5.4 ENSAIOS SOBRE ARGAMASSAS ENDURECIDAS
5.4.2 Ensaio de determinação da porosidade
5.4.2.1 Conceito de porosidade
A porosidade é a relação entre o volume de vazios e o volume total, aparente, do material. A porosidade absoluta, na generalidade dos casos, não se pode medir sem destruir o provete, porque nem todos os vazios se encontram acessíveis.
De acordo com Rato (2006), a nível laboratorial, a estrutura porosa de argamassas é o resultado de um conjunto de opções tomadas durante o seu fabrico e cura. Os materiais, o
139
traço, a quantidade de água, o processo de amassadura e o tipo de cura determinam em conjunto as características do meio poroso.
Segundo Dullien (1979), um material poroso pode ser definido como aquele que cumpre pelo menos uma das seguintes condições:
• Se contém espaços intersticiais não preenchidos por matéria sólida (poros), distribuídos na matriz sólida ou semi-sólida, sendo estes espaços normalmente ocupados por um fluido, ar, água ou vapor de água;
• Se é permeável ao fluxo de diversos fluidos, assumindo neste caso a designação de material poroso permeável.
O estudo da porometria de meios porosos implica a utilização de várias técnicas, cada uma com o seu campo de aplicação, sendo a do porosímetro de mercúrio a mais utilizada.
Miranda (2006) refere que a definição da porometria das argamassas com cinzas volantes não pode ser efectuada pelo método de porosímetro de mercúrio devido à elevada quantidade de poros de dimensões reduzidas. É habitual considerarem-se a porosidade livre às a 48 horas e porosidade total.
A determinação da porosidade total realiza-se sob a condição de vazio da amostra e posterior entrada da água sob pressão, permitindo desta forma o preenchimento integral de todos os vazios.
A porosidade livre às 48 horas (N48) é obtida por ensaios à pressão atmosférica, que demoram 48 horas, permitindo apenas o preenchimento dos poros livremente acessíveis à água, emcondições normais de embebição ou imersão.
5.4.2.2 Métodos de ensaio
O ensaio de determinação da porosidade livre às 48 horas foi efectuado de acordo como método preconizado pelo Laboratoire de Pétrophysique do Centre de Géochimie de la Surface de Strasbourg e descrito por Mertz (1991), Hammecker (1993) e Begonha (2001).
Considerou-se numa primeira fase deste estudo, provetes de forma prismática, com as dimensões de 40 mm40 mm160 mm e em que foram ensaiados os provetes CAL, CALCV
140
(estufa). CALCV (exterior), C e CCV. Numa segunda fase, executou-se novamente este ensaio, com os provetes C, CCH, CL e H, com as dimensões 40 mm40 mm40 mm.
O ensaio iniciou-se pela secagem em estufa a 60 ºC, dos provetes, até à obtenção de um peso seco constante em gramas designado por Wo.
Figura 5.10 – Processo de secagem dos provetes com forma prismática numa estufa a 60 ºC
Em seguida, os provetes foram introduzidos durante uma hora, em água destilada, numa altura igual a um quarto da sua altura.
Após uma hora do início do ensaio, acrescentou-se água destilada até metade da altura do provete, o qual permaneceu, desta forma, durante vinte e três horas. Passado exactamente um dia do início do ensaio, acrescentou-se novamente água destilada até atingir 20 mm acima do topo do provete.
A Figura 5.11 mostra a execução do ensaio de porosidade livre às 48 horas, dos provetes prismátricos CAL, CALCV (estufa). CALCV (exterior), C e CCV.
141
No final de quarenta e oito horas de ensaio, o provete foi novamente pesado, obtendo-se o peso W48 em gramas.
A porosidade livre às 48 horas (N48) é obtida pela expressão (5.1).
V
W
W
N
48 0 48−
=
[5.1]Em que V é o volume aparente do provete em cm3.
5.4.2.3 Resultados
O Quadro 5.13 apresenta os valores médios de porosidade livre calculados a partir dos resultados dos provetes prismáticos e cúbicos CAL, CALCV (exterior), CALCV (estufa), C, CCV, CL e H apresentados nos Quadros A3.1 e A3.2 do Anexo A3.
Quadro 5.13 – Valores médios da porosidade livre às 48 horas obtida dos provetes prismáticos
Referência N48 (%) Desvio Padrão Provetes prismáticos (40 mm40 mm160mm) CAL 23,50 0,40 CALCV (exterior) 20,23 0,24 CALCV (estufa) 20,25 0,33 C 13,08 1,57 CCV 15,85 0,39 Provetes cúbicos (40 mm40 mm40mm) C 14,10 0,57 CCV 14,01 0,77 CL 16,58 0,30 H 23,32 0,43 5.4.2.4 Discussão de Resultados
As argamassas de cal aérea (CAL) e de cal hidráulica (H) apresentam valores de porosidade livre às 48 horas muito semelhantes e, em média, cerca de 1,7 vezes superiores ao valor da argamassa de cimento Portland (C).
No conjunto dos provetes de cal aérea, verifica-se que as cinzas volantes proporcionaram uma diminuição da porosidade livre, de cerca de 13,9%. Esta diminuição pode estar relacionada com o menor volume de água utilizado na amassadura.
142
Um menor volume de água contribui para uma estrutura menos porosa e a utilização de cinzas volantes em argamassas de cal aérea conduz habitualmente à diminuição do tamanho dos poros.
De entre as argamassas de cimento, a de cimento calcário (CL) apresenta maior porosidade às 48 horas.
A colocação de cinzas volantes na argamassa de cimento Portland, quase que não teve influência no valor de porosidade livre, uma vez que a sua introdução traduziu-se apenas por uma diminuição de 14,10% para 14,01%.
Com o objectivo de estabelecer uma relação entre os valores de porosidade livre determinados em argamassas e granito em alvenarias de pedra, apresenta-se o Quadro5.12 com valores de porosidade livre determinados em provetes de pedra de granito provenientes de alguns monumentos e edifícios em Portugal.
Analisando os Quadros 5.13 e 5.14, verifica-se que nas argamassas obtêm-se valores de porosidade livre superiores aos determinados no granito. De facto, estes casos de estudo dos provetes de pedra referidos no Quadro 5.14, possuem uma porosidade menor, do que a das argamassas.
Comparando os Quadros 5.13 e 5.14, verifica-se que os dois provetes de granito com maior porosidade (8,58% no Mosteiro de São João de Tarouca e 8,59% na Igreja de São Pedro de Rates) representam 63% da porosidade média das argamassas com cimento Portland (C) e 37% da porosidade livre do conjunto das argamassas de cal aérea (CAL) e de cal hidráulica (H).