Resistência a altas temperaturas de argamassas com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM)

Abstract

As argamassas têm sido utilizadas há mais de 8000 anos para a construção de alvenaria e revestimento de paredes e tetos. Atualmente este é um material amplamente utilizado na construção, surgindo a necessidade de o tornar funcional e ativo na luta contra o aquecimento global. Este facto dá origem ao conceito de argamassas térmicas, que como o nome indica, permite libertar energia para o ambiente interior das habitações, durante o período de arrefecimento minimizando a descida de temperatura, ou impedindo o excessivo aquecimento desse mesmo ambiente pela absorção de calor. Os materiais de mudança de fase (PCM) são produtos que podem ser adicionados nas argamassas de forma a que se verifique o comportamento acima descrito. Assim sendo, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mecânico deste tipo de argamassas quando sujeitas a altas temperaturas, uma vez que é uma característica importante e fulcral, pois o núcleo do PCM em estudo é em parafina (derivado de petróleo). Neste estudo, são testadas oito composições, quatro das quais são argamassas tradicionais de cimento Portland, gesso, cal aérea e cal hidráulica e outras quatro, com o mesmo teor de ligantes mas incorporando 40 % PCMs (em relação à massa do agregado). Desta forma compara-se o comportamento destas argamassas com as convencionais. Note-se que pelo facto de ocorrerem fissurações aquando da aplicação das argamassas com PCM em tijolos, foi necessário um acréscimo de quatro composições com PCM e fibras de poliamida. Os resultados demonstram que para as várias gamas de temperaturas estudadas, as argamassas com PCMs têm menor resistência mecânica (compressão, flexão e aderência por tração). Os resultados mostram também que a adição de fibras melhorou a resistência mecânica das argamassas (excepto para as argamassas de gesso). Note-se que ainda assim, a resistência obtida é inferior ao registado nas argamassas convencionais (excepto para as argamassas de cal).

Mortars are materials that have been used for over 8000 years for masonry construction and as renders for walls and ceilings. Nowadays, as a material widely used in construction, the need to make it functional and active on the fight against global warming arises. This originated the concept of thermal mortars, which, as its name indicates, allows indoors energy release during the cooling period thus minimizing the drop in temperature, or by preventing excessive heating of the same by absorbing indoor excessive heat. PCMs are products which can be added to mortars to have the behavior described above. Thus, this work aims to study the mechanical behavior of this mortars when subjected to high temperatures. This is an important and crucial issue for this type of mortars, just because PCMs core is paraffin based In this study eight mortar compositions were tested , four of which are of conventional mortars with Portland cement, gypsum, hydrated and hydraulic lime and the other four with the same binder content but replacing 40% PCMs (relative to the mass of the aggregate). In order to allow for comparisons with conventional mortars. Note that due to some PCM mortar cracking behavior during application to bricks, an extra four compositions were made which included PCM and polyamide fibers. The results shows that for the several range temperatures studied, PCMs mortars show lower mechanical strength (in compression, in flexural and adhesion). The results also show that fiber addition improved mechanical strength (except for gypsum mortars) .Still they are unable to match the performance of the conventional mortars (except for lime mortars).