Effect of vegetable oils in limewashes for protection of masonry facades

Abstract

Lime coatings have been used on architectural surfaces all over the world since ancient times. Additives have been used to improve specific properties of the coatings in relation to the substrate and environment where they were applied. They can impart lime coatings water-repellent properties to pro- tect surfaces from degradation, salt dissolutions, and microorganisms. But with the development of new synthetic materials after the Industrial Revolution, these techniques fell into disuse. This work focuses on evaluating the compatibility of vegetable oil additives with limewash paints on porous substrates by assessing the wettability and drying behavior of the coatings. These traditional and eco-friendly additives can be used as an alternative sustainable material as opposed to synthetic additives. In this study, three different vegetable oil additives were used: rapeseed oil, sunflower oil and high oleic sunflower oil. Additionally, a commercial water-repellent lime putty with the addition of olive oil sub-product was used to prepare a limewash (Fradical limewash) and compare it to the oil lab-prepared limewashes. The limewashes were applied to two different stones with different porous structures: Mšené stone, with high porosity and pore size distribution, and Opuka stone, with lower porosity and much smaller pore size than the previous stone. The lime coatings performance was evaluated by measuring the water contact angle, water ab- sorption by capillarity, and drying behavior with water and salt solution. The limewash that showed the best water-repellence, less water absorption and fastest drying with pure water was the Fradical limewash. The rapeseed limewash showed the fastest drying with the salt solution on Opuka and also showed promising results in the contact angle test being the only one that showed good water-resistance among the vegetable oil-based additives lab-prepared limewashes. The sunflower oil limewash had the fastest drying with the salt solution on Mšené stone.Revestimentos de cal têm sido usados sobre superfícies arquitetónicas em todo o mundo desde os tempos antigos. Os aditivos têm sido utilizados para melhorar propriedades específicas dos revesti- mentos em relação ao substrato e ao ambiente onde foram aplicados. Podem conferir propriedades hi- drófobas aos revestimentos de cal, protegendo as superfícies da degradação, dissoluções de sais e mi- crorganismos. Mas com o desenvolvimento de novos materiais sintéticos após a Revolução Industrial, essas técnicas caíram em desuso. Este trabalho tem como foco avaliar a compatibilidade de aditivos de óleos vegetais com tintas de cal em substratos porosos, avaliando o humedecimento e o comportamento de secagem dos materi- ais. Esses aditivos tradicionais e ecologicamente verdes podem ser usados como material alternativo e sustentável, ao contrário de aditivos sintéticos. Neste estudo, foram utilizados três aditivos diferentes de óleo vegetal: óleo de colza, óleo de girassol e óleo de girassol com alto teor oleico. Além disso foi utilizada, uma cal hidratada hidrófuga comercial, produzida com adição de subproduto de azeite para preparar um leito de cal (leite de cal Fradical) e comparar com as caiações com óleo preparadas em laboratório. A caiação foi aplicada em duas pedras diferentes com estruturas porosas muito distintas: a pedra Mšené com alta porosidade e de tamanho de poros, e a pedra Opuka, com porosidade menor e com tamanho de poros muito menor que a pedra anterior. O desempenho destes revestimentos de cal foram avaliados medindo-se o ângulo de contacto de gota de água, a absorção de água por capilaridade e o comportamento de secagem com água e solução salina. O leite de cal que apresentou melhor repelência à água, menor absorção de água, secagem mais rápida com água foi o leite de cal Fradical. O leite de cal de óleo de colza apresentou a secagem mais rápida com solução salina na pedra Opuka e também apresentou resultados promissores no ensaio de ângulo de contacto sendo a única que apresentou boa resistência à água entre as caiações de aditivos com óleo vegetal preparadas em laboratório. O leite de cal com óleo de girassol teve a secagem mais rápida com a solução salina na pedra Mšené

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