Pedra de xisto aramado

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Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Pedra de Xisto Aramado

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil

Joana Vinhas Martins

Orientador: Prof. Doutor Jorge Tiago Pinto

Coorientador: Prof. Doutora Ana Cristina Briga de Sá

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Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Pedra de Xisto Aramado

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil

Joana Vinhas Martins

Orientador: Prof. Doutor Jorge Tiago Queirós da Silva Pinto

Coorientador: Prof. Doutora Ana Cristina Briga de Sá

Composição do Júri:

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Dissertação submetida à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, realizada sob orientação científica do Professor Doutor Jorge Tiago Queirós da Silva Pinto e do Professora Doutora Ana Cristina Briga de Sá, ambos docentes do Departamento de Engenharias, da Escola de Ciências e Tecnologia, da Universidade de

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V

AGRADECIMENTOS

Ao longo da realização da presente dissertação beneficiei do apoio de diversas pessoas que contribuíram, direta ou indiretamente, para a conclusão deste percurso académico. Desta forma pretendo expressar os meus sinceros agradecimentos.

Aos Professores Doutores Jorge Tiago Pinto e Ana Cristina Briga de Sá pela excelente orientação, paciência e tempo disponibilizado para a elaboração deste trabalho.

Aos meus pais e ao meu irmão pelo apoio que sempre me deram ao longo destes anos de Universidade e em especial ao meu tio e primos por todos os conhecimentos transmitidos e ajuda prestada.

Aos colegas, Diogo Sousa e Tiago Paulo por toda a ajuda prestada bem como ao técnico de laboratório, Sr. Xavier.

A todos os meus amigos em especial à Joana Poço, Daniela Peixoto, Lurdes Pinto pela amizade incondicional e carinho, bem como todas as vivências durante os anos passados juntos na faculdade.

Quero ainda agradecer ao meu namorado Carlos Ferreira, pelo amor e apoio dado ao longo de todos estes anos que estamos juntos, assim como pela paciência e encorajamento que sempre me deu e que levou à finalização da minha formação académica.

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(7)

VII

RESUMO

Esta dissertação de mestrado é sobre a pedra de xisto aramado que, como o próprio nome indica, se trata de pedra de xisto envolvida em rede. Assim será importante fazer um estudo relativo a técnicas construtivas dos muros de gabião, que utilizam o mesmo princípio, e das construções tradicionais em xisto para se poder aplicar na execução das amostras. Vão ser também abordadas algumas construções de xisto presentes no local de recolha da pedra.

A nível experimental, foram elaboradas diferentes tipos de amostras, fazendo variar as argamassas e a presença de rede de modo a concluir quais teriam um melhor comportamento a nível estrutural, para aplicação em paredes. Como complemento, foi feita uma análise termográfica a estas amostras. Foi também estudada outro tipo de amostra, aplicável a elementos como pilares, onde se verificou se seria mais vantajoso ter um elemento único mais esbelto ou dois elementos cúbicos perfazendo um pilar.

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(9)

IX

ABSTRACT

This master's thesis is related to study units of schist stone reinforced with a steel mesh. Therefore, it is important to study the construction techniques of gabion walls, which uses the same approach. It is also important to study the traditional schist constructions in order to give guidance during the manufacturing process of the unit samples.to be applied in the execution of samples. In this study, it will be presented some schist constructions located in the same place where the stones were collected.

At the experimental level, different types of samples were made, in order to take into account different types of mortar and also the advantages of using metal mesh as a reinforcement the presence of the mesh in order to figure out the reinforcement conclude which would have a better structural behavior, for application in walls. As a complement, a thermographic analysis was performed on these samples. As In addition, another types of samples were manufactured, applicable to elements such as columns, were also studied, where it was found that it would be more advantageous to have a single slender element or two cubic elements forming a column.

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(11)

I

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS ... V RESUMO ... VII ABSTRACT ... IX ÍNDICE DE FIGURAS ... V ÍNDICE DE TABELAS ... X

ÍNDICE DE GRÁFICOS ... XII

1. INTRODUÇÃO ... 1

1.1 Enquadramento ... 2

1.2 Objetivos ... 3

1.3 Metodologia ... 3

1.4 Estrutura e organização do trabalho ... 4

2. CONSTRUÇÃO DE XISTO ... 2

2.1 Introdução ... 6

2.2 Muros de gabião ... 6

2.3.1 Processo de construção... 8

2.3 Construção tradicional em xisto ... 10

Localização dos elementos construtivos de xisto ... 10

2.3.1 Identificação de elementos construtivos de xisto ... 10

2.3.2 Pormenores construtivos ... 16

2.3.3 3. MATERIAIS E MÉTODOS ... 6

(12)

II

3.1 Objetivos ... 33

3.3 Materiais constituintes das amostras ... 33

Xisto ... 33 3.3.1 Rede ... 34 3.3.2 Arame ... 35 3.3.3 Ferramentas e Equipamentos ... 36 3.3.4 Argamassa ... 37 3.3.5 Terra... 37 3.3.6 Argamassa Pré-Doseada ... 40 3.3.7 Argamassa de regularização ... 41 3.3.8 3.4 Amostras/ provetes ... 42

Caracterização das Amostras A ... 42

3.4.1 Modo de preparação de provetes sem rede ... 50

3.4.2 Modo de preparação de provetes com rede ... 52

3.4.3 3.5 Caracterização das Amostras B ... 56

Processo de execução das Amostras B. ... 58

3.5.1 3.6 Estudo do comportamento à compressão ... 62

Equipamentos ... 62

3.6.1 Procedimento de ensaio para Amostras A ... 62

3.6.2 Procedimento para Amostras B ... 63 3.6.3

(13)

III

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS ... 65

4.1 Objetivos ... 66

4.3 Apresentação e Análise de Resultados das Amostras A. ... 66

Amostra JTR ... 69 4.3.1 Amostra JAR ... 73 4.3.2 Amostra JT ... 77 4.3.3 Amostra JA ... 80 4.3.4 Análise comparativa ... 83 4.3.5 4.3.5.1 Influência da argamassa em provetes com rede ... 83

4.4 Apresentação e Análise de Resultados das Amostras B. ... 90

Amostra B.1 ... 90

4.4.1 Amostra B.2 ... 93

4.4.2 4.5 Análise comparativa das Amostras ... 97

Análise comparativa das duas amostras ensaiada (B.1 e B.2) ... 97

4.5.1 4.6 Análise termográfica ... 100 Amostra JA ... 101 4.6.1 Amostra JT ... 105 4.6.2 Amostra JAR ... 108 4.6.3 Amostra JTR ... 112 4.6.4 Amostra JSR ... 115 4.6.5

(14)

IV

5. CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS ... 119

5.1 Conclusões ... 120

5.2 Trabalhos futuros ... 122

(15)

V

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Gabião com presença de diafragma. [1] ... 7

Figura 2 - Montagem do gabião. [1][3][4] ... 8

Figura 3 - Processo de enchimento do gabião. [1] ... 9

Figura 4 - a) Localização de Bragança. [5] b) Localização da freguesia de Rio Frio. [6] ... 10

Figura 5 - Construções de xisto na aldeia. a) Construção recente. b) Reabilitação. c) Edifício em ruína. ... 12

Figura 6 - Exemplos de muros de vedação. a) Muro de vedação de habitação. b) Muro de vedação agrícola. ... 13

Figura 7 - Capeamentos existentes. a) Capeamento com pedra de xisto aprumada. b) Capeamento com granito. c) Capeamento com pedra de xisto horizontal ... 14

Figura 8 - Muros de suporte. ... 15

Figura 9 - Ponte Romana existente em Paçó. ... 16

Figura 10- Exemplos de paredes de edifícios tradicionais em alvenaria de xisto. a) Parede divisória em tabique de um edifício tradicional em xisto. b) Parede exterior de um edifício tradicional em xisto. ... 17

Figura 11-Fundação de um edifício tradicional de xisto. ... 19

Figura 12 - Disposição do xisto na horizontal. ... 20

Figura 13 - Juntas desfasadas. a) Muro com argamassa de cimento. b) Muro de junta seca. ... 20

Figura 14 - Travamento de parede. a) Com elemento em xisto. b) Com elemento em madeira. ... 21

(16)

VI

Figura 16 - Diferentes paramentos de parede em alvenaria de pedra. [13] ... 22

Figura 17 - Construção recente com argamassa de cimento. ... 23

Figura 18 - Parede exterior com terra. ... 23

Figura 19 - Muros de junta seca. ... 24

Figura 20 - Cunhal de um edifício em xisto. ... 25

Figura 21 - Exemplos de aberturas. a) Padieira, ombreira e peitoril em madeira. b) Padieira, ombreira e peitoril em granito. c) Padieira, ombreira em madeira e soleira em xisto. ... 26

Figura 22 - a) Pavimento de soalho e vigas em madeira. b) Soalho em madeira. ... 27

Figura 23 - a) Edifício com cobertura de duas águas. b) Estrutura interior de uma cobertura de um edifício tradicional de xisto. ... 28

Figura 24 - Beirais de um edifício em xisto. ... 29

Figura 25 - Escadas de xisto. ... 30

Figura 26 - Exemplos de varanda e alpendre de edifícios em xisto. ... 31

Figura 27 - Alguns tipos de rede. ... 35

Figura 28 - Arame utilizado para preparação dos provetes. ... 36

Figura 29 - Ferramentas utilizadas para execução dos provetes. ... 36

Figura 30- Amostra da terra misturada com água e preparada em laboratório. ... 38

Figura 31- Curva granulométrica do solo utilizado. [16] ... 38

Figura 32 - Amostras com terra. ... 39

Figura 33 - Amostras com terra e aramadas. ... 40

Figura 34 - Preparação da argamassa de assentamento. ... 41

(17)

VII

Figura 36 - Amostras com junta seca (JSR). ... 43

Figura 37 - Amostras com argamassa de assentamento e rede (JAR). ... 46

Figura 38 - Amostras com terra e sem rede (JT). ... 47

Figura 39 - Amostras sem rede e argamassa de assentamento (JA). ... 49

Figura 40 - Cofragem utilizada para a elaboração dos provetes... 50

Figura 41 – Os dois tipos de material de assentamento adotados. a) Terra. b) Argamassa de pré-doseada. ... 51

Figura 42 - Cofragem utilizada para efetuar a camada de regularização. a) Vista superior, antes da colocação da camada de regularização. b) Remoção do excesso de argamassa da camada de regularização. ... 52

Figura 43- Processo de execução do exterior da amostra. a) Face do cubo. b) Cubo. ... 53

Figura 44- Juntas desalinhadas da amostra JSR. ... 53

Figura 45 - Pormenor construtivo da amostra JTR... 54

Figura 46 - Vazios encontrados na amostra JTR. ... 54

Figura 47 - Execução das amostras JAR. a) Amostra de alvenaria. b) Amostra reforçada. ... 55

Figura 48 - Geometria de corte da rede da Amostra B.1 ... 57

Figura 49 - Geometria de corte da rede da amostra B.2. ... 57

Figura 50 - Similaridades de pormenores construtivos de amostra e elemento construtivo real. ... 58

Figura 51 - Colocação de pedras de maior dimensão na fiada de cima, mantendo as juntas desalinhadas. ... 59

Figura 52 - Pormenor construtivo dos cunhais. ... 59

(18)

VIII

Figura 54 - Cubos constituintes da amostra B.2. ... 61

Figura 55 - Pórtico de ensaio. ... 62

Figura 56 - Nivelamento da amostra antes do início do ensaio. ... 63

Figura 57- Amostras antes do início do ensaio. a) Amostra B.1 b) Amostra B.2. ... 64

Figura 58 - Provete JSR durante o ensaio. a) Deformação do provete. b) Afastamento das pedras para as faces laterais. ... 67

Figura 59 - Ensaio da amostra JTR. a) Quebra da camada de regularização. b) Formação encurvadura lateral da rede. c) Deformação do provete. ... 70

Figura 60 - Amostras JAR durante o ensaio. a) Deformada lateral da rede. b) Fissuração a meio do provete. ... 74

Figura 61 - Amostras JT durante o ensaio. a) Destacamento da argamassa e da camada de regularização. b) Deformação e fissuração do provete. ... 77

Figura 62 - Fissuração a meio do provete JA. ... 80

Figura 63 - Fissuração das pedras constituintes da amostra. ... 91

Figura 64 - Afastamento lateral das pedras, provocando tração na rede. ... 91

Figura 65 - Primeiro dano, rotura na rede na zona da aresta, na zona da costura. ... 92

Figura 66 - Abertura da rede na zona da costura. ... 92

Figura 67 - Resultado do provete B.1 no final do ensaio. ... 93

Figura 68- Fissuração de pedras de xisto da Amostra B.2. ... 93

Figura 69 – Amostra B.2 numa fase intermédia de ensaio. ... 94

Figura 70 – Estado da Amostra B.2 numa fase intermédia de ensaio. ... 95

Figura 71 – Outra fase intermédia do ensaio da Amostra B.2. ... 95

(19)

IX

Figura 73 – Estado da Amostra B.2 após o ensaio. ... 97

Figura 74- Termogramas obtidos durante o ensaio de compressão. ... 103

Figura 76- Modo de fissuração do provete JT fazendo comparação entre uma imagem retirada no final do ensaio a) e o respectivo termograma b). ... 108

Figura 78- Rotura do provete JAR com imagem retirada durante o ensaio de compressão a) e termograma correspondente b). ... 111

Figura 81- Fissuras ocorridas no final do ensaio, com fotografia do provete a) e respectivo termograma b) retirado no mesmo momento. ... 118

(20)

X

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1- Resistência à compressão da pedra de xisto em diferentes localidades. [7] [8]

[12] ... 34

Tabela 2- Caracterização dos quatro provetes feitos com junta seca. ... 44

Tabela 3 - Caracterização dos diferentes provetes com rede e terra (JTR). ... 45

Tabela 4 - Caracterização das amostras com argamassa de assentamento e rede (JAR). ... 47

Tabela 5 - Caracterização das amostras com argamassa de terra e sem rede (JT). ... 48

Tabela 6 - Caracterização das amostras de argamassa de assentamento sem rede (JA). 50 Tabela 7 - Força máxima e deslocamento obtidos pelos provetes JSR. ... 68

Tabela 8 - Forças máximas e deslocamento máximo obtidos nos provetes JTR. ... 72

Tabela 9-Força máxima e deslocamento ocorridos nos provetes JAR. ... 76

Tabela 10 - Forças máximas e deslocamento da amostra JT. ... 79

Tabela 11 - Força máxima e deslocamento máximo obtidos nas amostras JA. ... 82

Tabela 12 - Capacidade resistente à compressão de alvenaria de xisto assente com terra artificial e com terra obtidos no estudo de Ricardo Barros [7]. ... 89

Tabela 13 – Valor médio da carga última de compressão das amostras ensaiadas no presente estudo. ... 89

Tabela 14 - Força máxima de compressão aplicada às Amostras B.1 e B.2. ... 98

Tabela 15- Temperaturas superficiais obtidas nos pontos assinalados nos termogramas anteriores. ... 103

(21)

XI

(22)

XII

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 - Relação força-deslocamento dos provetes JSR. ... 67

Gráfico 2 - Relação tensão-extensão das amostras JSR. ... 69

Gráfico 3 - Relação força-deslocamento das amostras JTR ... 71

Gráfico 4 - Relação tensão-extensão das amostras JTR. ... 72

Gráfico 5- Relação força-deslocamento das amostras JAR. ... 74

Gráfico 6 - Relação tensão-extensão das amostras JAR... 76

Gráfico 7 - Relação força-deslocamento dos provetes JT. ... 78

Gráfico 8 - Relação tensão-extensão das amostras JT. ... 79

Gráfico 9 - Relação força-deslocamento das amostras JA. ... 81

Gráfico 10 - Relação tensão-extensão das amostras JA. ... 82

Gráfico 11 - Relação força-deslocamento das amostras JAR, JTR e JSR. ... 84

Gráfico 12 - Relação tensão-extensão das amostras JAR, JTR e JSR. ... 84

Gráfico 13 - Relação força-deslocamento das amostras JT e JTR. ... 86

Gráfico 14 - Relação tensão-Extensão das amostras JT e JTR... 86

Gráfico 15 - Relação força-deslocamento das amostras JA e JAR. ... 87

Gráfico 16 - Relação tensão-extensão das amostras JA e JAR. ... 88

Gráfico 17 - Relação força-deslocamento das Amostras B.1 e B.2. ... 98

Gráfico 18 - Relação tensão-extensão das amostras B.1 e B.2... 99

Gráfico 19- Relação Força-Deslocamento com pontos correspondentes aos termogramas retirados aquando o ensaio de compressão, da amostra JA. ... 102

(23)

XIII

Gráfico 20- Relação Força-Deslocamento com pontos correspondentes aos termogramas retirados aquando o ensaio de compressão, da amostra JT. ... 105

Gráfico 21- Relação Força-Deslocamento com pontos correspondentes aos termogramas retirados aquando o ensaio de compressão, da amostra JAR. ... 109

Gráfico 22- Relação Força-Deslocamento com pontos correspondentes aos termogramas retirados aquando o ensaio de compressão, da amostra JTR. ... 112

Gráfico 23- Relação Força-Deslocamento com pontos correspondentes aos termogramas retirados aquando o ensaio de compressão, da amostra JSR. ... 115

(24)

(25)

2

1.1 Enquadramento

As construções em xisto são características da região de Trás-os-Montes e Alto Douro. Estas construções não se tratam apenas de edifícios mas também de pontes (exemplificado no Capítulo 2), castelos, fortificações, muros de suporte de terras, muros de vedação, poços de água, arruamentos, entre outras. Como exemplo de castelo, indica-se o de Bragança que demorou cerca de 30 anos a indica-ser construído, indica-sendo a pedra de xisto o material preponderante, possuindo, no entanto, outros elementos como os cunhais e aberturas, construídos em granito. Para além disso, em regiões em que o xisto é um material local, as construções feitas neste material enquadram-se na paisagem envolvente e são caracterizadoras da região em que se inserem.

Antigamente, as construções eram caracterizadas pelo uso da madeira e da pedra como materiais de construção, por serem materiais locais e consequentemente facilmente disponíveis. Este tipo de materiais também tem um cariz importante em termos de sustentabilidade. Paralelamente, as construções tradicionais também são associadas a técnicas simples.

Sendo as construções de xisto um património que reflete uma herança social e cultural, torna-se importante preservá-las. Para o efeito, é importante realizar processos de manutenção e de reabilitação.

Para que estes processos sejam adequados e valorizem este património construtivo é importante conhecer tecnologicamente as construções. Este conhecimento foi-se diluindo ao longo dos tempos porque não ficaram muitos registos do processo construtivo e os profissionais foram desaparecendo.

O presente trabalho de investigação, relativo à pedra de xisto aramada, tem como principal objetivo dar continuidade ao estudo da solução construtiva de pedra de xisto aramada uma vez que se trata de uma solução alternativa de valorização da pedra de xisto miúda com o objetivo de possibilitar a construção de unidades de dimensões maiores capazes de serem aplicadas na construção de elementos de xisto tais como paredes, pilares, muros, entre outros. O recurso a rede permite o confinamento das pedras de xisto, criando uma unidade de pequenas dimensões, contribuindo para a sua integridade e resistência à compressão.

(26)

3

1.2 Objetivos

Nesta dissertação de mestrado, o objetivo principal é aprofundar o estudo da solução construtiva de pedra de xisto aramado.

Para além de outras vantagens, esta solução construtiva alternativa possibilitará contribuir para o aproveitamento de recursos da região, pedra de xisto miúda, no contexto da construção civil.

Neste trabalho também se pretende dar um contributo no conhecimento da construção de xisto que é um tipo de construção tradicional importante.

Aliado a este tipo de construção também se pretende fazer uma revisão sobre a técnica construtiva de gabião.

Pretende-se desenvolver um trabalho experimental detalhado sobre o estudo da unidade de pedra de xisto aramado. Serão realizados ensaios à compressão no pórtico metálico disponível no laboratório de estruturas da UTAD. Diferentes soluções construtivas de unidade de pedra de xisto serão abordadas. Estas serão pedra de xisto de junta seca aramado, pedra de xisto de junta de argamassa de cimento (simples e aramado) e pedra de xisto de terra (simples e aramado). Os resultados obtidos permitirão aferir o desempenho à compressão de cada solução.

Recorreu-se também à termografia como auxiliar na análise do referido comportamento estrutural das diferentes soluções.

1.3 Metodologia

A metodologia usada para a elaboração deste trabalho de investigação contempla as seguintes etapas:

• Revisão bibliográfica relacionada com o tema em estudo; • Identificação de construções de xisto e respetiva caracterização;

• Estudo experimental do comportamento estrutural das amostras de pedra de xisto aramado.

(27)

4

1.4 Estrutura e organização do trabalho

Esta dissertação de mestrado encontra-se dividida em cinco capítulos, cujo conteúdo será descriminado seguidamente:

No primeiro capítulo, relativo à introdução, faz-se um pequeno enquadramento desta dissertação de forma a identificar os seus principais objetivos e a explicar a metodologia adotada para a realização deste trabalho de investigação.

Relativamente ao Capítulo 2, começa-se por se fazer uma breve introdução à técnica construtiva de gabião, seguida por uma exemplificação de construções de xisto localizadas na zona geográfica abrangida neste estudo e também pela apresentação de alguns pormenores construtivos de construções tradicionais.

No Capítulo 3 são identificados e caracterizados os diferentes materiais utilizados na construção de pedra de xisto aramado, bem como, o processo de construção das amostras. É também explicado o procedimento e equipamento de ensaio.

No que diz respeito ao Capítulo 4, são apresentados e analisados os principais resultados.

Finalmente, no último capítulo, Capítulo 5, são apresentadas as principais conclusões e sugeridos alguns trabalhos a desenvolver futuramente neste contexto.

(28)

(29)

6

Neste capítulo pretende-se:

• Caracterizar os muros de gabião e analisar aspetos importantes relativos à construção ;

• Caracterizar e identificar construções em xisto presentes no local de estudo.

2.1 Introdução

De modo a que seja possível a execução desta investigação será necessário conhecer a técnica de construção de muros de gabião, as suas características e os seus materiais. Assim, será feita uma breve descrição desta técnica.

Será também importante analisar as construções de xisto existentes no local de recolha da pedra de xisto, caracterizando-a e estudando diferentes pormenores construtivos de alguns elementos.

2.2 Muros de gabião

Um gabião é constituído por uma caixa em forma rectangular, concebida com rede de malha hexagonal de dupla ou tripla torção, com fios de aço recozido e galvanizado reforçado, podendo também aparecer com outras formas, de tipo colchão ou mesmo até em sacos. No seu interior podem conter qualquer tipo de pedra ou outro tipo de material adequado.

As dimensões destes elementos são “standard” e são variáveis consoante o requisito do cliente. A rede pode ser fornecida em rolos. A montagem dos gabiões tende a decorrer em obra.

Quando os gabiões possuem grandes dimensões, é necessário dividi-lo, de metro a metro, através da colocação de um diafragma, como é percetível na Figura 1.

(30)

7

Figura 1 - Gabião com presença de diafragma. [1]

Com a colocação dos diafragmas, diminui-se a probabilidade de deformação das faces exteriores, facilita-se o enchimento do gabião e aumenta-se a área de rede metálica, conferindo assim, uma maior resistência ao gabião. Estes elementos estão ligados às faces do gabião.

Os muros de gabião são estruturas com uma utilização e uma aplicabilidade muito diversificada na construção civil. A sua aplicabilidade pode ir desde muros de contenção de terras, obras de defesa fluvial, marítimas, correção de correntes, entre outros tipos de aplicação. [1]

Este tipo de estruturas possui diversas características tais como:

 São estruturas permeáveis, capazes de recolher e transportar águas subterrâneas e consequentemente, atenuar uma causa principal de instabilidade do solo. O facto do ar circular pelos vazios das pedras do interior, permite que haja a evaporação das águas.

 São estruturas duráveis, com praticamente isenção de manutenção, a não ser por envelhecimento da construção ou por exposição a ambientes extremamente agressivos.

 São facilmente instalados, sem requerer mão-de-obra especializada.

 A presença da rede neste tipo de estruturas permite uma certa deformabilidade ao gabião, atua na contenção do material do interior como também fornece um reforço à estrutura. [2]

(31)

8

Neste estudo vai ser utilizado o princípio de construção de gabião, mas para uma aplicação diferente, ao nível de construção de paredes, ou seja, várias unidades de gabião de forma a perfazer uma parede. Os muros de gabiões funcionam pelo seu peso próprio, sendo muros de gravidade e portanto não são feitos para suportar solicitações verticais. No entanto, por ser uma construção sustentável, com aproveitamento de recursos locais, económico e visualmente apelativo, pode tornar-se vantajoso. [1]

2.3.1 Processo de construção

O facto de este tipo de estruturas não necessitar de fundações, devem ser assentes sobre o terreno de fundação previamente compactado e com uma capacidade resistente de pelo menos uma vez e meia superior à tensão máxima de compressão induzida pelo muro no solo. A base de assentamento do muro deve corresponder uma superfície de acabamento rugosa para permitir que se desenvolva atrito entre o solo de fundação e o muro de gabião.

As diferentes fases do processo de construção dos gabiões são identificadas na Figura 2.

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9

Deve ser dada particular atenção à execução das costuras. A união das arestas e das superfícies devem ser costuradas convenientemente, e de modo a ficarem perfeitamente justaposta e sem folgas.

Estas caixas devem ser colocadas de forma a criar-se um imbricamento tipo parede de tijolo, onde se deve evitar que as juntas dos gabiões coincidam segundo um mesmo alinhamento vertical.

A fase de enchimento dos cestos de gabião, Figura 3, consiste em colocar a pedra (ou outro tipo de material) por camadas sucessivas, sendo que as pedras com maior dimensão devem estar nas faces exteriores. O enchimento dos cantos deve ser feito com pedras de maior tamanho, com a forma que melhor se ajuste. O material de enchimento deve apresentar uma dimensão superior de pelo menos 1 vez e meia a dimensão da malha da rede metálica. [1]

Figura 3 - Processo de enchimento do gabião. [1]

Para evitar uma encurvadura lateral das faces do cesto de gabião, aplicam-se tirantes transversais de montagem no interior do gabião.

(33)

10

2.3 Construção tradicional em xisto

Localização dos elementos construtivos de xisto 2.3.1

Este estudo, bem como a recolha das pedras de xisto, para elaborar as amostras de pedra de xisto aramado foram realizados numa aldeia situada no Norte de Portugal, na região de Trás-os-Montes e Alto Douro. A aldeia de Paçó pertence ao distrito e concelho de Bragança, freguesia de Rio Frio. A localização está indicada na Figura 4.

Figura 4 - a) Localização de Bragança. [5] b) Localização da freguesia de Rio Frio. [6]

Identificação de elementos construtivos de xisto 2.3.2

De forma a conhecer os tipos de construção em xisto existentes foi necessário realizar diversas visitas à zona de estudo deste trabalho de investigação.

De um modo geral, as construções de xisto são muito heterogéneas tendo em conta o processo construtivo e o material xisto. Os elementos construtivos principais em xisto são paredes de alvenaria de xisto. Estes elementos são construídos com pedras de tamanho e forma irregulares, o processo de assentamento das pedras de xisto também é

(34)

11

irregular. Por sua vez, a própria pedra de xisto é heterogénea tendo em conta que é um material natural e que é formado por estratos. [7]

Como ainda se pode constatar, as construções mais antigas em xisto, tais como, castelos, pontes, templos religiosos, ainda hoje existem em razoável estado de conservação. Este facto, indica-nos que são materiais e técnicas construtivas com elevado grau de durabilidade.

A arquitetura tradicional é uma expressão de caracterização de cada região. Cada região é diferenciada pela utilização de diferentes materiais, diferentes técnicas construtivas e diferentes costumes locais que foram influenciados pelas condições sociais, económicas e ambientais. [8]

2.3.2.1. Edifícios

Os edifícios em xisto, normalmente possuem entre dois a três pisos, com uma geometria em planta quadrada ou retangular. As tipologias existentes estão relacionadas com a população, as suas atividades, usos e costumes. [9] Assim, como a zona estudada é mais destinada ao uso agrícola, o piso térreo destas edificações era reservado, maioritariamente a locais de abrigo de animais podendo ter também função de lojas ou espaços de arrumos. O piso superior era destinado à habitação.

As paredes exteriores destas edificações eram paredes resistentes de elevada espessura, podendo ter dois ou mais paramentos, caracterizado no subcapítulo 2.4.3. Já as paredes divisórias eram de um pano.

As coberturas são elementos que permitem a proteção da edificação contra a chuva, vento e neve. Nesta região a cobertura era executada em telha cerâmica, que é um material permeável ao ar e elevada capacidade de armazenamento de calor. [8] Em alguns locais, mesmo na região de Trás os Montes, o material utilizado na cobertura era a lousa principalmente por ser um material local.

Os pavimentos, também caracterizados no capítulo mais à frente, eram executados em soalho de madeira, assentes em barrotes do mesmo material que eram apoiados nas paredes de alvenaria de xisto.

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12

A Figura 5 mostra alguns edifícios de xisto localizados na aldeia em estudo.

Figura 5 - Construções de xisto na aldeia. a) Construção recente. b) Reabilitação. c) Edifício em ruína.

2.3.2.2.Muros de vedação

Os muros de vedação em alvenaria de xisto são encontrados em várias zonas do país, sendo que são mais característicos nas zonas de Trás-os-Montes, Beiras e Minho. [7] Estes elementos construtivos, na zona estudada, são mais frequentemente utilizados na separação de terrenos agrícolas e como vedação das habitações, como observado na Figura 6.

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13

Figura 6 - Exemplos de muros de vedação. a) Muro de vedação de habitação. b) Muro de vedação agrícola.

A par das paredes de xisto dos edifícios, os muros também são executados com o mesmo princípio, podendo ser de um, dois ou três paramentos, e podendo ou não conter argamassa. A aplicação da argamassa e a sua composição depende da qualidade do muro pretendida, da sua funcionalidade, estética e durabilidade. [10]

A estabilidade do aparelho murário advém da qualidade das fundações. Quando as fundações são mal executadas, e o muro em si é estável, a estabilidade do muro fica comprometida, podendo acarretar danos e podendo levar mesmo ao colapso do muro. As fundações para além de terem uma função estabilizadora, têm também de resistir a possíveis assentamentos diferenciais.

Na parte superior do muro, normalmente é executado um capeamento em pedra de xisto que podem estar dispostos horizontalmente c), aprumados ou inclinados a) ou também em granito b). A disposição preferencial é a horizontal, seguindo a direção das camadas constituintes da rocha. Os capeamentos têm como função a ligação entre os diferentes paramentos do muro, protege o muro de intempéries e de outras ações físicas e, assim como os elementos de travamento, serve de melhoramento do comportamento do conjunto. [7] A Figura 7 mostra alguns exemplos de capeamento.

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14

Figura 7 - Capeamentos existentes. a) Capeamento com pedra de xisto aprumada. b) Capeamento com granito. c) Capeamento com pedra de xisto horizontal

2.3.2.3. Muros de suporte

Os muros de suporte (Figura 8) têm como função servir de apoio para as terras de aterros ou escavações e são muros de gravidade, que funcionam com o seu peso próprio.

Tal como os muros de vedação, são construídos com o mesmo princípio das paredes de alvenaria de xisto, com recurso a sobreposição de pedras, e são executados com uma maior espessura.

Os muros de suporte possuem uma maior fundação relativamente aos de vedação já que a sua função é suster terras e portanto precisam de uma maior capacidade de carga.

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15

À semelhança dos muros de vedação, estes também possuem capeamentos no seu topo, normalmente executados em pedras de xisto com maiores dimensões.

Figura 8 - Muros de suporte.

2.3.2.4. Pontes

São inúmeras as pontes construídas em xisto, existentes na região de Trás-os-Montes. A ponte localizada na aldeia de Paçó, distrito de Bragança, foi construída pelos Romanos sobre o rio Sabor. A ponte possui 3 arcos, um central de maior dimensão e os outros mais pequenos. Como se pode observar na Figura 9, toda a ponte é construída em xisto e terra. As guardas e o tabuleiro são também executados com o mesmo tipo de material.

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16

Figura 9 - Ponte Romana existente em Paçó.

Pormenores construtivos 2.3.3

2.3.3.1 Paredes

As paredes resistentes podem ser distinguidas como paredes de fachada (frente e tardoz) e paredes de empena (paredes laterais) estendidas ao espigão do telhado. [10]

O material constituinte das paredes de alvenaria de pedra de xisto dos edifícios era condicionado pelas características litológicas da zona. Sendo a zona estudada uma zona de xisto, o material de construção mais utilizado era a pedra de xisto. Por sua vez, as paredes interiores eram geralmente de tabique, como se pode observar na Figura 10. Todos estes aspetos foram determinantes nesta técnica construtiva tradicional, influenciando as espessuras das paredes, o tamanho das pedras de xisto e o tipo de assentamento utilizado.

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17

Figura 10- Exemplos de paredes de edifícios tradicionais em alvenaria de xisto. a) Parede divisória em tabique de um edifício tradicional em xisto. b) Parede exterior de um edifício tradicional em xisto.

As paredes de alvenaria podem ser classificadas de diferentes formas dependendo dos materiais constituintes e da sua disposição:

• Paredes assentes sem argamassa, com sobreposição de pedras em que as estas estão travadas entre si, denominam-se por paredes de alvenaria de pedra seca ou empenados;

• Paredes assentes em argamassa ordinária, constituída por pedras de formas e dimensões irregulares, são paredes de alvenaria ordinária;

• Paredes assentes em argamassa ordinária, com pedras irregulares aparelhadas numa das faces designam-se por paredes de alvenaria de pedra aparelhada;

• Paredes assentes em argamassa ou com sobreposição de pedras, normalmente de grandes dimensões, com formas definidas e com faces aparelhadas, intitulam-se de paredes de cantaria.

• Paredes constituídas por argamassa refratária, denominam-se por alvenaria refratária.

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18

• Paredes mistas são conjugações, de por exemplo, alvenaria e cantaria, alvenaria e tijolo, alvenaria com armação em tijolo, etc. [11]

Para caracterização de paredes-mestras é necessário conhecer quatro parâmetros de classificação tipológica:

• Relativamente à pedra utilizada é necessário conhecer a sua forma, natureza, dimensões, cor e estado de conservação;

• A secção, ou seja, número de paramentos, respetiva espessura, grau de imbricamento entre os paramentos, a existência de elementos que façam a ligação entre paramentos, denominados por travadouros, a existência de cunhas de assentamento, a dimensão e distribuição de vazios e a quantidade de cada elemento (pedra, argamassa e vazios).

• Assentamento, caracterização da superfície de assentamento, a sua disposição, textura e regularidade.

• Argamassa, ou seja, o material ligante. Esta deve ser caracterizada segundo a sua consistência, desempenho, espessura de juntas, cor, diâmetro, forma e cor dos agregados. [11]

Sendo que alguns destes parâmetros vão ser caracterizados posteriormente. Conjugando todos estes fatores, existem diferentes designações para paredes tradicionais.

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19

Técnica de construção

A construção deste tipo de paredes de alvenaria de pedra de xisto tende a seguir uma metodologia própria da qual se destacam os seguintes aspetos:

• A espessura da parede é variável, sendo que elementos de maior dimensão são utilizados na base da parede, servindo assim de fundação e dando uma maior estabilidade ao elemento construtivo, Figura 11.

Figura 11-Fundação de um edifício tradicional de xisto.

Como se pode observar na Figura 11, as pedras de fundação são de maiores dimensões, conferindo assim uma maior estabilidade ao edifício.

• Como é evidente, a pedra de xisto, é uma rocha fortemente laminada, portanto, de modo a que a sua aplicação seja o mais resistente possível, deve ser feita com a foliagem na horizontal, Figura 12.

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20

Figura 12 - Disposição do xisto na horizontal.

• Para se obter uma melhor distribuição das cargas e efetuar um melhor imbricamento das pedras, que evite a propagação de possíveis fendas, em cada camada horizontal as juntas verticais devem estar desfasadas umas das outras (matar juntas), Figura 13.

Figura 13 - Juntas desfasadas. a) Muro com argamassa de cimento. b) Muro de junta seca.

• Existência de reforço de elementos de madeira Figura 14.b) ou de pedra Figura 14.a) que servem de travamento e de apoio, que atravessam a parede de um lado ao outro, e que possibilitam o bom funcionamento do conjunto da parede.

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21

Figura 14 - Travamento de parede. a) Com elemento em xisto. b) Com elemento em madeira.

Tipologias existentes

Nas construções de paredes de xisto, é comum encontrar-se três tipos de paredes: com um paramento Figura 16.a), com dois paramentos Figura 16.b) e com três paramentos Figura 16.c). Neste caso de estudo, observou-se que paredes com um paramento são mais usadas em construções de apoio à agricultura e pequenos muros. Já na construção de edifícios são mais comummente utilizadas paredes com dois paramentos, em que a sua espessura ronda os 80 cm, e como se pode observar na Figura 15.

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22

Figura 15 - Secção transversal de parede exterior de um edifício tradicional de xisto.

Nas paredes de dois e de três paramentos as pedras utilizadas no pano exterior são de aproximadamente iguais dimensões. As paredes de três paramentos são marcadas pela utilização de pedras de pequenas dimensões no meio dos dois panos de parede (miolo), servindo de preenchimento. Estas são demarcadas também pela existência de superfícies de transição entre o pano exterior e o miolo, de forma irregular, que possibilitam uma melhor coesão entre os paramentos, melhorando a estabilidade da parede e evitando problemas associados ao destacamento e separação de panos. [1]

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23

Material de assentamento

Outro aspeto que importa referir é a possibilidade da utilização de diferentes materiais de enchimento/assentamento.

• Argamassa de cimento, utilizado em construções mais recentes, Figura 17.

Figura 17 - Construção recente com argamassa de cimento. • Terra, Figura 18.

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24

• Junta seca, Figura 19.

Figura 19 - Muros de junta seca.

A argamassa de cimento de assentamento confere à parede uma melhor capacidade resistente. O cimento como ligante potencia esse aumento de resistência mas também pode conduzir a problemas relacionados com a baixa permeabilidade e a acumulação de sais no interior da parede. [9]

A aplicação de terra é uma solução tradicional. Trata-se da utilização de um material local, abundante e de fácil obtenção. Normalmente, os solos xistosos são solos argilosos, sendo adequados como material de assentamento devido à sua plasticidade e aderência. A preparação deste tipo de material consistia na recolha do solo, na peneiração e na adição de água até se obter a trabalhabilidade adequada.

2.3.3.2. Cunhais

Observou-se que a ligação ortogonal entre as paredes exteriores era feita com pedras de maior dimensão, comparativamente com a dimensão utilizada no enchimento das paredes. Estes constituintes designam-se por cunhais (Figura 20) e tem como função garantir o bom funcionamento do conjunto, garantindo a continuidade das paredes e servindo de travamento para que o edifício seja mais resistente a solicitações horizontais, como por exemplo o vento. [12]

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25

Figura 20 - Cunhal de um edifício em xisto.

2.3.3.3. Padieiras, ombreiras e peitoris

As zonas de aberturas de paredes resistentes, para introdução de portas e janelas eram reforçadas com materiais e técnicas dependentes da importância da parede, da dimensão das aberturas, da natureza e da constituição da parede, etc. [13] Estas interrupções nas paredes têm como função permitir a entrada de luminosidade, o acesso e a ventilação dos espaços interiores.

O lancil, estrutura que delimita as quatro superfícies de um vão, é composto por duas superfícies laterais, designadas por ombreiras, uma superfície superior, padieira ou verga e uma inferior denominada peitoril, no caso de janelas, e soleira ou arrebate, no caso de portas. [13]

Segundo apurado, as soluções construtivas destes elementos passam por dispor, neste caso a madeira, de uma determinada forma presente na Figura 21, fazendo face à zona de descontinuidade criada pelas aberturas.

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26

Figura 21 - Exemplos de aberturas. a) Padieira, ombreira e peitoril em madeira. b) Padieira, ombreira e peitoril em granito. c) Padieira, ombreira em madeira e soleira em xisto.

Os materiais constituintes destas aberturas são normalmente em madeira, granito e xisto, sendo que estas últimas são com pedras de maior dimensão. Na região estudada encontrou-se, mais frequentemente, edifícios cujo material predominante para estes elementos é a madeira.

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27

2.3.3.4. Pavimentos

Nas edificações mais antigas estudadas, no piso referente ao rés-do-chão, o pavimento era em terra batida (sem qualquer tipo de acabamento), já que, normalmente este piso era destinado à recolha de animais. O facto de os animais estarem no piso inferior fazia com que o calor libertado por estes fosse aproveitado para aquecer o piso superior.

A estrutura dos pavimentos superiores era constituída pelo soalho e pelo vigamento, tendo as vigas secção retangular ou mesmo a forma do tronco, circular, Figura 22. No vigamento principal, as vigas ou barrotes de madeira estão paralelos entre si, com um determinado afastamento, que é definido consoante a capacidade de carga e o vão a que estão sujeitas. Quando era necessário vencer vãos maiores, a secção das vigas principais aumentava.

Figura 22 - a) Pavimento de soalho e vigas em madeira. b) Soalho em madeira.

Os pavimentos exteriores ao edifício são geralmente executados com pedra de xisto, prolongando-se, por vezes, para o arruamento ou sem qualquer revestimento.

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28

2.3.3.5. Coberturas

As coberturas são elementos que conferem à habitação a proteção em relação à chuva, vento e neve, e garantir um certo nível de conforto ambiental interior, assegurando isolamento térmico e sonoro. Existem diferentes tipos de coberturas, entre as quais de lousa, de palha assente numa estrutura de madeira e em telha cerâmica, que é a mais utilizada na zona de estudo. A telha cerâmica possui uma elevada capacidade de armazenamento de calor e permeabilidade ao ar. A telha mais frequentemente utilizada é do tipo canudo e é assente numa estrutura tradicional em madeira, como observado na Figura 23.b), composta por um conjunto de vigas dispostas paralelamente, vencendo com peças simples, os vãos disponíveis. As coberturas observadas eram todas inclinadas, em que a inclinação variava, entre outras razões, com a localização do edifício, em função da quantidade de precipitação e da probabilidade de queda de neve. Consoante a dimensão dos edifícios e a geometria adotada, a cobertura poderia variar entre duas, três e quatro águas. A mais observada era de duas águas.

Figura 23 - a) Edifício com cobertura de duas águas. b) Estrutura interior de uma cobertura de um edifício tradicional de xisto.

Observou-se também que a maioria dos edifícios continha, por baixo das telhas, elementos em xisto, servindo para recolher as águas da chuva da telha, direcionando-a para o exterior, impedindo assim que a água se infiltra-se na cobertura e evitando problemas de humidades, Figura 24.

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29

Figura 24 - Beirais de um edifício em xisto.

2.3.3.6. Escadas

Os tipos de escadas exteriores existentes no país são variáveis, relativamente à sua estrutura e aos seus materiais. Esta variação deve-se, sobretudo, à disponibilidade de recursos no local. Nesta região, sendo mais fácil a obtenção de pedras de xisto, as escadas eram constituídas por este material. Toda a estrutura da escada era elaborada em xisto, em que a esta funciona como um bloco independente da parede de fachada, em que uma das faces são degraus, mas no topo eram assentes pedras de maiores dimensões. As coberturas das escadas são elaboradas em madeira assentes em pilares de madeira ou, em alguns casos, pilares de xisto.

Normalmente, estas escadas (Figura 25) eram exteriores e serviam de acesso ao primeiro piso, onde o primeiro compartimento era a cozinha.

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30

Figura 25 - Escadas de xisto.

2.3.3.7. Varandas

As varandas, os alpendres e as galerias são elementos caracterizantes de edifícios tradicionais de pedra de xisto e eram executados em madeira, Figura 26. Estes elementos têm função de atenuadores climáticos contribuindo para a regulação de temperatura entre o exterior e o interior, sendo estrategicamente colocados no edifício, tirando o melhor partido do sol. As coberturas destes espaços eram utilizadas no sombreamento das fachadas durante o verão e, por outro lado, permitia a incidência dos raios solares durante o inverno e possibilitava também que as pessoas pudessem disfrutar do espaço exterior da habitação. [8]

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31

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33

3.1 Objetivos

Este capítulo tem os seguintes objetivos:

 Identificar e caracterizar os materiais constituintes das amostras;

 Descrever o procedimento de construção das amostras;

 Caracterizar as amostras;

 Descrever o procedimento e os equipamentos de ensaio.

3.2 Introdução

Neste capítulo serão caracterizadas as amostras, fazendo-se uma abordagem aos materiais constituintes e ao processo de construção adotado. Sempre que possível será feito um paralelismo entre o processo construtivo adotado e os processos construtivos tradicionais das construções de xisto.

3.3 Materiais constituintes das amostras

Xisto 3.3.1

O xisto pertence à classe de rochas metamórficas, ou seja, é resultante da transformação de outra rocha provocada pelas condições de temperatura e pressão diferentes da sua formação. O nome xisto provém da denominação “schistos”, que em grego significa folhelhos.Esta rocha é caracterizada pela sua formação em camadas, o que permite que se quebrem pelos seus planos de xistosidade. [7]

As propriedades das pedras de xisto podem variar consoante as características físico-químicas dos materiais constituintes e as características geométricas da sua estrutura. Neste trabalho de investigação será dada uma atenção especial ao estudo da capacidade resistente à compressão e porque esta propriedade mecânica é importante no comportamento estrutural de paredes de alvenaria de pedra de xisto. [7]

Neste contexto, apresenta-se na Tabela 1 a capacidade resistente à compressão da pedra de xisto proveniente de diferentes partes do país.

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34 Tensão de rotura à compressão (MPa)

Direção paralela Direção perpendicular

Peso da Régua Vila Nova de Foz Côa

Serra da Agra Carrazedo de Montenegro

Sobral de São Miguel Barqueiros 45,0 151,9 45,4 98,4 53,6 142,3 73,0 144,9 46,0 79,1 29,7 88,6

Tabela 1- Resistência à compressão da pedra de xisto em diferentes localidades. [7] [8] [12]

Pela análise da Tabela 1, é possível constatar que o xisto proveniente de Vila Nova de Foz Côa é o mais resistente à compressão e que se trata de uma pedra com uma anisotropia reduzida. Por sua vez, o xisto proveniente de Sobral de São Miguel é aquele que apresenta a menor capacidade resistente à compressão e quando é solicitado perpendicularmente aos estratos (direção perpendicular). Os xistos provenientes de Sobral de São Miguel e de Barqueiro parecem ser os mais anisotrópicos. A informação apresentada na Tabela 1 mostra assim que a origem da pedra de xisto pode afetar de forma expressiva o comportamento mecânico.

O xisto utilizado para os provetes é proveniente da aldeia de Paçó, pertencente à freguesia de Rio Frio, concelho de Bragança. Como os provetes eram de dimensões 20x20x20 cm e as pedras recolhidas eram de grandes dimensões foi necessário parti-las em dimensões adequadas.

Rede 3.3.2

Existe uma grande variedade de redes disponíveis no mercado, Figura 27, com diferentes tipologias e tamanhos. Destacam-se a rede de galinheiro, a rede ovelheira e a rede electro-soldada (ou rede coelheira). Dando seguimento a trabalhos anteriores [1] adotou-se a rede de galinheiro no fabrico das amostras de pedra de xisto aramado.

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35

A rede de galinheiro pode apresentar diferentes aberturas de malha tais como 13 mm, 20 mm, 25 mm e 50 mm.

Neste trabalho de investigação, escolheu-se a rede de galinheiro com abertura de malha de 13 mm, mais fechada, capaz de oferecer uma boa capacidade resistente e evitar o destacamento da pedra de xisto das amostras a ensaiar.

Deste modo, utilizou-se uma rede da marca Frebrico, de malha hexagonal, de tripla torção, de abertura de 13 mm e com arame de 0,65 mm de espessura.

Figura 27 - Alguns tipos de rede.

Arame 3.3.3

Neste trabalho de investigação foi utilizado um arame galvanizado de espessura 0.9 mm, com a marca Viso e de forma a dar seguimento a trabalhos anteriores [1], Figura 28. Este material desempenha um papel importante na preparação das amostras de pedra de xisto a ensaiar porque permite efetuar a costura das arestas dos cubos.

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36

Figura 28 - Arame utilizado para preparação dos provetes.

Ferramentas e Equipamentos 3.3.4

Como as pedras recolhidas possuíam dimensões e formas variadas, foi necessário recorrer a uma marra para obter as dimensões desejadas.

Com recurso a uma fita métrica mediu-se as dimensões da rede adequadas à amostra escolhida. As dimensões e modelos desta amostra serão descritas no subcapítulo que se apresenta mais à frente.

Foi utilizado também uma tesoura de cortar chapa para se efetuar o corte da rede metálica e um alicate para facilitar a costura das faces do cubo.

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37

Todos estes materiais descritos anteriormente são comuns aos dois tipos de amostra, Amostras A e B. Os seguintes materiais só dirão respeito às Amostras A.

Argamassa 3.3.5

Geralmente, uma argamassa é um material de construção obtido através da mistura de areia, de água e de um ou mais ligantes. Para conferir certas propriedades a este tipo de material pode-se adicionar um adjuvante.

Cada constituinte da argamassa possui funcionalidades distintas. Os ligantes (cimento, cal aérea e cal hidráulica) têm como função aglutinar os agregados. Ao se juntar o ligante com a água este endurece e confere à mistura a coesão necessária. Dependendo do tipo de ligante, do tipo de fabrico, da massa volúmica, do tipo de aplicação e das propriedades físicas pode classificar-se o tipo de argamassa.

Correntemente, aplica-se argamassa de assentamento, argamassa de revestimento e argamassa de impermeabilização. [14]

Neste trabalho de investigação a argamassa de assentamento também foi utilizada como material de construção. Optou-se por aplicar uma argamassa de assentamento pré-doseada por questões de logística.

Terra

3.3.6

Nas construções tradicionais em xisto é frequente observar a terra como material de enchimento e de refechamento de juntas de paredes.

Esta opção apresenta um interessante potencial ecológico tendo em conta que a terra é geralmente um recurso abundante na zona de recolha da pedra de xisto e que não necessita de processos de transformação dispendiosos em termos energéticos. Outras vantagens da opção desta solução construtiva tradicional prende-se com o facto de contribuir para a melhoria do comportamento térmico e para a regulação da humidade relativa do interior dos espaços.

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38

A terra a aplicar deve apresentar a argila como constituinte de modo a ser possível. Esta toma um papel de ligante ou aglutinante e contribui para a plasticidade da argamassa. [15]

Recolheu-se um solo proveniente de um terreno existente perto da universidade, por facilidade de transporte e obtenção, e por já ter sido estudado previamente, Figura 30.

Figura 30- Amostra da terra misturada com água e preparada em laboratório.

Relativamente ao que já foi estudado sobre este solo destaca-se a seguinte informação.

A curva granulométrica, Figura 31.

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39

Analisando-se a curva da Figura 31 percebe-se que o solo apresenta 36% de finos.

Em termos de limite de liquidez, que corresponde ao teor em água para o qual o solo começa a comportar-se como um fluido, este foi avaliado em 14,6%. Como se pretende fabricar um material de assentamento da pedra de xisto, não é desejado que este seja muito fluido.

No que diz respeito ao índice de plasticidade, que traduz a quantidade máxima de água que pode ser adicionada, a partir do seu limite de plasticidade, de modo a que o solo mantenha a sua consistência plástica. Este parâmetro foi estimado em cerca de 11,4%.

Atividade da argila foi avaliada em 0,88, classificando-se como sendo uma argila normal. [16]

Este solo foi peneirado com recurso a um crivo e foi-lhe adicionada água em função da trabalhabilidade, tendo sido obtido um teor médio de água de 63%.

Este material foi utilizado como material de assentamento na construção de quatro provetes de pedra de xisto, Figura 32 e também na construção de outros quatro provetes reforçados com rede de galinheiro, Figura 33.

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40

Figura 33 - Amostras com terra e aramadas.

Argamassa Pré-Doseada 3.3.7

Com o intuito de se analisar diferentes soluções construtivas, também foi considerada neste estudo a aplicação de uma argamassa de cimento como material de assentamento.

Por questões de logística, optou-se por utilizar uma argamassa pré-doseada.

Na preparação, apenas foi necessário adicionar água consoante a trabalhabilidade desejada, e semelhante ao realizado com a terra, Figura 34. Face ao processo construtivo em questão, a argamassa era preparada em porções reduzidas de modo a evitar desperdícios.

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41

Figura 34 - Preparação da argamassa de assentamento.

Argamassa de regularização 3.3.8

Mostrou-se recomendável aplicar uma camada de regularização na face de topo dos provetes de aplicação de carga, Figura 35. Esta camada não só possibilitava a regularização desta face como também permitia o nivelamento, facilitando o processo de aplicação da carga de compressão e evitando excentricidades. Para isso, recorreu-se à aplicação de uma argamassa de cimento.

Era importante aplicar uma argamassa com uma capacidade resistente elevada. Para o efeito, optou-se por se fabricar uma argamassa constituída por cimento 42,5R, areia fina e água, ao traço 1:3. A espessura da camada de regularização utilizada foi entre 1 e 2 cm.

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42

Figura 35 - Camada de regularização aplicada em provetes.

3.4 Amostras/ provetes

Caracterização das Amostras A 3.4.1

No laboratório de Materiais e Solos, da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, executaram-se 20 amostras/provetes de alvenaria de xisto de forma a considerar diferentes possíveis processos construtivos e a contemplar uma amostra representativa. Foram então consideradas amostras sem reforço e amostras com reforço de rede de galinheiro (xisto aramado). Em termos de tipo de junta de assentamento, foram considerados três cenários possíveis e que foram junta seca, junta preenchida com argamassa de cimento e junta preenchida com terra. Importa referir que alvenarias de xisto simples (sem reforço metálico) de junta seca ou de junta preenchida com terra correspondem a duas soluções construtivas tradicionais. A solução de alvenaria de xisto de junta preenchida com argamassa de cimento poderá ser entendida como sendo uma solução alternativa e atual, e a solução de alvenaria de xisto reforçada com rede corresponde à solução que se pretende estudar neste trabalho de investigação.

Deste modo, dos 20 provetes, 12 provetes foram envolvidos numa caixa de rede de galinheiro e os restantes 8 provetes foram fabricados sem qualquer reforço.

Entre os 20 provetes envolvidos com rede, 4 foram de junta seca, 4 foram construídos com aplicação de uma argamassa de assentamento pré-doseada e os outros 4 foram construídos com recurso a terra como material de assentamento.

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43

Todos estes provetes foram elaborados com o intuito de avaliar a capacidade resistente à compressão e perceber o comportamento estrutural.

Para facilidade de identificação optou-se por atribuir diferentes designações aos provetes. Estas designações são seguidamente apresentadas. Juntamente com a designação também se indicam as respetivas dimensões e peso dos vários provetes construídos.

3.4.1.1. Amostras com rede

A Figura 36 mostra exemplos de amostras reforçadas com rede e de junta seca (JSR). Na Tabela 2 apresenta-se os dados técnicos destas amostras.

Figura 36 - Amostras com junta seca (JSR).

Características do Provete 1

Peso (Kg) Altura (cm) Medidas topo (cm) Medidas base (cm)

16,523

H1=23,3 L1=21,5 L1=20

H2=23,5 L2=22 L2=20

H3=23,5 L3=21,3 L3=20

(67)

44

Características do Provete 2

15,834 H1=23,7 L1=21,5 L1=19,5 H2=24,3 L2=21,5 L2=21 H3=23 L3=21 L3=19,5 H4=23,7 L4=22 L4=19,3

Características do Provete 3

16,352 H1=24,7 L1=21,5 L1=21,5 H2=25 L2=21,5 L2=20 H3=25,5 L3=21,6 L3=21,5 H4=24,5 L4=21,5 L4=20,5

Características do Provete 4

16,239

H1=23,6 L1=21,3 L1=21

H2=23,5 L2=21,6 L2=22

H3=23,5 L3=21 L3=21

H4=23,7 L4=21,8 L4=21,5

Tabela 2- Caracterização dos quatro provetes feitos com junta seca.

Na Tabela 3 seguintes são apresentadas as características técnicas das amostras com terra (JTR) reforçadas com rede.

Características do Provete 1

16,65

H1=23,4 L1=20,6 L1=19,2

H2=23,6 L2=21,3 L2=20,5

H3=23,7 L3=21,1 L3=18,9

(68)

45

Características do Provete 2

18,215 H1=24 L1=22 L1=20,3 H2=24 L2=21,6 L2=20 H3=23,8 L3=22 L3=20 H4=24 L4=21,9 L4=19,8

Características do Provete 3

15,732 H1=24,3 L1=21 L1=19,9 H2=23,5 L2=21,4 L2=20 H3=22,6 L3=21,4 L3=18,4 H4=23,8 L4=21,3 L4=19,2

Características Provete 4

16,912

H1=22,3 L1=21,5 L1=20

H2=22 L2=22,1 L2=19,8

H3=22,5 L3=21,6 L3=21,5

H4=22,3 L4=22 L4=20,3

Tabela 3 - Caracterização dos diferentes provetes com rede e terra (JTR).

Por sua vez, na Figura 37 são apresentadas as amostras reforçadas com rede e de junta de argamassa de cimento (JAR) assim como as respetivas características técnicas são indicadas na Tabela 4.

(69)

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Figura 37 - Amostras com argamassa de assentamento e rede (JAR).

Características do Provete 1

20,474 H1=24,3 L1=21,5 L1=20,2 H2=24,3 L2=21 L2=20,2 H3=24,6 L3=20,5 L3=20,5 H4=24,2 L4=21,6 L4=19,5

Características Provete 2

21,624

H1=25,5 L1=20 L1=20,2

H2=25,6 L2=19,7 L2=20,3

H3=26,2 L3=20,3 L3=21

(70)

47

Características Provete 3

20,968 H1=24,6 L1=21,4 L1=20 H2=24,6 L2=22 L2=19,8 H3=24,9 L3=21,3 L3=20 H4=24,5 L4=21,7 L4=21

Características Provete 4

20,141

H1=25 L1=20 L1=20,5

H2=24,8 L2=19,5 L2=20

H3=24,8 L3=20 L3=20,6

H4=24,7 L4=19,7 L4=20,5

Tabela 4 - Caracterização das amostras com argamassa de assentamento e rede (JAR).

3.4.1.2. Amostras sem rede

Na Figura 38 apresentam-se as amostras simples de junta de terra (JT) e na Tabela 5 indica-se as respetivas características técnicas.

(71)

48

Características do Provete 1

17,912 H1=23,1 L1=19,9 L1=19 H2=23,2 L2=20 L2=18,9 H3=22,1 L3=20 L3=20,1 H4=22,4 L4=20 L4=18,2

Características Provete 2

17,979 H1=21,7 L1=22 L1=19,2 H2=21,9 L2=21,7 L2=19,8 H3=21,8 L3=22,1 L3=20,5 H4=20,2 L4=21,5 L4=19,6

Características Provete 3

18,328 H1=22,9 L1=20,1 L1=19,6 H2=21,8 L2=20,3 L2=20,1 H3=22,5 L3=20,7 L3=19,9 H4=22 L4=20,5 L4=20,2

Características Provete 4

16,615

H1=21,5 L1=19,5 L1=19

H2=22,1 L2=19,6 L2=19

H3=21,9 L3=19,6 L3=19

H4=21,6 L4=19,7 L4=19

Tabela 5 - Caracterização das amostras com argamassa de terra e sem rede (JT).

No que diz respeito às amostras simples de junta de argamassa de cimento (JA), estas estão expostas na Figura 39 e as respetivas características técnicas são indicadas na Tabela 6.

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