Caracterização das propriedades térmicas e acústicas de betonilhas com incorporação de cortiça

Palavras-chave: Betonilhas com cortiça,Propriedades higrotérmicas,Desempenho acústico,Modelos numéricos,Construção sustentável

A actividade humana é a principal causa do aquecimento global do Planeta e das consequentes alterações climáticas. Perante este cenário, facilmente se compreende a necessidade imperiosa de reduzir consumos energéticos e incentivar o uso de materiais de baixo impacto ambiental e, assim, diminuir o consumo de matérias-primas e a emissão de gases nocivos. A utilização de materiais que não impliquem demasiados processos industriais poderá, assim, minimizar a emissão de gases com efeito de estufa, contribuindo para o desenvolvimento de uma indústria de construção mais sustentável. Nesta perspectiva, a utilização de materiais autóctones e abundantes ou de subprodutos industriais afigura-se uma excelente resposta às preocupações ambientais. Compreende-se, assim, os benefícios que advêm da sua utilização e o interesse nos estudos que investigam as suas potencialidades como materiais alternativos aos materiais de construção. A cortiça é um material natural, renovável e reciclável que preenche a totalidade dos requisitos anteriores. Portugal detém a maior mancha florestal de sobreiro do mundo. A cortiça é um material de reduzida massa volúmica com excelentes propriedades térmicas e acústicas e os seus desperdícios industriais podem ser usados como agregados na composição de materiais de base cimentícia, tais como betões, argamassas e betonilhas. As betonilhas convencionais são constituídas por cimento, água e agregados e destinam-se à realização de camadas de forma/enchimento sobre lajes de betão estrutural, podendo, subsequentemente, receber materiais de revestimento, tais como parquet de madeira, elementos cerâmicos ou materiais vinílicos. O presente trabalho centra-se no estudo de betonilhas leves contendo cimento, areia e água e nas quais a areia foi parcialmente substituída por desperdícios de cortiça, na forma granular, proveniente da indústria transformadora. Foram desenvolvidas diversas composições que culminaram na definição de três betonilhas leves com distintas dosagens de cimento, areia, água e incorporando agregados de cortiça expandida (ECG) e de três betonilhas com as mesmas dosagens de cimento, mas apenas com areia e água (betonilhas de referência). O principal objectivo do estudo consistiu na avaliação do desempenho mecânico, higrotérmico e acústico das referidas betonilhas leves com ECG. Para este efeito foram realizados ensaios laboratoriais, para caracterização destas betonilhas e para validação de modelos de simulação numérica que permitam antever os desempenhos térmico e acústico de outras soluções construtivas, não testadas laboratorialmente no âmbito da presente dissertação.  Avaliaram-se experimentalmente a massa volúmica, a resistência mecânica à compressão, a condutibilidade térmica, a permeabilidade ao vapor de água, as curvas de adsorção higroscópica e a absorção de água por imersão parcial. De forma a comparar alguns resultados dos ensaios de caracterização higrotérmica e compreender a influência da presença de ECG, em materiais compósitos de base cimentícia, o estudo incluiu, ainda, quatro argamassas constituídas por cimento, água e diversos agregados (i.e. agregados de argila expandida, agregados de poliestireno expandido, areia e ECG) e betões leves estruturais com várias proporções de ECG. As betonilhas leves com ECG foram inseridas em soluções construtivas de pavimento como elemento final de revestimento e simulando camadas resilientes sob lajetas flutuantes. O desempenho acústico destas soluções foi determinado realizando ensaios de isolamento a sons de percussão nas câmaras acústicas verticais do ITeCons. Estas câmaras foram construídas durante a realização deste trabalho, pelo que se inclui nesta dissertação os trabalhos realizados na preparação e validação destes equipamentos. Realizaram-se, em simultâneo, ensaios para a determinação da rigidez dinâmica aparente destas betonilhas que permitiram relacionar estes resultados com os obtidos nas câmaras acústicas. A validação do modelo numérico com resultados experimentais permitiu concluir que este pode ser aplicado na simulação de outras soluções construtivas incluindo camadas com as betonilhas leves de ECG.  O comportamento térmico das betonilhas desenvolvidas, em regime dinâmico, permitiu em conjunto com os modelos de simulação numérica, determinar de forma indirecta o seu calor específico. As simulações numéricas dinâmicas permitiram antever o atraso térmico conferido por diferentes sistemas de pavimentos concebidos intercalando as betonilhas leves desenvolvidas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias