Chemical resistance of lime-based grouts for masonry strengthening

The stone masonry walls are present in many buildings and historical monuments, with undeniable asset value, but also in old buildings housing both in Portugal and in Europe. Most of these buildings in masonry are in certain cases in a high state of degradation needing urgent intervention. This requires the identification of deficiencies and the application of appropriate intervention techniques. One of the possible techniques for structural consolidation works of stone masonry walls is the injection of fluid mortars currently called grouts. The choice of grouts is very important with regard in particular to their chemical and physical properties. In this study, carried out under the Master of Chemical Engineering, two types of lime-based grouts were used, in order to evaluate and compare their chemical resistance due to the crystallization of soluble salts. One of the grouts is a pre-dosed blend commercially available, Mape-Antique I from company Mapei (CA), and the second grout is a mixture prepared in the laboratory (LB), comprising metakaolin, cement, hydrated lime, water and superplasticizer. With the purpose of evaluating the action of sulphates on these grouts, a series of samples underwent several wetting-drying cycles using two different temperatures, 20 °C and 50 °C. During the experiment it was determined the change of weight and compressive strength in the analyzed grouts, as well as the sulphate ion concentration and pH of the solution in which the samples were dipped. The commercial grout (CA) apparently has a greater chemical resistance to sulphates. However grout LB showed to have positive results in some parameters.

Desenvolvimento e estudo em microcanais de fluidos inovadores análogos ao sangue baseados em vesículas unilamelares gigantes

O escoamento sanguíneo é um dos temas de grande interesse para a comunidade científica. Assim, a busca de fluidos que sejam análogos ao sangue bem como o estudo do seu escoamento em microcanais, tal como acontece com o sangue nos capilares, continua a ser alvo de investigação. Numa primeira fase deste trabalho, procedeu-se ao desenvolvimento de um modelo inovador para produzir glóbulos vermelhos artificiais, constituído por Vesículas Unilamelares Gigantes, vulgarmente designadas Giant Unilamellar Vesicles (GUVs), com três concentrações diferentes. Pretende-se que estas vesículas tenham um comportamento reológico idêntico ao escoamento dos glóbulos vermelhos (GVs) em microcanais, permitindo assim proceder a vários estudos hemodinâmicos. No desenvolvimento destas vesículas, foi verificado que as mais adequadas são constituídas por uma mistura natural de lípidos e lecitina de soja. Foi realizado um estudo relativamente à sua concentração, onde se verificou que, com o aumento da quantidade da lecitina de soja nas soluções, a concentração de GUVs tende a aumentar. Foi também realizado um estudo relativo aos diâmetros dos GUVs para verificar se estes se aproximavam em termos de tamanho dos GVs, onde foi verificado que a maioria dos GUVs possuem diâmetros com dimensões entre os 5 e 7 μm, tal como os GVs. Foi ainda verificado que a solução com a menor concentração de lecitina de soja possui uma maior quantidade de GUVs com diâmetros entre os 5 e 7 μm. Na segunda fase, foi estudado experimentalmente o escoamento das três soluções de GUVs em microcanais hiperbólicos, com três caudais diferentes, com o objetivo de visualizar a Camada Livre de Células (CLC), determinar a deformação e estudar as velocidades destes. Foi verificado que existe a formação de CLC em todas as concentrações e que aumenta com o aumento do caudal. Relativamente à deformação, esta é bastante mais evidente na contração do microcanal onde a taxa deformação é máxima. Para o caso da velocidade, foi observado um aumento bastante significativo e linear da velocidade na região da contração do microcanal hiperbólico e uma velocidade baixa e aproximadamente constante a montante e jusante da contração. vi Por fim, foi também realizado o estudo reológico dos GUVs, de forma a investigar se estes têm uma viscosidade próxima do sangue. Foi verificado que os GUVs apresentam uma viscosidade inferior à do sangue total e que existe um ligeiro aumento da viscosidade dos GUVs com o aumento da sua concentração. Por último, também foi efetuada uma comparação da viscosidade da solução de GUVs com uma solução de 5% de Hematócrito (Hct) em soro fisiológico, onde foi verificado que ambas as viscosidades são muito próximas.