Evaluation of the effect of TiO2 treatments on the reflectance to solar and luminous radiation of coating mortars. (2021)
- Authors:
- Autor USP: DANTAS, SÉRGIO ROBERTO ANDRADE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PCC
- Subjects: FOTOCATÁLISE; RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA; REVESTIMENTO DE FACHADAS; ARGAMASSA; REOLOGIA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Assim que a argamassa é aplicada na fachada, inicia-se um processo contínuo de degradação que perdurará durante toda a sua vida útil. Na obra, os mecanismos de avaliação das propriedades das argamassas, nomeadamente a sua aplicabilidade, são habitualmente realizados de forma sensorial e táctil. É prática comum os pedreiros aumentarem a quantidade de água sem nenhum controle, utilizando apenas sua experiência e preferência pela consistência da argamassa. Com base no conhecimento empírico, tais procedimentos induzem a muitos erros que prejudicam a qualidade da argamassa e não permitem a medição de quaisquer parâmetros reológicos possíveis para quantificar a trabalhabilidade do material. Para matrizes de cimento, as propriedades reológicas das dispersões são governadas pela microestrutura do sistema, e a dispersão de partículas representa um desafio que precisa ser abordado para o uso de nanomateriais nessas misturas. Em argamassas com adição de TiO2, as características das partículas, como tamanho e morfologia, podem ser responsáveis pelas diferentes atividades fotocatalíticas. Além disso, a rugosidade da superfície pode afetar como as partículas de TiO2 podem ser ativadas pela radiação solar devido à incidência de sombra causada pelas diferentes escalas de rugosidade existentes nas superfícies. Os materiais utilizados nas fachadas não respondem apenas ao estado estético do edifício, mas têm um papel fundamental no seu equilíbrio térmico, onde materiais que apresentam elevados valores de refletividade reduzem os ganhos térmicos e resultam numa técnica passiva eficiente para reduzir a procura de energia eléctrica no condicionamento térmico de ambientes e melhoria do conforto térmico interno e externo. Além disso, oaumento da refletância solar e da emissão térmica nas fachadas pode ser uma estratégia viável para ajudar a reduzir as ilhas de calor urbanas. No entanto, o contato constante dessas superfícies com agentes de degradação pode diminuir significativamente esses benefícios ao longo do tempo com a exposição à corrosão causada por ácidos, desgaste acelerado, incrustação devido a partículas de fuligem e a incidência direta de radiação UV que causa descoloração e aparência de manchas. Como resultado, os revestimentos tornam-se mais opacos, afetando seu equilíbrio térmico e estética visual ao longo do tempo. Nesse contexto, o uso de revestimentos tratados com TiO2 não apenas ajuda na manutenção desses revestimentos ao longo do tempo, mas também mantém a refletância solar e de luminosidade das fachadas dos edifícios, tornando-as mais eficientes ao manter seus valores iniciais de refletância por longos períodos. Assim, o estudo avaliou experimentalmente superfícies tratadas com TiO2 - formas em pó e suspensão - e as comparou com superfícies pintadas de branco, observando a manutenção das características iniciais de refletância à radiação solar e refletância luminosa dessas superfícies, visando sua baixa manutenção e melhor performance, mostrando-se como uma possível alternativa às argamassas pintadas. A refletância à radiação solar medida foi de acordo com os procedimentos ASTM E1918-16 e ANSI/ASHRAE-74. As medições foram realizadas utilizando dois piranômetros Kipp & Zonen, Delft/Holland modelo CM3, com comprimentos de onda de 305 - 2800 nm e radiação máxima de 2.000 W/m². O sinal gerado variou de 0 - 50 mV e a sensibilidade de 0 - 35 μV/W/m². Um datalogger ALMEMO, modelo 2890-9 com display de 6,5 dígitos esaída RS232, foi empregado para a aquisição dos dados. Já para a refletância luminosa, foi adotado um procedimento baseado na ASTM D2244-21. As medidas foram realizadas em espectrofotômetro Color Guide Sphere difuso/spin 8° com medidas geométricas de 45º/0º circular, área de medição de 400 - 700 nm, resolução espectral de 20 nm e faixa fotométrica de 0 - 100%, resolução de 0,01. Foram considerados o iluminante D65 e o observador com 10° e reprodutibilidade <0,02 μE*. Os resultados indicaram que as amostras pintadas mantiveram sua refletância inicial à radiação solar após três anos de exposição, terminando com 73% de seu índice. A comparação entre os corpos-de-prova pintados e os tratados com pó de TiO2 mostrou uma diferença de 28,25% em relação à refletância à radiação solar. Por outro lado, a comparação entre as amostras tratadas com TiO2 em pó e as amostras tratadas com TiO2 em forma de suspensão mostrou uma diferença de 8,5% no índice de refletância à radiação solar, não indicando preferência uma vez que ambas apresentaram a mesma eficácia em média após três anos de exposição. Em relação à luminosidade, após trinta e sete meses da exposição natural, os corpos-de-prova pintados de branco tiveram os melhores resultados que os corpos-de-prova com suspensão de TiO2 e os corpos-de-prova com TiO2 em pó. Além disso, quanto à absortividade, os corpos-de-prova pintados de branco podem ser considerados com baixa absortividade. Em contraste, as amostras tratadas com suspensão de TiO2 e aquelas tratadas com pó de TiO2 podem ter absortividade média. Sobre a percepção estética, o estudo conclui que, para o usuário final, não há diferenças significantes nos exemplares pintados de branco. Em contrapartida, para as outras amostras com TiO2 (pó e suspensão), o usuário final pode notar a diferença de cor muito bem emtrês anos de exposição. Portanto, esta pesquisa visa contribuir para o preenchimento de uma lacuna no que diz respeito aos estudos de refletividade de diferentes tratamentos de TiO2 (pó e suspensão) em argamassas, fazendo uma avaliação comparativa com argamassas pintadas e expostas ao ambiente urbano em longo prazo, demonstrando não apenas a eficácia do processo fotocatalítico por medidas de refletância à radiação solar e refletância luminosa, mas também a manutenção dessas propriedades nas argamassas ao longo do tempo.
- Imprenta:
- Data da defesa: 13.09.2021
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ABNT
DANTAS, Sérgio Roberto Andrade. Evaluation of the effect of TiO2 treatments on the reflectance to solar and luminous radiation of coating mortars. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-07102021-111423/. Acesso em: 29 set. 2024. -
APA
Dantas, S. R. A. (2021). Evaluation of the effect of TiO2 treatments on the reflectance to solar and luminous radiation of coating mortars. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-07102021-111423/ -
NLM
Dantas SRA. Evaluation of the effect of TiO2 treatments on the reflectance to solar and luminous radiation of coating mortars. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 set. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-07102021-111423/ -
Vancouver
Dantas SRA. Evaluation of the effect of TiO2 treatments on the reflectance to solar and luminous radiation of coating mortars. [Internet]. 2021 ;[citado 2024 set. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-07102021-111423/
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