Avaliação da variabilidade da técnica de ensaio do tubo de Karsten

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Avaliação da variabilidade da técnica de ensaio do tubo de

Karsten na medição da permeabilidade à água líquida em

revestimentos de ladrilhos cerâmicos e argamassas

Christopher Alexander Coimbra Pereira Apps

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente:

Prof. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito

Orientador:

Profª Inês dos Santos Flores Barbosa Colen

Co‐orientador: Engº Luís Miguel Cardoso da Silva

Vogal:

Prof. Pedro Miguel Dias Vaz Paulo

Outubro de 2011

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Resumo

O nível de desempenho de um edifício sofre uma diminuição a partir do momento em que inicia a sua vida útil pelo que a prática da manutenção assume cada vez maior peso em garantir níveis aceitáveis de desempenho para os edifícios e os seus elementos. Tal prática depende do conhecimento em serviço do desempenho dos seus elementos, conseguida através de metodologias de avaliação, à qual pertencem as técnicas de ensaio in‐situ.

De maneira a garantir adequados níveis de desempenho das fachadas de edifícios, é necessário que os seus elementos, dos quais fazem parte os revestimentos exteriores, possuam bom comportamento em serviço cumprindo as funções que lhes competem. Neste contexto, visto que uma das principais causas de diminuição dos níveis de desempenho a que se encontram sujeitos os revestimentos exteriores é a acção da água, a resistência à penetração de água em paredes é uma das características mais importantes dos revestimentos.

Por conseguinte, esta dissertação aprofunda o conhecimento relativo à técnica de diagnóstico

in‐situ do tubo de Karsten, determinando o desempenho em serviço de revestimentos

cerâmicos e de argamassas, face à acção da água através da medição da permeabilidade à água líquida sob baixa pressão.

Neste trabalho de investigação, realiza‐se uma campanha experimental principal in‐situ e uma complementar em laboratório onde se analisa, a variabilidade da técnica de ensaio do tubo de

Karsten e a quantidade mínima de ensaios necessários realizar de forma a garantir a fiabilidade

de resultados, bem como a existência da reprodutibilidade de resultados. Analisa‐se também a influência de determinados parâmetros que se prevêem influenciar a técnica (utilização de tubos de Karsten de características diferentes; variação das condições climáticas; utilização de diferentes materiais de fixação do tubo; localização dos tubos em revestimentos cerâmicos, sobretudo casos de juntas existentes; diferentes tipos de superfície). Além dos parâmetros mencionados, identificam‐se outros relacionados com a técnica e com o estado de degradação dos revestimentos estudados que dificultam a realização do ensaio e a correcta interpretação dos seus resultados.

Palavras‐chave: desempenho em serviço; parâmetros em serviço; ensaios in‐situ; tubo de Karsten; permeabilidade à água; revestimentos de argamassas; revestimentos de ladrilhos

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Abstract

The building’s level of performance decreases from the beginning of its service life. As a result, the maintenance of the building and all its elements is essential in order to assure reasonable levels of performance. Such practice depends on the knowledge of the in‐service performance of its elements, which can be reached by evaluation methodologies through in‐situ test techniques.

In order to guarantee the adequate levels of performance in the buildings’ facades, it is essential that all the elements, which include external renders, have good in‐service behaviour, complying with all the expected functions of these elements. In this context, as one of the main causes for a performance reduction is the action of water on a building, the resistance to water penetration in walls is one of the most important characteristics of external coatings. Therefore, this dissertation increases the existent knowledge of the in‐situ diagnostic tests with the Karsten tube, determining the in‐service performance of rendering mortars and ceramic tile coatings, upon the water action, by assessing their capacity of water absorption, under low pressure.

In the experimental study, a main in‐situ campaign and a complementary laboratorial one take place, in which the variability of the Karsten tube technique and the minimum quantity of tests necessary in order to guarantee reliable results, and also results reproducibility, are analyzed. Certain factors that are thought to influence the technique are also analyzed (the use of Karsten tubes with different characteristics; variation of climate conditions; use of different tube bonding materials; location of the tubes on ceramic tile coating, specially on the existing joint cases; different types of surfaces). Besides the parameters mentioned, others that complicate the test and the correct interpretation of its results, related to the technique itself and the condition of the studied coatings, are identified.

Keywords: in‐service performance; in‐service parameters; in‐situ tests; Karsten tube; water

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Agradecimentos

Este trabalho representa o culminar de um longo percurso e a conclusão de uma etapa muito importante na minha vida, pelo que desejo expressar a minha admiração, o profundo respeito e sinceros agradecimentos a todos aqueles que contribuíram directa ou indirectamente para a sua concretização, dos quais destaco:

A minha orientadora científica, Professora Inês Flores‐Colen, pela orientação concedida no decorrer do trabalho, pela partilha de conhecimento sobre o tema, pela atenção na análise de resultados e na revisão do texto.

O Engenheiro Luís Silva da Weber, meu co‐orientador científico, responsável pela Estação de Envelhecimento Natural do Carregado, pelo apoio na definição e realização das campanhas experimentais e pelas revisões realizadas ao trabalho. O Engenheiro Nuno Vieira da Weber, pela transmissão de conhecimentos práticos e pelo apoio na realização das campanhas experimentais. Os Engenheiros João Alferes e Nuno Cerqueira, por possibilitarem o acesso ao Restelo e Caxias, respectivamente, para a realização de inspecções. O Sr. Leonel Silva, técnico do Laboratório de Construção, pelo seu apoio e disponibilidade na realização da campanha experimental laboratorial. Todos os meus colegas e amigos de faculdade que participaram neste percurso que foram os anos de curso de Engª Civil, com o seu apoio, amizade e incentivo, dos quais destaco a Paula Mendes, o André Cunha e o Pedro Santiago. Os meus amigos de sempre e para sempre, pela sua amizade e palavras de força e optimismo constantes, por todas as boas e más influências que me incutem, Ana, Inês, Diogo, Braga, Santiago, Fyssas, William e João.

Toda a minha família que sempre acreditou e apostou em mim, em especial a minha Mãe, Susana Coimbra, pelo carinho e confiança e Avô, Mário Caldeira, pelo exemplo que é, e pela ambição incutida.

Por fim, todos os que me acompanharam ao longo destes anos, e ajudaram a tornar‐me na pessoa que sou, que depositam confiança em mim e para os quais sou uma esperança, resta‐ me nunca vos desiludir.

Muito obrigado…

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Índice geral

Resumo ... i Abstract ... iii Agradecimentos ... v Índice de figuras ... xi Índice de tabelas ... xv Simbologia / acrónimos ... xix 1. Introdução ... 1 1.1 Enquadramento e justificação da tese ... 1 1.2 Objectivos e metodologia de investigação ... 2 1.3 Estrutura e organização da tese ... 2 2. Tecnologia e desempenho de revestimentos de argamassas e de ladrilhos cerâmicos em fachadas ... 5 2.1. Considerações gerais ... 5 2.2. Desempenho de revestimentos exteriores de paredes ... 5 2.2.1. Funções e exigências funcionais de revestimentos de paredes ... 5 2.2.2. Classificação funcional de revestimentos exteriores de paredes ... 6 2.2.3. Características de desempenho de revestimentos de paredes ... 6 2.2.4. Comportamento físico em serviço de revestimentos exteriores face à água ... 8 2.3. Revestimentos de argamassas ... 10 2.3.1. Classificação de argamassas ... 10 2.3.1.1. Argamassas tradicionais ... 12 2.3.1.2. Argamassas não‐tradicionais... 13 2.3.2. Aplicação de revestimentos de argamassa ... 14 2.3.3. Perda de desempenho de revestimentos de argamassa ... 16 2.4. Revestimentos cerâmicos aderentes ... 18 2.4.1. Descrição dos constituintes de revestimentos cerâmicos e as suas principais características ... 18 2.4.1.1. Ladrilhos cerâmicos ... 18 2.4.1.2. Material de assentamento de ladrilhos ... 19 2.4.1.3. Juntas ... 21 2.4.2. Aplicação de revestimentos cerâmicos ... 22 2.4.3. Perda de desempenho de revestimentos cerâmicos ... 25 2.5. Síntese do capítulo ... 27

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3.4. Técnica de ensaio a utilizar ‐ tubo de Karsten ... 31 3.4.1. Campo de aplicação ... 33 3.4.2. Vantagens e desvantagens ... 33 3.4.3. Equipamento de ensaio e descrição da técnica ... 33 3.4.4. Parâmetros de medição ... 35 3.4.5. Interpretação e variabilidade dos resultados ... 35 3.4.6. Síntese de metodologias experimentais utilizadas ... 40 3.4.7. Factores que influenciam o ensaio ... 41 3.5. Síntese do capítulo ... 42 4. Caracterização do trabalho experimental... 45 4.1. Considerações gerais ... 45 4.2. Metodologia de investigação ... 45 4.2.1. Paramentos ensaiados ... 45 4.2.1.1. Campanha experimental na Estação de Envelhecimento Natural no Carregado .. 46 4.2.1.2. Campanha experimental em paramentos em Caxias ... 48 4.2.1.3. Campanha experimental na fachada de um edifício no Restelo ... 49 4.2.1.4. Campanha experimental em placas ETICS no Laboratório de Construção ‐ DECivil ... 49 4.2.2. Objectivos a analisar nos paramentos ensaiados ... 50 4.3. Procedimento experimental ... 51 4.4. Técnicas auxiliares de diagnóstico ... 52 4.5. Caracterização do plano de estudo ... 54 4.5.1. Análise da variabilidade da técnica do tubo de Karsten ... 54 4.5.2. Análise de parâmetros de influência ... 54 4.5.3. Análise da reprodutibilidade de resultados ... 59 4.6. Análise estatística utilizada no estudo dos resultados... 59 4.7. Conclusões do capítulo ... 60 5. Apresentação e discussão dos resultados experimentais ... 63 5.1. Considerações gerais ... 63

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5.2. Análise da variabilidade da técnica do tubo de Karsten ... 63 5.2.1. Variabilidade nos paramentos analisados ... 63 5.2.2. Número mínimo de ensaios a realizar por paramento ... 67 5.3. Análise de parâmetros de influência ... 70 5.3.1. Utilização de tubos de Karsten diferentes ... 71 5.3.2. Condições climáticas distintas (sol e chuva) ... 73 5.3.3. Variação do material de fixação (silicone transparente, massa anti‐vibratória e plasticina) ... 75 5.3.4. Localização dos tubos (casos de juntas em revestimentos cerâmicos) ... 78 5.3.5. Tipos de superfícies (revestimentos cerâmicos, argamassas e placas ETICS) ... 81 5.4. Análise da reprodutibilidade de resultados ... 83 5.5. Conclusões do capítulo ... 92 6. Conclusões e desenvolvimentos futuros ... 97 6.1. Considerações gerais ... 97 6.2. Conclusões gerais ... 97 6.3. Desenvolvimentos futuros ... 99 Bibliografia ...101 Regulamentação/Normalização/Especificação ... 106 Sites consultados ... 107 ANEXO A ‐ resultados experimentais ... A.1 ANEXO B ‐ fichas técnicas ... B.1

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Índice de figuras

Figura 2.1 ‐ Aplicação da argamassa tradicional ... 15 Figura 2.2 ‐ Preparação da argamassa ... 15 Figura 2.3 ‐ Fendilhação do reboco: numa única camada (fendas afastadas, de grande largura e profundidade) e em duas camadas de espessura menor (fendas mais próximas, finas e desencontradas) ... 16 Figura 2.4 ‐ Exemplos de anomalias provocadas pela acção da água em paredes rebocadas: a) Eflorescências e criptoflorescências; b) Sujidade uniforme, c) Humidade capilar e d) Biodegradação ‐ colonização biológica (musgo) ... 17 Figura 2.5 ‐ Exemplos de anomalias que ocorrem nas fachadas rebocadas: e) Fendilhação e fissuração; f) Perda de aderência; g) Desagregação e h) Erosão ... 18 Figura 2.6 ‐ Camadas do sistema de revestimento cerâmica aderente e suporte ... 18 Figura 2.7 ‐ Exemplos de ladrilhos cerâmicos: a) porcelânico, b) grés extrudido e c) azulejo .... 19 Figura 2.8 ‐ Esquema representativo da aplicação de RCA de pavimentos em camada espessa e em camada fina ... 20 Figura 2.9 ‐ a) Junta estrutural (1‐suporte; 2‐ladrilho; 3‐material de assentamento; 4‐fundo de junta; 5‐cordão de silicone; 6‐mástique) b) Junta estrutural ... 21 Figura 2.10 ‐ a) Junta de esquartelamento e b) Junta de esquartelamento ... 22 Figura 2.11 ‐ a) Exemplos de juntas periféricas e b) Junta periférica ... 22 Figura 2.12 ‐ Exemplos das principais anomalias registadas em revestimentos cerâmicos: a) eflorescências, b) descolamentos, c) fendilhação e d) deterioração de juntas ... 26 Figura 3.1 ‐ Processo de avaliação do desempenho de um elemento construtivo ... 30 Figura 3.2 ‐ Aplicação do tubo de Karsten em superfície horizontal e vertical... 33 Figura 3.3 ‐ Etapas do ensaio do tubo de Karsten ... 34 Figura 3.4 ‐ Porosidade aberta e fechada respectivamente . ... 36 Figura 3.5 ‐ Posições para a realização do ensaio de permeabilidade à água líquida ... 38 Figura 3.6 ‐ Exemplos de factores que afectam o ensaio: a) Existência de microfissuras, b) processo de fixação do tubo ... 41 Figura 4.1 ‐ Muro Sul ensaiado (EEN)………46 Figura 4.2 ‐ Esquema representativo do muro Sul analisado………..46

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Figura 4.7 ‐ Muro de cerâmica betumada ensaiado ... 48 Figura 4.8 ‐ Divisão do paramento de Caxias por zonas ... 48 Figura 4.9 ‐ Muro ensaiado na zona 3 (MZ3) ... 48 Figura 4.10 ‐ Muro ensaiado na zona 6 (MZ6) ... 48 Figura 4.11 ‐ Paramento ensaiado da fachada de um edifício no Restelo ... 49 Figura 4.12 ‐ Placas EPS1 (esquerda) e EPS2 (direita) ensaiadas ... 50 Figura 4.13 ‐ Materiais necessários para a execução in‐situ da técnica de ensaio do tubo de Karsten ... 51 Figura 4.14 ‐ Material de fixação (massa anti‐vibratória) moldado e pronto a aplicar ao tubo . 52 Figura 4.15 ‐ Material de fixação (plasticina) colocado no bordo interior do tubo ... 52 Figura 4.16 ‐ Principais etapas do procedimento da técnica de ensaio in‐situ do tubo de Karsten utilizando material de fixação silicone transparente ... 53 Figura 4.17 ‐ Humidímetro portátil ... 53 Figura 4.18 ‐ Termo‐higrómetro ... 53 Figura 4.19 ‐ Ensaio de 11 tubos de Karsten a decorrer, com o objectivo de analisar a variabilidade da técnica ... 54 Figura 4.20 ‐ Tubo de Karsten 1 e indicação das dimensões ... 55 Figura 4.21 ‐ Tubo de Karsten 2 ... 55 Figura 4.22 ‐ Ensaio a decorrer com tubos de Karsten diferentes (A ‐ Tubo1, B ‐ Tubo2) ... 56 Figura 4.23 ‐ Ensaio em condições de sol... 56 Figura 4.24 ‐ Preparação do ensaio para condições de “chuva” ... 56 Figura 4.25 ‐ Ensaio comparativo entre silicone transparente e plasticina (A ‐ Silicone, B ‐ Plasticina) ... 56 Figura 4.26 ‐ Ensaio comparativo entre massa anti‐vibratória e plasticina (Esq. ‐ Massa a.v., Dir. ‐ Plasticina) ... 57

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Figura 4.27 ‐ Ensaio comparativo entre silicone transparente e massa anti‐vibratória (Esq. ‐ Silicone, Dir. ‐ Massa a.v.) ... 57 Figura 4.28 ‐ Casos de juntas ensaiados em ladrilhos cerâmicos ... 58 Figura 4.29 ‐ Ensaio em superfície de revestimento em argamassa monocamada hidrofugada 58 Figura 4.30 ‐ Ensaio em superfície de revestimento cerâmico com junta em T ... 58 Figura 4.31 ‐ Ensaio em placas ETICS ... 58 Figura 4.32 ‐ Legenda de um diagrama boxplot ... 60 Figura 5.1 ‐ Coeficientes de variação dos volumes de água absorvidos nos paramentos ensaiados ... 65 Figura 5.2 ‐ Diagrama boxplot demonstrativo da dispersão dos resultados de volumes de água absorvida ... 65 Figura 5.3 ‐ Ensaio a decorrer no paramento M2 ... 66 Figura 5.4 ‐ Ensaio a decorrer do tubo de Karsten III com fuga de água ... 66 Figura 5.5 ‐ Ensaio a decorrer no paramento de Caxias ... 66 Figura 5.6 ‐ Ensaio a decorrer no paramento MCR ... 67 Figura 5.7 ‐ Ensaio a decorrer na placa EPS1 ... 67 Figura 5.8 ‐ Ensaio a decorrer para a análise da influência de tubos de Karsten diferentes (Tubos 1 à esquerda; Tubos 2 à direita) ... 71 Figura 5.9 ‐ Gráfico comparativo dos resultados dos volumes de água absorvidos ... 72 Figura 5.10 ‐ Gráfico da relação dos volumes de água absorvida pelos Tubos 1 e 2 ... 72 Figura 5.11 ‐ Localização dos tubos de Karsten a ensaiar no paramento M5 ... 73 Figura 5.12 ‐ Gráfico dos volumes de água absorvidos nas inspecções realizadas ... 74 Figura 5.13 ‐ Resultados dos volumes de água absorvida na 1ª inspecção, no paramento M3 . 76 Figura 5.14 ‐ Resultados dos volumes de água absorvida na 2ª inspecção, no paramento M4 . 77 Figura 5.15 ‐ Resultados dos volumes de água absorvida na 3ª inspecção, no paramento M4 . 78 Figura 5.16 ‐ Exemplo de um ensaio não considerado devido a absorção excessiva ... 80 Figura 5.17 ‐ Volumes médios de água absorvida registados nos casos de juntas estudados ... 80 Figura 5.18 ‐ Valores médios do volume de água absorvida nos paramentos ensaiados ... 81

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Figura 5.23 ‐ 2ª inspecção no paramento M3 ‐ 1 par de tubos diferentes com diferentes materiais de fixação (A‐silicone; B‐plasticina) ... 86 Figura 5.24 ‐ 3ª inspecção no paramento M3 ‐ 1 par de tubos com material de fixação plasticina ... 86 Figura 5.25 ‐ Volumes de água absorvida aos 180min no paramento M3 ... 86 Figura 5.26 ‐ Volumes de água absorvida aos 180min no paramento MCR ... 88 Figura 5.27 ‐ Volumes de água absorvida aos 180min na placa EPS1 ... 89 Figura 5.28 ‐ Volumes de água absorvida aos 180min na placa EPS2 ... 90

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Índice de tabelas

Tabela 2.1 ‐ Classificação de revestimentos exteriores de paredes ... 7 Tabela 2.2 ‐ Características de desempenho em serviço de rebocos exteriores ... 7 Tabela 2.3 ‐ Características de desempenho em serviço de ladrilhos cerâmicos de revestimentos exteriores ... 8 Tabela 2.4 ‐ Requisitos para a quantificação de características de desempenho para rebocos, segundo a normalização e especificações técnicas existentes ... 9 Tabela 2.5 ‐ Requisitos para a quantificação de características de desempenho para revestimentos cerâmicos ... 11 Tabela 2.6 ‐ Classificação das argamassas consoante propriedades e/ou utilização, tipo de concepção, local de produção, aplicação e tipos de ligantes ... 11 Tabela 2.7 ‐ Exemplos de adjuvantes e adições e respectivas funções ... 13 Tabela 2.8 ‐ Classificação das argamassas industriais ... 15 Tabela 2.9 ‐ Principais agentes de degradação nas fachadas rebocadas ... 16 Tabela 2.10 ‐ Principais anomalias e respectivas causas mais prováveis ... 17 Tabela 2.11 ‐ Classificação dos ladrilhos cerâmicos segundo a norma europeia EN 14411:2003, exemplos de denominações comerciais e algumas das suas características principais ... 19 Tabela 2.12 ‐ Caracterização dos vários tipos de adesivos para ladrilhos cerâmicos ... 20 Tabela 2.13 ‐ Sub‐classes dos vários tipos de adesivos consoante as características de desempenho e designações respectivas ... 21 Tabela 2.14 ‐ Materiais, equipamentos e ferramentas necessárias à aplicação de revestimentos cerâmicos aderentes em paredes de fachada ... 23 Tabela 2.15 ‐ Síntese dos factores de degradação de revestimentos cerâmicos aderentes em fachadas exteriores ... 25 Tabela 2.16 ‐ Principais anomalias dos revestimentos cerâmicos e respectivas causas mais prováveis ... 26 Tabela 3.1 ‐ Técnicas de ensaio in‐situ aplicáveis a rebocos exteriores com relação entre os parâmetros medidos e as características de desempenho ... 32 Tabela 3.2‐ Vantagens e desvantagens da utilização do ensaio com o tubo de Karsten . ... 34 Tabela 3.3 – Resultados da avaliação do desempenho de revestimentos exteriores in‐situ quanto à absorção média de água com diferentes materiais de fixação do tubo ... 37

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revestimentos de argamassas e ainda diferentes alturas de ensaio ... 39 Tabela 3.7 ‐ Resumo dos coeficientes de variação obtidos em estudos anteriores com o ensaio do tubo de Karsten ... 40 Tabela 3.8 ‐ Diferentes metodologias de ensaio utilizadas por vários autores ... 41 Tabela 3.9 ‐ Factores que afectam o ensaio com o tubo de Karsten ... 42 Tabela 4.1 ‐ Síntese dos objectivos a analisar em cada paramento ... 50 Tabela 4.2 ‐ Síntese das dimensões dos tubos de Karsten ... 55 Tabela 4.3 ‐ Síntese das características dos diferentes materiais de fixação ... 57 Tabela 4.4 ‐ Síntese dos paramentos ensaiados ... 60 Tabela 5.1 ‐ Resumo dos ensaios realizados com o objectivo de analisar a variabilidade da técnica do tubo de Karsten ... 64 Tabela 5.2 ‐ Síntese dos ensaios pertencentes ao intervalo de ±20% da média do volume de água absorvida e respectivos coeficientes de variação ... 68 Tabela 5.3 ‐ Síntese dos ensaios pertencentes aos diversos intervalos estudados e respectivos coeficientes de variação ... 69 Tabela 5.4 ‐ Síntese dos ensaios pertencentes ao intervalo de ±σ da média do volume de água absorvida e respectivos coeficientes de variação ... 70 Tabela 5.5 ‐ Tabela comparativa dos resultados obtidos com os Tubos 1 e 2 ... 72 Tabela 5.6 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida no paramento M5 e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 74 Tabela 5.7 ‐ Resumo das inspecções realizadas e dos volumes de água absorvidos ao fim de 180 min com os diferentes materiais de fixação ... 76 Tabela 5.8 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida na 1ª inspecção e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 76 Tabela 5.9 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida na 2ª inspecção e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 77

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Tabela 5.10 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida na 3ª inspecção e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 78 Tabela 5.11 ‐ Síntese dos volumes de água absorvida nos casos de juntas analisados ... 79 Tabela 5.12 ‐ Resumo dos ensaios realizados com o objectivo de analisar os tipos de superfícies de revestimentos ... 81 Tabela 5.13 ‐ Resumo das inspecções repetidas nos mesmos paramentos ... 84 Tabela 5.14 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida no paramento M1 e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 85 Tabela 5.15 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida no paramento M3 e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 87 Tabela 5.16 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida no paramento MCR e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 88 Tabela 5.17 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida na placa EPS1 e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 90 Tabela 5.18 ‐ Resumo dos volumes de água absorvida na placa EPS2 e respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 91 Tabela 5.19 ‐ Resumo dos casos de estudo da reprodutibilidade e as respectivas diferenças percentuais dos resultados obtidos ... 91 Tabela 5.20 ‐ Resumo de todos os paramentos e ensaios realizados no trabalho experimental ... 93 Tabela 5.21 ‐ Resumo dos valores médios de volumes de água absorvida e coeficientes de absorção ... 95

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Simbologia / acrónimos

Abptk ‐ absorção de água sob baixa pressão no ensaio do tubo de Karsten APFAC ‐ Associação Portuguesa dos Fabricantes de Argamassas de Construção a.v. ‐ anti‐vibratória Cabtk ‐ coeficiente de absorção no ensaio do tubo de Karsten CEN ‐ Comité Europeén de Normalisation CV ‐ coeficiente de variação dos resultados DECivil ‐ Departamento de Engenharia Civil EEN ‐ Estação de Envelhecimento Natural EPS ‐ Expanded Polystyrene ETICS ‐ External Thermal Insulating Composite Systems ISO ‐ International Organization for Standardization IST ‐ Instituto Superior Técnico LNEC ‐ Laboratório Nacional de Engenharia Civil RILEM ‐ Réunion Internationale des Laboratoires D’Essais et de Recherches sur les Matériaux et les Constructions

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1. Introdução

1.1 Enquadramento e justificação da tese

A vida útil de um edifício define‐se como o período de tempo após a sua construção, em que este ou os seus elementos igualam ou excedem as exigências funcionais de desempenho [ISO, 2000]. Este período é limitado visto que o nível de desempenho de um edifício sofre uma diminuição a partir do momento em que inicia a sua vida útil devido, principalmente, às acções de agentes de degradação a que se encontra sujeito. A intensidade destes agentes determina o desenvolvimento da degradação do qual depende o nível de desempenho em serviço. A prática da manutenção de um edifício, que assume cada vez maior peso em garantir níveis aceitáveis de desempenho para os edifícios e os seus elementos durante o seu tempo de vida útil, depende do conhecimento em serviço do desempenho dos seus elementos que é conseguida através de avaliações in‐situ.

As fachadas, ao desempenharem funções de estabilidade, de resistência estrutural, de conforto higrotérmico ou acústico, têm uma contribuição importante para o desempenho do edifício. São constituídas por vários elementos, que requerem diferentes acções de manutenção, dos quais se destacam os revestimentos exteriores.

Os revestimentos têm como funções proteger as paredes, assegurar a sua impermeabilização, conferir o acabamento e permitir uma adequabilidade ao uso e durabilidade [Veiga, 2005]. Desta forma, é importante que as exigências funcionais dos revestimentos sejam levadas em conta simultaneamente com as exigências funcionais das paredes, visto as funções do conjunto serem conseguidas com maior ou menor contributo de cada componente.

A avaliação de níveis de desempenho de certas propriedades de uma fachada, é conseguida através de técnicas de ensaio in‐situ, pertencentes a uma metodologia de avaliação do desempenho em serviço. De acordo com vários autores, as acções mecânicas e a acção da água apresentam‐se como as principais causas da diminuição dos níveis de desempenho de tais propriedades.

Neste contexto, visto a presente dissertação estar orientada para o estudo dos revestimentos exteriores em argamassa e em ladrilhos cerâmicos, de classificações maioritariamente baseadas nas funções de impermeabilização e de acabamento/decorativo, respectivamente, a permeabilidade à água líquida pode ser avaliada através do ensaio do tubo de Karsten.

Esta investigação baseia‐se num estudo contínuo, relativo à técnica de ensaio utilizando o tubo de Karsten, a acrescentar aos já realizados por outros investigadores, e ao conhecimento adquirido sobre a eficácia da técnica na avaliação do desempenho em serviço e degradação de fachadas revestidas a argamassa e ladrilhos cerâmicos. Através da realização de campanhas experimentais pretende‐se contribuir para a melhoria do diagnóstico em serviço através desta técnica.

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seu desempenho em serviço ao longo da vida útil da fachada, e a respectiva importância da técnica na prática da manutenção.

Por conseguinte, o desenvolvimento da metodologia de avaliação do desempenho em serviço baseada na utilização da técnica de ensaio do tubo de Karsten, propõe a interpretação dos resultados experimentais obtidos em campanhas realizadas em laboratório e in‐situ. Neste trabalho, o ensaio de tubo de Karsten determina o desempenho de revestimentos cerâmicos e de argamassas face à acção da água através da medição da permeabilidade à água líquida sob baixa pressão. Pretendem‐se atingir os seguintes objectivos parciais:

• estudo mais aprofundado do desempenho em serviço dos revestimentos cerâmicos e de argamassas (tradicionais e industriais);

• avaliação da variabilidade da técnica de ensaio do tubo de Karsten, de modo a encontrar uma quantidade mínima necessária de ensaios a realizar numa dada área de superfície, que corresponda a um valor fiável da permeabilidade à água líquida da mesma;

• investigação de parâmetros que se prevêem influenciar a técnica do tubo de Karsten, designadamente:

o utilização de tubos de Karsten de características diferentes; o variação das condições climáticas (sol e chuva);

o utilização de diferentes materiais de fixação do tubo (silicone transparente, massa anti‐vibratória e plasticina);

o localização dos tubos em revestimentos cerâmicos, sobretudo casos de juntas existentes (junta em T, junta em T invertido, junta vertical, junta horizontal e junta em cruz), além do corpo do ladrilho cerâmico;

o tipo de superfície, comparando os resultados obtidos em diferentes revestimentos;

• análise da reprodutibilidade de resultados determinando a possibilidade de existir concordância de resultados em alturas de medições diferentes, ou a existência de uma tendência de valores, em ensaios repetidos sob as mesmas condições;

• identificação de factores que impossibilitam a realização eficaz da técnica de ensaio resultando em interpretações incorrectas, ou à exclusão, dos resultados fornecidos pela mesma.

1.3 Estrutura e organização da tese

Esta dissertação encontra‐se organizada em seis capítulos, designadamente introdução; desempenho de revestimentos de argamassas e de ladrilhos cerâmicos em fachadas; técnicas de ensaio in‐situ para avaliação do desempenho de revestimentos de fachadas em serviço; caracterização do trabalho experimental; apresentação e discussão dos resultados experimentais e conclusões e desenvolvimentos futuros.

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O primeiro capítulo realiza um enquadramento do tema da dissertação introduzindo o conceito de revestimentos exteriores de fachadas, assim como a importância das técnicas de ensaio in‐situ pertencentes à metodologia de avaliação do seu desempenho. Apresentam‐se ainda, os objectivos a atingir, a metodologia de investigação a desenvolver e a organização e estrutura da tese.

O segundo capítulo apresenta o desempenho de revestimentos de paredes no geral, explicitando as suas funções e exigências funcionais, a sua classificação funcional, as características de desempenho e o comportamento físico em serviço face à acção da água. São especificados os constituintes e aplicações dos revestimentos de argamassas e de ladrilhos cerâmicos e, por fim, as principais anomalias e respectivas causas, que provocam a sua perda de desempenho.

O terceiro capítulo demonstra a importância que as técnicas de ensaio in‐situ têm na avaliação do desempenho das propriedades dos revestimentos em serviço, visto pertencerem a uma metodologia de avaliação que permite conhecer e analisar as características dos revestimentos. Realiza‐se uma contextualização da técnica de ensaio do tubo de Karsten, que constitui o âmbito do trabalho experimental desta dissertação, referindo o seu campo de aplicação, vantagens e desvantagens, bem como a interpretação e variabilidade de resultados e os factores que influenciam a técnica.

O quarto capítulo caracteriza a técnica de ensaio do tubo de Karsten e o seu procedimento, bem como técnicas auxiliares de diagnóstico. Demonstra a metodologia de investigação adaptada, expondo os locais e paramentos ensaiados e as respectivas características que os definem e os objectivos a que se destinam. É caracterizado o plano de investigação, explicitando os estudos que se realizaram no trabalho experimental, e exposta a análise estatística utilizada no estudo dos resultados.

O quinto capítulo apresenta e discute os resultados obtidos nas campanhas experimentais realizadas in‐situ e em laboratório, com a técnica do tubo de Karsten. Analisa os objectivos em estudo, designadamente, a avaliação da variabilidade da técnica e a determinação da quantidade mínima de ensaios a realizar numa dada área de superfície, o estudo de vários parâmetros de influência da técnica e ainda a análise da reprodutibilidade de resultados. No sexto capítulo são apresentadas as conclusões do trabalho desenvolvido de acordo com os objectivos inicialmente propostos. Inclui igualmente uma síntese crítica relativa à utilidade da informação conseguida e, por fim, uma lista das propostas para desenvolvimentos futuros que complementem o estudo realizado. No final encontram‐se as referências bibliográficas utilizadas no desenvolvimento deste estudo e anexos que incluem todas as informações que serviram de apoio à elaboração do texto principal da tese, assim como os resultados detalhados dos ensaios.

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2. Tecnologia e desempenho de revestimentos de argamassas e de

ladrilhos cerâmicos em fachadas

2.1. Considerações gerais

O presente capítulo pretende abordar as características principais relacionadas com o desempenho de rebocos e de revestimentos cerâmicos aderentes em fachadas exteriores. Em primeiro lugar, apresenta‐se o desempenho de revestimentos de paredes no geral, explicitando as suas funções e exigências funcionais, a sua classificação funcional, as características de desempenho e o comportamento físico em serviço face à acção da água. No que diz respeito às argamassas, serão desenvolvidos aspectos relacionados com a sua constituição e campo de aplicação. Neste último, serão abordadas as argamassas de revestimento quanto ao seu local de produção, sintetizando as argamassas tradicionais e as não‐tradicionais. Por fim, são apresentadas as principais anomalias e respectivas causas, que provocam a perda de desempenho das argamassas de revestimento.

Em seguida, apresentam‐se os revestimentos cerâmicos aderentes, indicando e descrevendo as principais características dos constituintes deste sistema de revestimento, nomeadamente os ladrilhos cerâmicos, o material de assentamento e as juntas. É apresentada também a metodologia de aplicação de um revestimento cerâmico. Para terminar são abordados os factores e respectivas causas que provocam perda do desempenho em serviço.

Em resumo este capítulo pretende sintetizar as características dos sistemas de revestimento em estudo (rebocos e ladrilhos) e o seu comportamento em serviço face à água.

2.2. Desempenho de revestimentos exteriores de paredes

O nível de desempenho de um edifício e respectivos elementos, sofre uma diminuição a partir do momento em que inicia a sua vida útil devido, principalmente, às acções permanentes de agentes de degradação a que se encontra sujeito. A intensidade destes agentes determina o desenvolvimento da degradação do qual depende o nível de desempenho. Os revestimentos têm como funções proteger as paredes, assegurar a sua impermeabilização, conferir o acabamento e permitir uma adequabilidade ao uso e durabilidade [Veiga, 2005]. Existem exigências funcionais dos revestimentos, abordadas mais adiante, que obrigam ao cumprimento de tais objectivos de maneira a conseguir os níveis de desempenho pretendidos.

2.2.1. Funções e exigências funcionais de revestimentos de paredes

Os revestimentos de paredes exteriores têm como funções proteger o tosco das paredes das diversas acções de agentes agressivos, contribuir para a sua impermeabilização, fornecer características de planeza, verticalidade e regularidade superficial às paredes e garantir um efeito decorativo pretendido. As exigências funcionais dos revestimentos de paredes deverão ser levadas em conta simultaneamente com as exigências funcionais das paredes, pois as funções do conjunto parede‐revestimento podem ser conseguidas com maior ou menor contribuição de cada componente [Lucas, 1990b].

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conforto visual e táctico competem aos revestimentos [Lucas, 1990b]. Segundo a Directiva dos Produtos de Construção [89/106/CE], os produtos devem permitir a realização de obras adequadas ao uso a que se destinam, satisfazendo, sempre que tais obras estejam sujeitas a regulamentações que as contenham, as seguintes seis exigências essenciais: • resistência mecânica e estabilidade; • segurança contra incêndios; • higiene, saúde e ambiente; • segurança na utilização; • protecção contra o ruído; • economia de energia e retenção de calor. Estas exigências essenciais aplicam‐se às paredes no seu conjunto, sendo fundamental que os revestimentos proporcionem a contribuição necessária em cada caso. Segundo Lucas [1990b], existem exigências funcionais de revestimentos de paredes de: • segurança; • compatibilidade com o suporte ou apoio; • estanquidade; • termo‐higrométricas; • pureza do ar; • conforto acústico, visual e táctil; • higiene; • adaptação à utilização normal; • durabilidade; • facilidade de limpeza; • aptidão para o armazenamento; • economia.

2.2.2. Classificação funcional de revestimentos exteriores de paredes

A classificação funcional dos revestimentos exteriores, na qual se distinguem revestimentos de estanquidade, impermeabilização e de acabamento, é maioritariamente baseada no comportamento à água dos revestimentos. Existem ainda revestimentos com função de isolamento térmico [Veiga, 2004]. De seguida, é apresentado na Tabela 2.1 uma descrição da classificação funcional e respectivas funções de revestimentos exteriores de paredes. Os revestimentos de argamassas podem‐se classificar, na sua maioria, como revestimentos de impermeabilização, e os revestimentos cerâmicos, de acabamento ou decorativos.

2.2.3. Características de desempenho de revestimentos de paredes

As características de desempenho explicitam as propriedades necessárias a um desempenho em serviço admissível, de modo a cumprir os objectivos e exigências funcionais. Assim a

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avaliação do desempenho é realizada medindo tais características, tendo em vista requisitos de desempenho definidos em documentos normativos ou técnicos. Tabela 2.1 ‐ Classificação de revestimentos exteriores de paredes [Lucas, 1996; Veiga, 2004] Classificação funcional Funções e descrição Revestimentos de estanquidade permitem garantir praticamente por si só a estanquidade à água exigível em geral ao conjunto tosco da parede‐revestimento. Os revestimentos devem manter as suas características de estanquidade mesmo no caso de ocorrência de fissuração do suporte. Revestimentos de impermeabilização conferem o complemento de impermeabilidade à água necessário para que o conjunto parede‐ revestimento seja estanque. O revestimento deve limitar a quantidade de água que atinge o suporte, mas será o conjunto parede‐revestimento que globalmente assegurará a estanquidade requerida. Em geral estes revestimentos não reúnem condições para conservarem a impermeabilização quando ocorre degradação significativa do suporte, como por exemplo, fissuração. Revestimentos de isolamento térmico revestimento capaz de complementar por si só o isolamento térmico exigível em geral ao tosco da parede‐revestimento. Em sistemas de isolamento térmico pelo exterior, são fixadas placas de isolante à parede e sobre estas é assente um reboco modificado que garante a impermeabilidade, a integridade do isolamento contra os choques e a decoração do paramento. Neste sistema o reboco desempenha também funções estruturais pois, ao contrário da aplicação tradicional, assenta sobre uma superfície com baixa compacidade e elástica, pelo que tem de ter a tenacidade suficiente para proteger o isolamento contra as acções do exterior, assegurando a estanquidade do paramento. O reboco, tem de ter então boa aderência ao isolamento, tem de ser hidrofugo e tem de estar armado. Revestimentos de acabamento ou decorativos consistem em proporcionar às paredes um aspecto agradável. Por não serem revestimentos de impermeabilização nem de regularização superficial, só devem ser aplicados em suportes em que o desempenho dessas funções já se encontre garantido. Contribuem também para a protecção que globalmente o revestimento deve proporcionar à parede, quer de tipo mecânico (choques, entre outros), quer de tipo químico. O que mais influencia o desempenho de uma fachada rebocada é o comportamento do reboco, tanto a nível da sua superfície como do material em si. Podem‐se então sintetizar cinco grupos principais de características de desempenho em serviço de rebocos exteriores, que se apresentam na Tabela 2.2. Embora as características de desempenho exigidas aos rebocos estejam definidas, nem todas têm já requisitos a cumprir estabelecidos, pelo que ainda se encontram em contínua investigação. Tabela 2.2 ‐ Características de desempenho em serviço de rebocos exteriores [Flores‐Colen, 2009] Processo de endurecimento Comportamento mecânico Comportamento face à água Comportamento da superfície do reboco Restantes elementos da fachada Compatibilidade mecânica, geométrica e química entre o suporte, reboco e acabamento final; influência de elementos metálicos embebidos; influência de pormenores arquitectónicos na fachada (em particular na protecção da superfície rebocada face à acção da água). Características de desempenho de rebocos exteriores Retenção de água; variações dimensionais e ponderais; retracção livre; retracção restringida; teor de ar incorporado. Massa volúmica aparente no estado endurecido; resistência à compressão; resistência à compressão por flexão; resistência aos impactos e ao atrito (riscagem, abrasão e choques de corpos duros); aderência ao suporte em estado seco e húmido; módulo de elasticidade dinâmico; resistência à fissuração; reacção ao fogo; condutibilidade térmica; coeficiente de expansão higrotérmico; coeficiente de absorção da radiação solar. Susceptibilidade de crescimento de microrganismos; permeabilidade à água líquida sob baixa pressão; coeficiente de capilaridade; absorção de água capilar; teor de humidade higroscópico para várias humidades relativas; permeabilidade ao vapor de água; teor de sais solúveis. Resistência a agentes químicos poluentes; resistência à formação de manchas; susceptibilidade à fendilhação; integridade das arestas; dureza adequada; rugosidade adequada; homogeneidade da textura, cor e brilho; boa aparência e ausência de degradação; adequado estado da pintura; grau de limpeza.

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serviço dos ladrilhos cerâmicos de modo a complementar a informação da Tabela 2.2. Tabela 2.3 ‐ Características de desempenho em serviço de revestimentos exteriores em ladrilhos cerâmicos [ISO, 1998] Dimensões e qualidade da superfície Propriedades físicas Propriedades químicas Características de desempenho de ladrilhos cerâmicos comprimento e largura; espessura; rectilinearidade dos bordos; rectangularidade; achatamento da superfície (curvatura e empenamento); qualidade da superfície absorção de água na tardoz do ladrilho; resistência de ruptura; módulo de ruptura; expansão linear térmica; resistência a choque térmico; resistência a geada; expansão devido a humidade; ligeiras diferenças de coloração resistência à formação de manchas; resistência a elevadas e reduzidas concentrações de ácidos e álcalis; resistência a produtos de limpeza; libertação de chumbo e cádmio (cerâmicos envidraçados) No estudo da durabilidade dos revestimentos cerâmicos aderentes, os factores de degradação a considerar estão relacionados com as solicitações a que deverão resistir sem rotura nem destacamento em relação ao suporte. Assim, tem‐se como factores de degradação que provocam a perda de desempenho [Freitas, 2003; Sá, 2005]: • o peso próprio e as sobrecargas decorrentes da sua utilização normal; • os choques normais ou excepcionais; • as acções climáticas externas, nomeadamente as solicitações higrotérmicas, a acção da neve e as acções de pressão e depressão, vibração e abrasão provocadas pelo vento; • as deformações impostas, de carácter estrutural ou de outra índole; • a acção da água e dos produtos quimicamente agressivos, inerentes, por exemplo, às operações normais de limpeza e conservação; • os agentes que provocam a degradação do aspecto dos revestimentos, em particular as poeiras, os microorganismos e a poluição atmosférica. A exposição aos factores de degradação provoca uma sucessiva perda de funcionalidade dos revestimentos. As principais causas de diminuição dos níveis de desempenho a que paredes exteriores revestidas se encontram sujeitas, são provocadas pelas acções mecânicas e pela acção da água, pelo que de seguida se irá enveredar pelo comportamento físico em serviço dos revestimentos exteriores face à água por ser de interesse a esta dissertação.

2.2.4. Comportamento físico em serviço de revestimentos exteriores face à água

A resistência à penetração de água em paredes, que se pode dar por infiltração, sob pressão, por capilaridade ou difusão do vapor de água [Galvão, 2009], é das funções mais importantes dos rebocos e segundo Flores‐Colen [2009], pode ser quantificada através da avaliação de algumas características de desempenho como a permeabilidade à água sob pressão, o coeficiente de capilaridade e a permeabilidade ao vapor de água.

Lanzinha e Freitas [1998] definem a permeabilidade à água sob baixa pressão como a propriedade de o material ser atravessado por água sob um gradiente de pressão. O nível de

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impermeabilização varia consoante factores como a natureza do suporte, a composição e dosagem da argamassa, a técnica de execução, a espessura da camada de revestimento, o acabamento da superfície, a porosidade da argamassa, entre outros [Resende, 2001; Gonçalves, 2010].

O coeficiente de capilaridade descreve‐se como sendo a capacidade com que uma argamassa endurecida absorve água, de forma natural, ou seja, sem se exercer pressão, quantificada pela massa de água absorvida por área de material, devido a forças capilares [adaptado de Flores‐ Colen, 2009; EMO, 2001; Lanzinha, 1998]. Essa absorção verifica‐se principalmente em humidades ascencionais, ou por capilaridade, e verificam‐se maiores absorções em relações a/c maiores e em percentagens elevadas de finos do agregado [Duarte, 2009].

A permeabilidade ao vapor de água define‐se como o fluxo de vapor de água que atravessa a argamassa, em condições de equilíbrio, por unidade de superfície e pressão de vapor [EMO, 2001]. As argamassas necessitam um ponto de equilíbrio de permeabilidade ao vapor de água para permitir a evaporação necessária, e não em demasia para que não ocorram criptoflorescências, da água infiltrada, e por sua vez esta propriedade é tanto mais importante quanto mais permeável for o revestimento [Veiga, 1998; Gonçalves, 2010].

De seguida, apresenta‐se na Tabela 2.4 uma síntese de valores normativos para a quantificação das características de desempenho da resistência à penetração de água em paredes rebocadas.

Tabela 2.4 ‐ Requisitos para a quantificação de características de desempenho para rebocos, segundo a normalização e especificações técnicas existentes [adaptado de Flores‐Colen, 2009; Gonçalves, 2010]

Característica

avaliada Requisito de desempennho Normas

P ≤ 1ml/cm2 para monocamadas, após ciclos climáticos de 48h EN 998‐1 [CEN, 2003a] P ≤ 1ml/cm2 para argamassas pré‐doseadas, em ensaios de desempenho e após

ciclos climáticos

Relatório 427/05 [LNEC, 2005] C ≤ 0,2 kg/m2.min0,5 em condições severas e C ≤ 0,4 kg/m2.min0,5 em condições

moderadas (argamassas leves e monomassas) EN 998‐1 [CEN, 2003a]

C > 0,4 kg/m2.min0,5 para revestimentos de forte capilaridade; 0,15 < C < 0,4 kg/m2.min0,5 para revestimentos de fraca capilaridade e C < 0,15 kg/m2.min0,5 para revestimentos de capilaridade muito fraca CSTB [1982] μ ≤ valor declarado pelo fabricante; μ ≤ 15 para argamassas de renovação ou de isolamento térmico EN 998‐1 [CEN, 2003a] Sd ≤ 0,15 m Relatório 427/05 [LNEC, 2005] Permeabilidade à água sob pressão Coeficiente de capilaridade Permeabilidade ao vapor de água De modo a atingir uma impermeabilização eficaz em zona não‐fendilhada, é necessário que as características de desempenho definidas sejam cumpridas, e que se verifique reduzida permeabilidade à água líquida, reduzido coeficiente de capilaridade e elevada permeabilidade ao vapor de água [Veiga, 1998].

Por sua vez, os revestimentos exteriores em ladrilhos cerâmicos apresentam como principais características de desempenho, no que respeita ao seu comportamento físico em serviço face à água, a absorção à água e a expansão por humidade. Apresentam‐se na Tabela 2.5 os requisitos para a quantificação de tais características de desempenho.

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[ISO, 1995] E ≤ 3%, para grés extrudido, porcelânico e grés porcelânico 3% < E ≤ 6%, para clinker e pavimento de monocozedura 6% < E ≤ 10 %, para terracota e revestimento de monocozedura E > 10%, para tijoleira e azulejo Absorção de água EN 14411 [CEN, 2003]

A absorção de água distingue‐se pela percentagem em massa de água absorvida (E), e é directamente proporcional à porosidade, sendo tanto maior quanto maior a porosidade. É importante conhecer o nível de porosidade por este influenciar as características de aderência, sendo que a aderência mecânica não ocorre com absorções nulas, recorrendo‐se a adesão química [Medeiros, 1999; Ribeiro, 2006; Sousa, 2008]. Esta característica indica também as variações dimensionais nos ladrilhos cerâmicos devidos às variações de humidade provocadas pelas movimentações higroscópicas da água nos revestimentos de fachada.

A expansão por humidade diz respeito ao inchamento dos ladrilhos ao entrarem em contacto com a humidade do meio ambiente, que pode originar tensões nos revestimentos afectando a sua estabilidade [Fiorito, 1994].

A infiltração da água proveniente de chuvas incidentes, ao ser absorvida por diferença de pressão e entrar em contacto com o interior das fachadas irá provocar o mecanismo de degradação, resultando em piores níveis de desempenho. Ao realizar‐se uma avaliação dos indicadores de desempenho, como a protecção à infiltração de água e o controlo da fissuração, poderá proceder‐se à sua prevenção através de medidas de impermeabilização, assim como a utilização de produtos hidrofugantes [adaptado de Yveras, 2002].

2.3. Revestimentos de argamassas

2.3.1. Classificação de argamassas

As argamassas são constituídas por uma mistura de vários constituintes, tais como os ligantes (substâncias que têm propriedades aglutinantes que conferem ligação entre as partículas), os agregados (areias que contribuem para a compacidade e resistência), a água (permite a formação da pasta) e por vezes adjuvantes (modificam propriedades químicas das argamassas ‐ aderência, impermeabilização, entre outros) e adições (modificam propriedades físicas das argamassas ‐ resistência à tracção, fendilhação, entre outros) [Martins, 2008].

As argamassas têm actualmente diversas aplicações e utilizações pelo que podem ser classificadas de acordo com parâmetros tais como as propriedades e utilização, o tipo de concepção, o local de produção, a aplicação e ainda os tipos de ligantes utilizados como se pode ver resumidamente na Tabela 2.6.

Mais adiante, os revestimentos de argamassas serão aprofundados no que respeita às suas principais funções, requisitos e características de desempenho.

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Tabela 2.6 ‐ Classificação das argamassas consoante propriedades e/ou utilização, tipo de concepção, local de produção, aplicação e tipos de ligantes [adaptado de Gonçalves, 2010; Duarte, 2009; Nascimento, 2006; Nero, 2001c] Argamassa de uso geral Argamassa leve Argamassa colorida Monocamada Argamassa de renovação Argamassa de isolamento térmico Argamassas de desempenho Argamassas de formulação Argamassas tradicionais (ou correntes) Argamassas não‐tradicionais (ou industriais)

Tipo Utilização Principais requisitos Argamassas de alvenaria Elevação de muros e paredes quer de tijolos quer de blocos Resistência; aderência às estruturas; capacidade de absorver movimentos devidos a tensões mecânicas, variações térmicas e de humidade Argamassas de revestimento Revestimento de paredes e muros Resistência à compressão; permanência de resistência no tempo; impermeabilidade; compacidade; aderência às alvenarias; volume constante durante a presa e o endurecimento Cimento‐cola Colam elementos cerâmicos sobre um suporte quer de reboco quer directamente sobre a parede Deve ser simplesmente misturado com água ou com o líquido de amassadura imediatamente antes da sua utilização Massas para juntas Preenchem as juntas entre os elementos dos revestimentos, podendo ter funções estéticas ou funcionais Têm em conta as tensões normais resultantes da aplicação de pavimento e revestimento, sendo que o seu uso nas juntas permite atenuar estas tensões Argamassas de suporte para revestimentos Regularizam o pavimento Elevada resistência à compressão resultante dos seus constituintes, cal e principalmente o cimento Um só ligante Mistura de ligantes Propriedades e utilização Tipo de concepção Local de produção Aplicação Cumpre as necessidades gerais sem possuir necessidades especiais Densidade após endurecimento é <= 1300kg/m3 Especialmente pigmentada para uma função decorativa Aplicada numa só camada Utilizada em alvenaria com presença de sais solúveis; elevada porosidade e permeabilidade ao vapor de água Propriedades específicas de isolamento térmico Composição e processo de fabrico definidos pelo fabricante para obter propriedades específicas Fabricada segundo uma composição pré‐determinada, para a qual as propriedades obtidas dependem da proporção entre os componentes Produzidas em obra Pré‐doseadas em fábrica Tipos de ligantes (inorgânicos) Ligantes aéreos (cal aérea e gesso); ligantes hidráulicos (cal hidráulica, cimento, escória de alto forno); materiais com comportamento de ligante (terras argilosas, pozolanas naturais, cinzas volantes) Argamassas bastardas ‐ exº argamassa aérea hidratada (cimento e cal hidráulica) Devido ao baixo custo inicial e à baixa complexidade da sua aplicação as argamassas de revestimento representam a solução de revestimento mais utilizada em Portugal [Gaspar, 2003]. A nível nacional, cerca de 62% dos edifícios construídos entre 1941 e 2001, adoptaram a solução de revestimento através de reboco, enquanto o betão à vista, pedra, ladrilhos e outros revestimentos representam níveis bastante inferiores (ordem decrescente de utilização) [Flores‐Colen, 2009; INE, 2001].

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disponibilidade e rapidez de aplicação das argamassas não‐tradicionais constituem grande vantagem por permitir acompanhar o ritmo cada vez mais apressado de construção e prazos cada vez mais reduzidos.

2.3.1.1. Argamassas tradicionais

Designam‐se argamassas tradicionais pelo facto de serem realizadas em obra com metodologias tradicionais, como a preparação e aplicação manual, sendo a preparação realizada com o auxílio de betoneira.

As argamassas tradicionais são ainda as mais utilizadas, em Portugal, em revestimentos de fachadas e são constituídas por um ou mais ligantes minerais, areia e água podendo ainda apresentar adjuvantes e adições. O seu desempenho ao longo do tempo vai depender da forma como estes materiais se combinam entre eles, a sua técnica de execução e de aplicação. De seguida serão aprofundados os respectivos componentes, bem como o seu método de aplicação.

i) Ligantes

Os ligantes são responsáveis por garantir a coesão entre as partículas que constituem a argamassa, e também a ligação desta ao suporte, devido às suas propriedades aglutinantes. Os ligantes inorgânicos, demonstrados anteriormente na Tabela 2.6 em três categorias (aéreos, hidráulicos e materiais com comportamento de ligante), classificam‐se em função do seu comportamento face à água. Os ligantes aéreos (cal aérea e gesso) perdem, total ou parcialmente, o seu grau de endurecimento quando em contacto permanente com a água, enquanto os hidráulicos (cal hidráulica e cimento) não [Nero, 2001d]. Os ligantes podem ser utilizados individualmente ou em conjunto (por exemplo o estuque constituído por gesso e cal), resultando em argamassas bastardas [Martins, 2008].

ii) Agregados

Os agregados mais comuns de argamassas de revestimento são as areias naturais, extraídas de leitos de rios ou de areeiros. Estes têm como função melhorar a compacidade e a resistência, funcionando como “o esqueleto” da argamassa, podendo a granulometria da areia influir na porosidade, trabalhabilidade e aspecto da argamassa. É de interesse manter níveis reduzidos de argilas de modo a conseguir menores retracções [Martins, 2008].

iii) Água

A água utilizada tem como função a formação da pasta, aglutinando o ligante e o agregado, pelo que assume grande responsabilidade na trabalhabilidade e consistência da argamassa, factores de que depende a sua aplicação; influencia também o processo de endurecimento, incidindo sobre o processo de carbonatação no caso da cal aérea e permitindo a hidratação dos silicatos e aluminatos nos ligantes hidráulicos [Martins, 2008].

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iv) Adjuvantes e adições

A utilização de adjuvantes e adições serve para melhorar as características dos rebocos mas não é muito usual nos rebocos tradicionais. Os adjuvantes permitem alterar as propriedades intrínsecas (químicas) das argamassas enquanto as adições têm como objectivo melhorar as propriedades físicas. Apresentam‐se na Tabela 2.7 alguns exemplos de adjuvantes e adições e as respectivas funções. Em Portugal a sua utilização não é significativa, no caso das argamassas tradicionais, pelo que o domínio da sua utilidade e adequabilidade são baixos, sendo necessário realizar estudos que fundamentem a sua utilização [Veiga, 1998]. Tabela 2.7 ‐ Exemplos de adjuvantes e adições e respectivas funções [adoptado de Galvão, 2009; Veiga 1998; Pinto et al., 2006] Adjuvantes Função Aderência melhoram a aderência sem aumentar o teor de cimento, diminuindo a retracção e a susceptibilidade à fendilhação Hidrófugos de massa melhoram a capacidade de impermeabilização pois obturam os capilares, impedindo a penetração e circulação de água no revestimento Introdutores de ar melhoram a capacidade de impermeabilização, a resistência ao gelo‐degelo e aos sais pois as bolhas de ar introduzidas promovem um corte de capilaridade Plastificantes aumentam a trabalhabilidade da argamassa, permitindo a diminuição da quantidade de água de amassadura e, eventualmente, de ligante Retentores de água limitam o risco de uma dessecação prematura da argamassa, contribuindo para uma hidratação mais completa Fungicidas impedem a fixação de microorganismos nas argamassas Adições Função Fibras aumentam a resistência à tracção e a ductilidade do revestimento, melhorando a resistência à fendilhação Cargas leves diminuem o módulo de elasticidade, permitindo maior deformação Pozolanas melhoram o comportamento aos sulfatos e ás reacções sílica‐agregados

O desempenho de uma argamassa de reboco tradicional e as suas características, vão depender da qualidade do ligante, características do agregado, volume de água, assim como o traço e a relação água‐cimento, e as suas condições de fabrico e aplicação, entre outros factores [Galvão, 2009]. Estas argamassas tradicionais possuem vantagem, relativamente às não‐tradicionais, de maior facilidade na homogeneidade do revestimento final, e serem menos onerosas. Por outro lado, necessitam de mais tempo na sua execução devido à existência de mais de uma camada, o que resulta em maior tempo de utilização de andaimes, e ocupação de mais espaço no estaleiro, bem como estudos de compatibilidade entre camadas e mão‐de‐obra qualificada [adaptado de Flores‐Colen, 2009 e APFAC, 2010]. 2.3.1.2. Argamassas não‐tradicionais

A evolução da necessidade de rapidez, qualidade e durabilidade na construção motivaram a crescente substituição das argamassas tradicionais preparadas em obra, por argamassas preparadas em fábricas, como é o caso das não‐tradicionais (ou pré‐doseadas). Esta tendência crescente de substituição deve‐se às seguintes vantagens que estas argamassas apresentam face às tradicionais, segundo vários autores [Veiga, 2006; Nero, 2001c; BASF, 2007]: