Funcionalização de argamassas para controlo das condições ambiente

Abstract

Nos últimos anos tem crescido a preocupação em termos ambientais e económicos, por parte das indústrias e das pessoas em geral. O sentimento de conforto depende muitas vezes do uso de aparelhos auxiliares, que consomem combustíveis fósseis. Para além do preço tendencialmente crescente destas fontes de energia, também resultante da menor disponibilidade e futura escassez, há hoje preocupações com as emissões de gases de estufa (ex. CO2). Por isso, ganham relevo formas passivas de ajustar a temperatura e humidade relativa de ambientes interiores, onde as pessoas passam cada vez mais tempo ao longo da vida, ao mesmo tempo que se procuram soluções de limpeza e desinfeção do ar que se respira. Neste trabalho estudou-se o efeito da incorporação de adjuvantes numa argamassa padrão de cimento e cal aérea usada no revestimento de paredes interiores de edifícios. Foi avaliado o desempenho da incorporação de poliacrilato de sódio (PA), materiais de mudança de fase (PCM) e de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2), respetivamente em funções de modulação de humidade, temperatura e na oxidação de NOx. Para além da incorporação individual de cada um daqueles agentes, testaram-se diferentes combinações dos três adjuvantes e distintas percentagens de PA. Foi também avaliada a influência que a incorporação daqueles materiais causa em propriedades comuns das argamassas, tanto no estado fresco (% de ar incluído e comportamento reológico) como após endurecimento (resistência mecânica, coeficiente de capilaridade, condutividade térmica, módulo de elasticidade). Com a realização deste trabalho foi possível obter uma degradação de NOx próxima de 42%, nas amostras com 1% (em massa) de TiO2. Verificou-se a atenuação na oscilação da temperatura em 2-3°C, em amostras contendo 20% de PCM, sobretudo por redução dos valores mínimos atingidos. Além disso, a variação térmica é retardada. As amostras com PA na sua constituição sujeitas a ensaio de MBV (método de Nordtest) atingem a classificação de Bom (1-2 g/(m2.%HR)), não havendo acentuada perda de capacidade quando o material é revestido com uma camada de tinta. No entanto requer controlo especial a tendência expansiva (inchamento) revelada pelas amostras contendo combinações de PCM e PA, detetada durante os ensaios de capilaridade e de saturação de água. Este problema acarreta degradação da resistência mecânica e indesejáveis efeitos estéticos superficiais. Relativamente às amostras mais promissoras sugere-se a realização de estudos de durabilidade.

In recent years there has been a growing concern on environmental and energy demand to produce the building materials, as well during their use. At the same time, actual human living conditions correspond to occupation of interior spaces for a growing time. Requirements of increasing comfort and indoor air quality are obvious and the use of auxiliary devices that consume fossil fuels is more and more common. Reduced availability of fossil fuels and concerns about emissions of greenhouse gases (e.g. CO2) induced the search for solutions of passive control and modulation of distinct indoor variables. This work studies the development of novel low impact vapour permeable mortars (internal walls) to control and passively regulate indoor environmental air pollutants, moisture and temperature, to provide improved comfort and health of building occupants. Several functional additions were added to an industrial lime-based mortar: (i) sodium polyacrylate (PA) superabsorbent, phase change materials (PCM) and titanium dioxide (TiO2) photocatalytic nanoparticles, attempting to (respectively) regulate indoor moisture and temperature values, while reducing the NOx concentration. Besides the use of each individual addition, distinct combinations of two or three components were tested. Their effects on the novel functions were determined, while the control of common properties was also performed, including fresh state (% air included and rheological behavior) and hardened (mechanical strength, elasticity modulus, density, capillarity coefficient, thermal conductivity, etc) properties. Samples containing 1 wt% TiO2 degraded about 42% NOx on repetitive trials. The amplitude of temperature variation was reduced on 2-3 °C by samples containing 20 wt% PCM. Furthermore, the temperature variation is retarded. Samples with 1-1.5 wt% PA were classed as Good (1-2 g/(m2.% RH)) upon determinations of MBV values by the Nordtest method. The surface painting did not strongly affect the absorbing performance. The main problem was detected on samples containing PCM and PA combinations after performing capillary and water saturation tests, denoted by an expressive swelling. This expansive occurrence tends to degrade the mechanical strength of samples while created unpleasant aesthetical effects. For the most promising samples further durability tests should be conducted. This work helped to develop knowledge and optimised solutions to facilitate the wider use of novel hygro-thermal eco-materials by the construction industry.