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The effects of DiloCarB as carbonation accelerator on the properties of lime mortars
This study investigates the effect of the diethyl carbonate as a carbonation accelerator on the carbonation of lime mortars. Two types of lime mortars were prepared, one using lime putty and standard sand and the other using lime putty, dust and fragments of ceramic and standard sand. After a curing time of two weeks, the accelerator product, diethyl carbonate in a solution of ethanol and water, was sprayed on half of the mortars of each type. The differences in the carbonation performance were analyzed at 28, 90, 120 and 180 days using different analytical methods. Apart from the mineralogical and petrographic characterization, the physical, mechanical and hydric properties of the samples were determined. Mechanical tests were conducted only at 90, 120 and 180 days, because at 28 days the lime mortars were considered still too soft. The mortar samples with the accelerator had steadier carbonation and slight changes in their microstructure.
Year: 2018
Number Pages:
16p.
Author(s): Ergenc , D.; Fort, R.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Arauz, D.
: Materials and Structures
Editor: Springer Netherlands
Volume:
Volume 51, Issue 1.
Keywords: Physical-mechanical properties; MIP; SEM/EDS; TGA-DSC; XRD; Ceramic aggregate; Carbonation accelerator
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Application protocol for the consolidation of calcareous substrates by the use of nanolimes: from laboratory research to practice
Calcareous materials such as limestone and lime-based mortars, widely used in the Built Heritage, are often subjected to degradation processes that can lead to loss of cohesion and material loss. Consolidation of these materials with liquid products via the surface is a common practice; however, the most used consolidation products (e. g. TEOS-based) show a poor physical-chemical compatibility with calcareous substrates. For application on calcareous materials, the so-called nanolimes, i. e. dispersions of lime nanoparticles in alcohols, are an alternative to TEOS-based products, thanks to their chemical compatibility with lime-based substrates. Nanolimes can help to recover a superficial loss of cohesion. However, their in-depth consolidation effect is not always satisfactory. Previous work has shown that a better deposition of lime nanoparticles in depth can be achieved by adapting the properties of the nanolime dispersion (kinetic stability and evaporation rate) to the moisture transport properties of the substrate, through optimization of the solvent. In this paper, freshly synthetized nanolimes were dispersed in pure ethanol and/or in binary mixture of ethanol (95 %) and water (5 %). These nanolimes were applied on Maastricht limestone and on a lime-based mortar by capillary absorption (method commonly used for laboratory tests) and by nebulization (method widely used in situ). The aim of this research is to fill the gap between laboratory tests and on site application, providing an application protocol for restorers and professionals in the field. The research shows that results obtained by application by capillary absorption do not always correspond to those obtained by nebulization. This fact should be considered when deciding on the use of a consolidation surface treatment in practice.
Year: 2017
Author(s): Borsoi, G.; Lubelli, B.; van Hees, R.; Veiga, M. R.; Santos Silva, A.
: Restoration of Buildings and Monuments
Editor: BIRKHÄUSER
Keywords: Lime-based mortar; Limestone; Application methodology; Nanolime; Consolidation
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Assessment of the alteration of granitic rocks and its influence on alkalis release
Several concrete structures had shown signs of degradation some years after construction due to internal expansive reactions. Among these reactions there are the alkaliaggregate reactions (AAR) that occur between the aggregates and the concrete interstitial fluids which can be divided in two types: the alkali-silica reaction (ASR) and alkali-carbonate reaction (ACR). The more common is the ASR which occurs when certain types of reactive silica are present in the aggregates. In consequence, an expansive alkali-silica gel is formed leading to the concrete cracking and degradation. Granites are rocks composed essentially of quartz, micas and feldspars, the latter being the minerals which contain more alkalis in their structure and thus, able to release them in conditions of high alkalinity. Although these aggregates are of slow reaction, some structures where they were applied show evidence of deterioration due to ASR some years or decades after the construction. In the present work, the possible contribution of granitic aggregates to the interstitial fluids of concrete by alkalis release was studied by performing chemical attack with NaOH and KOH solutions. Due to the heterogeneity of the quarries in what concerns the degree of alteration and/or fracturing, rock samples with different alteration were analysed. The alteration degree was characterized both under optical microscope and image analysis and compared with the results obtained from the chemical tests. It was concluded that natural alteration reduces dramatically the releasable alkalis available in the rocks.
Year: 2017
Number Pages:
8p.
Author(s): Ferraz, A. R. E.; Fernandes, I.; Soares, D.; Santos Silva, A.; Quinta-Ferreira, M.
: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Editor: IOP Publishing Ltd
Volume:
95.
Keywords: Alteration; Alkalis release; Granites; ASR
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Avaliação do estado de degradação do betão por reações expansivas internas e por corrosão das armaduras A importância das técnicas de diagnóstico
Pese embora o esforço realizado nos últimos anos, a nível internacional e nacional, para a melhoria do comportamento do betão e na prevenção da sua degradação, continua-se a assistir ainda ao aparecimento dum número elevado de estruturas de betão com problemas de durabilidade, essencialmente os relacionados com causas químicas, como são exemplo as reações expansivas internas e a corrosão das armaduras. Neste contexto, o correto diagnóstico da(s) forma(s) de degradação presentes numa determinada estrutura de betão ganha uma especial importância, quer em termos do prognóstico e modelação da evolução futura desses mecanismos de degradação, como no apoio à a priorização das intervenções de manutenção e de reparação a implementar. Neste artigo após uma contextualização dos tipos de degradação do betão relacionados com as reações expansivas internas e a corrosão das armaduras, são apresentadas as principais técnicas de ensaio usadas para o seu diagnóstico, com a exemplificação da sua aplicação a casos concretos, realçando-se os cuidados a ter na interpretação dos resultados.
Year: 2017
Number Pages:
10-15pp..
Author(s): Santos Silva, A.; Pereira, E. V.
: Construção Magazine
Editor: Engenho e Média, Lda
Volume:
82.
Keywords: RSI; RAS; Caracterização; Diagnóstico; Corrosão das armaduras; Reações expansivas internas
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Avaliação in situ do comportamento de rebocos exteriores de argamassas de terra com baixas adições de cais
As argamassas de terra estão presentes nalguns mercados da construção devido a inúmeras vantagens, nomeadamente económicas e ecológicas. Portugal tem um vasto património de construção com terra, sendo estas argamassas as mais adequadas para a sua reabilitação e conservação. No entanto, embora tenham sido realizados alguns estudos sobre o comportamento deste tipo de argamassas, pouco é conhecido sobre a sua durabilidade quando aplicadas no exterior. O objectivo deste estudo é avaliar a influência da adição de baixas quantidades de cais (aérea ou hidráulica natural) e da lavagem da areia na durabilidade de argamassas à base de terra aplicadas como reboco de paredes exteriores. Os resultados obtidos não evidenciam melhoria das características mecânicas e físicas dos rebocos de argamassa de terra com estas adições e lavagem. Assim, para melhorar o desempenho deste material, nomeadamente face à água no estado liquido, recomenda-se o estudo de outras adições, adjuvantes ou protecções de superfície.
Year: 2017
Number Pages:
1-11pp..
Author(s): Santos, T.; Faria, P.; Santos Silva, A.
: Conservar Património
Editor: ARP - Associação Profissional de Conservadores-Restauradores de Portugal
Keywords: Ensaio in situ; Durabilidade; Reboco; Cal hidráulica natural; Cal aérea; Terra
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Evaluation of the effectiveness and compatibility of nanolime consolidants with improved properties
Surface consolidation is a common practice in the conservation of the built heritage. However, the effectiveness of consolidation of calcareous materials is often doubtful, due to the lack of effective and compatible consolidation products. Dispersions of calcium hydroxide nanoparticles in alcohol, the so-called nanolimes, can recover the superficial consolidation of calcareous substrates. Nevertheless, they are often not able to guarantee an in-depth consolidation. Previous research by the authors has demonstrated that the effectiveness of nanolime can be improved by fine-tuning the properties and the application protocol of the dispersions, based on the moisture transport properties of the material to be treated. In this paper, we verify the consolidation effectiveness and physical compatibility of the developed nanolimes, when applied on coarse porous calcareous materials like Maastricht limestone and lime-based mortars. The results show that a suitable mass consolidation can be achieved with nanolimes, while maintaining a good compatibility with the substrate material.
Year: 2017
Number Pages:
385-394pp..
Author(s): Borsoi, G.; Lubelli, B.; van Hees, R.; Veiga, M. R.; Santos Silva, A.
: Construction and Building Materials
Editor: Elsevier
Volume:
142.
Keywords: Effectiveness; Compatibility; Calcareous substrates; Nanolime; Consolidation
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Microstructure and hardened state properties on pozzolan-containing concrete
The homogeneous state of the concrete in the fresh state has consequences on their properties in the hardened state. The use of pozzolanic concrete must be carefully evaluated, because the physical and chemical differences of each pozzolan have consequences on concrete hardened state properties. In this work, two physical and chemically different pozzolans were used to evaluate the effect on concrete microstructure and its basic hardened state properties. Scanning electron microscopy (SEM) was used and can be an effective tool in the analysis of the microstructure allowing a better understanding of the properties of concrete in hardened state. It allows showing that the differences in the two pozzolans (metakaolin and diatomite) promote different microstructures as well as different final properties of pozzolanic concrete. Moreover, it was also shown that the use of a water reducing agent, to adjust workability instead of water, promotes an improvement in both the microstructure and the hardened state features such as porosity and mechanical strength.
Year: 2017
Number Pages:
374384pp..
Author(s): Paiva, H.; Santos Silva, A.; Velosa, A.; Cachim, P.; Ferreira, V.
: Construction and Building Materials
Editor: Elsevier
Volume:
140.
Keywords: Admixtures; Reactivity; Porosity; SEM/EDS; Microstructure; Diatomite; Metakaolin; Concrete
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Potentially reactive forms of silica in volcanic rocks using different analytical approaches
Several concrete structures show signs of deterioration resulting from internal chemical reactions, such as the alkali-silica reaction (ASR). It is well known that these swelling reactions occur in the presence of moisture, between some silica mineral phases present in the aggregates and the alkalis of the concrete, leading to the degradation of concrete structures and consequently compromising their safety. In most of the cases, rehabilitation, demolition or even rebuilding of such structures is needed and the effective costs can be very high. Volcanic rocks are commonly used as aggregates in concrete, and they are sometimes the only option due to the unavailability of other rock types. These rocks may contain different forms of silica that are deleterious to concrete, such as opal, chalcedony, cristobalite, tridymite and micro- to cryptocrystalline quartz, as well as Si-rich volcanic glass. Volcanic rocks are typically very finegrained and their constituting minerals are usually not distinguished under optical microscopy, thus leading to using complementary methods. The objective of this research is to find the more adequate analytical methods to identify silica phases that might be present in volcanic aggregates and cause ASR. The complementary methods used include X-Ray Diffraction (XRD), mineral acid digestion and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (SEM/EDS), as well as Electron Probe Micro-Analysis (EPMA).
Year: 2017
Number Pages:
9p.
Author(s): Esteves, H.; Fernandes, I.; Janeiro, A.; Santos Silva, A.; Pereira, M.; Medeiros, S.; Nunes, J. C.
: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Editor: IOP Publishing Ltd
Volume:
95.
Keywords: Concrete; Characterization; Volcanic aggregates; ASR
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Risk of ASR in coating mortars incorporating glass aggregates and a Portlandlimestone cement
As the cement content is one of the parameters that control alkalisilica reaction (ASR), this study examined its influence on the expansion of glass mortars. The mortars had volumetric ratio of 1:4 (cement: aggregate) and various aggregate compositions, obtained using replacement ratios of natural sand with waste glass, of 0, 20, 50 and 100%. A volumetric ratio 1:4 was chosen because it is a current composition for cementitious coating mortars. In fact, mortar mixes with increased cement content can lead to erroneous conclusions for in situ mixtures with reactive aggregates. It is concluded that it is feasible to produce glass mortars without deleterious ASR expansion depending on the amount of cement used. For normal cement/ aggregate ratios for coating mortars (1:4, in volume), a CEM II/B-L 32.5 N mortar with glass incorporation has a low ASR risk.
Year: 2017
Number Pages:
19p.
Author(s): Penacho, P.; Brito, J.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.
: European Journal of Environmental and Civil Engineering
Editor: Taylor & Francis
Keywords: ASR; Waste managemen; Limestone cement; Coating; Mortar; Glass aggregate
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Volcanic aggregates from Azores and Madeira archipelagos (Portugal): an overview regarding the alkali sílica reactions
Alkali-silica reaction (ASR) is a type of deterioration that has been causing serious expansion, cracking and durability/operational issues in concrete structures worldwide. The presence of sufficient moisture, high alkali content in the cement paste and reactive forms of silica in the aggregates are the required conditions for this reaction to occur. Reactive aggregates of volcanic nature have been reported in different countries such as Japan, Iceland and Turkey, among others. The presence of silica minerals and SiO2-rich volcanic glass is regarded as the main cause for the reactivity of volcanic rocks. In Portugal, volcanic aggregates are mainly present in Azores and Madeira Archipelagos and, for several years, there was no information regarding the potential alkali-reactivity of these rocks. Since the beginning of this decade some data was obtained by the work of Medeiros (2011) and Ramos (2013) and by the national research projects ReAVA, (Characterization of potential reactivity of the volcanic aggregates from the Azores Archipelago: implications on the durability of concrete structures) and IMPROVE (Improvement of performance of aggregates in the inhibition of alkali-aggregate reactions in concrete), respectively. In order to investigate the potential alkali-reactivity of aggregates from both archipelagos, a total of sixteen aggregates were examined under the optical microscope and, some of them, also under the Scanning Electron Microscope with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy. A set of geochemical analyses and laboratory expansion tests were also performed on those volcanic aggregates. The main results showed that the presence of volcanic glass is rare in both archipelagos and that the samples of Madeira Archipelago contain clay minerals (mainly from scoria/tuff formations inter-layered with the lava flows), which can play a role in concrete expansion. The results of the laboratory tests showed that one of the samples performed as potentially reactive in the accelerated mortar-bar test (ASTM C 1260) and that the majority of the Azores samples started to show some expansion just after one year of testing in the concrete prism test (CPT) at 38ºC.
Year: 2017
Number Pages:
7p.
Author(s): Medeiros, S.; Ramos, V.; Fernandes, I.; Nunes, J. C.; Fournier, B.; Santos Silva, A.; Soares, D.
: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Editor: IOP Publishing Ltd
Volume:
95.
Keywords: Characterization; Madeira; Azores; Volcanic aggregates; ASR
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Comunicação
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Contributos para a melhoria da durabilidade e sustentabilidade de argamassas e betões Avaliação da reatividade de pozolanas artificiais
Materiais ricos em sílica e/ou alumina reativas, e com granulometria fina, podem ser utilizados, em geral, como pozolanas em argamassas e betões. Esses materiais podem contribuir para a otimização das argamassas e dos betões, na medida em que lhes conferem uma melhoria das suas características, em particular, aumentam a sua durabilidade e campo de aplicação. Os materiais pozolânicos podem ser de origem natural ou artificial, incluindo-se neste grupo alguns sub-produtos industriais. As pozolanas naturais necessitam apenas de um tratamento de moagem; já as artificiais são obtidas, em geral, após tratamentos térmicos, e por vezes também de moagem. A utilização de pozolanas provenientes de subprodutos industriais ou outros resíduos permite atingir vários objetivos: por um lado, uma valorização desses resíduos, que deixam de ter de ser depositados em aterro, contribuindo em termos ambientais, e também na sustentabilidade da construção, já que quando utilizados em substi-tuição parcial dos ligantes, promovem a economia de recursos naturais e energéticos. De forma a poder-se avaliar a viabilidade do tratamento e utilização de materiais com características pozolânicas, interessa aferir a sua reatividade em presença de hidróxido de cálcio. Na bibliografia são descritos vários métodos para determinar este parâmetro. No entanto, a sua viabilidade para cada tipo de pozolanas não está ainda devidamente estabelecida e a sua utilização necessita de ser bem fundamentada. Este trabalho pretende dar contributos nessa perspetiva, tendo-se para tal efetuado o levantamento dos diversos métodos existentes e aferido a sua viabilidade por aplicação à caracterização de diferentes tipos de materiais ricos em sílica e/ou alumina maioritariamente produzidos em Portugal. Concluiu-se da análise dos resultados obtidos que a reatividade dos materiais pozolânicos depende, para além da superfície específica, da composição química e mineralógica. Relativamente ao tipo de ensaio de avaliação de reatividade a aplicar, concluiu-se que a escolha depende da finalidade da aplicação duma determinada pozolana. Assim, o ensaio Chapelle é o mais indicado quando se pretende apenas estudar a viabilidade de utilização de um determinado material como pozolana; já o ensaio normalizado de Fratini será mais adequado para o estudo específico de ligantes pozolânicos; o ensaio do Índice de Atividade é o mais adequado quando é fundamental determinar as resistências mecânicas de argamassas e betões produzidos com pozolanas.
Year: 2012
Number Pages:
12p.
Author(s): Pontes, J.; Santos Silva, A.; Faria Rodrigues, P.
Keywords: Betões; Argamassas; Sustentabilidade; Ensaios de reatividade; Pozolanas
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Degradação de obras de arte por reações expansivas: Situação atual e perspetivas futuras
Em Portugal, nos últimos anos, diversas estruturas de betão, como pontes e barragens, têm apresentado uma degradação precoce e com níveis muito acentuados. Em alguns casos, a natureza da degradação é caracterizada macroscopicamente pela ocorrência de fissuração ou por deslocamentos. O diagnóstico da causa dessas patologias tem levado à identificação de dois mecanismos distintos: Reação Álcalis-Sílica (RAS) e Reação Sulfática Interna (RSI), que em alguns casos podem ter ocorrido simultaneamente. Estes mecanismos, que podem também favorecer significativamente outros processos de deterioração, nomeadamente, no caso do betão armado, a corrosão das armaduras, são normalmente designados como reações expansivas internas, porque as suas causas estão relacionadas com os constituintes internos do betão (álcalis e sulfatos, essencialmente). De salientar que estas reações, que têm manifestações macroscópicas semelhantes, quando detetadas são muito difíceis de combater, não existindo ainda métodos totalmente eficazes de reparação de estruturas degradadas por RAS ou RSI. As RAS encontram-se identificadas desde 1940, mas só na década de 80 é que foi identificada numa estrutura de betão em Portugal, a barragem de Pracana. No entanto, só em meados dos anos 90, com a descoberta do caso do Viaduto Duarte Pacheco em Lisboa, é que o meio técnico nacional tomou maior conhecimento desta patologia no betão. Atualmente, existem já cerca de 16 barragens e 13 grandes pontes recenseadas como estando afetadas por reações expansivas em Portugal, sendo previsível que este número venha a aumentar face aos condicionalismos geológicos e da construção nacionais. A descoberta da RSI ocorreu na década de 80 em travessas de caminho-de-ferro, embora em Portugal as suas consequências deletérias seja mais recente, com poucos casos ainda recenseados, mas já suficientemente importantes que justificam a necessidade da tomada de medidas preventivas para evitar a sua ocorrência futura. De facto, tendo em conta alguns condicionalismos que foram impostos à indústria da construção nacional, nomeadamente no que se refere à obtenção de elevadas resistências mecânicas iniciais, através do emprego de elevadas dosagens de cimento como da utilização de cimentos mais reativos, afigura-se provável o surgimento nos próximos anos de vários casos de estruturas degradadas por RSI. O LNEC foi pioneiro em Portugal na descoberta na década de 90 destes fenómenos e das suas consequências para a gestão das estruturas afetadas. Desde então tem vindo a dinamizar um conjunto de ações que visam a prevenção deste fenómeno. Neste contexto são de salientar dois projetos recentes que tiveram o apoio financeiro da FCT. O primeiro, designado de EXREACT, foi destinado a inventariar materiais nacionais com propriedades pozolânicas e os seus efeitos na inibição das reações expansivas internas. O segundo, que está em curso, designado de IMPROVE, tem como principal objetivo a inventariação dos principais tipos de agregados nacionais para betão e o estudo sistemático da sua reatividade aos alcalis. Como atrás salientado as consequências destas reações são muito gravosas para a durabilidade das obras afetadas. Por outro lado, a experiência na reparação de estruturas afetadas por RAS e/ou RSI em Portugal é ainda muito limitada, sendo necessário a aplicação de medidas de monitorização. Neste contexto, os desafios que se levantam no presente são de diversa ordem e incluem a otimização das metodologias existentes de prevenção, de diagnóstico e de prognóstico, a modelação dos processos expansivos para estruturas de betão armado, o desenvolvimento de ferramentas de monitorização e o estabelecimento de recomendações para a reparação das estruturas afetadas.
Year: 2012
Number Pages:
20p.
Author(s): Santos Silva, A.; Ribeiro, A. C.; Custódio, J.; Piteira Gomes, J.
Editor: LNEC
Keywords: Reparação; Diagnóstico; Mitigação; Obras de arte; Estruturas; Betão; Rsi; Ras
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Electrochemical properties of organic-inorganic hybrid (OIH) coatings obtained by sol-gel process on galvanized steel
Among the possible anti-corrosion preventive measures, galvanized steel reinforcement is usually employed to extend the service life of infrastructures in aggressive environments. Chromate conversion treatments have been employed as pre-treatments to reduce corrosion activity during the initial stages of contact of the reinforcing steel with the concrete alkaline environment, hindering the hydrogen evolution process during the formation of the protective layers on the surface of the galvanized steel. New environmentally friendly pre-treatments are however necessary since Cr(VI) is a carcinogen and its use is strongly restricted within the European Union [1]. The properties of organic-inorganic hybrid materials attracted significant attention over the past decades as a new class of materials through the novel properties that can arise from the combination of organic polymer and inorganic material and the production of hybrid protective thin coatings to apply on different metal substrates to prevent corrosion has been widely studied [2-4]. This class of materials could be easily obtained by sol-gel method at mild synthesis conditions and the large variety of available chemical precursors allows producing a diversity of coating materials with tuned mechanical and thermal properties. In this work a functionalized metal alkoxide (3-isocyanatopropyltriethoxysilane) and five oligopolymers (Jeffamine 130, 300, 600, 900 and 2000), identified as having potential to be used as an alternative pre-treatment to prevent the corrosion of galvanized steel in concrete, are tested as source of sol-gel precursors. Five hybrid matrix films were produced, doped with sodium dichromate acting as inhibitor. The coatings, doped and undoped with inhibitor, were applied using a single and a triple dip step. Dip-coating was done using a draw speed of 10 mm/min in both cases. Coatings resistance, with a minimum thickness, low permeability and high stability were evaluated by electrochemical studies, namely EIS (electrochemical impedance spectroscopy) and corrosion potential monitoring. The studies were carried out in Portland cement pastes and mortars. SEM/EDS analyses of the coatings were performed after 7, 14 and 28 days of exposure to the cement based materials
Year: 2012
Author(s): Figueira, R. B.; Pereira, E. V.; Silva, C. J. R.; Salta, M. M.
Keywords: Corrosion; Electrochemical impedance spectroscopy; Galvanized steel; Organic-inorganic hybrid coatings
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Estudo da reactividade aos álcalis de agregados reciclados de betão - ensaios acelerados de argamassas
Nesta comunicação, apresenta-se uma análise comparativa entre a reatividade aos álcalis de agregados grossos reciclados de betão (AGR) e dos correspondentes agregados grossos naturais (AGN). O estudo foi realizado através do ensaio acelerado em barra de argamassa, com base na norma ASTM C 1260 (semelhante ao método AAR-2 da RILEM). As reações álcalis-sílica (RAS) são uma das maiores condicionantes para a durabilidade do betão com agregados naturais e ocorrem no betão de cimento portland em condições propícias de humidade. Ao longo do tempo, a sílica reativa presente nos agregados naturais reage com os álcalis do cimento, ou com os dos próprios agregados, com formação de um gel que, na presença de humidade, expande provocando a degradação do betão. O ensaio acelerado ASTM C 1260 em barra de argamassa é considerado de discriminação rápida da reatividade aos álcalis de agregados naturais, permitindo prever a sua potencialidade ao desenvolvimento de RAS. Diversos autores têm apresentado também este ensaio para determinar a reatividade aos álcalis dos AGR. Devido às diferentes características existentes entre os AGR e os AGN, foram introduzidas recomendações na preparação de agregados reciclados para o ensaio, que incluem por exemplo: analisar em separado o AGN e a argamassa aderida; não utilizar os agregados finos reciclados resultantes da britagem do betão de origem. Com base nas recomendações propostas, estudaram-se diversas alterações na preparação do ensaio acelerado em barra de argamassa para avaliação da reatividade aos álcalis de diversos AGR, provenientes de betões de origem controlada.
Year: 2012
Number Pages:
10p.
Author(s): Santos, M. B.; Santos Silva, A.; Brito, J.
Keywords: Reações álcalis-sílica; Degradação; Betão; Agregados reciclados
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Lime-metakaolin mortars for historical buildings repair: study of the hardening reaction
Formulation of mortars with adequate durability and strength is nowadays one of the major challenges in historical buildings repair. Pozzolanic materials have been used during centuries in air lime mortars to improve their mechanic and durability characteristics. This paper is part of an extensive work being developed in Portugal, aiming to characterize lime-metakaolin mortars to be employed for historical buildings conservation and repair. This paper presents the results of hardening reaction study until 90 days of curing in humid conditions. The results show that in the adopted curing conditions, the hydration reaction occurs mostly for early ages of curing (28 days) while the carbonation reaction is mostly dominant for longer ages (90 days).
Year: 2012
Number Pages:
12p.
Author(s): Gameiro, A.; Santos Silva, A.; Veiga, M. R.; Velosa, A.; Faria Rodrigues, P.
Editor: International Conference Durable Structures: From construction to rehabilitation
Keywords: Repair; Air lime mortars; Masonry; Tga-dta; Xrd; Metakaolin
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Materiais com interesse histórico: a importância dos estudos de caracterização para a sua salvaguarda
Esta comunicação apresenta exemplos de estudos que demonstram a importância da caraterização química, mineralógica e microestrutural para o estudo dos materiais com interesse histórico (ex: revestimentos, pintura mural e azulejos) e do seu estado de conservação.
Year: 2012
Number Pages:
31p.
Author(s): Santos Silva, A.
Keywords: Reabilitação; Conservação; Degradação; Património; Caraterização; Materiais
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Monitorização permanente da cororsão em estruturas de betão armado. Resultados a longo prazo
O conhecimento atual sobre as causas de corrosão das armaduras e sobre as formas de atuação para minimizar a sua ocorrência encontra-se já bastante difundido no meio nacional. Ao nível internacional e também nacional, assiste-se atualmente ao aperfeiçoamento de modelos de previsão do comportamento a longo prazo de estruturas de betão armado danificadas com corrosão das armaduras e ao desenvolvimento de diferentes materiais de reparação e de metodologias de prevenção da corrosão das armaduras, sobretudo em ambientes de elevada agressividade ambiental. Este esforço tem sido acompanhado pelo desenvolvimento de diferentes métodos experimentais de medição de parâmetros relevantes para a degradação do aço embebido no betão. Este tipo de métodos aplica-se quer para a medição de características do betão de recobrimento, enquanto meio de proteção das armaduras face ao ambiente de exposição, quer à medição de parâmetros relevantes para a evolução da degradação das armaduras como, por exemplo, a velocidade de corrosão. A abordagem convencional para o diagnóstico de processo de contaminação do betão com agentes agressivos consiste na análise química de amostras retiradas das estruturas. No caso de deterioração relacionada com a corrosão das armaduras é habitualmente avaliada a profundidade de carbonatação e/ou o perfil de cloretos. Existem também várias técnicas não destrutivas ou parcialmente destrutivas disponíveis que permitem avaliar diretamente o estado de corrosão das armaduras, como a medida do potencial de corrosão e medidas da intensidade de corrente de corrosão. Trata-se, contudo, de leituras pontuais, realizadas com sondas externas, que só fornecem informação relativa a um dado instante. Sendo a velocidade de corrosão das armaduras e, portanto, a velocidade de degradação do betão armado muito influenciada pela temperatura, pela humidade e pelo acesso de oxigénio, reconhece-se que uma adequada compreensão sobre o processo de deterioração e, portanto, do estado do betão, só pode ser alcançado através do estudo do histórico de alterações temporais e sazonais que ocorrem na zona do betão de recobrimento. A obtenção de informação relevante requere a realização de várias campanhas experimentais com periodicidades criteriosamente escolhidas. Outra abordagem que tem vindo a ser desenvolvida consiste na introdução de sensores embebidos no betão de recobrimento durante a fase de construção ou na sequência de trabalhos de reparação. Este tipo de sensores, desenhados de modo a medir os parâmetros relevantes para a durabilidade, são habitualmente ligados a sistemas de aquisição automática de dados, sendo assim possível obter informação com grande detalhe, em tempo real, sobre a evolução da degradação das estruturas por corrosão das armaduras. A monitorização contínua da corrosão das armaduras permite não só diagnosticar o problema mas também acionar soluções e avaliar a sua eficácia, constituindo assim importantes ferramentas disponíveis para a otimização das operações de manutenção e reparação de estruturas betão armado, sobretudo em ambientes de elevada agressividade ambiental. O LNEC tem vindo a desenvolver diversos sensores eletroquímicos adequados para embeber no betão que permitem detetar, em tempo real, a progressão da penetração de agentes agressivos para as armaduras no betão de recobrimento, o início da corrosão do aço embebido no betão e a sua velocidade de degradação. O desenvolvimento de sistemas de monitorização permanente da corrosão das armaduras iniciou-se no LNEC à época da construção da Ponte Internacional sobre o Rio Guadiana, onde foram introduzidos os primeiros sensores embebidos no betão, para avaliação do potencial de corrosão das armaduras. Desde esta altura prosseguiu-se com o aperfeiçoamento dos sensores aplicados e com o desenvolvimento de novos sensores. Atualmente existe já uma grande experiência na utilização deste tipo de sistemas de monitorização, tanto em laboratório, para avaliação de produtos e de metodologias de reparação, como em obras novas localizadas em ambientes agressivos e em estruturas danificadas com corrosão das armaduras e submetidas a trabalhos de reparação ou reabilitação. Nesta comunicação exemplificando-se as potencialidades e limitações deste tipo de sistemas com a apresentação de resultados de obras instrumentadas pelo LNEC.
Year: 2012
Number Pages:
10.
Author(s): Pereira, E. V.; Salta, M. M.
Editor: GPBE
Keywords: Intensidade de corrente de corrosão; Potencial de corrosão; Sensores embebidos; Monitorização da corrosão
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Organic-inorganic hybrid coatings for corrosion protection of steel
This paper presents a summary of the main research achievements in the development, trough sol-gel method, of organic-inorganic hybrid coatings for protection of steel substrates against corrosion. A systematic selection of the most relevant contributions was made to give the best picture of the present consolidated know-how and perspectives to further development in this area.
Year: 2012
Number Pages:
10pp.
Author(s): Pereira, E. V.; Salta, M. M.
Keywords: Eco-friendly; Coatings; Sol-gel; Hybrid materials
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Património e Reabilitação Urbana: Homem, Cidade e Ciência O Papel da Ciência
Esta comunicação aborda o papel da ciência, em particular das metodologias de caracterização de materiais antigos, no contexto do património e da sua reabilitação.
Year: 2012
Number Pages:
16.
Author(s): Santos Silva, A.
Keywords: Conservação; Património; Caraterização; Ciência
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Petrographic characterization vs. Laboratory test methods applied to granitic aggregates
A large number of Portuguese concrete structures were built in the 1960-70s with granitic aggregates, one of the main rock types used in the construction industry. Some of the structures have recently started to exhibit signs of deterioration due to alkali-silica reactions. It has been verified that the classification of granitic aggregates according to the national standards regarding the petrographic analysis and also to the ultra-accelerated mortar-bar test (ASTM 1260 or RILEM AAR-2) does not always agree with the performance of this type of aggregates in other laboratory tests and in field structures. A comparison of the results obtained for the first three samples of granitic aggregates according the different methods is presented. An attempt is made to point out the main advantages and limitations of each test method in what concerns granitic rocks.
Year: 2012
Number Pages:
10p.
Author(s): Ramos, V.; Fernandes, I.; Santos Silva, A.; Soares, D.; Noronha, F.
Keywords: Expansion tests; Petrography; Strained quartz; Asr
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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
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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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Aplicação de titânio e suas ligas na construção - Estudo da corrosão galvânica do par aço inoxidável/titânio em meio alcalino
Neste relatório, após uma introdução em que se resumem as características do titânio e das suas ligas mais relevantes para a aplicação como material de construção e se apresentam aplicações destes materiais na construção civil, apresentam-se resultados de um trabalho experimental preliminar desenvolvido com o objectivo de estudar a corrosão galvânica de aço inoxidável quando associado a titânio, em meio alcalino, a várias temperaturas.
Year: 2007
Number Pages:
69pp.
Author(s): Pereira, E. V.; Ferreira, P.
Info
Projecto SCORBA - Desenvolvimento de um sensor de resistividade para monitorização da corrosão no betão armado
N/A
Year: 2007
Number Pages:
49pp.
Author(s): Pereira, E. V.; Santos, J.
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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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