PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
TESE DE DOUTORADO
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO
POLIMENTO DO PORCELANATO
Silvia Becher Breitenbach
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli
Co-Orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do nascimento
Tese n.º 126/PPGCEM
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO
POLIMENTO DO PORCELANATO
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - área de concentração Cerâmica - da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como pré-requisito para a obtenção do título de Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli.
Co-orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento.
Catalogação da Publicação na Fonte. IFBA/Biblioteca Central Raul Seixas.
B835 Breitenbach, Silvia Becher.
Desenvolvimento de argamassa para restauração utilizando resíduo do polimento do porcelanato / Silvia Becher Breitenbach.- Natal, RN: Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013.
180 f.:il.
Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Ciências Exatas e da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli.
Co-Orientador: Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento.
1. Argamassa. 2. Resíduo do polimento do porcelanato. 3. Edifícios históricos - Conservação e restauração. I. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. II. Título.
Centro de Ciências Exatas e da Terra
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
TERMO DE APROVAÇÃO
SILVIA BECHER BREITENBACH
DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA PARA
RESTAURAÇÃO UTILIZANDO RESÍDUO DO POLIMENTO DO PORCELANATO
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de
Materiais – PPGCEM – da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito
parcial para obtenção do grau de
DOUTORA EM CIÊNCIAS E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Tendo sido aprovada em sua forma final.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli – Orientador e Presidente da Banca (UFRN)
Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento – Examinador interno (UFRN)
Prof. Dr. Júlio Cezar de Oliveira Freitas – Examinador Externo ao Programa (UFRN)
Prof. Dr. Daniel Araújo de Macedo – Examinador Externo (UFPB)
Prof. Dr. Adriano Silva Fortes – Examinador Externo (IFBA)
Aos meus queridos filhos, Gustavo, Guilherme e Luiza, por tudo que representam na minha vida.
Acima de tudo a Deus, que mais uma vez esteve ao meu lado em todos os
momentos.
Aos meus filhos pelo amor, compreensão, incentivo e incondicional apoio em todos
os momentos.
A Paulo Vieira de Mello que de forma especial e carinhosa dedicou seu tempo e
atenção a mim, apoiando sempre no que foi preciso.
Ao Prof. Dr. Antonio Eduardo Martinelli pela orientação, convivência,
ensinamentos, aprendizado e amizade.
Ao Prof. Dr. Rubens Maribondo do Nascimento, Coordenador do Programa de Pós-
Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, pela presteza, incentivo e apoio durante a
realização do programa experimental.
Aos professores doutores Daniel Araújo de Macedo, Adriano Silva Fortes e Rubens
Maribondo do Nascimento, membros da banca de exame de qualificação, pela leitura
exaustiva e atenta do trabalho e pelas críticas e sugestões apresentadas.
A CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior pelo
financiamento desta pesquisa.
Aos professores doutores Dulce Maria de Araújo Melo docente da UFRN, Edilberto
Borja docente do IFRN e Rodrigo Estevan docente do IFBA pelo apoio a realização dos
ensaios desta pesquisa.
Ao Prof. Dr. Paulo Alysson de Souza, coordenador do Laboratório de Materiais de
Construção Civil da UFRN pelo apoio durante a realização do programa experimental.
Ao Sr. Francisco de Assis Braz e Sandro Ricardo da Silva Andrade técnicos do
Laboratório de Materiais de Construção Civil da UFRN, pela presteza e apoio.
Ao bolsista Bruno Guida Gouveia pelo apoio durante a realização dos ensaios de
caracterização.
Ao bolsista Rodolfo Luiz Bezerra de Araujo Medeiros pelo apoio nas análises por
DRX e a Henrique Augusto Medeiros de Sousa pelo apoio durante a realização dos ensaios
mecânicos.
Ao Prof. Dr. Antônio Carlos Pereira Santos docente do IFBA e Ismael Torquato
Queiroz e Silva da Secretaria do PPGCEM/UFRN pela dedicação e atenção a todos nós
Manuela Gallato Bitencourt pelo fornecimento do resíduo do polimento do porcelanato.
À indústria Carbomil S/A pelo fornecimento da cal.
A todos os meus professores, futuros colegas, pelas contribuições, pelo interesse e
interlocução, que além de terem se tornado grandes amigos, fizeram com que eu continuasse e
chegasse até onde cheguei.
Agradeço a todos os meus amigos e colegas de trabalho que de alguma maneira
“O Novo Mundo não é mais este lado do Atlântico, nem será tampouco o outro lado do Pacífico. O Novo Mundo não está mais à esquerda ou à direita, mas acima de nós; precisamos elevar o espírito para alcançá-lo, pois não é mais uma questão de espaço, mas de tempo, de evolução, e de maturidade. O Novo Mundo agora é a Nova Era e cabe ao conhecimento e a inteligência retomar o comando”.
Arq. Lúcio Costa.
desempenham um papel importante na proteção de alvenarias e encontram-se particularmente expostos a ações agressivas responsáveis pela sua degradação ao longo do tempo. A importância dos revestimentos de parede vem sendo alvo de discussão e análise no âmbito da conservação e reabilitação de prédios antigos. Por vezes, são removidos e substituídos por soluções inadequadas, do ponto de vista construtivo ou arquitetônico. Os revestimentos mais utilizados em paredes de edifícios antigos baseiam-se em argamassas tradicionais de cal aérea (cal hidratada em pó CH-I). O presente estudo tem como objetivo a formulação de novas argamassas à base de cal aérea e agregado fino, com vistas a contribuir para o melhor domínio da conservação e restauro de argamassa de revestimento de edifícios antigos. Foi utilizado resíduo do polimento de porcelanato como agregado fino, em substituição ao agregado miúdo (areia), em porcentagens de 05 a 30% em massa. Foi feita uma completa avaliação das propriedades das argamassas no estado fresco e no estado endurecido comparando o desempenho das mesmas com uma argamassa de referência. O resíduo utilizado foi caracterizado quanto à massa específica, massa unitária, granulometria a laser, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X. Foram produzidas 7 formulações, sendo 6 com resíduo e 1 formulação comumente usada, que serviu de referência. Nas formulações das argamassas de cal aérea adotou-se um traço volumétrico (1:3), com o ligante constante, e se fez variar a relação água/aglomerante, bem como agregado miúdo e resíduo. Para avaliação das argamassas no estado fresco, procedeu-se a análise da consistência, densidade de massa aparente, retenção de água e teor de ar incorporado. Já no estado endurecido foram realizados os ensaios de densidade de massa aparente, retenção de água, módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, resistência à compressão, absorção de água por capilaridade, aderência à tração, retração e resistência a sais, por meio de ensaios de cristalização com recursos de solução de cloreto, nitrato e sulfato todos de sódio, em corpos de prova prismáticos aos 90 dias de idade, além das análises micro estruturais das argamassas. Com base nos resultados é possível verificar que a argamassa com teor de 10% de resíduo e a de referência apresentam retração livre mais estável, mais próxima da neutralidade. A composição de 10% apresenta melhor comportamento face à ação da cristalização de sais. A argamassa formulada com 15% de resíduo obteve melhor densidade aparente no estado fresco, menor teor de ar incorporado e elevada capacidade de retenção de água desenvolvendo boa trabalhabilidade. A substituição de 20% de resíduo gera um aproveitamento satisfatório quanto à resistência à compressão, tração na flexão e maior aderência à base. Portanto, podemos verificar que as argamassas com 10, 15 e 20% de resíduo evidenciam, a princípio, boa adequação como revestimento, possibilitando assim um resultado final compatível com a durabilidade, trabalhabilidade e aderência desenvolvendo um material com melhor desempenho para reparar ou substituir argamassas existentes em edifícios antigos.
Palavras chave: Cal. Resíduo do Polimento do Porcelanato. Argamassa de Revestimento.
The coatings mortars are essential elements of building structures because they execute an important role in protecting walls and are particularly exposed to aggressive action responsible for its degradation over time. The importance of wall coverings has been the subject of discussion and analysis in the conservation and rehabilitation of old buildings. Are sometimes removed and replaced with inappropriate solutions of constructive point of view or architecture. The most commonly used coatings on walls of old buildings is based on traditional hydraulic lime mortars. The present study aims at the formulation of new lime- based mortars and aerial fine aggregate, in order to contribute to a better field of conservation and restoration mortar coating of old buildings. Residue was used for polishing porcelain as fine aggregate, replacing the aggregate (sand), in percentages 05-30% by mass. We conducted a thorough evaluation of the mortar properties in fresh and hardened state by comparing the performance of the same with a reference mortar. The residue used was characterized as the density, bulk density, and particle size laser, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. Formulations were produced 7, 6 with residue and one commonly used formulation, which served as a reference. In the formulations of lime mortars air (hydrated lime powder CH-I) has been adopted a stroke volume (1:3) with constant binder, was varied and the water / binder and aggregate and waste. For evaluation of mortars fresh, proceeded to consistency analysis, specific gravity, water retention and air content embedded. In the hardened state assays were performed in specific gravity, water retention, modulus of elasticity, tensile strength in bending, compressive strength, water absorption by capillary action, adhesion, tensile strength, resistance to shrinkage and salts by of crystallization trials with resources chloride solution, nitrate and sulfate all sodium in prismatic at 90 days of age, in addition to the micro structural analysis of mortars. Based on the results we can see that the mortar formulated with 10% content of waste and the reference free retraction feature more stable closer to neutrality. The composition of 10% was obtained better performance against the action of the salt crystallization. The mortar with 15% residue obtained better density, lower air content embedded and high capacity for water retention developing good workability. The replacement of 20% of waste generates a satisfactory utilization of resistance to compression, flexion and traction grip the base. And, finally, it can be seen that the mortar with 10, 15 and 20% residual show, in principle, good suitability as coatings, thus enabling a final result consistent with durability, workability and aesthetics developing therefore a material with better performance to repair or replace existing mortars in old buildings
Figura 1.1 (a e b) – Descolamentos de revestimento em fachadas de casarões do séc. VIII.
Pelourinho, Salvador, BA (Foto da autora). ... 21
Figura 1.2 – Foto cedida por Eliane S.A. Revestimentos Cerâmicos. Material resultante no processo de polimento do porcelanato reaproveitado como matéria-prima na produção de massa. ... 23
Figura 2.1 – Antiga caieira de conchas dos Sambaquis de Santa Catarina (Laguna, SC)... 27
Figura 2.2 - Moagem manual de pó de tijolo. ... 29
Figura 2.3 - Testes com argamassas. ... 29
Figura 2.4 – Peneiramento do pó de tijolo (São Miguel das Missões, RS). ... 30
Figura 2.5 – Perda de coesão e erosão em argamassa recente de cal hidratada com gordura (VEIGA, 2003). ... 34
Figura 2.6 – MEV de amostras de argamassas. ... 35
Figura 3.1 - Ciclo da cal (GUIMARÃES, 1998). ... 40
Figura 3.2 – Abrasivos magnesianos sintéticos utilizados para polimento. (ISABRASIVI, 2003). ... 71
Figura 3.3 – Foto da polidora, linha porcelanato, cedida pela Cerâmica Eliane Empreendimentos. ... 72
Figura 3.4- Padrão de difração de raios X do resíduo do polimento de porcelanato (MARQUES et al., 2007). ... 73
Figura 3.5 - Distribuição do tamanho de partículas do resíduo do polimento de porcelanato adaptado (MARQUES et al., 2007)... 74
Figura 3.6 – Micrografia do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons secundário adaptado (SANTOS, 2008)... 74
Figura 4.1 (a, b, c e d) – Aplicação das argamassas em alvenaria de blocos cerâmicos. ... 77
Figura 4.2 - Fluxograma da metodologia adotada. ... 78
Figura 4.3 - Aparelho medidor de ar incorporado à argamassa (foto da autora)... 90
Figura 4.4 - Moldagem dos corpos de prova (foto da autora). ... 90
Figura 4.7a - Relógio comparador utilizado para leitura da retração em argamassas. ... 94
Figura 4.7b – Corpos de prova para ensaio de retração... 94
Figura 4.8 – Ensaio de resistência à tração na flexão antes e depois da ruptura do corpo de prova. ... 96
Figura 4.9 – Corpo de prova durante o ensaio de resistência à compressão. ... 96
Figura 4.10 – Corpos de prova em ensaio de absorção de água (foto da autora). ... 97
Figura 4.11a – sais de cloreto de sódio... 98
Figura 4.11b – sais de nitrato de sódio. ... 98
Figura 4.11c – sais de sulfato de sódio. ... 98
Figura 4.12 (a, b, c) – Aplicação das argamassas... 98
Figura 4.13 (a, b) – Colagem das pastilhas... 99
Figura 4.14 – Equipamento utilizado para ensaio de aderência das argamassas...99
Figura 5.1 – Curva granulométrica da areia: % retida acumulada. ... 106
Figura 5.2 – Curva granulométrica da areia: % passante. ... 106
Figura 5.3 – Diâmetro das partículas x Porcentagem acumulada do RPP. ... 109
Figura 5.4 – Distribuição granulométrica acumulada da cal CH1. ... 110
Figura 5.5 – Micrografia eletrônica de varredura do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons secundários... 110
Figura 5.6 – Difratograma de raios-X do RPP (1: SiO2 - Quartzo 2: 3Al2 O3 .2SiO2 - Mulita e 3: SiC – Carbeto de silício)... 111
Figura 5.7 – Difratograma de raios-X da cal CH1. ... 112
Figura 5.8 – Argamassa de cal e areia. ... 114
Figura 5.9 – Argamassa de cal e areia com resíduo do polimento do porcelanato. ... 114
Figura 5.10 – Correlação do teor de resíduo com o índice de consistência das argamassas. . 115
Figura 5.11 – Correlação do teor de resíduo com a retenção de água das argamassas. ... 118
... 123
Figura 5.15 – Correlação entre densidade de massa aparente e o teor de ar aprisionado das argamassas. ... 124
Figura 5.16 – Correlação do teor de resíduo com a densidade de massa aparente das argamassas. ... 126
Figura 5.17 – Correlação do teor de resíduos com o módulo de elasticidade das argamassas... ... 128
Figura 5.18 – Correlação entre a resistência à tração na flexão com teor de resíduos das argamassas, aos 90 dias de idade... 132
Figura 5.19 – Correlação entre a resistência à compressão com teor de resíduos das argamassas, aos 90 dias de idade... 133
Figura 5.20 – Correlação entre o módulo de elasticidade e resistência à compressão das argamassas, aos 90 dias de idade... 133
Figura 5.21 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 10 minutos) das argamassas. ... 136
Figura 5.22 – Correlação do teor de resíduos com a absorção de água por capilaridade (t = 90 minutos) das argamassas. ... 136
Figura 5.23 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com cloreto de sódio, por capilaridade... 138
Figura 5.24 – Evolução do incremento de sais submetido à absorção d’água com nitrato de sódio, por capilaridade... 139
Figura 5.25 – Evolução dos percentuais do peso seco dos corpos de prova submetidos à absorção d’água com sulfato de sódio, por capilaridade. ... 140
Figura 5.26 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal,areia e resíduo pelas águas sulfatadas no oitavo ciclo. ... 142
Figura 5.27 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e resíduo após uma sobrecarga de sais de cloreto de sódio no oitavo ciclo. ... 143
Figura 5.28 (a, b) – Deterioração na zona das arestas dos corpos de prova à base de cal, areia e resíduo após uma sobrecarga de sais de nitrato de sódio no sétimo ciclo. ... 143
Figura 5.29 – Relógio comparador utilizado no ensaio de retração por secagem. ... 144
Figura 5.30 – Evolução da retração linear das argamassas. ... 146
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco. ... 148
Figura 5.34 – Aspecto dos 06 corpos de prova após arrancamento da argamassa A/20/RPP,
considerando o revestimento aplicado diretamente ao substrato sem chapisco. ... 149
Figura 5.35 – Correlação entre o teor de resíduo com aderência à tração das argamassas. ... 151
Figura 5.36 – Micrografia do traço A/0 de referência – Elétrons secundários... 154
Figura 5.37 – Micrografia do traço A/10/RPP – Elétrons secundários. ... 155
Figura 5.38 – Micrografia do traço A/20/RPP – Elétrons secundários. ... 156
Tabela 3.2 – Tipos de cales virgem e hidratadas brasileiras (GUIMARÃES, 1998). ... 41
Tabela 3.3 – Exigências físicas da cal hidratada nacional NBR 7175 (1992)... 41
Tabela 3.4 – Exigências químicas da cal hidratada segundo a NBR 7175 (1992). ... 41
Tabela 3.5 – Classificação de argamassas de assentamento e revestimento de paredes e tetos segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005). ... 55
Tabela 3.6 – Limites de resistência de aderência à tração para emboço e camada única segundo a norma NBR 13749 (ABNT, 1996). ... 55
Tabela 3.7 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1. ... 63
Tabela 3.8 – Composição química (% em massa) do resíduo do polimento de porcelanato. .. 73
Tabela 4.1 – Formulação das argamassas... 77
Tabela 4.2 – Dosagem de materiais para o preenchimento do cone – Ensaio de Consistência.83 Tabela 4.3 – Conversão dos traços das argamassas. ... 84
Tabela 4.4 – Relação água/aglomerante, água/materiais secos, aglomerante/materiais secos e índice de consistência. ... 85
Tabela 4.5 – Exigências mecânicas e reológicas para argamassas... 95
Tabela 5.1 – Massa unitária ( γ ) do agregado miúdo no estado solto e seco... 102
Tabela 5.2 – Massa Unitária ( γ ) do resíduo do polimento do porcelanato (RPP). ... 102
Tabela 5.3 – Massa Unitária ( γ ) da cal. ... 103
Tabela 5.4 – Resumo dos resultados da Massa específica e unitária dos materiais de partida. ... ... 104
Tabela 5.5 – Granulometria do agregado miúdo. ... 105
Tabela 5.6 – Caracterização física do agregado utilizado na pesquisa... 107
Tabela 5.7 – Granulometria a laser do RPP (diâmetro em µm). ... 108
Tabela 5.8 – Distribuição granulométrica da cal CH1. ... 109
Tabela 5.9 – Fluorescência de raios-X do RPP. ... 111
Tabela 5.13 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281. ... 117
Tabela 5.14 –Densidade de massa das argamassas... 118
Tabela 5.15 – Classificação das argamassas quanto a densidade de massa segundo a NBR 13281. ... 119
Tabela 5.16 – Teor de ar incorporado das argamassas. ... 120
Tabela 5.17 – Resumo do comportamento das novas argamassas no estado fluído. ... 122
Tabela 5.18 – Densidade de massa aparente das argamassas no estado endurecido. ... 125
Tabela 5.19 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)... 125
Tabela 5.20 – Módulo de elasticidade das argamassas. ... 127
Tabela 5.21 – Resistência à tração na flexão das argamassas, desvio padrão, coeficiente de variação e variação entre a resistência à tração na flexão das argamassas com resíduos e argamassa de referência... 129
Tabela 5.22 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)... 129
Tabela 5.23 – Resistência à compressão, coeficiente de variação e variação da resistência à tração na flexão entre as argamassas com resíduos e argamassa de referência... 130
Tabela 5.24 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)... 130
Tabelas 5.25 – Absorção de água por capilaridade t = 10 minutos, coeficiente de variação e Variação entre a absorção de água por capilaridade aos 10 minutos das argamassas com resíduos e argamassa de referência... 134
Tabela 5.26 – Absorção de água por capilaridade t = 90 minutos com desvio padrão, coeficiente de variação e Variação entre a absorção de água por capilaridade aos 90 minutos das argamassas com resíduos e argamassa de referência... 134
Tabela 5.27 – Classificação das argamassas segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005)... 135
Tabela 5.28 – Variação de massa após secagem da ação de sais de cloreto de sódio (%). .... 138
Tabela 5.29 – Variação de massa após secagem da ação de sais de nitrato de sódio (%)... 139
Tabela 5.30 – Variação de massa após secagem da ação de sais de sulfato de sódio (%). .... 140
Tabela 5.34 – Condições da seção de ruptura dos seis corpos de prova da argamassa
A/20/RPP. ... 149
Tabela 5.35 – Classificação das argamassas segundo EN 998-1. ... 150
Tabela 5.36 – Classificação das argamassas segundo a ABNT NBR 13281:2005. ... 150
2 ESTADO DA ARTE ... 26
2.1 INTRODUÇÃO À CAL... 26
2.2 UTILIZAÇÕES DE RESÍDUOS MINERAIS E ADITIVOS ORGÂNICOS EM ARGAMASSAS À BASE DE CAL E AREIA... 29
2.2.1 Argamassa de cal aérea e pó de telha ou de tijolo ... 29
2.2.2 Argamassas de cal aérea com pozolanas naturais e artificiais ... 30
2.2.3 Argamassa de cal aérea e cinza de casca de arroz... 32
2.2.4 Argamassa de cal aérea e metacaulim ... 32
2.2.5 Aditivos orgânicos ... 33
3 REFERENCIAL TEÓRICO ... 37
3.1 ARGAMASSA DE REVESTIMENTO ... 37
3.1.1 Funções do revestimento de argamassa... 37
3.1.2 Materiais constituintes da argamassa mista ... 38
3.1.3 Produção e ciclo da cal aérea ... 38
3.1.4 Carbonatação – endurecimento ... 39
3.1.5 Cal virgem e cal hidratada... 42
3.2 AGREGADOS MIÚDOS... 43
3.2.1 Caracterização do agregado miúdo ... 44
3.2.2 Função dos agregados miúdos ... 45
3.2.3 Classificação dos agregados miúdos ... 46
3.3 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS ... 46
3.3.1 Consistência... 46
3.3.2 Trabalhabilidade ... 47
3.3.3 Coesão e tixotropia ... 48
3.3.4 Plasticidade ... 48
3.3.5 Retenção de água ... 48
3.3.6 Adesão inicial ... 49
3.3.7 Aderência no estado endurecido ... 49
3.3.8 Elasticidade ... 50
3.4 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGAMASSAS ... 52
3.4.1 Argamassa de cal ... 52
3.4.2 Argamassa de cimento... 52
3.4.3 Argamassa mista... 53
3.5 DOSAGEM DAS ARGAMASSAS ... 53
3.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS ... 54
3.6.1 Classificação segundo NBR 13281... 54
3.7 CLASSIFICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS ... 56
3.7.1 Emboço ... 56
3.7.2 Reboco ... 56
3.7.3 Massa única ... 56
3.7.4 Chapisco ... 57
3.8 CARACTERÍSTICAS DAS ARGAMASSAS DE SUBSTITUIÇÃO PARA REBOCOS DE EDIFÍCIOS ANTIGOS ... 57
3.8.1 Características dos rebocos antigos ... 57
3.8.2 Exigências funcionais gerais dos rebocos ... 58
3.10 SAIS SOLÚVEIS ... 68
3.10.1 Características gerais ... 68
3.10.2 Mecanismos de degradação ... 68
3.10.3 Cristalização de sais solúveis ... 69
3.10.4 Hidratação de sais... 70
3.11 RESÍDUO DO POLIMENTO DO PORCELANATO ... 70
3.11.1 Definição ... 70
3.11.2 Obtenção e características ... 71
3.11.3 Utilização em argamassa de cal ... 75
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL ... 76
4.1 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DAS ARGAMASSAS... 76
4.2 FORMULAÇÃO DAS ARGAMASSAS...77
4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA... 79
4.3.1 Determinação da massa unitária ( γ ) dos materiais de partida: agregado miúdo, resíduo do polimento do porcelanato e cal. Os materiais foram utilizados no ensaio, no estado solto e seco, fundamentado na NBR 7251 ... 79
4.3.2 Determinação da massa específica do agregado miúdo, do resíduo e da cal, por meio do frasco de Chapman ... 79
4.3.3 Determinação da composição granulométrica... 80
4.3.4 Caracterização da cal ... 80
4.3.5 Caracterização do agregado miúdo ... 81
4.3.6 Caracterização do resíduo do polimento do porcelanato ... 81
4.3.7 Água de amassamento ... 82
4.4 CONVERSÃO DE TRAÇO EM VOLUME PARA MASSA ... 82
4.5 PREPARO DAS ARGAMASSAS ... 84
4.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO... 85
4.6.1 Consistência e trabalhabilidade ... 85
4.6.2 Retenção de água ... 86
4.6.3 Densidade de massa aparente ou volúmica ... 88
4.6.4 Teor de ar incorporado ... 89
4.7 PREPARAÇÃO E ARMAZENAGEM DOS CORPOS DE PROVA ... 90
4.8 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO ... 91
4.8.1 Densidade de massa aparente ... 91
4.8.2 Módulo de elasticidade dinâmico ... 92
4.8.3 Variação dimensional (retração linear) ... 93
4.8.4 Resistência à tração na flexão e à compressão ... 95
4.8.5 Absorção de água por capilaridade ... 96
4.8.6 Resistência aos sais ... 97
4.8.7 Determinação da resistência de aderência à tração (Ensaio de arrancamento) ... 98
4.9 ANÁLISE MICROESTRUTURAL POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)... 100
4.10 ANÁLISES POR DIFRAÇÃO DE RAIOS – X (DRX) E FLUORESCÊNCIA DE RAIOS – X (FRX) ... 100
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 102
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS DE PARTIDA ... 102
5.1.1 Massa unitária ou aparente ... 102
5.1.6 Granulometria à laser ... 108
5.1.6.1 Resíduo do polimento do porcelanato ... 108
5.1.6.2 Cal ... 109
5.1.7 Microscopia eletrônica de varredura... 110
5.1.7.1 Resíduo do polimento do porcelanato ... 110
5.1.8 Difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X ... 111
5.1.8.1 Resíduo do polimento do porcelanato ... 111
5.8.1.2 Cal ... 112
5.2 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO... 113
5.2.1 Execução do sistema... 113
5.2.2 Índice de consistência – trabalhabilidade... 113
5.2.3 Retenção de água ... 116
5.2.4 Densidade de massa no estado fresco... 118
5.2.5 Teor de ar incorporado ... 120
5.3 CARACTERIZAÇÃO DAS ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO ... 124
5.3.1 Funcionalidade do sistema... 124
5.3.2 Densidade de massa aparente no estado endurecido... 125
5.3.3 Módulo de elasticidade ... 127
5.3.4 Resistência à tração na flexão e resistência a compressão das argamassas ... 128
5.3.5 Absorção de água por capilaridade ... 133
5.3.6 Resistência aos sais ... 137
5.3.7 Variação dimensional ou retração das argamassas no estado endurecido ... 143
5.3.8 Resistência de aderência à tração ... 146
5.3.9 Análise microestrutural ... 153
5.3.10 Análise por difratometria de raios-X e fluorescência de raios-X ... 155
6 CONCLUSÕES... 158
6.1 CONTRIBUIÇÃO ORIGINAL PARA O CONHECIMENTO ... 161
6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS... 162
REFERÊNCIAS ... 163
1 INTRODUÇÃO
A cal foi um dos materiais mais importantes na construção e preservação das alvenarias
tradicionais ao longo de centenas de anos. No entanto, o progressivo desaparecimento dos
meios tradicionais de produção desse material e da mão de obra com conhecimento e
habilidade técnica, somado às facilidades que o uso do cimento trouxe ao mercado, contribuiu
para que a cal fosse sendo substituída pelo cimento. Ainda que se reconheçam as vantagens da
cal como material compatível e historicamente confiável, e mesmo com os avanços técnicos
realizados nos últimos anos, seu uso ainda é limitado devido à falta de conhecimento
técnico (KANAN, 2008).
Com o objetivo de evitar intervenções radicais, perdas e danos às valiosas estruturas
patrimoniais temos assistido a um interesse crescente na investigação de materiais compatíveis
à conservação e restauração de edificações históricas.
O problema da degradação e potencial restauração das argamassas de emboço e
rebocos, especialmente em edifícios históricos, têm chamado pouca atenção de pesquisadores
no campo dos materiais de construção. A importância cultural, arquitetônica, social e
econômica na recuperação de construções históricas está muito clara em alguns países do
hemisfério norte, onde se dá muito valor a própria herança construtiva. Infelizmente no
Brasil ainda vivemos distantes dessa realidade.
Como consequência dessa falta de interesse na investigação do problema, muitas
vezes a consolidação e restauração das construções históricas, em especial dos rebocos,
terminam por aumentar a sua degradação, após um período inicial de aparente melhora. No
entanto, notam-se algumas mudanças nessa realidade, pois nos últimos anos a preservação e a
conservação de edifícios históricos começam a ter certa importância em nosso país.
Segundo Scartezini e Carasek (2003), as pesquisas sobre materiais e tecnologias
mais adequadas à realidade dos nossos edifícios históricos precisam ser mais aprofundadas. Tal
fato é agravado, muitas vezes, pela inexistência de alguns materiais oferecidos pelo comércio e
o desconhecimento de processos construtivos utilizados antigamente, embora a eficácia desses
elementos possa ser ainda comprovada. Por sua vez também, o uso de produtos e técnicas
inadequadas de conservação e restauro resultam, quase sempre, em danos ainda maiores aos
edifícios históricos.
Considerando que em trabalhos de restauração deve-se evitar a utilização de cimento
Os potenciais danos causados pelas argamassas de cimento são decorrentes de sua
porosidade, inferior à das argamassas à base de cal, e maior impermeabilidade, o que
provoca maior retenção de umidade nas paredes. Outro aspecto é sua maior rigidez, que causa
excessiva resistência e aderência junto aos materiais do substrato e de contato da estrutura.
Esse comportamento pode causar danos aos materiais mais porosos dos sistemas construtivos
antigos tais como arenitos, calcários, tijolos artesanais, adobes e taipas, e dificuldades para que
sejam retirados ou mantidos posteriormente sem causar mais lesões às estruturas antigas. E,
ainda, tais materiais podem alterar as características de comportamento das alvenarias quando
introduzidos excessivamente, ou aplicados como argamassas fluidas na sua consolidação
(WEBER, 1996).
Além disso, é sabido que as argamassas de cimento apresentam um aspecto final
muito diferente das argamassas antigas, em termos, por exemplo, da textura da superfície, do
modo como refletem a luz, e por conter na sua composição sais solúveis que são transportados
para o interior das paredes onde se cristalizam, contribuindo para a sua degradação. Tem-se
verificado que também outras características são desfavoráveis, como uma rigidez excessiva e
uma capacidade limitada de permitir a secagem da parede (VEIGA, 2003).
No Brasi, os estudos sobre novos materiais e tecnologias construtivas referentes à
recuperação ainda são escassos. Em função disto ainda são empregadas argamassas
tradicionais à base de cal, pois a utilização de revestimentos comuns, à base de cimento, tem-
se mostrado ineficaz, apresentando diversas manifestações patológicas devido à
incompatibilidade química, física e mecânica entre os materiais.
Dentre os problemas mais frequentes que surgem nestes edifícios, aqueles ligados
aos elementos de alvenaria e, em especial, ao seu revestimento, são os mais visíveis. Este
revestimento, que compreende o reboco e respectiva pintura, é muito afetado pelos fenômenos
decorrentes da umidade que, algumas vezes, pode conter um determinado teor de salinidade,
sendo frequente a ocorrência de patologias dos mesmos, o que ocasiona prejuízos aos diversos
setores envolvidos. Nas figuras 1.1 e 1.2 podem ser observados dois casos que tiveram
descolamento de revestimento e estão para serem restaurados, com a aplicação de uma nova
(a) (b)
Figura 1.1 (a e b) – Descolamentos de revestimento em fachadas de casarões do séc. III.
Pelourinho, Salvador, BA (Foto da autora).
Entre todas essas propriedades físicas dos materiais à base de cal, a estrutura dos
poros exerce um papel importante favorável na conservação das estruturas antigas, já que
incide no comportamento higroscópico e no eventual mecanismo de desgaste, por diversos
fatores como: sais solúveis (pressão de cristalização dos sais precipitados), biodeterioração,
entre outros. A porosidade controla também o conteúdo de água, a penetração do ar na
estrutura da argamassa e, portanto, na velocidade de carbonatação do hidróxido de cálcio
(VAN BALEN et al., 1994).
No âmbito de obras de restauro de edifícios históricos, tem-se assistido a um
crescente interesse pela aplicação de tecnologias e materiais para revestimentos de edifícios
antigos, em substituição dos originais. As soluções usadas enquadram-se, normalmente, nos
seguintes tipos: argamassas de cimento, argamassas de cal hidráulica natural; argamassas
de cal hidráulica artificial; argamassas de cal aérea e cimento; argamassas de cal aérea;
argamassas de cal aérea aditivada – com pozolanas, pó de tijolo e outros aditivos minerais
ou ainda com “gordura”. Sabe-se que antigamente as propriedades destes materiais eram
modificadas com adição de produtos orgânicos, com o objetivo de melhorar algumas de
Estudo realizado por Santos (2008), a respeito da utilização do resíduo do polimento
do porcelanato e resíduo de pedreira de rocha calcária em argamassas cimentícias comprovam
que quanto maior a relação resíduo/cimento menor será o módulo de elasticidade das mesmas,
por outro lado mostram que quanto maior o teor de resíduo presente na mistura menor será o
desempenho mecânico das argamassas.
No Brasil, ainda não surgiram pesquisas publicadas sobre a utilização do resíduo do
polimento do porcelanato em argamassas para revestimentos, à base de cal, para uso em
restauração. Por este motivo, torna-se relevante o desenvolvimento desta pesquisa.
Segundo Bernardin et al., (2006), o resíduo é constituído por uma mistura de
material cerâmico oriundo do polimento do porcelanato e material abrasivo desprendido
durante o processo. O material abrasivo utilizado durante o polimento é geralmente composto
por partículas de diamante ou carbeto de silício aglomerados por cimentos à base de cloretos
magnesianos.
O que evidencia que o resíduo é constituído basicamente por material cerâmico,
entretanto ele é descartado diretamente em aterros, apesar do seu potencial como matéria-
prima cerâmica alternativa.
O porcelanato polido requer uma etapa de polimento durante sua produção a fim de
nivelar, retirar riscos e dar brilho a superfície do produto final. No entanto, essa etapa do
processamento gera grande quantidade de resíduo, particularmente com o aumento de
produção que vem ocorrendo nos últimos anos. O que origina um novo custo aos
produtores do setor, que necessitam gerenciar e descartar adequadamente esse resíduo.
A deposição de resíduos industriais em aterros além dos elevados custos econômicos
pode trazer inúmeros problemas ambientais, como contaminação do solo, do lençol freático e
agressão a vegetação presente no local. Nesse sentido a re-utilização e a reciclagem são as
soluções mais indicadas para o manejo da grande maioria dos resíduos industriais, tal como o
Figura 1.2 – Foto cedida por Eliane S.A. Revestimentos Cerâmicos. Material resultante no processo de polimento do porcelanato reaproveitado como matéria-prima na produção de massa.
Do mesmo modo, o consumo de agregado miúdo para concreto e argamassa, no
Brasil, é em torno de 210 milhões de toneladas por ano. Segundo Almeida (2000), atualmente
grande parte do agregado miúdo natural (areia) é extraída de leitos de rios, provocando a
retirada da cobertura vegetal e a degradação dos cursos d’água, causando grande impacto ao
meio ambiente.
Órgãos responsáveis pela fiscalização do meio ambiente, como o IBAMA (Instituto
Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), vêm coibindo esta prática,
pois o Código Florestal considera como áreas de preservação permanente as florestas e
demais vegetações naturais situadas ao longo dos rios. Com isso, a areia que abastece a
construção civil vem, cada vez mais, de regiões mais afastadas, ocasionando um aumento no
preço do produto.
Desta forma, surge à necessidade de se buscar alternativas viáveis para o
abastecimento de areia para o setor da construção civil e para substituição das areias extraídas
dos rios, que possam melhorar o desempenho das argamassas e que por sua vez possam trazer
redução de custos significativos na produção das argamassas de cal, sem comprometer o
desempenho das mesmas.
Os avanços que se realizam, continuamente sobre o domínio dos materiais são
patrimonial que representam, ocupam uma área significativa em muitos centros históricos e
urbanos, frequentemente em mau estado de conservação, pelo que urge proceder à sua
requalificação com intervenções adequadas.
Assim, o presente estudo tem como objetivo geral a formulação de novas
argamassas à base de cal aérea (cal hidratada em pó) e agregado fino (resíduo do polimento
do porcelanato- RPP), a fim de contribuir para o incremento do conhecimento científico no
domínio da conservação e restauração de edifícios antigos substituindo, em percentuais de 5%
a 30% em massa, o agregado miúdo (areia), pelo agregado fino com diferentes razões
água/ligante, em que se adotou um traço volumétrico constante (1:3), que se enquadra no
estudo das características das argamassas de cal aérea por parte de alguns pesquisadores, tanto
nacionais como internacionais, que consideram este tipo de argamassa como solução adequada
para argamassas de substituição em edifícios antigos.
Os objetivos específicos referem-se aos ensaios pertinentes às duas etapas do
sistema argamassado: a primeira corresponde ao sistema fluído das argamassas no estado
fresco, ou seja, à execução do serviço. É proporcional às propriedades de consistência,
trabalhabilidade, melhor adesão, plasticidade e capacidade de reter água, mantendo sua
consistência, mesmo quando sujeita à solicitações que provoquem perda de água por
evaporação, sucção do substrato ou pela própria carbonatação da cal. Para tanto se faz
necessário à análise através dos ensaios de consistência, densidade de massa aparente, teor de
ar incorporado e retenção de água.
A segunda etapa abrange o sistema rígido ou endurecido das argamassas. Representa
a funcionalidade do sistema. Sendo necessário caracterizar as novas argamassas no estado
endurecido através de ensaios físicos e mecânicos, que demonstrem ter um mínimo de
resistência, para não esfarelar, um baixo módulo para quando sofrer tensões, não fissurar e boa
aderência ao substrato, para que não apresente o fenômeno de descolamento, tão presente nos
edifícios antigos. Todos os ensaios são realizados em corpos de prova prismáticos aos 90 dias
de idade.
Considerando que a cristalização de sais solúveis é uma das principais causas de
destruição dos materiais porosos, originando a degradação dos rebocos de argamassas de cal
aérea, tem-se, também, como objetivos específicos analisar o comportamento das novas
argamassas formuladas face à cristalização de sais, por meio de ensaios de cristalização com
recursos de solução de cloreto, nitrato e sulfato todos de sódio, como também, avaliar a
influência do resíduo do polimento do porcelanato nas propriedades e microestrutura das
agregado miúdo pelo resíduo do porcelanato fazendo-se uso de proporções adequadas, de
maneira a obter revestimentos de qualidade e durabilidade.
Portanto, espera-se que o comportamento destas novas argamassas se enquadre no
campo de aplicação pretendido e que com a melhoria das suas características físicas e
mecânicas revelem um acréscimo de durabilidade relativamente às argamassas de cal para
revestimento, dando deste modo um contributo para a melhoria das técnicas e materiais de
restauro arquitetônico e simultaneamente, a minimização de problemas ambientais, com o
aproveitamento do resíduo fino do porcelanato.
Por último, pretende-se, também, sensibilizar e conscientizar a comunidade técnica
e política para realização de programas governamentais voltados para a necessidade de
2 ESTADO DA ARTE
Neste capítulo, é apresentada uma abordagem acerca dos trabalhos relativos ao estudo das
argamassas de revestimentos à base de cal e agregado miúdo (areia) com adição ou
substituição de resíduos minerais e aditivos orgânicos, para uso em restauração de edifícios
históricos, que apresentam diferentes comportamentos do material nas diversa situações de
fluxo, muito deles descritos nas propriedades das argamassas no estado fresco e no estado
endurecido.
2.1 INTRODUÇÃO À CAL
A cal como aglutinante básico de vários tipos de argamassas foi extensivamente
utilizada no passado em uma variedade de funções que iam desde a proteção até a decoração,
mas o progressivo desaparecimento desse material e da experiência prática de trabalhar com
ele tem trazido dificuldades às obras de restauração. Somam-se, ainda, os problemas de
inadequação da maioria dos materiais disponíveis no mercado. Se as alvenarias tradicionais
de pedra, tijolo, taipa ou a vedação de estruturas não forem conservadas com materiais
compatíveis, e se estiverem expostas à ação do tempo, ocorrerá deterioração mais acelerada.
Portanto os revestimentos à base de cal são recomendados porque mantêm as características
dos edifícios antigos, não alteram seu comportamento, esteticamente se harmonizam muito
bem com as alvenarias tradicionais, pela plasticidade, o que favorece seu uso em obras de
restauração, além de serem primordiais na conservação e manutenção periódica das alvenarias
tradicionais devido às suas propriedades e comportamento (VAN BALEN & VAN GEMERT,
1994).
No Brasil, utilizou-se cal obtida através da queima de conchas e mariscos, desde os
primeiros tempos de colonização, nas argamassas e revestimentos das construções da cidade
de Salvador da Bahia, fortificações e casarios ao longo do território brasileiro. Mais tarde,
fabricou-se, também, cal de calcários ou dolomitos ainda de forma tradicional, bem como
foram importados aglomerantes hidráulicos, até que, no século XX surge a indústria da cal e
Figura 2.1 – Antiga caieira de conchas dos Sambaquis de Santa Catarina (Laguna, SC).
Muitas argamassas têm sido pesquisadas para revestimentos de edifícios antigos,
em substituição dos originais. As soluções usadas enquadram-se, normalmente, nos seguintes
tipos: Argamassas de cimento Portland, Argamassas de cal hidráulica natural; Argamassas de
cal hidráulica artificial; Argamassas de cal aérea e cimento Portland; Argamassas de
cal aérea; Argamassas de cal aérea aditivada – com pozolanas, pó de tijolo e outros aditivos
minerais ou ainda com “gordura”; argamassas pré-doseadas; argamassas de ligantes
especiais (VEIGA, 2003).
Algumas destas argamassas têm inconvenientes bem conhecidos. As argamassas de
cimento Portland, por exemplo, apresentam um aspecto final muito diferente das argamassas
antigas, em termos da textura da superfície e do modo como refletem a luz. Além disso,
sabe-se que contêm na sua composição sais solúveis que são transportados para o interior das
paredes e lá cristalizam, contribuindo para a sua degradação. Tem-se verificado que também
outras características são desfavoráveis, tornando-as funcionalmente incompatíveis com a
generalidade das paredes antigas, tais como uma rigidez excessiva e uma capacidade limitada
de permitir a secagem da parede (TEUTONICO et al.., 1994).
O cimento em argamassas à base de cal aérea mostrou-se negativo em projetos de
pesquisa com argamassas experimentais, tal como os resultados da pesquisa do Teutonico et
al, 1994). Nessa pesquisa, os resultados mostraram que o cimento atua negativamente no
processo de carbonatação, interferindo na cura dessas argamassas. Mas, na prática, se observa
que o cimento em pequenas quantidades tem sido recomendado, pois, segundo os
pesquisadores, ajuda a aumentar ou facilitar a pega e a diminuir a tendência às fissuras iniciais
Por outro lado, as argamassas de cal aérea, de composição mais próxima das
argamassas antigas, portanto mais capazes de assegurar uma compatibilidade estética e
funcional com os materiais pré-existentes, têm apresentado problemas de durabilidade,
principalmente quando expostas à chuva e, ainda mais, ao gelo. No entanto, chegaram até aos
nossos dias argamassas de cal com centenas e, até, milhares de anos, que se apresentam com
resistência e coesão superiores a muitas argamassas atuais e mesmo com capacidades de
impermeabilização superiores. As argamassas bastardas, intermédias entre estes dois extremos
(só de cimento e só de cal) procuram melhorar algumas características sem trazer os piores
inconvenientes (VEIGA, 2003).
Segundo Veiga (2005), as vantagens de se usar materiais à base de cal dizem
respeito ao fato de que envelhecem sem provocar danos, apresentam boa porosidade e
permeabilidade, resistência mecânica, inércia térmica e durabilidade, quando bem feitos e
mantidos. Devido ao grande volume de poros grandes, secam rápido, não retêm umidade e
deixam a parede respirar, o que impede a condensação da umidade nos ambientes, bem como
a desagregação das alvenarias pela cristalização dos sais no interior da parede (ocorrerá na
superfície, onde poderão ser retirados a seco).
As argamassas com pozolanas e com outros aditivos, minerais ou orgânicos,
procuram recuperar técnicas antigas e melhorar os desempenhos destas argamassas. No
entanto, muito há a aprender sobre os aditivos a usar e os campos de aplicação próprios de
cada uma. Por exemplo, a utilização indiscriminada da cal apagada com uma gordura tem
conduzido, inevitavelmente, a maus resultados, em determinadas circunstâncias, a par de
alguns casos de sucesso (VELOSA, 2002).
As argamassas pré-doseadas (confeccionadas em fábrica e disponíveis no mercado
nacional) têm composições muito variadas, e, em consequência, características e
comportamentos diversificados, pelo que terão sempre que ser avaliadas caso a caso. As
argamassas executadas com ligantes especiais, por exemplo, com cimentos com baixos teores
de sais solúveis, têm características próprias para determinados casos específicos e destinam-
se, normalmente, a juntas e não tanto a rebocos, devido a diferenças de aspecto significativas
(RODRIGUES, 2004).
Salienta-se ainda que estas soluções, apropriadas para a recuperação de rebocos em
edifícios históricos, são de amplo interesse, não só para o tratamento de imóveis antigos,
como para toda construção contemporânea, uma vez que o seu custo poderá ser menor que o
A seguir, encontra-se o estado da arte dos principais resíduos minerais e orgânicos
utilizados na confecção de argamassas à base de cal e areia para restauração de edifícios
históricos.
2.2 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS MINERAIS E ADITIVOS ORGÂNICOS EM
ARGAMASSAS À BASE DE CAL E AREIA
2.2.1 Argamassa de cal aérea e pó de telha ou de tijolo
Estudos como o de Smeaton Project do English Heritage citados por Teutonico, McCaig,
Burns, e Ashurst (1994) sugerem que o pó de tijolo ou de telha traz benefícios porque
favorece o aumento da porosidade na argamassa, e ajuda na pega e na cura final, e,
dessa forma, melhora a capacidade de resistência aos sais. Agregados pozolânicos como o pó
de tijolo podem então resultar em material mais resistente aos problemas de umidade e sais,
pois, além dos aspectos positivos de um material poroso, podem ainda conter sílica e alumina
reativa, nos grãos inferiores a 0,075mm, conferindo propriedades hidráulicas à argamassa de
cal. De acordo com as Figuras 2.2, 2.3 e 2.4 pode se ver as misturas à base de pó de tijolo e cal
que foram utilizadas para recuperação e reintegração de núcleos e partes de alvenarias de pedra
e tijolo, bem como adobes, nas obras de restauro de São Miguel das Missões, RS.
Figura 2.4 – Peneiramento do pó de tijolo (São Miguel das Missões, RS).
Estudos realizados por Branco (2003), a respeito da utilização de uma argamassa à
base de cal com adição de pó de tijolo para melhorar as suas características, principalmente
da resistência à compressão, retração e absorção por capilaridade comprovaram que
a retração das argamassas, observadas no próprio molde através da verificação dos seus
diâmetros antes de cada série de rompimento, foi inferior em todos os corpos de prova com
adição de pó de tijolo. Especificamente, supondo que os moldes tenham todos 50 mm de
diâmetro, os corpos de prova com cal apresentaram um diâmetro médio de 48,62 mm,
enquanto aqueles com pó de tijolo tiveram um valor de 49,61, representando uma redução no
seu diâmetro de 2,76 % e 0,78 %, respectivamente. O ensaio de absorção de água por
capilaridade dos corpos de prova foi realizado nos tempos de 1, 2, 5, 10, 15, 30 e 60
minutos. Apresentou a argamassa à base de cal com uma absorção 14,6% maior que o corpo
de prova com granulometria do pó de tijolo inferior a 0, 075 mm, o que pode estar associado a
reatividade pozolânica do material.
2.2.2 Argamassas de cal aérea com pozolanas naturais e artificiais
Para o fabrico de argamassas para conservação, similares às históricas, são utilizadas além das
pozolanas naturais de origem sedimentar (terra diatomácea, moler, gaize etc.) ou de origem
vulcânica (trass, pozolanas dos açores, pozalanas de Santo Antão, pozolanas Italianas, etc.)
algumas pozolanas artificiais, tais como: cinzas volantes, sílica de fumo e metacaulim
Segundo Camões et al. (2003), a utilização de cinzas volantes é benéfica em termos
de trabalhabilidade e durabilidade, mas tem algumas desvantagens devido às baixas
resistências iniciais obtidas. Nas argamassas de cal, as pozolanas naturais, e alguns dos
subprodutos industriais já referidos (cinzas volantes e sílica de fumo) quando utilizados em
substituição parcial do ligante, contribuem para um aumento substancial da resistência e
durabilidade destas argamassas, devido à sua elevada reatividade pozolânica.
Este conceito, segundo Velosa (2002), é geralmente definido como a capacidade de
formação de compostos hidráulicos a partir da reação com o hidróxido de cálcio, em presença
de água. A utilização bem sucedida destes subprodutos industriais nas argamassas de cal aérea
leva a pensar que o resíduo de vidro também poderá ser utilizado com este objetivo, devido à
sua composição favorável, exigindo-se que satisfaça os requisitos básicos para pozolana – de
granulometria inferior a 300 μm – ativando assim o comportamento pozolânico. Para tal será
necessário que a resistência mecânica destas argamassas seja superior à das argamassas de cal
aérea, mas não excessiva e que a permeabilidade ao vapor de água seja elevada, mantendo-se
moderada a absorção de água por capilaridade.
O Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa, Portugal vem
desenvolvendo estudos para à incorporação de materiais com reatividade pozolânica em
argamassas de cal, a fim de promover a utilização dessas argamassas, que apresentam
compatibilidade física e química com as argamassas antigas devido à sua composição similar
e comportamento mecânico muito diferente das argamassas de cimento, conseguindo-se assim
uma melhoria das suas características e ainda redução dos custos devido ao baixo preço da cal
como ligante (COLLEPARDI, 1990).
Em uma Pesquisa realizada por Velosa (2006), o vidro foi moído de forma a
obter a finura desejada, resultando uma superfície específica de 3060 cm2/g. Esta superfície
específica é inferior à das pozolanas de origem naturais (3250 cm2/g) e do pó de tijolo (3160
cm2/g), mas superior à das cinzas volantes (2500 cm2/g). Este valor elevado pode ser atribuído
à forma alongada das suas partículas mais do que à sua finura.
Diante disso, os estudos confirmam que o incremento de resíduos de vidro em
argamassa de cal aérea obteve um aumento das resistências à flexão e à compressão com
condições de cura em ambiente seco, ou seja, colocação dos moldes numa sala à temperatura
de 23 ± 2ºC e umidade relativa de 50 ± 5% durante 2 dias, seguindo-se desmoldagem e
colocação nas mesmas condições até à data de realização dos ensaios. O coeficiente de
absorção capilar, para as argamassas com resíduos de vidro com condições de cura seca, foi o
pretendido, ou seja, mantém-se a característica favorável de comportamento à água das
argamassas de cal, conseguindo-se assim obter a compatibilidade física.
2.2.3 Argamassa de cal aérea e cinza de casca de arroz
Estudos de Pinto et al (2007) reportam alguma hidraulicidade a argamassas de cal aérea com a
influência da finura de cinza da casca de arroz na reatividade pozolânica, atraves da avaliação
da resistência mecânica com incorporação de cinza com diferentes granulometrias obtidas por
recurso a moagem e peneiração da cinza comercial, após remoção das partículas de maior
dimensão que se encontravam mal calcinadas. O incremento da finura da cinza reduziu a
quantidade de água necessária para atingir a consistência desejada e os resultados obtidos
apontam para que o incremento da finura da cinza possa ser responsável pela redução da
retenção de água das argamassas.
Os valores da tensão de ruptura a compressão e flexão, bem como da velocidade de
propagação da onda ultrassônica registraram o incremento de resistência mecânica com o
aumento da sua finura.
2.2.4 Argamassa de cal aérea e metacaulim
Diante da necessidade de argamassas menos rígidas e com maior permeabilidade ao vapor de
água, a utilização de adições pozolânicas em argamassas para restauro tem sido tema de
muitas pesquisas. Alguns trabalhos mostram que argamassas a base cal e pozolana têm
apresentado comportamento e propriedades satisfatórios quando usadas em construções.
Rodrigues (2004) estudou propriedades de argamassas a base de cal e metacaulim para uso
em restauração de obras históricas.
Nos estudos foram dosados dois tipos de traço em massa de argamassa compostos
com cal/metacaulim/areia, utilizando dois tipos de metacaulim. Verificou-se uma diferença
entre as densidades de massas dos grupos I e II; as argamassas do grupo I, que possuem
proporção 1:1 de cal hidratada e de metacaulim, possuem densidade de massa menor que as
argamassas do grupo II, que possuem uma proporção 1:0,5 de cal hidratada e de metacaulim,
massa, em relação a quantidade de metacaulim, apesar da cal hidratada ter densidade menor.
Entre as argamassas do mesmo grupo, considera-se a diferença não significativa.
2.2.5 Aditivos orgânicos
As argamassas de cal hidratada com gorduras foram utilizadas durante centenas de anos e
com bons resultados. Há não muito tempo ressurgiu o interesse por este tipo de argamassa,
quer por razões de interesse histórico quer mesmo por motivos ligados à necessidade de uma
construção mais sustentável.
Os aditivos orgânicos podem estar presentes tanto nas argamassas de cal, quanto
nas tintas à base de cal. No passado, foram utilizados compostos orgânicos como, por
exemplo, polissacarídeos (mucilagem vegetal), proteínas (caseína do leite, clara de ovo), óleos
animais (peixe etc.), vegetais (linhaça) e gorduras (sebo). Também era comum adicionar
fibras vegetais (palha) e de animais (crina, estrume), as quais contribuem nas propriedades das
argamassas, influindo em sua trabalhabilidade e consistência, no controle das retrações, na
absorção e difusão da umidade e, por fim, na durabilidade e resistência final das argamassas
às intempéries. Ainda se misturavam, como aditivos hidráulicos, materiais pozolânicos que
modificavam a pega, a cura e outras propriedades das argamassas à base de cal (VENTOLÀ
et al., 2011).
Desde o meio da década de 90 que é comercializada em Portugal uma cal com a
designação de “cal D.Fradique”, que é produzida com incorporação de borra de azeite (oleína).
Esta cal teria surgido (segundo se pensa) devido às diligências do arquiteto Quirino da
Fonseca, que tinha sido incumbido de selecionar um ligante para as argamassas a serem
utilizadas nas obras de conservação das muralhas do Castelo de São Jorge, em Lisboa
(STOLZ, 2007).
Stolz (2007) estudou o comportamento de rebocos contendo cal D.Fradique no
revestimento de paredes de pedra e cal, tendo observado que embora os rebocos à base de cal
com gorduras (1:3), tenham uma elevada capacidade de impermeabilização, apresentam por
outro lado baixa resistência superficial e uma menor resistência ao arrancamento, que os
restantes dos rebocos à base de cal aérea e cimento (0;5:0,5:3) e cal hidratada (1:3). Pelo fato
que a cal aérea apresenta maior grau de compactação, conjugado com a presença de gordura,
Segundo Veiga (2003), a utilização indiscriminada de revestimentos à base de cal
hidratada com gordura tem, a par de alguns sucessos, conduzido também a maus resultados
(Figura 2.5). Uma explicação para os referidos insucessos pode ser o retardamento da
carbonatação, típico deste tipo de cal.
Figura 2.5 – Perda de coesão e erosão em argamassa recente de cal hidratada com gordura (VEIGA,
2003).
É importante saber se diferentes tipos de gorduras, como a de óleo de colza cuja
produção está prevista ser iniciada em Portugal a breve prazo, constituindo-se assim como um
aditivo de baixo custo, influenciam diferentemente o comportamento destas argamassas e
quais as gorduras que aperfeiçoam o desempenho de argamassas para conservação e restauração
(VIKAN e JUSTNES, 2006).
A capacidade impermeabilizante de argamassas de ligantes hidráulicos por
intermédio de óleos vegetais foi já estudada por outros autores, os quais referem que se
podem obter bons desempenhos com percentagens de óleo vegetal de apenas 0,5% e também
que o óleo de colza é o óleo mais barato, mais ainda que o azeite de oliva (VIKAN e
JUSTNES, 2006).
Segundo pesquisa realizada por Ventolà et al. (2011), misturas de cal, areia (usada
como um agregado) e de água com diferentes componentes orgânicos (polissacarídeos,
proteínas, cola animal e ácidos graxos) foram preparadas segundo métodos tradicionais
utilizados na América do Sul e México. A relação de Cal / agregado selecionados foi 1:3 em
volume, que é a razão mais comum citada na literatura (MALINOWSKI, 1981). As misturas de
argamassa foram preparadas usando a quantidade de água necessária para obter uma
consistência normal e uma boa trabalhabilidade (medida pelo teste de consistência). O peso
Os resultados do teste de resistência mecânica à tração e compressão revelaram que
o resultado mais significativo foi obtido utilizando-se cola animal, quando a resistência foi
aumentada por um fator de quase 2.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(a) amostra em branco; (b) caseína; (c) cola animal; (d) nopal como pó; (e) nopal como mucilagem; e (f) azeite de oliva.
Figura 2.6 – MEV de amostras de argamassas (VENTOLA et al. , 2010).
A micrografia da argamassa com azeite de oliva (Fig. 2.6f) é consistente com os
resultados da análise de porosidade, o que mostra ser a amostra com poros de tamanhos
menores. Uma observação interessante é que as argamassas contendo um aditivo, cristais
aciculares de aragonita, polimorfo do carbonato de cálcio (CaCO3), estão presentes (Fig. 2.6f,
c, d, e), a única exceção da caseína quando foi adicionada (Fig. 2.6b). Neste último caso,
mesmo quando a presença de aragonita foi confirmada por difração de raios X, a natureza do
cristal não foi acicular, indicando que a caseína determina a morfologia do cristal. O
crescimento de cristais aciculares de aragonita (CaCO3), devido à utilização de um aditivo,
pode ajudar a melhorar a consistência da argamassa e resulta em melhor resistência à
compressão.
- A adição de cola animal (um material de proteção) como aditivo aumentou a resistência
mecânica da argamassa (após 28 dias, muito provavelmente, a resistência seria maior com um
tempo mais longo). Isto pode ser importante para usos ocasionais em que a carga pode ser
aplicada ou para novas construções em que a carga incremental é aplicada para as
articulações, enquanto as paredes crescem.
- A frente de carbonatação foi melhorada significativamente pela adição de nopal tanto
como um pó e como mucilagem, principalmente material de um polissacarídeo. Em muitos
casos de recuperação, este é um fator importante para evitar a deterioração de argamassa após
a aplicação devido à chuva, a erosão ou por outro fator mecânico.
- O uso de azeite (um material gorduroso) como aditivo ajuda a reduzir o sistema de poros
pela metade (em percentagem do volume) e diminuiu o tamanho dos poros. Além disso, ele
melhora a impermeabilidade da argamassa, o que significa que ele pode ser usado em casos,
por exemplo, quando uma superfície à prova de água é necessária para proteger uma área
particular da chuva direta. Cola animal também reduziu o número e o tamanho dos poros,
embora de forma menos significativa.
Pesquisa realizada por Santiago (2011) utiliza o grude da Gurijuba como material
orgânico obtido da bexiga do peixe que leva este nome, tendo sido, possivelmente, utilizado
por séculos na construção artesanal, na região de Belém, PA. O referido estudo visa analisar a
influência da adição deste material nas propriedades físicas e mecânicas de argamassas de cal,
procedimento consagrado pela tradição oral. O grude foi adicionado às argamassas nos teores
de 2% e 5% em relação à massa de cal, sendo os seus resultados comparados à amostra de
referência (sem adição). Os resultados obtidos de resistência à tração na flexão e à
compressão simples apresentaram que a adição da cola produzida com o grude de gurijuba
aumentou consideravelmente a resistência mecânica das argamassas de cal, indicando uma
razoável capacidade aglomerante deste material, como, também, a presença do referido
aditivo reduziu a porosidade total e capilar das argamassas de cal, o que refletiu na redução da
absorção de água total e por capilaridade, o que mostra ser viável sua utilização em argamassa
