscoso entre 50 e 200 μm, e para o comprimento térmico entre 1,0 e 33,5 μm. Através de uma observação visual da estrutura porosa das argamassas, verificou-se que, de um modo geral, nos casos em que esta é mais fechada, a porosidade aberta é mais reduzida e a resistividade ao fluxo de ar é mais elevada, o que é consistente com o esperado.

Foi feita uma análise dos resultados obtidos recorrendo aos modelos previsionais de Attenborough e de Allard-Johnson. Verificou-se que os parâmetros com mais influência nestes modelos são a tortuosidade e o comprimento viscoso. As curvas teóricas obtidas pelos modelos não corresponderam às obtidas experimentalmente no que toca aos valores da absorção sonora. No entanto, foi possível verificar que, de um modo geral, as curvas de absorção previstas por ambos os modelos seguem a

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tendência do que seria esperado em meios porosos, em que a absorção sonora aumenta com a frequência, o que também acontece nas argamassas de aerogel e industriais.

Em geral, verificou-se que as argamassas de desempenho térmico melhorado podem vir a constituir uma solução de isolamento acústico, através de uma escolha cuidadosa dos agregados e dos adjuvantes que as constituem. Através desta dissertação foi possível observar uma tendência para uma melhoria do comportamento acústico em argamassas com argila expandida e introdutores de ar, sendo este principalmente influenciado pela resistividade ao fluxo de ar. No entanto, o comportamento acústico de materiais porosos é um tema complexo e dependente de muitos factores, pelo que são necessários mais estudos para avaliar a sua influência no desempenho destas argamassas.