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 Desenvolvimento de caldas de injecção para consolidação de revestimentos
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/7776

title: Desenvolvimento de caldas de injecção para consolidação de revestimentos
authors: Azeiteiro, Liliana Catarina Duarte
advisors: Ferreira, Víctor Miguel Carneiro de Sousa
Mantas, Pedro Manuel Lima de Quintanilha
keywords: Engenharia de materiais
Reabilitação de edifícios
Edifícios antigos
Revestimento de paredes
Argamassas
Materiais - Inovação tecnológica
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: Estudo de caldas de injecção para a consolidação de revestimentos Os revestimentos antigos eram feitos à base de cal e neste momento é uma missão importante preservar e restaurar o nosso património edificado. Em Portugal existe, ainda, uma lacuna na área da conservação de revestimentos. A utilização que actualmente se faz de argamassas de cimento para a substituição de rebocos antigos não respeita as características e os materiais originais dos suportes onde são aplicados, sendo os resultados bem conhecidos: destacamentos, afloramentos de sais solúveis, fissuração, entre outros. É, então, de extrema importância alcançar uma composição compatível ao nível químico, mecânico e físico com o revestimento original. Na sequência desta necessidade, desenvolveu-se um estudo sobre a consolidação de revestimentos históricos com perda de aderência, constituídos por cal aérea. O presente trabalho teve como principal objectivo desenvolver caldas de injecção (grouts) para a consolidação de revestimentos destacados do suporte. Pretendeu desenvolver-se estas caldas de injecção estudando-se o seu comportamento reológico no estado fresco. Efectuou-se a escolha dos materiais a utilizar e delineou-se uma série de ensaios mecânicos e físicos a realizar. Iniciou-se o trabalho com o estudo do comportamento reológico de uma argamassa base, constituída por cal aérea, farinha de sílica e água. O teor da água de amassadura também foi um factor tido em consideração para a análise do comportamento reológico. Procedeu-se, de seguida, à caracterização reológica de diversas caldas de injecção, com e sem adjuvantes e aditivos, usando um reómetro específico para argamassas. O perfil utilizado para avaliar o comportamento reológico foi o perfil em patamar, que permite estudar o comportamento ao longo do tempo, através das curvas de fluxo medidas durante ensaio. Concluiu-se que o comportamento das caldas pode ser descrito em termos reológicos pelo modelo de Bingham. O perfil em patamar permite, então, avaliar os parâmetros reológicos determinados de acordo com este modelo, ou sejam, a tensão de cedência e a viscosidade plástica. As caldas de injecção baseiam-se em cal aérea e contêm aditivos pozolânicos. Para se adequar à injecção nos destacamentos foram também introduzidos alguns adjuvantes. Os aditivos utilizados foram o metacaulino e a diatomite em quantidades de 10, 20 e 30 % da massa total do ligante. Os adjuvantes usados foram o éter de celulose, o gluconato de sódio e o Acril33, usados em quantidades entre 0,5 e 1 % da massa total de sólidos. As caldas de injecção desenvolvidas foram comparadas, em termos de comportamento reológico, com duas pastas de cal (grout) comerciais. Era importante que os resultados obtidos para as caldas de injecção estudadas ficassem compreendidos no intervalo das duas pastas de cal comerciais. Após os ensaios reológicos no estado fresco, passou-se aos ensaios no estado endurecido: de resistência mecânica, de capilaridade e de simulação da consolidação de destacamentos. Os resultados das composições estudadas encontram-se dentro do intervalo dos valores aceitáveis e compatíveis com o revestimento de revestimentos antigos. Os valores da resistência mecânica à flexão estão compreendidos entre 0,2 e 0,7 MPa e os da resistência à compressão estão compreendidos entre 0,4 e 2,5 MPa. A capilaridade é bastante influenciada pela quantidade da água de amassadura, reflectindo-se essa influência também nos valores da resistência mecânica. Quanto maior a quantidade da água de amassadura, maior o valor do coeficiente de capilaridade. Foram também preparados provetes de tijolo para simular as situações em “loco”. Esses provetes foram depois injectados com as caldas de cal estudadas e foram efectuados ensaios de aderência. Tendo em conta os resultados obtidos, pôde concluir-se que constituindo-se caldas de cal, de traço 1:3, com cal aérea, farinha de sílica e metacaulino ou diatomite diluindo-se com 60% de água e adjuvantes em pequenas quantidades é possível utilizar-se estas caldas em trabalhos de consolidação de revestimentos antigos, por injecção. Neste trabalho foi possível desenvolver-se dez caldas com estas características.

Development of grouts for consolidation of old renders The importance of old buildings restoration is growing in the construction working sector. In historical heritage, preventive and conservative interventions should be favoured to avoid the extraction of historical elements. The use of cement mortar for replacing old renders does not respect the characteristics of the original applied materials as well as its traditional process of application. Therefore, problems such as detachments, cracking, surge of soluble salts, among others are well known. Consequently it is very important to achieve a composition that is deemed consistent with the original render at the chemical, mechanical and physical levels. In this work, a research was developed on grouts to consolidate old lime-based renders with loss of adhesion. The main objective of this work is to study grouts for the consolidation of coatings detached from the support. The study was conducted on the rheological behaviour of the grouts in the fresh state. A careful choice was made of materials to be used and an outlined series of mechanical and physical tests to be performed. The development of the grout began with the study of the rheological behaviour of a mortar base, consisting of lime, silica flour and water. The water content for kneading was also a factor under consideration. The rheological behaviour of the mortar, with and without admixtures, was performed through a specific rheometer for mortars. The rheological behaviour was evaluated through a distinct procedure, which involved the test with a speed profile at constant rotation speed (dwell profile). The dwell profile allows studying the rheological behaviour along measuring time, making possible to observe the structural destruction phenomena, existent in mortar suspensions, through the measurement of flow curves along the test time. The dwell profile allowed a precise evolution of the rheological parameters, determined according to the Bingham model, e.g., the yield stress and the plastic viscosity. The grouts were tested with lime and pozzolanic additives. To suit the injection detachments, adjuvant materials were also introduced. The additives used were: metakaolin and diatomite in quantities of 10, 20 and 30 % of the total mass of the binder. The adjuvant materials used were the cellulose ether, sodium gluconate and Acryl 33, in quantities between 0.5 and 1 % of the total mass of solids. Developed grouts were compared in terms of rheological behaviour with two commercial grouts. It was important that the results of the study grouts stay between the ranges of these two commercial grouts. The compositions results are within the range of acceptable values and are compatible with the coating of old renders. The values of flexural strength are between 0.2 and 0.7 MPa and compressive strength is between 0.4 and 2.5 MPa. The capillary is strongly influenced by the quantities of mixing water, which is reflected also in the mechanical strength values. The greater the quantity of mixing water, the greater the coefficient of capillarity. Brick samples were also prepared to simulate the situation in loco. These samples were then injected with the grouts studied and been tested for adhesion. In conclusion grouts, in the proportion 1:3, with lime, silica flour, diatomite or metakaolin by diluting with 60 % of water and adjuvant in small quantities, can be used in consolidation works of old renders. This work permitted to develop ten mixtures with these characteristics.
description: Mestrado em Engenharia de Materiais
URI: http://hdl.handle.net/10773/7776
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