Jhonny Almeida de Cas o
no emb o de 2021
UMinho | 2021 Compo amen o Té mico de A gamassas de Gesso com
Inco po ação de Ma e ial de Mudança de Fase
Uni e sidade do Minho
Escola de Engenha ia
Jhonny Almeida de Cas o
Compo amen o Té mico de A gamassas de
Gesso com Inco po ação de Ma e ial de
Mudança de Fase
no emb o de 2021
Disse ação de Mes ado
Ciclo de Es udos In eg ados Conducen es ao
G au de Mes e em Engenha ia Ci il
T abalho e e uado sob a o ien ação de
P o esso Dou o José Luís Ba oso de Aguia
Coo ien ado a
Dou o a Sand a Raquel Lei e da Cunha
Jhonny Almeida de Cas o
Compo amen o Té mico de A gamassas de
Gesso com Inco po ação de Ma e ial de
Mudança de Fase
Uni e sidade do Minho
Escola de Engenha ia
ii
DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS
Es e é um abalho académico que pode se u ilizado po e cei os desde que espei adas as eg as e boas
p á icas in e nacionalmen e acei es, no que conce ne aos di ei os de au o e di ei os conexos.
Assim, o p esen e abalho pode se u ilizado nos e mos p e is os na licença abaixo indicada.
Caso o u ilizado necessi e de pe missão pa a pode aze um uso do abalho em condições não p e is as no
licenciamen o indicado, de e á con ac a o au o , a a és do Reposi ó io da Uni e sidade do Minho.
Licença concedida aos u ilizado es des e abalho
A ibuição
CC BY
h ps://c ea i ecommons.o g/licenses/by/4.0/
iii
AGRADECIMENTOS
O sucesso é u o de um g ande abalho de equipa, di o is o que ia em p imei o luga ag adece aos meus
pais, em especial á minha mãe po me e colocado semp e em p imei o luga e po odos os sac i ícios que
ealizou pa a a conc e ização des a minha e apa.
A i Te esa po e es es ado semp e ao meu lado, nos maus e nos bons momen os, só u e eu sabemos pelas
di iculdades que a a essamos. Amo e g a idão são os sen imen os que de inem o que eu sin o po i.
Ao P o esso Dou o José Ba oso de Aguia , po odo o seu acompanhamen o e es ímulo na esolução dos
p oblemas que su gi am nes a caminhada.
À admi á el Dou o a Sand a Cunha po odo a dedicação, empo e ajuda pa a comigo ao longo des es anos.
Sem ela a ealização des a disse ação se ia inexequí el. Sin o-me um eliza do po e ido a so e de
abalha com ela e de a e ido ao meu lado nes a e apa da minha ida.
Aos amigos que adqui i na academia, em especial ao Hugo, à Filipa, ao Hélde , ao Sé gio e ao Rui, sem a
ossa ajuda e sem as nossas ma a onas de abalho e es udo o meu caminho a é aqui e ia sido mui o mais
di ícil. Sem dú ida ocês consegui am um luga no meu co ação, jamais i ei esquece os momen os que
passamos jun os.
Aos écnicos do Labo a ó io de Engenha ia Ci il, em especial ao s . Ca los Jesus, po oda a disponibilidade
demons ada, a odo o co po le i o do Depa amen o de Engenha ia Ci il e a odas as pessoas que
con ibuí am em di e en es ní eis na ealização des e abalho de o ma di e a ou indi e a.

i
DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE
Decla o e a uado com in eg idade na elabo ação do p esen e abalho académico e con i mo que não eco i
à p á ica de plágio nem a qualque o ma de u ilização inde ida ou alsi icação de in o mações ou esul ados
em nenhuma das e apas conducen e à sua elabo ação.
Mais decla o que conheço e que espei ei o Código de Condu a É ica da Uni e sidade do Minho.
COMPORTAMENTO TÉRMICO DE ARGAMASSAS DE GESSO COM INCORPORAÇÃO DE MATERIAL DE
MUDANÇA DE FASE
RESUMO
Sendo de longe o consumo de ene gia o maio esponsá el pela emissão de gases de e ei o de es u a a a és
do consumo de on es de ene gia não eno á eis, com g a es impac os no meio ambien e a p oblemá ica da
e iciência ene gé ica em ganho uma posição de des aque nos úl imos empos. Di o is o, emos a
necessidade u gen e de diminui a nossa dependência em on es de ene gia não eno á eis, eduzi a
p odução de gases de e ei o de es u a e eduzi os cus os de ope ação dos edi ícios, endo a clima ização dos
mesmos um papel undamen al nes e quesi o. A u ilização de ma e iais de mudança de ase (PCM) em
a gamassas em mos ado mui o po encial pa a aumen a a e iciência ene gé ica dos edi ícios de ido à
capacidade de abso ção e libe ação de ene gia pa a o meio ambien e. Tendo em is a o comba e a es e
p oblema o am desen ol idas a gamassas de gesso com inco po ação de di e en es eo es de PCM não-
encapsulado.
Es e abalho ap esen a o es udo de qua o a gamassas de gesso com di e en es eo es de PCM não
encapsulado, em unção da massa do ligan e u ilizado: 0% (a gamassa de e e ência), 5%, 10% e 20%. Es as
qua o composições o am a aliadas a a és de ensaios labo a o iais pa a a de e minação de algumas das
p op iedades ísicas, mecânicas e é micas mais ele an es, ais como a abalhabilidade, abso ção de água,
esis ência à lexão e comp essão e desempenho é mico. A azão água/ligan e oi man ida nas qua o
composições, endo sido necessá io muda a quan idade de supe plas i ican e pa a man e a abalhabilidade
em cada uma delas, e i icando-se uma edução das capacidades mecânicas e ambém uma diminuição da
abso ção de água das a gamassas com o aumen o do eo de PCM. Foi possí el ambém e i ica um
aumen o do desempenho é mico e elado pelo aumen o das empe a u as mínimas, diminuição das
empe a u as máximas e edução das necessidades de clima ização à medida que aumen a o eo de PCM
inco po ado. Exis iu uma edução das necessidades o ais de clima ização na es ação amena quando
compa adas com a a gamassa de e e ência na o dem dos 30%, 59% e 67% nas composições com 5%, 10% e
20% de PCM espe i amen e, de igual modo e i icou-se uma edução de 22% 29 e 30% das necessidades na
es ação quen e nessas mesmas composições.
Pala as cha e: A gamassas, e iciência ene gé ica, gesso, sus en abilidade, ma e ial de mudança de ase.
i
THERMAL BEHAVIOR OF GYPSUM PLASTERS WITH INCORPORATION OF PHASE CHANGE MATERIAL
ABSTRACT
Being by a he ene gy consump ion he la ges esponsible o he emission o g eenhouse gases h ough he
consump ion o non- enewable ene gy sou ces, wi h se ious impac s on he en i onmen he p oblem o
ene gy e iciency has gained a p ominen posi ion in ecen imes. Tha said, he e is an u gen need o educe
ou dependence on non- enewable ene gy sou ces, educe he p oduc ion o g eenhouse gases and educe
he ope a ing cos s o buildings, wi h he ai condi ioning o buildings playing a key ole in his ega d. The use
o phase change ma e ials (PCM) in plas e s has shown much po en ial o inc ease he ene gy e iciency o
buildings due o hei abili y o abso b and elease ene gy in o he en i onmen . In iew o comba ing his
p oblem, gypsum plas e s wi h inco po a ion o di e en con en s o non-encapsula ed PCM ha e been
de eloped.
This pape p esen s he s udy o ou gypsum plas e s wi h di e en con en s o non-encapsula ed PCM, as a
unc ion o he mass o he binde used: 0% ( e e ence plas e ), 5%, 10% and 20%. These ou composi ions
we e e alua ed h ough labo a o y es s o de e mine some o he mos ele an physical, mechanical and
he mal p ope ies, such as wo kabili y, wa e abso p ion, lexu al and comp essi e s eng h, and he mal
pe o mance. The wa e /binde a io was main ained in he ou composi ions, and i was necessa y o
change he amoun o supe plas icize o main ain he wo kabili y in each one o hem, e i ying a educ ion in
he mechanical capaci ies and also a dec ease in he wa e abso p ion o he plas e s wi h inc easing PCM
con en . I was also possible o e i y an inc ease in he mal pe o mance e ealed by he inc ease in
minimum empe a u es, dec ease in maximum empe a u es, and educ ion in ai condi ioning needs as he
con en o inco po a ed PCM inc eased. The e was a educ ion o he o al cooling needs in he mild season
when compa ed o he e e ence plas e in he o de o 30%, 59% and 67% in composi ions wi h 5%, 10% and
20% o PCM espec i ely, simila ly he e was a educ ion o 22% 29 and 30% o he needs in he ho season in
hese same composi ions.
Keywo ds: Plas e s, ene gy e iciency, gypsum, sus ainabili y, phage change ma e ial.
ii
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 1
1.1. Enquad amen o ....................................................................................................................... 1
1.2. Obje i os .................................................................................................................................. 1
1.3. O ganização e desc ição dos con eúdos ................................................................................... 2
2. ESTADO DO CONHECIMENTO .................................................................................................... 4
2.1. A gamassas ............................................................................................................................. 4
2.1.1. Concei o ........................................................................................................................... 4
2.1.2. Enquad amen o his ó ico .................................................................................................. 4
2.1.3. Classi icação ..................................................................................................................... 5
2.2. Composição das a gamassas ................................................................................................... 7
2.2.1. Ligan es ............................................................................................................................ 7
2.2.1.1. Gesso ............................................................................................................................ 7
2.2.2. Ag egados ........................................................................................................................ 9
2.2.3. Água ............................................................................................................................... 10
2.2.4. Adju an es ...................................................................................................................... 10
2.2.5. Adições ........................................................................................................................... 11
2.3. Desen ol imen o sus en á el na cons ução ........................................................................... 11
2.4. A gamassas é micas ............................................................................................................. 13
2.5. PCM. ..................................................................................................................................... 14
2.5.1. Gene alidades ................................................................................................................. 14
2.5.2. P incípio de uncionamen o do PCM ................................................................................ 15
2.5.3. Classi icação do PCM ...................................................................................................... 16
2.5.4. Inco po ação do PCM em ma e iais de cons ução .......................................................... 20
3. MATERIAIS E MÉTODOS DE ENSAIO .......................................................................................... 35
3.1. Ma e iais ................................................................................................................................ 35
3.1.1. Gesso ............................................................................................................................. 35
3.1.2. Ag egados ...................................................................................................................... 36
3.1.3. Supe plas i ican e ........................................................................................................... 37
3.1.4. PCM ............................................................................................................................... 37
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Ou os c i é ios de classi icação das a gamassas, adap ado de Ca asek, H [11]. ........................... 6
Tabela 2 - Classi icação de alguns ma e iais de mudança de ase [24]. ....................................................... 18
Tabela 3 - Ca ac e ís icas p incipais do PCM Ine ek [27]. ........................................................................... 31
Tabela 4 - P incipais p op iedades do PCM [53]. ......................................................................................... 39
Tabela 5 - Quan idades de cada cons i uin e em kg/m³. .............................................................................. 40
Tabela 6 - Ins an es das medições du an e as p imei as 24 ho as do ensaio. .............................................. 43
Tabela 7 – Diâme o de espalhamen o........................................................................................................ 52
Tabela 8 - Classi icação das a gamassas segundo o coe icien e de abso ção de água po capila idade. ....... 55
Tabela 9 - Classi icação das a gamassas segundo a esis ência à comp essão. ........................................... 58
Tabela 10- Necessidades de a e ecimen o e aquecimen o na es ação quen e. ............................................ 69
Tabela 11 - Necessidades de a e ecimen o e aquecimen o na es ação amena. ........................................... 73
Tabela 12 - - Necessidades o ais de clima ização. ...................................................................................... 73

Capí ulo 1 – In odução
1
1. INTRODUÇÃO
1.1. Enquad amen o
As sociedades a ualmen e são o almen e dependen es de ene gia, sendo o consumo ene gé ico pe capi a
um dos indicado es de desen ol imen o de um país. A ualmen e, é impossí el imagina po exemplo um
es ilo de ida sem ele icidade ou anspo es, no en an o es a dependência ene gé ica em aca e ado ní eis
de poluição nunca e i icados, nomeadamen e nos esíduos e gases com e ei o de es u a (GEE) [1].
Num mundo onde se es ima que 36% da ene gia mundial é consumida po edi ícios e que es es mesmos
p oduzem 40% do dióxido de ca bono em ope ações elacionadas com ene gia, e onde as cons uções
consomem en e 50% a 70% de odos os ecu sos na u ais do mundo conside ando odo o seu ciclo de ida,
conclui-se que o se o das cons uções em um papel undamen al na sus en abilidade do nosso plane a [2].
Di o is o, e com o in ui o de eduzi o consumo ene gé ico, o na-se imp escindí el eduzi a a u a elé ica e
encon a soluções cons u i as pa a alcança o con o o é mico no in e io dos edi ícios, limi ando ao
máximo o uso de equipamen os de clima ização.
Os ma e iais u ilizados na cons ução êm um papel de des aque. As a gamassas com inco po ação de
Ma e iais de Mudança de Fase (Phase Change Ma e ials - PCM) su gem como uma solução p omisso a
de ido às suas ca ac e ís icas e mo egulado as. Es es ma e iais em a capacidade de abso e ou libe a
ene gia em o ma de calo , mudando o seu es ado de sólido pa a líquido e ice- e sa em unção da
empe a u a ambien e, con ibuindo pa a a es abilização das empe a u as in e io es e consequen emen e o
aumen o do con o o é mico [3].
Es e abalho, isa es uda a inco po ação de di e en es eo es de PCM não-encapsulado em a gamassas de
gesso pa a u iliza como ma e ial de e es imen o.
1.2. Obje i os
Vá ios es udos já o am ealizados comp o ando que as a gamassas é micas podem se uma boa apos a
com impac os bené icos na dimensão social, económico e ambien al.
A p esen e disse ação em como p incipal obje i o es uda o compo amen o é mico de a gamassas de
gesso com a inco po ação de PCM não-encapsulado a se u ilizado em e es imen os in e io es de pa edes e
e os, e assim a alia de que o ma pode con ibui pa a o con olo da empe a u a no in e io dos edi ícios e
Capí ulo 1 – In odução
2
assim melho a as condições de habi abilidade, sem p ejuízo pa a o meio ambien e. Tendo em men e es e
p opósi o o am es abelecidas ês a gamassas de gesso com di e en es pe cen agens de PCM (5%,10%, e
20%) e uma a gamassa de e e ência sem inco po ação de PCM. Fo am cons uídas qua o células de es e,
com a es a de 20 cm e e es idas no in e io com um cm de a gamassa e in oduzidas numa câma a
climá ica onde são simuladas leis de empe a u a p e iamen e es abelecidas.
Pa a além da ca ac e ização é mica as qua o a gamassas o am ensaiadas quan o à sua abalhabilidade
a a és do ensaio de espalhamen o, abso ção de água po capila idade e ime são, esis ência à comp essão
e lexão com o in ui o de con i ma a iabilidade e seleciona como úl imo passo a composição com os
melho es esul ados e que espei e odos os equisi os no ma i os.
1.3. O ganização e desc ição dos con eúdos
A p esen e disse ação oi di idida em 6 capí ulos, cada um deles di idido em subcapí ulos, de modo a
pe mi i uma es u u a coe en e e o ganizada
Os con eúdos abo dados em cada capí ulo são:
• Capí ulo 1 – In odução. Es e capí ulo ap esen a o ema em es udo e o seu espe i o enquad amen o,
assim como os obje i os da in es igação e a es u u a do abalho.
• Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o. Nes e capí ulo oi ealizada uma e isão bibliog á ica a a és
dos es udos ealizados po ou os in es igado es. São ap esen adas as di e en es a gamassas endo
em conside ação a sua esenha his ó ica e ma é ias-p imas cons i uin es, a emá ica do
desen ol imen o sus en á el e e iciência ene gé ica, o PCM e o seu p incípio de uncionamen o,
classi icação, p incipais ca ac e ís icas e di e en es aplicações na cons ução.
• Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio – Es e capí ulo cen a-se nos ma e iais, di e en es
composições e p ocedimen os expe imen ais que o am u ilizadas na in es igação pa a a aliação das
p op iedades ísicas, mecânicas e é micas das a gamassas.
• Capí ulo 4 –Análise e Discussão de Resul ados – Es e capí ulo ap esen a os esul ados ob idos
a a és dos di e sos ensaios labo a o iais ealizados ao longo da in es igação, assim como uma
análise e discussão cuidada e undamen ada dos mesmos.
Capí ulo 1 – In odução
3
• Capí ulo 5 – Conclusão – Nes e capí ulo o am enunciadas odas as conclusões ob idas com a
ealização da in es igação em causa, assim como possí eis desen ol imen os u u os na á ea.
• Capí ulo 6 – Bibliog a ia – Nes e capí ulo encon am-se disponí eis odas as on es u ilizadas como
undamen o da disse ação em causa.
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
4
2. ESTADO DO CONHECIMENTO
2.1. A gamassas
2.1.1. Concei o
Conside a-se uma a gamassa como a junção de um ou mais agen es ligan es (gesso, cal ou cimen o), com
ag egados de dimensão eduzida e água. Além des es cons i uin es co en es, podem se adicionados
adju an es e/ou adi i os com o in ui o de al e a as ca ac e ís icas des as an o no es ado esco como no
es ado endu ecido [4].
Os ligan es êm como unção liga ou aglome a ou os ma e iais como a eias e b i as, modi icando a
es u u a e endu ecimen o da pas a.
Os ag egados podem se inos, médios ou g ossos e são conside ados o esquele o da mis u a de ido á
ligação dos seus g ãos com o ligan e. A du eza, g anulome ia, po osidade, o ma dos g ãos e p esença de
con aminan es nos ag egados, são alguns dos a o es que a e am o compo amen o das a gamassas [5].
As adições e adju an es po sua ez são ma e iais que êm como inalidade modi ica e/ou con e i ce as
p op iedades às a gamassas.
Po úl imo, a água em como p incipal unção nas a gamassas ga an i a capacidade aglu inan e dos á ios
cons i uin es no es ado esco e con e i assim consis ência na sua aplicação, sendo a azão água/ligan e
uma componen e essencial que i á in luencia as ca ac e ís icas mecânicas e ísicas da mis u a [6].
2.1.2. Enquad amen o his ó ico
A u ilização de ma e iais pa a a cons ução de ab igos emon a às ci ilizações mais an igas. As a gamassas
e am usadas com o in ui o de p o ege e e o ça as cons uções e assim nos de ende das in empé ies,
po ém e am con ecionadas de o ma p imi i a unicamen e com ma e iais p esen es na na u eza. Os
p imei os indícios de u ilização des es ma e iais emon am há mais de 9000 mil anos, com a aplicação de
a gilas mis u adas com água, que e am secas ao sol pa a a cons ução de al ena ias e de alguns es ígios na
zona de Ana ólia e da Sí ia de ebocos à base de gesso. Com o passa dos empos o am-se ape eiçoando as
écnicas e p ocedimen os com a secagem ao sol de blocos de lama, adobes mis u ados com palha
melho ando as suas p op iedades [7]. Po ém há es udos que indicam o uso de ped a calcá ia há mais de
10000 anos no ab ico de a gamassas, ped a que após calcinada em o nos a lenha dá o igem à cal i a [8].
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
5
CaCO3 → CaO + CO2
Pos e io men e, é adicionada pelos omanos água à cal i a, que após a e apo ação do excesso des a, dá
o igem à cal hid a ada [8].
Os omanos consegui am ainda aumen a a du abilidade das a gamassas com a junção das cinzas dos
ulcões (pozolanas) an es do cozimen o da cal, ap esen ando ambém adi i os e adju an es pa a além dos
ag egados como esinas, p o eínas e cinzas nas suas composições, chega am inclusi e a mis u a sangue,
lei e e banha pa a melho a a abalhabilidade, coesão e impe meabilização. Sabe-se ambém que os
omanos ize am moldes de gesso de cen enas de es á uas e di undi am a u ilização des e ligan e a odo o
impé io [8,9].
Vá ios séculos mais a de, su ge a cal hid áulica como ligan e hid áulico pela mão do engenhei o inglês Jonh
Smean on (1724 -1792) [7].
Seguidamen e o inglês, Joseph Aspdin egis a a pa en e do cimen o em 1825, ao qual chamou de Po land
de ido as simila idades de co com a ped a p esen e na Ilha de Po land, com a melho ia des e ligan e a cal
hid áulica e a cal aé ea começam a pe de espaço de me cado [8,7].
Ao longo dos p óximos anos, a é aos dias de hoje as a gamassas e cons i uin es con inua am a so e
modi icações e melho ia dos mé odos de ab ico como po exemplo a u ilização de o nos mais so is icados
pa a o ab ico da cal hid áulica, em que se podia a ingi os 1000°C ou o ab ico de a gamassas secas
p on as a aplica [8,7].
2.1.3. Classi icação
As a gamassas são classi icadas po di e sos a o es endo po base as suas ca ac e ís icas. Um desses
a o es é a sua massa olúmica, onde são ca ego izadas em a gamassa le es, no mais ou pesadas [9].
As a gamassas le es os en am uma massa olúmica in e io ou igual a 2000 kg/m³, as a gamassas no mais
possuem uma massa olúmica maio que 2000 e meno que 2600 kg/m³ e po úl imo as a gamassas
pesadas êm uma massa olúmica igual ou supe io a 2600 kg/m³ [9].
As a gamassas podem se ambém ca ac e izadas com base nos alo es dos ensaios de abso ção de água
po capila idade, da sua esis ência mecânica à comp essão ou da sua condu ibilidade é mica segundo a
no ma NP EN 998-1:2010 [10].

Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
6
As a gamassas são classi icadas em a gamassas indus iais, semi-acabadas e a gamassas adicionais
median e o seu local de p odução. As a gamassas indus iais são doseadas e mis u adas em áb ica sendo
ap esen ada em pó ou em pas a p on a a u iliza , nas a gamassas indus iais semi-acabadas os cons i uin es
são doseados e mis u ados em ob a ou doseados e mis u ados em áb ica adicionando pos e io men e ou os
ma e iais o necidos pelo ab ican e, e as a gamassas adicionais são doseadas e mis u adas em ob a [8,9].
Ou os c i é ios com base nas suas ca ac e ís icas podem se usados pa a classi ica a gamassas (Tabela 1)
ais como na u eza, ipo e núme os de ligan es, consis ência e plas icidade [11].
Tabela 1 - Ou os c i é ios de classi icação das a gamassas, adap ado de Ca asek, H [11].
C i é io de Classi icação
Tipos
Quan o à na u eza do ligan e
A gamassa aé ea
A gamassa hid áulica
Quan o ao ipo de ligan es
A gamassa de cal
A gamassa de cimen o
A gamassa de cimen o e cal
A gamassa de gesso
A gamassa de cal e gesso
Quan o ao núme o de ligan es
A gamassa simples
A gamassa mis a
Quan o à consis ência da a gamassa
A gamassa seca
A gamassa plás ica
A gamassa luída
As a gamassas ambém podem se classi icadas quan o á sua unção e di idem-se em ês g andes
ca ego ias, a gamassas de assen amen o, a gamassas de e es imen o e a gamassas especiais:
As a gamassas de assen amen o são as que azem a ligação en e as ped as na u ais e a i iciais das
cons uções de al ena ias. As a gamassas de e es imen o que como o nome indica são a gamassas de
cobe u a com o in ui o de p o ege e deco a pa edes, e os ou achadas e po úl imo emos as a gamassas
especiais que usu uem de ce os a ibu os especí icos como ob u ação, p o eção con a os aios X,
isolamen o acús ico, e c. [4,9].
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
7
2.2. Composição das a gamassas
2.2.1. Ligan es
Uma a gamassa pode se cons i uída po um ou mais ligan es, no ge al es es são ma e iais inos e de
na u eza mine al como cimen o, gesso e cal. Têm como inalidade aglu ina ou os ma e iais como a eias,
que quando da adição de água o mam uma pas a maleá el que ganha p esa e endu ece com o empo [7].
Os ligan es hid ó ilos são ligan es que quando adicionado e mis u ado com a água aglome a ou os ma e iais
e o mam uma pas a maleá el e moldá el. São cons i uídos po ma é ia ina e são u ilizados sob e udo em
a gamassas e be ões. Alguns exemplos de ligan es hid ó ilos são a cal aé ea, gesso, cal hid áulica e cimen o.
São es es ligan es que são usados no malmen e no ab ico de a gamassas. Exis em dois ipos de ligan es
hid ó ilos que são os aé eos e os hid áulicos [11]:
Um ligan e hid ó ilo aé eo é um ligan e que endu ece ao a após se mis u ado com água e o ma uma
pas a, po ém a pas a endu ecida que pode con e ou os ma e iais é acilmen e de e io ada quando em
con ac o no amen e com água. Ex: cal aé ea e gesso. Um ligan e hid ó ilo hid áulico é um ligan e que quando
mis u ado com água, endu ece expos o ao a ou subme so em água, e que após es e endu ecimen o
consegue esis i á ação da água. Ex: cal hid áulica e cimen o [12].
No âmbi o des a disse ação se á abo dado o gesso, ligan e do ipo hid ó ilo aé eo cons i uin e das di e en es
a gamassas obje o de es udo.
2.2.1.1. Gesso
O gesso é um ma e ial la gamen e u ilizado na cons ução ao longo dos empos, po exemplo as pi âmides do
Egi o são cons i uídas po blocos de ped a assen es com a gamassas de gesso [12]. O gesso é um ma e ial
encon ado abundan emen e na na u eza, encon ando-se sob a o ma de anid i e (sul a o de cálcio) - CaSO4,
ou gipsi e ambém conhecido como ped a de gesso (sul a o de cálcio di-hi a ado) - CaSO4.2H2O [11,12].
A ped a de gesso é ex aída nas gessei as podendo con e impu ezas como sílica, óxido de e o, alumina,
ca bona os de cálcio e magnésio. Es e mine al so e p ocessos é micos, designados po calcinações, quando
inse ido em o nos e subme ido a di e en es empe a u as, dando o igem a ma e iais com p op iedades e
aplicações dis in as (Figu a 1) [11]:
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
8
• Quando sujei ado a empe a u as en e os 130 e 160ºC, o compos o pe de água dando o igem a um
compos o semi-hid a ado conhecido come cialmen e como gesso pa a es uque, gesso de Pa is ou
gesso calcinado - CaSO4.1/2H2O (sul a o de cálcio semi-hid a ado) sendo es e p odu o mais solú el
que o p óp io gesso e b u o [11,12].
• En e 170º e 280ºC ob ém-se a anid i e CaSO4, ans o mando-se na p esença de água em gesso de
Pa is CaSO4.1/2H2O.
• Uma anid i e que não eage com a água é o mada em empe a u as a onda os 400º e 600ºC).
• Aos 1100ºC o igina-se um gesso u ilizado em pa imen os com p esa len a. Es a gesso necessi a de
uma meno quan idade de água na amassadu a que o gesso de Pa is, os en ando maio esis ência
mecânica e du eza e meno po osidade quando compa ado com es e úl imo. É possí el acele a a
p essa u ilizando acele ado es como sul a o de alumínio [11].
Figu a 1 - Ma e iais ob idos após a amen o é mico da ped a de gesso [11].
Segundo es udos le ados a cabo pelo LNEC (Labo a ó io Nacional de Engenha ia Ci il) o gesso de cons ução
em Po ugal ap esen a um eo a onda os 77 e 97% de CaSO4.1/2H2O (sul a o de cálcio semi-hid a ado)
sendo o es an e anid i e (sul a o de cálcio) - CaSO4 [11].
A p esa do gesso az-se com aumen o do olume, is o é, ap esen a um compo amen o o emen e expansi o
e exo é mico, is o de i a do gesso (CaSO4.1/2H2O) com a adição de água ol a ao seu es ado em b u o,
ped a de gesso (CaSO4.2H2O). Es e aumen o de olume az an agens quando se a a de enchimen os de
moldes. A inu a dos g ãos ambém a e a a p essa do gesso, quan o mais inos os seus g ãos, maio
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
9
exposição do ma e ial à água, pelo que o empo de p esa é diminuído pa a uma mesma quan idade de água
[11].
Os c is ais o mados após a p esa são solú eis po isso, pe an e a sa u ação o endu ecimen o p a icamen e
não acon ece, pa a o endu ecimen o oco e a mis u a de e á es a num ambien e não sa u ado pa a que
pa e da água abso ida se e apo a e assim aumen a a esis ência. Po ém na p esença de água após o
endu ecimen o es e acaba á po apod ece e pe de esis ência [11]. Es a des an agem é melho ada nas
placas de gesso com a in odução de adi i os polimé icos ou silicones, con udo é desaconselhado a u ilização
de ma e iais de gesso no ex e io dos edi ícios [13].
Em e mos médios o gesso ap esen a um compo amen o à comp essão in e io ao cimen o, no en an o os
alo es dos ensaios de ação e lexão são da mesma o dem de g andeza, consequen emen e a di e ença
en e à esis ência à comp essão e ação é menos acen uada. É impo an e ealça que a esis ência do
gesso depende da água p esen e nos p o e es quando é ealizado o ensaio o que não acon ece com an a
exp essão no cimen o Po land cujos alo es dependem mais da quan idade de água p esen e na
amassadu a [11, 12].
O gesso ap esen a ou as boas p op iedades e an agens como bons índices de isolamen o é mico e
acús ico e ele ada esis ência ao ogo pois o calo é ans e ido na desid a ação do gesso. Possui ainda bom
acabamen o e é um ma e ial mais económico e mais amigo do ambien e que o cimen o, o qual u iliza mais
de 200 kg de ca ão no ab ico de uma onelada em compa ação com o ab ico de uma onelada de gesso
[11,12].
O gesso exibe des an agens pa a além de se dissol e em água, ap esen ando co osão na p esença de e o
e aço, po isso é aconselhado a u ilização de e amen as e u ensílios sem es es ma e iais. Exibe ambém má
ade ência a supe ícies lisas como madei a, sendo necessá io nes e caso adiciona gela ina ou cola o e e
água e é cinco ezes mais solú el na p esença de água do ma do que em água doce [11,12].
2.2.2. Ag egados
Nas a gamassas de e es imen o a a eia é o ag egado de eleição, é um ma e ial de enchimen o que não
eage quimicamen e com os ou os ma e iais, sendo no malmen e o componen e maio i á io das
a gamassas. Es es ag egados uncionam como o esquele o na junção com o ligan e [14,15].
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
16
oco e um p ocesso endo é mico, ou seja, de abso ção de calo , quando a empe a u a diminui oco e o
p ocesso exo é mico de libe ação de calo oco endo a solidi icação do PCM den o da mic ocápsula [23].
Figu a 3 - P incípio de uncionamen o de um PCM encapsulado [19].
2.5.3. Classi icação do PCM
Os ma e iais de mudança de ase são ca alogados em ês g upos dis in os: o gânicos, ino gânicos e mis u as
eu éc icas que po sua ez es es são di ididos em subg upos como mos a a Figu a 4. Os compos os
o gânicos são dos ma e iais de mudança de ase mais usados e são epa idos em pa a ínicos e não
pa a ínicos, enquan o que os compos os ino gânicos são di ididos em sais hid a ados e me álicos. Po úl imo
emos as mis u as eu éc icas que não são mais que a combinação de dois ou mais ma e iais de na u eza
o gânica, ino gânica ou uma união de ambas [23].

Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
17
Figu a 4 - Classi icação dos ma e iais de mudança de ase [21].
Na Tabela 2 ap esen a-se a classi icação de alguns ma e iais de mudança de ase e ine en es empe a u as
de usão e en alpias de usão, de ine-se como en alpia de usão como a ene gia necessá ia pa a undi o
ma e ial, e é exp essa em quilojoules po quilog ama.
PCM o gânicos
Os ma e iais de mudança de ase podem se o gânicos, es es po sua ez são di ididos em pa a ínicos e não-
pa a ínicos, es es ma e iais conseguem muda o seu es ado ísico ezes sem con a sem se deg ada ,
ap esen ando um compo amen o é mico es á el a longo p azo e usu uindo de uma usão cong uen e
[19,24].
Es es ma e iais possuem longas cadeias linea es. As pa a inas pu as e as ce as pa a ínicas con êm en e 14
e 40 á omos de ca bonos e 8 e 15 á omos de ca bono espe i amen e, sendo que quan o maio o núme o de
á omos de ca bono, maio se á a empe a u a de usão do ma e ial, podendo-se mis u a di e en es ma e iais
pa a ob enção de de e minadas empe a u as de mudança de ase. Algumas das an agens des es ma e iais
são [19,24]:
Ma e iais de Mudança de
Fase
O gânicos
Pa a inas
Não-pa a inas
Ino gânicos
Sais hid a ados
Sais me álicos
Mis u as
eu éc icas
O gânico-O gânico
Ino gânico-
Ino gânico
O gânico-
Ino gânico
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
18
Tabela 2 - Classi icação de alguns ma e iais de mudança de ase [24].
Ma e ial de Mudança de Fase
Tempe a u
a de usão
(°C)
En alpia
de usão
(kJ/kg)
Ino gânicos
LiNO3.3H2O
(Ni a o de lí io ihid a ado)
30
296
KF.4H2O
(Flu e o de po ássio e ahid a ado)
18,5
231
CaCl2.6H2O
(Clo e o de cálcio hexahid a ado)
29
190
Na2SO4.10H2O
(Sul a o de sódio decahid a ado)
32
251
Zn(NO3)2.6H2O
(Ni a o de zinco hexahid a ado)
36,4
147
O gânicos
CH3(CH2)16COO(CH2)3CH3
(Es e ea o de bu ilo)
19
140
CH3(CH2)11OH
(1-Dodecanol)
26
200
CH3(CH2)12COOC3H7
(Palmi a o de p opilo)
19
186
CH3(CH2)12OH
(1-Te adecanol)
38
205
Mis u as Eu éc icas
CaCl2.6H2O / MgCl2.6H2O (Clo e o
de cálcio / Clo e o de magnésio)
25
127
Ca(NO3)2.4H2O / Mg(NO3)2.6H2O
(Ni a o de cálcio / Ni a o de
magnésio)
30
136
Na(CH3COO).3H2O /
CO(NH2)2(Ace a o de sódio / U eia)
30
200
CH3(CH2)8COOH
/ CH3(CH2)12COOH (Ácido cáp ico-
lau ico)
21
143
• Quimicamen e ine es e es á eis abaixo de 500 °C;
• Mudança de ase cong uen e (não al e a a sua composição na passagem do es ado sólido pa a o
líquido);
• G ande capacidade de a mazenamen o é mico;
• Não co osi o nem óxico;
• Baixa seg egação;
• Compa í el com ma e iais de cons ução;
• Segu os e con iá eis;
• Pequenas a iações de olume en e es ados ísicos.
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
19
No en an o os en a algumas des an agens como [19,24]:
• Baixa condu ibilidade é mica;
• As pa a inas pu as êm cus os ele ados (já as come ciais são mais acessí eis);
• Ele ada in lamabilidade;
• P odução de umos óxicos quando en a em combus ão;
• Não são compa í eis com plás icos
PCM ino gânicos
Os ma e iais de mudança de ase ino gânicos es ão di ididos em sais hid a ados e sais me álicos, sendo os
p imei os os mais es udados no início das in es igações do PCM em sis emas de a mazenamen o é mico.
En e as an agens dos sais hid a ados e i ica-se [19,24]:
• In lamabilidade;
• Ele adas en alpias de ansição;
• Ele ada condu i idade é mica quando compa adas com as pa a inas;
• Pequenas mudanças de olume no p ocesso de usão;
• Económicos;
• Compa ibilidade com plás icos.
No en an o ap esen am alguns incon enien es, sendo o maio deles o compo amen o incong uen e de usão,
que oco e quando o sal não é dissol ido na água du an e a sua hid a ação à empe a u a de usão,
e i icando-se a deposição do sal no undo do depósi o, icando indisponí el pa a se combina com a água no
a e ecimen o, es e p ocesso é ag a ado em cada ciclo de aquecimen o e a e ecimen o do ma e ial [23].
Ou as des an agens dos sais hid a ados são [19,24]:
• Ligei amen e óxicos;
• Baixa axa de nucleação (podendo se ap imo ada com a adição de um agen e de nucleação)
p o ocando sob ea e ecimen o.
Um dos sais hid a ados mais es udados no início das in es igações sob e o PCM é o sal Glaube (sul a o de
sódio decahid a ado) - Na2SO4.10H2O, exibindo empe a u a de mudança de ase en e os 32° e os 35°C e
calo la en e de usão de 254 kJ/kg. É conhecido po se o PCM de a mazenamen o de ene gia é mica mais
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
20
ba a o do me cado, no en an o ap esen a um dec éscimo de 73% de calo la en e de usão após 1000 ciclos
é micos, is o é de i ado ao sob ea e ecimen o e seg egação de ase [23].
O clo e o de cálcio hexahid a ado - CaCl2.6H2O exibe os mesmos p oblemas que o sul a o de sódio
decahid a ado, po ém es a p oblemá ica oi esol ida po á ias emp esas a a és do seu encapsulamen o,
con udo ap esen a um calo la en e meno que o ap esen ado pelo sal no seu es ado pu o [23].
Os sais me álicos ap esen am alguns bene ícios como ele ado calo de usão e condu ibilidade é mica, mas
de ido ao seu peso não êm sido conside ados pa a a mazenamen o é mico [19].
Mis u as eu éc icas
As mis u as eu éc icas, são combinações de dois ou mais compos os de na u eza o gânica, ino gânica ou
uma mis u a de ambas, en e suas p op iedades mais an ajosas des acam-se [19,21]:
• Tempe a u as de mudança de ase mais p óximas das p e endidas, ajus ando-se às necessidades;
• Os en am um ele ado calo la en e po unidade de massa;
• Boa es abilidade química;
• Mudança de ase cong uen e.
No en an o em como p incipal incon enien e o cus o se duas a ês ezes supe io compa a i amen e aos
ma e iais de mudança de ase de o igem o gânica e ino gânico [19].
2.5.4. Inco po ação do PCM em ma e iais de cons ução
O con o o é mico ap esen ado po um edi ício é um dos pa âme os básicos, mas mui as ezes
menosp ezado na ho a de escolhe um imó el, ele é essencial pa a man e uma sensação é mica mais
ag adá el an o em épocas ias como em épocas mais quen es, ap esen ando uma poupança na a u a
ene gé ica com a sup essão ou edução do uso de apa elhos de a e ecimen o e/ou aquecimen o. Um dos
ganhos é micos passi os mais impo an es dos edi ícios são os ganhos p o enien es da adiação do Sol, es a
ene gia é abso ida pelos ma e iais que depois é libe ada quando as empe a u as descem [23]. Di o is o, os
ma e iais usados na cons ução assumem mui a impo ância pa a a ges ão ene gé ica dos edi ícios.
Os ma e iais de mudança de ase como meio de a mazenamen o é mico em edi ícios começa am a se
es udados na década de 80 [23]. Es es ma e iais exibem capacidade de a mazenamen o de calo po
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
21
unidade de olume supe io es a mui os ma e iais e usam o aquecimen o p o ocado pelo sol du an e o dia e
consequen e a e ecimen o du an e a noi e pa a egula e diminui as oscilações de empe a u a no in e io
dos edi ícios.
Es e ipo de a mazenamen o em indo a causa mui o in e esse da comunidade cien í ica, ganhando
no o iedade a sua aplicação em ma e iais de cons ução como o ma de egula a empe a u a no in e io dos
edi ícios [19].
2.5.4.1
Seleção de ma e iais de mudança de ase
A escolha de ma e iais de mudança de ase como ma e iais pa a a c iação de sis emas de a mazenamen o
de ene gia, de e incidi em qualidades especí icas como ce as p op iedades e modinâmicas, ciné icas e
químicas, sem negligencia a iabilidade económica e ambien al, di o is o, nem odos os ma e iais es ão
ap os pa a se em usados pa a abso ção e e enção de ene gia é mica nos edi ícios. Ma e iais com
empe a u as de ansições líquido-sólido e sólido-líquido em sin onia com as empe a u as de con o o do
ambien e onde ão se inse idos exibem-se como os mais adequados pa a aplicação em ma e iais de
cons ução [24].
Também sob o pon o de is a e mo ísico o PCM de e á assegu a [19]:
• Ele ado calo de ansição po unidade de olume, is o ga an i á um maio a mazenamen o de
ene gia com a inco po ação de meno es quan idades de PCM;
• Ele ada condu ibilidade é mica em ambos os es ados ísicos líquido e sólido, pa a p omo e mais
acilmen e a anslação de calo ;
• Ele ada densidade: ma e iais mais densos signi icam meno es olumes ocupados;
• Va iação de olume eduzida du an e as ansições de ase pa a eduzi os p oblemas elacionados
com a sua con enção;
• Fusão cong uen e;
• Es abilidade é mica a longo p azo e consequen emen e maio du abilidade;
• Ausência de seg egação du an e as mudanças de ase.
O PCM escolhido, sob o aspe o ciné ico de e á e uma ele ada elocidade de c is alização, e assim e i a
sub-a e ecimen o da ase líquida pa a esponde e man e as suas p op iedades du an e e após as
oscilações de empe a u a [24].

Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
22
Sob o pon o de is a químico, não de e á deg ada -se nem pe de as suas p op iedades após um g ande
núme o de ciclos, de e á se p e e encialmen e não in lamá el, não co osi o nem explosi o, com ní eis de
oxicidade nulos ou com alo es mui o baixos, sendo os p imei os os mais ap op iados, pa a no caso de ugas
ou con ac o com o ma e ial não ha e isco pa a os u ilizado es nem pa a o meio ambien e. [24].
Po úl imo, mas não menos impo an e, a sua iabilidade económica e ambien al, ap esen ando baixos cus os
de adquisição com poupanças signi ica i as pa a os u ilizado es, acilidade de sepa ação de ou os ma e iais,
com po encial de eciclagem e baixo impac o ambien al [21].
2.5.4.2
Mé odos de inco po ação de PCM
O PCM pode se inco po ado em ma e iais de cons ução a a és dos seguin es mé odos:
• Inco po ação di e a;
• Encapsulamen o;
• Ime são;
• Es abilização.
Inco po ação di e a
A inco po ação di e a é o mé odo de inco po ação de PCM mais simples e económico, e consis e na mis u a
do ma e ial no seu es ado líquido di e amen e com os ma e iais de cons ução du an e a sua p odução. Es e
sis ema ap esen a algumas des an agens como incompa ibilidade de ma e iais com o PCM, a e ação dos
p odu os de hid a ação, pe da de esis ência na ligação en e pas a e ag egado, diminuição da du abilidade e
edução das suas ca ac e ís icas mecânicas [19].
Encapsulamen o
O p ocesso de encapsulamen o apa ece nos anos 40 e 50 a a és de Ba e K.G een, es a écnica consis ia
em cob i as pa ículas de PCM no malmen e com p odu os à base de políme os de modo a e i a o con a o
dos ma e iais de mudança de ase com os ma e iais de cons ução, e assim eduzi as suas eações [23].
O encapsulamen o do PCM pa a além da unção de p o eção do meio en ol en e de e possui supe ície
su icien e pa a ans e ência de calo e ga an i exigências aos ní eis de esis ência mecânica, lexibilidade,
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
23
esis ência à co osão e es abilidade é mica. O PCM pode se encapsulado a a és de duas o mas:
mic oencapsulamen o e mac oencapsulamen o [19].
O mac oencapsulamen o é a o ma mais comum de encapsulamen o, e consis e em en ol e ma e ial de
mudança de ase po um ou o, sendo es e úl imo no malmen e ubos, painéis ou es e as de g andes
dimensões com mais de 1 cm de diâme o (Figu as 5 e 6). Es a écnica pe mi e a in odução de g andes
quan idades de PCM num único ecipien e [25].
Figu a 5 - Mac oencapsulamen o em ecipien es de alumínio [26].
Figu a 6 - Mac oencapsulamen o de PCM [27].
As p incipais an agens des e mé odo é a acilidade de anspo e e manuseamen o, a adap ação do
encapsulamen o pa a uma inalidade em especí ico, melho compa ibilidade do ma e ial e diminuição de
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
24
a iações de olume ex e nas. En e as des an agens des aca-se a baixa condu i idade é mica, necessidade
de p o eção dos depósi os con a a des uição e edução das ans e ências de calo com a solidi icação do
PCM nos can os [19].
O mic oencapsulamen o consis e em en ol e pequenas pa ículas ou go ículas de um de e minado ma e ial
de mudança de ase denominado po núcleo po uma camada de um ma e ial sólido no malmen e um
políme o de al o desempenho. As mic ocápsulas podem e o mas a iá eis e com um diâme o
no malmen e comp eendido en e 1 e 60 µm., podendo chega a 1cm Es e mé odo de encapsulamen o
ap esen a uma melho ia na ans e ência de calo a a és da sua g ande supe ície especí ica [19,25].
Des a o ma, o PCM mic oencapsulado pode se come cializado em pó ou em dispe são aquosa, sendo
ca alogados em unção do seu ipo de núcleo (Figu a 7): mononuclea es (possuem um único núcleo en ol o
po uma casca), polinuclea es ( á ios núcleos no in e io da casca) e ma iz (núcleo dis ibuído de o ma
homogénea no in e io da casca) [19].
Figu a 7 -Tipos de mic ocápsulas: a) Mic ocápsula mononuclea ; b) Mic ocápsula polinuclea e c) Mic ocápsula ma iz [21].
Exis em á ios mé odos de mic oencapsulamen o e são di ididos em p ocessos químicos, ísico-químicos ou
mecânicos (Figu a 8). O ma e ial da cápsula e o ipo de mic oencapsulamen o assumem bas an e
impo ância, sendo ulc ais pa a o sucesso das in e enções. O ma e ial que cons i ui a cápsula e a escolha
do p ocesso de encapsulamen o de e se compa í el com os ma e iais com os quais ai es a em con ac o,
sem ap esen a ins abilidades ísicas, químicas nem mecânicas [26].
Os p ocessos químicos consis em na o mação da camada de e es imen o in-si u a a és de p ocedimen os
de polime ização ou policondensação. Nos ísico-químicos as pa edes das mic ocápsulas são o madas po
políme os p é- o mados po p ocessos como a emoção de sol en e. Os p ocedimen os mecânicos con êm
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
25
á ios mé odos como e es imen os, sp ay ou deposição de luídos, en e ou os. En e as an agens do
mic oencapsulamen o e i ica-se uma maio ans e ência de calo de ido à sua maio supe ície especí ica,
maio es abilidade química e iabilidade é mica com a edução das dis âncias en e os ma e iais du an e as
ans e ências de ene gia e meno es a iações de olume en e mudanças de es ado ísico. Nas des an agens
salien a-se os cus os mais ele ados e diminuição das p op iedades mecânicas dos ma e iais de cons ução
[19,27,28]. Na Figu a 9 é possí el obse a ao mic oscópio uma pa a ina mic oencapsulada.
Figu a 8 - P ocessos de mic oencapsulamen o [23].
Ime são
Na ime são, ma e iais de cons ução são me gulhados em PCM líquido e assim es es abso em o PCM po
capila idade, no en an o es a écnica pode in e e i no p ocesso de hid a ação dos ma e iais de cons ução
com consequências pa a as suas p op iedades mecânicas e de du abilidade [19].
P ocessos de
Mic oencapsulamen o
Químicos
-Polime ização po emulsão,
dispe são e suspensão;
-Policondencação in e acial
po dispe são e suspensão.
Físico-Químicos
-Suspensão po
c osslinking;
-Coace ação;
-E apo ação po sol en e;
-Ex usão.
Mecânicos
-Re es imen os;
-Ex usão;
-Sp ay;
-Mic onização;
-Deposição de luídos
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
32
A En opy Solu ions é uma emp esa com sede nos Es ados Unidos que p oduz o PCM Pu eTemp, es e PCM
em o ce i icado do Depa amen o de Ag icul u a dos Es ados Unidos po se o almen e cons i uído po
compos os biológicos. Uma das peculia idades des a emp esa é a pa ce ia com a ambém ame icana Vesl
LLC no mac ocapsulamen o de PCM em blocos com a denominação come cial de BlockVesl (Figu a 11) e
com dimensões 33x25,5x3,9 cm, os blocos con êm ap oximadamen e 908 ml de PCM. Es a emp esa
ambém usa cápsulas es é icas denominadas de Mac oVesl (Figu a 12) no mac oencapsulamen o de PCM
com um diâme o de 305 mm e um olume o al a onda os 7177 ml [46].
Figu a 11 - Bloco
BlockVesl
pa a inco po ação de PCM [46].
Figu a 12 - Cápsula
Mac oVesl
pa a mac oencapsulamen o de PCM [46].
Ou a solução a aen e é a inco po ação do PCM em man as como ma e ial de e es imen o. A emp esa
Phase Change Solu ions é uma emp esa ame icana que p oduz á ios p odu os onde inco po a o seu
ma e ial de mudança o qual o denominou de BioPCM. A emp esa possui uma bas a gama de BioPCM, alguns

Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
33
com a peculia idade de libe a e abso e calo na ansição de ases en e sólido a gel e sólido a sólido. O
PCM é p oduzido localmen e e a base de plan as, com um in e alo de empe a u as de ansição que ai dos
-75°C a é aos 175°C. Um dos p odu os des a emp esa é uma man a sob o nome de ENRG Blanke que é
usada como ma e ial de e es imen o-, o PCM é in oduzido en e duas películas esis en es de alumínio e
/ou políme o e é usado em e os suspensos (Figu a 13), elhados e pa edes, ap esen ando uma capacidade
de a mazenamen o é mico de 255 J/g, e com uma empe a u a de ansição a iá el dependendo do PCM a
se in oduzido. A emp esa ga an e uma du ação do p odu o supe io a 100 anos e uma edução de cus os
associados aos equipamen os de clima ização en e os 25-35% [47].
Figu a 13 - Exemplo de aplicação da man a
ENRG Blanke
em um e o suspenso [47].
A escolha da caixilha ia e do ipo de id o pa a os ãos en id açados é p eponde an e no compo amen o
é mico do edi ício, já que, es es componen es são esponsá eis po ocas signi ica i as de ene gia, di o is o,
a inco po ação de PCM nos en id açados pode se uma solução in e essan e pa a uma maio egulação da
empe a u a no in e io
A GlassX uma emp esa sediada na Suíça p oduz en id açados com o mesmo nome come cial com
inco po ação en e os dois panos de id o de PCM de o igem ino gânica. O PCM é um sal hid a ado e as
cápsulas são o madas po cadeias de polica bona o. A adiação sola é abso ida pelo PCM du an e o dia
diminuindo os ganhos sola es e libe ando essa ene gia sob a o ma de calo du an e noi e. Realça-se que os
aios sola es di e os são eduzidos em 45% quando o PCM es á sob a o ma líquida e em 28% quando
Capí ulo 2 – Es ado do Conhecimen o
34
c is alizado. O PCM em empe a u as de ansição comp eendidas en e 26 a 30 °C, uma condu ibilidade e
capacidade é mica de 0.48W/m². K e 4200KJ/m² espe i amen e. O en id açado em 79 mm de espessu a
e com medidas a iadas com o limi e de al u a de 280cm e la gu a 150 cm [27,48]. Na Figu a 14 é possí el
obse a a ansição do PCM do es ado líquido pa a o sólido e na Figu a 15 a inco po ação do GlassX na
achada Sul de um edi ício em Zu ique.
Figu a 14 - En id açado GlassX du an e a ansição de ase líquido-sólido [49].
Figu a 15 - Inco po ação do GlassX na achada Sul de um edi ício em Zu ique [49].
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
35
3. MATERIAIS E MÉTODOS DE ENSAIO
Nes e capí ulo são abo dados odos os ma e iais u ilizados no ab ico das a gamassas e os p ocedimen os de
ensaios ine en es e e uados ao longo de odo o abalho. Fo am c iadas e es adas ês a gamassas de gesso
com inco po ação de 5%,10% e 20% de PCM em unção da massa do ligan e, e uma qua a a gamassa de
e e ência sem inco po ação de ma e ial de mudança de ase.
3.1. Ma e iais
3.1.1. Gesso
Foi u ilizado um gesso hemid id a ado, mais conhecido como gesso es uque da ma ca SIVAL, come cializado
em sacos de 30 kg (Figu a 16). O gesso é pa a aplicação manual e é ecomendado pa a es uca pa edes e
e os de manei a adicional. Foi ab icado segundo as especi icações da no ma EN 13279 – 1 2008 e
ap esen a uma eação ao ogo do ipo A1.
Figu a 16 - Gesso es uque u ilizado da ma ca SIVAL [50].
De ido à al a de in o mação do ab ican e oi calculada em labo a ó io a massa olúmica do gesso a qual deu
o alo de 2508,5 kg/m³.
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
36
3.1.2. Ag egados
As a gamassas de e es imen o são cons i uídas maio i a iamen e po a eias, es es ag egados não eagem
quimicamen e com ou os ma e iais, uncionam como ma e ial de enchimen o e esquele o na junção com o
ligan e. Nes a disse ação o am u ilizados dois ipos de a eias siliciosas pa a o ab ico das a gamassas de
gesso designadas de a eia 1 e a eia 2.
As massas olúmicas das a eias o am an e io men e de e minadas em labo a ó io, onde as a eias 1 e 2
ap esen a am alo es 2600 kg/m³ e 2569 kg/m³, espe i amen e.
Pa a além da massa olúmica, uma pa icula idade undamen al na escolha do ipo de a eia é a dis ibuição
das dimensões dos g ãos das pa ículas, ou seja, a sua cu a g anulomé ica. Na cu a g anulomé ica
e e en e à a eia 1 e ep esen ada na Figu a 17, podemos e i ica que é uma a eia cons i uída
maio i a iamen e po pa ículas com dimensões en e 0.125 mm e 0,5 mm e com uma dimensão média de
0,310 mm [19].
Figu a 17 - Cu a g anulomé ica da a eia 1 [21].
Na cu a g anulomé ica da a eia 2 exibida na Figu a 18 é possí el epa a que a gene alidade das pa ículas
es á comp eendida en e 0.125 mm e 4 mm e com uma dimensão média de 0,7 mm.
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
37
Figu a 18 - Cu a g anulomé ica da a eia 2 [21].
3.1.3. Supe plas i ican e
Foi u ilizado um adju an e supe plas i ican e, edu o de água, de modo a não al e a a azão água/ligan e de
odas as composições. O supe plas i ican e escolhido oi da emp esa BASF com o nome come cial de
Mas e Glenium SKY 617 (Figu a 19). A sua cons i uição em po base cadeiais de e é polica boxílico
modi icado e em uma massa olúmica de 1359,7 kg/m³. O supe plas i ican e oi ab icado sob a no ma EN
934-2:2009+A1:2012, de aco do com o Regulamen o Eu opeu Nº 305/2011 [52}. Segundo o ab ican e
pa a além de unciona como edu o de água, aumen a o empo de abalhabilidade, aumen a a esis ência à
comp essão aos 7 e 28 dias, aumen a a impe meabilidade a agen es ag essi os ex e nos como clo e os,
sul a os e anid ido ca bónico e ga an e maio esis ência aos ciclos gelo-degelo [52].
3.1.4. PCM
Foi u ilizado um PCM o gânico, do ipo pa a ínico não encapsulado da emp esa RUBITHERM (Figu a 20) sob
o nome de RT 22 HC. Es e PCM li e em um cus o mais eduzido quando compa ado com ma e iais de
mudança de ase encapsulados. Segundo a icha écnica do p odu o disponibilizado pelo o necedo es e PCM
em pa icula ap esen a uma empe a u a média de ansição de 22°C e uma empe a u a máxima de
ope ação de 50 °C, adequando-se à gama de empe a u as de con o o e do clima local. O PCM é in oduzido

Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
38
nas a gamassas no es ado líquido, pa a al e se necessá io ele em de se p e iamen e aquecido Na Tabela 4
podemos obse a as ca ac e ís icas p incipais do PCM e na Figu al 21 a en alpia ap esen ada pelo ma e ial
em cada empe a u a de ope ação [53].
Figu a 19 - Supe plas i ican e Mas e Glenium SKY 617
Figu a 20 – PCM da emp esa RUBITHERM em á ias o mas [53]
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
39
Tabela 4 - P incipais p op iedades do PCM [53].
P op iedades PCM RT 22 HC
Tempe a u a de ansição
20-23°C (pico p incipal: 22°C)
En alpia
190 (± 7,5%) kJ/kg
Densidade no es ado sólido aos 20°C
760 kg/m³
Densidade no es ado líquido aos 50°C
700 kg/m³
Tempe a u a máxima de ope ação
50°C
Condu i idade é mica (ambas ases)
0.2 W/(m.K)
Figu a 21 - En alpia do PCM [53].
Como podemos e i ica , a en alpia é supe io na gama de empe a u as en e 19 e 23 °C.
3.1.5. Água
No ab ico das a gamassas, oi u ilizada água po á el p o enien e do sis ema de abas ecimen o público de
Guima ães que o nece a Uni e sidade do Minho. Como o PCM em uma empe a u a média de mudança de
0
10
20
30
40
50
60
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
ENTALPIA (KJ/KG)
TEMPERATURA (°C)
A e ecimen o Aquecimen o
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
40
ase a onda os 22°C, a água adicionada não pode ia es a mui o abaixo des e alo pa a não solidi ica o
PCM e assim ga an i uma maio homogeneidade na mis u a de odos os componen es da a gamassa.
3.2. Composições
Fo am desen ol idas qua o composições de a gamassas de gesso, sendo ês delas com inco po ação do
PCM pa a ínico como ma e ial de mudança de ase, com dosagens de 5%,10%, e 20%, e uma composição de
e e ência com 0% de PCM. As qua o composições analisadas nes a disse ação encon am-se na Tabela 5.
O ligan e das a gamassas é o gesso, cuja quan idade oi ixada em 600 kg/m³ assim como a azão A/L de
0,45. As quan idades em pe cen agem de supe plas i ican e adicionadas pa a as a gamassas com 0,5,10 e
20% de PCM o am de 4.5%, 3.5%, 2,5% e 1% espe i amen e e em unção da po ção de massa do ligan e
p e iamen e ixado.
Tabela 5 - Quan idades de cada cons i uin e em kg/m³.
3.3. Mé odos de ensaio
Os ensaios ealizados nes a disse ação o am ealizados no Labo a ó io de Ma e iais de Cons ução do
Depa amen o de Engenha ia Ci il da Uni e sidade do Minho, e consis i am na de e minação das seguin es
p op iedades ísicas: massa olúmica, abalhabilidade, abso ção de água po capila idade e abso ção de
água po ime são. A ca ac e ização mecânica das a gamassas oi ei a com base nos ensaios de esis ência à
lexão, esis ência à comp essão e ade ência. Po úl imo, o compo amen o é mico oi a aliado a a és da
cons ução de células de es e e es idas com as a gamassas e pos e io men e colocadas numa câma a
climá ica, nas quais o am simuladas di e en es leis de empe a u a.
Composição
Gesso
A eia 1
A eia 2
Supe plas i ican e
PCM
Água
0% PCM
600
422,8
422,8
6
0
270
5% PCM
600
513,75
513,75
15
30
270
10% PCM
600
557,375
557,375
21
60
270
20% PCM
600
601
601
27
120
270
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
41
3.3.1. P op iedades ísicas das a gamassas
3.3.1.1
T abalhabilidade
A abalhabilidade das a gamassas escas oi a aliada em conco dância com o ensaio de espalhamen o da
no ma eu opeia EN 1015.3:1999 [54] Es e ensaio oi ealizado logo após o ab ico da a gamassa e e e
como obje i o ga an i uma boa consis ência pa a um bom manuseamen o das a gamassas e co e a
aplicação em ob a
O ensaio consis iu na colocação da a gamassa esca num molde oncónico a é o seu p eenchimen o (Figu a
22). O molde es e e cen ado com a mesa de espalhamen o onde numa p imei a ase oi adicionada uma
camada a é meio do molde e aplicadas 10 pancadas pa a a sua compac ação, de seguida p eencheu-se o
es o do molde, aplicando no amen e 10 pancadas e e i ando-se o excesso de a gamassa. Após es a ase o
molde oi e i ado na e ical e aplica am-se de seguida 15 pancadas a uma elocidade cons an e de uma
pancada po segundo.
Figu a 22 - Molde oncónico e mesa de espalhamen o pa a a ealização do ensaio de abalhabilidade.
O alo de espalhamen o oi ob ido a a és da média da medição de dois diâme os pe pendicula es en e si.
Nes a disse ação a abalhabilidade oi manipulada unicamen e pela quan idade de supe plas i ican e
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
48
idade e com uma espessu a de 1cm, nes e caso u ilizou-se um subs a o ce âmico adicional como ma e ial
pa a aplicação da a gamassa. O ensaio consis e na abe u a de ca o es na a gamassa com uma b oca
ci cula com 5 cm de diâme o e espaçados en e si a uma dis ância mínima de 5 cm, ixando as pas ilhas
me álicas aos ca o es a a és de uma esina epoxídica.
O co e pe mi e que as ensões p oduzidas sejam unicamen e de ação e que a á ea sob e a qual a o ça
incide seja e e i amen e a á ea em que a pas ilha es á colada. Po úl imo as pas ilhas são a ancadas com
ecu so a um equipamen o de idamen e ni elado que exe ce a o ça necessá ia pa a a o u a dos p o e es
(Figu a 26). A ade ência é calculada com base na exp essão 3.6:
Figu a 26 - Ensaio de ade ência
𝑅𝑎=𝐹
𝐴
(3.6)
Com:
𝑅𝑎– Ade ência (MPa);

Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
49
𝐹 – Ca ga de o u a (N);
𝐴 – Á ea de es e (mm²).
3.3.3. Compo amen o é mico
O compo amen o é mico das a gamassas oi a aliado com ecu so á cons ução de células de es e
e es idas no seu in e io com as a gamassas em es udo. Após es e p ocedimen o as células o am
in oduzidas numa câma a climá ica e sujei as a condições de empe a u a p e iamen e selecionadas, que
simula am duas es ações, uma mais quen e e uma mais amena.
Fo am cons uídas qua o células de es e com dimensões eduzidas de 200x200x200 mm³ usando
polies i eno expandido com 3 cm de espessu a. As células o am e es idas com a gamassa com 1 cm de
espessu a no seu in e io e ensaiadas aos 28 dias de idade. As pa edes das caixas o am mon adas e unidas
com poliu e ano expandido. Na Figu a 27 podemos e o p ocesso de cons ução e ensamblagem de uma
célula de es e. Após es a e apa p ocedeu-se a colocação de um e mopa do ipo K cen ado no in e io de
cada célula com o obje i o de egis a a empe a u a in e na. Os e mopa es o am conec ados a um Da a
logge , sis ema de al a sensibilidade (Figu a 28) que azia a moni o ização e medição da empe a u a in e na
da câma a e no in e io de cada célula a cada minu o, po úl imo as qua o caixas o am in oduzidas no
in e io da câma a climá ica (Figu a 29).
Figu a 27 – Cons ução e ensamblagem de uma célula de es e.
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
50
Figu a 28 Da a logge da ma ca Agilen .
Figu a 29 - In odução das caixas na câma a climá ica.
Pa a a es ação amena o am u ilizados in e alos de empe a u a en e os 12 e 29°C e pa a a es ação
quen e o am u ilizados in e alos de empe a u a en e os 11 e 44°C, as leis de empe a u a u ilizadas em
cada es ação podem se obse adas nas Figu as 30 e 31.
Capí ulo 3 – Ma e iais e Mé odos de Ensaio
51
Figu a 30 – Lei de empe a u a es ação amena.
Figu a 31 – Lei de empe a u a da es ação mais quen e.
0
5
10
15
20
25
30
35
01000 2000 3000 4000
Tempe a u a °C
Minu os
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Tempe a u a °C
Minu os
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
52
4. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
4.1. P op iedades ísicas
4.1.1. T abalhabilidade
Fo am e e uados ensaios de abalhabilidade pa a cada composição usando o mé odo de espalhamen o [53]
pa a e i ica a consis ência das a gamassas de e es imen o pa a uma adequada aplicação em ob a. A
quan idade de supe plas i ican e oi conside ada álida quando o espalhamen o ob ido oi de 155±5 mm. Na
Tabela 7 é possí el obse a um diâme o de espalhamen o ela i amen e igual em odas as composições,
ap esen ando uma abalhabilidade semelhan e independen emen e da sua composição.
Tabela 7 – Diâme o de espalhamen o.
Os esul ados ob idos (Figu a 32) demons am que com o aumen o de inco po ação de PCM o igina-se uma
diminuição da quan idade de supe plas i ican e a emp ega nas a gamassas. Nas composições com 5%, 10%
e 20% de PCM hou e uma edução de 20%, 45% e 80% espe i amen e na quan idade de supe plas i ican e
inse ido compa a i amen e com a a gamassa de e e ência. Es e compo amen o pode se jus i icado pelo
a o do PCM se adicionado na o ma líquida, uncionando como um agen e que con e e luidez na con eção
de a gamassas, mesmo não con ibuindo pa a a hid a ação das mesmas, melho ando des a o ma
abalhabilidade das a gamassas.
Foi possí el obse a alguma sa u ação de PCM na composição com 20% de PCM, is o p ende-se ao a o da
composição no es ado esco não consegui con e mais ma e ial de mudança de ase na sua es u u a
po osa.
A gamassa
Espalhamen o (mm)
0%PCM
154
5%PCM
155
10%PCM
155
20%PCM
154
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
53
Figu a 32 - Va iação do eo de supe plas i ican e.
4.1.2. Abso ção de água po capila idade
A abso ção de água po capila idade es á elacionada com os po os de pequenas dimensões. A Figu a 33
ap esen a o coe icien e de abso ção de água po capila idade em cada uma das a gamassas es udadas. Foi
possí el obse a uma diminuição no coe icien e de abso ção po capila idade à medida que o eo de PCM
aumen a, is o pode se explicado pelos p o e es e em os seus po os p eenchidos com PCM. De ido a
alguma sa u ação e i icada na composição com 20% de PCM, es a ap esen a um coe icien e de abso ção de
água po capila idade mui o simila com a composição com 10%de PCM.
Coe icien es de abso ção capila maio es e elam uma elocidade de abso ção de água mais ápida e
coe icien es de abso ção meno es e elam uma elocidade de abso ção de água mais len a. É possí el
obse a uma diminuição do coe icien e na o dem dos 20%, 60% e 65% nas a gamassas com 5%,10% e 20%
de PCM espe i amen e quando compa adas com a composição de e e ência, ou seja, quan o mais ma e ial
de mudança de ase p esen e na a gamassa meno a elocidade de abso ção de água. Es a ca ac e ís ica
ap esen ada pelas a gamassas com inco po ação de ma e ial de mudança de ase é bené ica po que di icul a
a pene ação de agen es ag essi os no in e io da mesma.
4,5
3,5
2,5
1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 5 10 15 20
% Supe plas i ican e
%PCM

Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
54
Figu a 33 - Coe icien e de abso ção capila das a gamassas.
Na Figu a 34 é ap esen ada a abso ção de água das a gamassas du an e 7 dias de ensaio, empo necessá io
pa a a es abilização da massa dos p o e es. É possí el comp o a mais uma ez que a sa u ação dos
p o e es de ensaio oco e mais len amen e à medida que o eo de PCM aumen a, de ido ao p eenchimen o
dos asos capila es po PCM. Como já oi e e ido, a abso ção capila na composição de 10% de PCM é
semelhan e com os alo es dos p o e es de 20% de PCM, de ido á sa u ação de PCM nes a úl ima.
Figu a 34 - Abso ção de água po capila idade das a gamassas.
1,27
1
0,49 0,44
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0%PCM 5%PCM 10%PCM 20%PCM
Coe icien e de abso ção capila - (kg
/(m².min0,5))
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
020 40 60 80 100
Abso ção capila (kg/m²)
Tempo (√min)
0%PCM 5%PCM 10%PCM 20%PCM
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
55
A Tabela 8 ap esen a as classi icações ob idas, segundo o coe icien e de abso ção de água po capila idade
de aco do com a especi icação NP EN 998-1 [63]. Como odos os coe icien es de abso ção capila se
encon am acima de 0,40 kg/(m².min0.5) odas as composições o am classi icadas como W0.
Tabela 8 - Classi icação das a gamassas segundo o coe icien e de abso ção de água po capila idade.
Composição
Coe icien e de abso ção
capila (kg/(m² .𝐦𝐢𝐧𝟎.𝟓))
Classi icação da a gamassa
NP EN 998-1:2010
0%PCM
1,27
W0
5%PCM
1
W0
10%PCM
0,49
W0
20%PCM
0,44
W0
4.1.3. Abso ção de água po ime são
A quan idade de PCM em cada composição es á di e amen e ligada com a po osidade dos p o e es
ensaiados. Ve i icou-se uma diminuição da abso ção de água nas composições com PCM ela i amen e à
a gamassa de e e ência, is o é explicado com o p eenchimen o dos po os das a gamassas com o ma e ial de
mudança de ase. No en an o há um pequeno aumen o des a g andeza na a gamassa de 20%
compa a i amen e com as ou as composições com PCM, is o oco e de ido a seg egação e mig ação do
ma e ial de mudança de ase pa a a supe ície.
Na Figu a 35 exis e uma diminuição na po osidade de 17% e 40% pa a as composições com 5% e 10%
espe i amen e e de 27% na composição com 20% de PCM. Mais uma ez a p esença de PCM nos po os
di icul a a passagem de água, diminuindo o isco de apa ecimen o de pa ologias associadas à abso ção de
subs âncias pela ede capila das a gamassas.
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
56
Figu a 35 – Va iação de abso ção de água po ime são das a gamassas.
4.2. P op iedades mecânicas
4.2.1. Compo amen o à lexão e comp essão
Os ensaios de esis ência à comp essão e esis ência à lexão o am ealizados após os 28 dias de idade
median e as especi icações da no ma EN 1015-11[60]. Os esul ados ob idos pe mi em obse a uma
diminuição das ca ac e ís icas mecânicas na gene alidade das composições com PCM, es e compo amen o
es á elacionado com o aumen o da quan idade de ma e ial de mudança de ase que p eenche os po os, mas
não con ibui pa a a esis ência mecânica.
Na Figu a 36 oi possí el obse a um compo amen o à lexão semelhan e nas composições com 5% e 10%
de PCM, mas com uma queda ab up a pa a ce ca de me ade na composição com 20% de PCM.
O compo amen o à comp essão das a gamassas es á esquema izado na Figu a 37. Nes a p op iedade oi
possí el e i ica uma diminuição p og essi a da mesma em odas as composições com o aumen o do eo
de PCM, e i icando-se uma queb a acen uada na composição com 20% de PCM.
17,11
14,15
10,58
12,47
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0%PCM 5%PCM 10%PCM 20%PCM
Abso ção de água (%)
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
57
Figu a 36 Resis ência à lexão das a gamassas.
Figu a 37 - Resis ência à comp essão das a gamassas
As a gamassas com 5,10 e 20% de PCM ap esen a am uma edução da sua esis ência à comp essão de 5%
20% e 60% espe i amen e. Uma explicação pa a o sucedido é o a o do PCM a e a a ligação en e os
di e en es cons i uin es da a gamassa, con ibuindo pa a um aumen o da po osidade das a gamassas.
Rela i amen e, à diminuição mais acen uada pa a a composição com 20% de inco po ação de PCM, es a é
consis en e com o compo amen o à lexão e encon a-se associado à sa u ação da p esença de PCM na
mic oes u u a da a gamassa.
2,07 2,16 2
1,1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 5 10 15 20
Resis ência à lexão (MPa)
%PCM
7,65 7,3
6,19
3,12
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20
Resis ência à comp essão
%PCM
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
64
Figu a 43 – Á ea de cálculo sinalizada pa a a composição de e e ência.
Figu a 44 – Á ea de cálculo isolada pa a a composição de e e ência.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0200 400 600 800 1000 1200 1400
Tempe a u a °C
Minu os
0%PCM
24
26
28
30
32
34
36
38
40
0100 200 300 400 500 600 700
Tempe a u a °C
Minu os

Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
65
𝑇(𝑥)=−2×10−16𝑥6+7×10−14𝑥5+6×10−14𝑥4
−7×10−7𝑥3+0,0001𝑥2+0,0547𝑥
+24,779
∫ 𝑇(𝑥)
𝑡𝑖
𝑡0 𝑑𝑥
∫ −2×10−16𝑥6+7×10−14𝑥5+6×10−14𝑥4
742
0−7×10−7𝑥3+0,0001𝑥2+0,0547𝑥
+24,779𝑑𝑥
2×10−16𝑥7
7+7×10−14𝑥6
6+6×10−14𝑥5
5
−7×10−7𝑥4
4+0,0001𝑥3
3+0,0547𝑥2
2
+24,779𝑥742
|
0=19411,01 (°𝐶.𝑚𝑖𝑛.)
(4.2)
P ocesso análogo é ealizado pa a as necessidades de aquecimen o, que oco e quando as empe a u as são
in e io es a 20°C (Figu a 45) no en an o es a e apa é sepa ada em duas unções de ido a se egis a em
empe a u as abaixo dos 20°C em dois momen os dis in os du an e o ciclo em es udo.
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
66
Figu a 45 - Á eas de cálculo sinalizadas pa a a composição de e e ência.
Os cálculos ine en es ao aquecimen o seguem o mesmo aciocínio do cálculo do a e ecimen o an e io men e
ap esen ado, sendo a p imei a e apa o cálculo da á ea assinalada na Figu a 46 a a és da exp essão 4.3.
𝑇(𝑥)=−1×10−13𝑥6+6×10−11𝑥5−1×10−8𝑥4
+2×10−6𝑥3−2×10−6𝑥2−0,0046𝑥
+14,97
∫ 𝑇(𝑥)
𝑡𝑖
𝑡0 𝑑𝑥
∫ =−1×10−13𝑥6+6×10−11𝑥5−1×10−8𝑥4
742
0+2×10−6𝑥3−2×10−6𝑥2−0,0046𝑥
+14,97𝑑𝑥
−1×10−13𝑥7
7+6×10−11𝑥6
6−1×10−8𝑥5
5
+2×10−6𝑥4
4+2×10−6𝑥3
3+0,0046𝑥2
2
+14,97𝑥266
|
0=5478,9 (°𝐶.𝑚𝑖𝑛.)
(4.3)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0200 400 600 800 1000 1200 1400
Tempe a u a °C
Minu os
0%PCM
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
67
Figu a 46 – P imei a á ea de cálculo pa a a composição de e e ência.
A á ea es an e ep esen ada na Figu a 47 é calculada a a és da Exp essão 4.4.
𝑇(𝑥)=−3∗10−12𝑥6+2∗10−9𝑥5−4∗10−7𝑥4+5
∗10−5𝑥3−0,0023𝑥2−0,0073+19,871
∫ 𝑇(𝑥)
𝑡𝑖
𝑡0 𝑑𝑥
∫ =−3∗10−12𝑥6+2∗10−9𝑥5−4∗10−7𝑥4+5
742
0∗10−5𝑥3−0,0023𝑥2−0,0073
+19,871𝑑𝑥
−3∗10−12𝑥7
7+2∗10−9𝑥6
6−4∗10−7𝑥5
5+5∗10−5𝑥4
4
+0,0023𝑥3
3+0,0073𝑥2
2+19,871𝑥266
|
0
=8804,45 (°𝐶.𝑚𝑖𝑛.)
(4.4)
5
7
9
11
13
15
17
19
21
050 100 150 200 250
Tempe a u a °C
Minu os
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
68
Sendo a á ea o al de aquecimen o pa a a composição de e e ência igual a soma das duas pa celas
(Exp essão 4.5):
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =5478,9+8804,45=14283,35 °𝐶.𝑚𝑖𝑛
(4.5)
Figu a 47 – Segunda á ea de cálculo pa a a composição de e e ência
Es e p ocedimen o oi e e uado pa a cada composição em es udo, na Tabela 10 é ap esen ado em sín ese as
necessidades de a e ecimen o, aquecimen o e as necessidades o ais de clima ização pa a odas as
composições analisadas:
Como se ia espec á el as a gamassas adi i adas com ma e ial de mudança de ase e idenciam meno es
necessidades de clima ização em compa ação com a a gamassa de e e ência. Na pa cela ela i a ao
aquecimen o, a edução da á ea oi p opo cional á quan idade de PCM in oduzido, is o é, à medida que o
eo aumen a, as necessidades de aquecimen o diminuem, com uma edução de 51%, 53% e 55% nas células
com 5%,10% e 20% de PCM espe i amen e. No en an o es a edução é mais g adual, quando as
empe a u as ul apassam os 25°C, com uma edução das necessidades de a e ecimen o de 6%, 15% e 16%
quando compa adas com a composição de e e ência.
5
7
9
11
13
15
17
19
21
050 100 150 200
Tempe a u a °C
Minu os
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
69
Tabela 10- Necessidades de a e ecimen o e aquecimen o na es ação quen e.
Composição
Necessidade
de
aquecimen o
(°C.min.)
Necessidade de
a e ecimen o
(°C.min.).
Necessidades
o ais de
clima ização
(°C.min.)
0%PCM
14283,35
25349,8
39633,2
5%PCM
7046,97
23728,9
30775,9
10%PCM
6725,32
21477,3
28202,6
20%PCM
6512,85
21330,2
27843,1
Numa análise às necessidades o ais de clima ização, a inco po ação de PCM pe mi e uma edução na
o dem dos 22%, 29% e 30% ela i amen e à a gamassa sem ma e ial de mudança de ase. Is o comp o a as
ca ac e ís icas e mo egulado es des e PCM, com a abso ção e libe ação de calo .
4.3.2. Es ação amena
A es ação amena oi simulada com empe a u a máxima de 29°C e empe a u a mínima de 12°C. A Figu a
48 ap esen a o compo amen o é mico de cada composição quando subme idas à lei de empe a u a em
es udo.
É possí el obse a um ligei o acha amen o das cu as à medida que eo de PCM aumen a, sendo es e um
p imei o indício do compo amen o a o á el do PCM nes a es ação em conc e o. Ou o dado cu ioso com a
obse ação dos g á icos dos compo amen os é micos das a gamassas é a dispensabilidade de
a e ecimen o nas células que o am e es idas com a gamassa con endo 10% e 20% de PCM, de ido a es as
não ul apassa em a ba ei a dos 25°C.

Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
70
Figu a 48 – Es ação amena – Compo amen o é mico das a gamassas.
Na Figu a 49 são exibidas a empe a u a máxima de cada composição com um dec éscimo de quase 3°C
en e a composição de e e ência e a composição com 20% de PCM. Ve i icou-se uma diminuição p og essi a
da empe a u a à medida que o eo de PCM aumen a, com uma edução de 3, 7 e 10% quando compa adas
com a a gamassa de e e ência.
Na Figu a 50 é possí el e i ica-se um aumen o de 3°C na empe a u a mínima en e a composição de
e e ência e a composição com 20% de PCM, e i icado que a inco po ação de 5%,10% e 20% de PCM
p o ocou um aumen o da empe a u a na o dem dos 3%, 7 e 10% espe i amen e.
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
71
Figu a 49 – Tempe a u a máxima em cada composição.
Figu a 50 – Tempe a u a mínima em cada composição.
O g adien e é mico ep esen ado na Figu a 51 demons a que a a gamassa com 20% de PCM ap esen a
uma maio egulação é mica, is o acon ece po que es a célula ap esen a as maio es di e enças de
empe a u a no seu in e io em compa ação com a célula e es ida com a gamassa de e e ência, seguida
pela composição com 10% de PCM.
27,2 26,3 25,3 24,5
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
0%PCM 5%PCM 10%PCM 20%PCM
Tempe a u a °C
Tempe a u a Máxima
14,7 15,4 15,9 16,6
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
0%PCM 5%PCM 10%PCM 20%PCM
Tempe a u a °C
Tempe a u a Mínima
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
72
Figu a 51 – G adien e é mico da es ação amena.
Po úl imo, o am de e minadas as á eas co esponden es as secções dos g á icos onde a empe a u a
excede os 25°C e onde é meno que 20°C.De ido à lei de empe a u a aplicada e ao eo de PCM só se
egis a am empe a u as acima dos 25°C na célula e es ida com a composição de e e ência e na célula
com 5% de PCM (Tabela 11).
Ve i icou-se um dec éscimo acen uado nas necessidades de aquecimen o à medida que o eo de PCM nas
a gamassas aumen a. Foi ainda possí el obse a uma edução das necessidades de a e ecimen o na
a gamassa com 5% de PCM e a eliminação das mesmas nas es an es composições com PCM. Is o
demons a as capacidades e mo egulado es do ma e ial de mudança de ase e a sua con ibuição pa a
edi ícios ene ge icamen e mais e icien es com a eliminação ou edução do empo de ope ação de apa elhos
de clima ização. As necessidades de clima ização o am eduzidas em 30, 59 e 67% nas composições com 5,
10 e 20% de PCM espe i amen e.
Somando as necessidades de ambas as es ações simuladas, e i icamos mais uma ez que quan o maio a
pe cen agem de ma e ial de mudança de ase p esen e na a gamassa, meno es se ão as necessidades de
u ilização de apa elhos egulado es de empe a u a, com uma diminuição das necessidades o ais de 25, 41
e 45% (Tabela 12).
-15
-10
-5
0
5
10
15
1
163
325
487
649
811
973
1135
1297
1459
1621
1783
1945
2107
2269
2431
2593
2755
2917
3079
3241
3403
3565
3727
3889
4051
4213
4375
5%PCM 10%PCM 20%PCM
Capí ulo 4 – Ap esen ação e Análise de Resul ados
73
Tabela 11 - Necessidades de a e ecimen o e aquecimen o na es ação amena.
Composição
Necessidade
de
aquecimen o
(C°.min.)
Necessidade de
a e ecimen o
(C°.min).
Necessidades
o ais de
clima ização
(C°.min.)
0%PCM
18178,32
9485,31
27633,63
5%PCM
13926,84
5557,1
19483,9
10%PCM
11403,52
-
11403,52
20%PCM
9246,14
-
9246,14
Tabela 12 - - Necessidades o ais de clima ização.
Composição
Necessidades
es ação
quen e
(°C.min.)
Necessidade
es ação
amena
(°C.min.)
Necessidades
o ais de
clima ização
(°C.min.)
0%PCM
39633
27634
67266,8
5%PCM
30776
19484
50259,8
10%PCM
28203
11404
39606,1
20%PCM
27843
9246,1
37089,2
Capí ulo 6 - Bibliog a ia
80
[46]h ps://www.pu e emp.com/BlogRe ie e.aspx?Pos ID=774314&A=Sea chResul &Sea chID=11334803&
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[47]h ps://phasechange.com/wp-con en /uploads/2018/03/ENRG-Blanke -b ochu e-03262018.pd .
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[55] Eu opean Commi ee o S anda diza ion (CEN) (2002). EN 1015-18, Me hods o es o mason y – Pa
18: De e mina ion o wa e abso p ion coe icien due o capilla y ac ion o ha dened mo a .
[56] Labo a ó io Nacional de Engenha ia Ci il (LNEC) (1993), Especi icação E 394, Be ões - De e minação da
abso ção de água po ime são.
[57] Eu opean Commi ee o S anda diza ion (CEN) (1999), EN 1015-11, Me hods o es o mason y - Pa
11: De e mina ion o lexu al and comp essi e s eng h o ha dened mo a .
[58] Eu opean Commi ee o S anda diza ion (CEN) (2002), EN 1015-12, Me hods o es o mo a o
mason y - Pa 12: De e mina ion o adhesi e s eng h o ha dened ende ing and plas e ing mo a s on
subs a es.