Cueto, N., Vieira De Sousa, José F., Fernandes, César, Benavente, David, Urbani, Franco, Meza, Ronny, Santos Perneta, João Pedro, and García del Cura, M. Ángeles
Trabajo presentado en el 16º Congresso Nacional de Geotecnia, celebrado en Açores (Portugal), del 27 al 30 de mayo de 2018, [EN] Lapilli tuff has been widely used in architectural heritage as construction material and ornamental stone in Madeira. Some of its quarries have been depleted, its exploitation was forbidden decades ago and stocks of the original quarries are getting increasingly scarce. The present study investigates the coupled effect of pore structure, PS, and water transport properties, WTP, on its decay. Urban fieldwork was conducted in order to identify common stone damage mechanisms, and salt weathering was found to be the most common. 36 cylindrical specimens of two representative facies, belonging to two distinct volcanostratigraphic units with different textural characteristics were studied: a highly porous and a porous facies. Petrographic features and mineralogical composition were analysed. PS properties were quantified by effective porosity, mean pore radius and water saturation coefficient, whilst WTP were described through permeability and capillarity. Sharp Front analysis was applied to model liquid transport in unsaturated conditions. Salt durability test was performed on the same specimens and its effects were quantified by means of the percentage of dry weight loss, DWL, due to salt crystallisation. The results of PS, WTP and DWL, were analysed through advanced statistical methods. Urban fieldwork and laboratory experiments demonstrated that the most significant parameters affecting durability of lapilli tuff are porosity, mean pore radius, rock components distribution and its inadequate use. Major deterioration problems observed were related to the presence of small constructions that act as water reservoir. The principal component analysis revealed that there is a negative correlation between WTP and DWL. As WTP are intimately linked to pore space, these petrophysical parameters can be considered as quality indicators of lapilli stone durability. Powerful model for estimating permeability from capillarity is presented. It is the first time that this kind of model gives a high correlation coefficient (R²=0.9822) in highly heterogeneous rocks., [PT] Os tufos de lapilli têm sido utilizados no património arquitetónico na Madeira como materiais de construção e rochas ornamentais. Algumas pedreiras têm-se esgotado, a sua exploração foi proibida há décadas e as existências nas pedreiras originais são escassas. Este estudo investiga o efeito simultâneo da estrutura do poro, EP, e das propriedades de transporte da água, PTA, na sua alteração. A partir duma campanha de campo urbana, identificou-se a precipitação de sais como um dos mecanismos de alteração mais comuns. De seguida foram estudados, 36 provetes cilíndricos de duas fácies representativas, pertencentes a duas unidades vulcano-estratigráficas diferentes, com características texturais distintas: altamente porosa e porosa. As características petrográficas e a composição mineralógica foram estudadas. A EP foi quantificada mediante porosidade aberta, radio medio do poro e coeficiente de absorção de água. As PTA foram caracterizadas mediante permeabilidade e capilaridade. Nesta última, foi aplicada a análise Sharp Front para modelizar o transporte do líquido. Sobre os mesmos provetes realizou-se a determinação da resistência à cristalização de sais, quantificada pela percentagem da perda de massa inicial, PMS. Os resultados de EP, PTA e PMS foram analisados utilizando métodos estatísticos avançados. A campanha de campo e as experiencias de laboratório demostraram que os parâmetros significativos que afeitam a durabilidade são a porosidade, o radio medio do poro, a distribuição dos componentes da rocha e o seu uso inadequado. As principais alterações observadas relacionam-se com pequenas construções que atuam como reservatório de água. As análises dos componentes principais revelaram uma correlação negativa entre as PTA e a PMS. Devido à relação existente entre as PTA e o espaço poroso, estes parâmetros podem ser utilizados como indicadores da durabilidade. Um modelo para estimar a permeabilidade a partir da capilaridade com um coeficiente alto (R²=0.9822) é presentado pela primeira vez em rocas heterogéneas.