Tal como dito anteriormente, é fundamental conhecer as características do material a reparar tendo em vista o desenvolvimento de novos materiais que garantam a compatibilidade. Neste contexto, também é necessário conhecer as características dos materiais que irão ser usados nas caldas. A metodologia utlizada para formular uma calda a usar na reparação de
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construções em terra ainda não está definida. No presente estudo utilizou-se uma metodologia idêntica à utilizada em alvenaria, contudo algumas exigências na formulação das caldas devem ser redefinidas para construção em terra (Silva, 2010). Uma calda é definida essencialmente por três componentes: ligante, água e aditivos. A seleção dos materiais deve ser realizada em função dos princípios definidos para as caldas (Silva, 2010). Neste contexto, o dimensionamento das caldas deve basear-se nas seguintes propriedades: fluidez, injetabilidade, estabilidade, exsudação, segregação, e resistência mecânica.
Um dos objetivos deste estudo é o de encontrar uma calda compatível com material a reparar. A compatibilidade depende de vários fatores, de entre os quais as propriedades físicas dos materiais. A escolha dos materiais utilizados na formulação das caldas tem como base alguns trabalhos efetuados anteriormente (Lee, 2009; Martins, 2011), os quais obtiveram resultados bastante satisfatórios. Lee (2009) concluiu no seu estudo que uma calda formulada com terra iria melhorar adesão dos materiais. Contudo necessita de fazer uns ajustes na percentagem de terra de modo a melhorar a fluidez e evitar problemas coagulação, sangramento e segregação. Por outro lado Martins (2011) demonstrou que uma calda artificial constituída por caulino e pó de calcário obteve resultados muito promissores. Contudo o seu estudo não foi representativo da escala real.
Neste estudo foram preparados dois tipos de caldas, uma artificial composta por caulino e pó de calcário e uma natural composta por solo do Alentejo passado no #80 (caraterizado no capítulo 3) e pó de calcário. O caulino e o solo #80 representam a fração argilosa e têm como função assegurar a coesão entre as partículas, enquanto o pó de calcário representa a fração siltosa que apresenta como função a resistência da calda. Com vista ao conhecimento das propriedades destes materiais, foram realizados ensaios de caraterização como a composição granulométrica e limites de Atterberg. Além destes materiais, foi também utilizado um desfloculante para argilas designado por hexametafosfato de sódio.
5.2.1 Caraterização do caulino Mibal – A
O caulino é um material bastante coesivo entre flocos, deste modo a água não consegue penetrar, reduzindo assim a retração e a plasticidade (Warren, 1999). É, portanto, um material ideal para promover a adesão entre estrutura e o material a reparar.
Para o estudo da composição das caldas foi utilizado o caulino Mibal-A (Figura 5.1). Este foi extraído em bruto das jazidas naturais da zona de Barqueiros, concelho de Barcelos, lavado
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Figura 5.1 - Caulino Mibal-A
Como já foi dito, o caulino é obtido em ambiente controlado, por isso é possível aferir com rigor a composição química do caulino, assim como as suas propriedades físicas. Deste modo, apresenta-se a partir da Tabela 5.1e Tabela 5.2, a composição química e as propriedades físicas, respetivamente, fornecidas pela empresa.
Tabela 5.1 - Composição química do caulino Mibal-A
Composição SIO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O TiO2
% 47,00 37,10 0,90 0,10 0,15 0,20 2,00 0,10
Tabela 5.2 - Propriedades físicas do Caulino Mibal-A
Propriedades Valores obtidos Ensaio e Normas
Grau de Brancura (pó seco a 110°) 75 - 85 Colorímetro Dr.Lange
Massa Volúmica (G/cm3) 2,4 - 2,7 ASTM D1817- 96
Absorção do Óleo 34 - 48 ASTM D281- 95
PH 6 - 9 ISSO 787 / 9 - 1981
Resíduo # 53μm <0,30% ASTM D4315- 94
As propriedades físicas como a granulometria e limites de Atterberg foram obtidos em laboratório. A granulometria foi realizada a partir do processo de sedimentação de acordo com a especificação LNEC E 196 (1966). Os resultados obtidos são produto de um estudo efetuado por Martins 2011 e estão representados na Tabela 5.5.
5.2.2 Caraterização do pó de calcário micro 200-OU
Um dos requisitos das caldas é a fluidez, esta pode ser conseguida através da incorporação de pó de calcário na mistura, que de acordo com um estudo efetuado por Libre et al. (2009), demonstrou que o pó de calcário misturado com o betão originou um aumento da fluidez da
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mistura. No entanto deve ser definida uma percentagem ideal, tal que não comprometa a fluidez. A percentagem ótima do pó de calcário será abordada com maior profundidade no subcapítulo 5.3. Além da fluidez, este material proporciona alguma resistência à calda, dada a presença de material mais granular.
No caso em estudo utilizou-se um pó de calcário Micro 200 - OU de uma empresa situada em Soure. Na Tabela 5.3 e Tabela 5.4 apresentam-se a composição química e as propriedades físicas do pó de calcário, respetivamente, fornecidos pela empresa.
Figura 5.2 – Pó de Calcário Micro 200 - OU Tabela 5.3 - Composição química do pó de calcário
Tabela 5.4 – Propriedades físicas do pó de calcário
Propriedades Valores
Grau de brancura (%) 94
Densidade (g/cm3) 2.7
Teor de humidade ex works (%) 0,1
5.2.3 Caraterização do solo do Alentejo #80
O solo peneirado corresponde ao solo do Alentejo abordado no capítulo 2 com a fração passada no peneiro ASTM #80 (D <0,180 mm). Trata-se de um solo com propriedades coesivas médias necessárias para promover a adesão entre a calda e o material a reparar. A incorporação de terra como um dos componentes da calda irá resolver o problema de compatibilidade e evitar possíveis problemas de durabilidade adicionais (Warren, 1999). Este solo foi utilizado como alternativa ao caulino.
Composição Carbonato de Cálcio Cloretos Sulfatos solúveis em ácido Enxofre total Carbono orgânico total Sílica total % 98,00 <0,001 <0,05 <0,04 0,20 <0,5
73 NaTabela 5.5 apresenta-se uma síntese das características físicas dos três materiais utilizados neste estudo, como os limites de consistência e o peso específico.
Tabela 5.5 – Propriedades físicas dos materiais constituintes das caldas
Material LP (%) LL (%) IP (%) Peso Especifico (g/cm3)
Mibal-A 59 27 32 2,65
Solo #80 30 18 12 2,68
200-OU - - - 2,70
Devido à dificuldade em obter o peso específico do caulino, adotou-se o valor de 2,65 g/cm3 recomendado pela bibliografia (Lagaly, 2006).
A relação entre as curvas granulométricas dos materiais que compõe as caldas está representada na Figura 5.3. Na Tabela 5.6 são apresentadas resumidamente as proporções das várias frações para os vários materiais que constituem as caldas.
Figura 5.3 – Curvas granulométricas dos vários materiais que compõe as caldas Tabela 5.6 - Proporção das várias frações de solo de acordo com Minke (2006) para os materiais que constituem as caldas
Material % Argila % Silte % Areia
Mibal-A 67 33 0 Solo #80 43 47 10 200-OU 6 71 23 0,1 1 10 100 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Caulino Mibal-A Pó de calcário 200-OU Solo #80 P e rc e n ta g e m d e p a ss a d o s (% )
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