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Synthetic zeolite pellets incorporated to air limemetakaolin mortars: Mechanical properties
In this study synthetic fine and coarse zeolite pellets were chosen in the development of air limemetakaolin mortars for repairing ancient masonry to be used in conservation and restoration of cultural heritage. Synthetic zeolite was used due to their particular water adsorption properties and act as an artificial pozzolan promoting the development of hydraulic phases. Physical, chemical, mineralogical and microstructural tests were accomplished to characterize the materials used in mortars preparation. Flexural, compressive strength and dynamic modulus of elasticity tests were performed in mortars at 28, 90 and 180 days of curing. Incorporation of both fine and coarse zeolite pellets caused improvement of mechanical strength of mortars. The highest flexural strength value ( 0.5 MPa) was achieved in both mortars with fine zeolites pellets at 90 days and 20 and 30 wt.% metakaolin, and coarse zeolite pellets at 180 days and 30 wt.% metakaolin as lime replacement. 1.0 MPa was the highest compressive strength value obtained at 180 days for mortars with both fine zeolite pellets and coarse zeolite pellets, with 20 and 30 wt.% of metakaolin, respectively. Elasticity modulus ranged from 2.3 GPa to 3.9 GPa confirming the high deformation capability of these mortars. Zeolite pellets type A is a promise synthetic material that could be successfully used in air lime metakaolin render mortars for applications in the conservation and restoration of cultural heritage.
Year: 2014
Number Pages:
243-252pp.
Author(s): Ferraz, E.; Andrejkovicová, S.; Velosa, A.; Santos Silva, A.; Rocha, F.
: Construction and Building Materials
Editor: Elsevier
Volume:
69.
Keywords: Modified chapelle test; Archaeological and historical buildings; Conservation and restoration; Pozzolanic effect; Zeolite type a
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The history of Portuguese interior plaster coatings: A mineralogical survey using XRD
The evolution of the materials used in Portuguese interior wall coatings since the Roman occupation, namely the binders, is investigated using XRD in order to build a preliminary systematic database to contribute to the design and study of compatible products for conservation and repair. The results show that lime was the main binder until the end of the 18th century, with gypsum overcoming its use in the 19th century. A relationship is established between the results and several influencing aspects, namely other cultures, the neighbouring countries and their traditional construction techniques, the availability of raw materials, the purposes/techniques of application and the geographical location.
Year: 2014
Number Pages:
19p.
Author(s): Freire, T.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Brito, J.
: Archaeometry
Editor: Wiley
Keywords: Gypsum plaster; Xrd analysis; Mineralogical composition; Interior coatings; Lime plaster; Portuguese heritage
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The ReAVA project: assessment of the potential alkali-reactivity of volcanic aggregates from Azores Islands
Volcanic rocks have been found to be potentially alkali-reactive in a number of countries, including Japan, New Zealand, Iceland and Turkey. In order to characterize the potential reactivity of the volcanic rocks in Azores a project is being carried out, under the support of the Azores Government: the ReAVA ProjectCharacterization of Potential Reactivity of the Volcanic Aggregates from the Azores Archipelago: Implications on the Durability of Concrete Structures. This project comprises mainly: (1) petrographic assessment of the aggregates, (2) assessment of their performance in expansion tests and (3) site inspection of existing large concrete structures. This study has also the support of the IMPROVE ProjectImprovement of Performance of Aggregates in the Inhibition of Alkali-Aggregate Reactions in Concrete, aiming to minimize the occurrence of alkali aggregate reaction (AAR) in Portugal. The Azorean rocks used as aggregates are mainly basalts and some trachytes. The reactivity of this kind of rocks is usually associated with the presence of volcanic glass, altered minerals and SiO2 content of the rock. The petrographic examinations of the rocks confirmed that one of the basaltic samples contains volcanic glass. The occurrence of microcrystalline quartz as a secondary product filling the interstices of the trachyte sample was confirmed by scanning electron microscope. The results of the concrete expansion test RILEM AAR-3 showed an increasing expansion starting on 140 days and continued to grow after 2 years of laboratory testing, but below the limit of 0.05 % recommended for this method.
Year: 2014
Number Pages:
51-54pp.
Author(s): Medeiros, S.; Nunes, J. C.; Katayama, T.; Fernandes, I.; Santos Silva, A.; Miranda, V.; Soares, D.
: Urban Geology, Sustainable Planning and Landscape Exploitation
Editor: Springer
Volume:
5.
Keywords: Expansion tests; Petrography; Volcanic aggregates
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Alkali-Aggregate Reactions in Concrete: Methodologies Applied in the Evaluation of Alkali Reactivity of Aggregates for Concrete
The alkali-aggregate reaction (AAR) in concrete is a group of chemical reactions that involves the reaction of certain minerals present in the aggregates with alkali and hydroxyl ions in the interstitial solution of cement paste in concrete. These reactions form an alkaline hygroscopic gel that absorbs water and expands causing internal stresses with cracking. The AAR mitigation measures oblige the correct evaluation of the alkali reactivity of the aggregates. This is normally assessed by petrographic, chemical or expansion test methods. Several studies regarding alkali reactivity of aggregates for concrete structures in Portugal, including bridges and dams, indicated that their field performance does not correspond to the previously performed evaluation. Presently, Portuguese methodology is based on the LNEC Specification E461-2007, which shows some limitations regarding rock types such as granitoids. This situation motivated the development of a research project, involving medium and long term expansion tests in different conditions, under accelerated and natural exposure conditions, as well as petrographic evaluation of the main Portuguese aggregates used/to be used in concrete. This paper presents the preliminary results of this research.
Year: 2013
Number Pages:
409-414pp.
Author(s): Santos Silva, A.; Soares, D.; Matos, L.; Fernandes, I.; Salta, M. M.
: Materials Science Forum
Editor: Trans Tech Publications
Volume:
Vols. 730-732.
Keywords: Concrete; Alkali reactivity; Aggregates; Asr
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ASR of mortars containing glass
Glass is a material that raises environmental issues in terms of both recycling and dumping. Some studies have shown the potential of glass as pozzolan when used as fine powder. Its use as aggregate in cementitious materials may in certain circumstances lead to alkali silica reaction (ASR) related problems. ASR is one of the most studied deleterious degradation mechanisms of concrete, which is particularly harmful. Once detected in a concrete structure, ASR is very difficult to stop. It is nowadays possible to use mineral additions like natural pozzolans or sub-products with pozzolanic reactivity to inhibit ASR in new concrete. This work shows the results of using a Portuguese recycled glass material as aggregate or as pozzolan in cement based mortars, to ascertain their applicability in concrete. The incorporation of glass as cement replacement or even as aggregate can decrease the ASR effects and its efficiency is related with the replacement ratio.
Year: 2013
Number Pages:
489495pp.
Author(s): Serpa, D.; Santos Silva, A.; Brito, J.; Pontes, J.; Soares, D.
: Construction and Building Materials
Editor: Elsevier
Volume:
47.
Keywords: Recycling; Glass; Construction and demolition waste; Alkali-silica reaction
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Behaviour of Glass in Cement-based Materials: Its Role on ASR
One of the most worrying degradation mechanisms in hardened concrete is the occurrence of chemical expansive reactions, namely due to alkali-silica reactions (ASR). This pathology involves the formation of expansive products inside the material. This situation is very difficult to deal with, because presently there is no efficient method to repair concrete structures affected by ASR. Hence, there is an urgent need to find preventive methods that may inhibit these reactions in new concrete structures. Nowadays, the use of pozzolanic mineral additions is recommended to mitigate this type of degradation. Moreover, their effect depends on their chemical and mineralogical composition and also on the cement content replacement ratio. Glass is a common material with some environmental problems regarding recycling and landfilling. Some studies exist about its use as fine powder, like a pozzolan, in cement-based materials. However, there are also some problems related to its use as coarse aggregate in cementbased materials due to ASR development. This paper presents the results obtained in mortars exposed to 1M NaOH solution prepared with crushed glass as aggregate and as addition in cement substitution. The results reveal that ASR is reduced with the incorporation of glass as aggregate or addition, and its efficiency depends on its replacement content. This study shows that an incorporation of glass aggregates up to 20% in mass will generate no significant expansion when compared with concrete made with natural aggregates.
Year: 2013
Number Pages:
415-420pp.
Author(s): Serpa, D.; Santos Silva, A.; Soares, D.; Santos, M. B.; Brito, J.
: Materials Science Forum
Editor: Trans Tech Publications
Volume:
Vols. 730-732.
Keywords: Concrete; Pozzolanic reaction; Alkalisilica reaction; Waste-glass
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Characterization of Deleterious Expansive Reactions in Fagilde Dam
A monitoring system has been detecting progressive displacements in Fagilde dam, completed in 1984. Site inspection revealed the existence of random cracking, surface discoloration, and superficial dissolution of cement in the spillway surfaces and in the upstream face of the dam. The macroscopic signs of deterioration, which could be due to different mechanisms, showed an uneven distribution in the exposed surfaces of the structure. Crushed limestone and alluvial siliceous sand were used as aggregates. Alkaliaggregate reaction was considered to be the likely cause of concrete distress. In order to investigate the causes of cracking and of the movements registered in the wall, drill core sampling was performed and the concrete investigated for the occurrence of expansive reactions. Concrete petrography was complemented by other tests in order to assess the probable evolution of the reactions in the structure in the near future. Residual expansion tests, soluble alkalis evaluation, and unconfined compression tests were carried out. Alkaliaggregate reactions and internal sulfate reaction were considered to be the main causes of damage in the concrete. In this study, microscopy showed to be an essential tool in the identification of the main causes of deterioration.
Year: 2013
Number Pages:
299-312pp.
Author(s): Fernandes, I.; Santos Silva, A.; Piteira Gomes, J.; Tavares de Castro, A.; Noronha, F.; Ribeiro, M.
: Metallography, Microstructure, and Analysis Application and Innovation for Metals, Alloys, and Engineered Materials
Editor: Springer
Volume:
2.
Keywords: Internal sulfate reaction; Alkaliaggregate reaction; Laboratory tests; Microscopy; Displacement
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EIS study of amine cured epoxy-silica-zirconia sol-gel coatings for corrosion protection of the aluminium alloy EN AW 6063
The organic-inorganic hybrid sol-gel films which structure comprises interconnected inorganic and organic networks have been reported as an environmentally friendly anti-corrosion pre-treatment for several metals, including aluminium alloys. In this paper, an epoxy-silica-zirconia hybrid sol-gel coating was synthesized from glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and zirconium n-propoxide (TPOZ) precursors and applied to EN AW-6063 alloy by dip-coating. To promote the organic network formation through the epoxy group polymerization at room temperature, two types of amine crosslinkers were added during synthesis: diethylenetriamine (DETA), in different concentrations, and a tri-functional amino-silane. The evolution of the curing process and the corrosion behaviour of the coated aluminium alloy specimens were evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) in 0.5 M NaCl. The morphology and surface chemistry of the hybrid coatings were characterized by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) coupled to Scanning Electron Microscopy (SEM) and by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results obtained revealed that the sol-gel coatings with lower amine ratios required longer curing times, but showed the best anticorrosive performance with time. The increase in amine concentration has led to a more cross linked organic network, resulting in higher initial coatings resistance, however it has turned coatings more hydrophilic, prone to rapid degradation in water.
Year: 2013
Number Pages:
307-319.
Author(s): Fontinha, I. R.; Salta, M. M.; Zheludkevich, M.; Ferreira, M. G. S.
: Portugaliae Electrochimica Acta
Editor: Sociedade Portuguesa de Electroquímica
Volume:
31(6).
Keywords: Aluminium; Eis; Corrosion; Silane; Sol-gel hybrid coating
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Evaluation of Pozzolanic Reactivity of Artificial Pozzolans
Pozzolanicity is a very interesting issue regarding building materials, as a way to enhance mortars and concrete durability. This property results from the reaction between calcium hydroxide and silica and alumina based materials. Different types of natural and artificial pozzolans show pozzolanic activities that differ depending on the materials characteristics. Therefore, the study of this property, namely its reactivity with calcium hydroxide, reveals itself to be important in the selection of the type and content of these materials. This paper presents the results of several pozzolanic reactivity methods, applied to different pozzolanic materials. The selected pozzolanic methods include Chapelle method, Fratinni method and Strength Activity Index. Those tests have been applied to evaluate the reactivity of various kinds of artificial pozzolans. The correlation between the test methods are presented and discussed.
Year: 2013
Number Pages:
433-438pp.
Author(s): Pontes, J.; Santos Silva, A.; Faria Rodrigues, P.
: Materials Science Forum
Editor: Trans Tech Publications
Volume:
Vols. 730-732.
Keywords: Fly ash; Strenght activity index; Fratinni; Chapelle; Reactivity; Pozzolan; Metakaolin
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Microstructural changes of lime putty during ageing
The microstructural development of lime putty is widely recognized and commonly associated with an increase in quality. Many heritage institutions encourage the systematic application of lime putties in conservation; however, all the issues associated with age are not fully understood. Changes occur during storage underwater, which traditionally took place in pits to prevent carbonation. The properties of mortars, plasters, and decorative finishes formed from lime putties are intimately linked to manufacturing parameters such as storage time. The hydration of calcium oxide was investigated using an environmental scanning electron microscope with particular attention to the nucleation of calcium hydroxide crystals on the surface of calcium oxide. Crystal modifications were monitored. The results obtained confirm and quantify the influence of slaking time in the microstructure of lime putties that is also reflected in the current referred special characteristics of the mortars produced with them, such as greater plasticity, water retention, and reactivity of mortars. The results also emphasize that the most significant microstructural changes of the lime putties start to consolidate after 8 months of slaking and appear to continue to develop, even though at a slower rate, until at least 5 years.
Year: 2013
Number Pages:
1524-1532pp..
Author(s): Margalha, G.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Brito, J.; Ball, R.; Allen, G.
: Journal of Materials in Civil Engineering
Editor: American Society of Civil Engineers
Volume:
25.
Keywords: Microstructure; Slaking time; Ageing; Lime putty; Air lime
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Assessment of ferrous building materials
Built heritage constitutes a legacy that is received from the past, experienced in the present, and that should be preserved for future generations. However, the succession of this legacy is sometimes lost because the structures have undergone successive conservation or rehabilitation interventions, often unknown or poorly documented throughout their lifetime. This lack of knowledge impacts the assets' performance and maintenance, especially according to the present guidelines for the full benefits of sustainable and resilient practices and solutions in a changing environment. Thus, for the safety, quality, durability, performance, sustainability, and adaptive capacity of built heritage, the identification, characterisation, and diagnosis of the conservation condition of the original materials are usually required.The assessment of the suitability of the new materials for the foreseen functions and the compatibility analysis of repairing materials with the existing ones is, as well, usually required for supporting design specifications, construction practices and procedures appropriate for the building elements to be repaired, preserved, or reused. Decision processes should also be based on solid knowledge of the characteristics and vulnerabilities of materials and products because their suitability to both environmental and operating conditions will primarily affect their performance.This paper aims to emphasise the usefulness of the information provided by nondestructive or semi-destructive microscopic and spectroscopic techniques for the characterisation and condition diagnosis of ancient materials. The examples included in this paper, taken from studies of ancient metallic bridges and metalwork in buildings, illustrate the significant differences in the characteristics of ferrous materials used in Portuguese built heritage. Furthermore, the valuable information gathered on the chemistry and microstructure of materials can be further related to the type of material and the expected mechanical properties. Therefore, the fitness of the original materials used or reused and the suitability of the existing construction practices and both new structural and protection materials can be inferred.
Year: 2023
Author(s): Pereira, E. V.; Fontinha, I. R.; Correia, M. J.
Editor: UM
Keywords: quality and durability; conservation condition diagnosis; Iron and ferrous alloys
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DB-HERITAGE - Data on construction materials history
Recommendations on the intervention plans, materials, and techniques for the conservation and restoration of built heritage should be based on sound knowledge of both heritage and its constituent materials conservation condition. Accordingly, data on built heritage and building materials and their history is essential for improvingknowledge on ancient materials and techniques, for materials performance modelling benchmarking and related development, and for further supporting the decision-making process for the conservation/restoration works.Nevertheless, of the latest developments and increased awareness, basic information on physical, chemical, and mechanical characterisation of construction materials is not always accessible or findable. To prevent these shortcomings, DB-HERITAGE system (http://dbheritage.lnec.pt/) provides physical and digital repositories for archiving data on the history, properties and performance of architectural and archeologic heritage and related building materials.This paper displays examples of samples and the related data from historic building materials, including wrought iron, protection coating and mortars, archived at DBHERITAGE, highlighting their scientific, educational, and historical values.
Year: 2023
Author(s): Fontinha, I. R.; Santos Silva, A.; Correia, M. J.
Editor: UM
Keywords: history of interventions; data management; construction materials; built heritage
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DB-HERITAGE Data on construction materials history
Recommendations on the intervention plans, materials, and techniques for theconservation and restoration of built heritage should be based on sound knowledge ofboth heritage and its constituent materials conservation condition. Accordingly, data onbuilt heritage and building materials and their history is essential for improvingknowledge on ancient materials and techniques, for materials performance modellingbenchmarking and related development, and for further supporting the decision-makingprocess for the conservation/restoration works.Nevertheless, of the latest developments and increased awareness, basic information onphysical, chemical, and mechanical characterisation of construction materials is notalways accessible or findable. To prevent these shortcomings, DB-HERITAGE system(http://dbheritage.lnec.pt/) provides physical and digital repositories for archiving dataon the history, properties and performance of architectural and archeologic heritage andrelated building materials.This paper displays examples of samples and the related data from historic buildingmaterials, including wrought iron, protection coating and mortars, archived at DBHERITAGE,highlighting their scientific, educational, and historical values.
Year: 2023
Number Pages:
543-552pp..
Author(s): Fontinha, I. R.; Santos Silva, A.; Correia, M. J.
Editor: Universidade do Minho
Keywords: Data management; History of interventions; Construction materials; Built heritage
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Electrochemical techniques for patinas and coatings assessment in conservation studies
Electrochemistry can provide valuable information on metallic artifacts patinas stability and conservation treatments performance. Therefore, the use of electrochemical techniques in multi-analytical studies on the conservation-restoration of outdoor copper statuary alloys has increased over the last two decades. However, despite some recent developments, for reaching their full potential, especially as regards in situ nondestructive testing there is still subject matter to be explored [1-3].The two case studies included in this communication highlight the usefulness of the non-destructive electrochemical techniques within the framework of conservation studies of copper alloy outdoor monuments.One case study refers to a 220-year-old bronze monument. Within a multi-analytical approach for the conservation state diagnosis [4], in situ measurements of electrochemical potential and resistivity were carried out over representative areas of the surface patinas. The electrochemical test results, in agreement with the other findings, revealed the less protected zones of the statue and contributed to prioritize the required interventions.The other case study aimed the assessment of conservation treatments developed for outdoor bronze monuments [5]. In this study, the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to evaluate the efficacy and the durability of innovative treatments comprising eco-friendly products and procedures, such as organo-silanes coatings, limewater and cuprite deposition. These were applied to copper/bronze (85Cu5Sn5Pb5Zn) substrates with natural and artificial patinas representing urban and marine environments. Electrochemical impedance spectroscopy was carried out before and after weathering, according to the patina type, under natural exposure in a marine environment (C5, Cabo Raso test site) and artificial weathering in UV+sulphate salt spray chambers [6]. Untreated and Incralac® (reference) treated specimens were also evaluated for comparison. The EIS testing results showed that some of the new treatments presented better protective properties (higher and more durable corrosion resistance) than the reference treatment, being a viable eco-friendly option for bronze conservation. EIS is an important tool not only for testing and predicting the corrosion protection performance of conservation treatments applied to copper alloys, but also for understanding the processes involved in their degradation.
Year: 2023
Author(s): Pereira, E. V.; Correia, M. J.; Fontinha, I. R.
Editor: Universidade Nova de Lisboa, Departamento de Física LIBPhys-UNL
Keywords: Corrosion; Cultural Heritage; Bronze; Conservation
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Estudo de revestimentos à base de cal: uma abordagem integrada
A conservação e restauro do património arquitetónico construído é uma área de atuação complexa e que, por isso, exige uma grande interdisciplinaridade. Várias intervenções realizadas em Portugal optaram pela remoção dos revestimentos antigos e pela aplicação de novos revestimentos com ligantes mais recentes. Porém, os monumentos onde este tipo de intervenções ocorreu desenvolveram anomalias graves devido à incompatibilidade entre os novos revestimentos e os pré-existentes. Isto torna necessário no futuro a adoção de requisitos que garantam a compatibilidade entre materiais, o que implica um melhor conhecimento das características físicas, mecânicas, químicas e microestruturais dos revestimentos antigos. O estudo de revestimentos antigos permite obter um conhecimento bastante profundo sobre os materiais utilizados, a técnica de aplicação e execução, e complementarmente sobre a história dos próprios monumentos. Neste contexto, o estudo de revestimentos de diferentes períodos e locais diversos, e que tenham também estado sujeitos a diferentes condições de exposição, permite a obtenção de informação valiosa para a conservação de revestimentos antigos, nomeadamente nos casos em que demostraram com o passar dos séculos o seu bom desempenho. Esta informação também permitirá a formulação e aplicação de revestimentos no futuro com maior durabilidade. Nesta comunicação apresentam-se exemplos de estudos em Portugal de caracterização de revestimentos de cal em que se demonstra a necessidade duma abordagem integrada para um melhor conhecimento desses materiais e do seu estado de conservação. É ainda abordada a necessidade do registo e disponibilização dessa informação a todos os intervenientes e ao público em geral, nomeadamente através de repositórios de informação como é exemplo a base de dados de materiais portuguesa de construção com interesse histórico e patrimonial DB-Heritage.
Year: 2018
Number Pages:
143-165pp.
Author(s): Santos Silva, A.
: Libro de Atas VI Jornadas FICAL - Fórum Ibérico de la Cal - Tradición, versatilidad e innovación en la cal: un material de excelencia
Editor: Universidad de Navarra
Keywords: Base de dados; Património histórico e arquitetónico; Desempenho; Caracterização; Revestimentos de cal
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Revestimentos com base em cal em monumentos de interesse histórico e patrimonial: Exemplos do repositório DB-HERITAGE
É reconhecido que as intervenções de conservação e restauro em edifícios e monumentos antigos devem respeitar os materiais originais, implicando por isso o conhecimento das características dos materiais, originais e de reparação, bem como os seus desempenhos nas condições de uso. O registo e preservação de informação sobre o desempenho de diferentes tipos de materiais de construção é útil em termos do valor histórico dos materiais, mas também para a inovação e desenvolvimento na área da preservação do património construído. Partindo dum largo arquivo de informação já existente e em constante desenvolvimento, mas disperso por várias entidades, sobre a caracterização física, química e mecânica de materiais, projetou-se o projeto DB-HERITAGE (Base de dados de materiais de construção com interesse histórico e patrimonial) com o objetivo de construír um repositório de materiais históricos. O repositório inclui a compilação física de amostras de referência e uma aplicação para registo sistematizado de dados relativos à história, propriedades e desempenho dos materiais. Pretende-se assim criar uma plataforma de investigação sobre o desempenho passado e futuro de materiais de construção históricos. A cal e as argamassas de cal são um dos materiais históricos incluídos, com grande quantidade de informação já recolhida. Neste artigo apresentam-se alguns dos meios criados pelo projeto DB-HERITAGE ilustrando o seu potencial de partilha e divulgação de informação com alguns exemplos de dados relativos à composição, estado de conservação e desempenho de revestimentos com base em cal em monumentos de interesse histórico e patrimonial.
Year: 2018
Number Pages:
27-38pp.
Author(s): Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Correia, M. J.; Amaral, J.
: Libro de Atas VI Jornadas FICAL - Fórum Ibérico de la Cal - Tradición, versatilidad e innovación en la cal: un material de excelencia
Editor: Universidad de Navarra
Keywords: Ferramentas TIC; Património histórico e arquitetónico; Desempenho.; Cal; Materiais
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Building materials with historical and heritage interest A database in progress
Conservation and restoration of architectural heritage requires knowledge of the conservation state of its constituent materials in order to provide recommendations concerning the intervention plan, and the materials and the techniques to be used. Information on physical, chemical and mechanical characterization of materials, when available, is usually shared by different actors, but is not normally accessible by the general public. In this context, the DB-HERITAGE project intends to build a reference sample collection or repository for historical materials and an IT-tool to collect the related data on construction materials history, properties, and performance. This database is being developed to categorize materials by type and function, addressing the relevant issues in the historical context of construction materials. An overview of the database tools will be presented in this paper, exemplifying some of its outputs.
Year: 2017
Number Pages:
6p.
Author(s): Santos Silva, A.; Correia, M. J.; Rato, L.; Matos, N.
Editor: IST
Keywords: Web-based database; Free ICT tools; Architectural heritageX; Traditional techniques; Construction materials
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Can certain alkali minerals explain the slow reactivity of granitic aggregates in dams?
Swelling processes due to alkali-silica reactions are a major limitation to durability of concrete dams and hydraulic structures. These reactions occur in high humidity environments between the aggregates and the alkaline cement interstitial fluids, resulting in the formation of expansive alkali-silica gels. The speed, or even the occurrence, of these reactions is quite difficult to predict because it is not related simply to the mineralogical nature of the aggregates. A mineral can even prove to be stable or unstable in different rocks and the relative reactivity of various minerals is also different from aggregate to aggregate. So, there is controversy about which are the factors (chemical composition, structural type, micro-deformation,
) that effectively control the alkali reactivity observed in some aggregates. Besides, there is no consensus about what kind of alkaline minerals are more likely to release alkalis to the interstitial cement solution, and also on the factors that accelerate that solubilisation. This paper aims to contribute to the ongoing discussion of this topic, and so different granitic aggregates, with sound and altered factions, were subjected to alkaline solubility tests in order to measure the alkalis released and to identify the mineral phases that contribute to alkali media raise. The results obtained confirm that granitic aggregates release alkalis in alkaline environment, being this release dependent on the degree of alteration of these aggregates. Natural altered aggregates have less capacity to release alkalis than the non-altered aggregates. In the tested granite samples we observe a higher release of potassium, which is attributed to the higher natural alteration of plagioclase in comparison to K-feldspars.
Year: 2017
Number Pages:
93-105pp..
Author(s): Santos Silva, A.; Fernandes, I.; Ferraz, A. R. E.; Soares, D.
: Swelling Concrete in Dams and Hydraulic Structures: DSC 2017
Editor: Wiley-ISTE
Keywords: Quantitative evaluation; Alteration; Granites; Alkalis release; ASR
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Characterization of renders from buildings awarded with Lisbons Valmor prize of architecture (1902 2002). State of conservation and contributions for preservation
Awarded for the first time in 1902, the Valmor Prize is one of the most prestigious architecture awards in Portugal. The need to protect the buildings that date back to the beginning of the 20th century, leads to a strategy of intervention carrying out adequate methodologies that must support the selection of repair and substitutive compatible materials. The aim of this study is the knowledge of the building materials employed and their state of conservation, namely the rendering mortars and concrete employed in the buildings awarded. The study of these characteristics will allow the understanding of the evolution of constrained degradation in a given period and constructive context, as well as providing rehabilitation solutions (e.g. compatibility of construction materials, prevention of degradation). In this paper some of these aspects referring to a range of buildings awarded with the Valmor Prize are presented.
Year: 2017
Number Pages:
12p.
Author(s): Almeida, L.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Mirão, J.
Editor: IST
Keywords: 20th century; Conservation; Anomalies; Characterization; Concrete; Mortars; Renders
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Desempenho de materiais de construção com interesse histórico arquivo e ferramentas de divulgação
O projeto DB-HERITAGE (Database of building materials with historical and heritage interest, PTDC/EPH-PAT/4684/2014, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia) tem como principal objetivo a criação de meios para arquivo de materiais de construção históricos que integrem um espaço para repositório de amostras físicas, mas também ferramentas para recolha e divulgação de dados sobre a sua história, propriedades e desempenho. Este desenvolvimento visa a partilha, por diferentes atores e pelo público em geral, de informação relevante sobre os materiais que compõem o património arquitetónico que, por sua vez, sirva de base à elaboração de recomendações para a sua preservação. Em particular, a base de dados em desenvolvimento agrupa os materiais por tipo, função, propriedades, aplicação e cronologia de intervenções, bem como condições de exposição, integrando todos os fatores relevantes para a análise do seu desempenho e do estado de conservação. Neste artigo apresentam-se alguns dos meios criados pelo projeto DB-HERITAGE e, a título ilustrativo, exemplos de dados atualmente disponíveis na base de dados demonstrando o seu potencial na partilha e divulgação de informação relativa a materiais de construção com interesse histórico e patrimonial.
Year: 2017
Number Pages:
101-107pp..
Author(s): Santos Silva, A.; Correia, M. J.
: Congresso da Reabilitação do Património
Editor: Universidade de Aveiro
Keywords: Ferramentas TIC; Património arquitetónico; Técnicas tradicionais; Materiais
|
Books
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Materiais de interesse histórico que constroem o património edificado: Correlações, usos, paisagens
Os artigos que compõem esta edição foram criteriosamente selecionados e aprimorados, seguindo igual metodologia de trabalho do número anterior, contribuindo para compor um dossier temático de elevado interesse e qualidade. No seu conjunto, os vários textos sublinham o papel dos materiais históricos na construção multidimensional do território humanizado, ligando os aspetos tangíveis e intangíveis, transportando saber e gosto, tradição e inovação. Estes artigos, bem como os do primeiro volume, são também uma fonte reflexão e de conhecimento sobre alguns dos materiais de construção mais empregues no Património abrindo, nalguns casos, novas perspetivas para futuras investigações nesta área do conhecimento.
Year: 2022
Number Pages:
218p..
Author(s): Veiga, M. R.; Santos Silva, A.; Menezes, M.
: Cadernos do Arquivo Municipal
Editor: Câmara Municipal de Lisboa
Volume:
Vol. II, Nº 17.
Keywords: Calçada Portuguesa; Ouro Preto, Brasil; Baixa Pombalina; Mansardas; Fábrica de cerâmica Lusitânia; Lisboa; Mármore; Raul Lino; Azulejo; Património; Materiais de construção
Info
On the origin of majolica azulejos production in Portugal. nº 2 - vol II.
Vários
Year: 2019
Number Pages:
97p.
Author(s): Pais, A.; Mimoso, J.; Rosmaninho, R.; Esteves, L.; Morais Pereira, S.; Antunes, M.; Cardoso, A.; Mirão, J.; Marques, A.; Ferreira, M.; Candeias, A.; Valona, R.; Morna, T.; Simões, J.
: Estudos em Cerâmica Vidrada Patrimonial
Editor: LNEC
Keywords: PT; Physical-chemical characterization; Azulejo; Manufacture; Glazed ceramics; Historic heritage
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Characterization of decorative Portuguese gypsum plasters from the 19th and 20th centuries: the case of the Bolsa Palace in Oporto
The use of gypsum plaster for the interior coating of walls and ceilings in the Portuguese architecture was particularly expressive in the period between the XVIII and the XX century. However, information about this important heritage is almost nonexistent, which is leading to a rapid loss of important patrimony. In this paper the results of the characterisation of five gypsum plaster samples from the second half of the XIX century belonging to the Arabian Room of the Bolsa Palace, located in Oporto, North of Portugal, are presented and discussed. XRD and TGA-DTA techniques were used to establish the mineralogical composition, and the relative proportions of the binders. Optical microscopy and FESEM-EDS observations were performed both in fractured and polished surfaces in order to determine the stratigraphy and the composition of individual layers. The results of this characterisation work showed that the plasters used were mainly composed of gypsum and hydrated lime in different proportions a feature that was correlated with the application techniques of the decorative elements analyzed - and allowed the determining of the restoration interventions they had already been submitted to. Some physical properties like the dynamic modulus of elasticity and capillary absorption were also determined, and a correlation between the results obtained was established with previous studies performed by the authors.
Year: 2012
Number Pages:
141-151pp.
Author(s): Freire, T.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Brito, J.
Editor: Springer
Volume:
Volume 7, RILEM Bookseries.
Keywords: Capillary absorption; Microscopy; Tga-dta; Xrd; Characterisation; Gypsum plasters
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Diagnosis, characterization and restoration of the internal renders of Santíssimo Sacramento church in Lisbon
The Santíssimo Sacramento Convent in the Alcântara quarter of Lisbon is one of the most important ecclesiastical structures of the Filipino Period (1580- 1640), showing an innovative architectural layout. An intervention aiming at the repair and restoration of the interior plasters of the Santíssimo Sacramento Church was performed in 2009 and 2010. To support the restoration plan, a physical, mechanical and chemical-mineralogical characterization of the internal plasters of the church was carried out. In this paper the main results are presented, such as various types of plasters, mortars, stuccos and pigments; and also the nature of the main anomalies were identified and characterized. The results obtained contributed to the identification of the main decorative programs characterized by the use of different materials and techniques. The mortars are in very good condition, being composed of aerial calcitic lime with quartzitic and basaltic aggregates. The stuccos are comprised by gypsum and non-hydraulic lime, while the decorative layers features lime with some precious pigments, such as ultramarine (lapislazzuli) and gold-foil gildings. The plaster conservation and restoration works were performed with compatible repair materials selected according to the physical-chemical characterization and on the evaluation of the conservation state.
Year: 2012
Number Pages:
175-194pp.
Author(s): Santos Silva, A.; Borsoi, G.; Veiga, M. R.; Fragata, A.; Tavares, M.; Llera, F.; Barreiros, B.; Teixeira, T.
Editor: Springer
Volume:
Volume 7, RILEM Bookseries.
Keywords: Pigments; Stuccos; Mortars; Plasters
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AS REACÇÕES EXPANSIVAS INTERNAS NO BETÃO. Prevenção dos riscos e gestão das estruturas afectadas
A degradação de estruturas de betão por reacções expansivas internas é uma patologia que, não sendo relativamente recente a nível internacional, tem vindo a manifestar-se duma forma crescente nos últimos anos em Portugal. Esta patologia tem afectado vários tipos de estruturas de betão, algumas de grande importância estratégica, nomeadamente grandes barragens e obras de arte (pontes e viadutos). A título de exemplo referem-se os casos do Viaduto Duarte Pacheco, e as Barragens de Alto-Ceira e Santa Luzia, alguns dos quais obrigaram a intervenções de elevado custo. Esta forma de degradação, que engloba a reacção álcalis-sílica (RAS) e a reacção sulfática interna (RSI), quando ocorre numa estrutura é particularmente nefasta porque está relacionada com a formação de compostos expansivos que provocam a fissuração do betão, contribuindo decisivamente para a diminuição da vida útil da estrutura, podendo em alguns casos obrigar à sua demolição. Associada a esta situação, acresce o facto de não se dispor actualmente dum método totalmente eficiente e económico de combater esta forma de degradação. Deste modo, para garantir os tempos de vida útil preconizados para as novas construções devemse adoptar medidas preventivas para evitar ou minimizar os efeitos da ocorrência deste tipo de reacções expansivas nas estruturas de betão. Em Portugal, medidas preventivas destas reacções expansivas internas estão contidas na Especificação LNEC E 461, citada na NP EN 206-1 Betão. Parte 1: Desempenho, especificação, produção e conformidade, a qual inclui a fixação de níveis de prevenção de acordo com a categoria de risco e exposição ambiental do elemento ou da estrutura de betão. Estas medidas passam por uma caracterização dos factores condicionantes destas reacções nos constituintes do betão e pela aplicação de medidas para a sua inibição. Neste particular, a utilização de adições minerais em substituição parcial do clínquer portland, é uma medida que além de diminuir o calor de hidratação, permite a redução da alcalinidade da solução intersticial do betão e contribui ainda para reduzir a quantidade de sulfatos no betão, evitando assim a formação de produtos expansivos. Actualmente é já conhecido que as adições minerais do tipo II, em substituição parcial do cimento no betão e em quantidade suficiente, podem mitigar os efeitos destas reacções. A acção destas adições minerais depende, no entanto, da sua composição e reactividade pozolânica.Apesar dos bons resultados já demonstrados por algumas adições, nomeadamente as cinzas volantes, o seu uso pode estar comprometido a curto/médio prazo, tendo em conta a cada vez maior preocupação, por parte da maioria dos Países, na utilização de renergias limpas. Esta tendência terá como consequência uma diminuiçãtt ou mesmo o esgotamento da produção de alguns subprodutos industriais. No caso dos produtos naturais, é previsível um agravamento das restrições ambientais associadas à sua exploração e tratamento. Foi neste contexto que se iniciou no LNEC, em colaboração com o Laboratoire Central des Ponts et Chaussées de Paris e as Universidades de Aveiro, Minho e Évora, um projecto de avaliação da utilização de novos materiais com características pozolânicas, capazes de responderem às necessidades da indústria do betão a curto/médio prazo. Este projecto, que contou com o apoio da Fundação para a Ciência e Tecnologia (Projecto PTDC/CTM/65243/2006 EXREACT Mitigação de reacções expansivas deletérias em estruturas de betão) visa ainda o aperfeiçoamento de metodologias de diagnóstico e prognóstico da ocorrência de reacções expansivas internas em estruturas de betão existentes. Os resultados do trabalho realizado no decorrer do projecto têm vindo a ser divulgados em artigos e comunicações em seminários nacionais e internacionais, mas também através duma página Web (http://www-ext.lnec.pt/EXREACT/index.html) e com a organização de reuniões como a do presente Workshop, que contou com o apoio do LNEC, da Comissão Organizadora do REABILITAR 2010 - Encontro Nacional de Conservação e Reabilitação de Estruturas e dos oradores convidados. Este Workshop visa apresentar os últimos desenvolvimentos sobre os aspectos da prevenção, modelação e reparação, proporcionando uma oportunidade para a compartilha de ideias e soluções para a gestão das estruturas afectadas por RAS e/ou RSI.
Year: 2010
Number Pages:
143.
Author(s): Santos Silva, A.; Gonçalves, A.; Divet, L.; Pavoine, A.; Germain, D.; Appleton, J.
Editor: LNEC
Keywords: Reparação; Modelação; Gestão; Prevenção; Def; Ras; Betão; Reacções expansivas
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Capítulo de Livro
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Analysis of the behavior of original air lime mortars used in structural brick masonry walls of ancient buildings
The growing interest in preserving the built heritage is a driving force towards the search for new rehabilitation solutions compatible with the original construction techniques of ancient buildings. For the design of an adequate reinforcement solution, it is necessary to know in detail the building to be rehabilitated, as well as its original constructive solutions and materials.This paper presents the results of an experimental campaign on samples of air lime-based laying and coating mortars, extracted from an old masonry building in the historic center of Lisbon, built in 1910, during the rehabilitation works. The different parameters analyzed allow for the composition characterization and evaluation of their mechanical, physical and chemical properties. Based on this characterization, the influence of these mortars on the overall behavior of load-bearing walls of buildings belonging to the typology under study is also evaluated.Considering the results obtained in the characterization tests for the mortars in study, it was verified that the binder used in both mortars was air lime. The values for compressive strength, modulus of elasticity and the curves obtained in the capillarity and drying tests, are also compatible with this type of mortars. It was determined that the mortars are similar in terms of physical and mechanical characteristics, to Portuguese mortars studied in current buildings of the same historical period. This type of information is crucial in a structural analysis and allows to identify materials compatible with the original ones that can be used in rehabilitation interventions.
Year: 2023
Number Pages:
15p..
Author(s): Candeias, P.; Ferreira, J.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Mera Marques, A.
: Conservation and Restoration of Historic Mortars and Masonry Structures
Editor: Springer
Keywords: Characterization tests; Air lime mortars; Structural brick masonry walls; Ancient buildings; Conservation and rehabilitation
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CDW as sources of CO2 absorption
Cementitious materials have a considerable global warming footprint. This is due mainly tothe cement incorporated. For a tonne of cement produced other 800 kg of CO2 [1] are releasedinto the atmosphere.According to the European Sustainable Development Goals, cement industry should becomecarbon neutral by 2050. To meet this goal, the European Cement Association (Cembureau)developed a Roadmap with specific guidelines by 2050 based on five approaches (5C). Thefirst four are focused on improvements in clinker production, cement formulation,construction processes and concrete formulations. The last 5C is re-carbonation of thecementitious materials.This research investigates the CO2 absorption capability of recycled aggregates (RA) fromconstruction and demolition wastes (CDW), when submitted to a forced carbonation. It isknown that CDW still have some potential to CO2 capture, which is a long-term and securecarbon storage. For that purpose, several CDW were collected from recycling plants, fromselective demolitions and from concrete plants.It was concluded that RA when submitted to forced carbonation absorb between 47 to 315 kgof CO2 per tonne of cement paste, which has a potential to meet the re-carbonation targetsestablished by the roadmaps to carbon neutrality.
Year: 2023
Number Pages:
243-257pp..
Author(s): Martins, I. M.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Infante Gomes, R.; Bastos, D.; Pederneiras, C.; Farinha, C.
: Proceedings of the V International Conference Progress of Recycling in the Built Environment
Editor: RILEM
Volume:
RILEM Proceedings PRO 137.
Keywords: Recycled aggregates; Forced carbonation; CO2 absorption; CDW
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Characterization of mortars and concretes from the Mirante da Quinta da Azeda, Setúbal (Portugal). A case study from the beginning of the 20th century
The Mirante da Quinta da Azeda, in Setúbal (Portugal), is a peculiar observation tower built in the early 20th century, and one of the first examples in which reinforced concrete was applied in Portugal. It has an unusual architectural configuration, displaying elements of great slenderness. In the scope of the CemRestore research project - Mortars for the conservation of early 20th century buildings: compatibility and sustainability, several mortar and concrete samples were collected from this structure and were characterized using a combination of mineralogical, microstructural, physical, and mechanical techniques, including XRD, petrography, SEM-EDS, open porosity, capillarity coefficient, compressive strength, and ultrasonic pulse testing. In this paper, the main characterization results are presented and discussed. The results show that all structural and decorative samples are made with Portland cement, while one rendering mortar is lime-based. The sand is mostly siliceous whereas pebbles and crushed limestone can be found as coarse aggregates in concrete samples. This characterization allows for broadening the scientific knowledge about the materials of that period used in Portugal, also enabling the establishment of the requirements to be met by mortars and concrete to be used in the repair of this distinct structure.
Year: 2023
Number Pages:
243-257pp..
Author(s): Velosa, A.; Veiga, M. R.; Santos Silva, A.; Lopes dos Santos, A. R.; Almeida, L.
: Conservation and Restoration of Historic Mortars and Masonry Structures
Editor: Springer
Keywords: Portugal; Characterization; Concrete; Mortar; 20th century
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Evaluation of the hygroscopic and CO2 capture capacities of earth and gypsum-based plasters
Earth mortars and gypsum mortars present ecological advantages compared to mortars made with other common binders. When applied as plasters, they are also referred as having advantages in improving comfort and indoor air quality. For earth plasters, this improvement is associated with the hygroscopic capacity of the clay minerals, which promotes high sorption and desorption capacity of water vapor. So, earth plasters can contribute to the regulation of the indoor relative humidity. Another important advantage of plasters could be their ability to capture carbon dioxide (CO2). In the present study, the sorption and desorption performance, and the capacity to capture CO2 by earth and gypsum plasters are evaluated. It is confirmed that the earth plaster has the greatest sorption and desorption capacity, but also higher CO2 capture capacity than gypsum plaster. This confirmation opens new perspectives for the use of functionalized plasters that guarantee greater control of air quality inside buildings.
Year: 2023
Number Pages:
207-215pp..
Author(s): Faria, P.; Gomes, I.; Santos Silva, A.; Santos, T.
: Conservation and Restoration of Historic Mortars and Masonry Structures
Editor: Springer
Keywords: Mortar; Indoor air quality; Hygroscopicity; Gypsum; Clayey earth; CO2 capture
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Os revestimentos e os acabamentos do Centro Histórico de Coimbra. Um contributo para o seu estudo
Coimbra apresenta um elevado valor arquitetónico demonstrado pelos 36 imóveis, conjuntos ou sítios (22 monumentos nacionais e 14 imóveis de interesse público) actualmente classificados (DGPC, 2015) sendo a maioria deles localizados no Centro Histórico de Coimbra (CHC) e zona alta da cidade. No âmbito do projecto POCI/HEC/60371/2004 Bases para o restauro dos revestimentos históricos do Centro Histórico de Coimbra, foi feito um levantamento das existências cromáticas existentes no CHC-Alta (zona de edifícios de habitação da Alta de Coimbra, Figura 3.1), a partir do qual se seleccionaram edifícios que ainda apresentavam vestígios de pinturas em várias camadas, o mais antigas possível.
Year: 2017
Number Pages:
49-74pp.
Author(s): Catarino, L.; Gil, F.; Duarte, T.; Veiga, M. R.; Santos Silva, A.
Editor: Almedina
Keywords: Cal calcítica; Cal dolomítica; Argamassas; Caracterização; Estratigrafia; Centro Histórico de Coimbra; Revestimentos
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Tese de Doutoramento
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Revestimentos nanoestruturados para protecção de liga de alumínio
Os revestimentos híbridos nanoestruturados apresentam um elevado potencial no âmbito da protecção anticorrosiva dos metais, prevendo-se que no futuro estes revestimentos possam, não só substituir os tratamentos à base de crómio usados na indústria do tratamento de superfícies metálicas para protecção anticorrosiva, como também evoluir para sistemas integrados multifuncionais que dispensem o pré-tratamento e sejam mais amigos do ambiente. O processo sol-gel usado para a obtenção destes revestimentos permite, através da combinação de diferentes precursores e da manipulação das condições de síntese desenhar e optimizar a estrutura química e a funcionalidade dos revestimentos nanoestruturados com o objectivo de obter as propriedades desejadas para uma determinada aplicação. O estudo apresentado no presente trabalho teve como objectivo principal a optimização de revestimentos híbridos nanoestruturados obtidos pelo processo sol-gel para a protecção anticorrosiva de uma liga de alumínio frequentemente utilizada na construção civil. Para alcançar este objectivo foram preparados diversos revestimentos híbridos nanoestruturados e aplicados na liga de alumínio EN AW-6063, cujo processo de síntese foi optimizado variando parâmetros como a composição, processo de cura e condições reaccionais sol-gel, visando a obtenção de revestimentos com propriedades anticorrosivas melhoradas. Posteriormente, foi feita uma avaliação do comportamento à corrosão dos revestimentos optimizados em diferentes condições corrosivas, individualmente e como parte integrante de um sistema de protecção anticorrosiva usualmente aplicado em ligas de alumínio para fins arquitecturais. No presente documento é apresentada uma revisão bibliográfica da aplicação deste tipo de revestimentos na protecção anticorrosiva, seguindo-se a descrição detalhada dos procedimentos experimentais do estudo, nomeadamente, os materiais e os procedimentos para obtenção e caracterização dos revestimentos estudados, a apresentação dos resultados obtidos no decurso do desenvolvimento experimental realizado, sua interpretação, discussão e as conclusões parciais mais relevantes. No final, resumem-se as principais conclusões obtidas no estudo e faz-se uma avaliação global da aplicabilidade dos revestimentos optimizados na protecção anticorrosiva de ligas de alumínio no âmbito da construção civil, e indicam-se necessidades de desenvolvimentos futuros.
Year: 2012
Number Pages:
256.
Author(s): Fontinha, I. R.
Keywords: Corrosão; Liga de alumínio; Sol-gel; Revestimentos híbrido nanoestruturados
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Passivação do aço inoxidável no betão
Nesta dissertação, estudou-se o comportamento electroquímico de cinco ligas austeníticas de aço inoxidável em meio alcalino, nomeadamente duas ligas de Fe-Cr-Ni (1.4301?SS0 e 1.4436?SS4) e três novas ligas de elevado teor em manganês Fe-Cr-Mn (SS1, SS2 e SS3). Os estudos incidiram na avaliação da resistência à corrosão das ligas, em soluções alcalinas e no betão, e na caracterização das propriedades dos filmes de passivação sob influências várias, designadamente, condições de estabilização (electrólito, tempo e potencial de formação do filme), composição e microestrutura das ligas, soldadura e estado da superfície do aço. O estudo da capacidade diferencial em função do potencial mostra o comportamento dos filmes de passivação como semicondutores tipo-n e tipo-p, respectivamente, para valores anódicos e catódicos relativamente aos potenciais de banda plana, possibilitando a determinação das suas propriedades electrónicas. Estas traduzem as principais diferenças dos dois grupos de ligas, sendo que as ligas de Fe-Cr-Mn mostram uma menor razão da densidade de aceitadores com a densidade total de portadores de carga, do que as ligas de Fe-Cr-Ni, e um nível de doadores profundo, cuja ionização depende do potencial aplicado. Todas as ligas revelaram uma elevada resistência à corrosão nos diferentes meios, sendo a sua estabilidade especialmente dependente do acabamento superficial do aço e da existência de condições que promovam a corrosão intersticial. A soldadura das ligas induziu a formação de picadas instáveis, cuja repassivação foi desfavorecida em duas das ligas de Fe-Cr-Mn (SS1 e SS3). A presença de fissuras no betão demonstrou a despassivação das ligas e a susceptibilidade à corrosão sob tensão da liga SS1 no betão. As propriedades dos filmes de passivação, nomeadamente as densidades dos portadores de carga, que podem ser correlacionadas com a composição e a microestrutura das ligas, justificam as diferenças no comportamento electroquímico das ligas de Fe-Cr-Ni e de Fe-Cr-Mn. Para além das diferenças promovidas pelos teores de níquel e de manganês e pela ferrite, a maior resistência à corrosão das ligas SS2 e SS4, respectivamente, quando comparadas com as restantes ligas de Fe-Cr-Ni (SS0) e Fe-Cr-Mn (SS1 e SS3), é devida à presença do molibdénio e seus eventuais efeitos sinergéticos com o crómio e azoto.
Year: 2009
Author(s): Correia, M. J.
Keywords: Corrosão; Propriedades semicondutoras; Filme de passivação; Aço inoxidável
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Dissertação de Mestrado
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Caracterização de argamassas tradicionais e históricas de edifícios religiosos do Alentejo
O estudo da composição de argamassas antigas, que implica usualmente a utilização de técnicas de caracterização físico-química, mineralógica e microestrutural, desempenha um papel fundamental para a preservação do património cultural, permitindo obter um conhecimento bastante profundo sobre os seus constituintes e revelando detalhes importantes sobre as técnicas de construção, eventuais reparações e o estado de conservação e desempenho das mesmas. Neste trabalho foram analisadas argamassas provenientes de quatro edifícios religiosos da região do Alentejo, nomeadamente a Sé Catedral de Évora (Séc. XIII-XVII), a Igreja de Nossa Senhora da Assunção em Elvas (Séc. XVI), a Igreja Matriz de Mértola (Séc. XII) e o Conjunto Monumental de Amieira do Tejo (Séc. XIV-XVI). A metodologia de caracterização empregue recorreu a diversas técnicas, nomeadamente difracção de raios X (DRX), análise termogravimétrica (ATG), microscopia óptica (MO), microscopia electrónica de varrimento acoplada a espectroscopia de raios X por dispersão de energias (MEV-EDS), espectrofotometria de absorção atómica (EAA), potenciometria, gravimetria, sorção de água por capilaridade, resistência mecânica, porosimetria de mercúrio e a adsorção de azoto a 196 ºC. A aplicação da metodologia proposta permitiu determinar a composição e o estado de conservação das diversas argamassas, tendo-se constatado que nas argamassas da Sé Catedral de Évora e da antiga Sé de Elvas foram utilizados dois tipos de ligantes aéreos, cal calcítica e cal dolomítica, sendo o primeiro tipo o predominante. Nos casos de estudo da Igreja Matriz de Mértola e do Conjunto Monumental de Amieira do Tejo, as argamassas apresentam um ligante essencialmente calcítico. Verificou-se que os agregados utilizados são correlacionáveis com a litologia local de cada caso de estudo. As argamassas apresentam diferentes proporções de agregado, e nos casos de estudo da Sé Catedral de Évora, antiga Sé de Elvas e Igreja Matriz de Mértola foram utilizados fragmentos cerâmicos como aditivos.
Year: 2009
Author(s): Adriano, P.
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Estabilidade stabilidade de taludes em rochas silto-argilosas
Os fenómenos de instabilidade de taludes são frequentemente causa de acidentes humanos e materiais constituindo por esse motivo um problema geotécnico de maior importância. Os estudos dos movimentos de terra, são relativamente morosos e complexos, uma vez que é necessário ter em atenção muitos factores, quer relacionados com características internas ao maciço, ou seja, características geológicas e geotécnicas, quer com acções externas. Os estudos das instabilidades de taludes ou vertentes naturais, têm como objectivo avaliar avaliar a perigosidade associada à sua ocorrência, os correspondentes riscos e definir medidas de prevenção e de controlo dos movimentos de terra que possam ocorrer. As modificações geológicas e climáticas experimentadas ao longo do tempo geram uma modificação constante na geometria dos taludes devido à sua sucessiva adaptação a novas condições de equilíbrio. Geralmente, as áreas mais propícias à ocorrência deste tipo de movimentos, correspondem a zonas montanhosas, escarpadas e sujeitas a elevada precipitação ou a condições hidrogeológicas desfavoráveis. Deste modo, a presente dissertação tem por objectivo fazer uma abordagem da problemática associada à instabilidade de taludes em rochas silto-argilosas, dando uma panorâmica das técnicas de engenharia usadas para o controlo dessas situações e salientando-se algumas técnicas de biorremediação apropriadas para o controlo de movimentos superficiais. Os temas abordados são explicados com uma aplicação a um caso real de estudo em Portugal.
Year: 2008
Author(s): Matos, L.
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Relatório Científico
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Estudos microestruturais de amostras de argamassa, betão e agregados - Projecto PIP LNEC 2009-2012 Materiais com interesse histórico. Durabilidade e caracterização
N/A
Year: 2011
Number Pages:
77pp.
Author(s): Menezes, P.; Santos Silva, A.; Menezes, A. P.
Editor: LNEC
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Abordagem sobre a evolução na construção de pontes metálicas
N/A
Year: 2010
Number Pages:
31pp.
Author(s): Perneta, H.
Editor: LNEC
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Caracterização química, mineralógica e microestrutural das argamassas da Villa Romana de Pisões Beja
N/A
Year: 2010
Number Pages:
83pp.
Author(s): Borsoi, G.; Santos Silva, A.
Editor: LNEC
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ESTUDO DAS REACÇÕES ÁLCALIS-SÍLICA EM BETÕES COM AGREGADOS RECICLADOS
A presente comunicação descreve alguns resultados da primeira fase de um trabalho experimental sobre as reacções álcalis-sílica (RAS) em betões com agregados reciclados (BAR). As RAS surgem no betão com agregados convencionais (BAC) devido à combinação de sílica reactiva, álcalis e humidade em quantidades suficientes. Nestas condições, ao longo do tempo, desenvolve-se um gel expansivo que provoca a degradação das estruturas com redução da sua durabilidade. A possível ocorrência das RAS nos BAR serviu de motivação aos autores para o desenvolvimento de um estudo relativo à análise destas reacções em betões com incorporação total e parcial de agregados recicla-dos (AR). Serão analisadas em particular variações no grau de reactividade aos álcalis, no tipo de cimento e de cura empregues tendo em vista verificar se a incorporação de AR nos betões torna ou não mais dano-sa a problemática da RAS, comparativamente aos BAC. Descrevem-se também nesta comunicação alguns aspectos, observados na bibliografia, de diferenças entre a análise das RAS nos BAR e nos BAC.
Year: 2009
Number Pages:
10.
Author(s): Santos, M. B.; Brito, J.; Santos Silva, A.
Keywords: Durabilidade; Degradação; Reacções álcalis-sílica; Betões com agregados reciclados
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Inter-Laboratory tests of anodized aluminium testing methods - Statistical analysis determination of repeatability and reproducibility
N/A
Year: 2009
Number Pages:
58pp.
Author(s): Garcia, N.; Fontinha, I. R.
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Artificial weathering of bronze patinas - Selection of test conditions
In this report, results of a study carried out with the objective of establishing the conditions for artificial weathering practice adequate to patinated bronze with applied conservation treatments are presented. The work developed is part of the research activities that have been carried out in the Metallic Materials Division for the European project ARTECH, integrated in the working group JRA1: Development and evaluation of new treatments for the conservation-restoration of outdoor stone and bronze monuments.
Year: 2008
Number Pages:
28pp.
Author(s): Fontinha, I. R.
Keywords: Bronze; Weathering
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Caracterização química, mineralógica e microestrutural de amostras de revestimentos exteriores do Palácio do Lidador em Beja
O presente trabalho insere-se no estudo Desenvolvimento de métodos de caracterização química e microestrutural e de diagnóstico da patologia dos materiais, Procº 0204/11/16163, incluído no projecto de investigação programada do LNEC para 2005 2008 Qualidade dos Materiais. Foram analisadas amostras de revestimentos exteriores provenientes do Palácio do Lidador em Beja, que foram disponibilizadas na sequência de trabalhos empreendidos pela Câmara Municipal de Beja que contemplaram a recuperação, consolidação e preenchimento de lacunas e reintegração cromática dos revestimentos e acabamentos exteriores do edifício. O trabalho consistiu na caracterização de cinco revestimentos exteriores, nomeadamente com a realização de análises estratigráficas de todas as amostras e de análise química, mineralógica e microestrutural [1] das argamassas de duas das amostras. Neste Relatório incluiu-se a descrição das amostras e o modo de preparação para os ensaios, apresentam-se os resultados obtidos e faz-se a sua apreciação.
Year: 2008
Number Pages:
36pp.
Author(s): Santos Silva, A.; Menezes, A. P.; Barracha, L.; Couto, S.
Keywords: Caracterização química; Revestimentos exteriores; Palácio do lidador; Microestrutural; Mineralógica; Beja
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Estudo da influência de adições minerais na inibição da formação de etringite retardada no betão
Nos últimos anos tem-se verificado um aumento do número de casos de estruturas de betão afectadas por reacções químicas expansivas de origem interna, nomeadamente pela reacção sulfática interna (RSI), que se caracteriza pela formação de etringite expansiva, em particular a que está associada com a formação de etringite retardada (DEF). Esta reacção é muito difícil de combater, não existindo actualmente um método eficaz de reparação de estruturas degradas por RSI. Tendo em conta este facto, existe uma necessidade premente de encontrar métodos preventivos que possibilitem a inibição da formação de DEF em novas construções. A primeira parte deste trabalho apresenta os resultados de um estudo a longo prazo sobre a influência das cinzas volantes e do metacaulino no desenvolvimento da RSI, em particular na inibição da formação da DEF. Para tal, betões com diferentes razões água/cimento (A/C) e tipo de brita foram produzidos e sujeitos a tratamento térmico. Medidas de expansão dos vários betões foram efectuadas durante um período de 1000 dias após o que se procedeu à sua caracterização microestrutural por MEV/EDS. Os resultados mostram que tanto as cinzas volantes como o metacaulino parecem inibir a RSI, e que a natureza mineralógica dos agregados igualmente desempenha um papel importante na reacção bem como a razão A/C. Face a estes resultados, foi programada a segunda parte do trabalho com o objectivo de determinar a quantidade mínima a partir da qual a presença de adição inibe a DEF. Foi ainda testado também um outro tipo de adição filer calcário. Para tal, betões de agregado silicioso com menores percentagens de adição foram produzidos em condições idênticas às da primeira parte do trabalho. Os resultados obtidos parecem mostrar que o mecanismo de inibição da RSI é semelhante para o metacaulino e cinzas volantes, e que 10% de metacaulino ou 15% de cinzas volantes parece ser suficiente para inibir a DEF, enquanto que o filer calcário não parece inibir esta reacção expansiva.
Year: 2008
Number Pages:
162pp.
Author(s): Soares, D.; Santos Silva, A.
Keywords: Retardada no betão; Formação de etringite; De adições minerais; Estudo da influência
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Relatório final de actividades da bolseira de investigação Patrícia Adriano no projecto FCT CATHEDRAL
No âmbito do projecto financiado pela FCT (Projecto CATHEDRAL Caracterização e Conservação de Argamassas Tradicionais e Históricas de Edifícios Religiosos do Alentejo POCI/HEC/57915/2004), em que participam o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), a Universidade de Évora e o Instituto Português do Património Arquitectónico (antigo IPPAR) e a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), a Bolseira de Investigação Patrícia Alexandra Alves Pedro Adriano analisou argamassas provenientes de quatro monumentos do Alentejo e pertencentes a períodos históricos diferentes: a Sé Catedral de Évora (Séc. XIII-XVII), a Igreja de Nossa Senhora da Assunção em Elvas (Séc. XVI), a Igreja Matriz de Mértola (Séc. XII) e o Conjunto Monumental de Amieira do Tejo (Séc. XIV-XVI).
Year: 2008
Number Pages:
15pp.
Author(s): Adriano, P.; Santos Silva, A.
Keywords: Edifícios religiosos; Conservação de argamassas; Cathedral; No projecto fct
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Weathering of treatments for bronze conservation - Results of natural and artificial weathering
Neste relatório apresentam-se os resultados dos ensaios de envelhecimento natural e artificial de tratamentos para a conservação de bronze patinado, realizados com o objectivo de avaliar a eficácia dos sistemas aplicados. Os produtos de conservação em estudo foram desenvolvidos no âmbito do projecto europeu Eu-ARTECH. O trabalho desenvolvido foi realizado no Núcleo de Materiais Metálicos, durante 2008, no âmbito projecto Eu-ARTECH, inserido no grupo de trabalho JRA1: Development and evaluation of new treatments for the conservation-restoration of outdoor stone and bronze monuments.
Year: 2008
Number Pages:
36pp.
Author(s): Fontinha, I. R.; Salta, M. M.
Keywords: Produtos; Sistemas aplicados; Avaliar a eficácia; Ensaios
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Outro
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Effect of inorganic content on the performance of anticorrosive hybrid sol-gel coated EN AW-6063 alloy
The organic-inorganic hybrid sol-gel films have been reported as an effective anti-corrosion and environmentally friendly alternative to Cr(VI) pre-treatment for aluminium alloys. These hybrid materials, constituted by nanostructured polymer networks, interconnecting organic and inorganic materials, are of interest because the synergic effect on the mechanical and chemical properties achieved. The organic components impart flexibility, density and functional compatibility with organic coatings, while inorganic components impart hardness, resistance to abrasion and improve adhesion to the metal substrate. The sol-gel process used to obtain these coatings, through a series of simultaneous hydrolysis and condensations reactions between alkoxide precursors, yields highly adherent, chemically inert films on metal substrates and allows the variation of the different synthesis parameters to achieve coatings with optimized properties. In this work, hybrid films were synthesized from glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and zirconium n-propoxide (TPOZ) precursors, using different amounts of TPOZ (10%, 20%, 30%) and applied to EN AW-6063 alloy by dip-coating, aiming to achieve the best anticorrosive coating. The corrosion behaviour of aluminium specimens coated with these films was evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) in 0.5 M NaCl solution for 63 days. The results obtained revealed that the hybrid films provided effective corrosion protection, exhibiting good barrier properties, however, it was found that 30% of TPOZ led to a marked decrease in the barrier properties with time. The hybrid films prepared were also characterized by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Infrared Spectroscopy and Thermogravimetric Analysis (TGA-DTG) in order to relate their morphology and chemical structure with the corrosion behaviour.
Year: 2011
Author(s): Fontinha, I. R.; Salta, M. M.; Zheludkevich, M.; Ferreira, M. G. S.
Editor: Materais 2011 - SPM
Keywords: Aluminium; Corrosion; Sol-gel; Hybrid coating
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Characterization of the concrete alkali reactivity of granitoid and dolomitic aggregates
The general designation of internal expansive reactions includes the alkali-silica reaction (ASR) and the internal sulfate attack by delayed ettringite formation (DEF). These reactions are characterized by the formation of expansive compounds in hardened concrete and consequent cracking of the structure. In Portugal, the number of structures, mainly dams and bridges, affected by ASR is very significant and in some cases require considerable investment in rehabilitation interventions. Moreover, previous research has shown that the use of some aggregates, initially regarded as inert, can cause problems, proving the need for further insight on the role of aggregates and prevent the occurrence of ASR in constructions. The economic value of various types of structures (e.g. dams, bridges, airfields) and the high costs related to structural degradation including losses of functionality and the permanent or temporary unavailability (for repair and rehabilitation) could be an important overthrow. Thus thorough understanding of the earth materials requirements for concrete manufacture are of vital economic importance in view of the prevention of deterioration and aging of structures whose longevity and functionality must be guaranteed. It is imperative to provide the concrete producers with the necessary knowledge in order to avoid this type of concrete degradation. Particularly important is the recently approved Lisbon-Madrid High Speed Train railway construction. This expensive operation will require large quantities of aggregates for the construction of bridges and other concrete infrastructures. Three main sources of raw materials will be considered for the study: St. Eulalia, Montemor and Cano. These quarries are already major exploitation sites separated by 50 km and not far from the future High Speed Train railway. Two of them are granitoid rocks but the raw material from St. Eulalia is richer in quartz and poorer in ferromagnesian minerals than the Montemor aggregates. The enrichment in calcium of feldspar goes together with the iron and the magnesium. The Cano aggregates are very different materials. The main lithology is a dolomite rock with local microscopic enrichments in phyllosilicates and very deformed quartz. Mineralogical and textural characterization of the aggregates was done by optical microscopy. The crystallinity of quartz was also evaluated by XRD and FTIR. The aggregates were also studied by accelerated expansion mortar-bar and concrete-prism tests to evaluate their potentially alkali-reactivity. The relationship between aggregates characteristics and their behaviour in what concerns to alkali reactivity will be discussed.
Year: 2010
Number Pages:
1.
Author(s): Sabino, N.; Santos Silva, A.; Menezes, A. P.; Moita, P.; Candeias, A.; Mirão, J.
Editor: Department of Mineralogy, Geochemistry and Pterology, University of Szeged
Keywords: Dolomites; Granites; Alkali reactivity; Asr
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