Browsing by Author "Luso, Eduarda"
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- An experimental analysis on the thermal performance of rammed earth wallsPublication . Luso, Eduarda; Cabello, Isabelle; Silva, Rui; Briga-Sá, AnaEarth has been used as a building material since the beginning of civilizations and its utilization was widespread to most regions of the world, promoted by the high availability, easy access, and low cost of the material. As result of the generalised use of raw earth as building material, many earthen building techniques were developed through time, where adobe masonry, rammed earth and wattle-and-daub are among the most important. Currently, it is estimated that one quarter of the world's population lives in buildings made of earth. However, during the last century, earthen materials fell into disuse in several developed countries with the popularization of concrete, steel and fire bricks. Nevertheless, earthen architecture has been receiving increasing attention in the last few decades, driven by its green building potential and by other features of earthen materials, which includes, among others, unique aesthetics and hygrothermal regulation capacity. Several studies have been developed to characterize earthen solutions concerning physical and mechanical properties. However, regarding the thermal behaviour, it is known that the thermal conductivity of rammed earth is a parameter that depends on the characteristics of the soil (particle size distribution, mineralogy, etc.) and moisture content. Thus, given the soils variability, it becomes clear that further investigation should be addressed to characterize the thermal performance of rammed earth solutions, contributing to define more accurate thermal conductivity values for the design of rammed earth buildings. On this regard, this paper presents an experimental study that aims to characterize the thermal behaviour of rammed earth built with different soils and with different thicknesses. A continuous measurement allowed to obtain heat fluxes, inner surface temperatures and the thermal transmission coefficient of the tested rammed earth walls solutions. Values of 0.72 W/mºC and 1.17 W/mºC were obtained for the thermal conductivity, showing the thermal behaviour variability depending on the soil composition. It was also confirmed that thickness significantly influences the earthen solution thermal behaviour, being verified that the thermal transmission coefficient of a 50 cm thick wall is about 30% lower than the one verified for the wall with 35 cm, built with the same soil.
- Análise experimental de betão de pós reativos (CPR)Publication . Cury, Ana Carolina Seguro; Luso, Eduarda; Vasconcelos, Graça; Mazer, WellingtonO Betão de Pós Reativos (Reactive Powder Concrete-RPC) é caracterizado por ter partículas até 2 milímetros de diâmetro em sua composição, conferindo ao betão resistências à compressão até 200MPa e módulos de elasticidade de 45GPa. Um dos motivos para este tipo de betão atingir altas resistências é devido à sua elevada compacidade que o torna mais eficiente, se comparado ao betão tradicional, no qual o agregado graúdo está habitualmente presente. Os RPC são caracterizados pelo alto conteúdo de sílica ativa, pó de quartzo, fibras de polipropileno e por uma relação água / cimento muito baixa, para além da utilização de um cimento de alta resistência. A granulometria e o tratamento térmico são otimizados para obter as excelentes propriedades mecânicas e de durabilidade. Seu principal uso é em peças esbeltas ou com vãos livres muito amplos, onde se requerem maiores resistências do betão. Através da análise em laboratório de diversas composições deseja-se estabelecer uma equação matemática que apresente as quantidades ótimas de cada insumo na composição de RPC baseada num tratamento estatístico adequado dos resultados. Além disso, deseja-se caracterizar física e mecanicamente cada composição de RPC desenvolvido. Para tanto, os diversos provetes devem ficar em cura húmida por 28 dias, até a execução dos ensaios de caracterização, que incluirão a determinação de resistências à compressão, resistências à tração na flexão, energia de fratura e módulos de elasticidade, como propriedades mecânicas, e determinação de massa volúmica, porosidade, absorção de água por capilaridade, análise termo gravimétrica e microscopia como propriedades físicas.
- Avaliação da degradação de caldas de injeção em ensaios de envelhecimento artificialPublication . Luso, Eduarda; Lourenço, Paulo B.A injeção de caldas à base de cimento ou à base de cal, é uma prática comum no âmbito da Engenharia Civil, nomeadamente em solos, no tratamento de fundações rochosas de barragens, em betão estrutural, no tratamento de fissuras e inclusive em alvenaria de pedra, de forma a melhorar as respetivas propriedades mecânicas e/ou hidráulicas, deste tipo de obras. O ICOMOS recomenda a injeção de argamassas fluidas (caldas) como uma das possíveis técnicas de intervenção a considerar para reforço e consolidação de alvenarias antigas. A escolha da calda a injetar é baseada na experiência da aplicação do produto em outros casos semelhantes, na facilidade de aquisição e transporte ou, ainda, na maioria das vezes, em fatores económicos. Por isso, as caldas comerciais são muito usadas na prática embora as respetivas fichas técnicas tenham informação dispersa e muito vaga e têm sido aplicadas sem conhecimento total das suas propriedades. Neste trabalho, em particular, foi avaliada a durabilidade de uma calda de injeção comercial através do decréscimo da tensão de aderência ao longo de vários ciclos de envelhecimento acelerado em ensaios de curta duração. Ao fim de 252 ciclos de envelhecimento artificial em câmara climática com variação das condições ambientais (calor e frio), não foi obtida praticamente alteração na capacidade aderente da calda em estudo, no entanto parece haver um melhor comportamento face a ciclos de calor e pior devido à ação de temperaturas negativas, bem como uma alteração no modo de rotura dos provetes.
- Bioclimatic constructive solutions existing in vernacular architecture from the North Portugal and “Castela e Leão” (Spain) border regionPublication . Vaz, António Jorge Ferreira; Ferreira, Débora; Luso, Eduarda; Fernandes, SílviaThe traditional architecture is founded as a defining element of the identity of a region, and its essence should be preserved and conserved by means of maintenance and recovery actions. Thus, the best solutions and proposals for intervention should be looked for but this doesn’t imply a back to back innovation and at construction progress. This work is part of the BIOURB project, a cross-border project between Portugal and Spain, which intended to contribute to the change of the current constructive model toward a more sustainable bioclimatic model, both environmentally and economically, reducing the energy consumption of buildings and raising the value of bioclimatic heritage along the border. In order to achieve the study a survey has previously been conducted on the bioclimatic solutions along the border, more specifically between the areas covered by the municipalities of Bragança, Miranda do Douro, Vimioso, Mogadouro, Salamanca, Zamora and, in particular, areas of the natural parks of "Los Arribes del Duero" and "El Sayago". One of the BIOURB project objectives was to establish guidelines for the conservation and rehabilitation of the vernacular architecture so it includes the description of techniques for maintenance and conservation of bioclimatic solutions found and inventoried in the north of the Iberian Peninsula, with special focus on a unique bioclimatic solution known as Sunspace, whose main advantage is to contribute significantly to the improvement of the thermal performance of buildings. It is also important to recover the historical heritage in a sustainable manner, allowing it to become an engine of development for both urban and small rural centres that exist in the periphery of the bigger cities
- Bioclimatic solutions existing in vernacular architecture - geothermal climatizationPublication . Ferreira, Débora; Luso, Eduarda; Vaz, António Jorge Ferreira; Fernandes, SílviaThe traditional architecture is founded as a defining element of the identity of a region, and its essence should be preserved and conserved by means of maintenance and recovery actions. Thus, the best solutions and proposals for intervention should be looked for but this doesn’t imply a back to back on both innovation and construction progress. This work is part of the BIOURB project, a cross-border project between Portugal and Spain, which intended to contribute to the change of the current constructive model towards a more sustainable bioclimatic model, both environmentally and economically, reducing buildings energy consumption and raising the value of bioclimatic heritage along the border region. This paper includes the description of a series of tasks in order to perform buildings maintenance and rehabilitation, dignifying the built heritage and enhancing the use of traditional materials and techniques, with a view to economic and environmental sustainability. It is intended to provide a set of relevant information for those who have the responsibility or the concern to extend the life of buildings and disclose among users, current and potential, good and bad, options for the conservation and rehabilitation as well as anomalies that currently affect buildings. Geothermal climatization is one of the eight bioclimatic solutions identified using renewable energies. This climatization system takes advantage of the thermal characteristics of the in depth ground which presents constant temperatures throughout the year (also, temperature increases with depth). These steady temperatures are easy to find when one get into buried spaces of buildings by checking that they are cooler in summer and have warm temperatures in winter. Taking advantage of the ground characteristics is reflected a bit everywhere in buried constructions that are therefore more protected from the weather. Buried spaces without any day lighting, excavated in earth and stone, were the most often used for preserving food and wine. The main purposes of this work are to analyse this type of bioclimatic solution, to provide conservation, preservation and rehabilitation techniques, as well as to cope with the benefits of the principles of traditional architecture that should integrate and inspire the bioclimatic construction.
- Blocos ecológicos com incorporação de resíduos municipaisPublication . Spuldaro, Gabriel Fernando; Luso, Eduarda; Ferreira, Débora; Ribeiro, RodrigoA necessidade de métodos construtivos mais sustentáveis, utilizando-se materiais ecológicos em seus procedimentos, que apresentem um mínimo impacto ambiental tem crescido muito. A utilização de blocos de solo-cimento se enquadra como um destes procedimentos mais ecológicos. Levando isso em consideração, o projeto de pesquisa em questão tem por objetivo estudar o comportamento mecânico de uma alvenaria, confeccionada em laboratório, feita em blocos de solo-cimento com incorporação de resíduos orgânicos. Como o material solo é muito heterogêneo, a mistura de solo utilizada na confecção dos blocos é dosada em laboratório de maneira a facilitar sua caraterização. Os blocos então são confeccionados compactando a mistura de solo, cimento, água e resíduos orgânicos em um molde, utilizando uma prensa hidráulica na compactação. Após a execução dos blocos, será feita a execução de uma alvenaria de 1 metro quadrado, a qual será ensaiada a compressão axial para analisar suas propriedades mecânicas. Os resíduos foram incorporados na confecção dos blocos de solo-cimento de forma a terem uma utilização final mais sustentável. Como se tratam de resíduos orgânicos, além da caraterização mecânica da alvenaria, será feita uma análise da qualidade do ar para diagnosticar se os blocos apresentam ou não a emissão de possíveis compostos voláteis prejudiciais para ambiente ou para a saúde dos utentes. Isso será feito colocando um número adequando de blocos dentro de uma caixa, ambiente controlado, e medindo as quantidades de compostos voláteis presentes no ar no interior da caixa.
- Blocos ecológicos de solo-cimento com incorporação de resíduosPublication . Ferreira, Débora; Luso, Eduarda; Cruz, MariaNeste artigo pretende-se fazer uma revisão dos trabalhos já realizados em blocos de solo-cimento com utilização de resíduos, o que servirá de base para o projeto VALORCOMP em fase inicial e que pretende caracterizar blocos ecológicos resultantes de uma mistura homogénea e compactada de solo, cimento, água e resíduos em proporções adequadas, curados e sem qualquer tipo de cozedura. O solo é uma matéria-prima abundante, com bom comportamento térmico, reciclável e reutilizável, incombustível, não tóxico e sem necessidade de processos de transformação dispendiosos, o que permite eleger este material como uma das alternativas para a construção sustentável. As limitações do solo, enquanto material de construção, em particular o seu comportamento mecânico e a sua suscetibilidade na presença da água, podem ser minimizadas através de processos de estabilização de solos. Na composição dos blocos, o solo é o elemento com percentagem mais elevada e o cimento é adicionado em várias proporções com o objetivo de exercer uma ação aglutinante, sendo responsável pelas propriedades de resistência mecânica do produto final. Adicionando resíduos à composição dos blocos as suas propriedades mecânicas, físicas e térmicas ficam alteradas, sendo necessário fazer a sua determinação em laboratório a fim de avaliar o potencial de recuperação dos resíduos. Os principais resíduos orgânicos encontrados na pesquisa efetuada foram as cascas de ovos ou cinzas, cascas de arroz, bagaço de malte, de cana-de-açúcar, cinzas de caldeira, resíduos da indústria do papel, da madeira e lixo orgânico depositado em aterros. Os melhores resultados em termos de desempenho global foram os conseguidos com as cascas de ovos ou cinzas, cascas de arroz, bagaço de banana e resíduos orgânicos, o que permite constatar que esta alternativa de reutilização dos resíduos, além das vantagens ambientais também pode possibilitar uma diminuição dos custos associados aos aterros.
- Bond strength characterization of commercially available grouts for masonryPublication . Luso, Eduarda; Lourenço, Paulo B.Heritage masonry structures often show signs of deterioration due to ageing, soil settlements, extreme events or other actions. Repairing these structures using grout injection is an interesting technique since it preserves the historical character of the existing materials, even if filling voids and bringing a bonding addition. A high-performance grout for use in these structural repairs should meet several performance criteria, including fluidity, strength, compatibility and durability. The main objective of this study is to assess the bond characteristics of four commercially available (CA) grouts available in Europe, as this is possibly the most needed mechanical performance of grouts. The bond mechanism was studied in composite grout/stone specimens, as the shear bond strength of the grout–stone interface is the main property affecting the behaviour of grouted walls. In-depth characterization of the tensile strength of the interface between grout and stone required the preparation of specimens with the selected CA grouts and three usual stones in historical buildings: limestone, schist and yellow granite. The moisture content of the stones was also varied, as this is difficult to control in real case studies. Therefore, the tests were performed with dry, moist and saturated stones. Significant differences were found between the different grouts, stressing the need for adequate material selection.
- Caracterização do comportamento de argamassas coloridas a base de cal submetidas ao envelhecimentoPublication . Obrzut, Lauren; Luso, Eduarda; Medeiros, ArthurA utilização de rebocos – camada de finalização em paredes de diferentes materiais – se torna diferenciada quando aplicada em intervenções de conservação de paredes antigas ou mesmo quando tem fins estéticos, com a utilização de pigmentos, tanto incorporados na mistura como através de pintura (caiação). Estas argamassas coloridas, aparecem com grande destaque em culturas regionais do centro, sul e ilhas de Portugal, tendo um resultado esplendoroso. Este estudo desenvolveu três composições diferentes de argamassas de Cal, sendo a primeira delas livre de aditivos, a segunda adicionada de Metacaulino - Material de alta reatividade pozolânica constituído basicamente de sílica e alumina - e à terceira Cimento. As três composições foram ensaiadas nos seus estados frescos - com objetivo de se obter consistências parecidas em nível de trabalhabilidade - e endurecidos, com caracterização mecânica nas idades de 28, 60, 90, 135 e 180 dias e de aderência em superfícies de blocos cerâmicos. Argamassas à base de Cal (ligante obtido através da decomposição térmica do calcário) são constantemente utilizadas, visto que este material apresenta propriedades compatíveis com estruturas de pedra, por exemplo. Já o cimento é um material muito recorrente, sendo relevante seu comportamento nesta utilização. De qualquer forma, todas as argamassas de reboco devem apresentar uma durabilidade considerável quando exposta a intempéries. Portanto, este estudo tem como objetivo principal a caracterização da durabilidade destes materiais submetidos ao envelhecimento natural e artificial. Provetes foram sujeitos à toda a estação da primavera em Bragança e simultaneamente à QUV Accelerated Weathering Testers, com ciclos alternados de luz UV, umidade controlada e temperaturas elevadas, simulando, respetivamente: luz solar com lâmpadas UV específicas, orvalho, brisa e chuva com umidade de condensação e spray de água, e variação de temperatura assim como ocorre durante os dias e estações. Pretende-se, ao concluir o estudo, comparar às análises de alteração de massa, textura, fissuração, cor e resistência obtidos nas duas metodologias de envelhecimento além de indicar qual a melhor utilização em diferentes aspetos das composições desenvolvidas.
- Caracterização experimental de argamassas coloridas à base de cal submetidas ao envelhecimentoPublication . Obrzut, Lauren; Luso, Eduarda; Medeiros, ArthurAs argamassas de reboco, aplicadas em reabilitação de edifícios antigos, devem ser essencialmente diferentes das utilizadas atualmente em edifícios contemporâneos. Isto porque estes materiais devem ter compatibilidade física, química e mecânica com o suporte, o que é conseguido utilizando argamassas à base de cal. Este estudo desenvolveu três composições diferentes de argamassas à base de cal com pigmentos, sendo a primeira livre de aditivos, a segunda adicionada de metacaulim e a terceira de cimento, buscando, através de ensaios laboratoriais, evidenciar a compatibilidade com aplicações de reabilitação ou a falta dela. Todas as composições foram submetidas a ensaios de envelhecimento natural e artificial, sendo expostos às condições climatéricas da primavera do ano de 2019 no município de Bragança e a 1008 horas de ciclos de intemperismo artificial em um equipamento QUV Accelerated Weathering Tester, respetivamente. A caracterização da durabilidade de materiais diretamente expostos ao ar livre tem vantagens económicas e permite a melhoria da qualidade do material, atendendo aos requisitos do mercado de forma mais eficaz. Os resultados obtidos mostram justamente a incompatibilidade da utilização de altos teores de materiais pozolânicos e cimento, já que estes resultam em valores inadequadamente altos de resistência à flexão e compressão para alvenarias antigas. Os ensaios de envelhecimento apresentam duas linhas de tendência, sendo a degradação dos materiais maior em um fator 1:2 na metodologia artificial; porém, em termos de resistência as mesmas são acrescidas nesta metodologia, provenientes de uma aceleração e potencialização no processo de carbonatação da cal presente em todas as composições.