Argamassas de Cal Hidráulica para Revestimentos de
Paredes
Filipa Ezequiel Penas
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em:
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Prof. Jorge Manuel Calico Lopes de Brito
Orientador: Eng. Maria do Rosário da Silva Veiga
Co-Orientador: Prof. Augusto Martins Gomes
Vogal: Prof. Ana Luísa Pinheiro Lomelino Velosa
Agradecimentos
Com a apresentação da presente dissertação, gostaria de agradecer a todos aqueles que de forma directa ou indirecta, contribuíram para a sua execução, principalmente:
• À minha orientadora Engenheira Maria do Rosário Veiga pela constante disponibilidade, incentivo, motivação, não esquecendo os conhecimentos e sugestões que me transmitiu. Também gostaria de agradecer ao meu co-orientador Professor Augusto Martins Gomes pela sua colaboração e disponibilidade.
• À Professora Ana Paula Pinto pela disponibilidade e conhecimentos transmitidos.
• Aos meus pais e ao meu irmão, pelo constante apoio, confiança, incentivo, amizade e por me apoiarem em todos os momentos.
• A toda a minha família pelo incentivo e amizade.
• Aos meus amigos e colegas de faculdade pelo constante apoio, paciência e amizade e por se mostrarem sempre compreensivos com as minhas ausências.
• Ao Ismael pela amizade e companheirismo no desenvolvimento do trabalho experimental. • Aos experimentadores do LNEC, Bento Sabala, Dora Santos e Ana Francisco pela
ARGAMASSAS DE CAL HIDRÁULICA PARA REVESTIMENTOS DE PAREDES Resumo
A escolha de um revestimento, tanto para edifícios antigos como para edifícios recentes, deve ser cuidada de modo a garantir a compatibilidade com os materiais pré-existentes. As argamassas de cal hidráulica, com a cal hidráulica como único ligante ou misturada com cal aérea surgem como eventuais argamassas de substituição.
Um dos objectivos deste estudo é a caracterização das argamassas de cal hidráulica tendo em vista a sua aplicação na reabilitação de edifícios antigos e determinar se estas também podem ser aplicadas em edifícios recentes. Outro objectivo consiste em determinar as várias diferenças entre as argamassas de cal hidráulica produzidas pelos vários tipos de cal hidráulica presentes no mercado nacional.
Nesta dissertação é descrito e analisado os resultados experimentais de seis argamassas. Em três delas, a cal hidráulica é utilizada como ligante único com o traço volumétrico (L/A) 1:3. Nas outras três argamassas, a cal aérea é misturada com a cal hidráulica, mantendo a mesma relação total Ligante/Agregado (L1/L2/Ag) 1:1:6. Quatro tipos de ligantes foram utilizados: dois tipos de cal hidráulica de classe NHL 5; uma cal hidráulica de classe HL 3,5 e uma cal aérea hidratada. Vários testes foram realizados de modo a avaliar as características mais importantes das argamassas, nomeadamente: resistência á compressão e à flexão; tensão de aderência; módulo de elasticidade dinâmico; coeficiente de capilaridade e a permeabilidade ao vapor de água.
Com os resultados obtidos é possível verificar a adequabilidade das argamassas estudadas para reparar ou substituir as argamassas existentes nos edifícios antigos e para a aplicação em revestimentos de edifícios recentes.
Palavras-chave: Cal hidráulica
Caracterização de argamassas Argamassas de substituição
Revestimentos para edifícios antigos Revestimentos de edifícios recentes
HYDRAULIC LIME MORTARS FOR WALL RENDERING Abstract
The choice of a render, for ancient buildings as for recent buildings, must be careful to guarantee the compatibility with pre-existing materials. The hydraulic lime mortars, with hydraulic lime as a unique binder or mixed with air lime, appears as a possible replacement mortar.
One of the aims of this study is to characterize hydraulic lime mortars with a view to their use in rehabilitation of old buildings and determinate if they can also be applied in recent buildings. Another aim is find the differences between the various hydraulic mortars produced by the several hydraulic lime presents in the national market.
This dissertation describes and analyses the results of an experimental study with six formulations. In three of them, the hydraulic lime was used as a unique binder, with binder/aggregate volumetric ratio (B/Ag) 1:3. For the other three mortars, air lime was mixed with hydraulic lime, keeping the same total binder/aggregate ratio (B1/B2/Ag) 1:1:6. Four different types of binders were chosen: two kinds of NHL 5 hydraulic limes, a Hl 3,5 hydraulic lime and a hydrated air lime. Several tests were performed to evaluated the most important characteristics of the mortars, namely: compressive and flexural strength; adhesive strength; dynamic modulus of elasticity; capillarity coefficient; water vapour permeance.
With the results obtained it is possible to verify the suitability of studied mortars for repair or substitute the existing mortars of ancient buildings and for application as render in recent buildings.
Key-words Hydraulic lime
Mortars characterization Substitution mortars Renders for old buildings Renders for new buildings
ARGAMASSAS DE CAL HIDRÁULICA PARA REVESTIMENTOS DE PAREDES
ÍNDICE DO TEXTOI Introdução ... 1
I.1 Enquadramento e justificação do tema ... 1
I.2 Objectivos ... 2
I.3 Estrutura e organização do texto ... 2
II Estado de Arte ... 4
II.1 Revestimentos de paredes ... 4
II.1.1 Introdução ... 4
II.1.2 Requisitos gerais ... 4
II.1.3 Constituição do revestimento ... 12
II.1.3.1 Edifícios antigos... 12
II.1.3.2 Edifícios recentes ... 14
II.2 Argamassas de revestimento ... 15
II.2.1 Introdução ... 15
II.2.2 Argamassas de revestimento para edifícios antigos ... 16
II.2.2.1 Considerações gerais ... 16
II.2.2.2 Constituintes ... 16
II.2.2.3 Características ... 19
II.2.3 Argamassas de revestimento para edifícios recentes... 20
II.2.3.1 Considerações gerais ... 20
II.2.3.2 Constituintes ... 21
II.2.3.3 Características ... 22
II.3 Argamassas de cal hidráulica... 23
II.3.1 Cal hidráulica ... 23
II.3.1.1 Introdução ... 23
II.3.1.2 Processo de formação ... 23
II.3.1.3 Tipos ... 24
II.3.2 Características das argamassas de cal hidráulica ... 25
II.3.3 Argamassas bastardas ... 27
II.3.3.1 Cal aérea ... 27
II.3.3.2 Características ... 27
III Descrição do Programa Experimental e Métodos de Ensaio ... 29
III.1 Descrição geral ... 29
III.2 Caracterização da matéria-prima ... 29
III.2.1 Análise granulométrica da areia ... 29
III.2.2 Massa volúmica aparente ... 30
III.3 Preparação das argamassas ... 31
III.4.1 Consistência por espalhamento ... 32
III.4.2 Massa volúmica da argamassa em pasta ... 32
III.4.3 Retenção de água ... 33
III.4.4 Preparação dos provetes ... 34
III.5 Ensaios no estado endurecido ... 37
III.5.1 Ensaio de resistência à flexão e à compressão ... 38
III.5.2 Massa volúmica aparente da argamassa endurecida. ... 39
III.5.3 Módulo de elasticidade dinâmico ... 39
III.5.4 Absorção de água por capilaridade ... 40
III.5.5 Permeabilidade ao vapor de água... 41
III.5.6 Susceptibilidade à fendilhação ... 43
III.5.7 Aderência ao suporte ... 43
III.5.8 Envelhecimento acelerado ... 44
IV Apresentação e Análise de resultados... 46
IV.1 Considerações gerais ... 46
IV.2 Matérias-primas ... 46
IV.2.1 Materiais utilizados ... 46
IV.2.1.1 Cal hidráulica ... 46
IV.2.1.2 Cal aérea ... 46
IV.2.1.3 Areia ... 46
IV.2.1.4 Água ... 47
IV.2.2 Caracterização da matéria-prima ... 47
IV.2.2.1 Análise granulométrica da areia ... 47
IV.2.2.2 Massa volúmica aparente ... 48
IV.3 Preparação das argamassas ... 48
IV.3.1 Traço ... 49
IV.4 Caracterização das argamassas no estado fresco ... 50
IV.4.1 Consistência por espalhamento ... 50
IV.4.2 Massa volúmica da argamassa em pasta ... 50
IV.4.3 Retenção de água ... 51
IV.5 Preparação dos provetes ... 52
IV.6 Ensaios no estado endurecido ... 52
IV.6.1 Massa volúmica ... 53
IV.6.2 Ensaio de resistência à flexão e à compressão ... 54
IV.6.3 Módulo de elasticidade dinâmico ... 56
IV.6.4 Absorção de água por capilaridade ... 58
IV.6.5 Secagem ... 63
IV.6.6 Permeabilidade ao vapor de água... 64
IV.6.7 Susceptibilidade à fendilhação ... 65
IV.6.9 Envelhecimento ... 68
V desempenho das argamassas estudadas ... 70
V.1 Considerações gerais ... 70
V.2 Análise por tipo de argamassa ... 70
V.2.1 Argamassas de cal hidráulica, A, B e C. ... 70
V.2.2 Argamassas bastardas de cal hidráulica e cal aérea, D, E e F. ... 71
V.3 Evolução das características com a idade ... 71
V.4 Interacção entre as características das argamassas. ... 74
V.5 Desempenho como argamassas de revestimento ... 77
V.5.1 Argamassas de substituição para edifícios antigos ... 78
V.5.2 Argamassas para edifícios recentes ... 79
V.6 Avaliação global ... 80
VI Conclusão e desenvolvimentos futuros ... 82
VI.1 Considerações finais ... 82
VI.2 Conclusões finais ... 82
VI.3 Propostas para desenvolvimentos futuros ... 84
VII Bibliografia ... 85
Anexos……….………..……….…...….…i
Anexo I – Análise granulométrica da areia………..……..……..ii
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. III-1 – Peneiros colocados no equipamento de vibração. ... 30
Fig. III-2 – Material usado no ensaio da massa volúmica aparente ... 31
Fig. III-3 – Determinação da massa volúmica aparente da areia... 31
Fig. III-4 – Misturadora utilizada na preparação das argamassas. ... 31
Fig. III-5 – Mesa de espalhamento com o cone cilíndrico e pilão de compactação. ... 32
Fig. III-6 – Compactação da argamassa com o pilão. ... 32
Fig. III-7 – Medição do espalhamento com a craveira. ... 32
Fig. III-8 – Pesagem do recipiente usado na massa volúmica aparente. ... 33
Fig. III-9 – Colocação da primeira camada de argamassa no recipiente de massa volúmica aparente. ... 33
Fig. III-10 – Compactação da argamassa no ensaio de massa volúmica aparente. ... 33
Fig. III-11 – Alisamento da superfície com colher de pedreiro. ... 33
Fig. III-12 – Material necessário ao ensaio de retenção de água. ... 33
Fig. III-13 – Conjunto invertido sobre a superfície não absorvente... 33
Fig. III-14 – Introdução da argamassa no molde prismático. ... 35
Fig. III-15 – Compactação da primeira camada de argamassa com o pilão. ... 35
Fig. III-16 – Visualização da argamassa no fim da segunda compactação. ... 35
Fig. III-17 – Compactação da argamassa utilizando o molde prismático. ... 35
Fig. III-18 – Alisamento da superfície do molde prismático com a talocha. ... 35
Fig. III-19 – Molde prismático moldado. ... 35
Fig. III-20 – Moldes prismáticos no interior dos sacos de polietileno. ... 35
Fig. III-21– Desmoldagem dos provetes prismáticos. ... 35
Fig. III-22 – Provetes desmoldados dentro dos sacos de polietileno. ... 35
Fig. III-23 – Molde circular. ... 36
Fig. III-24 – Introdução e compactação da argamassa no molde circular. ... 36
Fig. III-25 – Alisamento da superfície do molde circular com a talocha. ... 36
Fig. III-26 – Molde circular preparado. ... 36
Fig. III-27 – Desmoldagem de um provete circular. ... 36
Fig. III-28 – Provetes circulares na sala de cura após desmoldagem ... 36
Fig. III-30– Humedecimento das zonas em contacto com a argamassa. ... 37
Fig. III-31 – Introdução e compactação da argamassa. ... 37
Fig. III-32 – Alisamento da superficie com uma ripa de Madeira. ... 37
Fig. III-33 – Tijolo moldado. ... 37
Fig. III-34 – Tijolos condicionados com sacos de plástico. ... 37
Fig. III-35 – Máquina de ensaio utilizada no ensaio de compressão e de flexão. ... 38
Fig. III-36 – Acessório utilizado no ensaio de flexão. ... 38
Fig. III-37 – Ensaio de flexão de um prisma. ... 38
Fig. III-38 – Acessório utilizado no ensaio de compressão. ... 39
Fig. III-39 – Ensaio de compressão de um prisma. ... 39
Fig. III-40 – Aparelho utilizado na medição do módulo de elasticidade dinâmico. ... 40
Fig. III-41 – Colocação de cera nos semi – provetes ... 41
Fig. III-42 – Semi-prismas colocados no exicador. ... 41
Fig. III-43 – Semi-prismas introduzidos em água. ... 41
Fig. III-44 – Marcação da área de colocação de cera. ... 42
Fig. III-45 – Introdução de água nas taças-teste. ... 42
Fig. III-46 – Colocação dos provetes circulares nas taças-testes. ... 42
Fig. III-47 –Selagem do conjunto provete – taça com cera. ... 42
Fig. III-48 – Pesagem das taças-teste já preparadas. ... 42
Fig. III-49 – Taças teste na câmara de atmosfera controlada. ... 42
Fig. III-50 – Marcação das áreas de corte. ... 43
Fig. III-51 – Corte das áreas de corte com a caroteadora. ... 43
Fig. III-52 – Áreas de corte delimitadas. ... 43
Fig. III-53 - Áreas de corte delimitadas e limpas. ... 43
Fig. III-54 – Colagem das pastilhas. ... 43
Fig. III-55 – Pastilhas coladas nos provetes. ... 43
Fig. III-56 - Dinamómetro utilizado no ensaio de aderência. ... 44
Fig. III-57 - Arrancamento dos provetes com o dinamómetro. ... 44
Fig. III-58– Provetes no final do ensaio de arrancamento. ... 44
Fig. IV-1 – Peneiração da areia. ... 46
Fig. IV-2 – Curva granulométrica dos agregados... 48
Fig. IV-3 – Retenção de água. ... 51
Fig. IV-4 – Evolução da massa volúmica ao longo do tempo. ... 53
Fig. IV-5 – Representação gráfica da resistência à tracção e compressão das argamassas ao longo do tempo. ... 54
Fig. IV-6 – Relação Rt/Rc das argamassas nas várias idades. ... 55
Fig. IV-7 – Evolução do módulo de elasticidade de cada argamassa. ... 57
Fig. IV-8 – Tensão de ruptura à compressão e à tracção com o módulo de elasticidade aos 28 dias de idade. (esquerda) e aos 90 dias de idade (direita). ... 58
Fig. IV-9 – Representação da capilaridade aos 28 e 90 dias de idade. ... 59
Fig. IV-10 – Representação gráfica do coeficiente de capilaridade. ... 59
Fig. IV-11 – Absorção de água por capilaridade dos provetes com cera e sem cera. ... 62
Fig. IV-12 – Representação gráfica da absorção e secagem de água. ... 63
Fig. IV-13 – Representação gráfica da permeabilidade ao vapor de água e da camada de ar de difusão equivalente das argamassas. ... 64
Fig. IV-14 – Provete partido pela introdução da caroteadora no molde. ... 65
Fig. IV-15 – Representação gráfica da aderência. ... 66
Fig. IV-16 – Representação da resistência à tracção com a aderência. ... 66
Fig. IV-17 – Tipologias de rotura observadas. Direita – rotura adesiva. Esquerda – rotura coesiva.... 67
Fig. IV-18 – Rotura intermédia adesiva/coesiva. ... 67
Fig. IV-19 – Identificação e caracterização das patologias nos tijolos cerâmicos após o ensaio de envelhecimento. ... 68
Fig. IV-20 – Representação gráfica da aderência após o ensaio de envelhecimento. ... 69
Fig. IV-21 – Rotura dada na interface argamassa/pastilha. ... 69
Fig. V-1 – Evolução da massa volúmica com a idade. ... 72
Fig. V-2 – Evolução da resistência à tracção com a idade (à esquerda). Evolução da resistência à compressão com a idade (à direita). ... 73
Fig. V-3 – Evolução do módulo de elasticidade dinâmico com a idade. ... 73
Fig. V-4 – Evolução do coeficiente de capilaridade com a idade. ... 74
Fig. V-6 – Relação entre a resistência à compressão e o módulo de elasticidade (esquerda). Relação entre a resistência à tracção e módulo de elasticidade (direita). ... 75 Fig. V-7 - Relação entre a resistência à compressão e o coeficiente de capilaridade (esquerda). Relação entre a resistência à tracção e o coeficiente de capilaridade (direita). ... 75 Fig. V-8 – Relação do coeficiente de capilaridade com o valor da permeabilidade ao vapor de água, na idade de 90 dias de idade. ... 76 Fig. V-10 – Relação entre o coeficiente de capilaridade calculado com cera e sem cera. ... 77 Fig. V-11 – Relação entre a resistência à compressão e a aderência (esquerda). Relação entre a resistência à tracção e a aderência (esquerda). ... 77
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro II.1 – Requisitos estabelecidos para as características mecânicas das argamassas de
substituição (adaptação de [60]) ... 10
Quadro II.2 – Funções e exigências de rebocos correntes para edifícios novos e características das argamassas a usar (adaptado de [51] e de [70]). ... 10
Quadro II.3 – Classificação da natureza da cal de acordo com a matéria-prima [10]. ... 24
Quadro II.4 – Classificação da cal hidráulica segundo a resistência à compressão [80]. ... 25
Quadro IV-1 – Características geométricas dos agregados. ... 47
Quadro IV-2 – Massa volúmica aparente dos constituintes. ... 48
Quadro IV-3 – Ligantes, traços e relações água/ligante utilizados nas argamassas. ... 49
Quadro IV-4 – Valores de espalhamento. ... 50
Quadro IV-5 – Massa volúmica aparente da argamassa em pasta ... 51
Quadro IV-6 – Massa volúmica da argamassa endurecida. ... 53
Quadro IV-7 – Resistência à compressão e tracção por flexão das argamassas. ... 54
Quadro IV-8 – Módulo de elasticidade dinâmico. ... 56
Quadro IV-9 – Coeficiente de capilaridade aos 28 e 90 dias. ... 59
Quadro IV-10 – Coeficientes de capilaridade com e sem cera. ... 62
Quadro IV-11 – Permeabilidade ao vapor de água e espessura da camada de ar de difusão equivalente das argamassas. ... 64
Quadro IV-12 – Valores da tensão de aderência e tipologia de rotura. ... 66
Quadro IV-13 - Valores da tensão de aderência e tipologia de rotura, após o ensaio de envelhecimento. ... 68
Quadro V.1 – Evolução das características com a idade. ... 71 Quadro V.2 – Análise da adequação das argamassas para revestimentos de edifícios antigos.79 Quadro V.3 – Análise da adequação das argamassas para revestimentos de edifícios recentes80
Lista de abreviaturas Materiais
cH1 – cal hidráulica de origem portuguesa produzida pela Secil Martingança de classe NHL5 cH2 – cal hidráulica de origem português produzida pela Cimpor de classe NHL5
cH3 – cal hidráulica de origem francesa produzida pela Lafarge de classe HL3,5 ca – cal aérea de origem portuguesa produzida pela Lusical
ar – areia do Rio Tejo
ar1 – areia do Rio Tejo proveniente do lote 1 ar2 – areia do Rio Tejo proveniente do lote 2 Argamassas
A – argamassa de cal hidráulica e areia com o traço volumétrico 1:3 (cH1:ar) B – argamassa de cal hidráulica e areia com o traço volumétrico 1:3 (cH2:ar) C - argamassa de cal hidráulica e areia com o traço volumétrico 1:3 (cH3:ar)
D – argamassa bastarda de cal hidráulica, cal aérea e areia com o traço volumétrico 1:1:6 (cH1:ca:ar).
E - argamassa bastarda de cal hidráulica, cal aérea e areia com o traço volumétrico 1:1:6 (cH2:ca:ar). F - argamassa bastarda de cal hidráulica, cal aérea e areia com o traço volumétrico 1:1:6 (cH3:ca:ar). Ensaios e determinações
Ader – tensão de aderência C.C. – coeficiente de capilaridade DP – desvio padrão
Edin – módulo de elasticidade dinâmico Esp – consistência por espalahmento HR – humidade relativa
MVap – massa volúmica aparente
Perm.vapor – permeabilidade ao vapor de água Rc – resistência à compressão
Rt – resistência à tracção por flexão
I. INTRODUÇÃO
I.1. Enquadramento e justificação do tema
Até ao aparecimento do cimento, as argamassas de revestimentos eram produzidas com cal, tanto aérea como hidráulica. Com o aparecimento do novo ligante, com maior resistência e maior facilidade de aplicação, o uso da cal tem caído em progressiva diminuição de uso, sendo nos nossos dias só aplicada em casos pontuais de reabilitação. Contudo, as argamassas de cimento têm-se mostrado demasiado rígidas para funcionarem como argamassas de substituição. Por isso, tal como em outros países, procura-se incrementar o uso de cal (hidráulica e aérea) na formulação das argamassas de substituição. Estes materiais possibilitam a obtenção de argamassas deformáveis e não muito fortes, capazes de acompanhar as deformações do suporte, que usualmente é fraco, em edifícios antigos. Em edifícios antigos, dado o seu valor histórico e estético, é aconselhável, sempre que possível, a conservação dos revestimentos em vez da sua substituição. Contudo, nos casos de grande degradação do revestimento, a solução mais plausível passa pela substituição total. A escolha da argamassa de substituição deve ser cuidada de forma a se obter uma solução que incremente a durabilidade do conjunto, e por outro lado, que seja compatível com o suporte pré-existente, não contribuindo para a sua degradação. Uma das maneiras de assegurar esta compatibilidade é usar uma argamassa semelhante à utilizada no revestimento a substituir, o que engloba a utilização do mesmo material e das mesmas técnicas de aplicação. Como, apesar dos sofisticados métodos de ensaio existentes hoje em dia, é difícil saber exactamente quais os materiais e técnicas de aplicação utilizados anteriormente, não se conseguem obter argamassas com o mesmo comportamento. Na impossibilidade de se obter uma argamassa igual, é aconselhável o uso de materiais compatíveis com o suporte, como a cal.
Actualmente, tal como em outros países, procura-se incrementar o uso da cal, (hidráulica e aérea) nos revestimentos de paredes. Em Portugal têm sido realizados vários estudos para determinar as características e estudar as aplicabilidades das argamassas de cal aérea, como ligante único ou misturadas com outro ligante em revestimentos de paredes. Nesses estudos é usual haver a comparação ou aplicação de cal hidráulica. Mas, ao observar os resultados dos vários estudos, constatou-se uma incoerência de resultados uma vez que nos diversos estudos foram utilizadas cais hidráulicas diferentes. Ou seja, cada tipo de cal hidráulica forma uma argamassa com características distintas de outra argamassa produzida com outro tipo de cal hidráulica, e produzida nas mesmas condições. Por isso surgiu a necessidade de se averiguar o comportamento das várias cais hidráulicas existentes no mercado nacional. Por outro lado, tendo presente a meta de incrementar o uso da cal, procura-se averiguar se as argamassas de cal hidráulica são aptas para argamassas de revestimento de edifícios antigos e recentes.
Este trabalho surge de uma parceria entre o Instituto Superior Técnico (IST) com o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Na qual foi concebida a oportunidade a um aluno finalista da referida faculdade em realizar o seu trabalho final de curso no LNEC.
I.2. Objectivos
Com a elaboração desta dissertação, baseada num trabalho laboratorial, pretende-se caracterizar várias argamassas de cal hidráulica. Esta caracterização tem por base satisfazer três objectivos principais:
• Avaliar a influência do tipo de cal hidráulica no desempenho das argamassas;
• Estudar a evolução das características físicas e mecânicas das argamassas de cal hidráulica ao longo do tempo;
• Estudar a adequabilidade das argamassas formuladas para argamassas de revestimento de edifícios recentes e edifícios antigos.
O primeiro objectivo surge em seguimento de vários estudos realizados anteriormente no Departamento de Edifícios do Laboratório Nacional de Engenharia Civil, LNEC, que constatam que existe uma grande variabilidade dentro dos produtos com a designação de cal hidráulica. Assim, surgiu a necessidade de conhecer a influência do tipo de cal hidráulica no desempenho das argamassas, principalmente com a cal hidráulica como ligante único.
O segundo objectivo surge da necessidade de se conhecer o comportamento das argamassas de cal ao longo do tempo, de modo a se compreender a sua evolução com a idade.
O terceiro objectivo prende-se ao facto de se pretender aumentar o uso de cal, hidráulica e aérea, em revestimentos de edifícios, evitando assim o uso generalizado do cimento, material com inconvenientes devido à sua maior rigidez e tendência à fendilhação e ainda devido à desvantagem ambiental decorrente do maior consumo de energia na produção. Por isso, procura-se averiguar se as argamassas formuladas, com cal hidráulica como único ligante ou misturadas com cal aérea, são compatíveis e adaptáveis a edifícios antigos e recentes. Para edifícios antigos, a análise é realizada por comparação das características obtidas para as argamassas estudadas com os requisitos estabelecidos em estudos anteriores, que têm em conta as propriedades da maioria das paredes de alvenaria antiga existente em Portugal. Para edifícios recentes, a análise é realizada através da comparação com requisitos estabelecidos por normas ou por trabalhos anteriormente realizados.
I.3. Estrutura e organização do texto
O texto da dissertação está organizado em seis capítulos, cujo conteúdo será apresentado nos próximos parágrafos.
O primeiro capítulo consiste na parte introdutória do trabalho. Inicialmente é realizado o enquadramento e a justificação do tema perante a actualidade da construção no país. Seguidamente são estabelecidos de forma clara quais os principais objectivos do estudo. Por fim, é divulgada a forma como a informação está distribuída e a organização do texto.
No capítulo II é realizada uma pesquisa bibliográfica e a sua análise de forma a adquirir um conhecimento geral sobre o tema. É iniciado com uma análise sobre os revestimentos de paredes, apontando as suas funções, constituição e requisitos de bom desempenho para edifícios antigos e em edifícios recentes. Posteriormente, é realizada uma análise às argamassas de revestimento para edifícios antigos e para edifícios recentes, referindo constituintes e características. A terminar, as argamassas de cal hidráulica são caracterizadas com referência ao processo de formação, tipos de cais existentes e características das argamassas de cal hidráulica, tanto como ligante único, como misturadas com cal aérea.
Segue-se, no capítulo III, a apresentação do plano de ensaios, o qual tem por base a avaliação das propriedades das diferentes argamassas estudadas. Nesta fase é definida toda a campanha experimental, englobando os ensaios a realizar e respectivos procedimentos laboratoriais, atendendo a normalização europeia e ensaios normalizados.
No capítulo IV são apresentados e discutidos os resultados obtidos na campanha experimental. Em laboratório foi realizada a caracterização dos materiais, assim como a caracterização das argamassas no estado fresco e no estado endurecido em várias idades. Os resultados são analisados a partir da comparação com as várias formulações e são confrontados com os resultados espectáveis e com outros resultados laboratoriais obtidos em trabalhos anteriores presentes na bibliografia consultada.
No capítulo V procura-se uma generalização dos resultados obtidos, tendo presente vários pontos de análise: análise por tipo de argamassa; evolução das características das argamassas ao longo do tempo; a interacção entre as características das argamassas; e o desempenho como argamassas de revestimento, tanto para argamassas de substituição para edifícios antigos como argamassas para edifícios recentes.
Por fim, o capítulo VI é a conclusão do trabalho, onde se faz uma síntese das conclusões retiradas ao longo do trabalho e são apresentadas algumas propostas para o desenvolvimento de estudos futuros.
II.
ESTADO DE ARTE
II.1. Revestimentos de paredesII.1.1 Introdução
Os revestimentos, para além de conferirem o aspecto estético do edifício, devem contribuir para a protecção da parede perante os vários agentes de degradação: acção da água; acção directa dos agentes climáticos; acção mecânica de choque; acção química da poluição e dos sais solúveis contidos nos materiais, na água e no solo. Acumulam ainda a função de regularização das alvenarias e de impermeabilização no caso de revestimentos exteriores. Por se encontrarem tão expostos, a degradação dá-se com facilidade o que normalmente conduz à necessidade de obras de conservação [43][54].
Em edifícios antigos, devido ao valor histórico e estético, é aconselhável, sempre que possível, a conservação dos revestimentos em vez da sua substituição. Por vezes, o estado de degradação do revestimento é muito elevado, implicando a renovação parcial/total do revestimento. Neste caso limite, existem autores que defendem 2 maneiras de actuação [54].
A primeira consiste na determinação da constituição do revestimento pré-existente e reproduzir a argamassa antiga, procurando garantir a sua compatibilidade e o seu bom desempenho. Contudo a determinação da composição pode não ser precisa uma vez que em algumas argamassas antigas se utilizavam aditivos (como por exemplo, leite, sangue de animais, gorduras animais ou vegetais, etc.) que com o passar dos anos, a sua composição química pode ter alterado, dificultando a sua identificação. Por outro lado, é necessário considerar que a argamassa está em constante evolução, alterando a constituição do ligante original. As técnicas de preparação da argamassa também constituem um parâmetro de variabilidade no comportamento final do revestimento. Estas evoluíram ao longo dos tempos e são bastante distintas das utilizadas actualmente. As técnicas de aplicação podem influenciar a microestrutura e o bom desempenho do revestimento. Devido aos vários parâmetros de variabilidade, torna-se praticamente impossível seguir por esta metodologia [54]. A segunda metodologia consiste em formular uma argamassa compatível com os materiais preexistentes, com um comportamento adequado ao edifício em causa e um aspecto que preserve a imagem deste. Com o objectivo de obter uma argamassa compatível com o suporte torna-se necessário identificar as suas funções como argamassa de revestimento e as regras de qualidade para satisfazer essas funções [54].
II.1.2 Requisitos gerais
Os revestimentos de paredes são obtidos a partir de argamassas e genericamente apresentam a função de proteger o suporte, regularizar as alvenarias, impermeabilizar e atribuir o aspecto estético. De forma a cumprir estas funções, os rebocos devem cumprir determinadas exigências funcionais, que variam se o edifício é recente ou antigo. A variabilidade, entre edifícios antigos e recentes é devida à diferença de materiais e técnicas de construção [43].
Veiga [43] estabelece os requisitos mais significativos para alcançar um revestimento (tanto para edifícios antigos como para edifícios recentes) com bom comportamento de modo a cumprir com as funções que lhe são exigidas:
i) Aderência ao suporte; ii) Resistência à fendilhação;
iii) Capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada;
iv) Capacidade de promover a expulsão do vapor de água formado no interior e da água infiltrada, por evaporação;
v) Aspecto estético;
vi) Durabilidade face às acções externas
O primeiro requisito, aderência entre a argamassa e o suporte condiciona a reversibilidade, capacidade de impermeabilização, distribuição de tensões do revestimento e a durabilidade. Uma aderência relativamente baixa favorece a remoção do revestimento sem provocar o risco de danificação do suporte, possibilitando a reversibilidade da solução. Ao invés, o valor da aderência não deve ser demasiado baixo de modo a não possibilitar o destacamento do revestimento, que por sua vez favorece a infiltração de água, afectando a capacidade de impermeabilização do revestimento. A aderência influencia ainda a distribuição das tensões geradas por movimentos diferenciais entre a argamassa e o suporte, afectando a resistência à fendilhação do revestimento [42].
A longo prazo, a aderência surge em função da deformabilidade da argamassa, ou seja, da capacidade de adaptação aos movimentos diferenciais entre o revestimento e o suporte. Uma argamassa deformável tem a capacidade de acompanhar os movimentos do suporte, diminuindo a retracção no revestimento. Quando os módulos de elasticidade do suporte e do revestimento são muito distintos, podem ocorrer descolamentos do revestimento, condicionando a durabilidade da solução. Esta situação é agravada no caso de o módulo de elasticidade do revestimento ser muito superior ao do suporte, uma vez que o revestimento suportará as tensões de compressão mais fortes e, devido à sua espessura baixa, é mais susceptível a fenómenos de encurvadura que podem provocar descolamentos localizados ou generalizados [42].
A resistência à fendilhação de um revestimento aparece em função da capacidade da argamassa em resistir às tensões de tracção nela induzidas pelo efeito da restrição da retracção e por outro lado, pela intensidade dessas tensões. Assim, quanto maior for a retracção e quanto mais elevada for a relação módulo de elasticidade/resistência à tracção, maior a tendência para ocorrer fendilhação do revestimento. A fendilhação é ainda influenciada pela aderência e pela retenção de água. Uma boa aderência possibilita uma distribuição de tensões mais eficiente. Por outro lado, um poder de retenção de água elevado reduz os riscos de dissecação prematura da argamassa, melhorando o comportamento à fendilhação [42].
A capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada corresponde à capacidade do reboco de não permitir a permanência de água no suporte durante muito tempo de modo a impedir a degradação do revestimento. Isto é conseguido através da conjugação de dois factores. Por um lado, o revestimento deve resistir à penetração da água proveniente do exterior e por outro, deve eliminar a água em excesso, assim que as condições atmosféricas sejam favoráveis. As argamassas são materiais de porosidade aberta (porosidade aberta é constituída pelo volume total de poros que comunicam entre si, formando uma rede continua de vazios [27]), nas quais a água pode penetrar principalmente por permeabilidade ou capilaridade, em função da dimensão dos poros e dos capilares e da pressão da água [42]. A água que penetra na argamassa pode ter várias origens, das quais se destaca: água proveniente das chuvas; a água infiltrada através de fendas ou de zonas particulares, como vãos e remates; água que entra na execução das alvenarias e rebocos e não é necessária à hidratação do ligante; água transportada por ascensão capilar proveniente do terreno e por causas acidentais [42].
À partida, a melhor combinação para obter uma boa capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada é a utilização de uma argamassa com valores de coeficiente de capilaridade e permeabilidade á água baixos e uma elevada permeabilidade ao vapor de água. Normalmente, em argamassas tradicionais estas propriedades são interdependentes, havendo a tendência a que uma menor permeabilidade à água corresponda a uma menor permeabilidade ao vapor de água. A permeabilidade ao vapor de água é influenciada por vários factores, dos quais se salienta o traço, tipo de ligante e areia utilizada [42].
O revestimento contribui para a atribuição e preservação do aspecto estético do edifício. No caso de edifícios antigos, o aspecto estético deve ser preservado, para garantir a autenticidade do edificado. Contudo, existem vários fenómenos/anomalias que condicionam o aspecto estético, nomeadamente: fendilhação; eflorescências e criptoflorescências; poluição atmosférica e humidade.
A fendilhação é muito usual, podendo ter várias origens, das quais se destacam: espessura inadequada do revestimento; deficiente dosagem de ligante; excessiva capacidade de absorção do suporte absorvendo a água de amassadura do revestimento levando à retracção; retracção do revestimento quando os módulos de elasticidade são muito dispares; os ciclos gelo/degelo que provocam um aumento de volume da água; evaporação da água de amassadura conduzindo a fenómenos de retracção; ciclos de cristalização/dissolução de sais presentes no suporte, ou nos materiais de constituição, ou transportados pela água das chuvas; concentração de tensões junto a aberturas [20][24][29].
Outra anomalia comum em edifícios antigos é o aparecimento de eflorescências e criptoflorescências que correspondem à formação de cristais de sais, no exterior e no interior do revestimento, respectivamente. O aparecimento destas anomalias pode ter várias causas. Frequentemente é devido à presença prolongada da humidade conjugada com um dos dois factores: a existência de sais solúveis nos materiais constituintes do reboco ou do suporte; ou a cristalização/dissolução de cal não carbonatada existente no suporte ou no revestimento [20].
A poluição atmosférica provoca a acumulação de sujidade na fachada que pode ser significativa em revestimentos muito lisos, nos quais não é favorecida a auto-lavagem. Ao chover vai haver escorrimento que pode provocar marcas nos locais de escorrimento da água [42].
A presença prolongada da humidade, a falta de ventilação, a acumulação de sujidade nos revestimentos pode conduzir à presença de organismos e microrganismos que se depositam na superfície do revestimento e contribuem para a sua degradação [20]
O último requisito, durabilidade face às acções externas, está relacionado com algumas anomalias que possam afectar o revestimento, como exemplo: a fendilhação; a penetração de água por capilaridade; as perdas de aderência; o esfarelamento provocado por dissecação prematura e o ataque de sais [42]. A durabilidade da argamassa está correlacionada com a sua estrutura porosa. A estrutura porosa condiciona a capacidade para transportar, reter e expulsar a água por evaporação e o comportamento aos sais, ao gelo e a respectiva resistência mecânica. Por outro lado, a durabilidade implica ainda resistência à colonização biológica, que por sua vez se relaciona com a composição (os adjuvantes podem tornar as argamassas mais susceptíveis a este tipo de degradação), mas também ao comportamento à água, uma vez que períodos longos de humedecimento aumentam a probabilidade de fixação de fungos [50].
Em edifícios antigos, as argamassas de substituição devem apresentar compatibilidade com o suporte para não contribuir para a sua degradação. É possível estabelecer vários tipos de compatibilidade entre o suporte e a argamassa de substituição de forma a contribuir para o bom desempenho do conjunto: compatibilidade geométrica, compatibilidade mecânica; compatibilidade química e compatibilidade física [42] .
A compatibilidade geométrica traduz-se na capacidade de adesão do reboco á superfície do suporte, que em reabilitação normalmente é irregular e descontínuo. A adesão do reboco é condicionada pela quantidade de água existente, pelo teor de finos e pelo coeficiente de absorção do suporte. Por outro lado, é aconselhável recorrer a uma espessura de revestimento suficiente para garantir ao suporte planeza e verticalidade [14][42].
A compatibilidade mecânica entre o reboco e o suporte permite evitar grandes diferenças de rigidez, prevenindo a deterioração do reboco. O revestimento ao ser aplicado introduz tensões resultantes da retracção da argamassa e do impedimento do movimento pela própria geometria da parede. Essas tensões, no caso de serem excessivas podem levar à degradação do suporte. Deste modo, é aconselhável o uso de um revestimento com fraca retracção durante o processo de endurecimento e com um módulo de elasticidade baixo de forma a acompanhar os movimentos do suporte, garantindo a sua deformabilidade. Contudo, o módulo de elasticidade não deve ser demasiado baixo para evitar que as deformações do suporte danifiquem o próprio revestimento [6][14][42].
A compatibilidade química está relacionada com o comportamento do reboco face aos sais. As alvenarias antigas, normalmente, apresentam grande teor de sais solúveis, principalmente sulfatos. O novo revestimento deve apresentar a capacidade de resistir aos sais que eventualmente estejam presentes no suporte. Por outro lado, o novo revestimento deve ser isento de sais já que estes podem ser transportados por dissolução para o interior do suporte por acção da água das chuvas. Ao ocorrer uma diminuição da humidade existe uma propensão para os sais cristalizarem e consequentemente, aumentarem de volume, contribuindo para a degradação gradual tanto da alvenaria, como do suporte [6][42].
A compatibilidade física do reboco está relacionada com a sua capacidade de permitir trocas de humidade entre a parede e o exterior e com o seu coeficiente de condutibilidade térmica. O coeficiente de condutibilidade térmica deve ser idêntico ao do suporte evitando formação de tensões. Quanto maior a diferença entre os módulos de elasticidade, maiores serão as tensões formadas. Por outro lado, a permeabilidade ao vapor de água deve ser suficiente para garantir as trocas de humidade entre a alvenaria e o ar exterior, permitindo a eliminação rápida da água por secagem, evitando a acumulação desta no interior. A capacidade aderente também constitui um aspecto relevante de modo a evitar destacamentos e a consequente infiltração de água. Contudo, a capacidade aderente não deve ser em demasia para possibilitar uma eventual substituição sem danificar o suporte [6][14][42].
A composição de uma argamassa de revestimento para conservação e reabilitação de edifícios antigos deverá ter em atenção que os processos construtivos e os materiais utilizados no passado são distintos aos utilizados actualmente. Das diferenças apresentadas, as mais significativas são o uso de materiais mais porosos, a ausência de sistemas de impermeabilização, o elevado teor de sais solúveis e uma maior espessura das paredes. A combinação destas particularidades possibilita a penetração de água na parede, tanto no estado líquido, por absorção capilar, como na forma de vapor de água, por difusão ou higroscopicidade dos materiais, podendo haver condensação no interior da parede [6][39]. Assim, os edifícios antigos apresentam um modo de funcionamento distinto dos edifícios recentes, o que conduz ao estabelecimento de requisitos para as argamassas de substituição para edifícios antigos distintos dos utilizados para edifícios recentes. Os requisitos para as argamassas de substituição têm por objectivo garantir a compatibilidade entre a nova argamassa e os elementos pré-existentes de forma a contribuir para o bom desempenho e para a durabilidade do conjunto [43][54]
Podem ser estabelecidos dois grupos de requisitos para as argamassas de substituição: requisitos de desempenho e requisitos relacionados com a ética de conservação [54].
Os requisitos de desempenho estão ligados com o bom comportamento dos revestimentos e são os seguintes [54]:
• Não contribuir para acelerar a degradação do suporte e das argamassas preexistentes (aspectos mecânicos, físicos e químicos).
• Ter capacidade de protecção e conservação dos elementos que se destina a preservar, nomeadamente das alvenarias.
• Não prejudicar a apresentação visual da arquitectura, nem descaracterizar o edifício, contribuindo assim para a manutenção de uma imagem histórica e esteticamente compatível. • Ter durabilidade, protegendo e conservando as alvenarias e a estrutura, mantendo a imagem
do edifício durante um período de tempo razoável. Os requisitos ligados à ética de conservação são [54]:
• Reversibilidade - Possibilidade de extrair os revestimentos sem degradar os materiais pré-existentes.
• Reparabilidade - Possibilidade de reparar o revestimento sem provocar danos e sem alterações de comportamento inaceitáveis.
• Identidade funcional - Comportamento idêntico ao do revestimento antigo.
• Identidade material e tecnológica - Constituição idêntica ao antigo e com tecnologia de aplicação parecida à do original.
A partir dos requisitos apresentados para as argamassas de substituição para edifícios antigos, foram estabelecidos princípios para a formulação de argamassas de substituição [41][43][47]:
i) Características mecânicas similares às das argamassas originais e inferiores às do suporte. ii) A aderência não deve ser por rotura adesiva pelo suporte;
iii) A tensão desenvolvida por retracção restringida deve ser inferior à resistência à tracção do suporte;
iv) A capilaridade, a permeabilidade ao vapor de água e a facilidade de secagem devem ser semelhantes às argamassas originais e superiores às do suporte;
v) Compatibilidade da função estética e funcional, preservando a identidade do edifício;
vi) Durabilidade elevada e envelhecimento semelhante e não provocar alteração de cor em revestimentos adjacentes preservados.
Os requisitos para as características mecânicas das argamassas de substituição encontram-se sintetizados no quadro II.1.
Quadro II.1 – Requisitos estabelecidos para as características mecânicas das argamassas de substituição (adaptação de [52])
Argamassa
Caracteristicas mecânicas aos 90 dias (Mpa) Aderência ao suporte
(MPa) Comportamento à água Resistência à tracção Resistência à compressão Módulo de elasticidade Permeância ao vapor de água Coeficiente de capilaridade C Resistência ao arrancamento (Ra) Rt Rc E (m) (kg/m2.h1/2) Reboco exterior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000-5000 0,1 - 0,3 ou com rotura
coesiva pelo reboco. < 0,08 < 12; >8
Reboco
interior 0,2 - 0,7 0,4 - 2,5 2000-5000
0,1 - 0,3 ou com rotura
coesiva pelo reboco. < 0,10 -
Juntas 0,4 - 0,8 0,6 - 3,0 3000-6000
0,1 - 0,5 ou com rotura coesiva pela
argamassa.
< 0,10 < 12; >8
No capítulo relativo à análise de resultados, os valores apresentados no quadro II.1 vão ser comparados com os resultados obtidos para as argamassas estudadas de modo a analisar a adequação das argamassas estudadas para argamassas de substituição.
Tal como nas argamassas de substituição para revestimentos de edifícios antigos, foram estabelecidas características para as argamassas a usar em rebocos correntes para edifícios novos, demonstradas no quadro II.2.
Quadro II.2 – Funções e exigências de rebocos correntes para edifícios novos e características das argamassas a usar (adaptado de [44] e de [60]).
Função Exigência funcional Característica Normalização Especificação
Impermeabilização e protecção
Resistência mecânica Resistência à compressão Rc
(N/mm2) EN 998-1 Classes CS I: 0,4 a 2,5 CS II: 1,5 a 5,0 CS III: 3,5 a 7,5 CS IV:≥6 Impermeabilização em zona não fendilhada Coeficiente de capilaridade C.C. (kg/m2 .min1/2) Classes w0: sem exigência w1: C≤0,40 w2:C≤0,20 Permeabilidade à água sob
pressão P (ml/cm2) P ≤ 1 após 48 h Susceptibilidade à fendilhação Módulo de elasticidade E (MPa) Relatório do LNEC 427/05 - NCCt e exigências complementares do LNEC E≤10 000
Retracção Preferencialmente moderada
Resistência à tracção Preferencialmente elevada
Ensaio de retracção
restringida Susceptibilidade média ou fraca
Permeabilidade ao vapor de água
Espessura da camada de ar
de difusão equivalente Sd (m) Sd ≤ 0,15m
Durabilidade
Aderência ao suporte Resistência ao arrancamento ≥ 0,3 MPa ou rotura coesiva
Resistência ao clima
Resistência aos ciclos climáticos calor-chuva e
chuva-gelo
As exigências apresentadas no quadro II.2 são para o sistema reboco e não para cada camada. No caso de revestimentos monocamada, as exigências são aplicadas à única camada do revestimento e nas massas de reboco, a uma ou duas camadas, consoante o que for recomendado na ficha técnica para o revestimento em causa [44]. Os valores apresentados no referido quadro vão ser comparados com os resultados obtidos para as argamassas estudadas, no capítulo de análise de resultados, de modo a averiguar se são adequadas para aplicação em edifícios novos.
Para além dos materiais constituintes, existem outros parâmetros que influenciam o comportamento, a durabilidade e, em geral, a qualidade do revestimento, tais como: a trabalhabilidade da argamassa; o traço; as condições de cura; as técnicas de preparação e aplicação.
A trabalhabilidade da argamassa no estado fresco influencia o rendimento da mão-de-obra, a aderência ao suporte, a possibilidade de trabalho da superfície das argamassas para lhe conferir o acabamento pretendido, assim como a distribuição das tensões que se geram na interface revestimento-suporte [49]. Esta propriedade, para além de permitir e facilitar a aplicação da argamassa, condiciona o comportamento no estado endurecido do reboco no que diz respeito à sua retracção e impermeabilização. A trabalhabilidade é condicionada pelo teor de finos das areias utilizadas, pela quantidade de água da amassadura e pelo teor de ligante. O aumento de cada um destes parâmetros conduz a uma melhoria na trabalhabilidade, contudo, este aumento facilita a retracção da argamassa e a perda da capacidade de impermeabilização do revestimento [14][42]. O método e a intensidade de compactação influenciam o comportamento da argamassa. Uma argamassa mais compacta apresenta maior probabilidade de segregação de água. Por outro lado, uma boa compactação possibilita um melhor modo de organização entre os constituintes, conduzindo a uma argamassa menos porosa e com melhor comportamento mecânico. A capilaridade é ainda influenciada pela compactação da argamassa. Quando esta é deficiente a argamassa fica mais porosa, provocando um aumento no valor do coeficiente de capilaridade [37].
O processo de endurecimento aparece em função do grau de hidraulicidade do ligante, que, no caso da cal, surge em função do teor de argila. O grau de hidraulicidade representa o teor de argila presente na cal e pode ser definido pelo índice de hidraulicidade [6][29].
O traço corresponde à percentagem de cada componente sólido na argamassa, podendo esta relação ser em massa ou volume [6][45]. O traço é influenciado pelo volume de agregado da mistura, pela máxima dimensão do agregado e a sua granulometria [37]. Com o objectivo de obter uma argamassa o mais compacta possível é necessário que a quantidade de ligante preencha os vazios deixados pelo agregado, volume este que depende da granulometria, distribuição granulométrica, forma das partículas e finura do ligante [6][45].
A escolha do traço é um passo importante na elaboração da argamassa. O excesso de ligante pode acarretar uma maior retracção e por consequência, a tendência para fendilhar. Por outro lado, a quantidade insuficiente de ligante, produz uma argamassa com pouca trabalhabilidade, exigindo uma maior quantidade de água de amassadura, tendendo à obtenção de um revestimento menos compacto e menos resistente [6].
Os traços utilizados nas argamassas de recuperação são formulados com o objectivo de obter a máxima compacidade de maneira a que a cal adicionada preencha por completo os vazios dos grãos de areia. Normalmente, a proporção 1:3 é a mais adequada [45]. A capilaridade é bastante sensível à dosagem de ligante e à quantidade de água. Quanto maior a dosagem de ligante, menor é a absorção capilar, por outro lado, quanto maior a dosagem de água, maior é a absorção capilar [8]. Geralmente, as argamassas que apresentam grande quantidade de ligante apresentam maior resistência de compressão e de flexão, independentemente do tipo de agregado. Lanas [18] apresenta a relação do traço com as resistências, utilizando cal hidráulica de classe HL5, e conclui que nos traços em volume mais fortes em ligante (1:1 e 1:2) as resistências são mais elevadas enquanto nas argamassas com traço mais fraco em ligante (1:3, 1:4 e 1:5) as resistências são semelhantes [18].
As condições de cura influenciam o processo de endurecimento da argamassa. As argamassas de ligantes hidráulicos apresentam melhor comportamento em ambiente húmido, ou em imersão de água, uma vez que estas condições de cura permitem a lenta evaporação de água, necessária para a hidratação dos componentes hidráulicos. Pelo contrário, as argamassas de cal aérea endurecem melhor em ambientes secos, embora a presença de humidade favoreça a carbonatação, apesar de atrasar o processo. O atraso é devido à camada de água que se forma na superfície da cal, impedindo o acesso directo do CO2 [7].
Para uma boa aplicação, a superfície do suporte deve ser contínua e homogénea, sem cavidades ou buracos, limpa, sem a presença de sais, poeiras, óleos e gorduras que possam condicionar a adesão do reboco ao não efectuar a correcta absorção de água por parte da parede. Após a preparação do suporte, antes da aplicação de cada camada, é aconselhável pulverizar a superfície da parede 24 horas antes da aplicação do reboco, uma vez que se não existir água suficiente na parede, esta pode absorver a água do reboco, provocando a dissecação deste, impedindo a hidratação dos constituintes. Por outro lado, a existência de água em excesso, favorece o aparecimento de eflorescências e manchas, através da libertação dessa água [14].
II.1.3 Constituição do revestimento II.1.3.1 Edifícios antigos
O revestimento de um edifício antigo à base de ligantes minerais é geralmente executado em 3 camadas: salpico; camada de base e camada de acabamento [4][28]. Cada camada tem uma função específica e para isso há uma alteração na composição consoante a função da camada na totalidade do revestimento. Como exemplo, a argamassa para ter boa aderência e ser impermeável deve ter uma dosagem forte em ligante e ser bastante fluida, ao invés, a argamassa para apresentar boa resistência à fendilhação e uma elevada permeabilidade ao vapor de água é necessário reduzir o teor de ligante. Cada uma das camadas pode ser constituída por várias subcamadas [52]. O número de camadas é condicionado pelo tipo de suporte sobre o qual o revestimento vai ser aplicado, pelas condições atmosféricas a que vai ser exposto e pelo tipo de acabamento pretendido [28].
A aplicação de várias camadas num revestimento resulta da necessidade de construir um revestimento com uma espessura suficiente para disfarçar e corrigir os eventuais defeitos e imperfeições do suporte [42]. Para uma mesma espessura total de reboco, um maior número de camadas mais finas assegura maior durabilidade e melhor capacidade de protecção [52]. No mínimo, é aconselhável um revestimento de 2cm, com esta espessura é possível conferir verticalidade e protecção às alvenarias [4].
A construção de um reboco numa só camada favorece a perda da capacidade de impermeabilização do revestimento uma vez que as fendas, normalmente resultantes da retracção, são mais largas, atravessando toda a camada, permitindo a entrada de água [4]. Ao invés, a aplicação de várias camadas, de menor espessura e de peso inferior conduz a várias vantagens: secagem mais uniforme; uma retracção inferior; minimização do perigo de escorregamento e consequentemente a diminuição da abertura de fendas e menor propensão para descolar do suporte [6]. Por outro lado, ao aplicar várias camadas cria-se uma descontinuidade entre estas, que funciona como uma barreira de passagem da água no estado líquido (água das chuvas), deixando passar o vapor de água, facilitando a secagem do revestimento [4][6].
Normalmente, devido a significativas descontinuidades presentes nas alvenarias antigas, a primeira fase da elaboração de um revestimento passava pelo preenchimento dos vazios existentes com fragmentos de pedra, tijolo ou outro material e com argamassa de assentamento ou igual à aplicada na camada de base. Este processo é denominado por encasque [4].
A primeira camada, salpisco, acumula a função de assegurar uma boa aderência entre o revestimento e o suporte com a função de reduzir e homogeneizar a absorção de água pelo suporte, quando este é muito poroso [4][28][44]. Por estas razões deve possuir uma fraca absorção de água e possuir um aspecto final rugoso de forma a facilitar a aderência da camada seguinte. A camada de salpisco possui elevado teor de ligante para garantir a aderência ao suporte, conduzindo a uma forte tendência para fissurar. Contudo, esta fissuração não é preocupante uma vez que esta camada não apresenta a função de impermeabilização, mas sim a sua sucessora [4][28].
A camada de base constitui a base do reboco, garantindo a atribuição de planeza, verticalidade, impermeabilidade e a regularidade do conjunto [4][28][44]. Para alcançar estas características é aplicada uma menor quantidade de água e de ligante, em comparação à primeira camada, de modo a limitar a retracção da argamassa, diminuindo a tendência de fissuração do revestimento [4][28]. As camadas anteriores, com função de regularização e protecção, eram constituídas por argamassas de cal e areia, e eventualmente com adições minerais e aditivos orgânicos. Normalmente, as camadas internas têm granulometria mais grosseira que as externas, promovendo assim um comportamento às deformações estruturais e à água [41].
A camada de acabamento confere o aspecto estético do revestimento, não deve por isso apresentar a tendência a fissurar. A limitação da fissuração é assegurada pela utilização de uma granulometria mais fina e por uma dosagem fraca de ligante. Para além da função estética, apresenta ainda a função de impermeabilização uma vez que constitui a primeira barreira às condições climáticas, permitindo a passagem do vapor de água proveniente do interior do revestimento. O uso de baixo teor de ligante permite obter uma boa resistência à fendilhação e uma boa permeabilidade ao vapor de água [4][28][44].
A camada de acabamento, nos revestimentos tradicionais de edifícios antigos, era formada por uma massa fina de pasta de cal, ou de pasta de cal com pó de pedra. A coloração dos paramentos era conseguida através da introdução de agregados com cor seleccionada, de terras ou de pigmentos minerais na última camada de acabamento ou pela aplicação de posteriores camadas de pintura, geralmente de cal aditivada com pigmentos e outras adições minerais [41].
Ao realizar um revestimento com várias camadas, o teor de ligante deverá diminuir à medida que se aproxima da camada de acabamento de modo a que o revestimento seja mais poroso e deformável do interior para o exterior, obedecendo à regra de degressividade do ligante [4][44][52].
Ao longo deste trabalho, a designação de revestimento corrente é utilizada para revestimentos de ligante mineral, doseados e preparados em obra de acordo com as tecnologias tradicionais - preparação manual, com betoneira ou com misturador mecânico e aplicação manual, no mínimo em três camadas e constituídos basicamente por cimento, cal hidráulica ou cal aérea e areia (siliciosa, calcária ou sílico-calcária)
II.1.3.2 Edifícios recentes
Nos edifícios recentes, tal como nos edifícios antigos, é recomendada a execução de pelo menos três camadas: salpisco, camada de base e camada de acabamento. Actualmente, em consequência do elevado custo de mão-de-obra, dos prazos de execução curtos e do avanço da tecnologia e dos materiais, usam-se cada vez mais produtos pré-doseados aplicados numa única camada (reboco monocamada) ou em uma ou duas camadas seguidas de pintura (argamassa de reboco). A constituição de uma argamassa para reboco monocamada é semelhante à argamassa para revestimentos correntes, só que contem diversas adições e a sua formulação é mais elaborada. Esta constituição possibilita, ao reboco monocamada, alcançar o nível de desempenho que os revestimentos recentes alcançam em 3 ou mais camadas [44].
Nos rebocos correntes, como já foi referido, cada camada tem a sua função bem definida e por isso cada camada tem características distintas. Nos rebocos monocamada e nas massas de reboco aplicadas em camada única, os requisitos têm que ser cumpridos numa única camada. Essa camada única é composta por uma única formulação. Isto conduz uma maior exigência a estas argamassas pré-doseadas para que o reboco no seu conjunto tenha um comportamento, no mínimo, semelhante ao reboco corrente [44].
Num reboco monocamada, as eventuais fendas formadas tendem a ser mais gravosas do que num revestimento correntes. Normalmente, as fendas tendem a evoluir até atravessar toda a camada. Quanto mais espessa for a camada, mais largas tendem a ser as fendas. Um reboco de monocamada é caracterizado por uma elevada espessura o que conduz à abertura de fendas mais largas. Fendas essas que atravessam toda a camada favorecendo a acção dos agentes de degradação e a entrada de água até ao suporte, possibilitando a degradação. Assim, num revestimento de monocamada torna-se difícil de garantir a capacidade de impermeabilização em zona não fendilhada [44].
II.2. Argamassas de revestimento
II.2.1 Introdução
As primeiras argamassas conhecidas foram descobertas na localidade de Galileia, hoje estado de Israel, com mais de 10 000 anos de existência. A partir de então o seu uso tem sido alargado, utilizando cal aérea e gesso como ligantes, usados separadamente ou em conjunto. As primeiras argamassas hidráulicas foram encontradas nas cisternas de Jerusalém, construídas pelos fenícios [1].
A partir de produção familiar era produzida cal gorda. Esta cal era utilizada como ligante na consolidação de alvenarias ou na realização de rebocos pintados com cores naturais. Ao longo dos tempos, o processo da produção da cal aérea foi desenvolvido até aos nossos dias. Actualmente a cal aérea tem produção fabril [1].
Os romanos começaram a adicionar pozolanas às argamassas de cal. As pozolanas têm na sua constituição alumina, sílica e cálcio que ao reagir com o hidróxido de cálcio formam silicatos de cálcio, os quais, devido à sua estabilidade, permitem uma maior resistência mecânica da argamassa e uma redução da sua porosidade [1].
Mais tarde, Vicat (1786-1861) percebe que a cozedura de calcários siliciosos provoca a dissolução da sílica dos ácidos e a sua combinação com a cal, conferindo à argamassa propriedades hidráulicas, que lhe permitiam fazer presa debaixo de água [1]. Ele demonstrou que as cais hidráulicas tem origem em calcários argilosos e que não era obrigatório que a argila estivesse na composição original do calcário, uma vez que podia ser adicionada antes da cozedura [10]. Deste modo, começou a ser produzida cal hidráulica artificial. O avanço da tecnologia, permite aos fornos alcançar maior temperatura e a partir de então começou a ser produzido o cimento [1].
No princípio do século dezanove, com a instalação da indústria cimenteira em Portugal, o cimento Portland passa a ser o ligante preferencial, substituindo a cal hidráulica e a cal hidratada. O cimento Portland apresenta algumas vantagens, das quais: tempo de presa pequeno; facilidade de manuseamento, preparação e armazenagem no estaleiro; melhor comportamento mecânico. Contudo, as desvantagens do novo material, susceptibilidade à fendilhação e elevada rigidez, começam a ser significativas quando aplicado em edifícios antigos, nos quais apresenta um mau comportamento [18][5].
Tendo em vista a obtenção de um revestimento adequado para edifícios antigos e edifícios recentes, com um bom comportamento e baixo custo, em vários países estão a desenvolver-se estudos que possibilitaram o aparecimento da cal hidráulica, como ligante único ou misturada com cal aérea. Em Portugal também se procura o aumento do uso deste material, tendo em consideração as exigências e técnicas actualmente praticadas.
II.2.2 Argamassas de revestimento para edifícios antigos II.2.2.1 Considerações gerais
A realização de um reboco tradicional de boa qualidade implica algumas exigências de execução que são incompatíveis com os prazos de execução e com os materiais e mão-de-obra existentes nos estaleiros actuais. Para se obter um reboco tradicional com bom desempenho é aconselhável o recurso a mão-de-obra qualificada e a realização de várias camadas de revestimento [28].
O modelo de funcionamento das paredes antigas é diferente do usado actualmente. Uma das diferenças está relacionada com a protecção da humidade. Enquanto as paredes recentes são concebidas para evitar a entrada de humidade através do uso de materiais impermeáveis e da realização de cortes de capilaridade, as paredes antigas permitem a entrada da humidade por serem constituídas por materiais mais porosos. Contudo, nestas últimas, a água que penetra com facilidade no suporte é também retirada com facilidade devido à elevada permeabilidade ao vapor de água. O invés se passa com as paredes actuais, a água que eventualmente entra, é dificilmente expulsa [52]. Na reabilitação de um edifício antigo, deve ser mantido o modelo de funcionamento do revestimento, sendo desejável, manter os materiais, caso não seja possível, substitui-los por outros compatíveis com o suporte. Esta atitude previne a criação de patologias mais significativas do que a que se está a corrigir [52].
II.2.2.2 Constituintes − Ligante
O ligante é um pó muito fino que ao ser amassado com água dá origem a uma pasta. Esta pasta endurece pela ocorrência da reacção química entre esse pó e água e/ou ar [10]. O ligante assume a função de aglutinador entre os vários constituintes, concedendo às argamassas coesão e resistência. Os ligantes normalmente utilizados são: o cimento (utilizado em argamassas de revestimento e assentamento); a cal aérea ou hidráulica (utilizada em argamassas de revestimento) e o gesso (utilizado em argamassas de revestimento interior e decoração).
Os ligantes podem ser aéreos ou hidráulicos. Os primeiros só endurecem ao ar, enquanto os segundos adquirem elevadas resistências debaixo de água. A designação hidráulica está relacionada com a propriedade de endurecer quando a água é adicionada ao ligante seco e à capacidade de endurecer debaixo de água [31]. Os ligantes podem ser utilizados individualmente ou combinados, quando são compatíveis, permitindo aproveitar as propriedades de cada constituinte.
