A acção do nevoeiro salino é uma causa de degradação em materiais cerâmicos aplicados em construções que se situam em zonas litorais. Esta degradação é expressa através de alterações químicas, físicas e mecânicas.
Os ensaios laboratoriais efectuados aos diferentes produtos em estudo e respectivas matérias- primas, possibilitaram compreender quais as características inerentes a cada produto, que influenciam o desempenho da peça no seu estado inicial.
Estas características são:
Granulometria da matéria-prima; Mineralogia da matéria-prima; Temperatura máxima de cozedura; Pressão de extrusão/conformação; Presença de acabamento.
Para além do propósito identificativo, os dados fornecidos pelos fabricantes relativos aos processos de fabrico, em conjunto com as análises granulométricas efectuadas às matérias- primas (tabela 8.1), permitiram prever o desempenho dos produtos que delas resultaram.
Tabela 8.1 – Resumo das características de fabrico das peças em estudo.
Granulometria Temp. máx. de cozedura Pressão de extrusão Acabamento Telhas Areia 17,4%; Silte 60,0%; Argila 22,7% 1035ºC 12,5 bar Ausente Grés extrudido Areia 9,4%; Silte 39,3%; Argila 51,3% 1230ºC 20,0 bar Ausente Grés Vidrado - 1220ºC - Vidrado
Após os ensaios realizados aos produtos no seu estado inicial, pode-se concluir que, quanto menor for a dimensão média dos grãos da matéria-prima, mais contínua for a sua granulometria, maior a pressão de extrusão, maior a temperatura máxima e eventualmente a presença de acabamento vidrado, melhores serão as características iniciais da peça.
Assim, os produtos em estudo podem ser ordenados quanto à sua perspectiva de desempenho face aos parâmetros estudados:
Grés vidrado > Grés extrudido > Telhas
É necessário algum cuidado na interpretação desta afirmação, uma vez que apesar dos ensaios e análises efectuadas a todos os produtos serem equivalentes, representam produtos com aplicações distintas e assim com diferentes graus de exigência, sendo muitas vezes adequados para as funções para o qual foram fabricados.
A campanha experimental de ensaios de envelhecimento acelerado por nevoeiro salino para simulação de um ambiente litoral, revelou-se útil para a avaliação do desempenho que os produtos cerâmicos apresentam face a este ambiente. Apesar disso, a metodologia seguida, resultado da adaptação da norma NP EN 14147, não permitiu a quantificação da perda de material ocorrida, tendo sido apenas constatada visualmente no caso das telhas. A utilização da difracção de raios-X foi útil para provar a ineficiência da remoção de NaCl por lavagem. Através da inspecção visual macroscópica e com recurso à lupa binocular foi possível identificar alterações essencialmente físicas das telhas e grés extrudido. Também desta forma se compreenderam os fenómenos ocorridos superficialmente. Verificou-se que minerais com características de elevada dureza e de dimensões próximas ou superiores a 0,5mm, quando presentes na superfície do produto, potenciam a perda de material sob a forma de escamações e eventualmente o seu próprio destacamento. Este facto manifestou-se no caso das telhas e do grés extrudido onde foram identificados grãos de quartzo com as características acima descritas, através da análise granulométrica à matéria-prima, na observação à lupa binocular e ao microscópio petrográfico.
A sua presença origina dois factores que podem ser prejudiciais ao bom desempenho dos produtos quando submetidos à cristalização dos sais:
Interface entre o cristal e a matriz cerâmica: esta interface facilita a penetração e permanência da solução na peça, tornando-a numa zona preferencial para crescimento de cristais.
Diferentes resistências mecânicas entre materiais adjacentes: a presença de minerais (por ex. quartzo) na matriz cerâmica cria uma heterogeneidade de resistência pontual. As tensões geradas pelo crescimento de cristais de NaCl são aplicadas nestes dois materiais, originando a cedência do que apresenta menor resistência, provocando assim escamações.
Outros elementos presentes nos produtos que se revelaram prejudiciais, são todos aqueles susceptíveis de aumento de volume. Por exemplo, os minerais micáceos devido à expansão nos planos de clivagem constituem um desses casos. Fazem também parte deste grupo, todos os minerais onde o aumento de volume ocorre devido aos diferentes estados de oxidação dos
seus elementos. A sua acção de degradação é tanto maior, quanto maior for a dimensão destes minerais.
Com o propósito de quantificar e prever o efeito que estas alterações causam no desempenho dos produtos, foi realizado um conjunto de ensaios laboratoriais.
Através da nova metodologia adoptada, foi possível quantificar a evolução da tonalidade ao longo dos ciclos de nevoeiro salino e estabelecer comparações entre os produtos. Esta revelou-se bastante sensível a pequenas variações, dificilmente detectadas macroscopicamente. Verificou-se ser uma técnica prática, expedita e económica.
No caso das telhas, o efeito do nevoeiro salino provocou nos valores RGB uma maior dispersão, revelando o aspecto mais heterogéneo da sua superfície. Esta deveu-se à presença de minerais de maiores dimensões no produto. No caso do grés vidrado, os valores RGB obtidos indicam um escurecimento geral do produto.
No que respeita às características tecnológicas, conclui-se que o método do cachimbo não é o mais adequado para a avaliação das características permeáveis em materiais cerâmicos de baixa permeabilidade, como é o caso dos ladrilhos utilizados. No caso das telhas, a redução da permeabilidade do produto após os ciclos de nevoeiro salino, confirmou a presença de NaCl nos poros.
A evolução dos parâmetros calculados através da metodologia proposta na NP EN 10545-3, absorção de água e porosidade aparente, revelou-se em todos os casos desfavorável ao seu desempenho. Ao longo dos ciclos de nevoeiro salino, houve uma tendência para o aumento dos valores de absorção de água e porosidade aparente.
Concluiu-se através da quantificação das características mecânicas, pelo módulo de ruptura, a existência de degradação, ainda que a escalas distintas entre produtos, provocada pela acção do nevoeiro salino.
Na tabela 8.2, apresenta-se um resumo de todos os resultados das observações e ensaios efectuados. Os valores apresentam-se relativamente ao produto inicial e não aos valores absolutos. Constata-se, que em duas das mais importantes características, absorção de água e módulo de ruptura, os produtos onde maior alteração se verificou, foram os ladrilhos. Ocorreu um aumento na absorção de água e uma diminuição do módulo de ruptura, face às suas condições iniciais, bastante significativos. A resistência apresentou um decrescimento de mais de 20% e o valor da absorção de água um aumento de mais de 40%.
Este facto é extremamente relevante no dimensionamento e selecção dos materiais para aplicação em ambientes sujeitos à acção do nevoeiro salino. Isto é, apesar do bom
desempenho inicial do produto e as suas características se preverem favoráveis à aplicação neste ambiente, são aqueles que maiores alterações demonstraram face ao estado inicial. Considera-se que este estudo constituiu uma importante ferramenta na selecção mais adequada de matérias-primas argilosas e materiais cerâmicos para a aplicação em ambientes com influência marinha. Poderá ser uma mais-valia para os fabricantes, que podem assim ajustar a formulação das suas pastas e parâmetros de fabrico, bem como no aconselhamento dos seus clientes. Para os clientes, através da selecção do material mais adequado, podem evitar, prevenir ou retardar o aparecimento de patologias numa fase precoce da construção, reduzindo custos provenientes de intervenções durante o seu tempo de vida.
Tabela 8.2 – Resumo das alterações verificadas nos produtos após 60 ciclos de nevoeiro salino.
Obs. Macroscópica
Obs. à lupa
binocular Tonalidade Mineralogia Permeabilidade
Absorção de água * Porosidade aparente * Coef. dilatação linear térmica * Módulo de ruptura * Módulo de elasticidade * Telha Picamento e escamação Perda de material e destacamento de minerais Maior heterogeneidade +++ Halite Diminuição da permeabilidade +9,87% +8,89% - -5,64% - Grés extudido Picamento Pequenas
escamações Sem mudança ++Halite Sem mudança +52,42% +53,03% -4,50% -28,35% +4,92%
Grés Vidrado
Sem
mudança Sem mudança
Escurecimento
homogeneo +Halite Sem mudança +40,00% +54,29% +4,16% -20,78% -1,08%