RESUMO Atualmente, a indústria da construção é um dos principais setores europeus responsáveis pelos elevados níveis de consumo de energia, extração de matérias-primas e produção de resíduos. Cada vez mais o consumo de energia proveniente de fontes renováveis e a reutilização de resíduos industriais constituem a única maneira de minimizar este problema para o meio ambiente e sociedade. A incorporação simultânea de materiais de mudança de fase (PCM) e cinzas volantes (FA) em argamassas permite aumentar a eficiência energética nos edifícios e diminuir a quantidade de extração de matérias-primas e de resíduos depositados em aterro. O desenvolvimento de argamassas com incorporação de PCM e cinzas volantes contribui para uma melhoria significativa dos parâmetros de conforto no interior de edifícios e do meio ambiente. O PCM permite regular a temperatura no interior dos edifícios utilizando como recurso apenas energia solar, diminuindo as necessidades de utilização de equipamentos de climatização. O PCM possui a capacidade de absorver e liberar energia para o meio ambiente. O principal objetivo deste trabalho consistiu na caracterização física, mecânica e térmica de argamassas com incorporação de PCM e FA. Foi possível concluir que a incorporação simultânea de PCM e FA permitiu obter argamassas homogêneas e adequadas, com boas propriedades físicas e mecânicas e um comportamento térmico melhorado quando comparadas às argamassas sem incorporação e apenas com incorporação de PCM.

ABSTRACT Nowadays, the construction industry is the one of the main European sector responsible for the higher levels of energy consumption, raw materials extraction and waste production. Increasingly the consumption of energy from renewable sources and reusing industrial wastes is the only way to minimize this problem for the environment and society. The simultaneous incorporation of phase change materials (PCM) and fly ash (FA) in mortars allow increase the energy efficiency in buildings and decrease the amount of the raw materials extraction and waste materials landfilled. The development of mortars with incorporation of PCM and fly ash contributes to a significant improvement of the comfort parameters inside buildings and in the environment. The PCM allow regulating the temperature inside buildings using only solar energy as a resource, decreasing the air conditioning needs. The PCM has the capability to absorb and release energy for the environment. The main purpose of this study was the physical, mechanical and thermal characterization of mortars with incorporation of PCM and FA. It was concluded that the simultaneous incorporation of PCM and FA leads to homogenous and suitable mortars, with good physical and mechanical properties and an increased thermal behavior when compared to the mortars without incorporation of PCM and only with incorporation of PCM.

RESUMO O setor residencial encontra-se muitas vezes envelhecido, apresentando necessidades de intervenções urgen-tes. Assim, torna-se importante reabilitar edifícios do ponto de vista estrutural, estético e funcional. A reabili-tação térmica é uma importante oportunidade para atingir níveis mais elevados de desempenho energético, reduzindo a elevada dependência energética dos países. As operações de reabilitação baseadas na utilização de materiais com capacidade de armazenamento e liberação de energia contribuem para a obtenção de edifí-cios mais eficientes em termos energéticos. Combinando a utilização de materiais inteligentes e fontes de energia renováveis, é possível aumentar o conforto térmico dentro dos edifícios. O principal objetivo deste trabalho consistiu na caracterização física, mecânica e térmica de argamassas baseadas em ligantes específi-cos para reabilitação, com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Foram estudadas argamas-sas à base de cal aérea e gesso, sendo que, para cada ligante, foram desenvolvidas argamassas com e sem incorporação de PCM. Observou-se que a incorporação de PCM nas argamassas originou diferenças no seu comportamento físico, mecânico e térmico. Verificou-se uma diminuição das resistências à flexão e compres-são, assim como uma melhorado comportamento térmico, reduzindo a temperatura máxima, aumentando a temperatura mínima e diminuindo as necessidades de aquecimento e arrefecimento.

ABSTRACT The residential sector is sometimes old, with urgent intervention needs. Thus, it is important to rehabilitate buildings from a structural, aesthetic and functional point of view. The thermal rehabilitation is an important opportunity to reach higher levels of energetic performance, reducing the high energetic dependence of the countries. Rehabilitation operations based in the utilization of materials with the capability to store and re-lease energy contribute to obtain more energy efficient buildings. Combining the use of smart materials and renewable energy sources, it is possible to increase the thermal comfort inside the buildings. The main pur-pose of this study was the physical, mechanical and thermal characterization of mortars based in specific binders for rehabilitation with incorporation of phase change materials (PCM). Mortars based in aerial lime and gypsum were studied. For each binder, mortars with and without incorporation of PCM were developed. It was observed that the incorporation of PCM in mortars caused differences in the physical, mechanical and thermal behavior. It was verified a decrease in the flexural and compressive strengths, and an increase in the thermal behavior, reducing the maximum temperature, increasing the minimum temperature and decreasing the heating and cooling needs.

RESUMO Actualmente, existem várias argamassas disponiveis para aplicação na industria da construção. Estas argamassas podem ser baseadas em diferentes ligantes, possuir diferentes propriedades fisicas e mecânicas e até mesmo outras propriedades especificas. Contudo, a correta selecção de uma argamassa torna-se cada vez mais dificil. Assim, surge a necessidade de classificar diferentes argamassas com base em critérios especificos e num procedimento único. Desta forma, será possivel identificar as argamassas mais apropriadas de acordo com a sua função. Neste trabalho foi utilizado um procedimento de classificação de materiais desenvolvido por Czarnecki e Lukowski, com base numa função de usabilidade. O procedimento de classificação transforma os resultados experimentais de várias propriedades num único valor numérico. Desta forma, os produtos de construção podem ser classificados de acordo com as suas propriedades individuais ou uma combinação optimizada de várias propriedades. Assim, o principal objectivo deste estudo consiste na classificação de argamassas à base de diferentes ligantes com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Os ligantes estudados foram a cal hidráulica, gesso e cimento. Para cada ligante foram desenvolvidas três argamassas distintas, uma argamassa de referência (0% PCM), uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e 1% de fibras. Com base nos resultados foi possivel concluir que a incorporação de PCM afecta o desempenho global das argamassas.

ABSTRACT Currently, there are several mortars available for application in the construction industry. These mortars can be based on different binders, have different physical and mechanical properties and even other specific properties. However, the correct selection of a mortar becomes increasingly difficult. Thus, comes up the need to classify different mortars based on a specific criteria and a single procedure. In this way, it will be possible to identify the most appropriate mortars according to their function. In this research, a materials ranking procedure developed by Czarnecki and Lukowski is applied, based on an usability function. The ranking procedure transforms experimental results of properties into one numerical value. The products can be classified according to their individual properties or even an optimized combination of different properties. Thus, the main purpose of this study was the ranking of mortars based in different binders with incorporation of phase change materials. Hydraulic lime, gypsum and cement were the binders studied. For each binder, three different mortars were developed, reference mortars (0% PCM), mortars with incorporation of 40% of PCM and mortars with incorporation of 40% of PCM and 1% of fibers. Based on the results it was possible to conclude that the incorporation of PCM in mortars changes their global performance.

RESUMO Actualmente, existem várias argamassas disponiveis para aplicação na industria da construção. Estas argamassas podem ser baseadas em diferentes ligantes, possuir diferentes propriedades fisicas e mecânicas e até mesmo outras propriedades especificas. Contudo, a correta selecção de uma argamassa torna-se cada vez mais dificil. Assim, surge a necessidade de classificar diferentes argamassas com base em critérios especificos e num procedimento único. Desta forma, será possivel identificar as argamassas mais apropriadas de acordo com a sua função. Neste trabalho foi utilizado um procedimento de classificação de materiais desenvolvido por Czarnecki e Lukowski, com base numa função de usabilidade. O procedimento de classificação transforma os resultados experimentais de várias propriedades num único valor numérico. Desta forma, os produtos de construção podem ser classificados de acordo com as suas propriedades individuais ou uma combinação optimizada de várias propriedades. Assim, o principal objectivo deste estudo consiste na classificação de argamassas à base de diferentes ligantes com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Os ligantes estudados foram a cal hidráulica, gesso e cimento. Para cada ligante foram desenvolvidas três argamassas distintas, uma argamassa de referência (0% PCM), uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e uma argamassa com incorporação de 40% de PCM e 1% de fibras. Com base nos resultados foi possivel concluir que a incorporação de PCM afecta o desempenho global das argamassas.

ABSTRACT Currently, there are several mortars available for application in the construction industry. These mortars can be based on different binders, have different physical and mechanical properties and even other specific properties. However, the correct selection of a mortar becomes increasingly difficult. Thus, comes up the need to classify different mortars based on a specific criteria and a single procedure. In this way, it will be possible to identify the most appropriate mortars according to their function. In this research, a materials ranking procedure developed by Czarnecki and Lukowski is applied, based on an usability function. The ranking procedure transforms experimental results of properties into one numerical value. The products can be classified according to their individual properties or even an optimized combination of different properties. Thus, the main purpose of this study was the ranking of mortars based in different binders with incorporation of phase change materials. Hydraulic lime, gypsum and cement were the binders studied. For each binder, three different mortars were developed, reference mortars (0% PCM), mortars with incorporation of 40% of PCM and mortars with incorporation of 40% of PCM and 1% of fibers. Based on the results it was possible to conclude that the incorporation of PCM in mortars changes their global performance.

RESUMO O setor residencial encontra-se muitas vezes envelhecido, apresentando necessidades de intervenções urgentes. Assim, torna-se importante reabilitar edifícios do ponto de vista estrutural, estético e funcional. A reabilitação térmica é uma importante oportunidade para atingir níveis mais elevados de desempenho energético, reduzindo a elevada dependência energética dos países. As operações de reabilitação baseadas na utilização de materiais com capacidade de armazenamento e liberação de energia contribuem para a obtenção de edifícios mais eficientes em termos energéticos. Combinando a utilização de materiais inteligentes e fontes de energia renováveis, é possível aumentar o conforto térmico dentro dos edifícios. O principal objetivo deste trabalho consistiu na caracterização física, mecânica e térmica de argamassas baseadas em ligantes específicos para reabilitação, com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM). Foram estudadas argamassas à base de cal aérea e gesso, sendo que, para cada ligante, foram desenvolvidas argamassas com e sem incorporação de PCM. Observou-se que a incorporação de PCM nas argamassas originou diferenças no seu comportamento físico, mecânico e térmico. Verificou-se uma diminuição das resistências à flexão e compressão, assim como uma melhorado comportamento térmico, reduzindo a temperatura máxima, aumentando a temperatura mínima e diminuindo as necessidades de aquecimento e arrefecimento.

ABSTRACT The residential sector is sometimes old, with urgent intervention needs. Thus, it is important to rehabilitate buildings from a structural, aesthetic and functional point of view. The thermal rehabilitation is an important opportunity to reach higher levels of energetic performance, reducing the high energetic dependence of the countries. Rehabilitation operations based in the utilization of materials with the capability to store and release energy contribute to obtain more energy efficient buildings. Combining the use of smart materials and renewable energy sources, it is possible to increase the thermal comfort inside the buildings. The main purpose of this study was the physical, mechanical and thermal characterization of mortars based in specific binders for rehabilitation with incorporation of phase change materials (PCM). Mortars based in aerial lime and gypsum were studied. For each binder, mortars with and without incorporation of PCM were developed. It was observed that the incorporation of PCM in mortars caused differences in the physical, mechanical and thermal behavior. It was verified a decrease in the flexural and compressive strengths, and an increase in the thermal behavior, reducing the maximum temperature, increasing the minimum temperature and decreasing the heating and cooling needs.

RESUMO Atualmente, os elevados consumos energéticos constituem uma das maiores preocupações da sociedade e da comunidade científica. A União Europeia definiu várias estratégias para atenuar este problema até 2020, passando pela redução das emissões de CO2, redução do consumo de energia primária e aumento do consumo de energia proveniente de fontes renováveis. O sector da construção é responsável por elevados consumos energéticos durante a fase de construção e utilização dos edifícios. Assim, torna-se importante utilizar soluções construtivas funcionais, que minimizem os consumos energéticos nos edifícios. A incorporação de materiais de mudança de fase (PCM) em materiais de construção permite a regulação da temperatura no interior dos edifícios com recurso à sua capacidade de armazenamento e libertação de energia. Desta forma, o principal objetivo deste estudo consistiu na caracterização do desempenho térmico de argamassas com incorporação de microcápsulas de PCM e comparação com argamassas de referência (0% PCM). Para tal, foram desenvolvidas 8 composições distintas, à base de diferentes ligantes, sendo estes a cal aérea, cal hidráulica, cimento e gesso. Para cada ligante foi desenvolvida uma composição de referência (0% PCM) e uma composição com incorporação de 40% de PCM, em substituição da massa de agregado. As propriedades avaliadas foram a trabalhabilidade, microestrutura, comportamento mecânico e desempenho térmico. Foi possível observar que a utilização de microcápsulas de PCM em argamassas contribui para uma melhoria da eficiência energética dos edifícios, através da diminuição das temperaturas extremas, do desfasamento temporal das temperaturas extremas e da diminuição das necessidades de climatização dos edifícios.

ABSTRACT Nowadays, the high energetic consumption is one of the biggest concerns of the modern society and scientific community. The European Union defined strategies for 2020 in order to reduce this problem, through the decrease of CO2 emissions, decrease the primary energy consumption and increase the energy consumption from renewable sources. The construction sector is responsible for high energetic consumptions during the production and utilization of buildings. Thus, it becomes important to use constructive solutions that allow minimize the energy consumption in buildings. The incorporation of phase change materials (PCM) in construction materials allows regulate the temperature inside the buildings, due to their capability of storage and release energy. The main objective of this study was to characterize the thermal performance of mortars with incorporation of PCM microcapsules. It were developed 8 different compositions based in different binders. The studied binders were aerial lime, hydraulic lime, cement and gypsum. For each binder a reference mortar (0% PCM) and a mortar with incorporation of 40% of PCM were developed. It was evaluated properties such as workability, microstructure, mechanical and thermal performance. It was possible to observe that the incorporation of PCM microcapsules in mortars effectively contributes to improving the energy efficiency of buildings, through the decrease of extreme temperatures, lag time delay of extreme temperatures and decrease of climatization needs of the buildings.

O despertar da consciência ambiental pela sociedade, tem levantado problemas até então ignorados tais como os consumos energéticos. Numa sociedade com um elevado ritmo de crescimento e padrões de conforto cada vez maiores, surge a necessidade de minimizar os elevados consumos energéticos, tirando partido de fontes de energia renováveis. As argamassas com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM) possuem a capacidade de regular a temperatura no interior dos edifícios, contribuindo desta forma para o aumento do nível de conforto térmico e diminuição do recurso a equipamentos de climatização, apenas com recurso à energia solar. Contudo, a incorporação de materiais de mudança de fase em argamassas modifica algumas das suas principais características. Portanto, o principal objetivo deste estudo consistiu na caracterização física e mecânica de argamassas aditivadas com PCM, assim como na avaliação da sua durabilidade. Para tal foram desenvolvidas 12 composições distintas, à base de diferentes ligantes e dopadas com 40% de PCM. Tendo sido possível observar que a incorporação de PCM provoca diferenças significativas em propriedades tais como a trabalhabilidade, resistência à compressão, resistência à flexão, aderência, absorção de água por capilaridade, absorção de água por imersão e resistência a ações de gelo-degelo. Contudo, foi possível concluir que a incorporação de PCM nas argamassas pode ser realizada com sucesso. Sendo que, as alterações verificadas nas argamassas podem ser contornadas através da incorporação de uma maior dosagem de ligante, superplastificante e até mesmo a inclusão de fibras. Apesar dos resultados desta investigação serem promissores é importante referir que outras investigações devem ser realizadas com o intuito de observar a influência do PCM em argamassas constituídas por outros materiais.

The awakening of environmental awareness by society has raised issues previously ignored such as energy consumption. In a society with a high growth rate and increased standards of comfort arises the need to minimize the currently high energy consumption by taking advantage of renewable energy sources. The mortars with incorporation of phase change materials (PCM) have the ability to regulate the temperature inside buildings, contributing to the thermal comfort and reduction of the use of heating and cooling equipment, using only the energy supplied by the sun. However, the incorporation of phase change materials in mortars modifies its characteristics. The main purpose of this study was the physical and mechanical characterization, as well the evaluation of the durability. Twelve compositions were developed, based in different binders and doped with 40% of PCM. It was possible to observe that the incorporation of PCM in mortars caused significant differences in properties, such as workability, compression strength, flexural strength, adhesion, water absorption by capillarity, water absorption by immersion and degradation after freeze-thaw cycles. However, it was concluded that the incorporation of PCM in mortars can be performed successfully. Being that the changes in mortars can be solved by incorporating a higher content of binder, superplasticizer and the inclusion of fibers. Although the results of this investigation are promising it is important to note that further investigations should be performed aiming to observe the influence of PCM in mortars composed by other materials.