Caracterização experimental do comportamento mecânico de argamassas de desempenho térmico melhorado Henrique Tavares de Melo Martins do Vale Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Orientadores: Prof.ª Inês dos Santos Flores Barbosa Colen Prof.ª Maria da Glória de Almeida Gomes Júri Presidente: Prof.º Albano Luís Rebelo da Silva das Neves e Sousa Orientador: Prof.ª Inês dos Santos Flores Barbosa Colen Vogal: Prof.ª Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues Fevereiro de 2014
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Caracterização experimental do comportamento mecânico de ... · Ao meu colega e amigo Humberto Melo, que desenvolveu um trabalho em paralelo a este, por todo o apoio, incentivo,
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Caracterização experimental do comportamento
mecânico de argamassas de desempenho térmico
melhorado
Henrique Tavares de Melo Martins do Vale
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Orientadores: Prof.ª Inês dos Santos Flores Barbosa Colen
Prof.ª Maria da Glória de Almeida Gomes
Júri
Presidente: Prof.º Albano Luís Rebelo da Silva das Neves e Sousa
Orientador: Prof.ª Inês dos Santos Flores Barbosa Colen
Vogal: Prof.ª Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues
Fevereiro de 2014
Caracterização experimental do comportamento
mecânico de argamassas de desempenho térmico
melhorado
Dissertação elaborada no âmbito do projeto NANORENDER
- Performance of silica nanoaerogel – based renders –
Projeto FCT PTDC / ECM / 118262 / 2010
União Europeia
FEDER Governo da República Portuguesa
I
Agradecimentos
A realização da presente dissertação exigiu esforço e dedicação da minha parte, assim como a ajuda
de algumas pessoas, às quais passo a agradecer.
Às Professoras Inês Flores-Colen e Maria da Glória Gomes, minhas orientadoras científicas, por todo
o apoio e incentivo demonstrado ao longo deste trabalho, pela disponibilidade e rigor na análise de
resultados e na revisão do texto e pela partilha do conhecimento sobre o tema, incutindo assim um
maior rigor científico no trabalho.
Ao Engº António Soares, bolseiro de investigação no IST, por todo o apoio, dedicação e partilha de
conhecimentos, nomeadamente na realização dos ensaios experimentais, prestado ao longo de todo
o trabalho.
Aos Sr.Leonel Silva e Sr.João Lopes, técnicos do Laboratório de Construção do IST, por todo o apoio
e dedicação que, com o seu conhecimento e simpatia, me ajudaram durante o período de ensaios.
Ao meu colega e amigo Humberto Melo, que desenvolveu um trabalho em paralelo a este, por todo o
apoio, incentivo, companheirismo e amizade ao longo de todo o trabalho.
Às empresas Weber, Secil e DiaSen, pelo fornecimento das argamassas industriais em pó.
À FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia), dado que este trabalho foi desenvolvido no âmbito
do projeto de investigação FCT PTDC/ECM/11826/2010 NANORENDER – Performance of sílica
nanoaerogel – based renders.
Por último, e principalmente, aos meus pais por todo o apoio, compreensão, incentivo e carinho
demonstrado, ao longo de todo o meu percurso académico, sem os quais seria muito mais
complicado e aos meus 2 irmãos por todo o apoio, amizade e companheirismo.
Deixo também um agradecimento aos restantes amigos e familiares que me ajudaram direta ou
indiretamente.
II
III
Resumo
Atualmente existe uma preocupação no sentido de se obter edifícios com impacto ambiental reduzido
e bom conforto térmico. A necessidade de utilizar novas tecnologias para cumprir com as exigências
térmicas tem sido impulsionada pelo regulamento para edifícios (RCCTE, REH e certificação
energética). Com este objetivo, o uso de sistemas de revestimento para a melhoria do desempenho
térmico de fachadas tem aumentado, tais como as argamassas com incorporação de agregados
isolantes.
No presente estudo, e para melhor compreender o comportamento mecânico destas argamassas,
foram produzidas, em laboratório, 4 argamassas industriais com propriedades térmicas e 2
argamassas tradicionais, em que a areia foi substituída por agregados com propriedades isolantes
(cortiça e EPS), sem quaisquer adições/adjuvantes.
Foram realizados ensaios de resistência à compressão, à tração por flexão, módulo de elasticidade
dinâmico, aderência ao suporte e velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas. Em todas as
argamassas foi também medido o coeficiente de condutibilidade térmica. Por último, efetuou-se um
estudo comparativo entre os resultados das diferentes propriedades.
Em suma, foi possível verificar que são necessárias quantidades superiores a 70% de incorporação
de agregados isolantes (EPS e cortiça) para se obter argamassas térmicas, segundo a EN 998-1
(CEN, 2010) e que a introdução destes agregados provoca significativas alterações no
ABSTRACT .......................................................................................................................................... V
KEY-WORDS ........................................................................................................................................ V
ÍNDICE .............................................................................................................................................. VII
ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................................................. X
ÍNDICE DE TABELAS ........................................................................................................................... XIV
pó redispersivel; hidrófugo em pó; agente introdutor de ar e controlo
de tração; retentor de àgua
910 9,8 3,3 1010 - 0,34
(adesiva) 0,16
Int. e Ext.; reabilitação em
construção antiga
Cimento / Cal
EPS 100
polímero redispersivel;
hidrófugo; agente expansivo e
retentor de água
260 ± 50 ≥ 0,5 ≥ 0,3 - - ≥ 0,08
(coesiva) 0,05
Paredes novas ou a reabilitar
Cal hidráulica
natural Cortiça
sem informação
aditivos naturais; fibras de
polipropileno; introdutor de ar
470 ± 30 3 - - 742 - 0,083
Int. e Ext.; Cal
hidráulica natural
Cortiça sem
informação 360 ± 20 1,5 - - 742
0,1 (coesiva)
0,045
Legenda: Mv – massa volúmica aparente, estado endurecido; Rc – resistência à compressão; Rt – resistência à tração por flexão; Ed – módulo de elasticidade dinâmico; Et – módulo elasticidade
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; nd – não declarado nem fornecido pelo fabricante; CV –
coeficiente de variação
Em geral, todas os valores de espalhamento das argamassas estudadas encontram-se dentro dos
intervalos previstos, de acordo com as suas massas volúmicas no estado fresco (EN 1015-2, CEN,
1998).
Em relação às argamassas industriais, as constituídas por agregados de EPS (argamassas AInd
EPS e
BInd
EPS), em comparação com as constituídas por agregados de cortiça (argamassas CInd
Cort e DInd
Cort),
apresentavam uma trabalhabilidade superior, denotando uma maior facilidade no seu manuseamento.
Isto pode estar relacionado com a capacidade de absorção de água dos agregados de cortiça ser
muito mais elevada do que a dos agregados de EPS, as relações a/c adoptadas pelos fabricantes e
as adições/adjuvantes incorporados (Brás et al, 2013).
Brás et al. (2013) constataram que ao aumentar a dosagem de cortiça em argamassas, a sua
trabalhabilidade diminui, ao passo que a mesma tendência não se verifica para a incorporação de
agregados de EPS. De acordo com estes autores, isto advém de os agregados de cortiça e EPS
apresentarem densidades distintas (101 e 11 kg/m3, respetivamente). Sendo assim, obteve para uma
argamassa de cortiça com substituição de 70% e relação a/c de 0,7 o melhor valor de espalhamento
(155 mm) e para argamassas de EPS com substituições de 80% e relação a/c de 0,60, obteve
valores entre os 150-160 mm. A argamassa FTrad
Cort foi produzida com uma relação a/c semelhante
(0,68), obtendo-se um espalhamento idêntico (158 mm) e para a argamassa GTrad
EPS foi utilizada uma
relação a/c de 0,50, obtendo-se um espalhamento semelhante (151 mm). De notar que, para as
argamassas tradicionais a relação a/c foi obtida por tentativa e erro, de forma a cumprir com os
valores de espalhamento da norma EN 1015-2 (CEN, 1998).
55
De referir que a trabalhabilidade obtida para estas duas argamassas tradicionais, poderia, de acordo
com Babu et al. (2005), ter sido, substancialmente, melhorada com a introdução de um
superplastificante (retentor de água), mas o objetivo do trabalho é avaliar as argamassas sem
introdução de quaisquer adições/adjuvantes.
4.4. Caracterização das argamassas no estado endurecido
4.4.1. Massa volúmica aparente
Na Tabela 4.4 estão representados os valores médios da massa volúmica aparente, no estado
endurecido, das argamassas industriais e tradicionais aos 28 dias de idade. No anexo A.4.4,
encontram-se os resultados individuais relativos a este ensaio.
Tabela 4.4 – Massa volúmica aparente, aos 28 dias, no estado endurecido
Argamassa % Substituição /
Ag.isolante Idade (dias)
DP (kg/m
3)
CV (%) Massa volúmica aparente (kg/m
3)
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 28 17 7 237
BInd
EPS 70-80% EPS 28 17 4 432
CInd
Cort 70-80% cortiça 28 13 2 863
DInd
Cort cortiça (si) 28 13 2 642
Tradicional
ERef
- 28 8 1 1885
FTrad
Cort 80% cortiça 28 21 2 855
GTrad
EPS 85% EPS 28 20 3 683
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação
As massas volúmicas das argamassas com incorporação de agregados isolantes variam dos 237-863
kg/m3. Para as argamassas industriais variam desde os 237 aos 863 kg/m
3 e para as argamassas
tradicionais variam desde os 683 aos 855 kg/m3 (Figura 4.1). No cômputo geral, as argamassas
tradicionais apresentam valores de massa volúmica aparente superiores às argamassas industriais.
Em relação às argamassas industriais, e de acordo com o que os respetivos fabricantes especificam
para a massa volúmica aparente, o valor obtido para a argamassa CInd
Cort (863 kg/m3) e A
IndEPS (237
kg/m3) encontram-se dentro dos valores previstos (900 ± 50 kg/m
3) e (260 ± 50 kg/m
3),
respetivamente. O valor obtido para a argamassa BInd
EPS (432 kg/m3) e D
IndCort (642 kg/m
3) foram
ligeiramente superiores (28%) e (27%), tendo em conta aquilo que os fabricantes preconizam (250 ±
60 kg/m3) e (470 ± 30 kg/m
3), respetivamente.
Em relação às argamassas tradicionais, o valor obtido para a argamassa ERef
(1885 kg/m3), encontra-
se próximo dos valores obtidos por outros autores, para argamassas semelhantes. Veiga (2001),
obteve o valor de 1880 kg/m3, Arromba (2011) obteve o valor de 1919 kg/m
3 e Gonçalves (2010)
obteve o valor de 1896 kg/m3, aos 28 dias de idade. Em relação à argamassa F
TradCort, produzida com
incorporação de agregados de cortiça, o valor obtido foi de 855 kg/m3. Martins (2010) obteve valores
56
de massa volúmica aparente, para argamassas bastardas (cal hidráulica e cimento), com
percentagens de substituição de cortiça semelhantes, na ordem dos 605-970 kg/m3, verificando um
decréscimo de cerca de 50 a 60% na massa volúmica, por comparação com a sua argamassa de
referência (1875 kg/m3).
Figura 4.1 – Massa volúmica aparente, aos 28 dias, das
argamassas produzidas no estado endurecido
Figura 4.2 - % decrescente na massa volúmica aparente,
relativamente à argamassa E, das argamassas tradicionais
Brás et al. (2013) obtiveram um valor, aproximadamente, de 1480 kg/m3, para uma argamassa
semelhante. Com a introdução dos agregados de cortiça foi conseguida uma redução em cerca de
55%, em termos de massa volúmica na argamassa FTrad
Cort, relativamente à argamassa ERef
(sem
incorporação de agregados isolantes) (Figura 4.2). De notar que os valores obtidos para as
argamassas industriais e tradicionais de cortiça (CInd
Cort, DInd
Cort e FTrad
Cort), estão, sensivelmente, na
mesma ordem de grandeza para percentagens elevadas de incorporação de cortiça (70-80%).
Nóvoa et al. (2004) obtiveram, em média, para uma argamassa polimérica com substituição parcial de
45% de cortiça um valor de 1365 kg/m3, obtendo uma redução de cerca de 25% por comparação com
uma argamassa de referência, sem agregados de cortiça (1810 kg/m3). Panesar et al. (2012)
obtiveram, em média, para uma argamassa com substituição parcial de 20% de cortiça um valor de
1828 kg/m3, por comparação com uma argamassa de referência (2382 kg/m
3), verificando um
decréscimo de cerca de 23% na massa volúmica aparente. Estes estudos vêm corroborar a ideia de
que a inclusão de agregados de cortiça diminuem a massa volúmica aparente da argamassa.
Em relação à argamassa GTrad
EPS, produzida com agregados de EPS, foi obtido o valor de 683 kg/m3.
Ali (2011) e Brás et al. (2013) obtiveram um valor médio da massa volúmica de 970 kg/m3 e 1510
kg/m3, respetivamente, para argamassas com substituições semelhantes, de areia por granulado de
EPS. Ali (2011) e Brás et al. (2013) verificaram reduções de cerca de 54% e 30%, na massa volúmica
aparente, por comparação com as suas argamassas de referência (2138 kg/m3) e (2105 kg/m
3),
respetivamente. Com a introdução de agregados de EPS foi conseguida uma redução em cerca de
64%, em termos de massa volúmica na argamassa GTrad
EPS, relativamente à argamassa ERef
(sem
237 432
863 642
1885
855 683
0
1000
2000
3000
A B C D E F G
Mas
sa v
olú
mic
a a
par
ente
(k
g/m
3)
Argamassas
A.Industriais A.Tradicionais
55% 64%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
F G
% d
ecre
scen
te
A.Tradicionais
57
incorporação de agregados isolantes) (Figura 4.2). De notar que os valores obtidos para as
argamassas industriais de EPS (AInd
EPS e BInd
EPS) são inferiores ao obtido para a argamassa
tradicional de EPS (GTrad
EPS). Isto pode estar relacionado com o facto de um dos ligantes utilizados
nas argamassas industriais ser a cal e as percentagens superiores de inclusão de EPS,
nomeadamente na argamassa AInd
EPS (100%).
Em suma, é possível verificar que a introdução de agregados isolantes na constituição de
argamassas, faz diminuir a massa volúmica aparente. A introdução de partículas de cortiça (80%)
diminui em cerca de 55% a e a introdução de partículas de EPS (85%) diminui em cerca de 64%.
4.4.2. Resistência à compressão
Na Tabela 4.5 estão representados os valores médios da resistência à compressão, o desvio-padrão
e o coeficiente de variação das diferentes argamassas produzidas, aos 14 e 28 dias de idade. Os
resultados individuais obtidos do respetivo ensaio encontram-se no anexo A.4.5.
Tabela 4.5 – Resultados da resistência à compressão, aos 14 e 28 dias, das argamassas no estado endurecido
Argamassa %
Substituição / Ag.isolante
Idade (Dias)
Rc média (MPa)
Desvio padrão (MPa)
CV (%)
Classificação EN 998-1
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 14 0,25 0,02 7
CS I 28 0,36 0,03 9
BInd
EPS 70-80% EPS 14 0,96 0,12 13
CS I 28 1,25 0,20 16
CInd
Cort 70-80% cortiça 14 2,80 0,48 17
CS II 28 4,44 0,66 15
DInd
Cort cortiça (si) 14 1,41 0,15 11
CS II 28 2,10 0,17 8
Tradicional
ERef
- 14 15,23 0,75 5
CS IV 28 16,14 1,06 7
FTrad
Cort 80% cortiça 14 2,40 0,22 9
CS II 28 2,08 0,13 6
GTrad
EPS 85% EPS 14 1,85 0,50 27
CS II 28 2,30 0,72 31
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação
Em geral, é possível verificar que para as argamassas com incorporação de agregados isolantes os
valores da resistência à compressão (Rc) variam, maioritariamente, entre os 0,96 e os 2,8 MPa aos
14 dias de idade, e entre os 1,25 e os 4,44 MPa aos 28 dias de idade, revelando uma tendência para
a resistência à compressão na ordem destes valores (Figura 4.3).
Em relação às argamassas industriais, é possível verificar que, aos 28 dias, os valores da resistência
à compressão obtidos para as argamassas BInd
EPS (1,25 MPa) e CInd
Cort (4,44 MPa), encontram-se
dentro dos valores preconizados pelos respetivos fabricantes (0,5 a 2,5 MPa para a argamassa
58
BInd
EPS e 3,5 a 7,5 MPa para a argamassa CInd
Cort). Em relação às argamassas AInd
EPS (0,36 MPa) e
DInd
Cort (2,10 MPa) os valores obtidos foram ligeiramente mais baixos do que o previsto pelos
respetivos fabricantes (uma redução de cerca de 28% para a argamassa AInd
EPS e 30% para a
argamassa DInd
Cort). Os valores de resistência são superiores nas argamassas industriais de cortiça
em comparação com as industriais de EPS, visto que incorporam adições que melhoram a
resistência, nomeadamente fibras na argamassa DInd
Cort.
Em relação às argamassas tradicionais com incorporação de agregados isolantes, para a argamassa
FTrad
Cort, produzida com agregados de cortiça, foi obtido o valor de 2,08 MPa para a resistência à
compressão aos 28 dias. Brás et al. (2013), obtiveram valores entre os 3,9 e 6,4 MPa para a
resistência à compressão, para argamassas semelhantes com substituições de 70% e 80% de
cortiça, sendo a resistência de 6,4 MPa para substituições de 70% e a de 3,9 MPa para substituições
de 80%. A diferença verificada nos resultados (2,08 MPa para 3,9 MPa) pode estar relacionada com
as propriedades dos agregados de cortiça, uma vez que as granulometrias utilizadas são similares e
com a ausência/presença de um superplastificante na constituição da argamassa (Policarboxilato
modificado, PCE), sendo que a relação a/c em ambos os estudos foi muito semelhante (0,68 para
0,70). Verificou-se um decréscimo de cerca de 87% na resistência à compressão para a argamassa
FTrad
Cort por comparação com a argamassa ERef
(sem incorporação de agregados isolantes). Brás et
al. (2013) também verificaram uma redução significativa, cerca de 84%, na resistência à compressão
das argamassas com a introdução de agregados de cortiça.
Figura 4.3 – Resistência à compressão das argamassas, aos 14 e 28 dias, no estado endurecido
Para a argamassa GTrad
EPS, produzida com incorporação de agregados de EPS, foi obtido um valor de
2,30 MPa para a resistência à compressão aos 28 dias. Ali (2011), Brás et al. (2013) e Babu et al.
(2005) obtiveram para argamassas semelhantes, resistências de 3,5 MPa, 10,7 MPa e 3,83 MPa,
respetivamente. No primeiro caso, a diferença pode explicar-se pela presença de sílica de fumo e de
um superplastificante na constituição da argamassa, com benefícios para a sua resistência. No
0,25 0,96
2,8 1,41
15,23
2,4 1,85 0,36
1,25
4,44
2,1
16,14
2,08 2,3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
A* B* C* D* E F G
Res
istê
nci
a à
com
pre
ssão
(MP
a)
Argamassas
* Arg.Industriais Rc (14 dias) Rc (28 dias)
59
segundo caso, a diferença pode estar relacionada com a presença de um superplastificante e com o
tamanho dos agregados de EPS utilizados (2 mm), visto que segundo Miled et al. (2007) a resistência
à compressão aumenta, significativamente, com a diminuição do tamanho dos agregados e no
terceiro caso, a diferença pode estar relacionada com a presença de um superplastificante e com o
fato do cimento ser substituído por 50% de cinzas volantes, visto que a substituição parcial do
tradicional cimento por cinzas volantes, além de reduzir os custos, pode conduzir a melhores
resistências (Nóvoa et al, 2004). Verificou-se um decréscimo de cerca de 85% na resistência à
compressão para a argamassa GTrad
EPS por comparação com a argamassa ERef
(sem incorporação de
agregados isolantes). Ali (2011), Brás et al. (2013) e Babu et al. (2005), também verificaram reduções
significativas de 89%, 56% e 80%, respectivamente, na resistência à compressão das argamassas
com a introdução dos agregados de EPS.
Em suma, é possível verificar que a introdução de agregados isolantes na constituição de
argamassas, faz diminuir a resistência à compressão. A introdução de agregados de cortiça em
quantidades superiores a 80% faz diminuir a resistência em cerca de 87% e a introdução de
agregados de EPS em quantidades superiores a 85% faz diminuir a resistência em cerca de 85%.
De referir ainda que, de acordo com a EN 998-1 (CEN, 2010), os valores de resistência à compressão
para argamassas térmicas devem ser da classe CS I a CS II, isto é, devem ter valores na ordem dos
0,4 a 5 MPa. Como é possível verificar, as argamassas com incorporação de agregados isolantes
apresentam valores de resistência neste intervalo de valores, sendo as argamassas AInd
EPS e BInd
EPS
classificadas de CS I e as argamassas CInd
Cort, DInd
Cort, FTrad
Cort e GTrad
EPS de CS II. Sendo assim, é
possível melhorar o comportamento térmico das argamassas sem comprometer as funções
mecânicas para as quais são produzidas, neste caso de resistência à compressão.
É possível observar que as argamassas melhoram a sua resistência ao longo do tempo, à exceção
da argamassa FTrad
Cort. O aumento verificado para as argamassas industriais é, sensivelmente, igual
para todas (cerca de 30%). Em relação às argamassas tradicionais com incorporação de agregados
isolantes, a argamassa GTrad
EPS regista um aumento de cerca de 20% e a argamassa FTrad
Cort não
apresenta tendência de aumento.
Comparando os valores obtidos para as argamassas industriais com os valores obtidos para as
argamassas tradicionais com incorporação de agregados isolantes aos 28 dias de idade, é possível
constatar que os valores das argamassas industriais variam desde os 0,36 MPa aos 4,44 MPa, ao
passo que os valores das argamassas tradicionais são semelhantes (2,08 MPa para a argamassa
FTrad
Cort e 2,30 MPa para a argamassa GTrad
EPS). Em média, as argamassas industriais apresentam
valores de resistência ligeiramente superiores (cerca de 15%). De notar que este valor não tem em
conta a argamassa AInd
EPS, visto esta ser a camada de base para um sistema de isolamento térmico
pelo exterior.
60
4.4.3. Resistência à tração por flexão
Na Tabela 4.6 encontram-se os valores médios da resistência à tração por flexão, o desvio-padrão e
o coeficiente de variação das diferentes argamassas produzidas, aos 14 e 28 dias de idade. Os
resultados individuais obtidos do respetivo ensaio encontram-se no anexo A.4.6.
Em geral, os valores das argamassas com incorporação de agregados isolantes variam entre os 0,66
e 1,2 MPa aos 14 dias de idade, e entre os 0,77 e 1,89 MPa aos 28 dias de idade, revelando uma
tendência para a resistência à tração por flexão (Rt) na ordem destes valores (Figura 4.4).
Em relação às argamassas industriais, as resistências obtidas aos 28 dias de idade, estão na ordem
dos valores preconizados pelos respetivos fabricantes. Assim sendo, o fabricante da argamassa
AInd
EPS preconiza valores de resistência na ordem dos 0,3 MPa (a resistência obtida foi de 0,21 MPa,
uma redução na ordem dos 30%), enquanto que o fabricante da argamassa CInd
Cort preconiza valores
de resistência na ordem dos 1,6 MPa (a resistência obtida foi de 1,89 MPa, um aumento na ordem
dos 15%). Em relação às argamassas BInd
EPS e DInd
Cort, os fabricantes não preconizam qualquer tipo
de valor nas respetivas fichas técnicas. Contudo, o valor mais elevado na argamassa CInd
Cort pode
estar relacionado com a presença de um agente de controlo de tração na sua constituição.
Tabela 4.6 - Resultados da resistência à tração por flexão, aos 14 e 28 dias, das argamassas no estado endurecido
Argamassa % Substituição / Ag. isolante
Idade (Dias)
Rt média (MPa) Desvio padrão
(MPa) CV (%)
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 14 0,13 0,01 8
28 0,21 0,02 9
BInd
EPS 70-80% EPS 14 0,66 0,11 16
28 0,77 0,05 6
CInd
Cort 70-80% cortiça 14 1,20 0,12 10
28 1,89 0,24 13
DInd
Cort cortiça (si) 14 0,77 0,12 15
28 1,13 0,15 13
Tradicional
ERef
- 14 2,82 0,19 7
28 3,43 0,31 9
FTrad
Cort 80% cortiça 14 1,20 0,05 4
28 1,15 0,06 5
GTrad
EPS 85% EPS 14 0,87 0,12 14
28 0,88 0,12 13
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação
Em relação às argamassas tradicionais com inclusão de agregados isolantes, para a argamassa
FTrad
Cort, produzida com agregados de cortiça, foi obtido o valor de 1,15 MPa para a resistência aos 28
dias. Brás et al. (2013) produziram argamassas com percentagens de substituição de cortiça
semelhantes e obtiveram valores de resistência à flexão entre os 1,7-2,5 MPa, sendo o 1,7 MPa para
substituições de 80% e o 2,5 MPa para substituições de 70%. Esta diferença nos resultados (1,15
61
MPa para 1,7 MPa) pode estar relacionada com as propriedades dos agregados de cortiça, uma vez
que as granulometrias utilizadas são similares, e com a ausência/presença de um superplastificante
na constituição da argamassa (Policarboxilato modificado, PCE), sendo que a relação a/c em ambos
os estudos foi muito semelhante (0,68 para 0,70). Verificou-se um decréscimo de cerca de 66% na
resistência à flexão da argamassa FTrad
Cort por comparação com a argamassa ERef
(sem incorporação
de agregados isolantes). Brás et al. (2013) também verificaram uma redução significativa, cerca de
67%, na resistência à flexão das argamassas com a introdução de agregados de cortiça.
Em relação à argamassa GTrad
EPS, produzida com inclusão de agregados de EPS, foi obtido o valor de
0,88 MPa para a resistência aos 28 dias. Babu et al. (2005) obtiveram um valor muito próximo (0,89
MPa) e Brás et al. (2013) obtiveram para argamassas semelhantes com percentagens de substituição
de 70% e 80%, valores de 3 MPa e 2,7 MPa, respetivamente. Esta diferença nos resultados (0,88
MPa para 2,7 MPa), pode estar relacionada com a granulometria dos agregados de EPS, visto terem
sido utilizados agregados com 3,35-4 mm de diâmetro por comparação com agregados de 2 mm de
diâmetro. A ausência de um superplastificante na sua constituição também pode estar na génese da
diferença dos resultados, visto que não se utilizou nenhum aditivo/adjuvante na produção das
argamassas. Verificou-se um decréscimo na ordem dos 74% na resistência à flexão da argamassa
GTrad
EPS por comparação com a argamassa ERef
(sem incorporação de agregados isolantes). Brás et
al. (2013) e Babu et al. (2005), também verificaram reduções significativas de 48% e 62%,
respetivamente, na resistência à flexão das argamassas com a introdução de agregados de EPS.
Figura 4.4 – Resistência à tração por flexão das argamassas, aos 14 e 28 dias, no estado endurecido
Em suma, é possível verificar que a introdução de agregados isolantes na constituição de
argamassas, faz diminuir a resistência à tração por flexão. A introdução de agregados de cortiça em
quantidades superiores a 80% faz diminuir a resistência em cerca de 66% e a introdução de
agregados de EPS em quantidades superiores a 85% faz diminuir a resistência em cerca de 74%.
0,13
0,66
1,2
0,77
2,82
1,2
0,87
0,21
0,77
1,89
1,13
3,43
1,15 0,88
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
A* B* C* D* E F G
Res
istê
nci
a à
traç
ão p
or
flex
ão (
MP
a)
Argamassas
*Arg.Industriais Rt (14 dias) Rt (28 dias)
62
É possível observar que as argamassas melhoram a sua resistência ao longo do tempo, à exceção
da argamassa FTrad
Cort. O aumento verificado para as argamassas industriais é, sensivelmente, igual
para as argamassas AInd
EPS, CInd
Cort e DInd
Cort (cerca de 36%) e cerca de 14% para a argamassa
BInd
EPS. Em relação às argamassas tradicionais com incorporação de agregados isolantes, não se
verificam tendências, significativas, de aumento.
Comparando os valores obtidos entre as argamassas industriais e as argamassas tradicionais, com
inclusão de agregados isolantes aos 28 dias de idade, é possível verificar que os valores são muito
semelhantes, com exceção da argamassa AInd
EPS, não se podendo, assim, aferir qual o tipo de
argamassa (industrial ou tradicional) que apresenta melhores resultados nesta característica.
4.4.4. Aderência ao suporte (pull-off)
Na Tabela 4.7 estão representados os valores obtidos da tensão média de aderência ao suporte,
desvio padrão, coeficiente de variação e tipologia de rotura, aos 28 dias de idade, das diferentes
argamassas produzidas. No anexo A.4.7 encontram-se os valores individuais deste ensaio.
Tabela 4.7 – Resultados da tensão de aderência, aos 28 dias, das diferentes argamassas produzidas
Argamassa %
Substituição / Ag.isolante
Suporte Tensão média (MPa)
Desvio padrão (MPa)
CV (%)
Tipologia rotura
Industrial
AInd
EPS 100% EPS Tijolo 0,07 0,004 6 b (coesiva)
BInd
EPS 70-80% EPS Tijolo 0,21 0,023 11 a (adesiva)
CInd
Cort 70-80% cortiça Tijolo 0,36 0,180 50 a (adesiva)
DInd
Cort cortiça (si) Tijolo 0,29 0,103 36 a (adesiva)
Tradicional
ERef
- Tijolo 0,31 0,045 15 a (adesiva)
FTrad
Cort 80% cortiça Tijolo 0,11 0,044 40 a (adesiva)
GTrad
EPS 85% EPS Tijolo 0,20 0,064 32 a (adesiva)
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação
É possível verificar que os valores de tensão média de aderência ao suporte, para as argamassas
com incorporação de agregados isolantes, variam, maioritariamente, entre os 0,11 e os 0,36 MPa.
Para as argamassas industriais variam dos 0,21 aos 0,36 MPa e para as argamassas tradicionais
variam dos 0,11 aos 0,20 MPa (Figura 4.5).
Em relação às argamassas industriais, os valores obtidos encontram-se de acordo com as
especificações dos respetivos fabricantes. Assim, para a argamassa AInd
EPS, o fabricante preconiza
valores superiores a 0,08 MPa (valor obtido-0,07 MPa), para a argamassa BInd
EPS são esperados
valores na ordem dos 0,1 MPa (valor obtido-0,21 MPa), para a argamassa CInd
Cort são esperados
valores na ordem dos 0,3 MPa (valor obtido-0,36 MPa) e para a argamassa DInd
Cort o fabricante não
especifica valores. Tendo em conta que os rebocos cimentícios apresentam, geralmente, uma tensão
de aderência entre 0,3 a 0,5 MPa (Flores-Colen, 2009) sendo que normalmente deve ser superior a
0,3 MPa ou com rotura coesiva, segundo os requisitos de aderência do relatório 427/05 do LNEC
63
(2005), o valor obtido para a argamassa DInd
Cort (0,29 MPa) encontra-se muito próximo do
recomendado. No entanto, quando se trata de argamassas para revestimentos em edifícos antigos,
em que o suporte é mais fraco, a tensão de aderência pode apresentar valores inferiores a 0,3 MPa,
nomeadamente entre 0,1 e 0,3 MPa (Veiga, 2003).
Figura 4.5 – Valores da tensão de aderência, aos 28 dias,
das argamassas produzidas
Figura 4.6 - % decrescente na tensão de aderência,
relativamente à argamassa E, das argamassas tradicionais
Em relação às argamassas tradicionais, e de acordo com o relatório 427 do LNEC (2005), o valor
obtido para a argamassa ERef
(0,31 MPa), sem incorporação de agregados isolantes, encontra-se
dentro dos valores recomendados, apesar de em nenhuma das argamassas tradicionais se ter
incluído qualquer adjuvante promotor de aderência na sua produção. É possível verificar um
decréscimo de 65% e 36% na aderência ao suporte das argamassas FTrad
Cort e GTrad
EPS,
respetivamente, por comparação com a argamassa ERef
(Figura 4.6).
As condições de aplicação e preparação do suporte influenciam a aderência das argamassas ao
mesmo. Dado que a preparação e humedecimento do suporte foram feitos de acordo com Arromba
(2011), que estudou as melhores condições de humedecimento do suporte (tijolo), são excluídos os
problemas devidos ao excesso ou ausência de humedecimento do suporte. Assim, os valores mais
baixos obtidos para a aderência das argamassas tradicionais FTrad
Cort e GTrad
EPS, com incorporação de
agregados isolantes, podem estar relacionados com o modo da aplicação da argamassa no tijolo e
com a introdução de agregados isolantes que torna a argamassa menos compacta.
Sendo assim, é possível concluir que a introdução de agregados isolantes na constituição de
argamassas faz diminuir a sua aderência ao suporte. Contudo, existem adjuvantes que podem
combater esta tendência e, em geral, os valores obtidos para a aderência das argamassas com
incorporação de agregados isolantes, quer tradicionais quer industriais, encontram-se dentro dos
valores aceitáveis segundo os requisitos existentes.
É possível verificar também, que para as argamassas industriais foram obtidos valores de aderência
0,07
0,21
0,36
0,29 0,31
0,11
0,20
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
A B C D E F G
Ten
são
de
ader
ênci
a ao
su
po
rte
(MP
a)
Argamassas
A.Industriais A.Tradicionais 65%
36%
0%
20%
40%
60%
80%
F G
% d
ecre
scen
te
A.Tradicional
64
superiores (em média, cerca de 46%) relativamente às argamassas tradicionais produzidas com
agregados isolantes. Este fator pode estar relacionado com a argamassa DInd
Cort ser, segundo o
fabricante, muito macroporosa (cortiça e partes de ar) e como tal, agarrar-se muito bem a muitos
suportes e sobretudo à presença de adjuvantes promotores de aderência nos produtos pré-doseados
(nomeadamente na argamassa CInd
Cort).
4.4.5. Módulo de elasticidade dinâmico
Na Tabela 4.8 estão representados os valores médios do módulo de elasticidade dinâmico, aos 28
dias, para as argamassas industriais e tradicionais. Os resultados individuais deste ensaio
encontram-se no anexo A.4.8.
Tabela 4.8 – Módulo de elasticidade dinâmico, aos 28 dias, no estado endurecido
Argamassa %
Substituição / Ag.isolante
Idade (dias)
Módulo de elasticidade dinâmico médio (MPa)
Desvio padrão (MPa)
Poisson
()
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 28 70 10 0,300
BInd
EPS 70-80% EPS 28 620 6 0,243
CInd
Cort 70-80% cortiça
28 2110 188 0,161
DInd
Cort cortiça (si) 28 1160 30 0,153
Tradicional
ERef
- 28 15140 190 0,300
FTrad
Cort 80% cortiça 28 1420 31 0,216
GTrad
EPS 85% EPS 28 2020 367 0,166
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição
É possível constatar que o valor do módulo de elasticidade dinâmico varia entre os 70 MPa e os 2110
MPa, para as argamassas com incorporação de agregados isolantes. Para as argamassas industriais
varia entre os 70 a 2110 MPa e para as argamassas tradicionais varia entre os 1420 a 2020 MPa
(Figura 4.7).
Em relação às argamassas industriais e relativamente aos valores que os respetivos fabricantes
preconizam para o módulo de elasticidade dinâmico, os valores obtidos não distam muito dos
resultados previstos. Assim, os valores obtidos para as argamassas BInd
EPS (620 MPa) e CInd
Cort (2110
MPa) estão próximos do previsto pelos respetivos fabricantes (500 e 1000 MPa, respetivamente).
Para as restantes argamassas os fabricantes não especificam valores do módulo de elasticidade
dinâmico nas respetivas fichas técnicas dos produtos. Notar que o valor obtido para a argamassa
AInd
EPS (70 MPa) apresenta um valor baixo, por comparação com o obtido para outras argamassas
deste tipo.
Em relação às argamassas tradicionais, o valor obtido para a argamassa ERef
(15140 MPa) aproxima-
se de valores obtidos por outros autores, para uma argamassa semelhante: Arromba (2011), obteve o
valor de 11600 MPa; Gonçalves (2010) obteve o valor de 12900 MPa; Veiga (2001) obteve o valor de
11580 MPa, aos 28 dias. No entanto, este valor deve ser inferior a 10000 MPa segundo o relatório
65
427/05 do LNEC (2005). A limitação do módulo de elasticidade dinâmico, encontra-se relacionada
com a limitação da fendilhação na argamassa (Flores-Colen, 2009). Em relação à argamassa
GTrad
EPS, constituída por agregados de EPS, foi obtido um valor de 2020 MPa. Ali (2011) obteve, para
uma argamassa semelhante, o valor de 1200 MPa, mas para o módulo de elasticidade estático.
Segundo Bastos (2003), citado por Galvão (2009), o módulo de elasticidade dinâmico corresponde a
deformações instantâneas muito pequenas e é considerado igual ao módulo tangente inicial
determinado no ensaio estático, sendo portanto maior do que o módulo de elasticidade estático. Tal
citação, e de acordo com o valor obtido por Ali (2011), permite concluir que o valor obtido (2020 MPa)
pode estar próximo do esperado para uma argamassa desta natureza. Verificou-se uma redução de
cerca de 87% no módulo de elasticidade dinâmico para a argamassa GTrad
EPS, quando comparando
com a argamassa ERef
(sem incorporação de agregados isolantes) (Figura 4.8). Ali (2011) também
observou uma redução de cerca de 92%.
Para a argamassa FTrad
Cort, foi obtido o valor de 1420 MPa. Em relação à argamassa ERef
, sem
incorporação de agregados isolantes, verificou-se um decréscimo de 90% no módulo de elasticidade
dinâmico (Figura 4.8). Nóvoa et al. (2004) obtiveram, em média, para uma argamassa polimérica com
substituição de 45%, em volume, de areia por cortiça, o valor de 5300 MPa para o módulo de
elasticidade em compressão, denotando um decréscimo de 54% relativamente à sua argamassa de
referência (11170 MPa). Tendo em conta as percentagens de substituição de cortiça (80% e 45%), e
os decréscimos verificados em relação às argamassas de referência (90% e 54%), pode-se concluir
que o valor do módulo de elasticidade dinâmico obtido (1420 MPa) pode estar próximo do esperado
para uma argamassa desta natureza.
Figura 4.7 – Módulo de elasticidade dinâmico, aos 28
dias, das argamassas com incorporação de agregados isolantes
Figura 4.8 - % decrescente no módulo de elasticidade
dinâmico, relativamente à argamassa E, das argamassas tradicionais
O coeficiente de Poisson representa a relação entre a deformação transversal e a deformação
longitudinal do betão/argamassa. Para o betão o seu valor varia, geralmente, entre 0,15 e 0,25,
adoptando-se normalmente um valor médio igual a 0,20 (Appleton e Costa, 2002). Para as
argamassas produzidas o coeficiente de Poisson variou de 0,15 a 0,30 para as argamassas
70
620
2110
1160 1420
2020
0
1000
2000
3000
A B C D F G Mó
du
lo e
last
icid
ade
din
âmic
o (M
Pa)
Argamassas
A.Industriais A.Tradicionais 90% 87%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
F G
% d
ecre
scen
te
A.Tradicionais
66
industriais e de 0,17 a 0,30 para as tradicionais. Tal como Flores-Colen (2009) observou, o valor do
coeficiente de Poisson para as argamassas difere do considerado correntemente para o betão, com
valores na ordem dos 0,3.
Quando comparados os valores do módulo de elasticidade dinâmico das argamassas industriais com
as tradicionais, é possível verificar que os valores do módulo de elasticidade dinâmico são,
geralmente, maiores para as argamassas tradicionais. Isto significa que as argamassas tradicionais
são mais compactas e como tal, apresentam uma menor capacidade de deformação. A introdução de
adições/adjuvantes (por exemplo os introdutores de ar) melhoram este comportamento nas
argamassas industriais.
Em suma, a introdução de agregados isolantes em argamassas, faz diminuir o seu módulo de
elasticidade dinâmico. A introdução de agregados de cortiça em quantidades superiores a 80% faz
diminuir o módulo de elasticidade dinâmico em cerca de 90% e a introdução de agregados de EPS
em quantidades superiores a 85% faz diminuir em cerca de 87%. Quanto mais compacta for a
argamassa, maior será o módulo de elasticidade dinâmico e por consequência, menor será a sua
capacidade de deformação, estando mais facilmente sujeita ao aparecimento de fissuras.
4.4.6. Velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas
Método direto (provetes normalizados)
A Tabela 4.9 sintetiza os valores de velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas,
designadamente a média (Vm), desvio padrão e coeficiente de variação para as várias argamassas
produzidas, em provetes normalizados, aos 28 dias de idade com recurso ao equipamento PUNDIT.
De referir que no anexo A.4.9 encontram-se todos os resultados parciais deste ensaio.
Tabela 4.9 – Valores da velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas, aos 28 dias (método direto)
Argamassa % Substituição /
Ag.isolante Idade
(28 dias) Vm (m/s) DP (m/s) CV (%)
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 28 889 21 2
BInd
EPS 70-80% EPS 28 1412 24 2
CInd
Cort 70-80% cortiça 28 1780 31 2
DInd
Cort cortiça (si) 28 1461 27 2
Tradicional
ERef
- 28 3285 96 3
FTrad
Cort 80% cortiça 28 1674 19 1
GTrad
EPS 85% EPS 28 2176 56 3
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação; DP – desvio-padrão
É possível observar que para as argamassas com incorporação de agregados isolantes, os valores
de velocidade variam desde os 889 m/s a 2176 m/s. Para as argamassas industriais variam desde
889 a 1780 m/s e para as argamassas tradicionais variam desde 1674 a 2176 m/s (Figura 4.9). Em
geral, as argamassas tradicionais apresentam valores de velocidade superiores às industriais, como
67
seria expectável pois são mais compactas (maior massa volúmica e, por consequência, maior
compacidade).
O valor obtido para a argamassa GTrad
EPS (2176 m/s), aproxima-se do valor obtido por Babu et al.
(2005), que obtiveram para uma argamassa semelhante uma velocidade de propagação das ondas
de 2670 m/s. Babu et al. (2005), verificaram um decréscimo na velocidade de cerca de 26%, por
comparação com a sua argamassa de referência (3610 m/s). A velocidade na argamassa GTrad
EPS,
com a introdução de agregados de EPS, diminui cerca de 33% relativamente à argamassa ERef
(sem
incorporação de agregados isolantes). Em relação à argamassa FTrad
Cort, verifica-se um decréscimo
na velocidade de cerca de 49%, com a introdução de agregados de cortiça, por comparação com a
argamassa ERef
(Figura 4.10).
Figura 4.9 – Velocidade propagação das ondas ultra- sónicas das argamassas produzidas, aos 28 dias
Figura 4.10 - % decrescente na velocidade das ondas ultra-sónicas, relativamente à argamassa E, das
argamassas tradicionais
Uma vez que as ondas se propagam por vibração das partículas sólidas, a velocidade de propagação
das ondas depende, principalmente, da constituição do material analisado. Sabendo que os materiais
menos compactos apresentam valores de velocidade de propagação inferiores aos materiais mais
compactos (maior massa volúmica aparente) (Magalhães et al, 2003), é possível estabelecer um
paralelismo entre estes resultados e os valores de resistência à compressão, flexão e massa
volúmica aparente.
Sendo assim, verifica-se que existe uma tendência de crescimento simultâneo entre a velocidade de
propagação das ondas ultra-sónicas e as resistências à compressão e à tração por flexão, com um
coeficiente de determinação igual a 0,80 e 0,65, respetivamente, para ajustamentos em potência,
para as argamassas com incorporação de agregados isolantes. Este crescimento simultâneo é mais
acentudado na relação com a resistência à compressão (R2=0,80), demonstrando uma boa
extrapolação da resistência à compressão das argamassas a partir do método direto (Figura 4.11).
Em geral, às maiores resistências coincidem as maiores velocidades e às menores resistências
coincidem as menores velocidades.
889 1412
1780 1461
3285
1674 2176
0
1000
2000
3000
4000
A B C D E F G
Vel
oci
dad
e (m
/s)
Argamassas
A.Industriais A.Tradicionais
49%
33%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
F G
% d
ecre
scen
te
A.Tradicionais
68
Figura 4.11 – Relação entre a velocidade de propagação das ondas (V), método direto, e as resistências à compressão
(Rc) e à tração por flexão (Rt), aos 28 dias, para as argamassas com incorporação de agregados isolantes
Os valores de massa volúmica aparente também estão, em geral, de acordo com as velocidades,
uma vez que a velocidade de propagação das ondas é maior nos materiais mais compactos (maior
massa volúmica aparente), como é possível verificar pela observação da Figura 4.12. Verifica-se uma
boa correlação de potência entre a velocidade de propagação das ondas e a massa volúmica
aparente (R2=0,80), para as argamassas com incorporação de agregados isolantes.
Figura 4.12 – Relação entre a velocidade de propagação das ondas (V) e a massa volúmica aparente (Mv), aos 28 dias,
das argamassas com incorporação de agregados isolantes
Método indireto (argamassa aplicada em tijolo)
Este método de ensaio relativamente ao método direto, conduz a uma maior incerteza nos resultados
(Santos et al, 2003). De maneira a diminuir a incerteza e para haver uma maior representatividade
das zonas entre os transdutores, foram efetuadas 3 medidas por cada distância num percurso total de
240 mm divididos em distâncias de 60 mm numa direcção e na direcção inversa, como referido pela
norma EN 12504-4 (CEN, 2004).
Rc = 1E-08V2,5351 R² = 0,80
Rt= 4E-07V1,9914 R² = 0,65
0
1
2
3
4
5
0 500 1000 1500 2000 2500
Res
istê
nci
as (
MP
a)
Velocidade propagação das ondas-método direto (m/s)
Rc
Rt
Potencial (Rc)
Potencial (Rt)
Mv = 0,0129V1,4619 R² = 0,80
0
200
400
600
800
1000
1200
0 500 1000 1500 2000 2500 Mas
sa v
olú
mic
a ap
aren
te (k
g/m
3)
Velocidade propagação das ondas-método direto (m/s)
Massa volúmica
Potencial (Massa volúmica )
69
A velocidade aparente de propagação das ondas determinou-se através de dois processos. Pelo
cálculo da média dos valores de velocidade parcial de cada distância e através do ajustamento da
reta obtido do gráfico referente às distâncias em função dos tempos medidos em cada percurso
(método das dromocrónicas). Os valores médios da velocidade aparente obtidos, pelos dois
processos, para as argamassas estudadas estão representados na Tabela 4.10. Os valores
individuais e os gráficos representativos deste ensaio, para o cálculo das médias e para o método das
dromocrónicas, encontram-se, respetivamente, nos anexos A.4.10 e A.4.11.
Tabela 4.10 – Valores de velocidade aparente das ondas ultra-sónicas, através do cálculo das médias e do método das
dromocrónicas
Argamassa Suporte %
Substituição / Ag.isolante
Velocidade aparente de propagação das ondas aos 28 dias
Cálculo das médias Método das
dromocrónicas Diferença
Média (m/s)
DP (m/s)
CV (%)
Declive (m/s)
Industrial
AInd
EPS
Tijolo
100% EPS 665 103 15 776 111
BInd
EPS 70-80% EPS 1047 246 24 990 57
CInd
Cort 70-80% cortiça 1215 330 27 1368 153
DInd
Cort cortiça (si) 1018 188 18 821 197
Tradicional
ERef
- 1823 548 30 2449 626
FTrad
Cort 80% cortiça 1097 255 23 1592 495
GTrad
EPS 85% EPS 537 227 42 282 255
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição; CV – coeficiente de variação; DP – desvio-padrão
Segundo este método de ensaio (tendo em conta o cálculo das médias e as dromocrónicas), os
valores de velocidade, das argamassas com incorporação de agregados isolantes, variam entre os
282 m/s e os 1592 m/s. Para as argamassas industriais variam entre 665 m/s e 1368 m/s e para as
argamassas tradicionais variam entre 282 m/s e 1592 m/s.
Os valores obtidos para a argamassa cimentícia tradicional ERef
(1823 e 2449 m/s), encontram-se na
mesma ordem de grandeza dos obtidos por Gomes (1995) (1672 a 2493 m/s para revestimentos em
bom estado), mas afastados dos valores obtidos por Magalhães et al. (2003) (3100 a 3280 m/s).
Tendo em conta que os valores dos coeficientes de variação dos resultados das argamassas
produzidas variam dos 15% aos 42%, as velocidades obtidas não são muito fidedignas. Flores-Colen
(2009) obteve valores do coeficiente de variação no máximo de 13%. De forma a corroborar esta
ideia foi elaborado o gráfico representado na figura A.4.12.1 (Anexo A.4.12), que relaciona o método
direto com o método indireto. É possível verificar baixas relações/tendências quando comparando a
obtenção da velocidade através do método direto com o cálculo das médias (R2=0.48) e o método
das dromocrónicas (R2=0.41), ambos com ajustamentos lineares, sendo que o processo que mais se
aproxima ao método direto é o cálculo das médias. Este afastamento de valores, em relação ao
método direto, pode estar relacionado com a rugosidade das superfícies e com a maior incerteza nos
resultados que este método proporciona, assim como a menor sensibilidade do equipamento
utilizado.
70
4.4.7. Coeficiente de condutibilidade térmica
Na Tabela 4.11 estão representados os valores obtidos para o coeficiente de condutibilidade térmica
(λ), aos 28 dias, para as diferentes argamassas produzidas. Os valores individuais deste ensaio
encontram-se no anexo A.4.13.
Tabela 4.11 – Valores do coeficiente de condutibilidade térmica, aos 28 dias, das argamassas produzidas
Argamassa % Substituição
/ Ag.isolante Idade (dias)
Condutibilidade térmica (W/(m.°C))
Classificação EN 998-1
Industrial
AInd
EPS 100% EPS 28 0,06 T1
BInd
EPS 70-80% EPS 28 0,10 T1
CInd
Cort 70-80% cortiça 28 0,23 T2
DInd
Cort cortiça (si) 28 0,14 T2
Tradicional
ERef
- 28 1,34 -
FTrad
Cort 80% cortiça 28 0,27 -
GTrad
EPS 85% EPS 28 0,28 -
Legenda: si – sem informação em relação à percentagem de adição
Para as argamassas com incorporação de agregados isolantes, as condutibilidades variam entre 0,06
e 0,28 W/(m.°C). Para as argamassas industriais variam entre 0,06 e 0,23 W/(m.°C), e para as
argamassas tradicionais variam entre 0,27 e 0,28 W/(m.°C) (Figura 4.13).
Em relação às argamassas industriais e ao que os respetivos fabricantes especificam para elas, em
termos de condutibilidade, os valores obtidos para as argamassas AInd
EPS (0,06 W/(m.°C)) e BInd
EPS
(0,10 W/(m.°C)) estão muito próximos dos expectáveis (0,05 W/(m.°C) para a argamassa AInd
EPS e
0,07 W/(m.°C) para a argamassa BInd
EPS). Para as argamassas CInd
Cort (0,23 W(/m.°C)) e DInd
Cort (0,14
W/(m.°C)), os valores obtidos foram superiores em cerca de 30% e 40%, respetivamente, em relação
aos valores expectáveis (0,16 W/(m.°C) para a argamassa CInd
Cort e 0,083 W/(m.°C) para a argamassa
DInd
Cort). Algumas argamassas, nomeadamente a CInd
Cort e DInd
Cort, têm na sua composição
introdutores de ar que melhoram a resistência térmica e que tornam a argamassa mais sensível a
processos de mistura (Silva et al, 2005).
Para as argamassas tradicionais com incorporação de agregados isolantes, foram obtidos valores de
condutibilidade térmica de 0,27 W/(m.°C) e 0,28 W/(m.°C) para as argamassas FTrad
Cort e GTrad
EPS,
respetivamente. Brás et al. (2013), obtiveram para argamassas semelhantes de cortiça e EPS valores
próximos de 0,41 W/(m.°C) e 0,63 W/(m.°C), respetivamente. Neste estudo, verificou-se que os
agregados de cortiça podem diminuir a condutibilidade térmica das argamassas cimentícias até 75%,
enquanto que os agregados de EPS podem diminuir até 60%. Tal como Brás et al. (2013), também foi
possível verificar uma diminuição, substancial, na condutibilidade térmica das argamassas com
introdução de agregados isolantes. Para a argamassa FTrad
Cort, com a introdução de agregados de
cortiça em quantidades superiores a 80%, verificou-se uma diminuição da condutibilidade térmica de
80%, em relação à argamassa ERef
, sem incorporação de agregados isolantes. Para a argamassa
71
GTrad
EPS, com a introdução de agregados de EPS em quantidades superiores a 85%, verificou-se uma
diminuição de 79% (Figura 4.14).
Ali (2011) obteve, para uma argamassa semelhante à argamassa GTrad
EPS, valores de condutibilidade
térmica na ordem dos 0,16 W/(m.°C) e 0,29 W/(m.°C), medidos a temperaturas de 50°C e 70°C,
respetivamente. Os valores obtidos por este autor encontram-se próximos do valor obtido para a
argamassa GTrad
EPS (0,28 W/(m.°C)). Ali (2011) também notou um decréscimo (89%), substancial, na
condutibilidade da argamassa com a introdução dos agregados de EPS. Comparando a
condutibilidade térmica da argamassa ERef
(1,34 W/m.°C) com a dos agregados de EPS
(sensivelmente 0,041 W/m.°C), é natural que a sua introdução na argamassa diminua,
substancialmente, o seu valor de condutibilidade térmica.
Figura 4.13 – Condutibilidade térmica, aos 28 dias, das
argamassas com incorporação de agregados isolantes
Figura 4.14 - % decrescente no valor da condutibilidade,
em relação à argamassa E, das argamassas tradicionais
Panesar et al. (2012) também concluiram que a introdução de agregados de cortiça faz diminuir a
condutibilidade térmica e que a condutibilidade térmica das misturas de cortiça (ao aumentar a
percentagem de introdução de cortiça) diminui com a diminuição da massa volúmica aparente.
Observaram que existe uma relação direta entre a massa volúmica e a condutibilidade térmica, o que
é esperado, visto que os agregados de cortiça contêm ar no seu interior, melhorando as propriedades
isolantes dos materiais; aumentando os vazios com ar, diminui-se a massa volúmica, dando origem a
resistências térmicas mais elevadas e menores condutibilidades térmicas (Panesar et al, 2012). Pela
observação da Figura 4.15, é possível verificar que para as argamassas produzidas, a relação direta
entre a massa volúmica e a condutibilidade térmica também se verifica. É possível constatar uma boa
correlação (R2=0,88) entre a massa volúmica aparente e a condutibilidade térmica, para um
ajustamento em potência. De notar que esta relação direta ainda é mais notória, com coeficiente de
determinação igual a 0,95 quando não se tem em conta a argamassa GTrad
EPS, visto esta argamassa
não apresentar a mesma tendência, uma vez que comparando as massa volúmicas aparentes, no
estado endurecido, das argamassas tradicionais FTrad
Cort e GTrad
EPS, verifica-se que a argamassa
GTrad
EPS apresenta um coeficiente de condutibilidade térmica maior ou igual, enquanto que deveria ser
0,06 0,10
0,23
0,14
0,27 0,28
0
0,1
0,2
0,3
A B C D F G
Co
nd
uti
bili
dad
e té
rmic
a
(w/m
.°C
)
Argamassas
A.Industriais A.Tradicionais 80% 79%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
F G
% d
ecre
scen
te
A.Tradicionais
72
menor. Isto pode estar relacionado com o processo de mistura e aplicação da argamassa e com a
superfície rugosa, devido aos agregados de EPS, que dificultam o contato com a sonda do
equipamento, na medição da condutibilidade térmica. Notar que, para esta argamassa (GInd
EPS),
aquando da medição do coeficiente de condutibilidade térmica na face que ficou encostada ao molde,
ou seja, com a superficie de contacto muito mais regularizada, foi obtido um valor médio entre as
faces de 0,23 W/(m.°C) para o coeficiente de condutibilidade térmica.
Assim, e em geral, para os menores valores de condutibilidade térmica, correspondem as
argamassas com menores valores de massa volúmica aparente, e vice-versa.
Segundo a EN 998-1 (CEN, 2010), as argamassas térmicas são classificadas de T1 e T2,
correspondendo a condutibilidades térmicas inferiores a 0,1 W/m.°C e 0,2 W/m.°C, respetivamente.
Sendo assim, apenas as argamassas AInd
EPS, BInd
EPS e DInd
Cort cumprem com os requisitos. As
restantes argamassas com incorporação de agregados isolantes aproximam-se muito dos valores
pretendidos. Fazendo a secagem dos provetes e medindo em seguida as condutibilidades, foi
possível obter valores ainda mais baixos para as restantes argamassas de forma a cumprir os
requisitos (CInd
Cort -0.17 W/m.°C; FTrad
Cort -0,23 W/m.°C). Este aspeto é discutido em detalhe na
dissertação de Melo (2014).
Figura 4.15 – Relação entre a massa volúmica aparente (Mv) e a condutibilidade térmica (λ) das argamassas com
incorporação de agregados isolantes
4.5. Correlação entre os resultados das técnicas de ensaio
Com o intuito de se proceder a uma melhor interpretação dos resultados, efetuaram-se mais algumas
correlações entre os resultados das técnicas de ensaio, de forma a complementar os resultados já
obtidos. De realçar que estas relações têm em conta, apenas, as argamasssa com incorporação de
agregados isolantes, excluindo a argamassa de referência
.
λ = 1E-04Mv1,168 R² = 0,88
λ = 0,0001Mv1,0992 R² = 0,95
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 200 400 600 800 1000 Co
nd
uti
bili
dad
e té
rmic
a (w
/m.°
C)
Massa volúmica aparente-estado endurecido (kg/m3)
λ
λ (sem argamassa G)
Potencial (λ)
Potencial (λ (sem argamassa G))
73
4.5.1. Massa volúmica aparente com resistência à compressão e módulo de
elasticidade dinâmico
A Figura 4.16 relaciona a massa volúmica aparente, no estado endurecido, com a resistência à
compressão das argamassas produzidas, tanto industriais como tradicionais. Verifica-se que, para as
argamassas industriais, existe uma tendência entre o aumento da massa volúmica aparente no
estado endurecido e a resistência à compressão (coeficiente de determinação R2=0,98, ajustamento
em potência), o que seria de esperar visto que para argamassas mais compactas (maior massa
volúmica) correspondem, normalmente, resistências superiores. Em relação às argamassas
tradicionais a mesma tendência não se verifica com tanto fulgor (R2=0,55). No entanto, é preciso ter
em conta que em relação às argamassas tradicionais o número de amostras é menor, por
comparação com as argamassas industriais.
Figura 4.16 – Relação entre os resultados da resistência à compressão (Rc) com os valores de massa volúmica
aparente, no estado endurecido (Mv)
No que toca à relação entre a massa volúmica aparente, no estado endurecido, com o módulo de
elasticidade dinâmico, e à semelhança do que se verifica para a relação com a resistência à
compressão, regista-se, para as argamassas industriais, uma tendência de crescimento simultâneo
entre a massa volúmica aparente, no estado endurecido, e o módulo de elasticidade dinâmico com
coeficiente de determinação de 0,97 para ajustamento em potência. As argamassas com maior
massa volúmica apresentam maior módulo de elasticidade dinâmico e, por consequência, menor
capacidade de deformação, e como tal, estão mais sujeitas a fenómenos de fendilhação. Contudo,
em relação às argamassas tradicionais esta tendência não se verifica (R2=0,51) (Figura 4.17). No
entanto, é preciso ter em conta que em relação às argamassas tradicionais o número de amostras é
menor, por comparação com as argamassas industriais. Flores-Colen (2009) também relaciona estas
grandezas com ajustamentos em potência.
Rc = 2E-05Mv1,8351 R² = 0,98
Rc = 1294,2Mv-0,95 R² = 0,55
0
1
2
3
4
5
0 200 400 600 800 1000
Res
istê
nci
a à
com
pre
ssão
(MP
a)
Massa volúmica aparente-estado endurecido (kg/m3)
A.Industriais
A.Tradicionais
Potencial (A.Industriais)
Potencial (A.Tradicionais)
74
Figura 4.17 – Relação entre os resultados do módulo de elasticidade dinâmico (Ed) com os valores de massa volúmica
aparente, no estado endurecido (Mv)
4.5.2. Resistência à compressão com condutibilidade térmica
Na Figura 4.18, é possível verificar a relação entre a resistência à compressão e a condutibilidade
térmica para as argamassas industriais e tradicionais.
Figura 4.18 – Relação entre os resultados da resistência à compressão (Rc) com os valores da condutibilidade térmica
(λ)
Dos resultados obtidos, verifica-se que existe uma tendência de crescimento simultâneo entre a
condutibilidade térmica e a resistência à compressão, com um coeficiente de determinação igual a
0,97 e 0,74, para ajustamentos em potência, para as argamassas industriais e tradicionais,
respetivamente (Figura 4.18). As argamassas menos compactas, isto é, com menores valores de
resistência à compressão e com maior número de vazios, apresentam melhores desempenhos
térmicos (menores valores do coeficiente de condutibilidade térmica). O menor valor do coeficiente de
determinação para as argamassas tradicionais (R2=0,74), pode estar relacionado com o menor
número de amostras, por comparação com as argamassas industriais.
Ed = 0,0001Mv2,5151 R² = 0,97
Ed = 1E+07Mv-1,306 R² = 0,51
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 200 400 600 800 1000
Mó
du
lo e
last
icid
ade
din
âmic
o
(MP
a)
Massa volúmica aparente-estado endurecido (kg/m3)
A.Industriais
A.Tradicionais
Potencial (A.Industriais)
Potencial (A.Tradicionais)
λ = 0,0969Rc0,5236 R² = 0,97
λ = 0,2393Rc0,1624 R² = 0,74
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 1 2 3 4 5 Co
nd
uti
bili
dad
e té
rmic
a (W
/m.°
C)
Resistência à compressão (MPa)
A.Industriais
A.Tradicionais
Potencial (A.Industriais)
Potencial (A.Tradicionais)
75
De notar, que para argamassas industriais e tradicionais com a mesma resistência mecânica
(sensivelmente 2 MPa), o valor da condutibilidade térmica é mais baixo para as argamassas
industriais. Este fenómeno pode estar relacionado com o possível efeito dos adjuvantes introduzidos
nestas argamassas (por exemplo os introdutores de ar).
4.5.3. Resistência à compressão com módulo de elasticidade dinâmico
O módulo de elasticidade dinâmico apresenta boas tendências com a resistência à compressão, tanto
para as argamassas industriais como para as tradicionais (ajustamento em potência, conforme a
Figura 4.19). Flores-Colen (2009) também relaciona estas grandezas com ajustamentos em potência.
Figura 4.19 – Relação entre os resultados da resistência à compressão (Rc) com os valores do módulo de elasticidade
dinâmico (Ed)
A melhor correlação foi obtida para as argamassas industriais (R2
= 0,97), enquanto que para as
tradicionais foi obtido um coeficiente de determinação de 0,84. Sendo assim, é possível atribuir
valores de referência para os dois tipos de argamassas com incorporação de agregados isolantes.
Para as argamassas industriais, valores de resistência à compressão entre os 1 e os 4 MPa,
correspondem módulos de elasticidade dinâmico entre os 600 e os 2200 MPa. Para as argamassas
tradicionais, valores de resistência à compressão entre os 2 e os 3 MPa, correspondem a módulos de
elasticidade dinâmico entre os 1400 e os 2300 MPa.
Estas boas relações vêm demonstrar que quanto mais compacta for a argamassa, maior é o seu
módulo de elasticidade dinâmico e, por consequência, maior é a sua resistência à compressão.
4.5.4. Velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas com módulo de
elasticidade dinâmico
Dos resultados obtidos verifica-se uma tendência de crescimento simultâneo entre o módulo de
elasticidade dinâmico e a velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas, tanto para as
argamassas industriais como para as tradicionais, para ajustamentos em potência. Flores-Colen
Rc = 0,0155Ed0,7112 R² = 0,97
Rc = 0,02Ed0,6415 R² = 0,84
0
1
2
3
4
5
0 500 1000 1500 2000 2500
Res
istê
nci
a à
com
pre
ssão
(MP
a)
Módulo elasticidade dinâmico (MPa)
A.Industriais
A.Tradicionais
Potencial (A.Industriais)
Potencial (A.Tradicionais)
76
(2009) também relaciona estas grandezas com ajustamentos em potência. Quanto maior o módulo de
elasticidade dinâmico, mais compacta é a argamassa e, por consequência, maior a velocidade de
propagação das ondas ultra-sónicas.
Como tal, a extrapolação do módulo de elasticidade dinâmico a partir da velocidade de propagação
das ondas para as argamassas industriais é extremamente positiva (R2=0,98), enquanto que para as
argamassas tradicionais apresenta algumas reservas (R2=0,70) (Figura 4.20), atendendo ao menor
número de amostras analisadas.
Figura 4.20 – Relação entre o módulo de elasticidade dinâmico (Ed) e a velocidade de propagação das ondas ultra-
sónicas (V), através do método direto
4.6. Análise crítica / síntese dos resultados
Na Tabela 4.12 estão representadas, de um modo geral, as características mecânicas estudadas das
diferentes argamassas produzidas, tanto industriais como tradicionais.
Em primeira análise, e tendo em conta o objetivo da melhoria térmica das argamassas, é possível
verificar que, com a introdução de agregados isolantes (cortiça e EPS), o desempenho mecânico das
argamassas é alterado. Verificam-se diminuições significativas nos valores de todas as
características mecânicas.
Em relação à massa volúmica aparente, no estado endurecido, das argamassas com incorporação de
agregados isolantes é possível aferir que os valores variam de 237 a 863 kg/m3. De acordo com a
norma EN 998-1 (CEN, 2010) estas argamassas podem ser classificadas de argamassas leves (Mv ≤
1300 kg/m3).
As resistências à compressão e à tração por flexão variam, em geral, de 0,40 a 4,44 MPa e de 0,21 a
1,89 MPa, respetivamente. Em relação ao módulo de elasticidade dinâmico, os valores das
argamassas com incorporação de agregados isolantes são na ordem dos 70-2110 MPa e como tal,
Ed = 2E-13V4,9672 R² = 0,98
Ed = 0,207V1,191 R² = 0,70
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 500 1000 1500 2000 2500
Mó
du
lo e
last
icid
ade
din
âmic
o
(MP
a)
Velocidade propagação das ondas-método direto (m/s)
A.Industriais
A.Tradicionais
Potencial (A.Industriais)
Potencial (A.Tradicionais)
77
apresentam uma capacidade de deformação superior a argamassas correntes, estando menos
sujeitas a fenómenos de fendilhação (Ed ≤ 10000 MPa, segundo o relatório 427/05 do LNEC (2005)).
Estas argamassas, apesar de cumprirem com os requisitos de resistência à compressão (classes CSI
a CSII de acordo com a norma EN 998-1), apresentam módulos de elasticidade dinâmico baixos,
condicionando a sua utilização, em situações pontuais, nomeadamente em paredes expostas a
choques (Ed ≥ 5000 MPa - MERUC CSTB (1993)).
Em relação aos valores de tensão de aderência ao suporte, verificam-se valores entre os 0,1 e os
0,36 MPa, para as argamassas com incorporação de agregados isolantes. Tendo em conta os
requisitos existentes e os campos de aplicação preconizados pelos fabricantes das respetivas
argamassas industriais (podem ser utilizadas para a reabilitação de suportes antigos), os valores
obtidos podem considerar-se aceitáveis (0,1- 0,3 MPa para roturas adesivas) (Veiga, 2003). No caso,
em que os valores de tensão de aderência ao suporte são superiores a 0,30 MPa, estas argamassas
adequam-se à aplicação em suportes correntes.
No que diz respeito ao desempenho térmico, foram obtidos valores entre os 0,06-0,27 W/m.°C para o
coeficiente de condutibilidade térmica (λ) das argamassas com incorporação de agregados isolantes.
Assim sendo, e de forma a obter-se argamassas com desempenho térmico melhorado, é necessário
recorrer à introdução de agregados isolantes (cortiça com dimensões de 1-3 mm e EPS com
dimensões de 1,5-4 mm) em percentagem superior a 70%, em volume, por substituição de agregado
corrente (areia). No entanto, para as argamassas tradicionais, sem quaisquer adições, a incorporação
de agregados isolantes permite obter melhorias térmicas, mas não o suficiente para serem
classificadas de argamassas térmicas (λ ≤ 0,1-0,2 W/m.°C) (EN 998-1, CEN 2010). Sendo assim, para
além da introdução de agregados isolantes é necessário recorrer a adições/adjuvantes para se obter
argamassas térmicas.
Em relação às argamassas tradicionais e comparando os agregados isolantes introduzidos (cortiça e
EPS), as percentagens de introdução e os seus efeitos nas características mecânicas, é possível
verificar, como já referido, uma diminuição, substancial, de todas as características. Assim, e
relacionando apenas a contribuição dos agregados de cortiça (1-2 mm), é possível constatar que a
sua introdução, em percentagens de substituição superiores a 80%, provoca uma redução de 55% na
massa volúmica aparente, no estado endurecido, 87% na resistência à compressão, 66% na
resistência à flexão, 65% na aderência ao suporte, 90% no módulo de elasticidade dinâmico, 49% na
velocidade de propagação das ondas e 80% na condutibilidade térmica da argamassa FTrad
Cort, por
comparação com a argamassa de referência ERef
.
Em relação aos agregados de EPS (3,4-4 mm), a sua introdução, em percentagens de substituição
superiores a 85%, provoca uma redução de 64% na massa volúmica aparente, no estado endurecido,
78
Tabela 4.12 – Características mecânicas e físicas das argamassas produzidas, aos 28 dias
Caracteristicas mecânicas e físicas (valores médios)
Estado fresco Estado endurecido
Argamassas Espalhamento
(mm)
Massa volúmica aparente (kg/m
3)
Massa volúmica aparente (kg/m
3)
Rc (MPa) Rt (MPa) Aderência
(MPa) Ed (MPa) V (m/s)
Condutibilidade térmica
(W/m.°C)
Classificação arg. térmica
Norma EN 1015-3 CEN 1999
EN 1015-6 CEN 1998
EN 1015-10 CEN 1999
EN 1015-11 CEN 1999
EN 1015-11 CEN 1999
EN 1015-12 CEN 2000
E 1876-1 ASTM 2006
EN 12504-4
CEN 2004 -
EN 998-1 CEN 2010
Industrial
AInd
EPS 141 411 237 0,36 0,21 0,07 - b
(coesiva) 70 889 0,06 T1
BInd
EPS 132 563 432 1,25 0,77 0,21 - a
(adesiva) 620 1412 0,10 T1
CInd
Cort 151 1016 863 4,44 1,89 0,36 - a
(adesiva) 2110 1780 0,23 -
DInd
Cort 151 896 642 2,1 1,13 0,29 - a
(adesiva) 1160 1461 0,14 T2
Tradicional
ERef
172 2105 1885 16,14 3,43 0,31 - a
(adesiva) 15140 3285 1,34 -
FTrad
Cort 158 1056 855 2,08 1,15 0,11 - a
(adesiva) 1420 1674 0,27 -
GTrad
EPS 151 662 683 2,3 0,88 0,20 - a
(adesiva) 2020 2176 0,23 -
Legenda: Rc – resistência à compressão; Rt – resistência à tração por flexão; Ed – Módulo de elasticidade dinâmico; V – velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas
79
85% na resistência à compressão, 74% na resistência à flexão, 36% na aderência ao suporte, 87%
no módulo de elasticidade dinâmico, 33% na velocidade de propagação das ondas, e 79% na
condutibilidade térmica da argamassa GTrad
EPS, por comparação com a argamassa de referência ERef
.
No entanto, é de notar que os decréscimos verificados, tanto para as argamassas com incorporação
de agregados de cortiça como para as argamassas com incorporação de agregados de EPS, não
comprometem, para todas as características, as funções para as quais as argamassas são
destinadas, isto é, cumprem com os requisitos existentes e declarados pelos fabricantes.
Sendo assim, e comparando os valores obtidos para as argamassas tradicionais com inclusão de
agregados de cortiça (argamassa FTrad
Cort) e EPS (argamassa GTrad
EPS), não é conclusivo que haja
uma melhoria de uma argamassa em relação à outra. Os valores obtidos para todas as
características mecânicas são muito semelhantes, apesar de se verificar uma variação mínima na
percentagem de incorporação (5%) de um agregado relativamente ao outro, na constituição das
argamassas. Os valores obtidos para a condutibilidade térmica (0,27 W/(m.°C) para a argamassa
FTrad
Cort e 0,23 W/(m.°C) para a argamassa GTrad
EPS) vêm comprovar esta semelhança. No entanto, é
possível obter-se valores ligeiramente mais baixos para a condutibilidade térmica recorrendo a
agregados de EPS. Optou-se pelo valor de 0,23 W/(m.°C) para a argamassa GInd
EPS, dado que de
acordo com o trabalho desenvolvido em paralelo por Melo (2014), este foi o valor obtido para a média
das condutibilidades térmicas de ambas as faces.
Em relação às argamassas industriais, e dado que estas variam na percentagem de incorporação de
agregados isolantes (ex:100% EPS na argamassa AInd
EPS e 70-80% de cortiça na argamassa CInd
Cort),
no ligante utilizado (ex:cal nas argamassas de EPS e cimento/cal nas argamassas de cortiça) e nas
adições/adjuvantes, não é possível concluir com certeza qual o agregado (cortiça ou EPS) que
melhor conjuga o desempenho térmico com o desempenho mecânico. No entanto, comparando as
argamassas BInd
EPS (EPS) e CInd
Cort (cortiça) com as mesmas percentagens de incorporação (70-80%)
e mesma dimensão do agregado (1,5-2 mm), verificam-se melhores resistências mecânicas na
argamassa com cortiça enquanto a argamassa de EPS apresenta melhor desempenho térmico.
Contudo, e como mencionado, esta comparação torna-se difícil dado que a argamassa de EPS
contém cal e ligantes sintéticos ao passo que a argamassa de cortiça contém cimento. De notar que
os valores obtidos em laboratório para duas argamassas industriais (nomeadamente CInd
Cort e DInd
Cort)
são ligeiramente diferentes do preconizado pelos fabricantes em algumas características, podendo
estar relacionado com os processos de produção e de mistura utilizados. Em suma, é possível
verificar que as argamassas com incorporação de agregados isolantes, quer de cortiça quer de EPS,
são uma boa solução para se obter argamassas com desempenhos térmicos melhorados.
Como referido, as argamassas industriais contêm na sua constituição adições/adjuvantes que
melhoram o seu desempenho, consoante as suas funções. Em relação à condutibilidade térmica, e
como já analisado, para além dos agregados isolantes é necessário o recurso a adições/adjuvantes
80
para se obter argamassas térmicas, segundo a norma EN 998-1 (CEN, 2010). Esta melhoria é
possível de ser verificada, quando comparando os valores de condutibilidade térmica das
argamassas industriais com as argamassas tradicionais (devido à presença de introdutores de ar, por
exemplo). Em relação ao valor da tensão de aderência é notória uma melhoria (nomeadamente na
argamassa CInd
Cort) em comparação com as tradicionais, devido à presença de um promotor de
aderência na sua constituição. A presença de um retentor de água e de um agente de controlo de
tração nesta mesma argamassa pode explicar também os melhores valores de resistência à
compressão (4,44 MPa) e à tração por flexão (1,89 MPa), respetivamente.
Com os resultados obtidos foi possível identificar correlações entre as diferentes características
mecânicas das argamassas industriais e tradicionais estudadas. Estas correlações estão presentes
na Tabela 4.13. É possível identificar uma relação direta entre a condutibilidade térmica (λ) e a massa
volúmica aparente no estado endurecido (Mv), tanto para as argamassas industriais (R2=0,97) como
para as tradicionais (R2=0,99). Em geral, para os menores valores de condutibilidade térmica,
correspondem as argamassas com menores massas volúmicas, assim como as menores resistências
à compressão (R2=0,97 para argamassas industriais e R
2=0,74 para argamassas tradicionais). Isto
vem comprovar que à melhoria térmica está associada uma diminuição das características
mecânicas. A introdução de agregados isolantes origina argamassas menos resistentes e mais
deformáveis. Panesar et al. (2012) também observaram uma relação direta entre a condutibilidade
térmica e a massa volúmica das argamassas com incorporação de agregados de cortiça.
Tabela 4.13 – Matriz das correlações entre as características mecânicas das argamassas com incorporação de
agregados isolantes
Rc Rt Mv V Ed λ
Rc (-) Potencial Potencial Potencial Potencial
Rt (-) Potencial Potencial (-) (-)
Mv 0,98
A.Ind 0,55
A.Trad 0,98
A.Ind 0,80
A.Trad Potencial Potencial Potencial
V 0,95
A.Ind 0,61
A.Trad 0,97
A.Ind 0,53
A.Trad 0,93
A.Ind 0,96
A.Trad Potencial (-)
Ed 0,97
A.Ind 0,84
A.Trad (-)
0,97
A.Ind 0,51
A.Trad 0,98
A.Ind 0,70
A.Trad (-)
λ 0,97
A.Ind 0,74
A.Trad (-)
0,97
A.Ind 0,99
A.Trad (-) (-)
Legenda: Rc: - resistência à compressão; Rt – resistência à tração por flexão; Mv – massa volúmica aparente, estado
endurecido; V – velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas; Ed – módulo de elasticidade dinâmico; λ – coeficiente de
condutibilidade térmica; (-) – não apresentam tendências significativas
Observa-se também boas tendências ao relacionar o módulo de elasticidade dinâmico (Ed) com a
resistência à compressão (Rc) e com a velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas (V). No
primeiro caso, verificam-se boas relações (R2=0,97 para argamassas industriais e R
2=0,84 para
argamassas tradicionais). No segundo caso verifica-se uma boa relação para as argamassas
industriais (R2=0,98) e uma aceitável para as tradicionais (R
2=0,70) indicando a possibilidade de se
utilizar o ensaio do módulo de elasticidade dinâmico como medida indireta destas características.
81
A omissão da aderência ao suporte na Tabela 4.13 deve-se ao fato de não apresentar tendências
significativas com as outras propriedades mecânicas, assim como a ausência de valores em algumas
correlações.
4.7. Síntese do capítulo
Este estudo experimental permitiu fazer uma análise das características mecânicas de argamassas
térmicas industriais e argamassas tradicionais com desempenho térmico melhorado, incluindo
elevadas percentagens de incorporação de agregados de cortiça e EPS.
Após a análise dos resultados, foi possível concluir que a incorporação de agregados isolantes
(superior a 70%) em argamassas afetam, significativamente, o desempenho mecânico. No que se
refere às argamassas tradicionais, verificam-se para ambas, decréscimos, na ordem dos 70-80%
para a resistência mecânica (compressão e tração por flexão) por comparação com a argamassa de
referência.
A mesma tendência também se verifica para as argamassas industriais, sem impacto nos valores de
resistência (cumprem com o valor das classes CSI e CSII segundo a EN 998-1), visto serem
constituidas por adições/adjuvantes que melhoram o seu comportamento mecânico.
No que se refere à massa volúmica aparente, no estado endurecido (Mv) e ao módulo de elasticidade
dinâmico (Ed), também se verificam decréscimos significativos, na ordem dos 60% e 90%,
respetivamente, por comparação com a argamassa de referência (as argamassas com desempenho
térmico melhorado apresentam Mv ≤ 863 kg/m3 e Ed ≤ 2110 MPa). Como tal, é possível constatar que
estas argamassas classificam-se de argamassas leves (Mv ≤ 1300 kg/m3 segundo a EN 998-1) e
apresentam uma capacidade de deformação superior a argamassas correntes, logo uma menor
tendência à fissuração. No entanto, não é aconselhável a sua utilização em paredes mais solicitadas
a choques e vibrações (Ed ≥ 5000 MPa).
Quanto à aderência ao suporte, não foi possível identificar a influência do agregado isolante. Todas
as argamassas mostraram resultados aceitáveis de aderência ao suporte, variando de 0,11 a 0,36
MPa, no caso de roturas adesivas, as quais são, na sua maioria, mais adequadas para uso em
suportes mais fracos (0,1-0,3 MPa), mas existem excepções. Nos casos em que as argamassas
apresentem tensões de aderência superiores a 0,3 MPa, também podem ser utilizadas em suportes
correntes.
No que respeita ao desempenho térmico, observam-se melhorias significativas dado que se verificam
decréscimos, na ordem dos 80%, para o coeficiente de condutibilidade térmica (λ) por comparação
com a argamassa de referência, com valores inferiores ou iguais a 0,2 W/m.°C para as argamassas
industriais e 0,3 W/m.°C para as argamassas tradicionais.
82
Contudo, e apesar da elevada percentagem de incorporação (80-85%) de agregados isolantes na
produção das argamassas tradicionais, não foi possível produzir uma argamassa térmica, de acordo
com a norma EN 998-1 (CEN, 2010). Em geral, os resultados experimentais mostram boas relações
entre algumas características mecânicas (o módulo de elasticidade dinâmico e a resistência à
compressão e a velocidade de propagação das ondas) e destas com a condutibilidade térmica,
nomeadamente a massa volúmica aparente, no estado endurecido, e a resistência à compressão.
Os resultados obtidos, no que respeita às duas argamassas tradicionais de elevado desempenho
(com cortiça e EPS), mostraram desempenhos semelhantes, seja em relação à resistência à
compressão, seja em relação à condutibilidade térmica. Contudo, a argamassa tradicional de cortiça
apresenta melhor desempenho à tração por flexão (com maior resistência à flexão e valor mais baixo
do módulo de elasticidade dinâmico).
Em geral, as argamassas, industriais e tradicionais, que incorporam agregados de EPS apresentam
valores de massa volúmica aparente, no estado endurecido, inferiores aos das argamassas com
cortiça. Contudo, dadas as diferenças consideráveis na composição das argamassas industriais, não
é possível estabelecer uma relação direta entre o tipo de agregados isolantes e as diferenças no
desempenho destas argamassas.
Em suma, devido às melhorias térmicas evidentes com a introdução de agregados isolantes, e a sua
compatibilização com um bom desempenho mecânico, estas argamassas, promovem o tratamento
eficaz no combate às pontes térmicas, contribuindo de forma decisiva para a prevenção de anomalias
na construção.
83
5. Conclusões e desenvolvimentos futuros
5.1. Considerações finais
O trabalho realizado incidiu na avaliação experimental do comportamento mecânico de argamassas
térmicas ou de desempenho térmico melhorado. Para avaliar este comportamento procedeu-se à
realização de ensaios mecânicos, em laboratório, e como tal, foram caracterizados, no estado fresco,
o espalhamento e a massa volúmica aparente e no estado endurecido, a massa volúmica aparente, a
resistência à compressão, a resistência à tração por flexão, a aderência ao suporte, o módulo de
elasticidade dinâmico e a velocidade de propagação das ondas ultra-sónicas. Para a avaliação do
desempenho térmico foi medido, para todas as argamassas, o coeficiente de condutibilidade térmica.
Deste modo, tendo em conta a pesquisa bibliográfica efetuada, o trabalho desenvolvido em
laboratório e os resultados obtidos, foi possível chegar a diversas conclusões que se apresentam de
seguida.
5.2. Conclusões gerais
Em primeira análise, e no que se refere à influência da incorporação dos agregados isolantes (cortiça
e EPS), é possível verificar que para se obter argamassas com uma melhoria de desempenho
térmico siginificativo são necessárias quantidades superiores a 70%, em volume, de incorporação
destes agregados.
Contudo, verifica-se que para as argamassas tradicionais, sem quaisquer adições, a introdução
destes agregados, por si só, permite obter melhorias térmicas, mas não o suficiente para serem
classificadas de argamassas térmicas segundo a EN 998-1 (CEN, 2010) (λ ≤ 0,1-0,2 W/m.°C).
Tendo em conta o objetivo da melhoria térmica das argamassas, é possível observar, que com a
introdução destes agregados isolantes, o desempenho mecânico das argamassas é alterado e
afetado significativamente.
Em relação à massa volúmica aparente, no estado endurecido, verifica-se que com a introdução
destes agregados é possível obter argamassas mais leves (Mv ≤ 863kg/m3), por comparação com
argamassas correntes. De acordo com a norma EN 998-1 (CEN, 2010), estas argamassas são
mesmo classificadas de argamassas leves, visto apresentarem massas volúmicas aparentes
inferiores a 1300 kg/m3.
Em relação à resistência à compressão e à tração por flexão, foram obtidos valores compreendidos
entre os 0,40 e 4,44 MPa e os 0,21 e 1,89 MPa, respetivamente. De acordo com a norma EN 998-1
(CEN, 2010) os valores de resistência à compressão para argamassas térmicas devem ser da classe
CS I a CS II, isto é, devem ter valores na ordem dos 0,4 a 5 MPa e como tal, é possível observar que
as argamassas de desempenho térmico melhorado produzidas cumprem com estes requisitos. No
84
entanto, é possível verificar que a maioria dos valores de resistência à compressão são na ordem dos
2 MPa e que as argamassas com valores inferiores são mais adequadas para a aplicação em
suportes antigos.
Em relação ao módulo de elasticidade dinâmico, é possível verificar que os valores obtidos para as
argamassas com incoporação de agregados isolantes estão na ordem dos 70 a 2110 MPa e como tal,
estas argamassas apresentam uma capacidade de deformação superior a argamassas correntes,
estando menos sujeitas a fenómenos de fendilhação (Ed ≤ 10000MPa, segundo o relatório 427/05 do
LNEC (2005)). De notar que o valor obtido para a argamassa AInd
EPS (70 MPa) é muito baixo por
comparação com o obtido para as outras argamassas.
As argamassas de desempenho térmico melhorado, apesar de cumprirem com os requisitos de
resistência (classes CS I a CS II, de acordo com a norma EN 998-1 (CEN, 2010)), apresentam
módulos de elasticidade baixos (70 ≤ Ed ≤ 2110 MPa), condicionando a sua utilização, em situações
pontuais, nomeadamente em paredes expostas a choques e vibrações (Ed ≥ 5000 MPa) e em
revestimentos em local próximo da via pública ou de circulação de pessoas (Ed ≥ 7500 MPa),
requisitos de acorco com recomendação.
Em relação à aderência ao suporte das argamassas com desempenho térmico melhorado, foram
obtidos valores compreendidos entre os 0,1 e 0,36 MPa. Das 6 argamassas, com incorporação de
agregados isolantes, estudadas, 5 delas são mais adequadas para serem aplicadas em suportes
antigos, dado que apresentam valores de tensão de aderência na ordem dos 0,1 a 0,3 MPa,
enquanto que a restante argamassa pode ser aplicada em suportes correntes, visto apresentar um
valor de tensão de aderência superior a 0,3 MPa.
Em geral, todas as características mecânicas são alteradas com a introdução de agregados isolantes
(cortiça e EPS). Verificam-se diminuições, significativas, nos valores de todas as características. No
entanto, as características mais alteradas são a resistência à compressão e o módulo de elasticidade
dinâmico em que se verificam diminuições superiores a 80% com a incorporação de agregados
isolantes (cortiça e EPS), por comparação com a argamassa de referência. A característica mecânica
menos afetada é a tensão de aderência ao suporte. No entanto, é de notar que os decréscimos
verificados, não comprometem, para todas as características, as funções para as quais as
argamassas são destinadas, isto é , cumprem com os requisitos existentes.
Sendo assim, e comparando os valores obtidos para as argamassas tradicionais com inclusão de
agregados de cortiça (argamassa FTrad
Cort) e EPS (argamassa GTrad
EPS), não é conclusivo que haja
uma melhoria de uma argamassa sobre a outra. Os valores obtidos para todas as características
mecânicas são muito semelhantes. Em relação ao desempenho térmico, é possível verificar
diminuições superiores a 80% no coeficiente de condutibilidade térmica das argamassas com
85
incorporação de agregados isolantes (cortiça e EPS), por comparação com a argamasssa de
referência.
Em suma, é possível verificar que as argamassas com incorporação de agregados isolantes, quer de
cortiça quer de EPS, são uma boa solução para se obter argamassas com desempenhos térmicos
melhorados.
Relativamente ao comportamento mecânico das argamassas térmicas industriais por comparação
com as argamassas térmicas tradicionais (sem adições), é possível verificar uma melhoria no
desempenho de certas características, nomeadamente na resistência à compressão, à tração por
flexão e na aderência ao suporte, em algumas argamassas industriais devido, sobretudo, à presença
de certas adições/adjuvantes. Em relação ao valor da tensão de aderência é notória uma melhoria,
nomeadamente na argamassa CInd
Cort – 0,36 MPa, em comparação com as argamassas tradicionais,
devido à presença de um promotor de aderência na sua constituição. A presença de um retentor de
água e de um agente de controlo de tração nesta mesma argamassa pode explicar também os
melhores valores de resistência à compressão (4,44 MPa) e à tração por flexão (1,89 MPa),
respetivamente.
A importância das adições/adjuvantes também foi possível de ser verificada no que se refere ao
desempenho térmico, visto que, apesar das melhorias térmicas evidentes nas argamassas
tradicionais produzidas com a introdução de agregados isolantes, não foi possível obter argamassas
térmicas, segundo a EN 998-1 (CEN, 2010), apenas com o recurso a esses agregados isolantes. As
argamassas térmicas industriais produzidas revelaram-se todas com coeficientes de condutibilidade
térmica inferiores ou iguais a 0,1-0,2 W/m.°C, podendo estar relacionado com a presença de
adições/adjuvantes (por exemplo os introdutores de ar).
Em geral, estas argamassas são adequadas para a realização de revestimentos de paredes,
interiores e exteriores, de isolamento térmico. Estas argamassas, devido aos baixos valores do
coeficiente de condutibilidade térmica, promovem o tratamento eficaz no combate às pontes térmicas,
contribuindo de forma decisiva para a prevenção de anomalias na construção. São adequadas para
isolamento em revestimentos de paredes novas ou a reabilitar, com especial ênfase na reabilitação
de paredes antigas.
5.3. Propostas para desenvolvimentos futuros
Considerando os resultados obtidos considera-se vantajoso aprofundar o conhecimento de outros
aspetos inerentes a este trabalho, em particular:
estudar a microestrutura e a constituição mineralógica e química das argamassas estudadas,
para uma melhor caracterização dos constituintes das argamassas industriais;
estudar estas argamassas aplicadas em suportes diferentes do tijolo;
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estudar as características mecânicas nas argamassas aplicadas em muretes, em ambiente
natural;
produzir argamassas térmicas tradicionais com ligantes diferentes do cimento (como por
exemplo a cal), com EPS com agregados de menores dimensões (1-2 mm) e com adições e
adjuvantes.
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6. Referências bibliográficas
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Engenharia Civil, Grupo de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado, IST 2002, 65 p.
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tijolo e betão recorrendo a técnicas de ensaio in-situ”, Tese de Mestrado em Engenharia Civil,
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poisson’s ratio by impulse excitation of vibration1. American Society for Testing Materials:
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