humidades ascensionais

1

Vasco Peixoto de Freitas – Pedro Filipe Gonçalves Outubro 2003 - 1

HUMIDADE NA CONSTRUÇÃO

— HUMIDADE ASCENSIONAL —

Vasco Peixoto de Freitas

Pedro Filipe Gonçalves


ESTRUTURAÇÃO

I. INTRODUÇÃO

II. HUMIDADES ASCENSIONAIS EM EDIFÍCIOS HISTÓRICOS

III. FACTORES QUE CONDICIONAM AS HUMIDADES ASCENSIONAIS

IV. EXIGÊNCIAS DE CONCEPÇÃO

V. TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE HUMIDADES ASCENSIONAIS

VI. ESTUDO DE CASOS

VII. CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DE MATERIAIS E COMPONENTES

VIII. CONCLUSÕES

2


I

INTRODUÇÃO


INTRODUÇÃO

3


INTRODUÇÃO

A transferência de humidade em paredes é de grande importância, sobretudo em edifícios históricos

Devido à complexidade do problema é extremamente difícil apresentar explicações científicas para as diversas

formas de humidade ascensional


INTRODUÇÃO

FÍSICA DAS CONSTRUÇÕES PRÁTICA

4


II

HUMIDADES ASCENSIONAIS EM EDIFÍCIOS HISTÓRICOS



Igreja Matriz de Caminha – Caminha

5







6



Igreja de Vilar de Frades – Areias de Vilar




7






Igreja Paroquial de Ferreirim – Ferreirim

8



Igreja Paroquial de Ferreirim – Ferreirim


III

FACTORES QUE CONDICIONAM AS HUMIDADES ASCENSIONAIS

9



Formas de humidificação de paredes em contacto com o terreno

Águas Freáticas Águas Superficiais



Influência da colocação de revestimentos impermeáveis

��

��

10



Secagem

g = ββββ (Cs’-Ca’) [kg/(m2·s)]



Variação da humidade relativa

Igreja de Vilar de Frades

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300

Tempo [h]

RH

[%]

11


IV

EXIGÊNCIAS DE CONCEPÇÃO



Edifícios novos – Corte hídrico

12



Edifícios novos – Drenagem periférica



Edifícios históricos

13


V

TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE HUMIDADES ASCENSIONAIS



CRIAÇÃO DE UM POTENCIAL OPOSTO AO POTENCIAL CAPILAR

VENTILAÇÃO DA BASE DAS PAREDES

EXECUÇÃO DE CORTE HÍDRICO

CRIAÇÃO DE DRENOS ATMOSFÉRICOS / TUBOSDE AREJAMENTO

OCULTAÇÃO DAS ANOMALIAS


14



Valas periféricas ventiladas

Ascensão Capilar

Arejamento da vala

Evaporação






VENTILAÇÃO DA BASE DAS PAREDESVENTILAÇÃO DA BASE DAS PAREDES

EXECUÇÃO DE CORTE HÍDRICOEXECUÇÃO DE CORTE HÍDRICO

15



Redução da secção absorvente



Método de Massari

45 a 50 cm

16



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Esquema de furação

�

�

�

��



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Aplicação por difusão

Difusão do produtoimpermeabilizante dentro do muroGarrafa contendo

produto impermeabilizante

17



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Aplicação por difusão



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Aplicação por injecção

18



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros

��Emulsão betuminosa

��Epóxidas e/ou poliuretanos

��Organo-metálicos

��Acrilamidas

��Silicones polímeros

��Siloxanos

��Siliconatos

��Fluosilicatos

��Silicatos alcalinos

DifusãoInjecçãoTapa-porosHidrófugo

Técnica de introduçãoTipoProdutos



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Estudo experimental com tijolo maciço

Junta com 0,02 m

Base com 0,05 m

Tijolo maciço

Reboco com 0,02 m

A B C

Provete B sem tratamento

Provete B com tratamento

19



Introdução de produtos hidrófugos ou tapa-poros:Estudo experimental com tijolo vazado

Reboco com 0,02 m

Junta com 0,02 m

Tijolo vazado

Base com 0,05 m

A B C

Furação para introdução do produto

Topos vedados


EXECUÇÃO DE CORTE HÍDRICOEXECUÇÃO DE CORTE HÍDRICO







20












Tubos de Knappen

21












Ocultação das anomalias

22



Análise comparativa

Os de maior eficácia são os hidrófugos injectáveis, desde que a barreira seja contínua em toda a

espessura da parede.Altera ligeiramente o aspecto das fachadas.

Produtos hidrófugos ou

tapa-poros

Produz vibrações. Em certas alvenarias podem gerar-se problemas de estabilidade. Só aplicável em alvenarias

resistentes com juntas regulares.Altera significativamente o aspecto das fachadas.

Barreiras estanques

Pouco usado por questões estruturais e arquitectónicas.Altera profundamente o aspecto das fachadas.

Redução da secção absorvente

Corte hídrico

Tubagem interior ventilada

Objecto de investigação.Canal exteriorVentilação da

base das paredes

LimitaçõesMétodo



Análise comparativa

Não constitui propriamente um tratamento.Diminui as áreas úteis.

Se não for possível ventilar o espaço de ar, pode não ter os resultados esperados.

Altera completamente o aspecto interior das paredes.

Execução de parede interior

Ocultação das anomalias

Pouca eficácia.Altera significativamente o aspecto das fachadas.

Tubos de arejamento

Drenos atmosféricos

Activa

Semi-passiva Eficácia muito reduzida.

Passiva

Electro-osmose

LimitaçõesMétodo

23


VI

ESTUDO DE CASOS


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Igreja de Vilar de Frades, Areias de Vilar

24


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Trabalhos realizados anteriormente

SISTEMA DE DRENAGEM PERIFÉRICA E TRATAMENTO DO PAVIMENTO DA NAVE CENTRAL

Reforço estrutural


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Reforço estrutural das fundações

25


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Trabalhos realizados anteriormente

SISTEMA DE DRENAGEM PERIFÉRICA E TRATAMENTO DO PAVIMENTO DA NAVE CENTRAL

Dreno

Dreno Caleira


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Tratamento do pavimento da nave central

26


ESTUDO DE CASOS



ESTUDO DE CASOS


��

27


ESTUDO DE CASOS


��

� ��

��

� ��


ESTUDO DE CASOS

CASO 1 – Intervenção proposta

SISTEMA DE VENTILAÇÃO EXTERIOR DA BASE DAS PAREDES

Canal prefabricado em betão

28


ESTUDO DE CASOS

Brita ou godo

Impermeabilização (telas betuminosas)

Canal de ventilação prefabricado

Ligação à rede de águas pluviais

Parede exterior da Igreja



ESTUDO DE CASOS


SISTEMA DE VENTILAÇÃO EXTERIOR DA BASE DAS PAREDES

Caixa de ventilação com grelha

29


ESTUDO DE CASOS


Grelha de ventilação

Caixa de ventilação

Canal de ventilação prefabricado

Parede exterior da Igreja


ESTUDO DE CASOS


SISTEMA DE VENTILAÇÃO INTERIOR DA BASE DAS PAREDES

Tubo perfurado de betão

30


ESTUDO DE CASOS


Impermeabilização

Geotêxtil

Parede da Igreja

Godo

Areia


Desenho realizado por: Alfredo Ascensão & Paulo Henriques, Arquitectos Lda.


ESTUDO DE CASOS



Admissão de ar ao subsistema Norte

Motor de velocidade variávelhigro-regulável

Admissão de ar ao subsistema Sul

31


ESTUDO DE CASOS




ESTUDO DE CASOS



32


ESTUDO DE CASOS





ESTUDO DE CASOS


Motor helicentrífugo de velocidade regulável

33


ESTUDO DE CASOS


Regulador electrónico da velocidade do motor


ESTUDO DE CASOS


Sondas de humidade relativa e temperatura

34


ESTUDO DE CASOS


Transmissores de humidade relativa e temperatura


ESTUDO DE CASOS


Modelo de controlo

35


ESTUDO DE CASOS


Sistema de aquisição de dados


ESTUDO DE CASOS



Alteração de cota

36


ESTUDO DE CASOS

CASO 2 – Igreja Matriz de Caminha, Caminha


Desenho realizado por: A. Portugal & Manuel M. Reis, Arquitectos e Associados, Lda.

ESTUDO DE CASOS




37


ESTUDO DE CASOS



Areia existente

(tela betuminosa)

Areia repostaImpermeabilização

Geotéxtil

Manilha de betãoBrita

Areia lavadaLajeado existente

Geotéxtil



ESTUDO DE CASOS


Alteração de cota


38


ESTUDO DE CASOS



Areia existenteAreia lavada

Manilha de betãoBrita

Argamassa

GeotéxtilBetãoTilolo de betão (100mm)

Impermeabilização(tela betuminosa)

Lajeado existente



ESTUDO DE CASOS




39


ESTUDO DE CASOS



Peça de ligação

Areia existente

Tilo lo de betão (100mm)Lajeado existente

Tubo de PVC rig idoPN-4Kg/cm2, 200mm

Impermeabilização(te la betuminosa)

Areia existente

Geotéxtil (200 g/m2)Areia lavada

Manilha de betão Ø 200

Betão

Brita

Areia existenteTubo de PVC rigido

Tijolo de betão (100mm)

equipamentos de cont roloCaixa para motor e

Tapete "cairo"Tampa em Betão ( 60 mm)Reboco cerezitado

PN-4Kg/cm2, 200mm

Betão


VII

CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DE MATERIAIS E

COMPONENTES

40


CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DE MATERIAIS E COMPONENTES

Modulação da humidade ascensional em paredes

� Análise bidimensional de transferência de calor e humidade

� Propriedades dos materiais

� Condições climáticas interiores e exteriores

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Modulação da humidade ascensional em paredes:Configuração das paredes objecto de simulação

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41



Modulação da humidade ascensional em paredes:Influência das condições fronteira na cota atingida pela humidade

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Modulação da humidade ascensional em paredes:Validação experimental

42



Betão celular

� Camada de forma aplicada sobre laje estrutural no interior dos edifícios



Betão celular

� Camada de forma em coberturas planas

43



Betão celular – Secagem

� A secagem é complexa e longa especialmente para camadas de grande espessura

� A secagem depende das diferenças de concentração de vapor:

g = ββββ (Cs’-Ca’) [kg/(m2·s)]

� A aplicação de sistemas impermeáveis, madeira, linóleo, epóxicos conduz à ocorrência de patologias



Betão celular – Preparação dos provetes

44



Betão celular – Propriedades

0,08 kg/kgTeor de humidade (50% H.R.)

0,21 kg/kgTeor de humidade higroscópico (98% H.R.)

440 - 600 kg/m³Massa volúmica

0,7 - 2,1 MPaResistência mecânica (27 dias)

1,2 kg/kgTeor de humidade (saturação)

50% (volume)Percentagem de ar



Betão celular – Modelo físico adoptado

H = 100 mm; H = 200 mm; H = 300 mm

H

Impermeável

45



Betão celular – Condições de secagem

SECAGEM EM LABORATÓRIO

T = 22º C ± 2º C

RH = 50% ± 5%

SECAGEM NO EXTERIOR

Ao abrigo da chuva e radiação solar

Exposto durante 12 dias



Betão celular – Heterogeneidade

Variação da intensidade da radiação ao longo da amostra (200 mm)

Amostra A

Amostra B

Amostra C

0 200

0

500

1000

1500

2000

2500

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

ESPESSURA (mm)

INT

EN

SID

AD

E (c

onta

gens

/s)

46



Betão celular – Resultados da secagem em laboratório

Perfis do teor de humidade das amostras com 100 mm (secagem em laboratório)

0,00

0,04

0,08

0,12

0,16

0,20

0,24

0,28

0,32

0,36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ESPESSURA (mm)

TE

OR

DE

HU

MID

AD

E (k

g/kg

)

23 Dias

46 Dias

53 Dias

74 Dias

102 Dias

127 Dias



Betão celular – Resultados da secagem em laboratório

0,18

0,10

0,26

102

(dias)

0,22

0,15

0,28

46

(dias)

0,21

0,12

0,27

74

(dias)

-

0,17

0,32

30

(dias)

0,170,220,23200

0,090,140,23100600

0,22--200400

127

(dias)

53

(dias)

23

(dias)

TEOR EM ÁGUA ( kg/kg )ESPESSURADA CAMADA

(mm)

MASSA VOLÚMICA

(kg/m³)

+ 1,2 l/m2

+ 12 l/m2

+ 15 l/m2

EXCEDE

Teor de Humidade50% H.R.

47



Betão celular – Resultados da secagem no exterior

600 0,43

81

(dias)

0,15100

68

(dias)

TEOR EM ÁGUA ( kg/kg )ESPESSURADA CAMADA

(mm)

MASSA VOLÚMICA

(kg/m³)

+ 19 l/m2 EXCEDE

Teor de Humidade50% H.R.

Exposto ao sol e chuva



Betão celular – Recomendações para a aplicação

48



Betão celular – Conclusões

� A secagem do betão celular é um processo complexo e prolongado que poderá demorar vários meses

� O tempo de secagem aumenta com a espessura da camada aplicada

� O processo de secagem depende das condições climáticas e das características físicas do material

� O betão celular não é homogéneo

� A precipitação provoca um aumento do tempo de secagem



Revestimentos de fachada

� Revestimentos estudados:– Tijolo maciço– Reboco hidráulico tradicional– Reboco monocamada– Betão– Ladrilhos cerâmicos– Granito– Calcário (Moca)– Calcário (Moleanos)

36%

29%

14%

14%

7%

Ladrilhos cerâmicos

Tijolo maciço

Reboco pintado

Monomassa

RPE

49



� Norma Francesa NF B 10-502

Revestimentos de fachada:Determinação do coeficiente de capilaridade (C)



Revestimentos de fachada:Determinação do coeficiente de absorção (A)

� Norma Alemã DIN 52.617

Impermeável

50







Tijolo

[min]

Sem repelente

Com repelente( 100

×M )

/ S

[g/c

m²]

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00

t

51




Calcário (Moleanos)

[min]

Sem repelente

Com repelente( 100

×M )

/ S

[g/c

m²]

t

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00



Revestimentos de fachada – Coeficientes de capilaridade (C)

0,01761,36Sem repelente de águaBetão

0,01761,36Sem repelente de águaCalcário (Moleanos)

0,01250,97Com repelente de água

0,00320,25Monomassa


0,01140,88Sem repelente de água

0,00490,38Ladrilhos cerâmicos

0,03112,41Com repelente de águaCalcário (Moca)

0,04133,20Sem repelente de água

0,00040,03Com repelente de águaGranito

0,01471,14Com hidrófugo

0,02261,75Sem hidrófugoReboco


0,06224.82Sem repelente de águaTijolo

kg/(m2⋅s½)g/(dm2⋅min½)

CMATERIAL

52



Revestimentos de fachada – Velocidade de avanço da frente húmida

Sem hidrófugo

Com hidrófugo

8,3320Tijolo

27,786

9,817Reboco

7,9421Granito

23,817Calcário (Moca)

11,1115Calcário (Moleanos)

2,6563Betão

VELOCIDADE×10-6 [m/s]

AVANÇO DA FRENTE HÚMIDA(1)

[min]MATERIAL

(1) Provetes com 10 mm



Revestimentos de fachada – Porosidade

0,078228,80Tijolo

0,09564,10Granito

0,297813,17Calcário (Moca)

0,11596,78Calcário (Moleanos)

DIMENSÃO MÉDIA DOS POROS[µµµµm]

POROSIDADE[%]

MATERIAL

53



Revestimentos de fachada – Classificação

� Classificação do CSTB para revestimentos à base de ligantes hidráulicos, em função do coeficiente de capilaridade (g/dm2⋅min½)

Revestimento de forte capilaridadeC > 4

Revestimento de fraca capilaridade1,5 < C < 4

Revestimento de muito fraca capilaridadeC < 1,5



� Classificação do CSTB para monomassas, em função do coeficiente de capilaridade (g/dm2⋅min½)

C1 < 1,5

1,0 < C2 < 2,5

2,0 < C3 < 4,0

3,0 < C4 < 7,0

5,0 < C5 < 12,0

C6 > 10,0


54




-0,380,0049Ladrilhos cerâmicos

-0,880,0114Sem repelente de águaGranito

-0,970,0125Com repelente de águaCalcário (Moleanos)

-1,140,0147Com hidrófugoReboco

-1,360,0176Sem repelente de águaBetão

-

Muito FracaCapilaridade


-1,750,0226Sem hidrófugoReboco

-2,410,0311Com repelente de água

-

Fraca Cap.

3,200,0413Sem repelente de águaCalcário (Moca)

-

-

C1

-

-

0,03

0,09

0,25

0,45

4.82

g/(dm2⋅min½)

Forte Cap.

CLASSIFICAÇÃO

0,0622Sem repelente de águaTijolo

Betão

0,0032Monomassa

0,0012Com repelente de água

0,0004Com repelente de águaGranito

0,0058Com repelente de águaTijolo

kg/(m2⋅s½)

CMATERIAL




� Classificação utilizada na Alemanha, em função do coeficiente de absorção

Sucção rápidaA > 2,0 kg/(m2⋅h½)

Preventivo contra a águaA < 2,0 kg/(m2⋅h½)

Quase impermeávelA < 0,5 kg/(m2⋅h½)

ImpermeávelA < 0,001 kg/(m2⋅h½)

55



Revestimentos de fachada – Coeficientes de absorção (A)

0,100,0017Com repelente de águaBetãoQuase impermeável

0,280,0047Monomassa

0,600,0100Com repelente de águaCalcário (Moleanos)

0,640,0107Sem repelente de águaGranito

Preventivo contraa água


2,140,0357Sem repelente de águaCalcário (Moca)

0,180,0030Ladrilhos cerâmicos

0,470,0078Com hidrófugoReboco

0,650,0108Sem repelente de águaBetão

0,700,0117Sem hidrófugoReboco


0,02

0,09

3,03

kg/(m2⋅h½)

Sucção rápida

CLASSIFICAÇÃO

0,0505Sem repelente de águaTijolo

0,0015Com repelente de águaTijolo

0,0003Com repelente de águaGranito

kg/(m2⋅s½)

AMATERIAL


VIII

CONCLUSÕES

56


CONCLUSÕES

� Prevenção é a melhor forma de tratamento contra as humidades ascensionais

� Técnicas de tratamento:– Ventilação da base das paredes– Execução de corte hídrico– Sistemas electro-osmóticos– Drenos periféricos/tubos de arejamento– Ocultação das anomalias

� A utilização de sistemas electro-osmóticos e de drenos atmosféricos/tubos de arejamento conduz a resultados deficientes


CONCLUSÕES

� A ocultação das anomalias implica alteração do aspecto interior da parede e exige a ventilação do espaço de ar

� A execução de um corte hídrico através da injecção ou difusão de produtos químicos na base das paredes pode ser uma tecnologia interessante mas a sua eficácia depende do produto, da porosidade dos materiais e do processo de aplicação

� A ventilação da base das paredes é uma tecnologia simples que é objecto de investigação

humidades ascensionais

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