Argamassas de cal aérea com incorporação de cinzas de
casca de arroz
Estudo da influência da granulometria das cinzas
João Carlos Duarte Tiago
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Prof. Doutor Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito
Orientador: Prof.ª Doutora Ana Paula Teixeira Ferreira Pinto França de Santana
Co-Orientador: Prof. Doutor Augusto Martins Gomes
Vogal: Eng. João Manuel Bessa Pinto
Outubro de 2011
RESUMO
A aplicação de argamassas de cal aérea com incorporação de materiais pozolânicos não é
recente na construção. Contudo, nos últimos anos a sua aplicação foi gradualmente substituída
por argamassas à base de cimento e de cal hidráulica, o que provocou um esquecimento das
técnicas e conhecimentos associados à aplicação de argamassas de cal aérea com adição de
materiais pozolânicos. Porém, estas novas técnicas nem sempre são compatíveis com os
materiais existentes nos edifícios a reabilitar, o que suscitou o interesse de readquirir os
conhecimentos relativos à utilização de argamassas de cal aérea com incorporação de adições
pozolânicas.
A presente dissertação teve como objectivo estudar a reactividade pozolânica de cinzas de
casca de arroz numa argamassa de cal aérea e avaliar a influência da granulometria das
cinzas no desempenho de argamassas de cal aérea formuladas com estas cinzas.
O trabalho experimental incidiu sobre o estudo de quatro argamassas formuladas com cinza de
casca de arroz, igual relação cal/cinza (1:2) e consistência (165 ± 5 mm) e uma argamassa de
referência. A cinza comercial foi previamente preparada para se obter amostras com
granulometrias diferentes. A caracterização das argamassas foi efectuada com base em várias
determinações utilizadas neste tipo de estudos.
A melhoria de várias características das argamassas estudadas evidenciou a reactividade
pozolânica da cinza estudada, a possibilidade do seu incremento através da redução da
dimensão das suas partículas, bem como o interesse da sua aplicação em argamassas de
reabilitação, uma vez que cumprem alguns dos requisitos de compatibilidade com os suportes
antigos.
Palavras-chave: argamassas de cal aérea, cinza de casca de arroz, reactividade pozolânica,
granulometria.
i
ii
Abstract
The use of lime based mortars with pozzolanic material is not new in constrution. Its application
has been gradually replaced by cement-based mortars and hydraulic lime. However, cement
based mortars and hydraulic lime are often incompatible with the materials used to rehabilitate
buildings. That increase the interest in recovering the lost knowledge associated with the use of
lime mortars with pozzolanic materials.
The aim of the present work is to study the pozzolanic reactivity of rice husk ash in lime mortars
and evaluate the effect of rice husk ash particle size in lime based mortars. For the purpose,
four mortars were studied with three fixed parameters: the rice husk ash type), ratio lime/ash
(1:2) and consistency (165 ± 5 mm). The commercial rice husk ash was previously prepared in
order to obtain samples with different particle sizes. As a reference a pure lime mortar sample
was also formulated. The latter was subjected to dry cure whereas the lime mortars with rice
husk ash were subjected to saturated environments. Mortars characterization tests included:
determination of consistence of fresh mortar, bulk density, water retention, flexural resistance,
compressive resistance, ultrasonic propagation velocity, superficial hardness, capillarity water
absorption, open porosity, karsten tube penetration test.
Improved characteristics of the mortars suggest that rice husk ash is pozzolanic reactive.
Furthermore pozzolanic reactivity of rice husk ash is increased by particle size reduction. Given
that the studied mortars fulfill most of the requirements for old buildings applications, the
present study highlights its potential as repair mortars.
Key-Words: lime mortar, rice husk ash, pozzolanic reactivity, particle size.
iii
iv
AGRADECIMENTOS
Professora Ana Paula Pinto pela definição das linhas mestras desta dissertação, pelos
esclarecimentos, disponibilidade e orientações prestadas.
Professor Augusto Gomes pela paciência, pela disponibilidade e auxilio na conclusão deste
trabalho.
Engenheiro Nuno Almeida, um agradecimento muito especial pela motivação incansável,
acompanhamento laboratorial e companheirismo, sem o qual esta dissertação não seria a
mesma.
À Ana Rita pela ajuda, companhia e pelos bons momentos passados durante o trabalho
experimental.
Ao Sr. Leonel pelo apoio prestado durante o período de ensaios.
À Engª. Ângela Nunes da SECIL assim como ao Centro de Desenvolvimento de Aplicações de
Cimento pelo importante contributo para uma melhor caracterização da Cinza de Casca de
Arroz.
A todos os meus amigos que ao longo deste anos sempre estiveram ao meu lado em todas as
aventuras!
À minha mãe, ao meu pai e ao meu irmão por serem quem são! Muito obrigado por tudo!
v
vi
ÍNDICE DE TEXTO
1
2
Introdução .............................................................................................................................. 1
1.1
Justificação .................................................................................................................... 1
1.2
Objectivos da dissertação ............................................................................................. 3
1.3
Estrutura e organização da dissertação ........................................................................ 3
Argamassas de Cal Aérea em edifícios antigos ................................................................... 5
2.1
Considerações gerais .................................................................................................... 5
2.2
Argamassas de cal aérea para paredes de edifícios antigos ....................................... 6
2.2.1 Principais anomalias em argamassas de cal aérea e princípios orientadores de
intervenção face às anomalias .............................................................................................. 6
2.2.2
Características das argamassas para rebocos exteriores de edifícios antigos ...... 11
2.2.2.1
Requisitos e características relacionadas com a protecção dos substratos... 12
2.2.2.2
Requisitos e características relacionadas com a durabilidade das argamassas
13
3
4
Argamassas de cal aérea e componentes pozolânicos ...................................................... 15
3.1
Cal aérea ..................................................................................................................... 15
3.2
Definição de materiais pozolânicos ............................................................................. 17
3.3
Reactividade das pozolanas ....................................................................................... 18
3.4
Medição da reactividade das pozolanas ..................................................................... 20
3.4.1
Ensaios mecânicos.................................................................................................. 20
3.4.2
Ensaios químicos .................................................................................................... 21
Cinzas de casca de arroz .................................................................................................... 23
4.1
Contextualização histórica .......................................................................................... 23
4.2
Propriedades da casca de arroz ................................................................................. 24
4.3
Propriedades pozolânicas das cinzas de casca de arroz ........................................... 26
vii
4.4
5
Materiais utilizados na produção das argamassas ............................................................. 43
5.1
6
Influência da granulometria das cinzas de casca de arroz na reactividade pozolânica
33
Areia de rio .................................................................................................................. 43
5.1.1
Análise granulométrica da areia de rio .................................................................... 43
5.1.2
Determinação da baridade ...................................................................................... 45
5.2
Cal aérea hidratada em pó .......................................................................................... 45
5.3
Cinza de casca de arroz comercial ............................................................................. 46
5.3.1
Pré – peneiração ..................................................................................................... 46
5.3.2
Moagem ................................................................................................................... 49
5.3.3
Peneiração – fraccionamento da cinza em diferentes granulometrias ................... 53
Plano de ensaios experimentais ......................................................................................... 61
6.1
Considerações gerais .................................................................................................. 61
6.2
Descrição do plano de ensaios ................................................................................... 62
6.2.1
Primeira fase do trabalho experimental................................................................... 62
6.2.2
Segunda fase do trabalho experimental.................................................................. 63
6.3
Caracterização das argamassas estudadas ............................................................... 65
6.4
Produção das argamassas e preparação dos provetes.............................................. 66
6.4.1
Produção da argamassa ......................................................................................... 66
6.4.2
Produção dos provetes prismáticos ........................................................................ 69
6.4.3
Aplicação da camada de revestimento sobre tijolos ............................................... 71
6.5
Caracterização das argamassas no estado fresco ..................................................... 72
6.5.1
Avaliação da consistência por espalhamento ......................................................... 73
6.5.2
Retenção de água ................................................................................................... 75
6.5.3
Determinação da massa volúmica aparente ........................................................... 76
6.5.4
Exsudação ............................................................................................................... 78
viii
6.6
Caracterização das argamassas no estado endurecido ............................................. 79
6.6.1
Características mecânicas ...................................................................................... 79
6.6.1.1
Resistência à flexão e à compressão.............................................................. 79
6.6.1.2
Determinação da velocidade de propagação de ultra-sons ............................ 81
6.6.1.3
Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular ....................... 84
6.6.2
Avaliação das características físicas....................................................................... 85
6.6.2.1
Determinação da absorção de água por capilaridade .................................... 85
6.6.2.2
Determinação da porosidade aberta ............................................................... 87
6.6.2.3
Determinação da absorção de água sob baixa pressão – Método do cachimbo
89
6.6.2.4
Avaliação da cinética de secagem .................................................................. 90
6.6.2.5
Avaliação da profundidade de carbonatação com o indicador de fenolflaleína
93
7
Apresentação, Análise e discussão dos resultados ............................................................ 95
7.1
Caracterização das argamassas no estado fresco ..................................................... 95
7.1.1
Avaliação da consistência por espalhamento ......................................................... 95
7.1.2
Retenção de água ................................................................................................... 98
7.1.3
Massa volúmica aparente ..................................................................................... 100
7.1.4
Exsudação ............................................................................................................. 100
7.2
Caracterização das argamassas no estado endurecido ........................................... 102
7.2.1
Avaliação das características mecânicas.............................................................. 102
7.2.1.1
Resistência à flexão e à compressão............................................................ 102
7.2.1.2
Determinação da velocidade de propagação de ultra-sons .......................... 107
7.2.2
Avaliação das características físicas ..................................................................... 111
7.2.2.1
Determinação da absorção de água por capilaridade .................................. 111
ix
7.2.2.2
Determinação da porosidade aberta ............................................................. 114
7.2.2.3
Determinação da absorção de água sob baixa pressão – Método do cachimbo
121
8
7.2.2.4
Avaliação da cinética de secagem ................................................................ 122
7.2.2.5
Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular ..................... 125
7.2.2.6
Avaliação da profundidade de carbonatação ................................................ 127
Considerações finais ......................................................................................................... 129
8.1
Conclusões ................................................................................................................ 129
8.2
Propostas para desenvolvimentos futuros ................................................................ 131
Bibliografia ................................................................................................................................. 133
Anexos
x
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2-1 – Esquema da metodologia proposta para intervenção envolvendo a aplicação de
novas argamassas. ..................................................................................................................... 10
Figura 4-1 – Distância (aproximadamente 50 μm) entre superfície externa, A, e interna, B. ..... 25
Figura 4-2 – Possibilidades de aplicação da casca de arroz e da respectiva cinza. .................. 26
Figura 4-3 – (a) – Estrutura da sílica cristalina formada por átomos orientados a longa distância;
(b) – Sílica amorfa cuja orientação dos átomos ocorre apenas a curta distância. ..................... 27
Figura 4-4 – Curvas que representam a perda da massa durante o processo de incineração. . 30
Figura 4-5 – Curva que representa a perda da massa durante o processo de incineração. ..... 31
Figura 4-6 – Curvas granulométricas cinza de casca de arroz utilizada na argamassa cp3 e
cpm3, cp e cpm3 respectivamente.............................................................................................. 34
Figura 4-7 – Evolução da resistência à compressão ao longo do tempo. .................................. 35
Figura 4-8 – Esquema do processo de moagem das várias cinzas volantes ............................. 38
Figura 4-9 – Relação entre o diâmetro média das partículas e o índice da actividade resistente
..................................................................................................................................................... 40
Figura 4-10 – Variação do índice de actividade pozolânica com o tempo de moagem. ............ 41
Figura 5-1 – Curva granulométrica da areia de rio. .................................................................... 44
Figura 5-2 – Peneiração da cinza da cinza de casca de arroz. .................................................. 47
Figura 5-3 – (a) – Cinza de casca de arroz comercial – C –;(b)– Cinza de casca de arroz
peneirada – CP –. ....................................................................................................................... 48
Figura 5-4 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz comercial (C) e da cinza de
casca de arroz passada pelo peneiro de abertura 500 m (CP). ............................................... 48
Figura 5-5 – Moinho para o ensaio de Los Angeles utilizado na moagem da cinza de casca de
arroz. ........................................................................................................................................... 49
xi
Figura 5-6 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm15, CPm30 –. ... 50
Figura 5-7 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm15, CPm30,
CPm60 e CPm75 –. .................................................................................................................... 51
Figura 5-8 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm30 e CPm60 –. . 51
Figura 5-9 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
da cinza de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm60 e CPm75 –. .... 52
Figura 5-10 – À esquerda – Cinza de casca de arroz peneirada – CP –. À direita – Cinza de
casca de arroz moída – CPm75 –. .............................................................................................. 52
Figura 5-11 – Curvas granulométricas da cinza obtida após 75 minutos de moagem e das
cinzas utilizadas na produção de argamassas resultantes da peneiração – CM500, CM250,
CM125, CM75 –. ......................................................................................................................... 53
Figura 5-12 – (a) – Cinza de casca de arroz moída – CM500 –; (b) – Cinza de casca de arroz
moída à direita – CM250 –. ......................................................................................................... 54
Figura 5-13 – (a)– Cinza de casca de arroz moída – CM125 –; (b) – Cinza de casca de arroz
moída – CM75 –. ......................................................................................................................... 54
Figura 5-14 – Análise granulométrica da cinza de casca de arroz comercial (C) pelo método de
peneiração (lavagem e peneiração). ........................................................................................... 57
Figura 5-15 – Análise granulométrica da cinza CM500, CM250, CM125 e CM75 por difracção
laser. ............................................................................................................................................ 58
Figura 6-1 – Ensaios mecânicos e número de provetes que foram efectuados sobre cada
composição na primeira fase do trabalho. .................................................................................. 63
Figura 6-2 – Esquema de ensaios dos provetes prismáticos realizados na segunda fase do
trabalho. ....................................................................................................................................... 64
Figura 6-3 – Esquema de ensaios realizados sobre os provetes constituídos por uma camada e
acabamento aplicado tijolos cerâmicos. ..................................................................................... 65
xii
Figura 6-4 – Sequência de procedimentos da produção de argamassa. (a) – Preparação previa
dos constituintes; (b;c) – Pré-mistura manual dos ligantes; (e;f) – Período inicial de
amassadura; (g;h) – Introdução de areia; (i) – Remoção do material das faces laterais; (j;m) –
Período final da amassadura. ..................................................................................................... 68
Figura 6-5 – Sequência de procedimentos da preparação dos provetes prismáticos: (a) –
Aparelho de compactação mecânica; (b;e) – Colocação da argamassa; (f) – Colocação dos
moldes em câmara saturada. ...................................................................................................... 70
Figura 6-6 – Sequência de procedimentos da preparação da camada de revestimento em
tijolos. (a) – Molde e tijolo; (b;e) – Aplicação da argamassa; (f) – Regularização da camada de
revestimento; (g;i) – Desmoldagem. ........................................................................................... 72
Figura 6-7 – Sequência de procedimentos realizados para a avaliação da consistência por
espalhamento. (a) – Colocação de argamassa no molde; (b) - Compactação; (c;d) –
enchimento do molde; (e) – Alisamento da superfície; (g) – Limpeza da mesa de espalhamento;
(h;i) – Argamassa; (j) – Medição com craveira. .......................................................................... 74
Figura 6-8 – Esquema de ensaio da retenção de água. ............................................................. 75
Figura 6-9 – Avaliação da retenção de água. (a) – Preparação do material; (b) – Ensaio de
retenção de água. ....................................................................................................................... 76
Figura 6-10 – Sequência de procedimentos realizados para a determinação da massa volúmica
aparente.(a) – Colocação de argamassa no recipiente; (b;c) – Compactação da argamassa;
(d;e) – Alisamento da superfície; (f) – Determinação da massa do conjunto. ............................ 77
Figura 6-11 – Sequência de procedimentos realizados para a determinação da exsudação. (a)
– Proveta com argamassa isolada; (b) – Argamassa em repouso; (c) – Determinação da lâmina
liquida de água. ........................................................................................................................... 79
Figura 6-12 – Determinação da resistência à flexão e à compressão. (a) – Máquina de ensaio;
(b) – Provetes a ensaiar; (c;d) – Ensaio de resistência à flexão; (e;f) – Ensaio de resistência à
compressão. ................................................................................................................................ 81
Figura 6-13 – Calibração do aparelho e medição directa em provetes prismáticos. (a) –
Equipamento; (b;c) – Realização do ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons. ........ 82
Figura 6-14 – Calibração do aparelho e medição indirecta em provetes constituídos por
argamassa aplicada como camada de revestimento em tijolos. (a) – Calibração do
xiii
equipamento; (b) – regularização da superfície de contacto; (c;d) – Colocação dos
transdutores; (e;f) – Medição do tempo de propagação da onda. .............................................. 84
Figura 6-15 – Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular. (a) – Ensaio de
esclerómetro nos pontos principais; (b) – Ensaio de esclerómetro em pontos secundários. ..... 85
Figura 6-16 – Sequência do ensaio de absorção de água por capilaridade. (a;b) –
Posicionamento dos provetes; (c) – Realização do ensaio. ....................................................... 87
Figura 6-17 – determinação da porosidade aberta. (a) – Exsicador ligado a bomba de vácuo;
(b) – Esquema de ensaio (pesagem hidrostática) ...................................................................... 89
Figura 6-18 – Ensaio de absorção de água sob baixa pressão .................................................. 90
Figura 6-19 – Exemplo de uma curva de secagem. ................................................................... 92
Figura 6-20 – Preparação dos provetes para o ensaio de secagem. ......................................... 93
Figura 6-21 – Procedimentos para a determinação da profundidade de carbonatação. (a) –
Material utilizado; (b;d) – Ensaio em provetes de argamassa com cinza de casca de arroz;
(e;f) – Ensaio em provetes de argamassa de referência. ........................................................... 94
Figura 7-1 – Determinação da relação água/ligante (Cal). ......................................................... 96
Figura 7-2 – Determinação da relação água/(mistura ligante) (CM500)..................................... 96
Figura 7-3 – Determinação da relação água/(mistura ligante) (CM250)..................................... 96
Figura 7-4 – Determinação da relação água/(mistura ligante) (CM125)..................................... 96
Figura 7-5 – Determinação da relação água/(mistura ligante) (CM75). ...................................... 97
Figura 7-6 – Relação água/mistura ligante para a obtenção de um espalhamento de 165±5mm.
..................................................................................................................................................... 98
Figura 7-7 – Influência da máxima dimensão da cinza na relação água/(mistura ligante) para a
obtenção de consistência por espalhamento de 165±5mm........................................................ 98
Figura 7-8 – Retenção de água das argamassas estudadas. .................................................... 99
Figura 7-9 – Massa volúmica das argamassas estudadas. ...................................................... 100
Figura 7-10 – Exsudação das argamassas estudadas. ............................................................ 101
xiv
Figura 7-11 – Libertação de água de amassadura durante o ensaio de espalhamento. ......... 101
Figura 7-12 – Valores médios das tensões de rotura à compressão aos 14 dias de idade. .... 103
Figura 7-13 – Valores médios das tensões de rotura à flexão aos 14 dias. ............................. 103
Figura 7-14 – Valores médios das tensões de rotura à compressão em provetes aos 28 dias de
idade. ......................................................................................................................................... 105
Figura 7-15 – Valores médios das tensões de rotura à flexão em provetes aos 28 dias de idade.
................................................................................................................................................... 105
Figura 7-16 – Valores médios das tensões de rotura à compressão em provetes aos 14 e 28
dias de idade. ............................................................................................................................ 106
Figura 7-17 – Valores médios das tensões de rotura à flexão em provetes aos 14 e 28 dias de
idade. ......................................................................................................................................... 106
Figura 7-18 – Influência da máxima dimensão da cinza de casca de arroz nos valores médios
da resistência mecânica aos 14 e 28 dias de idade. ................................................................ 107
Figura 7-19 – Valores médios da velocidade de propagação de ultra-sons das diferentes
argamassas. .............................................................................................................................. 108
Figura 7-20 – Evolução da velocidade de propagação de ultra-sons avaliada com o método
indirecto. .................................................................................................................................... 110
Figura 7-21 – Comparação das velocidades de propagação de ultra-sons entre ensaio directo e
indirecto. .................................................................................................................................... 110
Figura 7-22 – Curvas de absorção de água por capilaridade. .................................................. 112
Figura 7-23 – Curvas de absorção de água por capilaridade (0-120 minutos). ....................... 113
Figura 7-24 – Valores de coeficiente de absorção de água por capilaridade. .......................... 114
Figura 7-25 – Valores assimptóticos da absorção de água por capilaridade. .......................... 114
Figura 7-26 – Valores médios da porosidade aberta das argamassas estudadas. .................. 116
Figura 7-27 – Valores médios da massa volúmica aparente e real. ......................................... 117
Figura 7-28 – Análise granulométrica dos ligantes, efectuada por Almeida ............................. 118
xv
Figura 7-29 – (a) – Resistência mecânica (compressão e flexão) de cada argamassa estudada;
(b) – Resistência mecânica (compressão e flexão) em função da porosidade das argamassas.
................................................................................................................................................... 118
Figura 7-30 – (a) – Influência da porosidade aberta no coeficiente de absorção de água por
capilaridade das argamassas estudadas; (b) – Coeficiente de absorção de água em função da
porosidade das argamassas. .................................................................................................... 119
Figura 7-31 – (a) – Influência da porosidade aberta no valor assimptótico das argamassas
estudadas; (b) – Valor assimptótico em função da porosidade das argamassas .................... 120
Figura 7-32 – (a) – Influência da porosidade aberta na velocidade de propagação de ultra-sons
das argamassas estudadas; (b) – Velocidade de propagação de ultra-sons em função da
porosidade das argamassas. .................................................................................................... 120
Figura 7-33 – (a) – Valores de absorção de água a baixa pressão das argamassas estudadas;
(b) – Curvas de regressão polinomial dos valores de absorção de água a baixa pressão. ..... 121
Figura 7-34 – Curvas de secagem da argamassa CAL. ........................................................... 123
Figura 7-35 – (a) – Curvas de secagem da argamassa A500; (b) – Curvas de secagem da
argamassa A250. ...................................................................................................................... 123
Figura 7-36 – (a) – Curvas de secagem da argamassa A125; (b) – Curvas de secagem da
argamassa A75. ........................................................................................................................ 124
Figura 7-37 – Comparação das curvas de secagem médias das várias argamassas. ............ 125
Figura 7-38 – Relação entre índice esclerométrico e resistência à compressão das diferentes
argamassas. .............................................................................................................................. 126
Figura 7-39 – Ábaco do esclerómetro pendular do Tipo PT. .................................................... 127
xvi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2-1 – Principais fenómenos de deterioração..................................................................... 8
Tabela 2-2 – Fontes de humidade mais comuns nos edifícios antigos. ....................................... 8
Tabela 3-1 – Vantagens e desvantagens associadas aos diferentes métodos de extinção da cal
viva. ............................................................................................................................................. 16
Tabela 3-2 – Classificação, composição e caracterização de materiais com características
pozolânicas ou hidráulicas latentes. ........................................................................................... 18
Tabela 3-3 – Classificação pozolânica de materiais baseada na medição da condutividade. ... 22
Tabela 4-1 – Listagem dos 10 maiores produtores de arroz do mundo. .................................... 24
Tabela 4-2 – Constituições químic0as das cinzas obtidas por Della e Zhang. .......................... 29
Tabela 4-3 – Métodos de incineração controlada da casca de arroz. ........................................ 32
Tabela 4-4 – Métodos de incineração não controlada da casca de arroz. ................................. 32
Tabela 4-5 – Caracterização química de cinzas de casca de arroz resultante de vários estudos.
..................................................................................................................................................... 33
Tabela 4-6 – Características das cinzas de casca de arroz . ..................................................... 35
Tabela 4-7 – Características físicas da CCA. ............................................................................. 36
Tabela 4-8 – Resistência à compressão da CCA. ...................................................................... 36
Tabela 4-9 – Propriedades físicas do cimento e das cinzas volantes analisadas. ..................... 39
Tabela 4-10 – Valores da resistência à compressão e restantes relações. ............................... 40
Tabela 5-1 – Caracterização da areia de rio. .............................................................................. 44
Tabela 5-2 – Determinação da baridade da areia de rio. ........................................................... 45
Tabela 5-3 – Ensaios realizados por tipologia de cinza de casca de arroz. ............................... 55
Tabela 5-4 – A análise química obtida pelo ensaio de fluorescência de raio-X das cinzas C e
CP. ............................................................................................................................................... 55
xvii
Tabela 5-5 – Superfície específica – Método de Blaine. ............................................................ 56
Tabela 5-6 – Determinação da superfície específica pela análise granulométrica por difracção
laser. ............................................................................................................................................ 59
Tabela 6-1 – Composições das argamassas estudadas experimentalmente. ........................... 66
Tabela 7-1 – Caracterização no estado fresco das diferentes argamassas. .............................. 95
Tabela 7-2 – Resistência à compressão e à flexão aos 14 dias de idade. ............................... 102
Tabela 7-3 – Resistência à compressão e à flexão aos 28 dias de idade. ............................... 104
Tabela 7-4 – Valores médios da velocidade de propagação de ultra-sons das diferentes
argamassas. .............................................................................................................................. 108
Tabela 7-5 – Velocidade de propagação de ultra-sons (ensaio indirecto). .............................. 109
Tabela 7-6 – Valores de coeficiente de absorção de água por capilaridade, quantidade de água
absorvida e valor assimptótico. ................................................................................................. 113
Tabela 7-7 – Valores médios da porosidade aberta, massa volúmica aparente e real das
diferentes argamassas. ............................................................................................................. 115
Tabela 7-8 – Equações das regressões polinomiais das diferentes argamassas e os
respectivos coeficientes de determinação. ............................................................................... 122
Tabela 7-9 – Valores médios do índice de secagem das diferentes argamassas estudadas. . 124
Tabela 7-10 – Índice esclerométrico e respectiva resistência superficial das diferentes
argamassas. .............................................................................................................................. 126
Tabela 7-11 – Valores médios da espessura carbonatada das várias argamassas. ............... 127
xviii
SIMBOLOGIA
Cal
– Cal aérea hidratada
C
– Cinza de casca de arroz comercial
CP
– Cinza de casca de arroz peneirada
CPm15 – Cinza de casca de arroz peneirada e moída durante 15 minutos
CPm30 – Cinza de casca de arroz peneirada e moída durante 30 minutos
CPm45 – Cinza de casca de arroz peneirada e moída durante 45 minutos
CPm60 – Cinza de casca de arroz peneirada e moída durante 60 minutos
CPm75 – Cinza de casca de arroz peneirada e moída durante 75 minutos
CM500 – Fracção de cinza de casca de arroz moída e passada no peneiro de malha 500 mm
CM250 – Fracção de cinza de casca de arroz moída e passada no peneiro de malha 250 mm
CM125 – Fracção de cinza de casca de arroz moída e passada no peneiro de malha 125 mm
CM75
– Fracção de cinza de casca de arroz moída e passada no peneiro de malha 75 mm
CAL
– Argamassa de cal aérea hidratada
A500
– Argamassa de cal aérea com adição de CM500
A250
– Argamassa de cal aérea com adição de CM250
A125
– Argamassa de cal aérea com adição de CM125
A75
– Argamassa de cal aérea com adição de CM75
xix
xx
1 INTRODUÇÃO
1.1 Justificação
Sendo as argamassas componentes importantes na construção desde há longo tempo, quer
como revestimento superficial exterior ou interior, quer como aglutinante de outros materiais, é
fundamental o continuado estudo sobre estas.
Dada a situação do património edificado em Portugal e considerando que na construção nem
sempre construir de raiz é o mais indicado, o mercado de reabilitação de Portugal apresenta
fortes possibilidades de expansão, principalmente devido à conduta dos países europeus.
A este aspecto acrescenta-se, ainda, o aumento da preocupação relativa ao meio ambiente
levada a cabo pelas tentativas de valorização e reciclagem de resíduos e subprodutos,
contribuindo para a prática indispensável da sustentabilidade. Deste modo, é dada importância
à redução da degradação ambiental e da utilização de recursos naturais. Um princípio que
traduz este pressuposto é a utilização de um material que já se encontra em fim de ciclo para a
reabilitação do edificado. É, então, imprescindível conhecer os materiais existentes nas
construções a reabilitar possibilitando uma adequada selecção dos materiais que melhor
apresentam soluções compatíveis com os existentes e ao mesmo tempo, adequados à prática
construtiva actual.
As argamassas à base de cal aérea apresentam-se como uma solução compatível para a
reabilitação de alvenarias antigas. Contudo, estão-lhes associadas várias características que
dificultam a sua aplicação neste domínio. A principal dificuldade prende-se com estas
apresentarem dificuldades de endurecimento em locais de fraco contacto com o dióxido de
carbono presente na atmosfera ou em ambientes muito húmidos.
Neste contexto, as argamassas de cal com adição de componentes pozolânicos apresentamse como uma interessante alternativa. A possibilidade da presa destas argamassas passar a
ocorrer também por reacções de hidratação permite assim a sua aplicação como argamassas
de junta e como argamassas de revestimento em condições climáticas mais diversificadas.
Assim sendo, controlando a quantidade de pozolanas, será possível formular argamassas com
diferentes propriedades em função da finalidade, tendo presente a necessidade de
compatibilidade em termos mecânicos, físicos e químicos.
Considerando a necessidade de utilização de subprodutos anteriormente referida assim como
a adopção de soluções que possam envolver uma redução do consumo de energia, têm sido
1
desenvolvidos diversos estudos sobre formulações de argamassas de cal aérea com
incorporação de subprodutos industriais com características pozolânicas. As cinzas de casca
de arroz apresentam-se como um material com bastante potencialidade neste contexto. Tornase então essencial conhecer os factores condicionantes da reactividade pozolânica das cinzas,
de forma a maximizar a sua potencial utilização na formulação de argamassas.
Deste modo, o presente trabalho tem como objectivo estudar a acção pozolânica conferida pela
adição de cinzas de casca de arroz em argamassas de cal aérea e avaliar a influência da sua
granulometria no desempenho das argamassas.
A presente dissertação enquadra-se num projecto de investigação que tem como objectivo
estudar formulações de argamassa de cal aérea com incorporação de cinzas de casca de arroz
com potencial interesse para a aplicação em revestimentos de paredes de edifícios antigos.
Este projecto surge no seguimento do estudo desenvolvido por Almeida (2008) e foi
desenvolvido em parceria com um estudo intitulado “ Argamassas de cal aérea com adição de
cinza de casca de arroz. Influência das condições de cura” desenvolvido por Marques (2010).
Os trabalhos tiveram em comum uma primeira fase, onde foram definidas as granulometrias da
cinza de casca de arroz a utilizar no desenvolvimento de ambas as dissertações. No âmbito
dos estudos realizados para a selecção das granulometrias a utilizar na formulação das
argamassas a estudar, encontra-se publicado o artigo intitulado “ Argamassas de cal aérea e
cinza de casca de arroz. Influência da finura na reactividade pozolânica”, (Ferreira Pinto et al.,
2010). Também se encontra publicado o artigo “Effect of Rice Husk Ash Particle Size in Lime
Based Mortars” (Ferreira Pinto et al., 2010).
2
1.2 Objectivos da dissertação
O trabalho desenvolvido dá continuidade ao estudo que tem sido realizado sobre argamassas
de cal aérea com incorporação de cinzas de casca de arroz, nomeadamente o trabalho
desenvolvido em Almeida (2008). O principal objectivo desta dissertação é o estudo da
influência da finura de uma cinza de casca de arroz na reactividade pozolânica, através da
avaliação de diversas características nomeadamente da resistência mecânica de argamassas
de cal aérea com incorporação de cinzas de granulometrias diferentes.
1.3 Estrutura e organização da dissertação
A presente dissertação está organizada em nove capítulos, os quais, para além da presente
introdução (capítulo 1), das conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros (capítulos 8
e 9), agrupam-se em duas partes distintas.
Na primeira parte, apresenta-se um estado de arte que se desenvolve nos capítulos 2 a 4. No
capítulo 2, são abordados os conceitos gerais para intervenções em edifícios antigos, onde se
apresentam os requisitos de compatibilidade e durabilidade a exigir às novas argamassas.
No capítulo 3, referente a argamassas de cal aérea e componentes pozolânicos, além da breve
introdução da cal aérea e do tratamento que lhe está associado, apresenta os materiais
pozolânicos e as suas características, enumerando alguns métodos de avaliação da
reactividade pozolânica.
O capítulo 4 aborda o caso concreto da casca de arroz, a qual possui características que
mediante uma transformação adequada permite obter uma cinza com propriedades
pozolânicas. Deste modo, neste capítulo são apresentadas as propriedades da casca de arroz,
bem como os conceitos inerentes ao seu processo de transformação em cinza. Este capítulo
aprofunda ainda as propriedades pozolânicas das cinzas de casca de arroz, assim como a
influência da granulometria das cinzas nessas mesmas propriedades.
A segunda parte da dissertação apresenta e descreve o desenvolvimento experimental e inclui
os capítulos 5 a 7.
O capítulo 5 descreve a preparação e caracterização de todas os materiais (areia de rio, cal
aérea e cinza de casca de arroz) utilizadas na formulação das argamassas estudadas, sendo
dada especial ênfase ao processo de peneiração e moagem aplicado à cinza de casca de
arroz.
3
No capítulo 6, procede-se à apresentação do plano de ensaios bem como à descrição dos
procedimentos de todos os ensaios realizados no âmbito do presente trabalho.
O capítulo 7 apresenta numa fase inicial a justificação para a escolha das argamassas
estudadas. Posteriormente, procede-se à análise detalhada dos resultados obtidos nos
diferentes ensaios, tendo sempre presente a influência da granulometria da cinza de casca de
arroz nesses mesmos resultados.
O capítulo 8, como referido, sintetiza a análise dos resultados, apresentando as conclusões de
todo o trabalho desenvolvido. As conclusões finais são apresentadas tendo em vista o
cumprimento dos objectivos propostos, ou seja, apresenta-se a influência da finura das cinzas
de casca de arroz nas argamassas de cal aérea.
Por fim, o capítulo 9 apresenta propostas para desenvolvimentos futuros.
4
2 ARGAMASSAS DE CAL AÉREA EM EDIFÍCIOS ANTIGOS
Neste capítulo, faz-se uma breve introdução ao uso de argamassas de cal aérea em edifícios
antigos, onde são abordados os conceitos gerais para as intervenções nesses mesmos
edifícios. Enumera-se ainda um conjunto de requisitos que as argamassas a usar na
reabilitação devem respeitar.
2.1 Considerações gerais
Os primeiros vestígios da utilização da cal pelo homem remontam ao início da Idade da Pedra,
no período Paleolítico, após a descoberta do fogo. No entanto, as primeiras referências à
utilização da cal na construção remontam ao período compreendido entre 12000 e 5000 a.c.
em algumas zonas da Turquia (Cavaco, 2005; Silva, 2006).
Na construção da Pirâmide de Shersi no Tibete, datada de 5000 a.c., a estabilização do solo
argiloso foi efectuada com o recurso à cal. Através de análises efectuadas aos materiais
utilizados no revestimento das câmaras da Piramide de Quéops assim como nas juntas dos
blocos de calcário e granito da Pirâmide de Quéfren, foram também encontrados vestígios de
cal (Guimarães, 2002; Cowan, 1977).
A civilização grega evidenciou o uso em grande escala de argamassas de cal, através da sua
aplicação em revestimentos de paredes. Contudo, foi no império romano que definitivamente
se desenvolveu o conhecimento associado à aplicação da cal na construção. Este processo foi
motivado pela constante expansão territorial que impunha uma necessidade de desenvolver
técnicas mais rápidas e económicas de fabrico de cal (Ferreira Pinto et al., 2006/2007).
Além do uso das argamassas de cal, os romanos assumiram um papel importantíssimo no
estudo da influência das adições pozolânicas, adquirindo o conhecimento de quando e como
aplicá-las. Deste modo, a sua aplicação em revestimentos de várias camadas com espessuras
elevadas e a conjugação das características dos seus elementos em termos de compatibilidade
de materiais, permitiram que as argamassas de cal e adições começassem a desempenhar um
papel estrutural e de protecção à água (Ferreira Pinto et al., 2006/2007).
A erupção do Vesúvio em 79 D.C., que cobriu com um manto de cinza as cidades de Pompeia
e Herculano, permitiu a descoberta das vantagens do uso das cinzas em argamassas,
contribuindo para o conhecimento da aplicação de adições, em particular das pozolanas
naturais. São exemplo da aplicação de argamassas à base de cal e pozolanas, assim como da
durabilidade que lhe está associada, o Coliseu e o Panteão em Roma, bem como o aqueduto
de Pont du Grad no sul de França (Margalha, 2008).
5
Após o fim do Império Romano e durante a Idade Média, o uso de argamassas de cal tornou-se
pratica corrente. Contudo, o custo da produção da cal reflectiu-se na qualidade da argamassa à
base da mesma. Com a entrada dos Califados árabes na Península Ibérica no século XVIII,
chegou também a prática de argamassas à base de gesso. Após esta data, tornou-se habitual
o fabrico de argamassas de cal aérea e de gesso com a adição de vários produtos, como
gorduras vegetais e animais. A introdução do gesso permitiu uma menor retracção da
argamassa assim como um menor tempo de presa. A argamassa de cal com a adição de
pozolanas ou de gesso teve o seu momento de maior utilização no século XX. Porém, foi neste
período que se descobriu o cimento Portland e a cal hidráulica. Este acontecimento marcou o
progressivo desuso das argamassas de cal na construção, dadas as características que estes
novos ligantes conferiam às argamassas tais como o aumento das resistências mecânicas e a
redução do tempo de endurecimento das mesmas, que permitiam um encurtamento no tempo
de construção das obras (Alvarez et al., 2005).
A generalização da utilização dos ligantes hidráulicos teve como consequência o actual
desconhecimento por parte dos intervenientes na construção em relação aos procedimentos e
cuidados associados à utilização e aplicação de argamassas de cal aérea (Botelho, 2003;
Ferreira Pinto et al., 2006/2007). No entanto, tem-se agora constatado que os ligantes
hidráulicos são responsáveis por várias anomalias que surgem após a sua aplicação na
reabilitação de edifícios. Tal deve-se ao facto da sua incompatibilidade química com as
argamassas de cal aérea, pela introdução de sais solúveis, pela sua baixa permeabilidade e
pelo seu elevado módulo de elasticidade, o que impossibilita a compatibilidade de deformações
com os elementos da alvenaria. Deste modo, as argamassas de cal aérea voltam a apresentar
um papel relevante na construção, em particular nas alvenarias de pedra, sendo importante
voltar a fomentar o seu uso e a sua compreensão.
2.2 Argamassas de cal aérea para paredes de edifícios antigos
2.2.1 Principais anomalias em argamassas de cal aérea e princípios
orientadores de intervenção face às anomalias
As causas da degradação dos rebocos exteriores em edifícios antigos podem assumir
diferentes formas, podendo estas ser classificadas como de origem estrutural ou não estrutural.
Contudo, interessa apenas referir as que ocorrem com maior frequência neste contexto, ou
seja, o envelhecimento e a incompatibilidade dos próprios materiais, a presença de água e de
sais solúveis (Appleton, 2003; Magalhães, 2002).
6
Importa ainda realçar que grande parte das anomalias verificadas não são independentes das
características do próprio suporte, as paredes dos edifícios antigos. Este factor ganha maior
importância se considerarmos que estes tipos de parede possuem uma tipologia e um
funcionamento totalmente diferente das paredes actuais (Appleton, 2003). As paredes antigas
foram definidas para desempenharem um papel estrutural e ao mesmo tempo de protecção do
interior das construções, garantindo deste modo as exigências mínimas de segurança
estrutural e de conforto face aos agentes atmosféricos do exterior (Veiga, 2006).
Tendo em consideração os últimos factores apresentados, as paredes dos edifícios antigos
apresentam usualmente uma espessura elevada, sendo constituídas por materiais com
resistências inferiores e com maior porosidade que os materiais actuais. Devido às
características dos materiais e ao seu processo construtivo, as paredes conseguem manter um
equilíbrio hídrico razoável, possibilitando a evaporação rápida da água presente, que resulta de
fenómenos de ascensão capilar ou de infiltração através de paramentos, garantindo que muitas
construções se tenham mantido até aos nossos dias.
Na Tabela 2-1 apresentam-se os vários tipos de fenómenos de deterioração que possibilitam a
degradação dos materiais constituintes, pedras, tijolos e argamassas. Tais fenómenos não só
danificam os elementos anteriormente referidos como ainda deterioram as ligações entre os
elementos da alvenaria e das camadas de revestimento, possibilitando uma progressiva
degradação da alvenaria.
Entre os fenómenos de degradação apresentados na Tabela 2-1, a acção da água sempre foi,
e continua a ser, um dos principais agentes que contribui para a deterioração dos materiais
existentes neste tipo de suporte (Appleton, 2003; Magalhães, 2002). Na Tabela 2-2
apresentam-se ainda as principais fontes de humidade que podem interferir com os
revestimentos das paredes antigas.
É importante ter em consideração que na maioria das patologias a sua complexidade e a
gravidade são majoradas pela conjugação de mais do que uma causa patológica, tendo como
consequência o seu agravamento, como é o caso das fissuras que possibilitam o aumento da
humidade no interior dos rebocos ou das alvenarias.
7
Tabela 2-1 – Principais fenómenos de deterioração (Almeida, 2008)
Designação
Físicos
Físicoquímicos
Químicos
Biológicos
Causas mais prováveis
Causados pelas variações de temperatura,
erosão provocada pela água e vento.
Fenómenos de deterioração que se encontram
associados à cristalização de sais ou à
hidratação de cristais.
Degradação devida, essencialmente, à
formação de sulfatos como consequência da
poluição atmosférica.
Degradação provocada pela acção de
microrganismos, plantas ou até mesmo
resultantes da acção do homem.
Refira-se ainda que grande parte das anomalias não é de fácil eliminação, principalmente
devido à sua natureza. Por exemplo no caso da fissuração, devem ser bem analisadas as suas
causas previamente a qualquer tipo de intervenção, para que não se executem trabalhos cuja
eficiência se possa vir a constatar que é bastante baixa, ou que possa até facilitar o
aparecimento de novas fissuras.
Tabela 2-2 – Fontes de humidade mais comuns nos edifícios antigos (Magalhães, 2002).
Tipo de humidade
De obra ou
construção
De terreno
De precipitação
De condensação
Devida a
fenómenos de
higroscopicidade
Devido a causas
fortuitas
Causas mais prováveis
Tem origem na água de amassadura.
Existência de zonas de paredes em contacto com a água do solo;
Existência de materiais de elevada capacidade de absorção de água
por capilaridade nas paredes; Inexistência ou deficiente
posicionamento de barreiras estanques nas paredes.
Revestimentos com elevada permeabilidade à água.
Ocorrência de condensações, geralmente quando a temperatura
superficial das paredes em contacto com o ar húmido atinge o ponto
de orvalho.
Existência de sais higroscópicos no interior dos revestimento que
fixam a água em grandes quantidades, constituindo uma espécie de
depósito de água, permitindo a dissolução de mais sais, originando
assim um fenómeno em cadeia.
Humidade com origens acidentais, tais como roturas de canalizações
em rede de águas e esgotos, entupimentos de caleiras, algerozes,
tubos de queda, corrosão de canalizações metálicas, deficiências de
remates da cobertura, entre outras.
Considerando o acima exposto, é importante perceber que para cada tipo de intervenção em
rebocos anómalos deve-se analisar previamente o seu real estado de conservação, de modo a
ser determinado o grau de severidade assim como a verdadeira causa da anomalia. Deste
modo, os projectos de recuperação e/ou reabilitação em edifícios antigos deverão compreender
quatro etapas: Anamnese e Análise, Diagnóstico, Terapia e Controlo (Almeida, 2008).
8
Na primeira fase, designada por Anamnese e Análise, é efectuada uma compilação histórica e
uma análise preliminar, através de uma inspecção visual onde se realiza um mapeamento das
patologias. Na fase de Diagnóstico, realizam-se vários ensaios de modo a identificar as causas
das anomalias, permitindo também uma caracterização química, física, mineralógica e
mecânica das argamassas existentes. A fase da Terapia é a fase onde se realizam as
intervenções nos rebocos. Finalmente, a fase de Controlo é a fase pós intervenção, onde se
realiza uma monitorização periódica, com o objectivo de avaliar a evolução do estado das
argamassas com o tempo. Esta fase desempenha um papel muito importante com vista a
novas reabilitações, uma vez que é através desta que se poderão criar bases de dados,
elementos estes que poderão facilitar e melhorar qualquer uma das quatro etapas num futuro
processo de reabilitação/recuperação.
Almeida apresentou de uma forma esquemática, uma proposta de metodologia a adoptar em
intervenções que envolvam argamassas, a qual foi baseada em metodologias previamente
propostas por outros autores (Almeida, 2008). Este esquema é apresentado na Figura 2-1.
Apesar de já referido anteriormente, interessa realçar que o presente trabalho incide sobre as
argamassas destinadas à protecção das camadas subjacentes, mais concretamente, sobre o
caso dos rebocos exteriores. Não se inclui o revestimento de paramentos interiores neste
estudo uma vez que estes, estando expostos a uma menor quantidade de agentes de
degradação, não necessitam de requisitos de durabilidade tão exigentes.
Por fim, importa referir que uma intervenção do reboco (conservação, consolidação, reparação
localizada, substituição parcial ou total) com o recurso a argamassa deverá ser programada
nas diferentes fases de modo a sustentar as opções tomadas. A escolha do tipo de intervenção
dependerá sempre de factores técnicos como o estado de conservação da argamassa,
avaliado pelo tipo e severidade da anomalia constatada. Além destes factores, o tipo de
intervenção dependerá ainda das possibilidades existentes assim como dos meios e
orçamentos disponíveis, sem esquecer os factores respeitantes ao seu valor patrimonial e ao
próprio edifício.
9


Compilação histórica;
Mapeamento de patologias com recurso a levantamentos
fotográficos.
Anamnese
Inspecção visual:


Levantamento
de intervenções
anteriores (materiais
Ensaios
realizados
in situ:
utilizados)
o Cachimbos, esclorémetros, ultra-sons.
Ensaios realizados em laboratório
o Caracterização física: porosidade, porometria;
o Caracterização mecânica: resistências; elasticidade,
deformabilidade;
o Caracterização química e mineralógica: tipo e
proporção de ligantes;
o Análise microscópica: tipo de agregado, presença de
sais solúveis.
Diagnóstico
Pesquisa histórica
Caracterização
das argamassas e seu estado de degradação
Caracterização das condições ambientais do local de intervenção.




Caracterização das matérias-primas: ligantes, agregados,
adições.
Definição das formulações de argamassas a testar:
o Caracterização física, química e mecânica das
argamassas frescas e endurecidas;
o Verificação de requisitos.
Selecção das formulações de argamassas a testar in situ:
o Realização de painéis experimentais;
o Ensaios realizados in situ.
Selecção da formulação e/ou formulações de argamassas a
aplicar;
Aplicação.
Inspecções ao local para avaliação do estado da nova argamassa ou
sistema de argamassas após a sua aplicação.
Controlo

Terapia
Definição da constituição da argamassa:
Figura 2-1 – Esquema da metodologia proposta para intervenção envolvendo a aplicação de
novas argamassas (Almeida, 2008).
10
2.2.2 Características das argamassas para rebocos exteriores de
edifícios antigos
Devido às condições atmosféricas e aos agentes de degradação, os rebocos das paredes
exteriores expostos a estes elementos, apresentam frequentemente anomalias que definem o
seu grau de conservação. Uma vez que os rebocos apresentam também um papel de
protecção dos elementos do suporte, o estado destes mesmos elementos está sempre
dependente do estado de degradação dos rebocos.
Deste modo, o primeiro requisito a respeitar na formulação de argamassas de rebocos
exteriores para edifícios antigos deverá ser o da protecção dos estratos subjacentes. Este
primeiro requisito está directamente relacionado com o princípio da compatibilidade de
materiais (Henriques, 2004), o qual será apresentado no subcapítulo 2.2.2.1.
O segundo, e não menos importante requisito a ser respeitado para que todas as propriedades
da argamassa adquiram significado, é o conjunto das características relacionadas com a
durabilidade da própria argamassa. Tal desempenha um papel preponderante numa
reabilitação pois só assim será possível garantir uma protecção mais duradoura dos substratos
assim como a manutenção do aspecto estético que se exige, contribuindo deste modo para o
aumento do período de vida útil do elemento ou do edifício (Henriques, 2004).
Interessa ainda referir, mesmo não fazendo parte do âmbito deste trabalho, que as técnicas de
execução dos rebocos são também um factor fundamental para que sejam cumpridos os
diferentes princípios associados à reabilitação dos rebocos (Cavaco et al., 2003).
Contudo, muitas vezes as soluções adoptadas para as intervenções não são as mais
adequadas tendo como consequência o agravamento ou o desenvolvimento de processos de
degradação. Uma das soluções mais adoptadas é a remoção e a substituição total dos rebocos
antigos por novas argamassas sem que exista um conhecimento adequado do potencial dessa
argamassa de reparação e sem se analisar as causas das anomalias observadas (Veiga et al.,
2002).
Concluindo, as argamassas para rebocos exteriores de edifícios antigos não devem contribuir
para a degradação dos elementos já existentes nem para a descaracterização dos elementos
ou do edifício, devendo por isso evidenciar um conjunto de características necessárias para
que se apresentem como solução durável e compatível com os suportes onde aplicadas
(Ferreira Pinto et al., 2006/2007; Veiga, 2005; Veiga, 2003).
11
2.2.2.1
Requisitos e características relacionadas com a protecção dos
substratos
Como referido nos subcapítulos anteriores, para que se possa assegurar a protecção dos
substratos, é necessário que se verifique uma compatibilidade entre a argamassa utilizada na
intervenção e os elementos do substrato. Esta compatibilidade deverá ser avaliada em três
grupos: mecânica, física e química. No estudo desenvolvido em Almeida (2008), é apresentada
uma descrição desse grupo, como se indica seguidamente:
Compatibilidade mecânica:
•
As argamassas devem apresentar resistências mecânicas e módulos de elasticidade
semelhantes às argamassas originais e inferiores às do suporte, para que
acompanhem os movimentos do suporte e deste modo não se verifiquem elevadas
tensões internas. Nas situações em que os rebocos são constituídos por diferentes
argamassas, as resistências destas deverão ser decrescentes do interior para o
exterior enquanto que a deformabilidade deverá ser crescente.
•
A aderência ao suporte deverá ser caracterizada por uma rotura adesiva ou coesiva
pelo reboco.
•
Para que se evite a formação de fissuras, deverá ser garantida a estabilidade
dimensional ao longo do termo da argamassa. Se o reboco foi executado com o
recurso a várias camadas, este requisito deverá ser verificado na camada exterior para
que se evitem tensões no suporte ou na própria argamassa que poderiam conduzir à
perda de adesão entre ambos.
Compatibilidade física:
•
A absorção de água por capilaridade das argamassas deverá ser a menor possível,
devendo ser semelhante à da argamassa utilizada no reboco original e inferior à do
suporte.
•
Em relação à permeabilidade ao vapor de água, esta deverá ser semelhante à da
argamassa utilizada no reboco original e superior à do suporte, permitindo assim a
libertação de água de infiltração.
•
Deverá ser utilizada uma argamassa com um coeficiente de dilatação térmica o mais
semelhante ao do suporte para que, na presença de gradientes térmicos e associada a
um
baixo
módulo
de
elasticidade,
não
origine
grandes
consequentemente não se verifiquem tensões de origem térmica.
12
deformações
e
Compatibilidade química:
•
A argamassa não deverá ser rica em sais solúveis, pois a sua libertação poderá ser
prejudicial para os elementos do suporte, tendo como consequência o agravamento ou
o desenvolvimento de acções de degradação.
2.2.2.2
Requisitos e características relacionadas com a durabilidade das
argamassas
Os agentes de deterioração que podem gerar e agravar esses fenómenos são os sais solúveis,
a água, organismos, microrganismos e todas as condições ambientais. De seguida, e tendo
também como base o estudo desenvolvido em (Almeida, 2008), enumeram-se as
características que as argamassas deverão possuir para a intervenção em rebocos exteriores,
de modo a respeitar as exigências necessárias a um adequado desempenho:
•
Permeabilidade ao vapor de água que permita a saída da água infiltrada ou o
transporte de sais solúveis para o exterior. No caso em que estes existam nas
argamassas, a sua cristalização deve ocorrer na superfície exterior, formando assim
eflorescências, patologia esta muito menos abrasiva que as criptoflorescências.
•
Resistência à acção de sais solúveis. Nos edifícios antigos é frequente a presença
destes sais no interior das paredes, sendo a resistência das argamassas às acções
destes sais um aspecto importante a ter em consideração na formulação da argamassa
a aplicar. Deste modo, para fazer face aos sais que provocam degradação nas
argamassas através de ataques químicos, a argamassa a aplicar deverá possuir baixos
teores de silicatos e aluminatos. Por outro lado, para fazer face aos sais solúveis que
causam degradação nas argamassas por acções mecânicas, isto é, por alterações
cíclicas do volume dos respectivos sais no interior dos poros, a argamassa deverá
possuir uma resistência mecânica elevada, assim como uma elevada porometria.
•
Uma boa resistência a ciclos de gelo – degelo quando a argamassa é aplicada em
climas frios, o que será possível se a argamassa possuir uma reduzida absorção de
água e uma resistência mecânica capaz de suportar as tensões geradas durante a
gelidificação.
•
Boa resistência à colonização biológica que será conseguida se for garantido um bom
comportamento da argamassa face à água, assim como uma baixa percentagem de
elementos orgânicos na constituição da mesma, uma vez que a presença de fungos é
bastante potenciada pela presença prolongada de humidade.
13
14
3 ARGAMASSAS
DE
CAL
AÉREA
E
COMPONENTES
POZOLÂNICOS
Este capítulo descreve as argamassas de cal aérea com adição de produtos com
características pozolânicas. Enumera ainda alguns métodos de avaliação da reactividade
pozolânica desses componentes.
3.1 Cal aérea
A matéria-prima que origina a cal aérea é a rocha de calcário com baixo teor de impurezas
devendo essa apresentar uma percentagem superior a 95 % de carbonato de cálcio ou
carbonato de cálcio e de magnésio. Esta diferenciação de elementos na sua constituição
origina uma denominação distinta. Se o teor de magnésio na matéria-prima for superior a 20 %,
a cal designa-se por cal magnesiana. Caso contrário, a cal denomina-se por cal cálcica
(Cavaco, 2005).
No passado eram utilizadas duas denominações para a cal: cais gordas e cais magras. Estas
últimas apresentam uma cor menos clara assim como uma resistência mecânica inferior. Em
relação à sua constituição, o seu teor de carbonato de cálcio situa-se entre os 95 % e os 99 %,
enquanto que nas cais gordas, este teor é superior a 99 %. Um outro aspecto que difere nestes
dois tipos de cal é o incremento de volume que existe em ambas aquando da sua extinção,
sendo o da cal gorda superior (Cavaco, 2005).
Em relação às principais etapas associadas à produção e endurecimento da cal aérea,
interessa referir que podem ser divididas em três fases: calcinação, hidratação ou extinção e
carbonatação. A calcinação ocorre num forno cuja temperatura ronda os 900 ºC, o que
possibilita a cozedura dos calcários, que causa a transformação do carbonato de cálcio
(CaCO3) em dióxido de carbono e óxido de cálcio (CaO), composto este vulgarmente
conhecido por cal viva (Cavaco, 2005; Botelho, 2003).
[3-1]
A hidratação ou extinção da cal é uma fase fundamental, uma vez que a cal viva não possui
características de ligante, necessitando previamente de ser hidratada. A hidratação, que resulta
da mistura do óxido de cálcio com água, desencadeia uma reacção muito expansiva e
exotérmica, originando a sua desagregação com efervescência transformando o óxido de
cálcio em hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Este produto que se designa por cal apagada,
15
hidratada ou extinta, é utilizado como ligante (Cavaco, 2005; Botelho, 2003). A equação
química que descreve o processo de hidratação é apresentada de seguida.
[3-2]
A extinção da cal viva pode ser realizada por três processos distintos (aspersão, imersão e
também através da mistura com areia molhada, dos quais resultam, respectivamente, a cal em
pó, a cal em pasta e uma argamassa de cal e areia) (Faria-Rodrigues, 2004). Almeida (2008)
ao citar Faria-Rodrigues (2004), apresenta uma tabela com as vantagens e as desvantagens
dos respectivos métodos de extinção da cal viva.
Tabela 3-1 – Vantagens e desvantagens associadas aos diferentes métodos de extinção da cal
viva (Faria-Rodrigues, 2004).
Métodos de
extinção
Vantagens
Desvantagens
Aspersão
Facilidade de transporte,
armazenamento e utilização;
Facilita processos industriais; Mais
adequada para cais hidráulicas.
Não optimiza a plasticidade;
Necessidade de controlo
elaborado para garantir
hidratação completa.
Imersão
Garante a hidratação completa;
Reduz a dimensão das partículas
(maior reactividade); Aumenta a
plasticidade e reduz a quantidade
de água.
Inadequada para cais
hidráulicas; Processo
perigoso (calor e
causticidade); Necessidade
de período prolongado.
Através de areia
molhada
Envolvimento total dos agregados
pela pasta; Menos água para obter
plasticidade; Menor retracção e
maior durabilidade das argamassas;
Traço mais forte em ligante.
Requer tempo, espaço e boa
execução in situ; Geralmente
reservado para trabalhos de
conservação importantes.
Durante o processo de endurecimento da cal aérea ocorrem dois fenómenos principais, a
evaporação da água em excesso e a reacção do hidróxido de cálcio com o dióxido de carbono
presente na atmosfera, reacção esta conhecida por carbonatação. Associadas a estes
fenómenos estão a libertação de calor e a formação de carbonato de cálcio. O fenómeno de
carbonatação pode ser traduzido pela seguinte equação da reacção (Cavaco, 2005):
[3-3]
16
A reacção de carbonatação desenvolve-se durante vários meses, ocorrendo do exterior para o
interior da argamassa. Como tal, para um adequado desenvolvimento do fenómeno de
carbonatação é necessário que a argamassa seja suficientemente porosa de modo a permitir a
evaporação da água em excesso, assim como possibilitar a penetração do dióxido de carbono
do ar para o seu interior (Ferreira Pinto et al., 2006/2007).
3.2 Definição de materiais pozolânicos
Coutinho define os materiais pozolânicos como “produtos naturais ou artificiais constituídos
essencialmente por sílica e alumina que, apesar de não terem por si só propriedades
aglomerantes e hidráulicas, contêm constituintes que às temperaturas ordinárias se combinam,
em presença de água, com o hidróxido de cálcio, originando compostos de grande estabilidade
na água e com propriedades aglomerantes” (Coutinho, 2006).
As pozolanas podem ser classificadas em duas categorias: as pozolanas naturais e as
artificiais.
As pozolanas naturais são materiais com elevada percentagem de sílica amorfa e que podem
ser divididas consoante a sua origem: as de origem vulcânica (Pozolanas dos Açores,
Pozolanas do Porto Santo, Pozolanas de Santo Antão, Pozolanas Italianas, Terras de
Santorini, etc.) e as de origem sedimentar (Terra diatomácea/ diatomite) (Lea, 1970; Taylor,
1972). Quer nas pozolanas de origem vulcânica, quer nas de origem sedimentar, o local da
origem das mesmas desempenha uma forte influência na sua composição e reactividade
pozolânica. Um outro aspecto que também define as pozolanas naturais é o facto de não
necessitarem de um tratamento especial além da sua extracção e de uma possível moagem
(Coutinho, 2006).
Por sua vez, as pozolanas artificiais podem ser obtidas através de tratamentos térmicos
(calcinação) de materiais rochosos com constituição predominantemente siliciosa ou através de
subprodutos industriais, como é o caso das cinzas de casca de arroz, material utilizado no
presente estudo.
Almeida (2008), com base no estudo desenvolvido por Metha (1983), elaborou uma tabela
(Tabela 3-2) onde apresenta uma classificação de materiais com características pozolânicas ou
hidráulicas latentes (Almeida, 2008). De realçar que nesta tabela estão incluídas as escórias de
alto-forno, subproduto da industria do aço, material este que apresenta uma constituição muito
semelhante à do cimento, sendo considerado um ligante hidráulico por vários autores (Charola
et al., 1995; Coutinho, 2006).
17
Composição química e
mineralógica
Características das partículas
Escórias de
alto-forno
Constituídas essencialmente por
silicatos, contendo maioritariamente
cálcio, magnésio, alumina e sílica.
Compostos cristalinos do grupo da
melilite podem ser encontrados em
pequenas quantidades.
O material não tratado possui o
tamanho da areia e contém cerca de
10 a 15% de fracção não sólida.
Antes de ser usada, é seca e moída
em partículas de dimensões
inferiores a 45 μm (geralmente com
2
cerca de 500 m /kg Blaine). As
partículas possuem uma textura
rugosa.
Cinza volante
com elevado
teor de cálcio
Constituídas por silicatos amorfos de
cálcio, magnésio, alumina e alcalis. A
pequena quantidade de matéria
cristalina consiste geralmente em
quartzo e C3A; poderá também
ocorrer cal livre e perclases; CS e
C4A3S podem também ocorrer no
caso de serem utilizados
arrefecimentos rápidos com
sulfuretos.
As partículas moídas correspondem
de 10 a 15% de partículas com
dimensões superiores a 45 μm
2
usualmente de 200-300 m /kg Blaine.
A maior parte das partículas são
esferas sólidas com diâmetro médio
inferior a 20 μm. As partículas
apresentam uma textura lisa mas não
tanto como nas cinzas volantes de
baixo teor de cálcio.
Consistem essencialmente em sílica
pura no estado amorfo.
Extremamente fina de forma esférica
com diâmetros médios de 0,1 μm
(superfície específica de
2
aproximadamente 20 m /g por
adsorção de nitrogénio)
Cinza de casca
de arroz
Consistem essencialmente em sílica
pura no estado amorfo.
Partículas de dimensão geralmente
inferiores a 45 μm e extremamente
celulares (superfície específica de
2
aproximadamente 60 m /g por
adsorção de nitrogénio).
Pozolanas normais
Cinza volante
de baixos
valores de
cálcio
Constituídas maioritariamente por
silicatos amorfos de alumina, ferro e
álcalis. A pequena parte da matéria
cristalina consiste, geralmente, em
quartzo, hematite e magnetite. A
presença de carbono é geralmente
inferior a 5% podendo, no entanto,
ser superior a 10%.
15 a 30% de partículas com
dimensões superiores a 45 μm
2
(usualmente de 200-300 m /kg
Blaine). A maior parte das partículas
são esferas sólidas com diâmetro
médio de 20 μm. As partículas
apresentam uma textura lisa.
Pozolanas
fracas
Tabela 3-2 – Classificação, composição e caracterização de materiais com características
pozolânicas ou hidráulicas latentes (Almeida, 2008).
Escórias e
cinzas de
arrefecimentos
lentos
Consistem essencialmente em
minerais de sílica cristalina e apenas
uma pequena quantidade de matéria
não cristalina.
Os materiais devem ser pulverizados
de modo a obter-se partículas muito
finas e conferir-lhes alguma
actividade pozolânica. As partículas
moídas apresentam uma textura lisa.
Pozolanas de elevada
reactividade
Pozolanas com propriedades hidráulicas latentes
Classificação
Sílica de fumo
3.3 Reactividade das pozolanas
A reactividade pozolânica pode designar-se como a capacidade que as pozolanas têm em se
combinar quer com o hidróxido de cálcio, quer com os constituintes do cimento hidratado na
18
presença de água, para formarem silicatos e aluminatos de cálcio hidratados, do tipo que se
desenvolvem com a hidratação dos ligantes hidráulicos (Coutinho, 2006).
Neste contexto, é importante diferenciar a hidratação do cimento da reacção pozolânica
(Almeida, 2008; Velosa, 2006). Um dos aspectos que se evidencia em primeiro lugar é o facto
que na hidratação do cimento, os principais compostos do tipo silicatos e aluminatos estarem
no estado cristalino, decompondo-se rapidamente na água em iões de silicatos e aluminatos,
formando compostos de hidratação. Já na reacção pozolânica, para que a sílica e a alumina se
combinem com o hidróxido de cálcio, é necessário que se apresentem na forma de partículas
de pequenas dimensões e no estado amorfo. Assim sendo, nem todos os materiais contendo
sílica e alumina podem ser considerados pozolanas, como é o caso da sílica na forma de
quartzo.
Coutinho refere ainda que, para além de quantidade de sílica e alumina amorfa existente nas
pozolanas, esta reacção química é também influenciada pela sua estrutura interna (Coutinho,
2006). Isto é, a reactividade será tanto maior quanto maior estiver a sua estrutura interna
afastada do estado cristalino.
Nas pozolanas naturais com origem vulcânica, o estado amorfo das partículas predomina em
virtude do arrefecimento brusco das lavas e da alteração subsequente pelos agentes
atmosféricos, que tendem a destruir os raros cristais que se formaram durante o arrefecimento
brusco do magma.
Nas pozolanas artificiais conseguem-se obter arranjos na estrutura através da acção da
temperatura, desde que esta não seja suficientemente intensa para provocar um rearranjo
cristalino. Deste modo, consegue-se obter pozolanas mais reactivas (Velosa, 2006).
Além destes últimos aspectos, um factor que condiciona significativamente a reactividade das
pozolanas é a sua elevada superfície específica. Tal é justificado pelo facto de a reacção se
realizar entre um sólido – a pozolana – e um reagente dissolvido – o hidróxido de cálcio (James
et al., 1986).
Para o caso das cinzas de casca de arroz e ao contrário das pozolanas de baixa rugosidade,
como é o caso da sílica de fumo, Metha (1983) afirma que a superfície específica não só
depende da dimensão das partículas como também da rugosidade que lhe está associada visto
que esta é caracterizada por uma estrutura celular e por uma superfície rugosa (Metha, 1983).
A natureza da reacção pozolânica ainda não é bem conhecida, o que tem promovido a
realização de vários estudos sobre este assunto. A nível nacional Velosa (2006), ao citar VillarCociña, refere que na reacção pozolânica ocorre primeiramente uma interacção na superfície
19
2+
das pozolanas, entre estas e os iões de Ca ,que são obtidos através da hidrólise do hidróxido
de cálcio. Posteriormente, esta interacção passa a realizar-se no interior do núcleo das
partículas pozolânicas (Velosa, 2006).
Tal conjunto de interacções permitirá que numa solução aquosa, os monosilicatos e aluminatos
possam reagir com os iões de cálcio, resultantes da hidrólise do cálcio, possibilitando deste
modo a origem de compostos do tipo silicatos de cálcio hidratados e aluminatos de cálcio
hidratados.
Almeida refere que “em argamassas à base de cal aérea, a quantidade de cal livre que se
combina com os materiais pozolânicos fornece um indicador da pozolanicidade destes
materiais, o que se encontra fortemente relacionado com a sua superfície específica” (Almeida,
2008).
3.4 Medição da reactividade das pozolanas
No estudo das propriedades pozolânicas, é corrente recorrer a métodos expeditos e rápidos
como são os métodos químicos. Como consequência, quando se pretende avaliar a resistência
mecânica ou química de uma pozolana misturada com uma cal, em vez de se optar pelos
métodos mais longos como é o caso da caracterização mecânica, opta-se pelo método químico
(Coutinho, 1958).
3.4.1 Ensaios mecânicos
Um dos tipos de ensaio utilizado para efectuar a medição da reactividade pozolânica é o ensaio
mecânico.
Os ensaios mecânicos baseiam-se no princípio de que os produtos originados pela reacção
pozolânica provocarão um aumento da resistência mecânica de pastas de cal e pozolana. Este
incremento permitirá identificar uma pozolana ao nível da sua capacidade de reacção com a
cal, através da sua comparação com resistências mecânicas de provetes normalizados
(Velosa, 2006).
Velosa (2006), ao citar Vicat (1837), comenta que este utilizava os termos “muito energético”,
“energética”, “fracamente energética” e finalmente “inerte”, consoante o grau de dureza que
atingiam as pastas de cal e pozolana, tendo como referência o grau de dureza de outros
produtos, como por exemplo o tijolo, a pedra branda ou o sabão.
20
Muitos países já possuem uma normalização específica para este tipo de ensaios, sendo as
principais diferenças verificadas quer na execução dos provetes (composição, traço e
execução), quer no condicionamento. Estes ensaios são usualmente efectuados aos 7 e 28
dias de idade (Velosa, 2006; Wanson et al., 2009).
O Caderno de Encargos para Fornecimento e Recepção de Pozolanas (1991) descreve as
exigências para pozolanas e ensaios em pasta de cal e pozolanas e argamassas de areia.
Quanto a Portugal, o documento regulava única e exclusivamente pastas de cal e pozolana,
permitindo a classificação de pozolanas e estabelecendo um método de avaliação da
pozolanicidade. O método de avaliação tinha como base as características físicas da pozolana
assim como a tensão de rotura à flexão e compressão das pastas.
A ASTM C 593-06 (2006) apresenta os valores mínimos de resistência mecânica que as
argamassas formuladas com cal e pozolanas devem respeitar.
Actualmente, e apesar da existência da NP EN 196-5, “Métodos de ensaio de cimentos. Parte
5: Ensaio de pozolanicidade dos cimentos pozolânicos”, não existe um normativo europeu que
regulamente os ensaios de pozolanicidade em argamassas de cal aérea hidratada.
3.4.2 Ensaios químicos
Os ensaios químicos desempenham um papel importante na determinação da sua origem,
permitindo uma classificação das pozolanas em relação à sua natureza. Para efectuar esta
classificação, é importante determinar a percentagem de elementos químicos existentes nas
mesmas. Além dos usuais SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO e CaO, é ainda necessário a determinação
da percentagem de FeO, MnO, K2O, Na2O, TiO2, P2O5 e H2O. Contudo, este tipo de ensaio
requer de bastante rigor tendo em conta o possível estado alterado em que as partículas se
podem encontrar (Coutinho, 2006).
O teste Chapelle apresenta-se como um método químico muito utilizado para a medição da
reactividade pozolânica, sendo este semelhante a outros métodos utilizados, tais como a
determinação da quantidade de óxido de cálcio (CaO) numa solução, após aquecimento ou por
análise térmica diferencial (Coutinho, 1958). O teste Chapelle preconiza a colocação de 1 g da
pozolana em estudo e de 1 g de hidróxido de cálcio em 199 ml de água a ferver durante 16 h.
Terminado este período e com o recurso a um equipamento padronizado, efectua-se a
medição da quantidade de hidróxido de cálcio que ficou por reagir.
Apesar de não se enquadrar no domínio das argamassas de cal aérea com adição de
componentes pozolânicos, a NP EN 196-5, “Métodos de ensaio de cimentos. Parte 5: Ensaio
21
de pozolanicidade dos cimentos pozolânicos”, sugere a possibilidade de verificação da
pozolanicidade dos cimentos pozolânicos. Para tal, usam-se 20 g de pozolana para 100 ml de
água. No final, mede-se a quantidade de Ca(OH)2 existente na solução e compara-se com a
quantidade do mesmo composto que satura uma outra solução com a mesma alcalinidade. Em
relação a esta norma europeia, importa referir que não é aplicável às pozolanas.
Vários autores (Luxan et al., 1989; Lea, 1970) defendem que a medição da pozolanicidade das
respectivas pozolanas pode ser efectuada através do fenómeno da condutividade, ou seja, na
variação da condutividade de uma solução saturada de hidróxido de cálcio antes e após a
adição da pozolana. O método consiste em determinar a condutividade inicial de 200 ml de
solução saturada, introduzir 5 g de pozolana na solução e, após 2 minutos de reacção,
determinar a condutividade final.
Tabela 3-3 – Classificação pozolânica de materiais baseada na medição da condutividade
(Luxan et al., 1989).
Classificação da Pozolanicidade do
Material
Não pozolânico
Com pozolanicidade variável
Com Boa Pozolanicidade
Condutividade [mSi]
< 0,4
0,4 - 1,2
>1,2
O princípio inerente aos ensaios apresentados baseia-se no facto de a actividade pozolânica
possibilitar uma fixação do hidróxido de cálcio na pozolana, pelo que quando menor for a
concentração no final de hidróxido de cálcio, maior será a pozolanicidade.
22
4 CINZAS DE CASCA DE ARROZ
Neste capítulo, aborda-se o tema da casca de arroz, mais concretamente a cinza derivada da
sua calcinação. Apresentam-se os seus processos de transformação e aprofunda-se as
propriedades pozolânicas das cinzas de casca de arroz, assim como a influência da
granulometria das cinzas nessas mesmas propriedades.
4.1 Contextualização histórica
Na mitologia, pode-se encontrar várias lendas que relatam a origem do arroz. Por exemplo, os
árabes acreditavam que o arroz foi gerado a partir de uma gota de suor de Maomé. Por sua
vez, uma lenda chinesa conta que durante um período de grande fome, alguns habitantes da
região de Sichuan, num acto de desespero, enviaram pássaros aos deuses pedindo um
alimento que os pudesse ajudar. Como resposta a este pedido, os pássaros trouxeram grãos
de arroz…
As referências bibliográficas mais antigas situam a origem do arroz na Índia e sudeste asiático,
mais concretamente, existem documentos datados de 3000 a.c. que relatam a existência deste
cereal na China e também vários escritos hindus que citam o arroz por esta data. Pelos anos
1000 a.c., o valor nutritivo do arroz já era conhecido. Posteriormente, a cultura do arroz
expandiu-se até à Pérsia e Indonésia. Por meados de 100 a.c., o arroz já era cultivado no
Japão, e também nas Filipinas, onde foram criados os Arrozais de Banaue. Os árabes levaramno para o delta do Nilo, possibilitando assim a sua “descoberta”, através dos turcos, pelos
países mediterrânicos, onde começou a ser cultivado nos Balcãs. Com a ocupação da
Península Ibérica pelos muçulmanos, o arroz chegou a este território, com os primeiros indícios
do cultivo em Portugal a apontarem para que este tenha começado no reinado de D. Dinis, com
maior foco no Baixo Mondego. Com os Descobrimentos, os portugueses levaram o arroz para
o Brasil e os espanhóis para o resto da América Latina, tornando-se assim uma cultura à
escala mundial.
Nos últimos anos em Portugal, a produção de arroz tem vindo a assumir valores significativos,
estabelecendo-se actualmente a produção de arroz em casca (paddy) na ordem dos 160.000
toneladas (Maurici, 1999; Andrade, 1999). Na Tabela 4-1, são apresentados os 10 maiores
paises produtores de arroz.
23
Tabela 4-1 – Listagem dos 10 maiores produtores de arroz do mundo (IRRI, 2008).
País
2002
2003
2004
2005
2006
2007
China
176.342
162.304
180.523
182.059
184.128
185.490
Índia
107.730
132.789
124.697
137.690
139.137
141.134
Indonésia
51.490
52.138
54.088
54.151
54.455
57.049
Bangladesh
37.593
38.361
36.236
39.796
43.504
43.504
Vietname
34.447
34.569
36.149
35.791
35.827
35.567
Tailândia
26.057
27.038
28.538
30.292
29.269
27.879
Myanmar
21.805
23.146
24.718
25.364
30.600
32.610
Filipinas
13.271
13.500
14.497
14.603
15.327
16.000
Brasil
10.457
10.335
13.277
13.193
11.527
11.080
Japão
11.111
9.740
10.912
11.342
10.695
10.970
4.2 Propriedades da casca de arroz
Desde sempre que os sectores agrícolas têm gerado grandes quantidades de resíduos, o que
provocou o interesse de perceber as questões técnicas, ambientais, sociais e económicas
associadas a estes materiais.
O arroz é um dos cereais mais consumidos à escala mundial, o que tem contribuído em muito
para a produção de casca de arroz, subproduto com potencial de aplicação em vários
domínios.
Durante a fase de crescimento do arroz e à imagem do que acontece com grande parte das
plantas de crescimento anual, o arroz absorve do solo diversos minerais como é o caso dos
silicatos. Nesta fase, como consequência da evaporação de água, a sílica acumula-se na
casca e no caule da planta, sob a forma de ácido monosilícico, transformando-se através do
processo de polimerização, o ácido em membrana sílico-celulósica. Após a sua remoção
durante o refino do arroz, as cascas de arroz por apresentarem na sua constituição sílica e
fibras, não possuem qualquer valor nutritivo, não sendo assim usadas na alimentação humana
e animal (Houston, 1972).
A estrutura da casca de arroz que, dependendo do cultivo, pode equivaler entre 14 e 35% da
massa do grão (Beagles, 1977). Vários autores (Ferreira, 2005; Houston, 1972; NAKATA et al.,
1989) afirmam que esta é composta por quatro camadas estruturais, fibrosas, esponjosas ou
celulares, dividindo-se do exterior para o interior em:

Epiderme externa;

Fibra hipoderme ou esclerênquima;
24

Célula parênquima esponjosa;

Epiderme interna.
No estudo desenvolvido por Hwang et al. (1997), determinou-se uma composição química para
a casca de arroz, constatando-se que esta é semelhante à das fibras orgânicas, sendo
constituída por celulose, lenhina, hemicelulose e sílica.
Como será verificado adiante, com o objectivo de produzir uma cinza de casca de arroz com
uma estrutura porosa e à base de sílica, dever-se-á realizar uma incineração controlada dos
elementos da casca de arroz, sendo a celulose e a lenhina maioritariamente removidos durante
essa combustão (Kumar, 1993; Ismail, M. S.; Waliuddin, A. M., 1996; Pacewsk, B.; Bukowska,
M.; Motly, D.; Szafran, M.; Blazdell, P., 2002; Metha, 1994).
No seguimento de um trabalho sobre as características pozolânicas da cinza de casca de
arroz, o autor sentiu a necessidade de perceber em qual das camadas se encontra a sílica em
maior concentração, e qual a sua origem, de modo a permitir uma maior exploração da casca
de arroz. Para tal, estudou duas amostras de casca de arroz proveniente do Senegal, que
tiveram um tratamento térmico diferente, permitindo uma comparação em termos de
granulometria e composição mineralógica. Com recurso ao Microscópio Electrónico de
Varrimento (MEV), constatou que a concentração de sílica na face externa da casca de arroz é
superior, comparativamente à da face interior, e que a presença deste composto é
praticamente inexistente no interior da casca. Na Figura 4-1, apresenta-se um gráfico com o
perfil da sílica ao longo de uma secção transversal da casca (Jauberthie et al., 2000).
Figura 4-1 – Distância (aproximadamente 50 μm) entre superfície externa, A, e interna, B
(Jauberthie et al., 2000).
A presença de sílica na casca de arroz associa-lhe uma grande potencialidade de reutilização
(Biricik, 1999), como por exemplo na produção de blocos e painéis de betão leve e em
fertilizantes agrícolas (Armaesto et al., 2002).
Os próprios produtores de arroz são uns dos grandes responsáveis pela reutilização das
cascas de arroz, servindo-se do seu elevado poder calorífico (aproximadamente 16,3 MJ/Kg)
25
(Armaesto et al., 2002) para que através da sua combustão, possibilitarem a seca e a
parboilização do arroz. Tendo em conta que, segundo um estudo de mercado (LTD, 2003) a
maioria das reutilizações da casca de arroz implica a sua transformação em cinza, este tipo de
queima é uma das maneiras de integrar a casca de arroz no conceito de biomassa.
A figura seguinte representa algumas das possibilidades da aplicação da casca de arroz tal
como da sua cinza:
Figura 4-2 – Possibilidades de aplicação da casca de arroz e da respectiva cinza (Almeida,
2008).
4.3 Propriedades pozolânicas das cinzas de casca de arroz
A casca de arroz, se adequadamente processada através de um processo de calcinação, torna
o produto desta, a cinza de casca de arroz, num produto pozolânico. A cinza de casca de arroz
é um produto sílico-aluminoso que, por apresentar uma estrutura amorfa, reage com os iões
2+
Ca
em meios alcalinos, originando assim a precipitação de silicatos de cálcio hidratados. O
produto final desta reacção é o silicato de cálcio hidratado, sendo este o principal elemento de
hidratação do cimento Portland.
26
Estudos efectuados por Metha et al. (2008) corroboram a norma americana ASTM C 989, ao
indicarem que a cinza de casca de arroz e a sílica activa são pozolanas altamente reactivas,
sendo estas essencialmente constituídas por sílica pura na forma não cristalina (Pacewsk, B.;
Bukowska, M.; Motly, D.; Szafran, M.; Blazdell, P., 2002). As pozolanas estudados pelo autor
são constituídas por partículas maioritariamente inferiores a 45 μm, mas altamente celulares
2
com superfícies específicas de 40 a 60 m /g.
Abordando a estrutura da sílica cristalina e amorfa, realça-se que a primeira é formada por
átomos orientados a longa distância enquanto que na segunda estes são orientados a curta
distância. Apesar da diferença da estrutura microscópica das duas não ser muito significativa,
quando a sílica se encontra morfologicamente no estado amorfo, a totalidade da sua estrutura
também o está, enquanto que quando morfologicamente cristalina, 6,35 % da sua estrutura
está no estado amorfo (Rêgo, 2004).
Figura 4-3 – (a) – Estrutura da sílica cristalina formada por átomos orientados a longa distância;
(b) – Sílica amorfa cuja orientação dos átomos ocorre apenas a curta distância (Cordeiro,
2006).
Com o objectivo de perceber qual a melhor maneira de quantificar o teor de partículas no
estado amorfo, Vieira et al. (2005) estudaram a aplicação do método químico e de difracção
por raio-X, concluindo que ambos são eficazes. No entanto, o último pode ser mais fiável, uma
vez que usa ondas electromagnéticas, enquanto que o primeiro pode sofrer interferências
físicas, uma vez que se colocam as cinzas de casca de arroz em contacto com reagentes e a
duração desta exposição condiciona o grau de reactividade da sílica.
Através da revisão bibliográfica, verificou-se que variáveis como a temperatura, a duração da
queima e a oxigenação desta, influenciam directamente as propriedades físico-químicas e
morfológicas da cinza de casca de arroz. Deste modo, para se produzir uma cinza de casca de
arroz com elevadas concentrações de sílica no estado amorfo, com elevados índices de
27
reactividade pozolânica e apresentando uma estrutura altamente micro-porosa, é necessário
que a calcinação da casca de arroz ocorra em condições controladas, permitindo assim a
decomposição térmica da matéria orgânica e, ao mesmo tempo, impossibilitando a formação
de sílica no estado cristalino.
No trabalho de Almeida (2008), são referidos estudos desenvolvidos por vários autores onde se
contemplam várias temperaturas e durações de calcinação com o objectivo de se obter uma
sílica amorfa e reactiva não sendo, no entanto, possível concluir um conjunto de valores
exactos.
Metha (1983), um dos investigadores que mais tempo dedicou ao estudo das cinzas de casca
de arroz, refere que a temperatura ideal para que a cinza de casca de arroz assuma as
características anteriormente enumeradas, deverá situar-se entre 500 e 680 °C.
Também Hamad e Khatab, citados em Chandrasekhar et al. (2003), num estudo onde foi
analisada a decomposição térmica da casca de arroz em ambiente controlado, constataram
que a cinza resultante de combustões entre os 500 e 600 ºC apresentava-se maioritariamente
constituída por sílica amorfa. Por sua vez, detectaram-se formas cristalinas de tridimita e
cristobalita na cinza de casca de arroz obtida a temperaturas superiores a 800 e 1200 ºC,
respectivamente.
Yeoh (1979) refere que, com queimas de duração inferiores a uma hora e com temperaturas a
rondar os 900 ºC, é possível obter sílica amorfa. Contudo, o autor mostra ainda que se a
temperatura atingir 1000 ºC e decorridos 5 minutos, a sílica assume o estado cristalino.
Os valores anteriormente apresentados são semelhantes aos constatados por Pitt (1976),
citado em Cordeiro (2006). Este estudo refere serem necessárias temperaturas acima dos
1000 ºC para que o estado amorfo da sílica pura se transforme em cristalino. O estudo refere
ainda que para temperaturas inferiores aos 1000 ºC, devido à presença de outros constituintes
na casca de arroz, a sílica pura apresenta geralmente uma morfologia amorfa.
Directamente relacionado com a temperatura “óptima” de calcinação, para Krishnarao, et al.,
está o facto que a cristalização da sílica amorfa em cristobalita está relacionada com a fusão
do potássio existente na superfície da cinza de casca de arroz, uma vez que a dissociação do
óxido de potássio aos 347 ºC origina o potássio, cujo ponto de fusão é de 64 ºC. Como
consequência, ocorre a combustão da superfície da casca de arroz e consequentemente a
aceleração do processo de cristalização da sílica amorfa em cristobalita.
À imagem do potássio, também outras impurezas podem interferir com a pozolanicidade da
cinza de casca de arroz, desempenhando assim um papel preponderante neste assunto, uma
28
vez que impedem a libertação do carbono durante a calcinação. Uma cinza de casca de arroz
que contenha uma quantidade significativa de carbono, além de reduzir em termos percentuais
a quantidade de sílica, influencia ainda esteticamente o aspecto desta, uma vez que fornece à
cinza uma cor mais escura (Chandrasekhar et al., 2003; Zhang et al., 1996; Della et al., 2001).
O anteriormente descrito pôde ser constatado no trabalho desenvolvido em laboratório com
cinza comercial por Della et al. (2001), citado por Almeida (2008). Nele, as cinzas foram
sujeitas a variações térmicas de 10 ºC / min até ao limite de 400, 500, 600 e 700 ºC, mantendose posteriormente a temperatura constante durante três períodos de tempo (1, 3 e 6 h). Para o
período de 6 horas, constatou-se que a quantidade de cinza com cor escura diminuiu com o
aumento da temperatura, obtendo-se para uma temperatura de 700 ºC uma cinza de cor
branca.
Através de um estudo sobre a constituição química de uma cinza de casca de arroz de cor
escura, obtida por um tratamento térmico controlado, os autores Zhang et al. (1996)
constataram que a percentagem de sílica era intermédia quando comparada com as
respectivas percentagens da cinza comercial, obtidas antes e após tratamento térmico, no
estudo desenvolvido por Della et al., 2001. Tal pode ser constatado na Tabela 4-2.
Tabela 4-2 – Constituições químicas das cinzas obtidas por Della e al. (2001) e Zhang et al.
(1996).
Componentes (%)
SiO2 (dióxido de sílicio)
Al2O3 (óxido de alumínio)
Fe2O2 (óxido de ferro)
CaO (óxido de cálcio)
Na2O (óxido de sódio)
K2O (óxido de potássio)
MnO (óxido de manganês)
TiO2 (óxido de titânio)
MgO (óxido de magnésio)
P2O5 (óxido de fósforo)
SO3 (sulfatos)
Cl (cloretos)
C (carbono)
Perda de calor
Pré-tratamento
(Della)
72,1
0,3
0,15
0,43
0,5
0,72
0,15
0,05
0,7
0,06
24,3
Zhang
87,2
0,15
0,16
0,55
1,12
3,68
0,01
0,35
0,5
0,24
0,45
5,91
8,55
Pós-tratamento
Della)
94,95
0,39
0,26
0,54
0,25
0,94
0,16
0,02
0,9
0,74
0,85
Além das consequências morfológicas e físicas que estão associadas à queima de casca de
arroz, existe o fenómeno da perda de massa, que representa um factor importante, até mesmo
para toda a logística associada a futuras aplicações da cinza de casca de arroz.
No estudo de Sousa (2005) a perda de massa da casca de arroz foi dividida em 4 fases:
29
1. Quando a temperatura atinge 100 ºC, inicia-se o processo de libertação física da
água da casca de arroz. Esta perda corresponde a valores entre 4 % e 6 % da
massa total da casca;
2. Para variações térmicas entre 225-500 ºC e os 325 - 375 ºC, ocorre respectivamente
a decomposição da lenhina e da celulose, sendo libertado os compostos voláteis
existentes nas mesmas. Esta perda corresponde a cerca de 45 % da massa total da
casca. Durante esta fase da queima, constata-se um aumento significativo do fumo
da queima;
3. Quando a temperatura atinge 350 ºC, inicia-se a incineração parcial do carbono
contido na casca de arroz, ocorrendo a quase totalidade do remanescente da perda
de massa da casca;
4. Se a temperatura ultrapassar 800 - 900 ºC, inicia-se o processo de cristalização da
sílica existente na cinza de casca de arroz.
Sousa (2005), citando Kumar (1993), apresenta um gráfico (Figura 4-4) que representa a perda
de massa da casca de arroz que ocorre durante o processo de incineração. Nesta figura, o
traço interrompido representa a perda de massa, que ocorre numa cinza quando esta é sujeita
a uma temperatura constante de 500 ºC, enquanto que a linha a cheio representa a perda de
massa da cinza em função da temperatura a que é submetida.
Figura 4-4 – Curvas que representam a perda da massa durante o processo de incineração
(Kumar, 1993).
Num estudo efectuado por outros autores, Yalçin et al. (2000), são também apresentados
valores que retratam a perda de massa de uma casca de arroz que ocorre durante um
processo de calcinação. Neste estudo, a massa inicial da casca de arroz sofreu uma redução
na ordem dos 78 % até ser atingida a temperatura de 500 ºC. Apesar do aumento da
30
temperatura de incineração, não se verificou mais redução da massa da casca de arroz.
Concluiu-se que a casca de arroz continha 22 % de sílica e impurezas e os restantes 78 %
correspondiam a H2O e CO2.
Figura 4-5 – Curva que representa a perda da massa durante o processo de incineração
( Adaptado de Yalçin et al., 2000).
A temperatura ou o tempo da queima são factores que influenciam directamente a constituição
química e física da cinza de casca de arroz. Como consequência de muitos estudos realizados,
desenvolveram-se vários tipos de fornos, que possibilitam uma maior e mais eficiente
monitorização não só do gradiente térmico como a quantidade e o modo do fluxo de ar no seu
interior. Tais factores estão directamente relacionados com a quantidade de carbono existente
no produto final, elemento este já referido.
A nível nacional, Sousa (2005) elaborou uma pesquisa sobre os diferentes métodos de
incineração assim como diversos tipos de fornos, efectuando um resumo das características
das cinzas de casca de arroz resultantes dos respectivos métodos e tipos de incineração.
Estes métodos estão resumidos nas Tabela 4-3 e Tabela 4-4.
31
Tabela 4-3 – Métodos de incineração controlada da casca de arroz (Sousa, 2005).
Incineração Controlada
Metodologia de Incineração
Forno vórtice
Observações
Monitorização dos parâmetros de incineração (tempo,
temperatura, quantidade de ar);
Forno de leito fluidizado
CCA com elevada pozolanicidade.
Monitorização dos parâmetros de incineração (tempo,
temperatura, quantidade de ar);
Forno de leito fixo
CCA com elevada pozolanicidade.
Monitorização dos parâmetros de incineração (tempo,
temperatura, quantidade de ar);
CCA com elevada pozolanicidade;
CCA de cor branca;
Elevadíssima superfície especifica.
Tabela 4-4 – Métodos de incineração não controlada da casca de arroz (Sousa, 2005).
Incineração Não Controlada
Metodologia de Incineração
Observações
Fogão de alvenaria
Boa circulação de ar;
CCA branca;
CCA com elevada pozolanicidade.
Incinerador de ferrocimento
Incineração praticamente não controlada;
Temperaturas máximas de 900 ºC.
Fogão "Lo-Trau"
Uso doméstico;
Incineração não controlada.
Chaminé de placa metálica
Uso doméstico;
Incineração não controlada.
Queima a céu aberto
Incineração não controlada;
Temperaturas normalmente de 550 ºC;
CCA de cor branca ou negra;
CCA normalmente cristalizada.
Uma vez apresentadas as variáveis que influenciam a constituição e forma da cinza de casca
de arroz durante o processo de calcinação, apresenta-se na Tabela 4-5 as percentagens dos
diferentes constituintes das cinzas de casca de arroz obtidas no seguimento de estudos de
vários autores. Uma vez que nem a origem da casca de arroz, nem o processo e temperatura
de incineração são constantes, é natural que a composição química das cinzas seja diferente,
como se pode justificar pelos estudos apresentados neste capítulo. Apesar de todas as
diferenças, todos os autores constataram que a sílica é o elemento com maior peso na
constituição química da cinza de casca de arroz (Silveira, 1996).
32
Tabela 4-5 – Caracterização química de cinzas de casca de arroz resultante de vários estudos.
Autores
Cook
Salas
Cincotto
Rêgo
Guedert
Farias
et al.
Sugita
Isaia
Temperatura
da Queima
1976
450
ºC
1986
1000
ºC
1988
500600 ºC
2004
-
1989
Sem
controlo
1990
-
1992
600 ºC
93,1
5
0,41
0,20
0,41
0,45
0,08
2,31
2,27
91,2
6
0,94
0,37
2,15
0,88
-
94,70
84,95
93,11
91,78
90,00
1995
50 %-650
ºC; 50% sem
controlo
78,60
0,09
1,46
0,99
0,95
0,21
0,04
1,75
7,29
0,45
0,32
0,84
0,40
0,21
0,50
-
0,92
0,40
0,52
0,85
0,12
1,12
-
0,60
0,34
0,50
0,52
0,02
0,11
1,30
-
0,10
0,40
0,40
0,30
0,06
2,41
4,20
2,30
2,30
1,00
0,80
0,04
0,01
0,56
11,80
-
0,17
-
-
-
-
-
-
Composição Química (%)
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
Na2O
K2O
Perda de
calor
Resíduo
Insolúvel
4.4 Influência da granulometria das cinzas de casca de arroz na
reactividade pozolânica
Uma vez que grande parte deste trabalho se dedica à compreensão da influência da
granulometria das cinzas nas argamassas de cal aérea, neste subcapítulo faz-se referência
aos estudos já efectuados sobre este parâmetro.
Segundo vários autores, um dos factores que influencia significativamente a reactividade
pozolânica é a finura do material e, consequentemente, a respectiva superfície específica. Tal
significa que uma maior superfície específica implica uma maior área de reacção, influindo
assim no aumento da reactividade pozolânica (Coutinho, 1958; Massaza et al., 1979).
A nível nacional, Almeida (2008) também afirma que, de uma maneira geral, a granulometrias
de cinzas mais finas estão associadas superfícies específicas mais elevadas. O mesmo autor
acrescenta que materiais com uma superfície específica elevada, têm a reacção do hidróxido
de cálcio da cal com a sílica ou alumina facilitada, incrementando a formação de silicatos e/ou
aluminatos hidratados. Estes últimos elementos estão geralmente associados a maiores
resistências mecânicas. No seu trabalho, as argamassas com adição de cinzas de casca de
arroz, diferem unicamente na granulometria da cinza utilizada. Ambas as argamassas
apresentam um traço volumétrico de 1:0,5:3, tendo, na argamassa designada por cp3, sido
utilizada uma cinza comercial sem tratamento, enquanto que na argamassas cpm3 foi utilizada
a mesma cinza de casca de arroz mas com uma moagem efectuada num moinho de bolas. Na
33
Figura 4-6 estão representadas as curvas granulométricas das cinzas utilizadas em cada uma
destas argamassas.
Figura 4-6 – Curvas granulométricas cinza de casca de arroz utilizada na argamassa cp3 e
cpm3, cp e cpm3 respectivamente (Almeida, 2008).
Ainda no mesmo trabalho, os ensaios de caracterização mecânica evidenciaram um aumento
das resistências mecânicas da argamassa cpm3 em relação à cp3, em ambas as condições de
cura testadas (seca e húmida).
Face a estes acontecimentos, Almeida (2008) afirma que “ A redução da granulometria da
cinza, associada ao incremento da superfície específica do material, parece potenciar a
reactividade pozolânica, evidenciada pelas maiores resistências obtidas”.
Em Velosa (2006), citando o trabalho desenvolvido por Lea (1970), é referenciado a utilização
de pozolanas com diferentes superfícies específicas. Ao medir a sua reactividade através de
um método químico que se baseou na fixação de Ca(OH)2 durante 180 dias constatou-se, ao
fim de 28 dias de ensaio, uma correlação entre a superfície especifica e a reactividade do
material, sendo esta maior quanto maior for a superfície especifica. Este facto é justificado pela
reacção química ocorrer inicialmente na superfície dos grãos da pozolana, enquanto que a
reacção em continuidade depende principalmente da quantidade de matéria vítrea presente
(Velosa, 2006).
Num trabalho com o objectivo de estudar as propriedades da sílica obtida através da casca de
arroz, por via de tratamentos químicos e térmicos, os autores Salas et al. (2007) elaboraram
34
várias argamassas contendo sílica (SF), cinza de casca de arroz sem tratamentos químicos
prévios (RHA-4) e cinzas de casca de arroz tratadas previamente com ácido clorídrico (ChRHA2). Ambas as cinzas passaram por um processo de moagem com recurso a um moinho de
bolas. Na Tabela 4-6, é apresentada a caracterização das pozolanas que interessam referir no
presente estudo.
Tabela 4-6 – Características das cinzas de casca de arroz (Salas et al., 2007).
Pozolanas
Superfície
específica
2
(Blaine [m /kg])
Sílica
amorfa
[%]
Diâmetro
médio
[μm]
RHA-4
ChRHA-2
1587
1963
87,4
94,1
8,99
8,95
Apesar de o diâmetro médio ser bastante semelhante quer a superfície específica, quer a
percentagem de sílica amorfa, são superiores para o caso da ChRHA-4. Na caracterização
mecânica à compressão, os autores constataram que a argamassa com adição de cinzas de
casca de arroz com maior superfície específica apresentou resultados superiores.
Figura 4-7 – Evolução da resistência à compressão ao longo do tempo (Adaptado de Salas et
al., 2007).
No trabalho em que o objectivo foi o estudo da influência da cinza de casca de arroz em
argamassas e betões, os autores relacionaram o grau de moagem da cinza com a resistência à
35
compressão das argamassas formuladas com as respectivas cinzas. Após uma prévia
calcinação artesanal da casca de arroz, a cinza foi moída com o recurso a um moinho de bolas.
O tempo de moagem foi de 60 minutos, tendo sido retirado uma amostra de cinza a cada 10
minutos. Para cada uma destas amostras, realizou-se uma caracterização da cinza medindo a
superfície específica pelo método de Blaine. O diâmetro médio das partículas foi obtido através
do ensaio da granulometria com recurso a laser (Tashima et al., 2006).
Tabela 4-7 – Características físicas da CCA (Adaptado de Tashima et al., 2006).
Tempo de
moagem
[min]
Superfície
específica
2
[cm /g]
Diâmetro
médio
[μm]
20
30
40
50
60
15,698
17,302
20,894
22,576
23,243
14,56
12,38
9,19
7,85
7,34
Recorrendo à cinza obtida em cada um dos intervalos de tempo referidos anteriormente, os
autores realizaram duas argamassas contendo cada uma das cinzas, com uma dosagem de 5
e 10%. Os ensaios de resistência à compressão ocorreram nas idades de 7 e 28 dias. A Tabela
4-8 mostra os respectivos resultados de resistência à compressão.
Tabela 4-8 – Resistência à compressão da CCA (Adaptado de Tashima et al., 2006).
Tempo
moagem
[min]
20
30
40
50
60
Resistência 7
dias [MPa]
5%
CCA
47,7
62,5
55,6
53,3
48,9
Resistência 28
dias [MPa]
10 %
CCA
45,3
54,5
50,8
49,6
42,5
5%
CCA
54,8
67,8
61
59,2
53,4
10 %
CCA
56,2
65,4
60,3
59,4
52,7
Com base nos valores apresentados, os autores fixaram para os restantes ensaios, a
granulometria da cinza correspondente a 30 minutos de moagem, uma vez que para os 40
minutos,
a
respectiva
cinza
apresentava
uma
superfície
específica
menor,
e
consequentemente, uma menor resistência à compressão. Contudo, pode-se concluir que
existiu um aumento de resistência mecânica associado ao aumento do grau de finura, obtido
através da moagem durante os primeiros 30 minutos.
36
Em Payá (2000) é apresentado um estudo sobre o efeito da granulometria da cinza de casca
de arroz sobre a respectiva reactividade pozolânica em argamassas, recorrendo à
caracterização mecânica, através da resistência à compressão. O autor concluiu que os
valores da resistência à compressão começam a decrescer quando as partículas da cinza
utilizada apresentam um diâmetro médio inferior a 5 μm.
Nestes dois últimos casos, constata-se que a partir de determinada granulometria, a cinza
apresenta uma superfície específica decrescente. Em relação a este aspecto, Metha (1983)
afirma que a superfície específica não só depende da dimensão das partículas como também
da rugosidade que lhe está associada, uma vez que esta apresenta uma estrutura celular e
uma superfície rugosa.
Num estudo Kiattikimol et al. (2001) cujo objectivo era compreender se as propriedades
pozolânicas das cinzas volantes podem ser melhoradas através da sua redução a partículas
mais finas, os autores começaram por citar os trabalhos (Slanicka, 1991; Payá et al., 1995), no
qual foram produzidas argamassas com cinzas que foram separadas por dimensões de
partículas decrescentes. A caracterização mecânica das argamassas que continham as cinzas
com partículas de dimensões inferiores apresentou valores superiores de resistência à
compressão. Os mesmos autores citaram ainda Berry et al. (1989) para justificar o porquê da
menor actividade pozolânicas das cinzas de granulometrias superiores. Segundo estes, as
cinzas constituídas por partículas de maiores dimensões possuem uma reactividade pozolânica
inferior por apresentarem uma maior percentagem de partículas no estado cristalino.
A parte experimental deste estudo passou por submeter 5 cinzas volantes, de origens distintas,
a uma moagem através de um moinho de bolas. Daí resultaram vários lotes de cinzas em
função do tamanho das partículas, determinados pela percentagem de material retido no
peneiro 325 (Kiattikimol et al., 2001).
37
Figura 4-8 – Esquema do processo de moagem das várias cinzas volantes (Kiattikimol et al.,
2001).
Após a separação dos vários tipos de cinzas volantes, assim como das várias granulometrias,
os autores procederam à determinação da densidade, da percentagem de material retido no
peneiro de referência, da superfície específica (método de Blaine) e a da dimensão média das
partículas. Os valores obtidos são apresentados na Tabela 4-9
Os autores constataram que, tanto o diâmetro médio das partículas como a percentagem de
material retido no peneiro de referência, diminuíram com a moagem. Inversamente, a superfície
específica aumentou com a moagem, com excepção das cinzas FK-O e FK-L, em que o valor
da superfície específica da cinza original é superior à cinza obtida na primeira moagem. Os
autores, são também da opinião que este fenómeno pode ser explicado pelo facto de as
partículas da cinza apresentarem uma forma esponjosa (irregular e porosa), associada a uma
alta superfície específica. Os mesmos defendem ainda que para o caso de partículas de forma
esponjosa, o método de Blaine pode não ser suficiente para indicar o valor da respectiva
superfície específica.
38
Tabela 4-9 – Propriedades físicas do cimento e das cinzas volantes analisadas (Adaptado de
Kiattikimol et al., 2001).
Amostra
Densidade
Material retido
no peneiro nº
325 [%]
Superfície específica
pelo método de
2
Blaine [cm /g]
Dimensão
média das
partículas [µm]
Cimento
FM-O
FM-L
FM-M
FM-S
FR-O
FR-L
FR-M
FR-S
FS-O
FS-L
FS-M
FS-S
FK-O
FK-L
FK-M
FK-S
FN-O
FN-L
FN-M
FN-S
3,14
2,02
2,66
2,66
2,63
2,19
2,47
2,58
2,54
2,24
2,38
2,44
2,40
2,50
2,57
2,62
2,60
2,23
2,41
2,49
2,45
4,7
37,4
21,7
7,4
0,4
32,9
23,3
11,0
1,3
17,8
20,1
7,6
0,4
45,9
23,5
8,9
3,5
26,9
19,1
6,8
0,7
3120
2370
4630
5670
10260
3380
4620
5970
9590
5380
5150
6230
10040
7720
7430
8910
12330
4880
6320
7880
10190
13,0
28,5
9,0
5,3
1,9
32,0
15,4
10,5
4,7
18,3
17,7
11,7
5,3
44,2
10,5
4,8
3,7
27,0
13,7
7,8
4,2
Os valores da resistência à compressão aos 3 dias de idade das argamassas com adição de
cinza moída foram inferiores aos da argamassa de referência. Contudo, verificou-se a situação
oposta nos ensaios realizados aos 14 dias de idade. Nos ensaios realizados aos 28, 60 e 90
dias, continuou-se a verificar a mesma tendência, mas desta vez para as argamassas
associadas às cinzas de dimensões maiores, como se observar na Tabela 4-10.
39
Tabela 4-10 – Valores da resistência à compressão e restantes relações (Adaptado de
Kiattikimol et al., 2001)
Tensão de rotura à compressão [MPa]
Amostra
Relação
a/(C+F)
Cimento
FM-O
FM-L
FM-M
FM-S
FR-O
FR-L
FR-M
FR-S
FS-O
FS-L
FS-M
FS-S
FK-O
FK-L
FK-M
FK-S
FN-O
FN-L
FN-M
FN-S
0,68
0,67
0,68
0,67
0,67
0,71
0,70
0,70
0,68
0,69
0,72
0,70
0,68
0,73
0,71
0,70
0,70
0,71
0,72
0,70
0,68
3 dias
de
idade
18,0
13,5
14,5
16,4
19,7
12,3
13,5
14,4
15,2
14,1
13,6
14,8
16,2
14,0
15,1
16,7
17,0
14,0
14,3
14,8
16,1
7 dias de
idade
14 dias de
idade
28 dias de
idade
60 dias de
idade
90 dias de
idade
23,5
18,9
19,6
22,6
22,7
16,4
18,1
19,7
20,1
18,8
18,6
20,4
23,2
19,5
21,4
22,1
22,1
18,9
19,1
20,5
22,3
27,3
23,4
26,6
28,8
31,6
20,5
22,6
23,5
25,9
23,3
22,0
24,3
27,7
22,2
25,1
27,5
27,7
23,9
24,1
24,8
26,7
31,8
27,7
31,5
35,6
37,9
24,2
26,6
27,6
31,7
28,6
28,2
28,9
33,3
26,2
29,5
31,1
31,5
28,7
28,9
31,4
33,1
34,1
30,9
34,2
38,8
41,0
28,2
31,3
31,6
34,9
32,6
31,3
32,4
36,1
27,7
31,6
32,6
33,4
31,9
32,4
35,5
36,5
35,8
32,4
36,4
41,0
43,5
30,8
33,9
34,7
37,0
35,0
33,7
35,1
38,0
28,3
32,7
33,5
34,0
34,8
35,9
37,5
38,5
O aumento do grau de finura das cinzas causa um incremento das resistências mecânicas das
argamassas formuladas com as cinzas, levando-as a assumir valores superiores mais
rapidamente (Figura 4-9).
Figura 4-9 – Relação entre o diâmetro médio das partículas e o índice da actividade resistente
(Adaptado de Kiattikimol et al., 2001).
40
Na publicação de Junior et al. (2003), é referido que o grau de moagem da cinza de casca de
arroz desempenha uma forte influência no seu desempenho como pozolana, efeito este medido
pelo índice de actividade pozolânica. Contudo, os autores referem ainda que a partir de uma
determinada finura, o valor deste índice assume uma tendência decrescente (Figura 4-10). A
justificação para o sucedido assenta na dificuldade de dispersão das partículas de cinzas mais
pequenas na argamassa.
Figura 4-10 – Variação do índice de actividade pozolânica com o tempo de moagem (Junior et
al., 2003).
41
42
5 MATERIAIS
UTILIZADOS
NA
PRODUÇÃO
DAS
ARGAMASSAS
No presente capítulo apresenta-se a caracterização dos materiais utilizados na produção das
formulações das argamassas que foram estudadas experimentalmente.
5.1 Areia de rio
Com o objectivo de procurar minimizar a influência da areia nos resultados experimentais,
utilizou-se o mesmo agregado fino em todas as argamassas que foi uma areia de rio
proveniente do mesmo lote. A areia foi seca em estufa durante 48 horas a uma temperatura de
105 ± 5 ºC, de modo a eliminar a água existente, de forma a garantir que a humidade da areia
não constitua uma variável exógena. Ao longo do período em que a areia esteve no interior na
estufa, procedeu-se à recolha de amostras de areia às 12, 24 e 48 horas, com o objectivo de
verificar a evolução da massa ao longo do tempo. Constatou-se que as 24 horas foram o tempo
necessário para que se verificasse a estabilização da massa da amostra da areia, tendo-se
obtido variações inferiores a 0,01 % em pesagens sucessivas.
Depois de seca, a areia foi colocada no interior de barricas hermeticamente fechadas, onde foi
conservada até à sua utilização.
5.1.1 Análise granulométrica da areia de rio
Após a secagem da areia de rio, efectuou-se a análise granulométrica da areia. Realizou-se
uma peneiração mecânica durante 10 minutos, numa série de peneiros com aberturas de 8, 4,
3, 1, 0,5, 0,25, 0,125 e 0,063 mm. Terminada a peneiração, determinaram-se as massas do
material retido em cada um dos peneiros com o auxílio de uma balança, determinaram-se as
massas correspondentes. Esta análise baseou-se no disposto na EN1015-1 (1998).
Na Figura 5-1, representou-se a curva granulométrica obtida.
43
100
Material acumulado passado [%]
90
Dmáx
80
70
60
Areia
50
40
30
20
10
Dmin
0
8,000
4,000
2,000
1,000
0,500
0,250
0,125
0,063
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-1 – Curva granulométrica da areia de rio.
Determinou-se ainda o módulo de finura e a máxima e a mínima dimensão do agregado. A
máxima dimensão do agregado corresponde à menor abertura do peneiro, através da qual
passa pelo menos 90 % da massa do agregado enquanto a mínima dimensão do agregado
corresponde à maior abertura do peneiro através do qual não passa mais do que 5 % da
massa deste.
O módulo de finura representa a soma das percentagens acumuladas retidas em todos os
peneiros da série normalizada, dividida por 100.
Tabela 5-1 – Caracterização da areia de rio.
Características do Agregado
Dimensão
Máxima [mm]
Dimensão
Mínima [mm]
Módulo
Finura
2,000
0,125
3,83
44
5.1.2 Determinação da baridade
A determinação da baridade da areia de rio foi realizada adoptando os procedimentos da NPEN1097:3 (2000). Para a realização deste ensaio utilizou-se uma colher que permitiu a
colocação do agregado no interior de um recipiente metálico, com 1 litro (V) e com massa m1.
Procurou garantir-se que a distância entre a colher e o recipiente não fosse inferior a 5 cm,
possibilitando assim a reprodução da prática corrente em obra. Depois de o recipiente estar
cheio, rasou-se o mesmo pelo plano da boca e determinou-se a massa do conjunto numa
balança com 0,01 g de precisão (m2). O valor da baridade é obtido através da equação 5-1.
[5-1]
em que:
m2 – massa do recipiente cheio de areia [kg];
m1 – massa do recipiente vazio [kg];
3
V – volume do recipiente [m ].
Na Tabela 5-2, apresentam-se os valores obtidos experimentalmente.
Tabela 5-2 – Determinação da baridade da areia de rio.
3
Unidade
V [L]
m1 [kg]
m2 [kg]
ρ [kg/m ]
Valores
1,0
1,1746
1,7637
589,1
5.2 Cal aérea hidratada em pó
Tal como a areia utilizada também a cal aérea é proveniente de um só lote. A cal utilizada no
presente trabalho foi facultada pela CALCIDRATA, sendo um produto disponível no mercado
nacional e comercializada em sacos.
A cal utilizada é produzida a partir de calcários extraídos na Serra d’Aire e na Serra dos
Candeeiros. A calcinação é realizada em fornos verticais de duas cubas de processamento
contínuo sendo a uma temperatura de 900 ºC e o tempo de permanência do material no forno
de 12 horas. O processo de produção de cal e o controlo e monitorização da qualidade da
mesma, são realizados em conformidade com a norma ISO 9001:2008.
45
Depois da abertura de um saco de cal para a sua utilização, esta foi armazenada em barricas
mantidas hermeticamente fechadas. Aquando da sua utilização, e para reduzir a probabilidade
de usar cal carbonatada, existiu sempre o cuidado de retirar uma camada superficial de cal que
esteve em contacto com o ar no interior da barrica.
5.3 Cinza de casca de arroz comercial
A cinza de casca de arroz comercial utilizada foi facultada por um fornecedor da Figueira da
Foz, Cincás. A cinza utilizada na produção nas argamassas estudadas, foi previamente
preparada através de peneiração e moagem.
5.3.1 Pré – peneiração
Através da observação visual da cinza, constatou-se que as partículas de maior dimensão
estavam mal calcinadas e apresentavam uma cor mais escura em comparação com as
restantes partículas de granulometria inferior. Este facto pode resultar do processo de
calcinação ter decorrido num forno de cal que, conforme referido na Tabela 4-4, não
corresponde ao processo mais adequado. Este tipo de forno não permite a monitorização do
gradiente térmico e do fluxo de ar impossibilitando, deste modo, que a calcinação ocorra de
uma maneira uniforme. Estes factores podem justificar a heterogeneidade observada na cinza
de casca de arroz (Sousa, 2005). Foram também observadas partículas de outros materiais,
como por exemplo agregados de pequenas dimensões e pequenos elementos da folhagem do
arroz.
Como comentado no capítulo 4.3, poderá existir uma correlação entre a constituição química
da cinza de casca de arroz e a sua cor. As cinzas de casca de arroz com uma percentagem
elevada de carbono apresentam uma tonalidade mais escura enquanto que as cinzas com
maiores concentrações de sílica possuem uma tonalidade mais clara (Chandrasekhar et al.,
2003; Della et al., 2001; Zhang et al., 1996).
Com o objectivo de caracterizar a cinza comercial recebida, designada por C, realizou-se uma
peneiração de uma amostra de 200 g ± 0,1 g, durante 10 minutos, com o recurso a uma série
de peneiros normalizados com aberturas de 2,000, 1,000, 0,500, 0,250, 0,125 e 0,075 mm.
Realizada a caracterização da cinza comercial, procedeu-se a uma peneiração mecânica de
todo o material através de um peneiro de abertura de 500 μm, utilizando uma amostra de 200 g
± 0,1 g, durante um intervalo de 10 minutos. Como referido anteriormente, este procedimento
serviu para retirar as partículas mal calcinadas e as impurezas das cinzas. De novo, com o
46
objectivo de caracterizar a cinza através de uma análise granulométrica, procedeu-se a nova
peneiração, utilizando a série de peneiros normalizados com abertura de 1,000, 0,500, 0,250,
0,125, 0,075 μm (Figura 5-2). O produto final desta peneiração designa-se por CP (cinza
peneirada).
Figura 5-2 – Peneiração da cinza da cinza de casca de arroz.
No final do tratamento de peneiração de toda a cinza de casca de arroz, verificou-se que
aproximadamente 35 % do material ficou retido no peneiro de abertura 500 m, sendo este o
valor do desperdício do material.
Como se ilustra na Figura 5-3, há uma diferença de tonalidade e de aspecto da cinza C para a
CP, em que a segunda é constituída por partículas mais homogéneas e com uma cor mais
clara, o que está associada um teor de carbono inferior e superior de sílica (Chandrasekhar et
al., 2003; Zhang et al., 1996; Della et al., 2001).
47
a)
b)
Figura 5-3 – (a) – Cinza de casca de arroz comercial – C –; (b)– Cinza de casca de arroz
peneirada – CP –.
90
80
70
C
60
CP
50
40
30
20
2,000
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-4 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz comercial (C) e da cinza de
casca de arroz passada pelo peneiro de abertura 500 m (CP).
Na Figura 5-4, visualizam-se as curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada
pelo peneiro de abertura 500 m (CP) assim como a da cinza de casca de arroz comercial (C).
Importa referir que apesar da cinza CP ter sido previamente peneirada com o recurso a um
peneiro de malha 500 m, verificou-se a existência de pequenos aglomerados de cinza, que
ficaram retidos no peneiro com abertura de 500 m.
48
5.3.2 Moagem
Com o objectivo de obter uma cinza de casca de arroz com granulometria inferior a 75 m,
efectuou-se uma moagem da cinza CP. Ao reduzir o tamanho das partículas e
consequentemente aumentar a superfície específica das mesmas, teve-se como objectivo
aumentar a reactividade da cinza de casca de arroz.
A moagem foi efectuada num moinho utilizado no ensaio de Los Angeles. Refira-se que este
equipamento tem sido utilizado em vários trabalhos de investigação deste material.
Introduziu-se no moinho uma quantidade de cinza equivalente a ¼ da sua capacidade, o que
correspondeu a cerca de 14 kg de cinza passada pelo peneiro de abertura 500 μm, proveniente
da pré-peneiração.
Figura 5-5 – Moinho para o ensaio de Los Angeles utilizado na moagem da cinza de casca de
arroz.
Ao longo do processo de moagem, foram retiradas amostras de cinza de modo a realizar-se
uma análise granulométrica, com o objectivo de avaliar a evolução do incremento de finura ao
longo do processo de moagem. Foram retiradas amostras de 200 g ao fim de 15, 30, 45, 60 e
75 minutos de moagem, amostras estas designadas por CPm15, CPm30, CPm45, CPm60 e
CPm75, respectivamente.
49
Durante os primeiros 45 minutos de moagem, utilizaram-se 6 esferas de aço de
aproximadamente 400 gramas cada, dando origem às amostras CPm15, CPm30 e CPm45.
Como se pode constatar na Figura 5-6 através da comparação das curvas granulométricas Cp,
CPm15 e CPm30, os primeiros 15 minutos de moagem foram os mais eficientes, tendo existido
uma maior redução da granulometria, principalmente para as dimensões compreendidas entre
125 m e 500 m.
90
80
70
60
CP
50
CPm15
CPm30
40
30
20
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-6 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm15, CPm30 –.
Na Figura 5-7, não está representada a curva granulométrica correspondente à amostra
retirada ao minuto 45, CPm45, uma vez que não se constatou nenhuma alteração significativa
na granulometria dessa cinza em relação à curva granulométrica da CPm30, principalmente
nas partículas de dimensões inferiores a 250 μm. Decidiu-se continuar com o processo de
moagem, utilizando agora 10 esferas, mantendo-se o período de amostragem constante,
resultando daí as amostragens CPm60 e CPm75, cujas curvas granulométricas, são
apresentadas na Figura 5-7 e na Figura 5-8.
50
90
80
70
60
CP
50
CPm15
CPm30
40
CP60m
30
CPm75
20
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-7 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm15, CPm30,
CPm60 e CPm75 –.
90
80
70
60
CP
50
CPm30
40
CP60m
30
20
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-8 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
das cinzas de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm30 e CPm60 –.
O aumento do número de esferas e eventualmente do tempo surtiu um efeito generalizado na
diminuição do tamanho das partículas de cinza de casca de arroz (CPm60) em relação à
CPm30, uma vez que pela primeira vez se constatou um aumento de material acumulado
51
passado em todos os peneiros (Figura 5-8). Salienta-se que, como referido, não ocorre uma
vantagem significativa entre a CPm30 e CPm45. Nos 15 minutos seguintes (CPm75), verificouse apenas um incremento da percentagem de material passado através do peneiro 125 μm.
Nesta fase, decidiu-se finalizar o processo de moagem por se considerar que, com a
granulometria actual da cinza, já seria possível obter as diferentes quantidades de cinza para a
realização das argamassas (Figura 5-9).
90
80
70
60
CP
50
CP60m
40
CPm75
30
20
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-9 – Curvas granulométricas da cinza de casca de arroz passada em 500 μm – CP – e
da cinza de casca de arroz obtidas durante o processo de moagem – CPm60 e CPm75 –.
Figura 5-10 – À esquerda – Cinza de casca de arroz peneirada – CP –. À direita – Cinza de
casca de arroz moída – CPm75 –.
Contudo, pela experiência obtida, ficou a ideia que caso fosse necessário obter mais material
passado pelo peneiro 75 μm, bastaria aumentar o número de esferas.
52
–
5.3.3 Peneiração
fraccionamento
da
cinza
em
diferentes
granulometrias
Após o processo de moagem descrito, procedeu-se ao fraccionamento da cinza com as
granulometrias previstas no plano de trabalhos. Para tal, efectuou-se a peneiração durante 10
minutos do material obtido na moagem. Utilizaram-se peneiros com 500, 250, 125 e 75 m de
máxima dimensão. Assim obteve-se um conjunto de fracções de cinza passadas nos referidos
que foram designadas por CM500, CM250, CM125 e CM75. As curvas granulométricas dos
materiais obtidos neste processo de peneiração são apresentadas na Figura 5-11.
90
80
70
CPm75
60
CM500
50
CM250
40
CM125
30
CM75
20
2,000
1,000
0,500
0,250
0
0,125
10
0,063
0,075
Material acumulado passado [%]
100
Abertura do peneiro [mm]
Figura 5-11 – Curvas granulométricas da cinza obtida após 75 minutos de moagem e das
cinzas utilizadas na produção de argamassas resultantes da peneiração – CM500, CM250,
CM125, CM75 –.
53
Figura 5-12 – (a) – Cinza de casca de arroz moída – CM500 –; (b) – Cinza de casca de arroz
moída à direita – CM250 –.
Figura 5-13 – (a)– Cinza de casca de arroz moída – CM125 –; (b) – Cinza de casca de arroz
moída – CM75 –.
A caracterização das cinzas utilizadas no presente estudo, foi complementada com o recurso a
1
um laboratório exterior, o CDAC da Secil. Os ensaios efectuados neste laboratório consistiram
numa análise química, na determinação da superfície específica e na determinação da
granulometria.
Na Tabela 5-3, enumeram-se as várias amostras analisadas assim como os respectivos
ensaios a que foram sujeitas.
1
CDAC – Centro de Desenvolvimento de Aplicações de Cimento.
54
Tabela 5-3 – Ensaios realizados por tipologia de cinza de casca de arroz.
Amostra de Cinza
de Casca de Arroz
Análise
Química
C
CP
CM500
CM250
CM125
CM75
X
X
Superfície
Específica
Análise
Granulométrica
X
X
X
X
X
X
X
X
X
A análise química foi realizada recorrendo ao ensaio de Fluorescência de raio-X (FRX), que
permite a detecção dos constituintes da amostra, através da excitação desta por um feixe de
raios X (Velosa, 2006). Na Tabela 5-4, apresentam-se os resultados das análises químicas
realizadas nas cinzas de casca de arroz comercial (C) e nas cinzas de casca de arroz após a
peneiração no peneiros 500 µm (CP).
Tabela 5-4 – A análise química obtida pelo ensaio de fluorescência de raio-X das cinzas C e
CP.
Análise Química
Material
C
CP
SiO2
44,42
74,54
Al2O3
0,29
0,44
Fe2O3
0,15
0,27
CaO
MgO
MnO
P2O5
TiO2
Na2O
K2O
SO3
Cl
PF
Ri
1,24
0,42
0,11
0,38
0,04
0,20
1,86
0,37
0,18
51,77
-
2,90
0,77
0,26
1,28
0,03
0,46
4,93
0,67
0,41
10,05
58,02
A análise química evidencia a vantagem da pré-peneiração efectuada à cinza comercial, uma
vez que se pode constatar um aumento significativo da percentagem de sílica da cinza C para
a CP. Esta diferença justifica-se pelo facto do processo de calcinação utilizado não ser o mais
eficaz, uma vez que este não garantiu uma correcta e uniforme calcinação da casca de arroz,
tendo como consequência uma menor percentagem de sílica amorfa na cinza comercial. Ainda
55
através dos valores obtidos na análise química, constata-se que a cinza CP apresenta uma
percentagem inferior de sílica e uma percentagem superior de óxido de cálcio e óxido de
potássio em relação às cinzas referidas na bibliografia, no subcapítulo 4.3.
A superfície específica foi determinada pelo Método de Blaine, segundo a norma “NP EN 196-6
– Métodos de ensaio de cimentos. Determinação da finura”. Este ensaio que recorreu a um
Permeabilímetro de Blaine consiste em registar o tempo que um volume de ar leva a atravessar
uma camada compacta de cinza. Na Tabela 5-5, são apresentados os valores obtidos pelo
Método de Blaine. Os valores da superfície específica apresentam uma tendência crescente
com o aumento da finura das partículas, com a excepção do valor correspondente à cinza
CM125. Como referido, segundo o trabalho de Metha (1983), conclui que a superfície
específica depende não só da dimensão das partículas como também da rugosidade que lhe
está associada, sendo este factor uma possível justificação da redução do valor da superfície
especifica verificada entre a CM250 e a CM125.
Tabela 5-5 – Superfície específica – Método de Blaine.
Superfície Específica
Amostra
CM500
CM250
CM125
CM75
Tempo (s)
26,50
29,91
26,91
36,75
2
Blaine (cm /g)
6010
6385
6056
7078
A análise granulométrica da cinza de casca de arroz comercial (C) foi realizada pelo método de
peneiração (lavagem e peneiração), cuja curva granulométrica está representada na Figura
5-14.
56
Figura 5-14 – Análise granulométrica da cinza de casca de arroz comercial (C) pelo método de
peneiração (lavagem e peneiração).
Para a análise granulométrica das cinzas CM500, CM250, CM125 e CM75 recorreu-se ao
método por difracção laser. Este processo baseia-se na medição da distribuição espacial da
intensidade luminosa provocada pela existência de partículas na trajectória do feixe luminoso,
existindo uma relação entre a intensidade luminosa e o tamanho das partículas que originam o
fenómeno de dispersão. A dispersão depende de vários fenómenos como a reflexão, a
refracção e a difracção do feixe luminoso. Por sua vez, a intensidade da luz dispersa depende
de um conjunto de factores, tais como o tamanho e forma das partículas, do comprimento de
onda, da intensidade do feixe incidente e do índice de refracção da partícula em relação ao
meio no qual está suspensa (Faria-Rodrigues, 2004).
O princípio que rege este ensaio baseia-se na proporcionalidade inversa entre o ângulo de
difracção e a dimensão da partícula, ou seja, uma partícula de grandes dimensões produz um
feixe luminoso com um ângulo de difracção menor mas com uma intensidade superior.
A análise granulométrica por difracção laser é frequentemente utilizada por apresentar uma
metodologia bastante simples e rápida, e por se obter uma boa repetibilidade de resultado. A
distribuição granulométrica obtida é uma distribuição em volume e expressa em percentagem,
como se pode observar na Figura 5-15.
57
Figura 5-15 – Análise granulométrica da cinza CM500, CM250, CM125 e CM75 por difracção
laser.
Da análise das curvas granulométricas da Figura 5-15, constata-se que as curvas
correspondentes à cinza CM500 e CM250 apresentam valores muito semelhantes.
Na Tabela 5-5, são apresentados os valores da superfície específica determinados através de
um processo iterativo obtidos pela difracção laser. Saliente-se que este método não é
frequentemente referido na bibliografia.
Estes valores apresentam uma tendência crescente com o aumento da finura das partículas da
cinza, tal como os valores obtidos pelo método de Blaine. Porém, quer a ordem de grandeza
dos valores, quer o valor referente à CM250 são diferentes, sendo que no último a tendência
global é respeitada.
58
Tabela 5-6 – Determinação da superfície específica pela análise granulométrica por difracção
laser.
Superfície Específica – Difracção Laser
Superfície específica
Amostra
2/
(cm g)
CM500
2500
CM250
2600
CM125
2700
CM75
3090
Em anexo, encontram-se os restantes gráficos e valores referentes aos ensaios realizados no
laboratório exterior.
59
60
6 PLANO DE ENSAIOS EXPERIMENTAIS
No presente capítulo, descreve-se o plano de ensaios experimentais assim como os
respectivos procedimentos.
6.1 Considerações gerais
Com o estudo experimental desenvolvido no presente trabalho, pretende-se avaliar a influência
da finura da cinza de casca de arroz nas características de argamassas de cal aérea. O
trabalho experimental foi dividido em duas fases. A primeira fase teve como objectivo definir as
granulometrias da cinza de casca de arroz a utilizar nas argamassas estudadas, através de
uma análise comparativa das resistências mecânicas obtidas. Consideraram-se quatro
argamassas de cal aérea formuladas com cinzas de casca de arroz com granulometrias
distintas, que serviram de referência para a análise da influência da granulometria no
desempenho deste tipo de argamassas. Esta última análise foi desenvolvida posteriormente na
segunda parte do trabalho.
Ao longo do trabalho desenvolvido, além das alterações das características entre cada uma
das argamassas com adição de cinzas de casca de arroz, considerou-se ainda uma argamassa
de cal aérea como argamassa de referência. Refira-se que, na composição da argamassa de
referência, foi utilizada a mesma cal aérea e a mesma areia que utilizada nas argamassas com
cinza de casca de arroz. Procurou-se também manter uma consistência semelhante e a mesma
proporção cal/areia.
Interessa ainda realçar que o presente trabalho se enquadra num projecto de investigação que
tem como objectivo estudar formulações de argamassa de cal aérea com incorporação de
cinzas de casca de arroz com potencial interesse para a aplicação em revestimentos de
paredes de edifícios antigos. Como já foi referido anteriormente, este projecto surge no
seguimento do estudo desenvolvido por Almeida (2008) e foi desenvolvido em parceria com um
estudo intitulado “ Argamassas de cal aérea com adição de cinza de casca de arroz. Influência
das condições de cura” desenvolvido por Marques (2010). Ambos os trabalhos tiveram em
comum uma primeira fase, onde foram definidas as granulometrias da cinza de casca de arroz
a utilizar no desenvolvimento de ambas as dissertações.
A cal aérea utilizada é uma cal cálcica, hidratada, tipo CL 90, produzida pela empresa
CALCIDRATA. A cinza de casca de arroz utilizada é produzida pela empresa CINCÁS e o
agregado é uma areia fina de rio, de massa volúmica corrente e de natureza siliciosa. Foi
utilizada a água potável da rede de distribuição pública.
61
O traço de cada uma das argamassas de cal aérea com adição de cinza de casca de arroz foi
mantido constante ao longo de todo o trabalho, independentemente da variação da
granulometria das cinzas utilizadas. Para estas argamassas, considerou-se um traço ponderal
da ordem de 1:2:8, baseado em algumas disposições estabelecidas na ASTM 593-06 (2006).
Com base neste traço, em cada amassadura foram utilizadas as seguintes quantidades: 180g
de cal aérea, 360 g de cinza de casca de arroz e 1480 g de areia de rio. Para a argamassa de
cal aérea de referência, considerou-se um traço ponderal de 1:8, correspondendo a 180 g de
cal aérea e 1480 g de areia de rio.
Em relação à quantidade de água utilizada nas formulações das diferentes argamassas, o
critério baseou-se na obtenção de uma consistência semelhante. Foi considerado um
espalhamento de referência foi 165 ± 5 mm, tendo sido avaliado segundo a norma EN 1015:3
(1999), como se refere no subcapítulo 6.5.1. Como já se mencionou anteriormente, a areia foi
previamente seca em estufa a 105 ºC.
Os trabalhos experimentais foram realizados no Laboratório de Construção de DECivil, do
Instituto Superior Técnico.
6.2 Descrição do plano de ensaios
O objectivo do presente estudo consiste em analisar a influência da finura de uma cinza de
casca de arroz na reactividade pozolânica, com base na avaliação da resistência mecânica de
argamassas de cal aérea com adição de cinzas de casca de arroz com diferentes
granulometrias.
6.2.1 Primeira fase do trabalho experimental
Nesta primeira fase do trabalho experimental, procedeu-se a preparação e caracterização dos
materiais constituintes das diferentes argamassas. Indicam-se seguidamente os ensaios de
caracterização que foram realizados em cada material, bem como os processos de preparação
efectuados nas cinzas.

Areia:
o
o

Análise granulométrica da cinza comercial;
Baridade.
Cinza de casca de arroz:
o
o
Análise granulométrica da cinza recebida;
Peneiração da cinza recebida de forma a obter material passado no peneiro de
0,500 mm de abertura. Realização de nova análise granulométrica;
62
o
o
Moagem da cinza passada no peneiro 0,500mm com o recurso a um moinho
de bolas do ensaio de Los Angeles;
Fraccionamento da cinza com as granulometrias pretendidas.
Após a preparação dos materiais constituintes, realizou-se um conjunto de amassaduras com o
objectivo de se definir as granulometrias de cinza a utilizar. A quantidade de água da
amassadura foi determinada de modo a se obter o volume de espalhamento pré-definido de
165 mm.
Nesta primeira fase produziram-se três provetes para cada uma das amassaduras formuladas
com as diferentes cinzas. Através da sua caracterização da mecânica aos 14 dias de idade
(subcapítulo 6.6.1.1), foi possível determinar as granulometrias de cinza a utilizar e
consequentemente, a determinação das argamassas a estudar.
A Figura 6-1 seguinte ilustra a sequência de ensaios realizados na primeira parte do trabalho.
1 Amassadura
/ Argamassa
3 Provetes
3 Provetes Flexão
6 Metades Compressão
Figura 6-1 – Ensaios mecânicos e número de provetes que foram efectuados sobre cada
composição na primeira fase do trabalho.
6.2.2 Segunda fase do trabalho experimental
A segunda fase da campanha experimental teve como objectivo avaliar a influência da
granulometria das cinzas de casca de arroz nas características das argamassas de cal aérea.
No estado fresco, foram efectuados os seguintes ensaios de caracterização: avaliação da
consistência por espalhamento, retenção de água, massa volúmica aparente e exsudação.
Para a caracterização das argamassas no estado endurecido foi realizada a caracterização
mecânica e física dos provetes (prismáticos e camada de revestimento aplicada em tijolos) aos
28 dias de idade.
63
Na Figura 6-2 e na Figura 6-3 apresentam-se de forma esquemática os ensaios realizados em
cada uma das argamassas estudadas, assim como o número de provetes prismáticos e de
tijolos (camada de revestimento) utilizados nos respectivos ensaios.
2
Amassaduras
/Argamassa
6 Provetes/
Argamassa
1 Provete
Capilaridade
5 Provetes
5 Provetes
Ultra-Sons
5 Provetes
Flexão
2 Metades
Porosidade
2 Metades
Secagem
6 Metades Espessura
Carbonatada
6 Metades
Compressão
Figura 6-2 – Esquema de ensaios dos provetes prismáticos realizados na segunda fase do
trabalho.
64
6
Amassaduras/
Argamassas
3 Tijolos (camada
de revestimento)
1 Tijolo - Ultra-Sons
1 Tijolo - Esclerómetro
Pendular
1 Tijolo - Método
do Cachimbo
Figura 6-3 – Esquema de ensaios realizados sobre os provetes constituídos por uma camada e
acabamento aplicado tijolos cerâmicos.
6.3 Caracterização das argamassas estudadas
Como referido anteriormente, efectuou-se um tratamento prévio da cinza de casca de arroz,
tendo-se procedido à sua peneiração e moagem. Deste processo resultaram as cinzas com
granulometrias segregadas, nomeadamente CM500, CM250, CM125 e CM75. As argamassas
de cal aérea com a adição de cada uma destas cinzas designaram-se, respectivamente, por
A500, A250, A175 e A75. Além das argamassas mencionadas, produziu-se também uma
argamassa de referência, exclusivamente à base de cal aérea, que se designou por CAL.
Refira-se que o traço volumétrico apresenta uma maior aproximação à realidade da obra.
Porém, uma vez que a maioria dos estudos laboratoriais desenvolvidos com o recurso a
argamassas relacionam as quantidades de composições em massa, não só porque se obtêm
um maior rigor e mas também porque se garante uma melhor repetibilidade entre a produção
das diferentes argamassas.
Na Tabela 6-1 apresentam-se as composições das argamassas que foram estudadas
experimentalmente.
Visto que as argamassas de cal aérea com adições pozolânicas apresentam variações nas
suas características mecânicas ao longo do tempo, optou-se por efectuar a sua caracterização
aos 14 e aos 28 dias de idade. Considerando ainda que o processo de endurecimento das
argamassas de cal aérea se processa de um modo diferente do que o das argamassas de cal
aérea e cinzas de casca de arroz, também se efectuaram curas em diferentes condições
higrotérmicas.
65
Tabela 6-1 – Composições das argamassas estudadas experimentalmente.
Traço ponderal
Designação
da
Argamassa
CAL
Cal
A500
A250
A125
A75
1
1
1
1
1
Cinza de Casca de
Arroz
CM CM CM CM
500 250 125 75
2
2
2
2
Areia
de
rio
Água/mistura
ligante*
*(cal + cinza)
8
8
8
8
8
1,83
1,15
1,15
1,14
1,09
Espalhamento
[mm]
162
162
163
162
167
6.4 Produção das argamassas e preparação dos provetes
6.4.1 Produção da argamassa
A primeira etapa para a produção das argamassas é a pesagem dos seus constituintes sendo
utilizada uma balança com 0,01 g de precisão.
Para efectuar a amassadura foi necessário utilizar um conjunto de utensílios tais como a
balança, tabuleiros metálicos para pesar e misturar os diferentes componentes, sacos de
plástico para separar e guardar o material sólido, recipiente para a pesagem da água de
amassadura, um misturador mecânico (marca RMU - Resistenze Machine Unificate), um
raspador de borracha e uma colher de pedreiro.
Após a pesagem, efectua-se a mistura de cinza de casca de arroz com a cal. Esta mistura é
realizada manualmente no interior de um tabuleiro metálico com uma colher de pedreiro.
Efectua-se este procedimento, por se ter verificado na primeira fase experimental que quando
se ligava a misturadora, ocorria uma significativa libertação de poeira proveniente das cinzas. A
introdução deste procedimento reduziu significativamente este efeito.
A mistura prévia do ligante (cal+cinzas) é então colocada na cuba do misturador mecânico
seguindo-se a adição de água. Posteriormente, é colocado no interior da cuba, a quantidade de
água previamente determinada pelo ensaio de consistência.
A amassadura é realizada com o modo de funcionamento automático da misturadora, sendo os
tempos afectos às diversas operações controlados pela máquina.
Durante o período inicial de amassadura cuja duração é de 30 segundos com movimento de
rotação lento, enquanto se procede à mistura dos ligantes com a água, introduz-se a areia.
66
Findo este período inicial de mistura, o misturador aumenta a velocidade de rotação e efectua a
mistura durante mais 30 segundos. Após este período, pára durante 75 segundos. Nos
primeiros 15 segundo do tempo de repouso, utiliza-se o raspador de plástico e a colher de
pedreiro e remove-se o material que aderiu às faces laterais da cuba. Por fim, o misturador
retoma o movimento rápido durante 60 segundos, finalizando a amassadura.
Seguidamente, procedeu-se à avaliação da consistência por espalhamento, de acordo com o
procedimento descrito em 6.5.1.
67
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
l)
m)
Figura 6-4 – Sequência de procedimentos da produção de argamassa. (a) – Preparação previa
dos constituintes; (b;c) – Pré-mistura manual dos ligantes; (e;f) – Período inicial de
amassadura; (g;h) – Introdução de areia; (i) – Remoção do material das faces laterais; (j;m) –
Período final da amassadura.
68
6.4.2 Produção dos provetes prismáticos
A preparação dos provetes prismáticos baseou-se nos procedimentos dispostos na NP EN
196:1. Foram utilizados moldes de aço, que permitem a execução de três provetes prismáticos
3
com 160 x 40 x 40 [mm ].
Começa-se por untar as superfícies do molde com um óleo mineral, que serve de material
descofrante. Seguidamente, posiciona-se o molde no compactador e fixa-se este ao
compactador. Coloca-se a alonga sobre o molde, que serve de guia à introdução da argamassa
em cada compartimento do molde.
O enchimento do molde é realizado em duas fases com o recurso a uma colher de pedreiro,
operação esta composta por duas fases. Na primeira fase enchem-se os três compartimentos
do molde até meia altura e distribui-se a argamassa de um modo uniforme com a ajuda de uma
espátula metálica. De seguida, liga-se o aparelho de compactação e aplicam-se 60 pancadas.
Na segunda fase, completa-se o enchimento dos moldes e regulariza-se a superfície da
argamassa novamente com o recurso a uma espátula metálica, esta de dimensões inferiores,
seguindo-se o processo de compactação com novamente 60 pancadas
Concluída a compactação dos provetes, retira-se o molde do compactador, remove-se a
argamassa em excesso e regulariza-se a superfície com uma colher de pedreiro através do
“movimento vai e vem”.
Por fim, identifica-se o molde com a designação da argamassa e a data de amassadura.
Segundo o procedimento definido na ASTM 593-06 (2006), os provetes devem permanecer nos
moldes durante os primeiros 7 dias numa câmara de vapor de água a 54 ± 2 ºC. Aos 7 dias de
idade, desmoldam-se os provetes que devem ser depois conservados num ambiente com 23 ±
2 ºC e com a humidade relativa entre 95 e 100 % até à data do ensaio.
Já segundo o “Caderno de Encargos para o Fornecimento e Recepção de Pozolanas”, anexo
ao (R.B.L.H., 1991), os provetes devem permanecer nos moldes apenas durante um período
entre as 24 e as 72h, num ambiente controlado com a temperatura a 20 ºC ± 1 ºC e com a
humidade relativa a 95 %, devendo os moldes estarem cobertos com uma chapa metálica.
Após este período, os provetes devem ser retirados dos moldes e mantidos dentro de água à
mesma temperatura até à data do ensaio.
A metodologia de cura adoptada no presente estudo consistiu em colocar os moldes com os
provetes de argamassa com adição de cinza de casca de arroz numa câmara com a humidade
69
relativa de 95 a 100 % e com a temperatura de 20 ± 2 ºC. Os provetes foram desmoldados aos
dias de idade e mantidos no mesmo ambiente.
Para o caso das argamassas unicamente à base de cal aérea, os respectivos moldes foram
colocados numa câmara com uma humidade relativa de 65 ± 5 % e temperatura de 23 ± 2 ºC.
Foi necessário proceder a esta alteração de metodologia para este último caso, uma vez que o
endurecimento das argamassas exclusivamente à base de cal aérea se realiza apenas por
carbonatação. Este processo depende da difusão do dióxido de carbono na argamassa, o que
se torna bastante mais difícil em ambientes saturados. Os provetes foram também
desmoldados aos 7 dias de idade e mantidos no mesmo ambiente.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 6-5 – Sequência de procedimentos da preparação dos provetes prismáticos: (a) –
Aparelho de compactação mecânica; (b;e) – Colocação da argamassa; (f) – Colocação dos
moldes em câmara saturada.
70
6.4.3 Aplicação da camada de revestimento sobre tijolos
Como referido, foram produzidos provetes constituídos por uma camada de revestimento com
1,5 cm de espessura aplicada sobre tijolos cerâmicos com as seguintes dimensões: 30 x 20 x
3
11 [cm ].
Utilizou-se uma cofragem lateral em madeira. Este suporte já tinha sido utilizado em outros
trabalhos e permite a aplicação da argamassa no suporte de tijolo, com o acabamento e
dimensões pretendidas.
Para evitar ou minimizar a absorção de água da amassadura por parte do tijolo, efectua-se
uma molhagem prévia da superfície com recurso a um borrifador de água, pulverizado-se por
20 vezes a superfície.
A argamassa é aplicada com o auxílio de uma colher de pedreiro, aplica-se a argamassa
contra a superfície do tijolo a revestir, exercendo uma forte pressão para garantir uma boa
adesão entre a superfície do tijolo e a respectiva argamassa. Preenchido o molde, procede-se
à regularização da superfície com uma colher de pedreiro de maior dimensão, efectuando
“movimentos de vai e vem”.
Uma vez que a utilização do molde tem como único objectivo a garantia de uma camada de
espessura uniforme com determinadas dimensões, a desmoldagem é efectuada no momento
em que a argamassa se apresenta suficientemente endurecida, o que acontece 1 hora após a
aplicação da argamassa.
Em relação à condição de cura das camadas de revestimento, adopta-se as mesmas
condições de cura das aplicadas nos provetes prismáticos.
71
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Figura 6-6 – Sequência de procedimentos da preparação da camada de revestimento em
tijolos. (a) – Molde e tijolo; (b;e) – Aplicação da argamassa; (f) – Regularização da camada de
revestimento; (g;i) – Desmoldagem.
6.5 Caracterização das argamassas no estado fresco
A caracterização das argamassas no estado fresco foi realizada em todas as amassaduras
produzidas. Esta caracterização foi efectuada imediatamente após a sua produção e consistiu
72
na avaliação da consistência por espalhamento, capacidade de retenção de água,
determinação de massa volúmica e, por fim, a avaliação da exsudação.
6.5.1 Avaliação da consistência por espalhamento
Este ensaio é efectuado na mesa de espalhamento recorrendo-se a um molde metálico de
forma tronco cónica com 7 × 10 × 5 [cm]
Este ensaio teve como objectivo acertar e uniformizar a trabalhabilidade das formulações a
ensaiar, assim como garantir a reprodutibilidade de amassaduras quanto à influência da
quantidade de água. O procedimento de ensaio utilizado foi baseado na técnica descrita na EN
1015:3 (1999). Limpa-se previamente as paredes do molde metálico e a superfície da mesa de
espalhamento com um pano humedecido e tendo-se o cuidado de procurar humedecer de igual
maneira o equipamento antes de todos os ensaios.
A amostra é cuidadosamente agitada com uma colher de pedreiro. Coloca-se o molde no
centro da mesa e mantendo este nessa posição, procede-se ao enchimento do mesmo em
duas fases. Cada fase corresponde a preencher metade do volume, que se compacta com 10
golpes por apiloamento de um varão de aço de 22 cm de comprimento e 12 mm de diâmetro. O
preenchimento da segunda fase termina com excesso de argamassa à superfície do molde
para que depois da compactação, seja possível rasar a superfície do mesmo, com o auxílio de
uma colher de pedreiro, através do “vai e vem”. Depois desta fase, limpam-se todos os
fragmentos de argamassas que estejam sobre a mesa bem como toda a água que possa surgir
na base do cone. Retira-se finalmente o cone metálico com um movimento firme e vertical e
acciona-se o volante da mesa de espalhamento, aplicando-se 15 pancadas em 15 segundos.
Por fim, avalia-se o diâmetro d [mm] da argamassa espalhada, segundo os três eixos
concêntricos marcados na mesa de espalhamento.
O resultado do ensaio de espalhamento é expresso em percentagem e é obtido através da
expressão:
[6-1]
em que
∑
[mm].
73
a)
b)
c)
d)
e)
g)
h)
i)
j)
Figura 6-7 – Sequência de procedimentos realizados para a avaliação da consistência por
espalhamento. (a) – Colocação de argamassa no molde; (b) - Compactação; (c;d) –
enchimento do molde; (e) – Alisamento da superfície; (g) – Limpeza da mesa de espalhamento;
(h;i) – Argamassa; (j) – Medição com craveira.
74
6.5.2 Retenção de água
Este ensaio teve como objectivo estimar a quantidade de água que as diferentes argamassas
são capazes de reter. A metodologia adoptada foi baseada na técnica descrita na EN 1015:8
(1998). Na Figura 6-8 apresenta-se o esquema do ensaio.
Figura 6-8 – Esquema de ensaio da retenção de água (EN1015-8, 1998).
Inicialmente pesa-se o molde limpo e seco (m 1) e um conjunto de folhas de papel de filtro secas
de modo que perfaçam uma espessura de 2 mm (m2). Mistura-se a amostra de argamassa com
uma colher de pedreiro durante 5 segundos, de modo a homogeneíza-la. Com o recurso a uma
espátula, preenche-se o molde com 10 porções de argamassa. Teve-se o cuidado de colocar
argamassa em excesso de modo a possibilitar a regularização da superfície com o recurso a
uma colher de pedreiro, através do “movimento de vai e vem”. Para efectuar este alisamento
da superfície da argamassa, posiciona-se a colher a 45 graus, de modo a remover mais
facilmente o excesso de argamassa. Seguidamente, pesa-se o molde com a argamassa (m 3).
Posteriormente, cobre-se a argamassa com uma gaze para evitar que esta adira ao conjunto
de folhas de papel de filtro. Inverte-se o conjunto e coloca-se sobre um tabuleiro metálico.
Seguidamente, posiciona-se um peso de 2 kg sobre o conjunto durante 5 minutos (± 10
segundos) com o objectivo de comprimir o conjunto. Terminado esse intervalo de tempo, retirase o peso e coloca-se o conjunto na posição inicial, registando-se o peso do papel de filtro
húmido (m4).
O cálculo da água retida na argamassa, WRV, expressa em percentagem de água total nela
presente antes do ensaio, é obtida através da seguinte expressão:
75
[
(
)
]
[6-2]
em que:
mágua – massa de água utilizada na argamassa colocada no molde [g];
margamassa – massa de argamassa [g];
m1 – massa do molde seco e limpo [g];
m2 – massa do papel de filtro seco [g];
m3 – massa do molde com a argamassa [g];
m4 – massa do papel de filtro húmido [g].
a)
b)
Figura 6-9 – Avaliação da retenção de água. (a) – Preparação do material; (b) – Ensaio de
retenção de água.
6.5.3 Determinação da massa volúmica aparente
Este ensaio teve como objectivo avaliar a massa volúmica aparente das argamassas no estado
fresco. Esta massa pode ser definida pelo quociente da massa de argamassa pelo volume por
esta ocupada em determinadas condições de compactação. Todo este processo foi baseado
nas técnicas descritas pela EN 1015:6 (1998).
3
Começa-se por determinar a massa do recipiente metálico, m 1 cuja capacidade, V, é de 1 dm .
Preenche-se o recipiente com argamassa em três camadas, compactando cada camada com
15 pancadas de um varão de compactação com 22 cm de comprimento e 12 mm de diâmetro.
76
Rasa-se a superfície do recipiente com a colher de pedreiro, limpa-se o exterior do recipiente e
determina-se a massa do conjunto, m 2.
A massa volúmica aparente pode então ser determinada por:
[6-3]
sendo:
m2 – massa do conjunto;
m1 – massa do recipiente metálico;
V – capacidade do recipiente metálico.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 6-10 – Sequência de procedimentos realizados para a determinação da massa volúmica
aparente.(a) – Colocação de argamassa no recipiente; (b;c) – Compactação da argamassa;
(d;e) – Alisamento da superfície; (f) – Determinação da massa do conjunto.
77
6.5.4 Exsudação
Neste ensaio, pretende-se avaliar a quantidade de água exsudada pelas argamassas. Segundo
Coutinho (2006), esta característica deve entender-se como a tendência da água em separarse dos restantes constituintes da argamassa, podendo a exsudação ser considerada como um
caso particular da segregação. Tal fenómeno reflecte-se na quantidade de água que aflui à
superfície da argamassa no estado fresco (Coutinho, 2006).
O procedimento adoptado foi baseado na proposta em Coutinho (2006).
Para realizar este ensaio, recorre-se a uma proveta cilíndrica de vidro transparente, com 100
ml de capacidade, 25 mm de diâmetro e uma altura de 250 mm. Com o auxílio de uma colher
de pedreiro, coloca-se a argamassa no interior da proveta de modo a que o volume final, V,
esteja compreendido entre 95 e 100 ml. Para a determinação deste volume não se teve em
conta o menisco. Seguidamente, veda-se o topo da proveta recorrendo a uma película
aderente de modo a evitar a evaporação da água e espera-se três horas. Após este repouso,
mede-se o volume da lâmina líquida de água que surge à superfície da argamassa, V1.
A exsudação pode ser quantificada através da seguinte expressão:
[6-4]
sendo:
V1 – volume da lâmina líquida de água;
V – volume total de argamassa colocada no interior da proveta.
78
a)
b)
c)
Figura 6-11 – Sequência de procedimentos realizados para a determinação da exsudação. (a)
– Proveta com argamassa isolada; (b) – Argamassa em repouso; (c) – Determinação da lâmina
liquida de água.
6.6 Caracterização das argamassas no estado endurecido
No presente capítulo, descrevem-se os procedimentos dos ensaios para a avaliação das
características das argamassas no estado endurecido.
6.6.1 Características mecânicas
6.6.1.1
Resistência à flexão e à compressão
Para a determinação da resistência à flexão e à compressão foi utilizada uma Máquina
Universal de Ensaio, Form Test – Seider, modelo D-7940. Os procedimentos utilizados foram
baseados nas indicações da norma EN 1015-11 (1999).
Na colocação dos provetes na máquina de ensaio existe o cuidado de os posicionar de modo a
garantir que as faces de moldagem fiquem em contacto com a máquina.
Para o ensaio de flexão, cada provete é colocado na máquina sobre os cilindros de apoio de de
forma centrada e com o eixo longitudinal paralelo ao eixo do suporte.
Seguidamente, liga-se a máquina e faz-se descer o cutelo até estabelecer contacto com o
provete. Segue-se a aplicação de uma força gradualmente crescente, de modo contínuo e sem
choques, ao ritmo de 50 ± 10 N/s, até se atingir a rotura do provete. O valor da força de rotura
[N] é registado pela máquina. O valor da tensão da rotura à flexão, expresso em MPa, pode ser
dado pela seguinte expressão:
79
[6-5]
em que:
Ff – carga de rotura à tracção por flexão [N];
Lf – distância entre os apoios inferiores [100 mm];
b – largura da base do provete [40 mm].
Utilizando os meios-primas resultantes do ensaio de flexão, procede-se à realização do ensaio
de compressão. Cada provete é posicionado de forma centrada no prato inferior da máquina
ficando uma das faces de moldagem em contacto com o prato. Após este procedimento inicial,
liga-se a máquina e faz-se descer o prato superior até que este estabeleça contacto com a face
superior do provete. Seguidamente, aplica-se uma força gradualmente crescente, de modo
contínuo e sem choques, até à rotura do provete. O equipamento de ensaio regista o valor da
carga máxima aplicada [N].
A tensão de rotura à compressão de cada provete pode ser determinada pela seguinte
expressão:
[6-6]
em que:
Rc – tensão de rotura à compressão [MPa];
Fc – carga da rotura à compressão [N];
2
S – área de aplicação da carga (40 × 40 mm) [mm ].
80
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 6-12 – Determinação da resistência à flexão e à compressão. (a) – Máquina de ensaio;
(b) – Provetes a ensaiar; (c;d) – Ensaio de resistência à flexão; (e;f) – Ensaio de resistência à
compressão.
6.6.1.2
Determinação da velocidade de propagação de ultra-sons
A velocidade de propagação dos ultra-sons foi determinada em todos os provetes utilizados
nos ensaios de resistência à flexão e à compressão, assim como nas camadas de revestimento
aplicadas em tijolos.
Utilizou-se um aparelho portátil cuja designação comercial é Pundit (Portable Ultrasonic
Nondestructive Digital Indicating tester) fabricado pela CNS Electronics. Este equipamento
inclui dois transdutores de 54 KHz, cada um com 5 cm de diâmetro, sendo um emissor e o
outro receptor.
A avaliação da velocidade de propagação de ultra-sons nos provetes é efectuada pelo método
directo enquanto que nas camadas de revestimento é utilizado o método indirecto.
81
O ensaio inicia-se pela calibração do aparelho, garantindo-se que o tempo obtido na barra de
calibração seja de 25 μs. Para garantir um melhor contacto aplica-se pasta de dentes nas duas
extremidades da barra de calibração e encosta-se o emissor e o receptor nos respectivos
topos. De seguida regula-se o aparelho até se obter a leitura de 25 μs.
Após a calibração do aparelho efectuam-se as medições sobre os provetes prismáticos
utilizando-se o método directo. Começa-se por aplicar a massa de contacto nos topos dos
provetes e seguidamente encostam-se os transdutores de forma centrada e registam-se o
tempo de propagação. Este processo é repetido três vezes em cada provetes.
Registados os valores, a velocidade de propagação dos ultra-sons, vi, é determinada pela
seguinte expressão:
[6-7]
em que:
vi – velocidade de propagação de ultra-sons [m/s];
si – distância percorrida [m];
ti – tempo de percurso [μs].
a)
b)
c)
Figura 6-13 – Calibração do aparelho e medição directa em provetes prismáticos. (a) –
Equipamento; (b;c) – Realização do ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons.
A medição da velocidade de propagação de ultra-sons nas argamassas aplicadas como
camada de revestimento sobre os tijolos foi efectuada pelo método indirecto.
82
Começa-se por marcar na superfície do revestimento os pontos onde devem ser colocados os
transdutores. Uma vez que se pretendeu determinar a velocidade de propagação em vários
pontos com afastamentos distintos entre o emissor e o receptor, são marcados pontos no perfil
de ensaio com afastamentos de 6, 7, 9, 11, 1, 15 e 17 cm.
Também neste ensaio é garantida a calibração do material através do procedimento
anteriormente referido e também é utilizada pasta de dentes como massa de contacto, que
serve para regularizar a superfície da argamassa, preenchendo assim todas as irregularidades
que esta apresentava.
Foram também efectuadas três medições em cada uma das distâncias acima referidas.
Para o cálculo da velocidade de propagação de ultra-sons pelo método indirecto recorre-se a
uma dromocrónica, que segundo Ferreira são gráficos do espaço em função do tempo de
propagação sendo a velocidade calculada a partir do declive da recta ajustada (Ferreira Pinto,
1993).
83
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 6-14 – Calibração do aparelho e medição indirecta em provetes constituídos por
argamassa aplicada como camada de revestimento em tijolos. (a) – Calibração do
equipamento; (b) – regularização da superfície de contacto; (c;d) – Colocação dos
transdutores; (e;f) – Medição do tempo de propagação da onda.
6.6.1.3
Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular
Este ensaio tem como finalidade avaliar as características mecânicas do material de um modo
indirecto. Este ensaio consiste em provocar um choque de uma massa conhecida na superfície
do material de revestimento medindo-se a quantidade de energia recuperada no ressalto da
massa. O resultado permite obter um índice de dureza da superfície em estudo que é lido
numa escala graduada acoplada ao equipamento de ensaio. Quando se efectua este ensaio
em materiais mais brandos, o ressalto será menor, uma vez que a energia absorvida pela
superfície em estudo será maior (Magalhães et al., Maio de 2003).
O aparelho que se utilizou para a determinação da dureza superficial foi um esclerómetro
pendular da marca Porceq – Original Schmith Hammer, modelo tipo PT, adequado para um
6
domínio de resistência entre 0,2 e 5 MPa, transmitindo uma energia de impacto de 0,883 Nm .
84
Tal como no ensaio da determinação da velocidade de ultra-sons, também aqui é necessário
marcar os pontos em que se efectua o ensaio. Dividiu-se a superfície da camada de
revestimento em duas áreas iguais para que cada tijolo tenha duas zonas de ensaio distintas.
De seguida, define-se em cada zona de ensaio, cinco marcações principais e quatro
marcações secundárias intercalares, sem que nenhuma esteja sobreposta.
É importante garantir a verticalidade da superfície de ensaio, assim como garantir um correcto
contacto entre a superfície do revestimento e o esclerómetro. Finalmente, acciona-se o
aparelho soltando-se a massa e provocando um impacto na superfície em estudo, seguindo-se
a leitura do valor. Primeiramente, efectua-se este procedimento nos cinco pontos principais e
só depois é que se efectua o estudo nos quatro pontos secundários.
Para a determinação da dureza superficial calcula-se o valor do índice esclerométrico médio,
Rm, e correlaciona-se este valor com os valores de resistência à compressão das argamassas
estudadas.
a)
b)
Figura 6-15 – Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular. (a) – Ensaio de
esclerómetro nos pontos principais; (b) – Ensaio de esclerómetro em pontos secundários.
6.6.2 Avaliação das características físicas
6.6.2.1
Determinação da absorção de água por capilaridade
O ensaio da absorção de água por capilaridade foi realizado com o objectivo de avaliar uma
possível influência da incorporação de cinzas de casca de arroz com diferentes granulometrias
na absorção de água das argamassas em estudo. Este ensaio baseou-se nos procedimentos
da EN 1015-18 (2002).
85
Em primeiro lugar é necessário secar os provetes numa estufa ventilada a 60 ± 5 ºC, até que
estes atingem massa constante, isto é, uma diferença de 0,2 % na massa entre duas pesagens
com 24 horas de intervalo. Seguidamente arrefecem-se os provetes para que fiquem à
temperatura ambiente. Colocam-se os provetes no interior de um exsicadores com sílica gel no
interior para que não ocorra ganho de humidade. O arrefecimento foi realizado durante 24
horas. Pesam-se então os provetes, m1 e marca-se uma altura de 5 mm a partir de uma das
bases e colocam-se na vertical sobre varetas de vidro no interior de um tabuleiro metálico. As
varetas têm como objectivo possibilitar o contacto da base dos provetes com a água. Coloca-se
finalmente a água no tabuleiro até que esta atinja uma altura de 5
1 mm acima da base dos
provetes.
Procede-se à pesagem dos provetes (m2) ao longo do tempo, ti. O ensaio foi separado em duas
fases. Na primeira efectuaram-se pesagens aos 5 min, 15 min, 15 min, 30 min, 1 h, 1 h 30 min,
2 h, 3 h e na segunda foram realizadas pesagens diárias (24 h). Antes de cada pesagem,
procede-se à limpeza do provete com um pano húmido, de modo a retirar a água superficial.
Como complemento destas pesagens, registam-se também as alturas da ascensão de água.
Durante o ensaio, os provetes, e o tabuleiro são mantidos cobertos com uma campânula para
evitar a evaporação de água.
Os provetes são reintroduzidos na água, de forma inclinada com um ângulo de 45º para que
não fiquem bolhas de ar na sua base.
A quantidade de água absorvida por capilaridade, m i, obtém-se a partir da seguinte expressão:
[6-8]
em que:
2
mi - quantidade de água absorvida por capilaridade ao fim do tempo i [kg/m ];
m1 – massa do provete seco, no inicio do ensaio [kg];
m2 – massa do provete após um determinado intervalo de tempo i [kg];
2
A – área da face de contacto com a água [0,0016 m ].
Finalmente, traça-se um gráfico com os valores da quantidade de água absorvida por
capilaridade por unidade de superfície, em função da raiz quadrada do tempo expresso em
0,5
segundos, t .
86
Através do coeficiente angular do troço inicial da referida curva, retira-se o coeficiente de
2
0,5
absorção por capilaridade, expresso em kg/m .s . Este coeficiente representa a velocidade de
2
absorção capilar no período inicial. O valor assimptótico do gráfico, expresso em kg/m , traduz
a quantidade total de água absorvida. O ensaio foi terminado quando a diferença entre duas
pesagens consecutivas não excedeu 0,2% da massa inicial do provete.
a)
b)
c)
Figura 6-16 – Sequência do ensaio de absorção de água por capilaridade. (a;b) –
Posicionamento dos provetes; (c) – Realização do ensaio.
6.6.2.2
Determinação da porosidade aberta
Os procedimentos para a realização deste ensaio basearam-se nas técnicas descritas em
RILEM I.1 (1980)
A preparação dos provetes para este ensaio foi idêntica à efectuada no ensaio de absorção
capilar. Os provetes são submetidos a uma secagem numa estufa ventilada a 60 ºC até
atingirem a massa constante, sendo posteriormente colocados num exsicador contendo sílica
gel até atingirem a temperatura ambiente.
No final desta primeira fase, pesam-se os provetes, m 1, com recurso a uma balança de
precisão 0,01 g. Colocam-se novamente os provetes no interior de um exsicador, desta vez
sem conter sílica gel e fecha-se hermeticamente. Com uma bomba de vácuo, baixa-se a
pressão até 20 mmHg e deixam-se permanecer os provetes neste ambiente durante 24 horas,
com o objectivo de retirar o ar do interior dos poros. Findo este período, introduz-se lentamente
(mínimo de 15 minutos) água até à imersão total dos provetes, deixando estes submersos por
24 horas à mesma pressão (20 mmHg). Findo esse período de 24 horas, desliga-se a bomba
de vácuo e permite-se a entrada de ar no exsicador. Mantendo-se os provetes neste ambiente
por mais 24 horas.
87
Terminada esta segunda fase, retiram-se os provetes do exsicador e efectua-se uma pesagem
hidrostática, m2. Foi utilizada uma balança com 0,01 g de precisão. Seguidamente, limpam-se
as superfícies dos provetes com um pano húmido, de modo a retirar a água livre em excesso, e
determinam-se as massas saturadas m 3.
A porosidade aberta é determinada pela seguinte fórmula:
[6-9]
onde:
Pab – porosidade aberta [%];
m1 – massa seca de cada provete [g];
m2 – massa resultante da pesagem hidrostática [g];
m3 – massa saturada de cada provete [g].
A massa volúmica real e a massa volúmica aparente determinam-se de acordo com as
equações [6-10] e [6-11], respectivamente:
⁄
[6-10]
⁄
[6-11]
88
a)
b)
Figura 6-17 – determinação da porosidade aberta. (a) – Exsicador ligado a bomba de vácuo;
(b) – Esquema de ensaio (pesagem hidrostática)
6.6.2.3
Determinação da absorção de água sob baixa pressão – Método do
cachimbo
Este ensaio teve como objectivo determinar um coeficiente de absorção, que representa a
quantidade de água absorvida numa dada área e num determinado intervalo de tempo.
Ungericht (2002) no seu estudo (coluna de água com 92 mm), usou este ensaio com o intuito
de avaliar a permeabilidade de um revestimento de argamassa num material poroso, como o
tijolo, simulando assim a acção estática de um vento com velocidade de 140 km/h.
Na realização deste ensaio, também conhecido por ensaio de tubo de Karsten, seguem-se as
recomendações da RILEM – Test No. II.4. Em cada tijolo, são aplicados três cachimbos em
áreas previamente definidas. Para fixar os cachimbos à argamassa, utiliza-se uma massa de
contacto (neste caso, mástique), tendo o cuidado em não obstruir a superfície livre da boca dos
cachimbos. Inicia-se então o ensaio, introduzindo-se água com o cachimbo inclinado, modo a
3
impedir a formação de bolhas de ar. Coloca-se água até atingir a graduação 0 cm e accionase o cronómetro.
Seguidamente, regista-se a quantidade de água absorvida ao longo do tempo, com leituras
feitas aos 15 seg, 30 seg, 1 min, 1,5 min, 2 min, 3 min, 4 min, 5 min, 7 min, 10 min, 12 min,15
min, 30min e 60 min. O fim do ensaio define-se quando se atinge 60 minutos de ensaio ou
3
quando são absorvidos 4 cm de água.
O coeficiente médio de absorção de água sob baixa pressão, C abs, determina-se através da
seguinte expressão:
89
[6-12]
sendo:
2
Cabs - Coeficiente médio de absorção sob baixa pressão [g/cm ];
m – massa de água absorvida em cada instante [g];
2
A – área de absorção [5,7 cm ].
Figura 6-18 – Ensaio de absorção de água sob baixa pressão
6.6.2.4
Avaliação da cinética de secagem
O presente ensaio avalia a redução da massa das argamassas devido à evaporação de água.
Segundo Veiga, a presença de água num material de revestimento ou no seu suporte pode
resultar da penetração por permeabilidade ou por capilaridade, dependendo da dimensão dos
poros e dos capilares, bem como da pressão da água (Veiga, 1997).
Para a realização deste ensaio, teve-se como base a experiência do grupo de Materiais de
Construção do Instituto Superior técnico (Ferreira Pinto, 1993).
Como referido, este ensaio foi realizado nos meios provetes que resultaram do ensaio de
flexão. Assim, é necessário rectificar o topo do provete onde se deu a rotura, para que ambas
as faces de topo apresentem um acabamento semelhante. Esta operação é realizada primeiro
com uma lima, depois passa-se uma lixa de modo a uniformizar toda a superfície e por fim
escova-se, retirando-se assim todas as partículas soltas.
Seguidamente, impermeabilizam-se as quatro paredes laterais dos provetes com duas demãos
de uma resina epóxida (tipo 32,5 N, Sikadur). Este procedimento tem como objectivo garantir
90
que a secagem decorra através de um fluxo unidireccional. O intervalo entre as aplicações das
duas camadas de resina foi de 24 horas. Colocada a resina e terminada a sua secagem da
mesma, secam-se os provetes em estufa, a uma temperatura de 60 ± 5ºC até massa
constante, o que no presente estudo, demorou cerca de 48 horas. Posteriormente arrefecemse os provetes até à temperatura ambiente durante 24 horas, recorrendo a um exsicador
contendo sílica gel no seu interior. Pesam-se os provetes no final deste período, m 1.
Os provetes são então lentamente imersos em água ficando apoiados sobre varetas de vidro,
onde permaneceram durante 48 horas. Seguidamente, procede-se ao isolamento de uma das
faces não impermeabilizadas aplicando uma película plástica fixada por um elástico. Regista-se
a massa do conjunto (provete + elástico + papel aderente), m 2. Durante a imersão, tem-se o
cuidado de inserir os provetes com uma inclinação próxima dos 45 º, para evitar a acumulação
de bolhas de ar na superfície inferior.
Os provetes são mantidos apoiados em varetas no interior de um tabuleiro, onde permanecem
durante o período em que se efectuam as pesagens diárias até as massas estabilizarem.
Através da avaliação diária da massa dos provetes, é possível analisar a evolução do teor em
água dos provetes ao longo do tempo, com o recurso da seguinte expressão:
[6-13]
sendo:
W i – teor em água em cada instante ti [%];
mi – massa do provete em cada instantes ti [g];
m0 – massa do provete seco [g].
Na Figura 6-19, apresenta-se um exemplo do gráfico dos valores de wi ao longo do tempo,
habitualmente designado por curva de secagem.
91
Figura 6-19 – Exemplo de uma curva de secagem.
O índice de secagem, I.S., obtem-se através da integração da curva de secagem, normalizado
em relação ao teor máximo de água e ao total do tempo em que ocorreu a secagem.
Tendo em conta as curvas de secagem e através da expressão seguinte, determina-se o índice
de secagem.
∫
[6-14]
sendo:
t0 – tempo inicial do ensaio [h];
tf – tempo final do ensaio [h];
W 0 – teor de água inicia, expressa em percentagem relativamente à massa inicial [%];
f(wi) – teor em água do provete em função do tempo, expressa em percentagem relativamente
à massa seca [%].
92
Figura 6-20 – Preparação dos provetes para o ensaio de secagem.
6.6.2.5
Avaliação da profundidade de carbonatação com o indicador de
fenolflaleína
A reacção química associada ao endurecimento das argamassas de cal aérea é a
carbonatação. Este fenómeno consiste na reacção do hidróxido de cálcio com o dióxido de
carbono da atmosfera que penetra nas argamassas através dos seus poros. Como
consequência desta reacção, a alcalinidade do provete diminui progressivamente ao longo do
tempo. A evolução da profundidade de carbontação pode ser avaliada com recurso a um
indicador de fenolflaleína tendo sido utilizado uma solução com 0,2 % de concentração. Após a
aplicação da solução ocorre uma alteração da cor (púrpura) das zonas não carbonatadas que
possuem um PH superior.
Este ensaio é efectuado nas superfícies de rotura do ensaio de flexão. Para evitar que ocorra a
carbonatação das superfícies expostas, o ensaio é efectuado imediatamente a seguir à
realização do ensaio de flexão.
A aplicação da solução de fenolflaleína sobre a superfície dos provetes é efectuada com um
borrifador, tendo o cuidado de manter constante a distância entre o borrifador e o provete e a
quantidade de solução. De seguida, e com recurso a uma craveira, efectuam-se as medições
nas quadro arestas de cada superfície. Determina-se a espessura carbonatada pela média dos
valores obtidos nas quatro arestas.
93
a)
b)
d)
e)
c)
f)
Figura 6-21 – Procedimentos para a determinação da profundidade de carbonatação. (a) –
Material utilizado; (b;d) – Ensaio em provetes de argamassa com cinza de casca de arroz; (e;f)
– Ensaio em provetes de argamassa de referência.
94
7 APRESENTAÇÃO,
ANÁLISE
E
DISCUSSÃO
DOS
RESULTADOS
Neste capítulo, apresentam-se os resultados dos ensaios realizados durante a campanha
experimental, cujos procedimentos foram descritos no capítulo 6. Para tornar a exposição mais
clara, recorreu-se à representação gráfica, ao uso de tabelas e quando possível ainda à
utilização de imagens.
Visto que se torna impraticável a apresentação de todos os valores registados no decorrer da
campanha experimental, devido ao grande volume que estes constituem, optou-se sempre pela
utilização de valores médios, acompanhados pelo respectivo padrão, quando aplicável.
7.1 Caracterização das argamassas no estado fresco
Neste subcapítulo, procede-se à apresentação e análise dos resultados obtidos, no que diz
respeito à caracterização das argamassas no estado fresco, tendo sido realizados os seguintes
ensaios: espalhamento, retenção de água, massa volúmica e exsudação. Para além dos
ensaios referidos, apresentam-se ainda os ensaios que permitiram definir a relação
água/(mistura ligante) apropriada para cada um dos diferentes tipos de argamassa. Na tabela
seguinte, resumem-se os valores obtidos nos ensaios acima referidos.
Tabela 7-1 – Caracterização no estado fresco das diferentes argamassas.
Argamassa
Designação
Tipo
de
cinza
Água/mistura
ligante*
*(cal+cinza)
Espalhamento
[mm]
Retenção
de água
[%]
Massa
volúmica
3
[kg/m ]
Exsudação
[%]
Cal
A500
A250
A125
A75
CM500
CM250
CM125
CM75
1,83
1,15
1,15
1,14
1,09
162
162
163
162
167
90,0
90,0
87,7
88,3
89,1
2080
1870
1890
1890
1930
2,6
1,5
1,3
2,1
2,1
7.1.1 Avaliação da consistência por espalhamento
Como foi explicado no subcapítulo 6.5.1, a quantidade de água foi definida de modo a se obter
um resultado de espalhamento o mais próximo possível de 165 mm.
95
Para cada tipologia de argamassa, realizaram-se várias amassaduras experimentais, em que
se variou a quantidade de água de amassadura até se obter o espalhamento desejado. Nas
185
180
175
170
165
160
155
150
145
140
135
1,60
170
Espalhamento [mm]
Espalhamento [mm]
figuras seguintes apresentam-se os resultados obtidos para cada tipo de argamassa.
Cal
CM500
165
160
155
150
1,70
1,80
0
1,90
água/ligante
1
1,5
água/(mistura ligante)
Figura 7-1 – Determinação da relação
água/ligante (Cal).
Figura 7-2 – Determinação da relação
água/(mistura ligante) (CM500).
175
185
170
180
Espalhamento [mm]
Espalhamento [mm]
0,5
165
160
155
CM250
150
145
175
170
165
160
CM125
155
150
1,1
1,12
1,14
1,16
1,18
1,1
1,12
1,14
1,16
água/(mistura ligante)
água/(mistura ligante)
Figura 7-3 – Determinação da relação
água/(mistura ligante) (CM250).
Figura 7-4 – Determinação da relação
água/(mistura ligante) (CM125).
96
1,18
Espalhamento [mm]
185
180
175
170
CM75
165
160
1,08
1,1
1,12
1,14
1,16
água/(mistura ligante)
Figura 7-5 – Determinação da relação água/(mistura ligante) (CM75).
Como se pode constatar, ao longo da realização das várias amassaduras experimentais, não
foi possível a obtenção de espalhamentos exactos de 165 mm. Observou-se ainda que, para a
mesma relação água/(mistura ligante) resultaram espalhamentos distintos. A quantidade de
água foi definida por interpolação entre os pontos que circunscrevem o espalhamento de 165
mm.
Na Figura 7-6, estão representados os valores das várias relações água/(mistura ligante)
utilizadas na produção das diferentes argamassas. Da análise destes valores, conjuntamente à
observação dos valores de espalhamento que lhes estão associados, constata-se que a
incorporação de cinzas de casca de arroz nas argamassas foi responsável por uma redução da
quantidade de água para a obtenção de argamassas de consistência semelhante.
Ao analisar apenas os valores da relação água/(mistura ligante) e os valores do espalhamento
das argamassas formuladas com cinzas, é possível verificar que a redução das dimensões das
partículas da cinza tem como consequência a redução global da quantidade de água
necessária à obtenção da consistência de referência, principalmente para as granulometrias
inferiores a 250 µm. Segundo a bibliografia referida, esta diminuição da necessidade de água
pode ser justificada pelo aumento da destruição progressiva da estrutura esponjosa e porosa
das partículas que constituem a cinza de casca de arroz, através do processo de moagem.
Constatou-se ainda que 10 minutos após a amassadura, as argamassas com adição de cinzas
de casca de arroz manifestaram uma maior consistência.
97
2
água/mistura ligante
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-6 – Relação água/mistura ligante para a obtenção de um espalhamento de 165±5mm.
Na Figura 7-7, são representados os valores das várias relações água/(mistura ligante) em
função da máxima dimensão da cinza.
1,15
1,14
1,13
1,12
1,11
1,10
1,09
água/(mistura ligante)
1,16
1,08
500
400
300
200
100
0
Máxima dimensão da cinza [μm]
Figura 7-7 – Influência da máxima dimensão da cinza na relação água/(mistura ligante) para a
obtenção de consistência por espalhamento de 165±5mm.
7.1.2 Retenção de água
Na Figura 7-8, estão representados os valores da retenção de água, determinados
experimentalmente.
98
Ao observar os valores da retenção de água das diferentes argamassas, apresentados na
Tabela 7-1 assim como na Figura 7-8, é possível concluir que à excepção da argamassa A500
a incorporação de cinza é responsável por uma ligeira diminuição da capacidade de retenção
de água das argamassas em relação à argamassa de referência.
Contudo, para as argamassas A250, A125 e A75, verifica-se que o valor da capacidade de
retenção de água assume uma ligeira tendência crescente com o aumento da finura das
partículas de cinza.
Retenção de água [%]
100
90
80
70
60
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-8 – Retenção de água das argamassas estudadas.
Os valores obtidos no presente trabalho são inferiores aos obtidos no estudo desenvolvido por
Agostinho e Guerreiro (2008; 2007), onde as argamassas de cal aérea apresentaram valores
compreendidos entre 94 e 99 %. Segundo os autores Guerreiro (2007) e Faria-Rodrigues
(2004), esta diferença poderá ser justificada pelo traço utilizado em ambas as argamassas e,
consequentemente, pelos respectivos teores de cal. Os mesmos autores acrescentam que a
capacidade de retenção de água é uma característica benéfica introduzida nas argamassas
pela cal aérea.
Os valores da retenção de água da argamassa de referência são superiores aos das
argamassas com incorporação de cinzas de casca de arroz.
Como referido na bibliografia, os valores de retenção de água obtidos para as diversas
argamassas são bastante satisfatórios, o que permitirá um bom comportamento da argamassa
face às condições atmosféricas adversas aquando da sua aplicação, principalmente em
suportes consideravelmente porosos (Faria-Rodrigues, 2004). Em relação a este aspecto,
99
Veiga (1997) afirma ainda que uma retenção de água elevada é um dos factores determinantes
para o correcto comportamento das argamassas face à fendilhação.
7.1.3 Massa volúmica aparente
Os valores da massa volúmica aparente determinados são apresentados na Tabela 7-1 e na
Figura 7-9. Conclui-se que a incorporação de cinza causa uma diminuição da massa volúmica
aparente das argamassas relativamente à argamassa de referência, formulada unicamente
com cal.
Em relação às argamassas com incorporação de cinzas de casca de arroz, constata-se que o
incremento da finura da cinza é acompanhado por um aumento da massa volúmica aparente
das respectivas argamassas. Quer esta tendência quer a diferença constatada entre a
argamassa de referência e as restantes poderão ser justificadas pela ocupação dos vazios
pelas partículas de cinza de menor dimensão. Também a diminuição da relação água/(mistura
ligante) poderá desempenhar um papel preponderante no ocorrido.
Massa Volúmica [kg/m3]
2100
2050
2000
1950
1900
1850
1800
1750
1700
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-9 – Massa volúmica das argamassas estudadas.
7.1.4 Exsudação
Ao analisar os valores obtidos através do ensaio da exsudação, apresentados na Tabela 7-1 e
na Figura 7-10, constata-se que a incorporação de cinzas nas argamassas provoca uma
variação dos valores de exsudação, principalmente para os valores correspondentes às
100
argamassas A500 e A250, em que se verifica uma redução de exsudação com a progressiva
diminuição do tamanho das partículas.
Para as argamassas A125 e A75, o mesmo não se pode afirmar, uma vez que estas assumem
valores superiores ao da argamassa de referência.
Durante os ensaios de espalhamento, observou-se um fenómeno que poderá estar relacionado
com os valores de exsudação determinados. Como se pode verificar na Figura 7-11, existe
uma grande quantidade de água que se “liberta” da argamassa após o ensaio de
espalhamento, preferencialmente para a argamassa A125, A75 e CAL.
2,25
2,00
Exsudação [%]
1,75
1,50
1,25
1,00
0,75
0,50
0,25
0,00
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-10 – Exsudação das argamassas estudadas.
Figura 7-11 – Libertação de água de amassadura durante o ensaio de espalhamento.
101
7.2 Caracterização das argamassas no estado endurecido
Neste subcapítulo procede-se à apresentação e análise dos resultados obtidos no que diz
respeito à caracterização das argamassas no estado endurecido, mais concretamente ao
estudo das características físicas e mecânicas das argamassas, com o objectivo de avaliar a
influência da finura das partículas de cinza de casca de arroz nas argamassas de cal aérea.
Com esta fase do trabalho desenvolvido, não só se pretende avaliar o comportamento das
argamassas como também compreender de que forma algumas das propriedades das mesmas
argamassas se relacionam entre si.
7.2.1 Avaliação das características mecânicas
7.2.1.1
Resistência à flexão e à compressão
Como referido, o trabalho experimental foi dividido em duas partes. A primeira, além de servir
para o tratamento dos materiais, destinou-se, essencialmente, a definir as granulometrias de
cinzas a utilizar. Para isso, além do ensaio de consistência por espalhamento já apresentado,
nesta primeira fase do trabalho recorreu-se essencialmente à caracterização mecânica aos 14
dias de idade para definir as argamassas a estudar.
A Tabela 7-2 apresenta os valores obtidos nos ensaios de resistência à compressão e flexão
que foram realizados aos 14 dias de idade.
Tabela 7-2 – Resistência à compressão e à flexão aos 14 dias de idade.
Argamassa
Designação
Cal
A500
A250
A125
A75
Tensão de rotura
à compressão
[MPa]
14 dias
0,3
2,7
3,4
3,6
3,5
Tensão de rotura
à flexão
[MPa]
14 dias
0,2
1
1,4
1,4
1,5
Da análise da tabela anterior e das Figura 7-12 e Figura 7-13, é possível verificar que os
valores médios das resistências à compressão e à flexão das argamassas em que se
incorporaram cinzas de casca de arroz são bastante superiores aos valores obtidos na
102
argamassa de referência, evidenciando deste modo uma influência da reactividade pozolânica
da cinza.
Tensão de rotura à compressão
aos 14 dias [MPa]
4
3
2
1
0
Cal
A500 A250 A125
Argamassa
A75
Figura 7-12 – Valores médios das tensões de rotura à compressão aos 14 dias de idade.
Além do observado anteriormente, ao analisar apenas os valores correspondentes às
argamassas com adição de cinzas de casca de arroz, verifica-se a influência da finura da cinza
utilizada. À medida que a granulometria das cinzas utilizadas diminui, de uma maneira geral, os
valores das resistências mecânicas das respectivas argamassas aumentam, com principal
incidência na passagem da argamassa A500 para a A250.
Tensão de rotura à flexão aos
14 dias [MPa]
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-13 – Valores médios das tensões de rotura à flexão aos 14 dias.
103
Tendo em conta os valores da resistência mecânica obtidos, decidiu-se considerar as
argamassas A500, A250, A125 e A75 como as argamassas alvo de estudo para a segunda
parte do trabalho, em que se procura avaliar a influência da granulometria no desempenho das
argamassas de cinza de casca de arroz.
Na Tabela 7-3, apresentam-se os valores da resistência mecânica aos 28 dias de idade das
argamassas seleccionadas na primeira fase do trabalho, assim como da argamassa de
referência.
Tabela 7-3 – Resistência à compressão e à flexão aos 28 dias de idade.
Argamassa
Designação
Cal
A500
A250
A125
A75
Tensão de rotura
à compressão
[MPa]
28 dias
0,5
3,2
3,5
3,8
5,5
Tensão de rotura
à flexão
[MPa]
28 dias
0,2
1,4
1,5
1,6
2,3
Quer na Figura 7-14 quer na Figura 7-15, é possível verificar a mesma tendência que foi
constatada nos ensaios aos 14 dias, isto é, as argamassas com adição de cinzas apresentam
valores de resistência à compressão e à flexão superiores aos da argamassa de referência.
Em relação às argamassas com adição de cinzas, verifica-se também uma tendência crescente
da resistência mecânica à medida que a finura das cinzas diminui.
104
Tensão de rotura à compressão
aos 28 dias [MPa]
6
5
4
3
2
1
0
Cal
A500 A250 A125
Argamassa
A75
Figura 7-14 – Valores médios das tensões de rotura à compressão em provetes aos 28 dias de
idade.
Tensão de rotura à flexão aos
28 dias [MPa]
3
2
1
0
Cal
A500 A250 A125
Argamassa
A75
Figura 7-15 – Valores médios das tensões de rotura à flexão em provetes aos 28 dias de idade.
Comparando os valores da resistência mecânica de todas as argamassas aos 14 e aos 28 dias
de idade, verifica-se que os valores obtidos aos 28 dias de idade são superiores, concluindo-se
que as cinzas de casca de arroz revelam uma reactividade considerável, principalmente na A75
onde o incremento de resistência mecânica é superior. Tal fenómeno pode ser constatado na
Figura 7-16 e na Figura 7-17.
105
Tensão de rotura à compressão
[MPa]
6
14 dias
28 dias
5
4
3
2
1
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Tensão de rotura à flexão [MPa]
Figura 7-16 – Valores médios das tensões de rotura à compressão em provetes aos 14 e 28
dias de idade.
3
14 dias
28 dias
2
1
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-17 – Valores médios das tensões de rotura à flexão em provetes aos 14 e 28 dias de
idade.
Na Figura 7-18, representa-se a evolução da resistência mecânica aos 14 e 28 dias de idade,
em função da máxima dimensão da cinza incorporada nas argamassas, correspondente às
misturas designadas por A500, A250, A125 e A75. Mais uma vez, é possível verificar que
existiu um incremento da reactividade pozolânica com o aumento da finura da cinza.
Tal pode ser justificado pela maior eficiência na formação de compostos hidráulicos, como é o
caso dos silicatos de cálcio, resultantes das reacções pozolânicas.
106
5
4
3
2
1
Tensão de rotura [MPa]
6
compressão - 14 dias
compressão - 28 dias
flexão - 14 dias
flexão - 28 dias
0
500
400
300
200
100
0
Máxima dimensão da cinza [µm]
Figura 7-18 – Influência da máxima dimensão da cinza de casca de arroz nos valores médios
da resistência mecânica aos 14 e 28 dias de idade.
Os valores das tensões médias da resistência mecânica observados, são ainda compatíveis
quer com os valores da massa volúmica determinados no estado fresco (subcapítulo 7.1.3),
quer com a quantidade de água presente na formulação das várias argamassas (subcapítulo
7.1.1).
No primeiro caso, verifica-se que, com o aumento dos valores da massa volúmica aparente,
existe uma tendência crescente nos valores das resistências à compressão e à flexão,
ocorrendo a maior diferença entre os valores correspondentes à A125 e A75. Também no
segundo caso, à medida que a relação água/mistura ligante vai decrescendo com o aumento
da finura das cinzas, os valores da resistência mecânica aumentam. Mais uma vez, o maior
intervalo registado em ambos os casos, ocorre para os valores obtidos entre a A125 e a A75.
7.2.1.2

Determinação da velocidade de propagação de ultra-sons
Método Directo
Na tabela seguinte, apresentam-se os valores médios obtidos para as diferentes argamassas
em estudo.
107
Tabela 7-4 – Valores médios da velocidade de propagação de ultra-sons das diferentes
argamassas.
Velocidade de
propagação de
Ultra-sons [m/s]
28 dias
1509
2431
2461
2350
2602
Argamassa
Designação
Cal
A500
A250
A125
A75
Como se pode constatar na Tabela 7-4 e na Figura 7-19, a velocidade de propagação de ultrasons determinada para as argamassas com a adição de cinzas de casca de arroz é bastante
superior em relação à da argamassa de referência. Esta diferença é uma consequência da
formação de compostos hidráulicos originados durante a reacção pozolânica.
Velocidade, 28 dias [m/s]
2.700
2.400
2.100
1.800
1.500
1.200
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-19 – Valores médios da velocidade de propagação de ultra-sons das diferentes
argamassas.
Na figura anterior verifica-se que existe uma tendência crescente da velocidade de propagação
de ultra-sons para as argamassas com adição de cinza de casca de arroz. Tal denota que este
ensaio mostrou-se sensível ao incremento da reactividade pozolânica manifestada pelo
aumento progressivo da finura das partículas constituintes da cinza.
Apesar que o valor registado para a argamassa A125 ser inferior à A250, se considerarmos
que a diferença entre a A125 e a A75 é significativa, conclui-se que na maioria dos casos, a
108
velocidade de propagação de ultra-sons apresenta uma boa correlação com a resistência
mecânica das respectivas argamassas.

Método Indirecto
O método indirecto de avaliação da velocidade de propagação de ultra-sons nas argamassas
utiliza-se quando as argamassas estão aplicadas sobre um suporte poroso. Tendo em vista a
análise da evolução do tempo de propagação dos ultra-sons com o aumento da distância, a
Figura 7-20 ilustra a relação entre ambas, tendo a velocidade de propagação sido obtida pelo
declive da regressão linear.
Efectuaram-se duas medições para cada distância, sendo cada uma destas medições
compostas por três registos. Para estes três registos, determinou-se uma média obtendo-se no
final dois valores médios para cada uma das distâncias. Após a aproximação por regressão
linear dos vários pontos a uma recta obteve-se duas regressões lineares para cada um dos
tijolos. A Tabela 7-5 contêm os valores associados às regressões lineares assim como as
velocidades médias consideradas. No subcapítulo 6.6.1.2 pode ser observado este
procedimento.
Tabela 7-5 – Velocidade de propagação de ultra-sons (ensaio indirecto).
Argamassa
Designação
Cal
A500
A250
A125
A75
Regressão Linear
2
Equação
R
y=2479x+0,013
y=2706,8x-0,079
y=2078,6x-0,027
y=2771,6x+0,004
y=1348x+0,029
0,995
0,999
0,988
0,980
0,941
Velocidade
média [m/s]
2479
2707
2079
2772
1348
Considerando os valores obtidos do coeficiente de determinação para as diferentes
argamassas, conclui-se que as aproximações efectuadas são aceitáveis.
Ao observar a Figura 7-20, verifica-se que para algumas argamassas não se consideraram
algumas medições, como é o caso da A250 em que não se considerou o registo para a medida
6cm, assim como para a A125 e para a A75 não se consideraram as medidas 6 e 7 cm. Tal
deveu-se ao facto de que esses valores apresentaram uma ordem de grandeza demasiado
elevada e desajustada. Este acontecimento poderá ter sido motivado por uma intercepção de
um vazio, uma fissura ou por influência do suporte.
109
0,18
Distância [m]
0,16
0,14
0,12
Cal
0,10
A500
0,08
A250
A125
0,06
A75
0,04
0,E+00 3,E-05 6,E-05 9,E-05 1,E-04
Tempo de propagação [s]
2,E-04
Figura 7-20 – Evolução da velocidade de propagação de ultra-sons avaliada com o método
indirecto.
Após uma análise dos resultados obtidos, não se verifica nenhuma tendência por parte da
velocidade à medida que a granulometria da cinza diminui. Embora a ordem de grandeza de
alguns valores seja a mesma que os valores médios da velocidade de propagação obtidos nos
provetes prismáticos, os valores obtidos em argamassas aplicadas como camada de
revestimento de tijolo apresentam uma grande disparidade, principalmente para a argamassa
A75, diferenciando-se em muito dos registados para os prismas, como pode ser observado na
Figura 7-21.
Velocidade de propagação de ultrasons, 28 dias [m/s]
2.900
2.600
Provetes
Tijolos
2.300
2.000
1.700
1.400
1.100
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-21 – Comparação das velocidades de propagação de ultra-sons entre ensaio directo e
indirecto.
110
7.2.2 Avaliação das características físicas
7.2.2.1
Determinação da absorção de água por capilaridade
O ensaio de absorção de água por capilaridade dos provetes prismáticos das diferentes
argamassas permitiu traçar as curvas de absorção de água por capilaridade que se
apresentam na Figura 7-22.
Através das curvas de absorção é possível obter os valores do coeficiente de capilaridade e da
absorção total de água por unidade de superfície de contacto entre o provete e a água. Este
último valor, o valor assimptótico da curva de absorção, permite quantificar a quantidade total
de água que, por unidade de superfície, penetra na argamassa. O coeficiente de capilaridade
representa a velocidade com que a absorção de água se processa nos instantes iniciais que,
para a generalidade das argamassas. Rato (2006) refere que este período é de 60 minutos.
Porém, no presente trabalho e como se observa na Figura 7-23 tal ocorre nos primeiros 120
minutos.
Não se prolongou o ensaio para além do terceiro dia já que, entre as duas últimas medições, a
quantidade de água não variou mais do que 0,2 %.
Ao analisar as diferentes curvas de absorção, correspondentes ao período total, identifica-se
em cada uma das argamassas a existência de três troços com velocidades de absorção
distintas.
O primeiro troço é caracterizado por uma velocidade de absorção bastante superior à dos
restantes, sendo a partir deste que se determina o coeficiente de capilaridade, anteriormente
referido. Segundo Rato (2006), a velocidade deste troço inicial depende, principalmente, da
dimensão dos poros, sendo superior em argamassas com poros de maiores dimensões. O
segundo troço representa a fase de transição entre a absorção inicial e a fase de estabilização.
Por fim, o terceiro troço corresponde à fase de estabilização e está-lhe associado uma
velocidade de absorção bastante reduzida, uma vez que os provetes já se encontram próximos
da sua saturação. É com base neste troço que se determina o valor assimptótico, que depende
sobretudo da porosidade aberta das argamassas.
Da análise da Figura 7-22 conclui-se que as argamassas possuem cinéticas de absorção
semelhantes, apresentando duas taxas de absorção de água diferentes até atingir o valor
assimptótico, o que indica que a estrutura porosa é idêntica.
111
A argamassa de referência, CAL, distingue-se das restantes por apresentar valores do
coeficiente de absorção e assimptótico consideravelmente inferiores. Tal pode implicar uma
estrutura com menos poros, logo uma maior compacidade, tendo como consequência uma
menor capacidade de absorção de água assim como menores velocidades de absorção,
justificando o reduzido declive da respectiva curva.
Na Tabela 7-6 estão representados os valores referidos assim como a quantidade de água
absorvida por cada um dos provetes no final do ensaio.
Absorção de água por capilaridade [Kg/m2]
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
Cal
A500
A250
A125
A75
20
15
10
5
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900 1000 1100
Tempo [s1/2]
Figura 7-22 – Curvas de absorção de água por capilaridade.
112
Curva de absorção de água por capilaridade
(0-120 minutos) [Kg/m2]
40
35
30
25
20
15
Cal
A500
10
A250
5
A125
A75
0
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Tempo [s1/2]
Figura 7-23 – Curvas de absorção de água por capilaridade (0-120 minutos).
Tabela 7-6 – Valores de coeficiente de absorção de água por capilaridade, quantidade de água
absorvida e valor assimptótico.
Argamassa
Designação
Coeficiente de
capilaridade
2 0,5
[kg/m .s ]
Quantidade de
água absorvida
2
[kg/m ]
Valor
Assimptótico
2
[kg/m ]
Cal
0,21
30,46
32,82
A500
0,34
42,63
45,05
A250
0,35
46,69
50,05
A125
0,3
38,53
41,3
A75
0,41
61,09
64,4
À excepção da argamassa de referência, a CAL, as restantes argamassas, principalmente a
A75, apresentam valores de coeficiente de absorção de água por capilaridade superiores ao
recomendado na bibliografia consultada para argamassas de reboco. Veiga (2003) refere que
2
0,5
estes valores devem situar-se entre 0,13 e 0,20 kg/m .s . Refira-se que o baixo valor obtido na
argamassa CAL pode estar associado ao facto de esta ter apenas 28 dias de idade, tendo
ainda uma parte da sua estrutura capilar preenchida com água.
113
A Figura 7-24 e a Figura 7-25 ilustram, respectivamente, os valores do coeficiente de
capilaridade e do valor assimptótico das diferentes argamassas.
Coeficiente de capilaridade
[kg/m2.s0,5]
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-24 – Valores de coeficiente de absorção de água por capilaridade.
Valor assimptótico [kg/m2]
70
60
50
40
30
20
10
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-25 – Valores assimptóticos da absorção de água por capilaridade.
7.2.2.2
Determinação da porosidade aberta
Os resultados apresentados neste subcapítulo apresentam uma importância acrescida, uma
vez que como tem sido possível verificar ao longo da análise de resultados, a porosidade das
114
diferentes argamassas encerra em si mesma a explicação para algumas das características e
comportamentos dos provetes anteriormente referidos.
Através do procedimento descrito em 6.6.2.2, foi possível caracterizar a estrutura porosa das
diferentes argamassas através da determinação da porosidade aberta, assim como da massa
volúmica aparente e real. Teve como objectivo a compreensão da influência dos diferentes
constituintes das argamassas nomeadamente a influência da reacção pozolânica nas
características no estado endurecido. Na Tabela 7-7 apresentam-se os valores anteriormente
referidos.
Tabela 7-7 – Valores médios da porosidade aberta, massa volúmica aparente e real das
diferentes argamassas.
Argamassa
Designação
Porosidade
[%]
Massa Volúmica
3
Aparente [kg/m ]
Cal
A500
A250
A125
A75
25,2
34,1
33,9
29,8
39,5
1848
1529
1538
1614
1502
Massa
Volúmica Real
3
[kg/m ]
2469
2319
2322
2295
2483
Ao examinar os valores da porosidade para as argamassas estudadas, é importante ter-se
presente que se está a analisar o volume de vazios de cada um dos provetes, ou seja, o
conjunto de poros que comunicando entre si, formam uma rede contínua de vazios. Segundo
Rato (2006), para as argamassas correntes, o valor da porosidade pode genericamente variar
entre 20 % e 40 %. Observando os valores obtidos no presente trabalho, constata-se que estes
estão em conformidade com o estipulado por este. O mesmo autor refere ainda que, em
argamassas de cal aérea, à medida que o processo de endurecimento progride, verifica-se
uma redução da porosidade aberta, possivelmente devido à redução da dimensão dos poros.
Deste modo, será de esperar que os valores obtidos possam sofrer uma diminuição em
ensaios realizados em idades mais avançadas.
115
Porosidade [%]
40
30
20
10
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-26 – Valores médios da porosidade aberta das argamassas estudadas.
Ao observar a Figura 7-26, verifica-se que a argamassa de referência, CAL, apresenta um valor
médio de porosidade aberta inferior ao de todas as argamassas com adição de cinzas de
casca de arroz, independentemente da sua granulometria. Segundo a bibliografia (FariaRodrigues, 2004; Almeida, 2008; Rato, 2006), tal pode ser justificado pelo facto de as
argamassas em cura húmida perderem a água por evaporação de uma forma diferente e mais
lenta. Para o caso das argamassas com adição de cinzas de casca de arroz, isto é com adição
de um material pozolânico, parte dessa água é utilizada na reacção pozolânica entre a sílica e
a alumina, constituintes da cinza, com o hidróxido de cálcio da cal aérea, originando deste
modo os compostos hidráulicos e aumentando, assim, a velocidade de endurecimento. Uma
vez que em ambiente húmido, a evaporação da água se processa de uma forma mais lenta,
quando a evaporação ocorre, a argamassa já adquiriu uma resistência mecânica suficiente
impedindo que os poros resultantes da evaporação da água sofram uma redução do volume.
Analisando apenas as argamassas com adição de cinza de casca de arroz, a figura torna
explícita a tendência de diminuição da porosidade com o aumento da finura das partículas de
cinza, à excepção da A75. Como será visto de seguida, esta excepção poderá estar
relacionada com algumas características específicas, verificadas na A75.
116
Massa Volúmica Aparente e real
[kg/m3]
2.600
Massa Volúmica Aparente
2.400
Massa Volúmica Real
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
Cal
A500
A250
Argamassa
A125
A75
Figura 7-27 – Valores médios da massa volúmica aparente e real.
A Figura 7-27 ilustra os valores médios da massa volúmica aparente e real das argamassas
ensaiadas. Pela análise da Figura 7-27, verifica-se que a massa volúmica aparente diminui
com o aumento da porosidade.
Almeida (2008) realizou uma análise granulométrica da cal aérea utilizada o que ajuda a
justificar a superior massa volúmica aparente das argamassas analisadas no presente estudo.
Como se pode observar pela Figura 7-28, a granulometria da cal aérea é bastante inferior à
das cinzas de casca de arroz, o que pode justificar um melhor preenchimentos dos vazios
existentes entre o agregado, contribuindo deste modo para um valor superior de massa
volúmica aparente.
Na Figura 7-29 a), apresentam-se, simultaneamente, os valores da resistência mecânica e da
porosidade aberta das diferentes argamassas. Para uma melhor percepção dos resultados,
uniram-se os pontos com segmentos de recta.
Da análise da Figura 7-29 a), não é possível observar uma correlação clara entre a resistência
mecânica e a porosidade aberta. Este facto pode ser confirmado pela observação da Figura
2
7-29 b), em que se verifica que o coeficiente de correlação, R , associado a uma regressão
linear dos valores da resistência à compressão e à flexão em função da porosidade é da ordem
de 0,5.
117
Figura 7-28 – Análise granulométrica dos ligantes, efectuada por Almeida (2008).
Rato (2006) e Guerreiro (2007) referem que as argamassas de cal aérea representam uma
excepção em relação aos restantes tipos de argamassas, uma vez que, maioritariamente, as
suas resistências mecânicas assumem valores com uma tendência crescente à medida que a
5
Resist. compressão
45
Resist. flexão
40
Porosidade
35
4
30
25
3
20
2
15
Porosidade [%]
Resistência mecânica [MPa]
6
10
1
5
0
0
A500
A250
A125
A75
Resistência mecânica [MPa]
porosidade cresce.
6
Resist. compressão
5
Resist. flexão
4
y = 0,1908x - 2,5488
R² = 0,5436
3
2
1
y = 0,0781x - 0,9817
R² = 0,5797
0
28
Argamassa
a)
30
32
34
36
Porosidade [%]
38
40
b)
Figura 7-29 – (a) – Resistência mecânica (compressão e flexão) de cada argamassa estudada;
(b) – Resistência mecânica (compressão e flexão) em função da porosidade das argamassas.
118
40
Porosidade
35
30
0,3
25
20
0,2
15
10
0,1
Coeficiente de absorção
[kg/m2.s0,5]
0,4
0,42
45
Coeficiente de absorção
Porosidade [%]
Coeficiente de absorção capilar
[kg/m2.s0,5]
0,5
5
0,0
A250
A125
y = 0,0114x - 0,0396
R² = 0,9867
0,38
0,36
0,34
0,32
0,30
0,28
0
A500
0,40
28
A75
Argamassa
30
32
34
36
38
40
Porosidade [%]
a)
b)
Figura 7-30 – (a) – Influência da porosidade aberta no coeficiente de absorção de água por
capilaridade das argamassas estudadas; (b) – Coeficiente de absorção de água em função da
porosidade das argamassas.
Na Figura 7-30 a) apresentam-se os valores do coeficiente de absorção e de porosidade das
argamassas e na Figura 7-30 b) representa-se os valores do coeficiente de absorção em
função da porosidade. Para uma melhor percepção dos resultados, uniram-se os pontos com
segmentos de recta.
Ao analisar a Figura 7-30 a), a comparação entre a porosidade aberta e o coeficiente de
absorção de água por capilaridade não evidencia uma tendência em relação à diminuição da
granulometria da cinza de casca de arroz. Contudo, estas duas características apresentam
uma excelente relação entre si, como pode ser observado pela Figura 7-30 b).
Na Figura 7-31 a) apresentam-se os valores assimptóticos e de porosidade das argamassas
estudadas. Para uma melhor percepção dos resultados, uniram-se os pontos com segmentos
de recta. Na Figura 7-31 b) representa-se os valores assimptóticos em função da porosidade.
No caso da quantidade total de água absorvida, representada pelo valor assimptótico das
diferentes curvas de absorção, verifica-se exactamente o ocorrido no gráfico anterior, ou seja,
de um modo global quanto maior a finura das partículas de cinza, menor a porosidade e maior
a quantidade de água absorvida no final do ensaio (Figura 7-31 a)). Da análise da Figura 7-31
b), também se verifica que há uma boa correlação entre estas duas variáveis.
119
45
Porosidade
40
65
35
50
30
40
25
30
20
15
20
10
10
Valor assimpótico
[kg/m2]
60
Valor Assimptótico
Porosidade [%]
Valor assimptótico [kg/m2]
70
60
y = 2,4213x - 32,91
R² = 0,9057
55
50
45
5
0
40
0
A500
A250
A125
28
A75
30
Argamassa
32
34
36
38
40
Porosidade [%]
a)
b)
Figura 7-31 – (a) – Influência da porosidade aberta no valor assimptótico das argamassas
estudadas; (b) – Valor assimptótico em função da porosidade das argamassas
Na Figura 7-32 a) apresentam-se os valores da velocidade de propagação de ultra-sons e da
porosidade aberta das diferentes argamassas. Para uma melhor percepção dos resultados,
uniram-se os pontos com segmentos de recta. Na Figura 7-32 b) representa-se a velocidade de
Velocidade U.S.provetes
45
Velocidade U.S.tijolos
2.800
40
Porosidade
2.600
35
2.400
30
2.200
25
2.000
20
1.800
15
1.600
10
1.400
5
1.200
Porosidade [%]
Velocidade de propagação de
ultra-sons [m/s]
3.000
Velocidade de propagação de
Ultra-sons [m/s]
propagação de ultra-sons em função da porosidade.
0
A500
A250 A125
Argamassa
2.800
2.600
2.400
Velocidade
U.S.provetes
2.200
Velocidade U.S.tijolos
2.000
1.800
y = 26,045x + 1566,9
R² = 0,9762
1.600
1.400
y = -148,67x + 7329,7
R² = 0,794
1.200
28
A75
a)
30
32 34 36
Porosidade [%]
38
40
b)
Figura 7-32 – (a) – Influência da porosidade aberta na velocidade de propagação de ultra-sons
das argamassas estudadas; (b) – Velocidade de propagação de ultra-sons em função da
porosidade das argamassas.
Ao analisar a Figura 7-32 a), verifica-se que não há uma clara tendência da variação da
porosidade aberta e da velocidade de propagação de ultra-sons com a diminuição da
120
granulometria de cinza utilizada. Porém, é possível concluir que com a diminuição da
porosidade aberta, existe uma tendência crescente da velocidade de propagação de ultra-sons
avaliada nos provetes. Mais uma vez, estas duas características das argamassas apresentam
uma boa correlação quando avaliadas nos provetes prismáticos, como observado na Figura
7-32 b).
7.2.2.3
Determinação da absorção de água sob baixa pressão – Método do
cachimbo
O estudo da absorção de água sob baixa pressão, através do método do cachimbo foi
realizado como descrito no subcapítulo 6.6.2.3, possibilitando a comparação de absorção de
água das argamassas.
Na Figura 7-33 a) apresentam-se os valores obtidos de absorção de cada uma das
argamassas aos 28 dias de idade. Visto que a evolução no tempo da absorção variou de forma
considerável, consoante a localização do cachimbo, realizou-se um ajustamento dos diferentes
0,8
0,8
0,7
0,7
Absorção de água a baixa
pressão [Kg/m2]
Absorção de água a baixa
pressão [Kg/m2]
valores, através da sua aproximação a uma função polinomial.
0,6
0,5
0,4
Cal
0,3
A500
A250
0,2
A125
0,1
0,6
0,5
0,4
Cal
0,3
A500
0,2
A250
A125
0,1
A75
0,0
A75
0,0
0,0
5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0
Tempo [s1/2]
0,0
(a)
5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0
Tempo [s1/2]
(b)
Figura 7-33 – (a) – Valores de absorção de água a baixa pressão das argamassas estudadas;
(b) – Curvas de regressão polinomial dos valores de absorção de água a baixa pressão.
Na Tabela 7-8 estão representadas as equações das diferentes regressões polinomiais assim
2
como os respectivos coeficientes de determinação, R . Verifica-se que os coeficientes são
elevados o que representa um bom ajustamento.
121
Através da análise da Figura 7-33, constata-se que a argamassa de referência é a que tem
maior capacidade inicial de absorção, representada pela acentuada inclinação da respectiva
curva de absorção. Ao analisar as argamassas com adição de cinzas, a A500 é a argamassa
que apresenta o maior valor da capacidade inicial de absorção.
Na mesma figura, constata-se uma tendência crescente do desempenho das diferentes
argamassas face à sua aplicação em reboco, uma vez que se verifica uma diminuição da
capacidade inicial de absorção de água à medida que se reduz a dimensão das partículas de
cinza.
Tabela 7-8 – Equações das regressões polinomiais das diferentes argamassas e os
respectivos coeficientes de determinação.
Argamassa
Designação
Cal
A500
A250
A125
A75
Regressão polinomial
Equação
2
y=-0,0419x +0,5197x-0,9101
2
y=-0,0009x +0,0575x-0,0231
2
y=-2E-05x +0,0279x-0,0232
2
y=-2E-06x +0,0236x-0,0168
2
y=-0,0005x +0,0434x-0,1072
2
R
0,930
0,999
0,993
0,950
0,830
O comportamento das argamassas com incorporação de cinzas no ensaio de absorção de
água a baixa pressão é coerente com os resultados do ensaio da porosidade aberta, uma vez
que a água teve maior facilidade em penetrar nas argamassas de maior porosidade.
7.2.2.4
Avaliação da cinética de secagem
O presente ensaio estuda a capacidade de eliminação de água através de secagem por parte
das diferentes argamassas. Esta propriedade fornece informação importante relativamente ao
desempenho em obra das argamassas.
De seguida, apresentam-se as curvas de secagem obtidas nos ensaios efectuados nas
diferentes argamassas. Na Figura 7-37 apresentam-se os valores médios de secagem dos
ensaios realizados em cada uma das argamassas, de modo a facilitar a sua análise e permitir
uma comparação do seu comportamento. Foi possível efectuar este procedimento uma vez
que na fase de preparação dos provetes, se teve o cuidado de garantir o mesmo tamanho para
cada um dos provetes que resultaram da divisão de um provete de 40 x 40 x 160 mm.
122
12,0
y = 0,0421x2 - 1,3311x + 10,05
R² = 0,9832
y = 0,0552x2 - 1,4884x + 9,9917
R² = 0,9827
10,0
W[%]
8,0
Cal (I)
6,0
Cal (II)
4,0
2,0
0,0
0
5
10
15
Tempo [dias]
Figura 7-34 – Curvas de secagem da argamassa CAL.
18,0
16,0
18,0
y = 0,02x2 - 1,0079x + 15,784
R² = 0,9946
14,0
14,0
12,0
12,0
A500 (I)
10,0
A500 (II)
8,0
W[%]
W[%]
y = 0,012x2 - 0,7306x + 15,204
R² = 0,9879
16,0
A250 (II)
8,0
6,0
6,0
4,0
4,0
y = 0,0247x2 - 1,1512x + 16,43
2,0
R² = 0,9958
0,0
0
5
10
15
20
A250 (I)
10,0
2,0
y = 0,0167x2 - 0,8832x + 14,989
R² = 0,9911
0,0
25
30
0
Tempo [dias]
5
10
15
20
25
30
Tempo [dias]
(a)
(b)
Figura 7-35 – (a) – Curvas de secagem da argamassa A500; (b) – Curvas de secagem da
argamassa A250.
123
18,0
y = 0,0213x2 - 1,0441x + 16,059
R² = 0,9896
16,0
14,0
A125 (I)
10,0
A125 (II)
8,0
W[%]
W[%]
12,0
6,0
4,0
y = 0,0198x2 - 0,9282x + 14,048
R² = 0,9865
2,0
0,0
0
5
10
15
20
25
26,0
y = 0,0369x2 - 1,6482x + 24,737
24,0
R² = 0,9912
22,0
20,0
18,0
16,0
A75 (I)
14,0
A75 (II)
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2
2,0 y = 0,038x - 1,6167x + 22,849
R² = 0,9859
0,0
0
5
10
15
20
25
Tempo [dias]
Tempo [dias]
(a)
(b)
Figura 7-36 – (a) – Curvas de secagem da argamassa A125; (b) – Curvas de secagem da
argamassa A75.
Na Tabela 7-9 apresentam-se os valores médios do índice de secagem obtidos em cada uma
das argamassas.
Tabela 7-9 – Valores médios do índice de secagem das diferentes argamassas estudadas.
Argamassa
Designação
I.S.médio
Cal
A500
A250
A125
A75
0,39
0,44
0,50
0,47
0,47
Teor de
água
inicial [%]
10,02
16,11
15,01
15,05
23,79
Pela análise dos resultados verifica-se que a argamassa de referência é a que apresenta um
teor em água inicial inferior, aproximando-se dos 10 %. Em relação às argamassas com
incorporação de cinzas de casca de arroz, a A75 apresenta um teor em água inicial bastante
superior, diferenciando-se em cerca de 8 % das restantes, sendo a curva de secagem marcada
por uma maior inclinação no período inicial. Todas as argamassas com adição de cinzas
apresentam uma cinética de secagem semelhante, como se pode verificar na Figura 7-37.
124
26,0
24,0
22,0
20,0
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
Cal
A500
A250
W[%]
A125
A75
0
5
10
15
20
25
Tempo [dias]
Figura 7-37 – Comparação das curvas de secagem médias das várias argamassas.
O comportamento obtido neste ensaio pode ser relacionado com os valores obtidos no ensaio
de porosidade aberta. A argamassa que apresenta maior valor de porosidade aberta, A75, é
também a que apresenta um maior teor em água inicial, verificando-se o contrário na
argamassa de referência. Refira-se que a variação da capacidade de perda de água por
evaporação está directamente relacionada com o volume de poros.
Conclui-se que a argamassa de referência é a que apresenta um melhor desempenho no
ensaio de secagem.
7.2.2.5
Determinação da dureza superficial – Esclerómetro Pendular
O presente ensaio foi realizado com o objectivo de avaliar a resistência mecânica das
argamassas quando aplicadas como camada de revestimento.
Na Tabela 7-10 apresentam-se os valores médios e os respectivos desvios padrão obtidos no
ensaio de esclerómetro pendular. Em cada provete foram efectuadas medições em nove
pontos não se tendo observado discrepâncias significativas entre eles. Na mesma tabela
indicam-se também os valores de resistência em função do índice esclerométrico, retirados do
ábaco da Figura 7-39, e ainda os valores da resistência à compressão obtidos nos ensaios aos
28 dias de idade.
125
Tabela 7-10 – Índice esclerométrico e respectiva resistência superficial das diferentes
argamassas.
Ensaio de
compressão aos 28
dias de idade
Ensaio Esclerométrico
Argamassa
Designação
Índice esclerométrico
± Desvio padrão
Resistência ±
Desvio padrão
[MPa]
Resistência à
compressão [MPa]
Cal
A500
A250
A125
A75
34,6 ± 2,5
46,4 ± 10,9
43,4 ± 11,3
45,0 ± 10,6
40,4 ± 12,4
4,6 ± 0,55
n.a.
5,0 ± 0,74
n.a.
4,5 ± 0,67
0,5
3,2
3,5
3,8
5,5
Verifica-se que os valores obtidos nas argamassas com adição de cinza de casca de arroz são
claramente superiores aos da argamassa de referência. Contudo, para as argamassas com
adição de cinza não se verificou nenhuma tendência clara de variação do resultado com a
granulometria da cinza, como se observou na caracterização mecânica dos provetes (Figura
7-16 e Figura 7-17). Além disso, os valores dos respectivos desvios-padrão são bastante
elevados, retratando a variabilidade que se verificou neste ensaio. Tal como o esclerómetro de
Schmidt este ensaio apresenta uma variabilidade elevada que é intrínseca deste tipo de teste.
6
Índice esclerométrico
45
5
40
35
4
30
25
3
20
2
15
10
1
5
0
Resistência à compressão
[MPa]
50
0
Cal
A500
A250
A125
A75
Argamassa
Figura 7-38 – Relação entre índice esclerométrico e resistência à compressão das diferentes
argamassas.
Na Figura 7-39 apresenta-se um ábaco que acompanha o esclerómetro pendular que relaciona
o índice esclerómetro com a resistência à compressão do material, indicando ainda um valor do
126
desvio padrão associado. Este ábaco não cobre o domínio dos resultados obtidos nas
argamassas A500 e A125.
Figura 7-39 – Ábaco do esclerómetro pendular do Tipo PT.
Verifica-se que existe uma diferença significativa entre os valores da resistência à compressão
obtidos no ensaio de compressão e os que resultam da consulta do ábaco da Figura 7-39.
7.2.2.6
Avaliação da profundidade de carbonatação
Na Tabela 7-11 apresentam-se os valores médios da profundidade de carbonatação obtidos
nas argamassas estudadas aos 28 dias de idade.
Tabela 7-11 – Valores médios da espessura carbonatada das várias argamassas.
Argamassa
Designação
Espessura
carbonatada
[mm]
Cal
A500
A250
A125
A75
5,7
1,0
1,0
1,0
1,0
127
Segundo os autores Ferreira Pinto et al. (2007/2008), a taxa de carbonatação depende de
vários factores, dos quais se destacam a permeabilidade das argamassas e a humidade
relativa do ambiente que as envolve. Deste modo, a velocidade de carbonatação será maior
quanto maior for a permeabilidade e se a humidade relativa se mantiver entre os 55 e 75 %. A
ordem de grandeza dos valores das argamassas com adição de cinzas poderá ser justificada
pelo facto de a cura dos respectivos provetes ter sido realizada em câmara húmida com
valores de humidade relativa entre 95 e 100 % que dificultam a penetração do CO2 na sua
estrutura e tornam o processo carbonatação mais moroso.
128
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
8.1 Conclusões
O trabalho desenvolvido teve como principal objectivo estudar a reactividade pozolânica da
cinza de casca de arroz bem como a influência da sua granulometria.
Foi utilizada uma cinza de casca de arroz disponível no mercado. Constatou-se que esta
apresentava um aspecto heterogéneo uma vez que, para além das partículas mais pequenas e
mais claras, continha uma parte significativa de partículas de maior dimensão e com uma
tonalidade mais escura. Esta tonalidade indica que estas possam não estar correctamente
calcinadas, comprometendo a sua eficácia. Na primeira fase da campanha experimental,
seleccionaram-se as cinzas a utilizar no trabalho experimental, tendo-se removido as partículas
de maiores dimensões e separando as cinzas de casca de arroz através de um processo de
peneiração.
Efectuou-se ainda a moagem das cinzas com recurso a um moinho do ensaio de Los Angeles
de modo a reduzir a sua granulometria. Este processo de moagem revelou-se eficaz,
permitindo a obtenção de uma maior percentagem de partículas de dimensão inferior a 75 μm.
Concluiu-se ainda que, ao utilizar um número de esferas superior, o processo de moagem
torna-se mais eficiente.
Foi realizado um conjunto de ensaios no Laboratório da Secil (análise química, superfície
específica pelo método de Blaine e análise granulométrica pelo método de peneiração) que
permitiu uma melhor caracterização das cinzas utilizadas. Com os resultados obtidos na
análise química, pôde-se concluir que o processo de calcinação utilizado não foi o mais
indicado, uma vez que a percentagem de sílica obtida é inferior à referida na bibliografia,
designadamente quando são utilizados outros processos de calcinação. Dos vários processos
de calcinação, destaca-se o forno de leito fluidizado que tem a vantagem de permitir a
monitorização dos vários parâmetros de incineração como o tempo, a temperatura e a
quantidade de ar.
Tendo em conta os resultados obtidos no ensaio de determinação da superfície específica pelo
método de Blaine, concluiu-se que o método de preparação da cinza de casca de arroz
utilizado no presente trabalho foi eficaz para a obtenção de cinzas com elevadas superfícies
específicas.
Nas argamassas estudadas, verificou-se que a trabalhabilidade se reduz com a incorporação
de cinzas de casca de granulometrias inferiores. Contudo, decorridos 10 minutos após a
129
realização da amassadura, as argamassas manifestaram uma maior consistência, sendo
possível considerar que, para um período de amassadura superior, o espalhamento pretendido
seria atingido com uma menor quantidade de água.
Em resultado da caracterização mecânica realizada aos 14 dias de idade, concluiu-se que o
incremento da finura da cinza foi responsável pelo aumento da reactividade da cinza de casca
de arroz, que se manifestou num aumento considerável dos valores da resistência mecânica.
Com base nos resultados obtidos na primeira fase do trabalho experimental, decidiu-se estudar
na segunda fase argamassas com adição de cinzas, que foram designadas por CM500,
CM250, CM125 e CM75. Nesta segunda fase, teve-se como objectivo principal a análise da
influência da finura da cinza nas características das argamassas. Refira-se que as argamassas
produzidas com cinzas de menor dimensão, ainda que apresentem maiores valores de
resistência mecânica, são aquelas que levam ao maior volume de desperdício de cinza durante
a sua preparação, ao contrário das argamassas produzidas com cinzas de maior dimensão.
Em relação à caracterização no estado fresco, verificou-se que a diminuição do tamanho das
partículas das cinzas de casca de arroz teve como consequência uma redução da quantidade
de água de amassadura para que se atingisse o espalhamento de 165 mm. Também em
relação à capacidade de retenção de água por parte das argamassas, a finura das partículas
de cinza desempenha um papel preponderante, uma vez que, globalmente, esta retenção será
maior quanto menor for o tamanho das partículas de cinza. Em relação à massa volúmica, esta
também assume valores superiores quanto se reduz o tamanho das partículas de cinza.
Os valores da resistência mecânica das argamassas com incorporação de cinzas de casca de
arroz evidenciaram, quer aos 14 quer aos 28 dias de idade, uma tendência crescente com a
redução do tamanho das partículas de cinza. Estes valores foram superiores aos 28 dias de
idade. Por outro lado, uma vez que estas argamassas foram submetidas a uma cura num
ambiente húmido que dificulta a carbonatação, pode-se concluir que o incremento de
resistência foi devido às reacções pozolânicas.
A velocidade de propagação de ultra-sons determinada nos provetes prismáticos revelou-se
sensível ao incremento da reactividade pozolânica, tendo sido melhorada com o aumento da
finura da cinza.
A adição de cinza de casca de arroz nas argamassas teve como consequência um aumento da
porosidade aberta em relação à argamassa de referência, à base de cal. O aumento da finura
das cinzas provocou uma tendência decrescente na porosidade das argamassas com
incorporação de cinzas.
130
Nos resultados da absorção de água por capilaridade, observou-se uma tendência decrescente
com o aumento da finura, à semelhança dos valores da porosidade em que se verificou a
mesma tendência.
No ensaio de secagem, não se verificou uma influência significativa da finura da cinza na
cinética de secagem. O comportamento das diferentes argamassas, perante as respectivas
capacidades de secagem, também pode ser justificado com os valores de porosidade aberta.
Verificou-se que um valor superior de absorção inicial de água está associado a um maior valor
de porosidade aberta, assim como o contrário também se verifica.
Os resultados da resistência à compressão permitem classificar as argamassas como
argamassas de renovação, de acordo com as exigências apresentadas na norma EN 998-1
(2003), cumprindo também os requisitos mínimos da norma ASTMC593-06 (2006).
Considerando ainda a aplicação destas mesmas argamassas em edifícios antigos, os seus
valores de resistência à compressão são demasiado elevados face aos requisitos sugeridos
por Rosário Veiga et al. (2001), devendo, para tal, ser reduzida a quantidade de ligante
existente na formulação das argamassas de modo a se obterem valores inferiores de
resistência.
Em resumo, através da caracterização mecânica das argamassas estudadas, foi possível
demonstrar a reactividade da cinza de casca de arroz estudada e a possibilidade do seu
incremento com o aumento da finura das partículas. Foi ainda possível verificar a influência da
granulometria da cinza de casca de arroz em várias características das argamassas, quer no
estado fresco quer no estado endurecido, reforçando deste modo o interesse em se continuar o
estudo da sua aplicação como adição pozolânica em argamassas de cal aérea.
A realização deste estudo permitiu ainda aferir o enorme potencial da utilização de cinzas de
casca de arroz em argamassas de cal aérea para aplicação em alvenarias antigas,
contribuindo para o desenvolvimento de práticas sustentáveis no sector da reabilitação, através
da incorporação de subprodutos industriais.
8.2 Propostas para desenvolvimentos futuros
Após as conclusões do trabalho desenvolvido constatou-se a necessidade de aprofundar o
conhecimento da evolução da reacção pozolânica da cinza de casca de arroz ao longo do
tempo, tanto em termos de velocidade de reacção como em termos de produto final. Este
estudo deverá ser acompanhado por um processo eficaz de controlo e monitorização. São
exemplo desses métodos:
131

O Método Chapelle;

Método da condutividade;

Método preconizado na norma NP EN 196-5.
De modo a complementar o presente estudo, considera-se adequada a caracterização mais
detalhada da micro-estrutura porosa das argamassas no estado endurecido, através do ensaio
de porometria de mercúrio, complementado com a observações através da lupa binocular e do
microscópio electrónico.
Considerando a aplicação deste tipo de argamassas na reabilitação de edifícios antigos será
pertinente a avaliação do seu comportamento face à cristalização de sais solúveis, a realização
de ensaios de retracção restringida e o estudo da aderência das argamassas com cinza às
alvenarias antigas quando submetidas a diferentes condições termo-higrométricas. Será ainda
relevante o estudo da optimização da quantidade de água e da quantidade de cinza de casca
de arroz a utilizar na formulação de argamassas de cal, de modo a que os valores das
diferentes características se enquadrem nos requisitos exigidos.
Será, também, desafiante a avaliação da utilização das cinzas de casca de arroz em
argamassas à base cal hidráulica e de cimento. O estudo de argamassas de cal aérea com a
adição de cinzas de casca de arroz para a sua aplicação em edifícios novos poderá ser
interessante face ao contributo ambiental obtido pela utilização da cal e da cinza de casca de
arroz em detrimento do cimento ou da cal hidráulica.
132
BIBLIOGRAFIA
Agarwal, S.K. 2004. Pozzolanic activity of various siliceous materials. Central Building
Reseearch Institute. Uttaranchal : Cement and Concrete Research 36, 2004.
Agostinho, Cláudia S.A. 2008. Estudo da evolução do desempenho no tempo de argamassas
de cal aérea. Dissertação para obtenção do Grau de mestre em Engenharia civil. Lisboa :
Instituto Superior Técnico - Universidade Técnica de Lisboa, 2008.
Almeida, N.F. 2008. Argamassas de cal aérea e cinza de casca de arroz para alvenaias
antigas. [autor do livro] Universidade Técnica de Lisboa Instituto Superior Técnico. 2008.
Alvarez, J. A.S., Sequeira, C. e Costa, M. 2005. Ensinamentos a retirar do passado histório
das argamassas. 1º Congresso Nacional de Argamassas de Construção, APFAC. Lisboa : s.n.,
2005.
Amick, J.A. 1982. Purification of Rice Hulls as a Source of Solar Grade Silicon for Solar Cells.
s.l. : Jounal Electrochemistry Society, v. 129, 1982. Vol. v. 129. nº4.
Andrade, Serafim. 1999. Projovem. Dossier - a cultura do arroz. [Online] 8 de Fevereiro de
1999.
[Citação:
8
de
Fevereiro
de
2011.]
http://projovem.drapc.min-
agricultura.pt/base/documentos/arroz.htm.
Appleton, João. 2003. Reabilitação de Edifícios Antigos. Patologias e tecnologias de
intervenção. s.l. : Edições Orion, 2003. Vols. 1ª Edição, Setembro.
Armaesto, L., et al. 2002. Combustion Behavior of Rice husk in a Bubbing Fluidised Bed.
2002. pp. 171-179.
ASTM, American Society for Testing and Materials. 2006. ASTM C593 - 06 Standard
Specification for Fly Ash and Other Pozzolans for Use With Lime for Soil Stabilization. SI. ASTM
International. 2006.
ASTMC593-06. 2006. American Society for testing and Materials. Sandard Specification for Fly
Ash and Other Pozzolans for Use With Lime for Soil Stabilization. 2006.
Beagles, E. C. 1977. Basic and applied research needs for optimizing utilization of rice husk.
Rice Ry-Products Utilizaction International Conference. Valência : Inst. Agroquimic Tecno,
1977.
133
Beraldo, A. L. e Vieira, F. F. 2003. Ensaios não destrutivos (END) apilcados à argamassa com
adição de fibra de sisal. Rio de Janeiro : Faculdade de Engenharia Agrícola, São Paulo, 2003.
Berry, E.E., et al. 1989. Beneficiated fly ash: hydration, microstructure, and strength
development in Portland cement. In: Proceedings of the First International Conference on Fly
Ash, Silica Fume, Slag, and Natural Pozzolans in Concrete. Detroit : s.n., 1989.
Biricik, H. 1999. Study of pozzolanic properties of wheat straw ash. 1999. pp. Pergamon, 29,
637-643.
Botelho, Patrícia Cláudia. 2003. Argamassas tradicionais em suportes de alvenaria antiga:
comportamento em termos de aderência e durabilidade. Tese de Mestrado em Engenharia
Civil. Lisboa : IST/UTL, 2003.
Brites, C.M., Guerreiro, M. e Modesto, M.L. Arroz carolino: uma jóia da nossa gastronomia.
Cavaco, Luís Gomes. 2005. Técnicas de aplicação de argamassas em edifícios antigos.
Influência no desempenho. s.l. : Tese de Mestrado em Engenharia Civil. IST/UTL, 2005.
Cavaco, Luís, Veiga, Maria Rosário e Gomes, A. 2003. Render application techniques for
ancient buildings. 2nd International Symposium on Building Pathology, Durability and
Rehabilitation. Lisboa : LNEC, Novembro de , 2003.
Chandrasekhar, S. e al., et. 2003. Review. Processing, properties and applications of reactive
silica from rice husk - an overview. s.l. : Journal of Materials Science, 38 3159-3168, 2003.
Charola, A. E. e Henriques, F. M.A. 1995. Hidraulicity in lime mortars revisited, PRO 12,
Historic Mortars: Characterístics and Tests, Proceedings of the International RILEM Workshop,
RILEM Publications S.A.R.L. s.l. : Cachan Cedex, France, 1995.
Chopra, S.K., Ahluwalia, S.C. e Laxmi, S. 1981. Technology and manufacture rice-husk ash
masonry (RHAM) cement. [autor do livro] Proceedings of ESCAP/RCTT Workshop on RiceHusk Ash Cement. New Delhi : s.n., 1981.
Cordeiro, G.C. 2006. Utilização de cinzas ultrafinas do bagaço de cana-de-açúcar e da casca
de arroz como aditivos minerais em concreto. [autor do livro] Universidade Federal do Rio de
Janeiro Tese de Doutouramento Coordenação dos programas de pós-Graduação em
Engenharia-COPPE. Rio de Janeiro : s.n., 2006.
Coutinho, A. S. 1958. Pozolanas, betões com pozolanas e cimentos pozolânicos. Lisboa :
LNEC, 1958.
134
Coutinho,A.S. 2006. Fabrico e propriedades do betão. Volumes I e II, 4ª edição. Lisboa, LNEC.
s.l. : ISBN 978-972-49-0326-2, 2006.
Cowan, H. 1977. The Master Buildres: a history of structural and environmental design from
ancient Egypt to the Ninetennth century. New York : John Wiley and Sons, 1977.
Della, V.P., Kuhn, I. e Hotza, D. 2001. Caracterização de cinza de casca de arroz para uso
como matéria-prima na fabricação de refractários de sílica. Departamento de Engenharia
Mecânica/Departamento de Ciência e Engenharia de materiais, Universidade Federal de Santa
Catarina. s.l. : Química Nova, Vol.24, nº6, 2001, pp. 778-782.
EN1015-1. 1998. Methods of test for mortar for masonry - Part 1: Determination of particle sieze
distribution (by sieve analysis). 1998.
EN1015-11. 1999. Methods of test for mortar for masonry - Part 11: Determination of flexural
and compressive strength of hardened mortar. 1999.
EN1015-18. 2002. Methods of test for mortar for masonry - Part 18: Determination of water
absorption coefficient due to capillary action of hardened mortar. 2002.
EN1015-3. 1999. Methods of test for mortar for masonry - Part 3: Determination of consistence
of fresh mortar (by flow table). 1999.
EN1015-6. 1998. Methods of test for mortar for masonry - Part 6: Determination od bulk density
of fresh mortar. 1998.
EN1015-8. 1998. Methods of test for mortar for masonry - Part 8: Determination of water
retentivity of fresh mortar. 1998.
EN998-1. 2003. Specification for mortar fos masony - Part 1: Rendering and plastering mortar.
2003.
Faria-Rodrigues, Paulina. 2004. Argamassas de revestimento para alvenarias antigas.
Contribuição para o estudo de influência dos ligantes. [autor do livro] Faculdade de Ciências e
tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Tese de Doutoramento. 2004.
Feret. 1926. Aditions de matières pulvérulentes aux liants hydrauliques. . s.l. : Rev. Mat. Const.,
1926. nº 198, p.29.
Ferreira Pinto, A. P. 1993. Concervação de pedras carbonatadas - estudo da acção de
hidrófugos. Tese de doutoramente, Universidade Técnica de Lisboa, Instituto Superior Técnico,
Lisboa : s.n., 1993.
135
Ferreira Pinto, Ana Paula e Gomes, Augusto. 2006/2007. Degradação e Conservação de
Materiais I. Argamassas. 1º Curso de formação avançada em Recuperação e Conservação do
Património Construído. DECivil IST/UTL. 2006/2007.
Ferreira Pinto, Ana Paula, Almeida, Nuno e Gomes, Augusto. 2010. Effect of Rice Husk Ash
Particle Size in Lime Based Mortars. Prague : 2nd Historic Mortars Conference HMC2010 and
RILEM TC 203-RHM Final Workshop, 2010.
Ferreira Pinto, Ana Paula, et al. 2010. Argamassas de cal aérea e cinzas de casca de arroz.
Influência da finura na reactividade pozolânica. Lisboa : 3º Congresso Português de
Argamassas de Construção. Lisboa: APFAC - Associação Portuguesa dos Fabricantes de
Argamassas de Construção, 2010.
Ferreira, Carlos. 2005. Desenvolvimento do processo de obtenção de filme polimérico a partir
da cinza de casca de arroz. Dissertação de Mestrado em Engenharia Química. Florianópolis :
Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Agosto de 2005.
Guerreiro, Carlos Manuel B. A. 2007. Estudo e caracterização de argamassas de cal aérea,
medianamente hidráulicas e de ligantes mistos para rebocos de edifícios antigos. Dissertação
apresentada para obtenção do grau de mestre em Recuperação e Conservação do Património
Construído. . Lisboa : Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, 2007.
Guimarães, J. E. P. 2002. A cal - fundamentos e aplicações na ebgenharia civil. São Paulo,
Pini : s.n., 2002. 2ª edição.
Henriques, F. 2004. Replacement mortras in conservation: an overview. 10th International
Congress on Deterioration and Conservation of StoneDaniel Kwiatkowski & Runo Lofvendhl
(eds) . Sweden, Stockholm, ICOMOS : s.n., 2004.
Houston, D. F. 1972. Rice: Chemistry and Technology. American Association of Cereal
Chemists. St. Paul: MN : s.n., 1972.
Hwang, Chao Lung e Chandra, Satish. 1997. Waste materials used in concrete
manufacturing. The use of rice husk ash in concrete. s.l. : William Andrew Publishing/Noyes,
1997, p. Chapter 4.
IRRI. 2008. Elaboração Projecto Arroz Brasileiro. 2008.
Ismail, M. S.; Waliuddin, A. M. 1996. Effect of rice husk ash on high strength concrete. [autor
do livro] NED University of Engeneering & Technology Department os Civil Engineering e F-40,
136
S.I.T.E. National Building Research Institute. Karachi, Pakistan : Elsevier Science Ltd., 1996,
pp. 521-526.
James, J. e Rao, M. Subba. 1986. Reaction product of lime and silica from rice husk ash. s.l. :
Cement and Concrte Research, 16, p.67-73, 1986.
Jauberthie, R., et al. 2000. Origin of the pozzolanic effect of rice husks. s.l. : Construction and
Building Materials 14 419-423, 2000.
Junior, L. R., Santos, S. e Dafico, D. A. 2003. Cinza de casca de arroz. Utilização de
Resíduos na Construção Habitacional. s.l. : Coletânea HABITARE - vol 4. Janaíde Cavalcante
Rocha e Vanderley M. John, 2003.
Kiattikimol, K., et al. 2001. e fly ashes with different finenesses from various sources as
pozzolanic materials. Bangkok : Cement and Concrete Composites, Volume 23, p. 335-343,
2001.
Krishnarao, K.V., Subrahmanyam, J. e Kumar, T.J. Studies on the formation of black
particles in rice husk ash. Journal of the European Ceramic, v.21,nº1. Great Britain : s.n., pp.
99-104.
Kumar, A. 1993. Rice husk ash based cements. Central and Ceramic Research Institute
Jadavpur. Calcutta,India : s.n., 1993, pp. 342-367.
Lea, F.M. 1970. The chemistry of cements and concrete. Glasgow, GB : Edward Arnold
Publishers, Ltd, 1970.
LTD, BRONZEOAK. 2003. Rice husk marquet study. 2003.
Luxan, M. P., Madruga, F. e Saavedra, J. 1989. Rapid evaluation o pozzolanic activity of
natural products by conductivity measurment. s.l. : Cement and Concrete Research, 1989.
Volume 19, p. 63-68.
Magalhães, A. C., Costa, D. e Veiga, M. R. Maio de 2003. Diagnóstico de anomalias de
revestimentos de paredes com técnicas de ensaio "in situ". Avaliação da resistência mecânica,
Actas do 3º ENCORE, Encontro sobre Conservação e reabilitação de Edifícios. Lisboa : LNEC,
Maio de 2003.
Magalhães, Ana Cristian. 2002. patologia de rebocos antigos. s.l. : LNEC, Cadernos de
Edifícios, 2002. Vols. nº 2, (p 69-86).
137
Malva, Marta Sousa. 2009. Argamassas de reboco para edifícios antigos. Contribuição para a
avaliação do seu desempenho através de técnicas de ensaio "in situ" e laboratoriais. Lisboa :
Instituto Superior Técnico. Universidade Técnica de Lisboa, 2009.
Margalha, M. G. 2008. Conservação e recuperação de construção em taipa. Acção de
formação. taliscas, Odemira : s.n., 2008.
Marques, Ana Rita. 2010. Argamassas de cal aérea com adição de cinzas de casca de arroz.
Influência das condições de cura. Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Militar, Lisboa : 2010.
Martins, André Miguel Malha. 2008. Estudo da influência da dosagem de cimento no
desempenho de argamassas de reboco. Lisboa : Instituto Superior Técnico, 2008.
Massaza, F. e Costa, U. 1979. Aspects of the pozzolanic activity and properties of pozzolanic
cements. s.l. : II Cemento, 1979.
Maurici, J.A. 1999. El arroz. Principales enfermedades, plagas e malas hierbas. 1999.
Metha, P.K. e Monteiro, P. J. M. 2008. Concreto: Microestrutura, propiedades e materiais. São
Paulo : 3 ed. Ibracon, 2008, p. 307.
Metha, P.K. 1983. Pozzolanic and Cementitious byproduts as minerial admixtures for concrete A critical review. 1983.
Metha, P.K. 1994. Rice Husk Ash - A unique supplementary cementing material. [autor do livro]
Energy Mines and Resources e Malhotr, V.M., Advances in concrete technology MSL. Ottawa :
CANMET, 1994, pp. 419-443.
NAKATA, Y, Y. e SUZUKI, M. 1989. Preparation and Properties of SiO2 From Rice Hulls. 1989.
pp. p.830-836.
NP-EN1097:3. 2000. 2000.
Pacewsk, B.; Bukowska, M.; Motly, D.; Szafran, M.; Blazdell, P. 2002. Rice-husk ash as
pozzolanic material in cement pastes. Hanoi, Vietnam : s.n., 2002. pp. 392-398.
Payá, J. et al. 2000. Studies on cristalline rice husk ashes and the activation of their pozzolanic
properties. In: Woolley, G.G.; Goumans, J.J.J.M.; Wainwright, P.J. Amsterdam: Pergamon. p.
493-503 (Waste Management Series, !) : Waste materials in constrution wascon 2000, 2000.
138
Payá, J., et al. 1995. Early-strength development of Portland cement mortars containing air
classified fly ash. Valencia : Cement and Concrete Research, 1995. Volume 24 p.449-456.
R.B.L.H., Regulamento de Betões de Ligantes Hidráulicos.S.I. 1991. s.l. : Porto Editora,
1991. p. 117-176.
Rato, Vasco Nunes P. M. 2006. Influência da microestrutura morfológica no comportamento de
argamassas. Tese apresentada para a obtenção do grau académico de Doutor em Engenharia
Civil na especialidade de Reabilitação do Património Edifícado pela Universidade Nova de
Lisboa. Lisboa : Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2006.
Rêgo, J.H.S. 2004. As cinzas de casca de arroz (CCAs) amorfa e cristalina como adição
mineral ao cimento - aspectos de microestrutura das pastas. [autor do livro] Faculdade de
tecnologia, departamento de Engenharia Civil e Ambiental, universidade de Brasília Tese de
Doutouramento. Brasília : s.n., 2004.
Rosário Veiga, M., et al. 2001. Methodologies for characterisation and repair of mortars of
ancient buildings. Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Guimarães : International Seminar
Historical Constructions., 2001.
Salas, A., et al. 2007. Study on the Pozzolanic Properties of Silica Obtained from Rice Husk by
Chemical and Thermal process. Cali : CENM, Universidad del Valle, 2007.
Sensale, G.R.B. 2000. Estudo comparativo entre as propriedades mecânicas dos concretos de
alta resistência e convencionais com cinzas de casca de arroz. [autor do livro] Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul Tese de
Doutoramento - Escola de Engenharia. Porto Alegre : s.n., 2000.
Silva, E. 2009. Contribuição para utilização de cinza de casca de arroz na construção civil.Pósgraduação em Engenharia Civil.Universidade Estadual Paulista. Ilha Solteira, S.P. : s.n., 2009.
Silva, N. G. 2006. Argamassas de revestimento de Cimento, Cal e Areia Britada de Rocha
Calcária. Curitiba : Tese de Mestrado, UFPR. Sector de Tecnologia da Universidade Federal do
Pananá, 2006.
Silveira, A. A. 1996. A utilização da cinza de casca de arroz com vistas á durabilidade de
concretos. Estudo do ataque por sulfactos. Porto Alegre : Dissertação de Mestrado. Escola de
Engenharia, programa de pós-graduação em engenharia Civil, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, 1996.
139
Slanicka, S. 1991. The influence of fly ash fineness on the strenght of concrete. Bratislava :
Cement and Concrete Research, 1991. Volume 21.
Sousa, Susana Patrícia Bastos de. 2005. Betão eco-eficiente com cinza de casca de arroz.
Porto : Dissertação aprentada à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para a
obtenção do grau de mestre em estruturas de engenharia Civil, 2005.
Spire, S., Elefthriou, K. e Siludom, S. 1999. Durability of concrete containing rice husk in an
additive. Proceedings of Exploiting wastes in concrete. Creating with Concrete. Dundee : s.n.,
1999, pp. 283-290.
Tashima, Mauro M., Silva, Carlos A. e Akasaki, Jorge L. 2006. Estudo da influência da cca
em argamassas e concretos. São Paulo : Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira,
Universidade Estadual Paulista, 2006.
Taylor, H.F.W. 1972. The chemistry of cements. s.l. : Academic Press, 1972.
Ungericht, José L. 2002. Acabamento de parede de alvenaria com revestimento de escariola.
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina,
Florianápolis : s.n., Junho de 2002.
Veiga, M. Rosário. 2005. Argamassas de cal na conservação de edifícios antigos. ordem dos
Engenheiros. Lisboa : LNEC, 2005.
Veiga, M. Rosário 2003. As argamassas na conservação. 1ªs Jornadas de Engenharia Civil da
Universiade de Aveiro, Avaliação e Reabilitação das Construções existentes. Lisboa : Colecção
Comunicações, LNEC (p 1 - 26), 2003.
Veiga, M. Rosário e Carvalho, Fernanda. 2002. Argamassas de reboco para paredes de
edifícios antigos: requesitos e características a respeitar. s.l. : LNEC, Cadernos de Edifícios,
nº2 (p39 - 55), 2002.
Veiga, M. Rosário 2006. Intervenções em revestimentos antigos: Conservar, Substituir ou ...
Destruir. 2º Encontro sobre Patologia e Reabilitação de Edifícios. Porto, 20 e 21 de Março de :
s.n., 2006.
Veiga, M. do Rosário 1997. Comportamento de argamassas de revestimento de paredes Constribuição para o estudo da sua resistência à fendilhação. Dissertação para obtenção do
grau de Doutor em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
Porto : LNEC, 1997.
140
Velosa, Ana L. 2006. Argamassas de cal com pozolanas para revestimentos de paredes
antigas. Tese para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil pela faculdade de
Engenharia da Universidade de Aveiro. Lisboa : Colecção de Teses de Doutouramento, 2006.
Vianna e Silva, M. 1969. Arroz. 1969.
Vicat, L.J. 1837. Mortars and cements, Donhead Dorset, 1997. s.l. : Traduzido por J.T. Smith,
first publishe by John Weale, Arquitectural Library, London, 1837, 1837.
Vieira, F.L., et al. 2005. Comparativo do teor de amorfismo da cinza de casca de arroz atraves
de difracção de raios-X e método químico. Fortaleza : IBRACON, 2005. p. 10.
Villar-Cociña, E., et al. 2003. Kinetics of the pozzolanic reaction beteen lime and sugar cane
straw ash by lectrical conductivity measurement: A Kinetic diffusive model. s.l. : Cement and
Concrete Research 33, p. 517-524, 2003.
Wanson, S., Janjaturaphan, S. e Sinthupinyo, S. 2009. Pozzolanic Activity of Rice Husk Ash:
Comparison os Various Electrical Methods. s.l. : Jounal of Metals, Materials and Minerals, 2009.
Volume 19, 2.
Yalçin, N. e Sevinç, V. 2000. Studies on silica obtained from rice husk. [autor do livro] Arts and
Sciences Faculty, Chemistry Department Sakarya University. Sakarya, Turkey : Ceramics
International, 2000.
Yeoh, A.K., et al. 1979. The relationship between temperature and duration of burning of ricehusk in the development of amorphous rice-husk ash silica. [autor do livro] Follow-up Meeting
on Rice-Husk Ash Cement Proceedings of UNIDO/ESCAP/RCTT. Alor Setar, Malaysia : s.n.,
1979.
Zhang, M.H., Lastra, R. e Malhotra, V.M. 1996. Rice husk ash paste and concrete: Somo
aspects of hydration and the microstruture of the interfacial zone between the aggregate and
paste. . s.l. : Cement and Concrete Research, Pergamon, Vol.26, nº6, 1996, pp. 963-977.
141
ANEXOS
Anexo I – Caracterização da cinza de casca de arroz realizada pelo CDAC