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O rápido desenvolvimento tecnológico, associado à crescente evolução mundial leva à grande produção de cimentos Portland, ligante este que é o mais utilizado na construção civil, e que a sua produção equivale a 8% das emissões globais de CO2 em 2015. De forma a encontrar substitutos para estes ligantes os geopolímeros têm sido largamente estudados, pois apresentam uma menor pegada ambiental, bem como melhores propriedades. A presente dissertação tem então como objetivo verificar se o processo de geopolimerização beneficia do uso de caulinos de baixo grau como precursor, pois este por não apresentar as características desejáveis pelo mercado, tem menor preço, chegando mesmo a ser rejeitado. Uma vez que este tipo de material apresenta características que podem ser benéficas na geopolimerização estes podem encontrar nos geopolímeros uma possível aplicação. Foram então utilizados dois caulinos de baixo grau, com e sem tratamento térmico, na formulação dos diferentes geopolímeros. Os diferentes provetes foram depois submetidos a ensaios de compressão e absorção de água aos 7, 14 e 28 dias de cura. Os resultados obtidos permitiram concluir que este tipo de caulinos, evidenciam ganhos de resistência, tendo em consideração formulações semelhantes existentes publicadas na literatura, evidenciando assim que uma maior desorganização estrutural dos caulinos beneficia o processo de dissolução e obtenção do gel polimérico Rapid technological development, coupled with increasing worldwide evolution, leads to the large production of Portland cements, the most commonly used binder in construction, and its production equals 8% of global CO2 emissions by 2015. To find substitutes for these binders the geopolymers have been widely studied, since they present a smaller environmental footprint, as well as better properties. The present dissertation aims to verify if the geopolymerization process benefits from the use of low grade kaolin as a precursor, since this material does not present the characteristics desirable by the market, has a lower price, even being rejected. And since this type of material presents characteristics that can be beneficial in the geopolymerization these can find in the geopolymers a possible application. Two low grade kaolin, with and without heat treatment, were then used in the formulation of different geopolymers. The different specimens were then subjected to compression and water absorption tests at 7, 14 and 28 days of cure. The results obtained allowed to conclude that this type of kaolin, evidences gains of resistance, considering similar formulations existing in the published literature, thus evidencing that a greater structural disorganization of the kaolin benefits the process of dissolution and obtaining of the polymeric gel Mestrado em Engenharia Geológica

Made available in DSpace on 2020-01-29T16:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6423_13798.pdf: 4594599 bytes, checksum: b8e9c50058f916b3c07714c4405b64fd (MD5) Previous issue date: 2018-07-23

Mestrado em Engenharia Geológica Este trabalho visa o estudo das propriedades químicas e mecânicas, nos geopolímeros mediante a adição do diatomito. Os geopolímeros cada vez mais apresentam uma crescente procura no mercado, devido às suas características de resistência e durabilidade, substituindo assim o cimento Portland. É estudada que a adição de certas substâncias durante o processo de produção dos geopolímeros, ajuda na optimização do produto final. Neste caso em concreto a adição do diatomito origina um material final com excelentes características que pode substituir o metacaulino este também usado na formação deste tipo de material. Neste trabalho são estudados os diversos métodos de caracterização, como a difração raio-x, espectroscopia de infra-vermelhos e granulometria para obter as características do geopolímero. Passando por um último processo de ensaios mecânicos com vista no estudo das propriedades físicas. Foram realizados ensaios de compressão uniaxial, absorção de água de modo a obter resultados conclusivos para esta pesquisa. This work aims at the study of the chemical and mechanical properties in geopolymers by the addition of diatomite. Geopolymers are increasingly in demand on the market because of their strength and durability characteristics, thus replacing Portland cement. It is studied that the addition of certain substances during the production process of the geopolymers helps in the optimization of the final product. In this particular case the addition of the diatomite gives a final material with excellent characteristics that can replace the metakaolin which is also used in the formation of this type of material. In this work the various characterization methods are studied, such as X-ray diffraction, infra-red spectroscopy and granulometry to obtain geopolymer characteristics. Moving on to a final process of mechanical tests with a view to the study of physical properties. Uniaxial compression tests were performed, water absorption in order to obtain conclusive results for this research.

A presente dissertação enquadra-se num estudo que esteve inserido nos projetos FCT-METACAL e FCT-LIMECONTECH, e cujos resultados foram já parcialmente publicados por GRILO et al. (2014a e 2014b). Nesse estudo produziram-se e caraterizaram-se, aos 28, 90 e 180 dias, argamassas de cal hidráulica natural, NHL3.5 produzida em Portugal, com substituições percentuais de ligante por metacaulino (Mk). Outro fator estudado foi a influência do tipo de cura, estando as amostras das argamassas sujeitas a 3 tipos de cura diferentes: standard, marítima e húmida. Aos 180 dias de cura, as argamassas com 10% de substituição de Mk apresentaram melhorias nas resistências mecânicas e melhorias evidentes no comportamento em relação à absorção de água e secagem. No geral as características das argamassas indiciavam a sua adequação para a conservação de fachadas de edifícios antigos e aplicação na reabilitação de edifícios com suportes mais resistentes ou mesmo em construção nova. No presente estudo foram caracterizadas as mesmas argamassas, desta feita com 3 anos de idade, e avaliada a evolução das suas caraterísticas até esta idade em cura marítima e húmida. Ao contrário do previsto, as resistências mecânicas das argamassas com substituição de metacaulino tiveram reduções nos seus valores, chegando, em alguns casos, a ficar abaixo dos valores das argamassas sem Mk. Pela caracterização química e mineralógica constata-se que essa redução foi motivada pela instabilidade dos compostos pozolânicos formados pelo Mk, embora esses compostos tenham sido os responsáveis pelas elevadas resistências mecânicas registadas a idades jovens. As argamassas com Mk apresentaram um melhor comportamento à água, devido ao refinamento da sua estrutura porosa. Dos ensaios realizados apenas o índice de secagem e o ensaio de resistência aos sais revelaram resultados piores nas argamassas com Mk, quando em comparação com as argamassas de referência, só com NHL. Em relação ao tipo de cura, verificou-se não existirem grandes diferenças entre a cura húmida e a marítima.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Construção O aparecimento de novas construções é, presentemente, escasso. Contudo, o surgimento de obras de reabilitação e/ou conservação é inevitável. A argamassa é um produto que está fortemente presente em intervenções de reabilitação e conservação. As argamassas, usadas pelo Homem desde há muitos anos, viram, durante o século XX, um uso, quase generalizado, de cimento Portland como o ligante utilizado na sua composição. O uso de cimento Portland como ligante conduziu a argamassas de boa trabalhabilidade, com elevadas resistências mecânicas e um tempo de cura relativamente reduzido. No entanto, a reabilitação e a conservação exigem o uso de argamassas que sejam compatíveis com os suportes e as argamassas de cimento não verificam esse requisito. As argamassas de cal aérea, com ou sem adição de pozolanas, indicam que, com base na sua longa existência, são as que melhor desempenho apresentam em intervenções de reabilitação e conservação. Inicialmente inserida nos projectos FCT METACAL e LIMECONTECH, nesta dissertação caracterizam-se argamassas que têm como ligante cal aérea e percentagens de metacaulino de 0, 30 e 50% em substituição de igual massa do ligante. São também analisadas as influências do traço ligante:agregado da idade e da cura, nomeadamente face a um ambiente de cura com forte influência marítima, tão corrente em Portugal. A cal aérea conduz a argamassas de endurecimento lento. No entanto, a adição de metacaulino, segundo os resultados, vem contrariar essa tendência. Os ensaios que avaliaram a resistência mecânica das argamassas concluíram que o metacaulino tem uma grande influência sobre este parâmetro, que nem sempre é favorável, principalmente nos traços mais fracos em ligante. O comportamento face à acção da água também não deixa boas referências ao metacaulino, visto que a absorção de água por capilaridade foi considerável e a secagem não ocorreu de forma exemplar. Por outro lado, o ensaio de condutibilidade térmica valoriza claramente as argamassas onde esta pozolana está presente.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Construção O uso de argamassas de cimento difundiu-se durante o século XX, por permitir obter resistências mecânicas elevadas num tempo de cura reduzido. Porém a utilização deste tipo de argamassas em intervenções de reabilitação ou conservação de estruturas antigas apresenta incompatibilidades com os suportes de alvenaria, provocando anomalias que obrigam em muitos casos a novas intervenções. Torna-se dessa forma urgente o desenvolvimento de argamassas de reparação que sejam duráveis e compatíveis com as alvenarias. Desde a antiguidade que as argamassas de cal aérea, com ou sem adição de pozolanas, são utilizadas na construção, apresentando em muitos casos uma elevada durabilidade. O metacaulino permite reduzir o período de endurecimento das argamassas, conferindo-lhes características hidráulicas, mas não atingindo porém resistências mecânicas demasiado elevadas, o que permite uma melhor compatibilização com o suporte. Esta dissertação, realizada no âmbito dos projectos FCT-MEC METACAL e LIMECONTECH, descreve o estudo efetuado sobre argamassas de cal aérea com três traços volumétricos, com eventual substituição parcial de massa de cal por metacaulino, quando expostas a uma cura húmida. As argamassas são caracterizadas aos 28 e 90 dias, em termos mecânicos, físicos, químicos e mineralógicos. Os resultados obtidos demonstram que o aumento do teor em metacaulino tem um maior impacto sobre as características mecânicas do que o aumento do traço em ligante, o qual pode conferir valores excessivamente elevados às argamassas para aplicação em rebocos. Os benefícios da introdução do metacaulino como ligante verificam-se igualmente na obtenção de valores mais baixos de coeficiente de capilaridade (para os traços mais fortes em ligante e metacaulino) e de condutibilidade térmica (traço volumétrico 1:3). Nos restantes parâmetros analisados, o efeito do metacaulino revelou-se ambíguo quanto à melhoria do desempenho face ao ataque dos sulfatos e das características de secagem e efetivamente pouco benéfico pelo aumento do total de água absorvida por capilaridade.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção Este estudo surge numa fase em que o setor da construção civil atravessa grandes dificuldades, e o parque imobiliário necessita de intervenções vastas ao nível da sua, reabilitação e/ou conservação; existe uma preocupação crescente com a sustentabilidade, nomeadamente da construção e dos materiais e produtos utilizados; existe também uma consciencialização para o facto do cimento Portland corrente não ser o ligante indicado para muitas aplicações. Face a estas condicionantes tecno-económico-ambientais tem-se assistido ao regresso às obras das cais de construção. O presente estudo enquadra-se nos projetos FCTMETACAL e LIMECONTECH. A entrada em vigor da norma NP EN 459-1:2011 obrigou à necessidade de alguma reformulação de cais hidráulicas naturais, e ao aparecimento no mercado nacional de novas cais. Neste trabalho estudam-se as argamassas com base em cal hidráulica natural NHL3.5, de produção nacional e classificada segundo a nova versão da norma. É uma cal com propriedades hidráulicas e com elevado teor em hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, cujo potencial de aplicação em construção nova ou na reabilitação de edifícios interessa avaliar. Produziram-se e caracterizaram-se, aos 28, 90 e 180 dias e após exposição em três distintas condições de cura, três tipos de argamassas ao traço volumétrico 1:3, diferindo entre si nas percentagens de substituição mássica de cal por metacaulino. A introdução de metacaulino apresentou melhorias nas resistências mecânicas das argamassas com destaque para o teor de 10% de substituição, com melhorias evidentes no comportamento das argamassas em termos de absorção de água e secagem. A percentagem de 20 % revelou-se excessiva face aos resultados. Com base na caracterização efetuada, a argamassa só de NHL3.5 indicia poder ser utilizada na conservação das fachadas de edifícios antigos e todas as argamassas realizadas indiciam ser adequadas para aplicação na reabilitação de edifícios com suportes mais resistentes e mesmo em construção nova.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção Tal como noutros países, o sector da construção é um importante motor do desenvolvimento da economia nacional. No caso português, no entanto, a construção nova tornou-se insustentável do ponto de vista social, económico e ambiental, e, a par de um elevado estado de degradação do patri-mónio edificado por ausência de manutenção ou simplesmente por se ter atingido o limite de vida dos materiais, assiste-se a uma crescente necessidade de reabilitação e/ou conservação dos edifícios como forma de requalificação das zonas urbanas. Os revestimentos têm um papel essencial nas condições de habitabilidade, impermeabilidade, estanquidade, isolamento térmico, protecção e durabilidade dos edifícios. Na reabilitação de rebocos, e especialmente na reabilitação de rebocos antigos, é fundamental a escolha de materiais compatíveis com o suporte, para que a solução utilizada seja a mais duradoura possível e para que efectivamente contribua para a protecção do referido suporte. Com este trabalho, procura-se dar um contributo para a investigação de argamassas compatí-veis com os suportes existentes. Assim, produziram-se e caracterizaram-se três argamassas de cal hi-dráulica natural partindo do traço volumétrico 1:3, entre as quais duas argamassas com substituição de massa do ligante por metacaulino nas percentagens de 2,5% e 5%. As argamassas foram expostas a quatro condições de cura e foram ensaiadas aos 28, 90 e aos 180 dias. Deste trabalho saem duas conclusões fundamentais. Em primeiro lugar, todas as argamassas estudadas melhoraram tanto o comportamento face à água, como a resistência ao ataque dos sulfatos com o aumento da idade. Por último, e com especial relevância para a reabilitação de edifícios antigos, constata-se que as argamassas com metacaulino apresentam resultados adequados para uso em edifí-cios antigos, quando expostas a ambiente natural marítimo, corrente em muitas obras, e a ambiente húmido.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção A utilização de argamassas de substituição assume actualmente uma importância significativa devido à crescente necessidade de preservação e reabilitação do património edificado nacional, cuja degradação é acentuada. Neste tipo de intervenção em edifícios antigos é necessário utilizar argamassas que sejam compatíveis com o suporte existente e acrescentem durabilidade ao conjunto, preservando tanto a identidade cultural como o valor histórico dos edifícios. Assim, a aplicação de argamassas de cal hidráulica constitui uma solução de utilização simples e este tipo de argamassas apresenta uma boa compatibilidade com as características dos suportes antigos. A cal hidráulica, relativamente a outros ligantes, exibe uma maior consciência ambiental pelo facto de a sua produção ter um efeito menos pernicioso sobre o meio ambiente. Por outro lado, a substituição parcial de cal hidráulica por pozolanas, nomeadamente o metacaulino, pode originar argamassas com melhores características físicas, mecânicas e químicas. Com o presente trabalho pretende-se dar seguimento aos estudos realizados no âmbito dos projectos de caracterização de argamassas de cal com adição de pozolanas FCT METACAL e LIMECONTECH. Esta dissertação apresenta um estudo sobre a caracterização de argamassas de cal hidráulica natural NHL5, com substituição crescente de igual massa de cal por metacaulino, quando sujeitas a dois tipos de cura distintos – uma em condições de humidade relativa 65±5% numa sala climatizada e outra em ambiente marítimo, na estação de exposição natural do LNEC no cabo Raso – Guincho. Para a caracterização das argamassas produzidas realizaram-se ensaios mecânicos e físicos a diferentes idades de cura (28, 90 e 180 dias), nomeadamente, determinação do módulo de elasticidade dinâmico, resistência à tracção por flexão e compressão, determinação da absorção de água por capilaridade, da secagem, da porosidade aberta, da condutibilidade térmica e da resistência aos sulfatos. Os resultados dos ensaios estão directamente relacionados com as condições de cura às quais as argamassas foram sujeitas e permitem verificar qual a percentagem de metacaulino a utilizar, de modo a obtermos uma argamassa de substituição mais sustentável.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em: Engenharia Civil – Perfil de Construção A reabilitação de edifícios tem-se tornado cada vez mais uma área de interesse e importância devido ao estado de degradação em que muitos edifícios se encontram. Um dos aspectos mais importantes na reabilitação de um edifício antigo é a compatibilidade química, física e mecânica, entre o material antigo e o novo. Só desta forma é possivel conseguir uma reabilitação eficaz e sustentável. Foi com esse intuito que se procedeu à realização deste trabalho, em que se pretende avaliar: a influência das condições de cura, através de aspersão diária com água potável ou do mar, procurando simular em laboratório condições semelhantes às que podem ocorrer em exposição natural; a influência da substituição de diferentes percentagens de metacaulino face aos traços de argamassas de cal aérea. A presente dissertação, inserida nos projectos financiados pela FCT-LIMECONTECH e METACAL, apresenta todo o percurso experimental, desde a execução das argamassas de cal aérea com diferentes teores de metacaulino, até aos ensaios que foram realizados a diferentes idades (28,60 e 90 dias) e diferentes condições de cura e a sua apreciação. Os resultados obtidos mostram que as argamassas só de cal, com traço mais forte em ligante 1:3, são as que apresentam melhores resultados de características mecânicas e físicas. As argamassas com teor de 9% de metacaulino, com traço mais próximo da argamassa só de cal (1:3,4), é a que apresenta melhor comportamento entre argamassas com metacaulino. Relativamente às curas, de um modo geral, a cura com aspersão diária com água do mar (S) é que apresenta melhores resultados. FCT-LIMECONTECH e METACAL

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção É do conhecimento geral que a construção nova tem sofrido uma quebra acentuada, algo que se deverá prolongar nos próximos anos. Este fator torna premente uma mudança de foco, para a conservação do património edificado, que se assume de grande importância. Os edifícios antigos, particularmente os construídos antes da massificação do uso do betão armado, possuem características distintas dos construídos genericamente a partir dos anos 60. A utilização nesses edifícios de paredes de alvenaria de pedra e argamassas de cal, obriga a que se abordem atualmente as operações de conservação considerando a importância de utilizar materiais compatíveis com os usados nessa altura. Neste sentido, as argamassas de cal constituem uma solução viável para a conservação ou substituição de rebocos de edifícios antigos, sendo fundamental estudar as suas características, de modo a aplicar a solução que melhor se adequa a cada caso de estudo. Tendo em conta estes fatores, foram realizados estudos de caracterização de rebocos constituídos por argamassas de cal aérea e cal hidráulica natural, utilizando metacaulino em substituição parcial da massa de ligante. Foram aplicadas estas argamassas em muretes experimentais, em ambiente exterior, para caracterização in situ do comportamento destes rebocos. Este estudo pretende contribuir para avaliar a influência do metacaulino nas argamassas de cal aérea e cal hidráulica natural, e ainda para tentar estabelecer correlações entre as tendências demonstradas nos ensaios in situ efetuados sobre os rebocos, aplicados num suporte em condições de exposição natural, e em ensaios laboratoriais sobre provetes prismáticos produzidos com argamassas de formulação semelhante. Face aos resultados registados, pode concluir-se que a substituição parcial da massa de cal por metacaulino contribui para a melhoria das características mecânicas e de comportamento à água das argamassas de cal, tornando-as adequadas para a utilização como rebocos de edifícios antigos. Foi igualmente possível demonstrar que as tendências de resistência superficial registadas neste trabalho, com a evolução do traço e a introdução de MK, são semelhantes às tendências observadas por outros autores em ensaios de resistência à tração e à compressão realizados sobre provetes prismáticos, o que permite dizer que os ensaios laboratoriais sobre este tipo de provetes indicam características mecânicas bastante aproximadas das características reais das argamassas aplicadas em contexto real de obra.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Construção Segundo o United Nation’s Environment Programme’s Sustainable Building and Climate Initiative (UNEP-SBCI) o sector da construção é responsável por grande percentagem do consumo mundial de matérias primas e energia. É também um dos maiores produtores de resíduos, gases poluentes ou com efeito de estufa, e efluentes com necessidade de tratamento. Grande parte deste impacto resulta da utilização de materiais que consomem grandes quantidades de energia na sua produção, como é o caso de betões ou argamassas de cimento. As argamassas de cal aérea e areia têm vindo a ser empregues na construção tradicional portuguesa desde tempos muito antigos, com desempenho e durabilidade comprovados. Este material apresenta vantagens em intervenções de reabilitação e requer menos energia para a sua produção. A adição de materiais com propriedades pozolânicas pode constituir uma forma de melhorar o desempenho das argamassas de cal aérea. O metacaulino é uma pozolana obtida pela calcinação e moagem da caulinite. Existem importantes reservas deste mineral no nosso país e em países com perspetivas de grande desenvolvimento no futuro próximo. Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito de diferentes tipos de curas em argamassas de cal aérea e em argamassas de cal aérea com traços volumétricos fracos em ligante, com substituição parcial de ligante por metacaulino. Foram ensaiados provetes normalizados, a um ano de idade, para avaliar as características mecânicas, físicas e químicas das argamassas. Este trabalho insere-se num programa mais vasto inserido nos projetos financiados pela FCT METACAL e LIMECONTECH, tendo as mesmas argamassas sido ensaiadas previamente a vinte e oito e a noventa dias de idade. Os resultados obtidos demonstram que os ganhos de resistência mecânica estabilizaram a idades mais jovens para provetes com metacaulino na sua composição. Muitos dos provetes com traço mais fraco e maior percentagem de substituição de ligante, sofreram grande degradação quando em exposição natural ou quando aspergidos diariamente. Fundação para a Ciência e Tecnologia - projeto METACAL

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Construção O presente trabalho decorre da importância crescente que o conhecimento das características físicas, químicas e mecânicas, bem como o contexto da aplicação das argamassas de cais, tem vindo a assumir em processos de reabilitação e conservação. O endurecimento das argamassas de cal aérea dá-se pela reação de carbonatação, enquanto nas argamassas de cal compostas por silicatos de cálcio (nomeadamente com cal aérea e pozolanas ou com cal hidráulica natural) as reações responsáveis pelo endurecimento são a carbonatação e a hidratação. O estudo dos processos de endurecimento, dos compostos formados resultantes destas reações e da estrutura porosa das argamassas é essencial para a avaliação do comportamento das argamassas e da durabilidade das alvenarias. A dissertação apresenta a caracterização de argamassas de cal aérea hidratada em pó (CL90) e de cal hidráulica natural (NHL 3,5). É avaliada a influência da substituição parcial de ligante por metacaulino, utilizado em diferentes percentagens de substituição, e de diferentes curas (húmida, standard e marítima). A evolução das características foi analisada aos 28, 90 e 180 dias de idade, para ter também em conta a evolução com a idade. No caso das argamassas de cal aérea avalia-se ainda as características correspondentes a três traços distintos. A incorporação de metacaulino conferiu maiores resistências mecânicas em ambos os ligantes, tendo a cura húmida sido a que revelou os melhores resultados a nível da reação pozolânica, ocorrendo principalmente esta a idades jovens (28 dias). A cura em ambiente natural (marítimo) apresentou resultados satisfatórios, revelando-se viável a aplicação destas argamassas neste tipo de ambiente. As argamassas de CL90 são mais porosas que as de NHL 3,5. Este facto resultou em comportamentos diferenciados em termos de resistência aos sais e à água.

Dissertação para obtenção do grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção O trabalho desenvolvido deriva da crescente importância que os materiais utilizados na conservação e reabilitação de edifícios têm vindo a assumir, principalmente no que diz respeito à consolidação de alvenaria com caldas. Com base em bibliografia existente considera-se que as caldas de cal hidráulica natural podem ser eficientes para aplicação na consolidação de paredes antigas; no entanto, e porque se trata de uma intervenção irreversível, as suas características e constituições devem ser conhecidas e optimizadas. O principal objectivo é estudar as características mecânicas e mineralógicas de caldas com base numa cal hidráulica natural de fabrico nacional, recentemente desenvolvida, nomeadamente em termos da influência de substituições parciais da cal por um metacaulino (Mk), da proporção de água/ligante, da percentagem de superplastificante e das condições de cura. O presente trabalho envolve assim várias amostras de caldas cal hidráulica natural (NHL3.5) sem Mk ou com 2,5% e 5% de Mk substituindo a cal. A relação água/ligante utilizada foi de 0,5 e 0,6 e quando foi utilizado um superplastificante, este compreende teores de 0,3% ou 0,6%. Pretende-se que a calda possa ser aplicada por injecção, a fim de preencher os vazios de paredes antigas espessas, e que as suas características - em termos de resistências mecânicas, absorção de água, secagem e comportamento - sejam compatíveis com os materiais originais da parede. As amostras das caldas, realizadas em provetes prismáticos com 40mmx40mmx160mm foram submetidas a distintos processos de cura e, às idades de 7, 14, 28 e 90 dias foi determinada a respectiva resistência à compressão. Para as amostras sujeitas a cura húmida, o processo de endurecimento das caldas foi avaliado por difracção de raios X (XRD), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e análises térmica diferencial e termogravimétrica (DTA / TGA). As várias análises demonstram que as principais fases formadas são a calcite, portlandite e silicatos de cálcio hidratados - tobermorite, aluminato tetracálcico e monocarboaluminato. Verifica-se que a utilização de uma menor proporção de água/ligante ou o uso de Mk aumenta significativamente a resistência à compressão das caldas; no entanto tal dificulta a sua capacidade para serem injectadas. Uma vez que as caldas sem superplastificante não apresentam fluidez suficiente a fim de desempenhar a sua correcta injecção, a utilização deste adjuvante parece indispensável.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção A injecção de caldas constitui uma das mais comuns e eficazes técnicas aplicadas na reparação e reforço de estruturas de alvenaria antigas. Este método de reforço baseia-se na colmatação de vazios existentes no interior da alvenaria, de modo a melhorar o seu comportamento geral. Em alvenarias de panos múltiplos tem como objectivo criar uma ligação entre os panos interior e exterior e recuperar a coesão, continuidade e resistência das estruturas danificadas, sem alterar a sua morfologia. De facto, a calda injectada une os fragmentos incoerentes contidos no núcleo de alvenaria e ocupa os espaços vazios, o que permite um aumento da resistência. No entanto, esta é uma das mais complicadas técnicas de intervenção, principalmente por causa da compatibilidade entre a calda injectada e os materiais pré-existentes históricos e da sua não reversibilidade. Os requisitos de desempenho de uma calda envolvem a injectabilidade, a resistência e a durabilidade. Uma vez que a capacidade de injectabilidade é um parâmetro essencial para o sucesso das intervenções (já que a consistência é uma característica fundamental para permitir o preenchimento de vazios), as propriedades das caldas no estado fresco são tão (ou mesmo mais) importantes como as do seu estado endurecido. Para garantir que uma calda possui uma fluidez que garanta uma boa injectabilidade é fundamental proceder-se a um estudo do comportamento reológico da calda no estado fresco. Um dos projecto de investigação onde se insere esta dissertação tem como objectivo analisar e discutir as propriedades reológicas de caldas de injecção para a consolidação de alvenarias, que tenham compatibilidade química, física e mecânica com os materiais presentes nas alvenarias antigas. Outro tem como objectivo aferir as vantagens da utilização de metacaulino em pastas e argamassas. Devido a esses factos, as caldas utilizadas neste estudo são à base de cal hidráulica natural com adição de três diferentes percentagens de metacaulino e de superplastificante. Além disso, utilizaram-se dois rácios água/ligante. Como ferramenta para esta análise, foram determinados quatro parâmetros reológicos para cada calda, através de ensaios de fluidez com recurso a um reómetro rotacional. Os parâmetros obtidos através dos ensaios foram a viscosidade plástica, a tensão de cedência, a consistência e o índice “lei da potência”. Através de uma análise destes parâmetros constatou-se que tanto o rácio água/ligante como as adições de metacaulino e de superplastificante têm um forte impacto no comportamento reológico das caldas no estado fresco.

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção Em Portugal, durante as últimas duas décadas, constatou-se um excesso de construção nova. Atualmente, dada a crise no sector e o número exagerado de frações desocupadas, o foco deixou de ser a construção nova para passar a ser reabilitação e conservação do edificado existente. Por outro lado, os muitos edifícios considerados como património histórico e cultural exigem conser-vação e, por vezes, reabilitação. Outra das problemáticas bastante discutidas atualmente é a susten-tabilidade da construção visto que o mercado da construção civil gera consideráveis impactos ambientais. Por outro lado é frequente a fachada de um edifício evidenciar degradação, uma vez que os revestimentos exteriores têm uma maior exposição às condições ambientais. Quando é inviável a conservação do reboco exterior, opta-se pela sua substituição ou reparação. Em qualquer dos casos é fundamental uma escolha adequada dos materiais a adotar para a constituição das argamassas. Estas deverão ter características semelhantes às do suporte e, particularmente nos casos de edifícios antigos, às argamassas originalmente aplicadas. No presente trabalho são caracterizadas argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 com substituições de massa de cal por resíduo cerâmico e metacaulino. Para tal foram realizadas seis composições diferentes: uma argamassa de referência e cinco onde variam os teores de resíduo e de metacaulino. As argamassas foram realizadas ao traço volumétrico 1:3 e cada composição foi sujeita a três condições de cura distintas: cura húmida, cura com aspersão inicial (SP) e cura segundo a norma EN 1015-11:1999. Foram realizados ensaios de caracter mecânico, físico, químico e microes-trutural, sendo ainda avaliada a evolução do comportamento das diversas argamassas ao longo da idade, dos 28 para os 90 dias. Constata-se que as argamassas com resíduo cerâmico em substituição de massa de cal e quando sujeitas a curas SP, mais facilmente reprodutível em obra, apresentam resultados bastante adequados para uso em edifícios antigos. Fundação para a Ciência e Tecnologia - METACAL (PTDC/ECM/100431/2008) e “Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de reabilitação” (EXPL/ECM-COM/0928/2012)

CONSTRUÇÃO 2012, Universidade de Coimbra, Dez. 2012 As argamassas são um material de grande relevância na construção. Estas são aplicadas no assentamento de alvenarias, em rebocos e ainda para assentamento de revestimentos de acabamento aderidos. As argamassas são muito utilizadas na construção e grande parte do parque imobiliário nacional necessita de intervenções de reabilitação e manutenção que envolvem a sua aplicação. Daí a importância da sua caracterização, assim como o estudo de materiais alternativos para a sua composição. Aliando este material construtivo ao conceito da construção sustentável, é possível e vantajosa a introdução de resíduos industriais na sua produção. No presente artigo apresenta-se um estudo, realizado no âmbito dos projetos financiados pela FCT METACAL e LIMECONTECH, a argamassas de traço volumétrico 1:3, em que o traço de ligante é constituído por cal hidráulica natural NHL3.5 de produção nacional, ou essa cal e resíduo de granulometria fina de cerâmica de barro vermelho e/ou de metacaulino, e o traço de agregado é constituído sempre pela mesma mistura de areias siliciosas lavadas e calibradas. Foram realizadas diversas composições de argamassas, variando as percentagens de resíduo e de metacaulino empregues em substituição de massa equivalente da cal hidráulica natural. Os ensaios foram realizados em provetes prismáticos, cujas dimensões são 160x40x40 (mm). Os provetes foram sujeitos a três condições de cura até à idade de ensaio, aos 28 dias: húmida, a 90±5% de humidade relativa (HR), de referência segundo a norma EN 1015-11: 1999, a 65±5% de HR, e nestas últimas condições mas com aspersão diária com água durante os primeiros dias de cura, sempre a 20±3°C de temperatura. A campanha experimental apresentada inclui os seguintes ensaios aos provetes: módulo de elasticidade dinâmico, resistência à flexão, resistência à compressão, absorção de água por capilaridade, secagem e porosidade aberta. Em relação aos resultados obtidos constata-se que as argamassas sujeitas a cura com aspersão nos primeiros dias (mais facilmente reprodutível em obra), apresentam valores de resistência mecânica adequados à aplicação na reabilitação de edifícios. As argamassas sujeitas a cura húmida e principalmente as com substituição de cal por metacaulino apresentam as resistências mecânicas mais elevadas, possíveis de adotar em suportes mais recentes. Em relação à absorção capilar e à secagem, o comportamento das argamassas foi adequado, não apresentando valores piores devido à substituição da cal pelo resíduo cerâmico.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, A indústria de produção de cimento é atualmente uma das indústrias mais poluentes, contribuindo negativamente e de forma considerável na emissão de gases tóxicos para atmosfera. Existe, portanto, uma necessidade geral de redução da dependência e utilização do cimento a fim de minorar os seus efeitos no ambiente. Uma forma de diminuir a sua necessidade, é a sua substituição parcial por adições minerais. Neste sentido, o estudo realizado incide sobre um conceito de eficiência na substituição do cimento por adições minerais no fabrico de argamassas. Este conceito, designado por fator de eficiência k, visa, através de uma relação com características de uma argamassa padrão, obter um valor para a eficiência da aplicação de uma determinada quantidade de adição mineral na composição de uma mistura de matriz cimentícia. Os materiais minerais incorporados alvo de estudo foram as cinzas volantes (CV) e o metacaulino (MTK). O estudo compreende no total, o fabrico e ensaio de 600 provetes constituídos por argamassas padrão; 20%, 40% e 60% de substituição de cimento por CV; 10%, 20% e 30% de substituição de cimento por MTK e argamassas de 10%CV+10%MTK, 30%CV+10%MTK e 50%CV+10%MTK, produzidas com razões de água/ligante de 0,35, 0,4, 0,5, 0,6 e 0,7. Foram realizados ensaios de espalhamento e de compressão no decorrer da determinação do fator k. O fator k é analisado segundo a idade, percentagem de substituição e nível de tensão nas idades de 7, 28, 90 e 180 dias. O presente estudo é igualmente elaborado de forma a estudar o comportamento do fator k em composições não previstas na norma NP EN 206-1. Verificouse que a resistência à compressão aumenta com a idade assim como o fator k de modo geral é maior comparando o seu valor na idade inicial e final permitindo concluir o benefício da incorporação de adições minerais em argamassas. Foram obtidos valores de eficiência, em média, de 0,8, 0,9 e 1 nas argamassas com 20%CV, 40%CV e 60%CV, respetivamente. Nas argamassas 10%, 20% e 30%MTK os valores situaram-se em 0,6, 1,2 e 1, respetivamente. As adições conjuntas de CV e MTK obtiveram valores de k médios de 1,2, 1 e 1,4 para 10%CV+10%MTK, 30%CV+10%MTK e 50%CV+10%MTK, respetivamente., Cement production is currently among the most polluting industries, significantly contributing to the emission of toxic gases into the atmosphere. The global need to reduce the dependence on using cement, in order to minimize environmental impact, is therefore widely recognized. One of the means of reducing the need for cement is to partially replace it with mineral admixtures. In light of this, the study approaches a concept on the efficiency of substituting cement with mineral admixtures when making mortar. This efficiency concept, called k-value, aims to obtain - based on the ratio of features on a standard mortar reference - a specific efficient quantity for the mineral admixture when mixing mortars with equivalent characteristics. The mineral admixtures studied are fly ash (CV) and metakaolin (MTK). The study in total included the manufacturing and tests of 600 test cubes consisting of mortars: standard, 20%, 40% and 60% of substituting of cement with fly ash, 10%, 20% and 30% of substituting of cement with metakaolin; and mortars with 10% fly ash + 10% metakaolin, 30% fly ash + 10% metakaolin and 50% fly ash + 10% metakaolin produced with binder/water ratios of 0,35, 0,4, 0,5, 0,6 and 0,7. In the process of determining the k- value, slump flow and compressive strength tests are carried out. The k-value was analyzed by specimens’ age, replacement percentage and tension level for ages of 7, 28, 90 and 180 days. The study also aims to analyze k-value behavior on composites that are not covered by the NP EN 206-1 Standard. It was found that the compressive strength increases with age and also in general the k value comparing its initial and final age value allowing to confirm the benefits of mineral admixture in mortars. Efficiency values were obtained on average of 0,8, 0,9 and 1 in mortar with 20%CV, 40CV and 60%CV, respectively. In mortars with MTK in 10%, 20% and 30% values were 0,6, 1,2 and 1, respectively. The mixtures with CV and MTK obtained k values in a average of 1,2, 1 and 1,4 for 10%CV+10%MTK, 30CV+10%MTK, 50%CV+10%MTK, respectively.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Construção O conhecimento das características físicas, químicas e mecânicas e o contexto da aplicação das argamassas de cal são fundamentais em processos de reparação, conservação e reabilitação, ou mesmo em obra nova, onde estas sejam aplicadas. Em dois estudos distintos anteriormente realizados foram avaliadas argamassas de cal aérea hidratada (CL) e de cal hidráulica natural (NHL). Em ambos foi estudada a influência da substituição parcial de ligante por metacaulino, utilizado em diferentes percentagens de substituição. Nas argamassas CL foram ainda avaliadas as características de três traços volumétricos distintos, sujeitas a cura húmida. As argamassas NHL foram todas realizadas com o mesmo traço volumétrico, sendo também avaliada a influência do tempo de amassadura, bem como o seu tipo de cura. No seguimento desses estudos, o presente trabalho permitiu avaliar as características dessas argamassas ao fim de 180 dias de cura e analisar a evolução ocorrida até essa idade. Verificou-se, através dos resultados obtidos, uma genérica melhoria das características mecânicas nas argamassas de ambas as cais com metacaulino face às argamassas sem a pozolana. Estas características aumentam quanto maior for o traço (argamassas CL) e quando sujeitas a cura húmida (argamassas NHL). Os diferentes tempos de amassadura utilizados na produção de argamassas NHL não são significativos. Na presença de metacaulino, algumas das argamassas de cal aérea pioram o seu comportamento face à água (absorção capilar e secagem). Avaliando ainda a evolução com a idade observou-se, nas argamassas só de cal aérea, um crescimento progressivo das suas características mecânicas, provocado essencialmente pela evolução da reacção de carbonatação. No entanto, nas argamassas com metacaulino na sua constituição, ocorre um decréscimo da sua resistência com a idade, fundamentalmente devido à dissipação de compostos instáveis que se formaram em idade jovem. Todas as argamassas de cal hidráulica natural diminuíram as suas características mecânicas ao longo do tempo.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção A consolidação de revestimentos antigos com perda de coesão acontece, geralmente, quando os mesmos apresentam um valor artístico elevado. Este tipo de intervenção deve ser levado a cabo através da utilização de produtos compatíveis com o revestimento; os produtos normalmente aplicados dividem-se em dois grupos - os consolidantes orgânicos e os consolidantes inorgânicos ou minerais. Os produtos orgânicos, à base de resinas acrílicas, vinílicas ou silicónicas, apresentam pouca compatibilidade com os suportes antigos; os consolidantes mais compatíveis encontram-se no grupo dos inorgânicos, onde se inserem a água de cal ou o silicato de etilo, que também se caracterizam pela maior durabilidade. Neste estudo foram utilizados produtos consolidantes à base de hidróxido de cálcio, metacaulino, água e pigmentos inorgânicos, em duas concentraçãos diferentes. A suspensão de hidróxido de cálcio em água é quimicamente comparável à água de cal, um dos consolidantes mais antigos de que se tem conhecimento; a adição do metacaulino prende-se com o facto de conferir ao produto propriedades pozolânicas, aumentando a sua resistência mecânica e durabilidade; a adição dos pigmentos inorgânicos pretende avaliar a viabilidade da reintegração cromática e também verificar a sua influência na consolidação das argamassas. O produto consolidante considerado é um meio fortemente alcalino, sendo os pigmentos inorgânicos os que apresentam melhor resistência e durabilidade quando incorporados nesta solução. Os produtos estudados foram aplicados em provetes de revestimento de argamassa de cal aérea com simulação de perda de coesão, e consequente necessidade de tratamento. Realizaram-se ensaios de carácter mecânico, físico, microestrutural e cromático, que possibilitaram aferir a eficácia dos produtos consolidantes aplicados. Executaram-se também ensaios de envelhecimento natural e de envelhecimento artificial acelerado, para avaliar a variação das características das superfícies tratadas quando expostas às condições atmosféricas naturais e, no caso do envelhecimento artificial, quando sujeitas a ciclos climáticos com condições mais agressivas. Concluiu-se que os produtos consolidantes estudados são compatíveis, eficazes, apresentam boa durabilidade e que a adição de pigmentos pode influenciar ligeiramente as resistências mecânicas. Fundação para a Ciência e a Tecnologia - projecto LIMECONTECH

Apresentam-se neste artigo resultados de um estudo sobre o desempenho comparado entre argamassas à base de cal aérea e de metacaulino e uma argamassa comercial destinada a obras de reabilitação. As argamassas à base de cal aérea e metacaulino estudadas no presente trabalho apresentam em termos gerais um desempenho bastante melhor do que o da argamassa comercial, isto se o fim pretendido for o de respeitar requisitos definidos para o comportamento de argamassas de revestimento de edifícios antigos, com a vantagem das primeiras serem bastante mais baratas.

Apresentam-se neste artigo resultados de um estudo sobre o desempenho comparado entre argamassas à base de cal aérea e de metacaulino e uma argamassa comercial destinada a obras de reabilitação. As argamassas à base de cal aérea e metacaulino estudadas no presente trabalho apresentam em termos gerais um desempenho bastante melhor do que o da argamassa comercial, isto se o fim pretendido for o de respeitar requisitos definidos para o comportamento de argamassas de revestimento de edifícios antigos, com a vantagem das primeiras serem bastante mais baratas

Com o objectivo de contribuir para a sustentabilidade da construção, urge reduzir a produção e o consequente consumo de cimento. Contudo, esta diminuição não deve comprometer o desempenho das estruturas de betão, de forma a garantir a manutenção de períodos de vida útil suficientemente alargados. Assim, a substituição de elevados volumes de cimento por adições, nomeadamente subprodutos industriais, como é o caso das cinzas volantes, será extremamente benéfica sob o ponto de vista ecológico e ambiental. No entanto, os betões com elevado volume de cinzas volantes apresentam alguns inconvenientes que têm impedido a generalização da sua utilização: desenvolvimento de resistências mais lento e reduzidas resistências em idades jovens; maior sensibilidade à cura; elevada retracção plástica; redução da resistência à carbonatação. De modo a impedir ou minimizar estes factores adversos, propõe-se incorporar no betão de elevado volume de cinzas volantes outras adições minerais que corrijam os principais inconvenientes associados à substituição dos elevados volumes de cimento por cinzas volantes. Assim, desenvolveu se um programa experimental com o objectivo de caracterizar o desempenho de misturas ternárias com elevado volume de cinzas volantes e incorporação de metacaulino. Neste trabalho apresentam-se as principais vantagens e inconvenientes da utilização simultânea das duas adições, cinzas volantes e metacaulino, que poderão originar características de desempenho muito interessantes mesmo com elevados volumes de substituição de cimento. A sinergia resultante destas misturas ternárias demonstrou desempenhos muito promissores, possibilitando grandes volumes de substituição de cimento, mantendo ou melhorando os desempenhos mecânicos e de durabilidade, podendo vir a ser uma solução viável para a obtenção de um betão eco-eficiente de desempenho melhorado para uso generalizado na construção como alternativa ao betão convencional.

O autor agradece à Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) o apoio financeiro no âmbito dos projectos EXREACT (Mitigação de reacções deletérias expansivas internas em estruturas de betão, PTDC/CTM/65243/2006), IMPROVE (Melhoria do desempenho de agregados para a inibição das reacções álcalis-agregado no betão, PTDC/ECM/115486/2009) e METACAL (Estudo de argamassas de cal aérea e metacaulino para conservação de edifícios antigos, PTDC/ECM/100431/2008. DM/NMM 2011 8 de Junho

Mestrado em Engenharia de Materiais Neste trabalho, foram caracterizados os cimentos em Portugal, associados ao fabrico de argamassas, e foi comprovado que necessitam de alguma adaptabilidade. Com o objectivo de avaliar e, possivelmente, melhorar as propriedades dos cimentos-cola, foram adicionadas pozolanas artificiais (metacaulinos) como substituinte parcial e como complemento do cimento. Foram realizados ensaios físicos, mecânicos e químicos às pozolanas comprovando-se a existência de reactividade pozolânica, embora com graus distintos. Verificou-se que a aderência dos cimentos-cola é fortemente influenciada pelas condições de cura. O efeito pozolânico é evidenciado em condições de imersão em água. A aderência dos cimentos-cola, com e sem, adição de pozolanas à temperatura, ambiente apresenta comportamento semelhante. Avaliou-se a deformação transversal dos cimentos-cola, uma vez que seria expectável que a redução do cimento, através da substituição por pozolanas, originasse produtos menos rígidos e, deste modo, mais flexíveis. Os ensaios realizados permitiram concluir que a adição de pozolanas não desenvolve variações significativas na deformabilidade dos materiais, não limitando as propriedades dos cimentos-cola. In this work, Portuguese cements used for the production of mortars were characterized and it was verified that some adjustments are needed. In order to evaluate and possibly improve the properties of cementitious adhesives, artificial pozzolans (metakaolin) were added as complement and partial substitute of cement. Physical, mechanical and chemical tests were carried out on pozzolans, proving the existence of pozzolanic reactivity, although with different degrees. It was found that in cementitious adhesives, adhesion is strongly influenced by the curing conditions. Pozzolanic effect is evident under water immersion conditions. Cementitious adhesives adherence, with and without pozzolan, showed similar behavior at room temperature. Transversal deformation was evaluated in cementitious adhesives, with pozzolan substitutions and, as it would be expected, decrease of cement fraction leads to less rigid and more flexible products. The addition of pozzolans does not develop significant changes in the deformability of the material but it doesn’t limit cementitious adhesives properties.

Mestrado em Engenharia Civil Actualmente o betão é um dos materiais mais utilizados na construção, da sua produção e dos seus constituintes resultam uma série de processos que contribuem para a degradação ambiental. A crescente consciencialização para a necessidade de amenizar a deterioração ambiental leva a um aumento da procura de materiais cujo impacto ambiental seja o menor possível. A cal hidráulica tem um impacto ambiental significativamente inferior ao evidenciado pelo cimento Portland, uma vez que na produção deste material a quantidade de CO2 emitido é muito inferior à originada na produção de cimento Portland. O betão de cal hidráulica pode ser um material com interesse comercial para aplicações onde as exigências estruturais não sejam muito elevadas. A utilização de metacaulino como adição pozolânica tem o propósito de potencializar a capacidade resistente do betão de cal hidráulica com o intuito de aumentar a sua viabilidade e consequente empregabilidade em obra. Este trabalho tem como principal objectivo a avaliação do comportamento do betão de cal hidráulica aditivado com metacaulino português. O betão foi submetido a diversos ensaios com a finalidade de analisar determinadas propriedades, tendo sido alvo de análise a trabalhabilidade, o módulo de elasticidade, a resistência à compressão, a resistência à carbonatação e a resistência à penetração de cloretos. Os ensaios foram realizados em provetes de diferentes idades com o intuito de avaliar a evolução destas propriedades ao longo do tempo. Os resultados obtidos vão de encontro aos resultados já apresentados em estudos anteriores, apresentando o betão com substituição parcial de cal hidráulica em 20% por metacaulino o melhor desempenho relativamente à rigidez, à resistência mecânica e à resistência de carbonatação. Todas estas propriedades apresentam uma melhoria com o aumento de idade do betão, sendo esta melhoria mais evidente nos provetes com adição de metacaulino. Relativamente à resistência à penetração de cloretos, a partir dos resultados aos 28 dias, pode-se concluir que no betão de cal hidráulica a adição de metacaulino tem um efeito benéfico na diminuição da difusão de iões cloreto, indo estes resultados de encontro aos já apresentados na literatura existente relativa ao betão de cimento. Presently concrete is one of the main materials used in construction, resulting from its production and its constituents a series of processes that contribute to environmental degradation. The increasing awareness of the need to mitigate environmental degradation, leads to an increasing demand on materials with a lower environmental impact. The environmental impact of hydraulic lime is significantly lower than that evidenced by the portland cement, since the CO2 emissions in lime production process is lower than that originated in Portland cement production. Concrete with a hydraulic lime binder could have commercial interest in constructions with lower structural strength demands. In order to increase mechanical strength, metakaolin is used as a pozzolanic addition, with the intention to increase its viability and consequent employability in construction.. The main goal of this work is to evaluate the behaviour of the hydraulic lime concrete with the addition of Portuguese metakaolin. The concrete was submitted to several tests in order to analyse certain properties, such as: the analysis of workability, modulus of elasticity, compressive strength, resistance to carbonation and to chloride penetration. Tests were carried out on specimens of different ages in order to assess the evolution of these properties over time. Obtained results meet other results already presented in previous studies, the concrete with partial substitution of hydraulic lime by 20% metakaolin had the best performance relative to stiffness, mechanical strength and resistance to carbonation. All these properties show an improvement over time, presenting the specimens with metakaolin addition the most evident improvements. From the results at 28 days, regarding the resistance to chloride penetration, it may be concluded that in hydraulic lime concrete the addition of metakaolin has a beneficial effect in reducing the diffusion of chloride ions. These results meet the results already presented in the literature related to cement concrete.

Submitted by Manuel Brandão (msa@eu.ipp.pt) on 2013-11-08T15:46:18Z No. of bitstreams: 1 DM_InesBastos_2011_MEGG.pdf: 4240106 bytes, checksum: e2aff09e86d6159a041c249b0e7df4de (MD5) Made available in DSpace on 2013-11-08T15:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_InesBastos_2011_MEGG.pdf: 4240106 bytes, checksum: e2aff09e86d6159a041c249b0e7df4de (MD5) Previous issue date: 2011

Dissertação para obtenção do grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção O elevado estado de degradação da maioria dos edifícios existentes obrigará a um forte investimento na área da reabilitação. Contudo, numa acção de recuperação de um edifício antigo - para além de se dever ter em conta vários factores tais como as características do suporte, o tipo de edifício ou as condições ambientais actuantes - é fundamental utilizar uma argamassa compatível com o suporte existente. As argamassas de cal aérea apresentam uma boa compatibilidade com alvenarias antigas mas nem sempre adquirem as características necessárias que possibilitam a sua utilização. Essas características podem ser alteradas, e eventualmente melhoradas, com a adição de pozolanas – através da diminuição do período de tempo de endurecimento das argamassas, da obtenção de características hidráulicas, entre outras como sejam uma maior durabilidade. O uso de pozolanas, neste caso o metacaulino, está associado à necessidade cada vez maior de adoptar práticas de construção sustentáveis, com incorporação de materiais obtidos com menor dispêndio de energia, utilização de materiais reciclados ou subprodutos industriais. A produção do metacaulino, tal como a produção de cal aérea, apresenta também uma boa solução relativamente às questões ambientais, porque a sua produção significa uma libertação de dióxido de carbono para a atmosfera bastante inferior à resultante da produção de cimento Portland. Realizada no âmbito do projecto FCT-METACAL, esta dissertação descreve o estudo efectuado sobre argamassas de cal aérea, com diferentes teores de metacaulino (pozolana usada no estudo), sujeitas a dois tipos de curas distintas - uma cura num ambiente com humidade relativa de 95% e temperatura a 23ºC e outra cura num ambiente com humidade relativa de 65% e temperatura a 23ºC. As diferentes argamassas foram submetidas a ensaios mecânicos, físicos e químicos a diferentes idades de cura (28, 60 e 90 dias). Os resultados obtidos estão directamente relacionados com as condições de cura a que foram sujeitos em laboratório e mostram que as argamassas apenas de cal aérea apresentam melhores características físicas e mecânicas do que as argamassas com metacaulino. Entre as argamassas com metacaulino, verificou-se que as características mecânicas diminuem com o aumento de dosagem do mesmo e relativamente às características físicas, a variação de comportamento não é tão linear, pois em alguns ensaios, as argamassas com teor de metacaulino igual a 17 e 23% da dosagem de cal aérea apresentam resultados mais desfavoráveis do que as argamassas com teor de metacaulino igual a 9 e 33% de cal aérea.

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção Este trabalho é elaborado num momento em que cada vez é mais importante uma correcta identificação de todas as condicionantes relacionadas com a temática da reabilitação de edifícios, considerando que actualmente tal situação assume um carácter público e patrimonial. Pretende-se dar seguimento ao estudo da influência dos ligantes no comportamento das argamassas de cal aérea com ou sem adição de componentes pozolânicos, neste caso o metacaulino. Entre as várias condicionantes que surgem na reabilitação de edifícios antigos destaca-se a compatibilização de novos materiais com materiais mais antigos, neste caso com o suporte. Esta compatibilização nem sempre é fácil de atingir e não raras vezes as obras de reabilitação resultam no aparecimento de novos problemas. Estes, na maior parte dos casos, conduzem a uma degradação precoce de toda a estrutura envolvente. Torna-se, por isso, necessário que as argamassas de substituição apresentem boa compatibilidade mecânica, física e química com o suporte onde vão ser aplicadas. Entre estas condicionantes encontram-se aspectos relacionados com a construção sustentável, tema que na actualidade assume capital importância. O presente trabalho compreende uma descrição detalhada de todos os procedimentos de ensaio realizados, que vão desde a produção de cinco tipos diferentes de argamassa de cal aérea com substituição parcial de percentagem de massa de cal por metacaulino e areia, sujeitas a dois tipos de cura distintos em exposição natural. Um tipo de cura em ambiente marítimo e outro em ambiente urbano, respectivamente, na cobertura do edifício IX do Departamento de Engenharia Civil no Monte de Caparica e na estação de exposição natural de revestimentos do LNEC. As argamassas, no seu estado fresco, foram caracterizadas pela consistência por espalhamento. A diferentes idades de cura (28, 60 e 90 dias) foram realizados ensaios de caracterização mecânica, através da determinação do módulo de elasticidade dinâmico, resistência à tracção por flexão, resistência à compressão, de caracterização física, através da determinação da absorção de água por capilaridade, do índice de secagem e da porosidade aberta, e de caracterização química, mineralógica e microestrutural (por MEV, DRX, ATG e porosimetria de mercúrio) que permitiram avaliar as propriedades de cada argamassa. Posteriormente estes resultados foram comparados com outros estudos realizados. Os ensaios permitiram aferir a vantagem de utilização do metacaulino sobretudo em termos do comportamento das argamassas em condições de exposição natural. Futuros trabalhos de investigação poderão optimizar os métodos de ensaio e o condicionamento dos provetes nas condições de cura a que forem submetidos.

Com a consciencialização crescente dos problemas ambientais, nomeadamente no que concerne à eficiência energética e aos gases de efeito de estufa, a indústria da construção e do cimento tem tido um lugar de destaque, sendo esta última responsável por cerca de 7% das emissões de CO2 para a atmosfera. Sabendo que a produção de cimento contribui com cerca de uma tonelada de CO2 por cada tonelada produzida, não deixa de ser paradoxal que o produto mais consumido pelo Homem, apenas ultrapassado pela água, não encontre um substituto credível, mais eficiente e mais ecológico. Considerando as soluções tecnológicas disponíveis, envolvendo a eficiência energética da produção, a produção intensiva ou a procura de combustíveis alternativos para o fabrico de cimento, uma solução mais simples poderá estar na racionalização dos recursos e na sua substituição por materiais alternativos. Já existe um tipo de betão (betão de elevado volume de cinzas volantes) com aplicações ainda muito restritas, mas com grandes vantagens ambientais. No entanto, as reduzidas resistências iniciais são uma das características limitativas da sua utilização. Neste contexto, foi desenvolvido um estudo experimental com misturas ternárias onde volumes significativos de cimento foram substituídos por cinzas volantes, e, também, em simultâneo, por uma outra adição, o metacaulino, funcionando esta como um factor corrector do desempenho. Neste trabalho, apresentam-se as principais vantagens e inconvenientes da utilização simultânea de duas adições, cinzas volantes e metacaulino, que poderão originar características de desempenho muito interessantes mesmo com elevados volumes de substituição. As sinergias resultantes destas misturas ternárias demonstram desempenhos muito promissores, possibilitando grandes volumes de substituição do cimento, mantendo ou melhorando os desempenhos mecânicos e de durabilidade, podendo vir a ser uma solução viável para a obtenção de um betão eco-eficiente de desempenho melhorado para uso generalizado na construção como alternativa ao betão convencional.

No presente artigo são apresentados resultados de uma investigação experimental relativa à eficácia da capacidade de auto-limpeza de argamassas contendo TiO2. Foram estudadas argamassas de cimento com traços respectivamente de 1:3 e 1:4 e com diferentes percentagens de TiO2 (2, 5 e 8%). Foi também estudada uma argamassa de cal e metacaulino ao traço 1:4 com duas percentagens de TiO2 (2 e 5%). Os provetes de argamassa foram pintados com uma tinta sintética, tendo-se registado fotograficamente a descoloração da mesma ao longo do tempo. Os resultados obtidos apontam para o facto da capacidade de auto-limpeza das argamassas, ser mais eficaz para uma argamassa à base de cimento, no traço 1:3 e contendo 2% de TiO2.

No presente artigo apresentam-se resultados de uma investigação sobre o desempenho comparado entre argamassas comerciais destinadas a obras de reabilitação e três argamassas à base de cal aérea e de metacaulino. Os resultados obtidos em termos de ensaios de resistência à compressão e à flexão, de aderência através de ensaios de “pull-off”, absorção de água por capilaridade, permeabilidade ao vapor de água e perda de água, permitem concluir pelo bom desempenho das argamassas formuladas em laboratório.

Mestrado em Engenharia Civil O edificado português detém uma elevada percentagem de edifícios anteriores à década de 50, construídos recorrendo a materiais e técnicas tradicionais. Com o passar do tempo e com a introdução do Cimento Portland estes materiais foram esquecidos. Na actualidade este tipo de edifícios precisam de ser reabilitados. Tendo o nosso país uma grande necessidade de manter estes edifícios é importante manter o seu aspecto visual e arquitectónico. Neste trabalho será estudada a execução de argamassas feitas a base de Cal Aérea e Metacaulino. Serão utilizadas fibras que na actualidade são aplicadas em argamassas feitas a base de cimento portland. Desta forma serão realizados uma serie de ensaios de forma a tentar “melhorar” as argamassas utilizadas naquela época, procurando manter sempre o seu aspecto estético. A high percentage of Portuguese buildings were built prior to the 50´s, using traditional materials and techniques. Over time and with the Portland cement introduction these materials have been forgotten. Currently such buildings need to be rehabilitated, and it is important to preserve their architectural heritage. In this investigation we will study the performance of mortars made of quicklime and Metakaolin. Fibers, that are currently applied in Portland cement base mortars, will be used. A series of tests will be carried out in order to try "improve" and maintain the aesthetic appearance these traditional mortars. FCT PTDC/ECM/100431/2008

Mestrado em Engenharia de Materiais São sobejamente conhecidas, as ruinosas degradações que as grandes estruturas de betão sofrem ao longo do tempo. Também já foram identificadas algumas causas desta inexorável acção degenerativa e há muito tempo que se equacionam os elevados prejuízos que elas acarretam. Neste trabalho estudou-se o efeito de cinzas da queima de biomassa na mitigação da reacção álcalis-sílica expansiva (RAS). Esta reacção é lenta mas progressiva e leva à degradação de muitas edificações executadas com um dos materiais de construção mais usados nos nossos dias. Este trabalho pode ser dividido em duas partes. Na primeira parte fez-se a caracterização física e química das cinzas provenientes de duas unidades industriais situadas na zona centro de Portugal: (i) termoeléctrica da queima de biomassa (C1), (ii) co-geração da indústria de celulose (C2). Verificou-se que as cinzas C1 são mais finas que as cinzas C2. Devido ao baixo teor de inqueimados nas cinzas C2, pode-se concluir que a tecnologia de queima da indústria de celulose é mais eficiente. Na segunda parte deste trabalho, estudou-se a substituição de cimento por cinzas de biomassa em teores de 20, 30 e 40%, em argamassas cimentíceas, para tentar mitigar a reacção expansiva. Constactou-se que as argamassas com a incorporação das cinzas C1 sofreram menos expansão do que as argamassas com a incorporação de cinzas C2. As argamassas com a incorporação de cinzas e metacaulino mostraram ser eficazes na mitigação da RAS. The ruinous degradation of large concrete structures over time is well known. One possible cause is due to the reaction between cement past and aggregates, since it causes a significant expansion at later ages, this process is known as alkali-silica reaction (ASR) and a long ago equated the huge losses. In this work it was studied the effect of fly ash from biomass combustion in the mitigation of the reaction alkali-silica expansion. This reaction is slow but progressive that leads to the degradation of many buildings built with the construction material most used in our days. This work can be split in two parts. In the first one we characterize the physical and chemical proprieties of fly ashes generated two industrial plants situated in the center area of Portugal: (i) biomass thermal combustion (C1), (ii) co-generation plant of cellulose (C2). It was found that the ashes C1 are more fine the ashes C2. Due to low organic matter in the ash C2, we concluded that the burning technology of the cellulose industry is more efficient. In the second part of the work we studied mortars were the cement was substituted by biomass fly ash (at levels 20, 30 and 40%) in trying to mitigate the ASR expansive behaviour. It was found that the mortar with the incorporation of ash C1 expanded less than the mortar with the incorporation of ash C2. The mortar with the incorporation of ash and metakaolin proved to be effective in the mitigation of ASR.

Submitted by Manuel Brandão (msa@eu.ipp.pt) on 2013-11-07T11:00:11Z No. of bitstreams: 1 DM_JoanaPereira_2010_MEGG.pdf: 4561879 bytes, checksum: e4dd7a6d9f40ddcf7c180b217f997c68 (MD5) Made available in DSpace on 2013-11-07T11:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_JoanaPereira_2010_MEGG.pdf: 4561879 bytes, checksum: e4dd7a6d9f40ddcf7c180b217f997c68 (MD5) Previous issue date: 2010

Submitted by António Santos Silva (ssilva@lnec.pt) on 2009-09-25T16:07:36Z No. of bitstreams: 1 CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) Approved for entry into archive by mpnunes@lnec.pt(mpnunes@lnec.pt) on 2009-10-08T11:30:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) Made available in DSpace on 2009-10-08T11:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) Previous issue date: 2009-05 Made available in DSpace on 2010-04-27T07:25:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1838 bytes, checksum: 85bb06f29ec29ad5649055189f7d1b3a (MD5) CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) Previous issue date: 2009-05 Made available in DSpace on 2014-10-20T16:32:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) license.txt: 1838 bytes, checksum: 85bb06f29ec29ad5649055189f7d1b3a (MD5) Previous issue date: 2009-05 Made available in DSpace on 2017-04-12T13:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1838 bytes, checksum: 85bb06f29ec29ad5649055189f7d1b3a (MD5) CMagazine-SSilva.pdf: 320049 bytes, checksum: b6641c88e97b4c2ccf7f704f38895eec (MD5) Previous issue date: 2009-05 O artigo apresentado integra-se no Programa de Investigação Programada do LNEC e no Projecto EXREACT (Mitigação de reacções deletérias expansivas internas em estruturas de betão, PTDC/CTM/65243/2006) da FCT. 5 1 16-20 pp Nº 31 DM/NMM 2009

Mestrado em Engenharia Civil O presente trabalho tem como objectivo principal determinar a reacção pozolânica de metacaulinos e diatomites e encontrar composições capazes de ser aplicadas como argamassas de reabilitação. O trabalho faz referência a reabilitação de revestimentos antigos aos ligantes e materiais pozolânicos e ao seu papel nas argamassas de reabilitação. Descreve-se a metodologia experimental e os procedimentos de ensaio aplicados. O metacaulino e diatomite apresentaram uma elevada reacção pozolânica, especialmente no caso da diatomite. As composições onde se verificaram melhores resultados foram as de traço 1:2 agregado/ligante. Os resultados obtidos deramnos excelentes indicações de que o metacaulino e diatomite são excelentes usados como aditivos pozolânicos em argamassas de reabilitação. ABSTRACT: This work aims to determine the main reaction pozzolanic of metakaolin and diatomite and find compositions able to be implemented as mortars rehabilitation. The work refers rehabilitation of old coatings, the binders and pozzolanic materials and its role in the mortars rehabilitation. Experimental methodology and the test procedures are presented. The metakaolin and diatomite had a high pozzolanic response in the case of diatomite. Specially where better results were found were the one with 1:2 binder/aggregate ratio. The results gave good indication that the metakaolin and diatomite are excellent used as binders using mortars to rehabilitation.

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. A construção e a deterioração precoce de estruturas de betão armado à base de cimento Portland Normal é um fenómeno actual com consequências significativas, quer ao nível dos custos económicos associados a essas operações, quer mesmo em termos dos impactos ambientais. Este material possui ainda a agravante de poder ser considerado um material pouco sustentável pelo facto de na sua produção se gerarem significativas quantidades de CO2. Os processos de obtenção dos agregados para o betão também representam um grande impacto ambiental. A presente dissertação de mestrado aborda o desenvolvimento de uma nova família de materiais, obtidos por activação alcalina de um ligante, que se caracteriza por uma elevada durabilidade e menores emissões de dióxido de carbono, constituindo-se por isso num sério contributo para uma construção mais sustentável. Neste contexto, o objectivo desta dissertação consiste na caracterização do comportamento mecânico de materiais obtidos com a activação do metacaulino, utilizando para isso um activador composto, resultante da combinação de Hidróxido de Sódio com Silicato de Sódio. Pretende-se caracterizar a evolução temporal destas características, bem como estudar a influência da composição do activador composto. Para a análise das propriedades mecânicas das misturas foram realizados diversos ensaios tipo sobre provetes previamente elaborados. Os resultados mostram a viabilidade da utilização dos geopolímeros como material de construção na edificação e que a sua capacidade resistente pode ser controlada a partir da composição do activador. Em relação à evolução temporal, verifica-se que quase não existem alterações nas propriedades mecânicas do material a partir do 14º dia de vida. Ao 7º dia, os ganhos diários dos geopolímeros são equivalentes aos de um betão normal ao 28º dia. Interessa referir que, à medida que a quantidade de Hidróxido de Sódio diminui, o processo de desenvolvimento das características do material torna-se mais lento. Construction and premature deterioration of the reinforced concrete structures with Ordinary Portland Cement has nowadays significant consequences, not just because of the economic costs associated with these operations but also because of the environmental impacts. Furthermore, this material can be considered poor in terms of sustainability, because a significant amount of CO2 is generated during production. The process for obtaining the aggregates for concrete represents also an important environmental impact. This dissertation addresses the development of a new family of materials, obtained by alkaline activation of a binder, which are characterized by high durability and lower emissions of carbon dioxide, becoming therefore a serious contribution to improve construction sustainability. In this perspective, the objective of this work consists on the mechanical characterization of the materials obtained by the activation of metakaolin. A composite activator that combines sodium hydroxide with sodium silicate was used. The intention is the characterization of the temporal evolution of these mechanical characteristics as well as the study of the influence of the components of the composite activator. For the analysis of these characteristics different type tests were performed on prepared specimens. The results show the viability of the use of polymers as a construction material in the building industry and that the load capacity can be controlled from the composition of the activator. As far as temporal evolution is concerned, it appears that there are almost no changes in the mechanical properties of the material from the 14th day of life. At the 7th day, the daily gain of geopolymers is equivalent to a ordinary concrete at 28th day. Another important finding is that, as the amount of sodium hydroxide decreases, the process of developing the characteristics of the material becomes slower.

PATORREB 2012 – 4º Encontro sobre Patologia e Reabilitação de Edifícios, Santiago de Compostela,12-14 Abril 2012

Mestrado em Engenharia Civil Devido ao enorme aumento no número de casos de degradação precoce em estruturas de betão, é de extrema importância conhecer e compreender os mecanismos que atuam de forma prejudicial neste material. O metacaulino tem, ao longo das últimas décadas, vindo a ser cada vez mais utilizado no betão em substituição do cimento Portland tradicional, com o principal objetivo de melhorar a sua durabilidade, nomeadamente na resposta aos ataques de cloretos. A atuação dos cloretos no betão pode ser estudada com recurso a diversos ensaios laboratoriais ou “in situ” ou estimada através de modelos de durabilidade. Neste estudo foram efetuados três ensaios com durações e mecanismos de transporte distintos, para além dos habituais ensaios de caracterização do betão. Os ensaios foram realizados para três composições de betão distintas, com 0% (referência), 10% e 20% de substituição por metacaulino. Concluiu-se que a substituição de parte do cimento por metacaulino afeta positivamente todas as características do betão estudadas nomeadamente a resistência à compressão, a absorção de água e a resistência à penetração de cloretos. Desta forma, demonstrou-se, como desejado, o benefício proveniente da substituição de cimento por metacaulino na proteção contra ataques de cloretos. Due to the large increase in the number of cases of early degradation in concrete structures it is extremely important to know and understand the harmful mechanisms that act upon this material. Over the past decades, metakaolin has been increasingly used in concrete replacing the traditional Portland cement, with the main objective of improving its durability, particularly concerning chloride attack. The influence of chloride penetration in concrete may be studied by using several laboratory or “in situ” tests or estimated through durability models. In this study, three tests with different transport mechanisms and durations were performed, in addition to the usual concrete characterization tests. The tests were made for three distinct concrete compositions, with 0% (reference), 10% and 20% of metakaolin substitution. It has been concluded that the partial substitution of cement by metakaolin positively affects all the studied concrete characteristics, namely compressive strength, water absorption and resistance to chloride penetration. This way, as intended, the benefit from the substitution of cement by metakaolin in the protection against chloride attacks has been demonstrated.

Argamassas 2014 - I Simpósio de Argamassas e Soluções Térmicas de Revestimento, 5-6 Junho, ITeCons, Universidade de Coimbra Nos dias de hoje é cada vez mais importante, em todas as áreas, a valorização de resíduos, não só de modo a contribuir para a conservação do meio ambiente mas também por questões de economia e de eficiência. No caso dos resíduos cerâmicos, estes podem atuar nas argamassas como agregados, como filleres ou como pozolanas. As pozolanas são materiais que, em conjunto com ligantes que contenham hidróxido de cálcio e na presença de água, reagem e constituem produtos hidratados, podendo substituir parcialmente os ligantes das argamassas. Geralmente tornam essas argamassas mais duráveis e ecoeficientes. No artigo são caracterizados rebocos realizados em muretes experimentais de alvenaria de tijolo furado da Estação de Exposição Natural do Departamento de Engenharia Civil da FCT UNL, localizada em zona semi-rural, perto da costa Atlântica. Os rebocos são constituídos por diversas argamassas de cais com areia siliciosa: uma argamassa de cal aérea CL-90 S ao traço volumétrico 1:2; duas argamassas semelhantes mas nas quais 10% e 20% da massa da cal foram substituídos por um metacaulino comercial (Mk); uma argamassa de cal hidráulica natural NHL3.5 ao traço volumétrico 1:3; duas argamassas semelhantes mas nas quais 2,5% e 5% da massa da cal foram substituídos pelo mesmo Mk; quatro argamassas de NHL3.5 ao traço volumétrico 1:4 mas nas quais se procedeu à adição de 10% e de 25% (da massa de cal) de massa correspondente de dois resíduos cerâmicos de barro vermelho – um procedente de resíduos de tijolo furado e outro de ladrilhos de revestimento de parede. A caracterização é efetuada através de ensaios não destrutivos. Com esta campanha de ensaios pretende-se aferir o comportamento face à absorção da água, a compacidade, a dureza superficial e a deformabilidade. É feita uma análise comparando os rebocos em termos de ligante utilizado, da composição ligante:agregado, considerando o Mk e os resíduos cerâmicos e face à exposição dos rebocos (a Norte, em constante sombreamento, e a Sul, com exposição ao Sol e à incidência predominante da chuva e do vento). Os resultados obtidos mostram que a substituição de cal por metacaulino em argamassas de reboco indicia ser interessante do ponto de vista da dureza superficial e da compacidade, reduzindo um pouco a deformabilidade dos rebocos e sem grande alteração ao nível da proteção face à absorção de água da chuva. Já a adição de resíduos de cerâmica a argamassas de reboco com fraco traço em ligante contribui para a trabalhabilidade no estado fresco, para o aumento da dureza superficial, sem ser prejudicial face à deformabilidade. Para além de permitir a formulação de argamassas com menor energia incorporada, contribui ainda para as resistências mecânicas das argamassas e principalmente para a melhoria do seu comportamento face à absorção de água da chuva, indiciando compatibilidade com alvenarias antigas.

Mestrado em Engenharia Civil A presente dissertação, enquadrada no projeto METACAL, permitiu o estudo do comportamento de diferentes composições de argamassas de cal em suportes de adobe. Para tal, estas foram sujeitas a vários tipos de ensaio, mecânicos e químicos, procurando adaptá-las a situações reais, com o intuito de perceber qual a melhor composição de argamassa que se adequa a este tipo de suporte. Como não é possível encontrar um tipo de argamassa ideal, que se adapte a todas as situações, tem este trabalho como base, estudar os parâmetros que influenciam a sua escolha. This dissertation, framed in METACAL project, allowed the study of the behaviour of different compositions of lime mortars in adobe. For this, they were subject to various kinds of chemical and mechanical tests seeking to adapt them to actual situations, in order to realize which mortar composition is more suitable for this type of support. As it is not possible to find a type of mortar ideal that suits all situations, this work has as a basis to study the parameters that influence your choice.

Mestrado em Engenharia Civil O metacaulino é uma pozolana cada vez mais utilizada como substituição do cimento Portland no betão com o objetivo de melhorar a durabilidade das estruturas, exercendo um papel na proteção contra a ação dos cloretos. Neste trabalho avalia-se a substituição de 10% da massa de cimento Portland num betão de traço comercial com resistência à compressão fck=30MPa. Com base em estudos já efetuados, sabe-se que para a percentagem de substituição considerada, a adição mineral de metacaulino promove um aumento da resistência mecânica do betão. Assim, além da mistura de referência, sem metacaulino, foram preparadas mais duas misturas com o objetivo de perceber a influência do metacaulino para betões da mesma faixa de resistência mecânica. Para avaliar as propriedades mecânicas dos diferentes tipos de betão considerados, foram realizados ensaios de compressão axial. A estrutura porosa das diferentes misturas foi avaliada através do ensaio de porosidade aberta. Realizou-se a aspersão de nitrato de prata nos provetes atacados por cloretos para se obter uma indicação do avanço da frente de cloretos pela matriz cimentícia. Por último, levaram-se a cabo ensaios de difração de raios-x e microscopia eletrónica de varrimento para verificar as potencialidades do metacaulino na fixação de cloretos na forma de Sal de Friedel e perceber as diferenças na estrutura resultante das diferentes misturas. Conclui-se que a substituição de cimento por metacaulino no betão tem um efeito positivo na diminuição da difusão de iões cloretos, quer pelo efeito de refinamento da estrutura porosa, quer pela capacidade de promover o aumento da formação de cloroaluminato de cálcio (sal de Friedel). O metacaulino mostra-se assim um agente eficaz na proteção do betão contra os efeitos prejudiciais dos cloretos.Com os resultados obtidos foi também possível concluir que é possível uma redução do consumo de cimento por substituição com metacaulino, resultando em betões pozolânicos com iguais ou melhores desempenhos que betões formulados apenas com cimento Portland. Metakaolin is a pozzolan increasingly employed in the replacement of Portland cement in concrete with the aim of improve the structures’ durability, having a role in the protection against the action of chlorides. This study evaluates the replacement of 10% of Portland cement mass with metakaolin, in a commercial concrete formulation with fck=30Mpa. Based on previous studies It’s known that this percentage of mineral addition of metakaolin increases the mechanical strength of concrete. Thus, besides the reference mixture without metakaolin, two more mixes were prepared. To evaluate the mechanical properties of the different types of concrete, axial compression tests were performed. The porous structure of the mixtureswas evaluated by open porosity tests. Specimens attacked by chlorides were sprayed with nitrated silver to obtain an indication of the chlorides advance in the cement matrix. Finally, x-ray diffraction and scanning electron microscopy test were made to check the potential of metakaolin in the combination with chlorides in the form of Friedel’s salt and to see the differences in the resulting structure from the different mixtures. It is conclude that the replacement of cement by metakaolin in concrete has a positive effect in reduction of chloride ions diffusion, by refining the pore structure and also by the ability to promote increased formation of Calcium chloroaluminate (Friedel’s salt). Metakaolin is an effective agent in protecting concrete against the damaging effects of chlorides. The obtained results leads to the conclusion that it is possible to reduce the consumption of cement in concrete by replacement with metakaolin, resulting in pozzolanic concretes with equal or better performance than regular Portland cement concretes.