A cal hidráulica natural (NHL) é um ligante com características muito dependentes do tipo de matéria- prima usada, sendo produzido em Portugal e em mais cerca de uma dúzia de países no mundo. Esta situação torna o país muito competitivo a nível mundial neste setor. As temperaturas de calcinação para a produção de NHL, geralmente variam entre 950 e 1250ºC, sendo que, atualmente, em Portugal, esta pode ser produzida a temperaturas inferiores a 900ºC, e portanto bastante inferiores às de produção do cimento de Portland, tornando assim a cal hidráulica num ligante mais sustentável em termos económicos e ambientais comparativamente ao cimento [FARIA et al., 2010; VÁLEK et al., 2014], o ligante mais utilizado na construção em termos globais [KALAGRI et al., 2014].
Nas NHL formadas abaixo dos 1200ºC a fase hidráulica dominante é o silicato bicálcico (2CaO.SiO2)
também chamado por C2S, sendo que o silicato tricálcico (3CaO.SiO2) também chamado C3S, pode ser
encontrado em pequenas quantidades [VÁLEK et al., 2014; POZO-ANTONIO, 2015].
A versão atual da norma NP EN 459-1:2011, que substituiu a NP EN 459-1:2001, veio reformular e reclassificar as cais utilizadas em construção. Esta nova versão da norma atribui três classes para as cais hidráulicas naturais - NHL2, NHL3.5 e NHL5, de acordo com a sua resistência à compressão ao fim de 28 dias de cura e tendo em conta o teor de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2. No caso da NHL3.5, os valores da resistência
à compressão aos 28 dias devem-se situar entre 3.5 MPa e 10 MPa, tendo um teor de Ca(OH)2 de pelo menos
25% da sua percentagem de peso total [IPQ, 2011].
Em termos mineralógicos, a NHL3.5 produzida em Portugal apresenta na sua constituição óxido de cálcio em elevada proporção, alguns silicatos e aluminatos e pequenas quantidades de óxido de magnésio, óxido de ferro e óxido de potássio [GRILO et al., 2014b]
2.1.2 Pozolanas
O uso de materiais pozolânicos com o intuito de aumentar as propriedades hidráulicas das argamassas e betões com base em cais aéreas é conhecido desde a antiguidade [GRIST et al., 2013].
As pozolanas podem definir-se como materiais siliciosos ou silico-aluminosos num estado amorfo, possuindo uma elevada superfície específica e tendo a propriedade de reagir com hidróxido de cálcio, na presença de água, formando compostos hidráulicos. A sua produção pode ter origem natural, resultando da moagem de rochas ígneas, ou artificial sendo produzidas após tratamento térmico, como é o caso das cinzas resultantes da combustão da casca de arroz ou de argilas cauliníticas. Podem ainda ser resultado de subprodutos industriais, como resíduos de cerâmicas e cinzas volantes de centrais termoelétricas [MATIAS et al., 2014b; GRILO et al., 2014a].
2 Argamassas de NHL e Mk para reabilitação de edifícios André Dias Metacaulino
O metacaulino (Mk) é um material pozolânico que resulta do tratamento térmico de argilas cauliníticas que, após calcinação e moagem, se torna altamente reativo e com um elevado potencial para adicionar a argamassas de cal. A sua utilização traz muitos benefícios, quer sejam eles económicos ou ambientais, devido ao reduzido gasto energético necessário na sua produção quando em comparação com ligantes hidráulicos. Desta forma, quando incorporados em materiais de construção, podem contribuir para a diminuição de emissões de CO2 tornando-os mais sustentáveis do que utilizando ligantes hidráulicos simples. Além disso, a
sua utilização com ligantes aéreos resulta numa melhoria das características de durabilidade das argamassas. Dos ligantes hidráulicos geralmente utilizados, a grande maioria dos estudos realizados com Mk referem-se a argamassas de cimento, existindo uma lacuna em estudos com argamassas de cal, nomeadamente de cais hidráulicas naturais [CACHIM et al., 2010; GRILO et al., 2014a].
Em termos mineralógicos, o Mk é composto maioritariamente por silicatos e aluminatos, existindo vestígios de óxido de magnésio, óxido de potássio, óxido de titânio e óxido de ferro [GRILO et al., 2014b].
2.1.3 Agregados
A maioria dos agregados naturais utilizados nas argamassas são siliciosos ou de natureza calcária, sendo que a sua origem e método de processamento afetam a forma e o comportamento desses agregados. Além da composição do tipo de ligante empregue, a distribuição granulométrica, a angulosidade e a relação ligante agregados (l/a), tem um impacto significativo nas propriedades das argamassas frescas e secas. No geral, o aumento da angulosidade e finura dos agregados melhora a ligação entre agregados e ligantes resultando num aumento da resistência à compressão e do módulo de elasticidade, e ainda na redução da sua trabalhabilidade. Esta redução do tamanho dos agregados tem uma forte influência no aumento da quantidade de água necessária para se garantir uma boa trabalhabilidade. A composição mineralógica dos agregados também é um fator determinante, na medida em que argamassas de NHL ou de CL com areias contendo minerais de argila revelaram a formação de etringite após ataque de sulfatos, sendo que essas argilas podem ser uma fonte de alumina favorecendo a formação de etringite secundária [LANAS et al., 2003; ISEBAERT et al., 2014].
CAZALLA et al. (2000) sugere que as argamassas de reparação devem ter uma relação ligante: areia (l:a) inferior a 1:4 por resultarem em argamassas mais deformáveis e com menos fissuras do que com a 1:3. No entanto, MOROPOULOU et al. (2002) sugere que 1:3 seria a razão ideal para argamassas de reparação.
Num estudo levado a cabo por KALAGRI et al. (2014), a falta de partículas de agregado grosseiro levou ao aumento da porosidade e consequente degradação das propriedades mecânicas, devido ao aumento da água necessária para obter a consistência desejada. Além disso tanto a resistência à compressão como a resistência à tração revelaram-se dependentes da densidade de empacotamento dos agregados e do tamanho máximo dos grãos, bem como da sua distribuição. Neste sentido, a inclusão de agregados graúdos na mistura de areias provocou aumentos nos valores de resistências, aumentando a densidade de empacotamento ao mesmo tempo que diminui a necessidade de água e consequentemente os valores de porosidade aberta [KALAGRI et al., 2014].