APOSTILA-materiais-de-construcao-civil.pdf

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SUMÁRIO

Página

1. INTRODUÇÃO.............................................................................004 2. AGREGADOS...............................................................................014 3. AGLOMERANTES .....................................................................027 4. ARGAMASSAS ............................................................................045 5. CONCRETO ................................................................................060 6. MATERIAIS CERÂMICOS ................... ............................. ................... ................... ................074 ......074 7. MADEIRA ....................................................................................088 8. TINTA ...........................................................................................101 9. PLÁTICO .....................................................................................122 10.MATERIAIS 10.MATERIAIS BETUMINOSOS ................... ............................ ................... .................... ...........118 .118 11.VIDRO 11.VIDRO ..........................................................................................124 12.FIBRA 12.FIBRA ..........................................................................................129 13.MATERIAIS 13.MATERIAIS FERROSOS ................... ............................. ................... ................... ................... .........134 134 14.MATERIAIS 14.MATERIAIS NÃO FERROSOS .................. ............................ .................... ...................142 .........142 15.MATERIAIS 15.MATERIAIS ALTERNATIVOS ................... ............................. .................... ..................146 ........146

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BIBLIOGRAFIA PARA CONSULTA 1.

ALVES, J. D. Materiais de construção. construção. Goiás: UFG.

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS .

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CTE, SEBRAE & SINDUSCON. Qualidade na aquisição de materiais e execução de obras. São Paulo: PINI, 1995.

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GUEDES, M. F. Caderno de encargos. São Paulo: PINI, 1994.

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GUIMARÃES, J. E. P. A Cal - fundamentos e aplicações. aplicações. São Paulo: PINI, 1997.

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10. ISAIA, G. C.. Concreto

  Ensino, Pesquisa e Realizações. São Paulo:

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ISAIA, G. C.. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. São Paulo: IBRACON, 2007. 2v.

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MONTEIRO, P.J. & METHA, K. Concreto. São Paulo: PINI, 1994 .

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SILVA, M. R. Materiais Materiai s de construção. São Paulo: PINI

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1.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Muitos cientistas experimentais e engenheiros, nas mais diversas modalidades, irão, pelo menos uma vez, serem expostos a um problema de projeto que envolva materiais. Cumpre esclarecer que os especialistas estão envolvidos na investigação e no  projeto destes e o problema consiste, basicamente, na especificação do mais correto dentre os milhares disponíveis no mercado. Existem diversos critérios adotados antes da escolha, a saber: a caracterização das condições de serviço já que esta define as  propriedades exigidas do material, sendo às vezes necessário ignorar alguma característica em detrimento a outra, para se obter um material com características ideais de propriedades, cita-se como exemplo os materiais de elevada resistência que possuem uma ductilidade limitada. Em segundo, deve considerar os fatores de degradação do material que pode comprometer a sua vida útil em serviço, por exemplo, grandes reduções na resistência mecânica podem ser oriundas da exposição à ambientes agressivos (corrosivos). E, finalmente, o aspecto econômico, ou seja, quanto irá custar o  produto, pode-se empregar um material que possua um conjunto ideal de propriedades, mas que seja extremamente caro. O material de construção é um elemento decisivo na qualidade e beleza da construção. Se empregarmos materiais de construção deficientes, teremos uma edificação defeituosa. Há de se considerar, também, que na maioria das vezes em que utilizamos materiais baratos não obtemos boas obras de arte, visto que o custo muitas vezes está condicionado à qualidade do mesmo. Verifica-se a durabilidade, o custo e o acabamento da obra são estão diretamente relacionados com a qualidade dos materiais empregados, deve-se, portanto, atender a cnico  que se trata de um critério geral objetivando três critérios básicos, a saber : o té

atender a resistência, a trabalhabilidade, a durabilidade e a higiene. (Deve-se conhecer a

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dimensão, as propriedades físicas, químicas, mecânicas, etc. do material); o econômico que resulta no menor custo possível, esse critério exige o conhecimento de: Preço: em função da qualidade e quantidade (valor da aquisição); Custo de Aplicação:  material + mão-de-obra + equipamentos; Custo de manutenção:   material + mão-de-obra + tico , de ordem pessoal onde se considera a cor, a textura e a forma equipamentos e o esté

(trata da qualidade do material no que se refere ao acabamento, a conservação, a durabilidade). Em resumo, os materiais devem atender aos

“3 B”,

ou seja, serem bons,

 bonitos e baratos. Dentro deste contexto verifica-se que o engenheiro ou cientista deve estar familiarizado com as várias características, bem como com as técnicas de  processamento dos materiais, estando, portanto, apto a optar pelo material baseado nos critérios acima citados. As qualidades dos materiais podem ser estabelecidas pela observação continuada, pela experiência adquirida ou por ensaios em laboratórios especializados.  No que se refere às fontes de informação, essas são muitas ao alcance do engenheiro, a saber: bibliografia, fabricante e/ou fornecedor, laboratório, normas técnicas,  profissionais do ramo, experiências anteriores. Como não é possível para o engenheiro recém-formado adquirir aos poucos essa experiência, torna-se, esse, o objetivo principal da disciplina MATERIAS DE CONSTRUÇÃO. Ao especificar os materiais, é necessário o máximo possível de exatidão, definindo-se todos os elementos que possam variar de procedência. Deve-se procurar citar os dados técnicos do material escolhido, mesmo que estes sejam evidentes para uns  pode não ser para outros, nomear o material, classifica-lo, definir tipo, dimensão desejada e eventualmente, a marca.

1.2. NORMALIZAÇÃO  Normalizar é estabelecer códigos técnicos a fim de permitir uma regulamentação da qualidade, da produção, da classificação e do emprego dos materiais. Com essa finalidade, foi criada no Brasil, a entidade particular chamada de Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Esta se dedica a elaboração de

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normas técnicas, sua difusão e incentivo. Tal fato não impede que outras entidades  particulares tenham o mesmo objetivo, por exemplo, IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), DNER (Departamento Nacional de Estradas e Rodagem), dentre outros.  Nos outros países cita-se: Estados Unidos (ASTM  –   American Society for Testing Material e ASA  –   American Standard Association), Alemanha (DIN  –  Deustsche Normenausschuss), na Inglaterra (BS  –  Bristish Standards Institution). Essas entidades são coordenadas pela ISO - International Organization for Standardization e  por comitês continentais. Cabe mencionar que as normas são aperfeiçoadas e alteradas com o tempo, acompanhando a evolução da indústria da construção civil e da técnica. E as existentes no Brasil são caracterizadas pelas iniciais, seguida do seu número de ordem e, quando necessária, de dois algarismos indicando o ano confecção ou alteração. Os tipos de normas que encontramos são: 1)  Normas: que prescrevem diretrizes para cálculos e métodos de execução de obras e serviços de engenharia, assim como as condições mínimas de segurança; 2) Especificação (dos materiais): estabelece prescrições para os materiais; 3) Método de ensaio: estabelece processo para formação e exame de amostras; 4) Padronização (de dimensões e formas): estabelece dimensões para materiais e  produtos; 5) Terminologia (técnica): regulariza nomenclatura técnica; 6) Simbologia: para convenções de desenho; 7) Classificação (dos materiais ou produtos): para ordenar e dividir conjunto de elementos.

1.3. AVALIAÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Quando se deseja testar a qualidade dos materiais de construção executa-se ensaios que podem ser realizados de duas formas, a saber: direta (quando se observa o comportamento do material em obras já realizadas) e indireta (realizado em laboratório).

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Os ensaios indiretos consistem em dois tipos de controle, o de produção (realizado nas fábricas, em seus laboratórios, tem por finalidade assegurar a fabricação dentro das especificações exigidas) e o de   recebimento   (realizado em laboratórios especializados, tem por finalidade verificar se o produto adquirido possui as qualidades necessárias para o fim a que se destina). A tabela 1.1 apresenta o mecanismo de organização do controle de qualidade dos materiais, onde se verifica que o controle de produção   (exercido por quem gera  produtos e auxilia o “produtor” a conseguir o produto especif icado garantindo a constância do processo (uniformidade)) e o controle de recebimento   (exercido por quem fiscaliza e aceita os produtos e os serviços executados e tem por finalidade julgar a conformidade ou não do produto aos limites especificados) não são iguais, entretanto, são complementares e necessários para um programa de controle de qualidade.

TABELA 1.1 - Mecanismos de controle de qualidade. Controle de Produção O que é?

Controla

os

fatores

Controle de Recebimento que Comprovação de conformidade

intervém na qualidade

Quem faz?

O produtor

O promotor, o proprietário.

Como se faz?

Inspeção contínua

Inspeção intermitente

Quais as Variáveis de As que intervêm no processo As representativas na qualidade Controle?

 produtivo

especificada

Atua sobre

O processo

O produto

A implantação de um programa de controle de qualidade acarretará nos seguintes  benefícios imediatos:

 Redução da incidência dos problemas patológicos e, conseqüentemente, os gastos de recuperação;

 Elevação da qualidade dos projetos e dos materiais e componentes da edificação;

 Melhoria da qualificação da mão de obra decorrente da maior qualidade dos serviços;

 Racionalização dos serviços e processos utilizados pelas construtoras;

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 Melhor aproveitamento dos recursos materiais, técnicos, humanos e financeiros disponíveis propiciando maior satisfação aos usuários.

1.4. CONTROLE DE QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL Toda a atividade humana na qual a partir de certas matérias-primas e de um  processo se obtenha um produto final é suscetível de ser controlada. A construção civil em geral aparece como uma indústria atrasada, a razão dessa deficiência pode, seguramente, ser associada à ausência de um  Progr ama de Contr ole de Qual idade Total.

Pode-se fazer as seguintes reflexões de caráter comparativo que melhor justificam o atraso da construção civil:

 Trata-se de uma indústria tradicional;  Trata-se de uma indústria de caráter nômade;  Trata-se de uma indústria de produção de produtos únicos e não seriados;  Trata-se de uma indústria à qual não é aplicável a produção em cadeia (produtos móveis passando por operador fixo) e sim concentrada;

 Trata-se de uma indústria de caráter temporário com possibilidades de  pequenas promoções dentro da empresa. Isso repercute numa baixa motivação para o trabalho e, consequentemente, numa diminuição da qualidade do produto;

 Apresenta uma grande dispersão e diversidade da produção, caracterizada por realizar-se em locais distintos (fábrica, escritório, canteiro de obra) e gerar, através de vários processos diferentes produtos como materiais, projetos, edifícios, etc. Essas características, próprias da indústria da construção, aliada a uma normalização deficiente e a falta de organização das instituições públicas e dos usuários retardam a implantação do  Programas de Controle de Qualidade. Salienta-se que o desperdício é, também, uma característica significativa na construção civil e um indicador dos custos da não-qualidade dentro da construção civil, ou seja, devido à falhas no processo de produção: há grande perda de materiais gerando entulhos que saem ou ficam agregados à obra; há serviços a serem refeitos para corrigir o que não está em conformidade e há tempos ociosos de mão-de-obra e de equipamentos

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devido a deficiências no planejamento. Deve-se, portanto, considerar as falhas administrativas e gerenciais da empresa (por exemplo, compras feitas apenas pelo menor preço, programas de seleção, contratação e treinamento inadequado, dentre outros). E finalmente, as falhas na fase da pós-ocupação das obras caracterizadas por  patologias construtivas resultado em serviços de reparos e/ou recuperação e altos custos de manutenção, prejudicando, portanto, a imagem no mercado consumidor. O conceito de qualidade evolui continuamente, acompanhando o ritmo das mudanças. De maneira geral, as posturas a serem tomadas em relação à qualidade devem obedecer as seguintes considerações: as obras de qualidade atendem às expectativas do cliente e as necessidades dos usuários, consistem no cumprimento dos requisitos e especificações do cliente, previnem a ocorrência de erros ou falhas no que se refere às especificações nas várias etapas do processo construtivo. Baseado nos indicadores de qualidade mede-se a satisfação do cliente, a produtividade e a eficiência no emprego dos recursos, minimizando, desta forma, os desperdícios e os erros alcançando-se, desta forma, a qualidade através da liderança dos dirigentes da empresa e do comprometimento de todos os funcionários. O processo de produção na construção pode ser decomposto em cinco etapas:

planejamento, projeto, materiais e componentes, execução e uso , sendo diversos os agentes intervenientes no processo ao longo de suas etapas (vide figura 1.1): Os agentes responsáveis pelo planejamento do empreendimento podem ser os financeiros e/ou promotores, órgãos públicos, clientes privados, incorporadores, dependendo do tipo de obra a ser construída e devem atender às normas gerais e ao código de obra da região. Os responsáveis pelo projeto são as empresas que efetuam os estudos  preliminares (por exemplo, sondagem), urbanísticos, projetistas de arquitetura, calculistas estruturais, e demais projetistas, além dos órgãos públicos ou privados responsáveis pela coordenação do projeto, atendendo às normas específicas de desempenho. Os fabricantes de materiais e componentes constituem os segmentos industriais  produtores de insumos envolvendo a extração e o beneficiamento de matéria-prima dos mais diversos tipos, buscando o certificado de conformidade, ou seja, controle de  produção e controle de recebimento.

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A etapa de execução das obras e realizada pelas empresas construtoras, subempreiteiros, autônomos, laboratórios, empresas gerenciadoras e os demais órgãos responsáveis pelo controle e fiscalização da obra, atendendo ao especificado e projetado. Após a produção, propriamente dita segue-se a etapa final, de longa duração, denominada uso, onde estão envolvidas as atividades de manutenção (conservação) dos  produtos gerados. Os usuários variam segundo o poder aquisitivo, a região do país e, às especificidades de cada obra (residencial, comercial, escola, hospital, etc). O nível de desempenho e satisfação proporcionado pela construção aos usuários vai depender da qualidade obtida nas quatro etapas de produção do empreendimento, assim como dos serviços de manutenção durante o uso. Sendo assim, em cada etapa do  processo (vide Figura 1) o controle de qualidade deverá ter uma meta específica a fim de se obter um resultado final que satisfaça às exigências do usuário. Salienta-se que o sistema ideal para assegurar a qualidade dos materiais e componentes é o Certificado

de Conformidade dos produtos. USUÁRIO

USO

PLANEJAMENTO

(Usuário)

(Promotor)

(assegurar adequada utilização)

(atender às normas gerais)

EXECUÇÃO

PROJETO

(Construtor)

(Projetista)

(atender ao projetado

(atender às normas

especificado)

específicas de desempenho)

MATERIAIS E COMPONENTES (Fabricante) Produzir e receber de acordo com o especificado. SISTEMA UTILIZADO - Certificado de Conformidade. ENSAIOS - Verificação na fabricação e aceitação. FIGURA 1.1 - Esquema das etapas do processo de produção de uma edificação.

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Observa-se que há uma grande interação entre os vários agentes do processo construtivo. Neste sentido amplia-se o conceito da qualidade enquanto “satisfação total do cliente” aplicando

as várias relações existentes ao longo da produção e uso de uma

obra. Assim, a equipe de execução da estrutura tem como cliente a responsável pela a alvenaria e assim sucessivamente, vide tabela 1.2. E dentro do mesmo serviço, por exemplo, superestrutura, a equipe responsável pelo dimensionamento e execução das fôrmas tem como cliente interno as equipes de montagem das armaduras e concretagem, devendo, portanto, atender as suas necessidades.

TABELA 1.2 –  Etapas de execução de uma obra. 1 - Serviços Inicias.

14 - Impermeabilização.

2 - Instalações Provisórias.

15 - Instalação de Esgoto Pluvial.

3 - Movimento de Terra.

16 - Instalação Elétrica.

4 - Fundações e Elementos de contenção.

17 - Instalação Telefônica.

5 - Superestrutura.

18 - Instalação de Antena Externa.

6 - Elementos Divisórios.

19 - Instalação Hidráulica.

7 - Esquadrias.

20 - Instalação de Esgoto Sanitário.

8 - Peitoris e Soleiras.

21 - Cerca e Grades.

9 - Acabamento dos Elementos Divisórios.

22 - Poços.

10 - Acabamento de Tetos.

23 - Instalação de Despejo de Lixo.

11 - Acabamento de Pisos.

24 - Despesas de consumo.

12 - Coberturas.

25 - Administração da obra.

13 –  Isolamento Térmico

26 - Serviços finais e complementares.

As necessidades dos usuários dependem da finalidade para o qual o edifício foi  projetado e construído. Para cada tipo de edificação (escolas, residenciais, comerciais, etc) haverá um conjunto de necessidades comuns a serem satisfeitas. Atualmente há um consenso internacional expressa pela ISO 6241 (Performance standards in buildings) que em resumo considera: segurança, habitabilidade, durabilidade e economia às quais a edificação e sua parte devem atender. A metodologia consiste em definir condições qualitativas (requisitos de desempenho) e quantitativas (condições de desempenho). Dentro deste contexto surge o conceito de métodos de avaliação, que são as técnicas (por exemplo, ensaios nos materiais, nas edificações) que permitem verificar se um determinado edifício, componente, etc, atende os requisitos e os critérios de

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desempenho a eles fixados. A Figura 1.2 ilustra esquematicamente esta metodologia de aplicação do conceito de desempenho do edifício e suas partes. Entretanto salienta-se que as necessidades dos usuários devem ser atendidas (vide Tabela 1.3) caracterizando o conceito do cliente em termos de desempenho do produto final, de prazo de entrega e de  preço. Deve-se, também, efetuar uma concepção e um projeto da edificação baseado em  parâmetros de desempenho, permitindo um estudo de sistemas construtivos inovadores  para as diversas partes do edifício garantindo um custo satisfatório; efetuando a avaliação dos componentes inovadores e a especificação e a seleção de alternativas entre novos produtos e outros já consagrados no mercado e, finalmente, a avaliação pósocupação da obra, visando verificar se a edificação atende às exigências do usuário em termos de qualidade e preço. E, finalmente, na construção civil, tradicionalmente o controle de qualidade vem sendo identificado com a fiscalização da obra e a realização de alguns ensaios de controle tecnológico de materiais, por exemplo, o concreto. Esta abordagem simplifica com o conceito mais elaborado empregado em outras indústrias. Para o caso da construção civil este conceito deve ser exercido em todas as atividades desenvolvidas no  processo de produção de uma obra: planejamento, projeto, materiais e componentes, execução e uso, para tanto se torna necessário que estas atividades sejam especificadas e  padronizadas, sendo de exercido de dois tipos controle de processo e controle de  produtos. EXIGÊNCIAS DO USUÁRIO

EDIFÍCIO E SUAS PARTES

CONDIÇÕES DE EXPOSIÇÃO

REQUISITOS DE DESEMPENHO

CRITÉRIOS DE DESEMPENHO

MÉTODOS DE AVALIAÇÃO

FIGURA 1.2 –  Esquema para avaliação de desempenho de uma obra.

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TABELA 1.3 –  EXIGÊNCIAS DO USUÁRIO. 1. Segurança Estrutural (estabilidade e resistência mecânica) 2. Segurança ao Fogo (limitações do risco de início de incêndio) 3. Segurança à Utilização (segurança ao uso) 4. Estanqueidade (gases, líquidos e sólidos) 5. Conforto Higrotérmico (temperatura e umidade) 6. Conforto Visual e Acústico (iluminação, vista exterior, níveis de ruído) 7. Conforto Antropodinâmico (aceleração, vibração e ergonomia) 8. Higiene (abastecimento de água, remoção de resíduos) 9. Durabilidade (manutenção ao longo da vida útil) 10. Economia (custo inicial, de operação e de manutenção durante a vida útil)

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2.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS Até a década de 1980, o agregado era considerado como um material inerte, de  preenchimento na pasta de cimento com a finalidade econômica devido às diferenças de  preço existentes entre ele e o aglomerante. Entretanto, diversos estudos comprovaram que o desempenho das argamassas e dos concretos está diretamente relacionado com o tipo de agregado e suas características físicas e químicas. Dentre deste contexto, verifica-se que a caracterização do material e o conhecimento de sua composição granulométrica, textura superficial, forma, massa específica dentre outras propriedades é extremamente relevante para se efetuar uma dosagem e analisar as propriedades de uma argamassa e/ou concreto, sendo assim, o fator custo deixou de ser considerado como a função principal do seu emprego. Atualmente, pode-se considerar o agregado como sendo um material natural ou artificial, de propriedades adequadas ao uso na construção civil, com dimensão nominal máxima inferior a 100 mm e de dimensão nominal mínima igual ou superior a 0,075 mm. Trata-se, portanto, do conjunto de grãos naturais, processados ou manufaturados, que se apresentam numa seqüência de diferentes tamanhos, os quais, interligados por um material aglomerante são capazes de formar argamassas e concretos.

2.2 CLASSIFICAÇÃO Os agregados classificam segundo a sua origem em naturais (por exemplo, areia de rio) e artificiais  (por exemplo, brita), segundo a sua massa unitária (massa das  partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume) em: normais (brita), leve

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(argila expandida) ou  pesados  (magnetita) e segundo a sua dimensão em miúdo e  graúdo. Os agregados leves possuem massa unitária inferior a 1,2 t/m 3 sendo empregados na confecção de concretos leves; os muitos porosos são geralmente fracos e indicados  para a produção de concretos para fins de isolamento e não estrutural, os empregados  para fim estrutural devem produzir um concreto que atinja aos 28 dias de idade uma resistência à compressão mínima igual a 17 MPa. Em contrapartida, os agregados  pesados, com massa unitária superior a 2,8 t/m 3  são empregados na blindagem de radiação nuclear.  No que se refere às dimensões a norma brasileira, NBR 7211/2005, prescreve que os agregados miúdos são aqueles cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na de malha de 150 m e os graúdos  são aqueles cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam retidos na de malha de 4,75 mm.

2.3. CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS E SUA IMPORTÂNCIA O conhecimento das propriedades dos agregados é uma exigência para se efetuar uma boa dosagem de argamassas e concretos. A massa específica, a composição granulométrica, a forma, a textura superficial dos grãos influenciam as propriedades das argamassas e dos concretos no estado fresco, podendo afetar também a resistência à compressão, a dureza e o módulo de elasticidade, que por sua vez influenciam outras  propriedades dos concretos endurecidos. Constata-se, portanto, que as propriedades são relacionadas em dois segmentos, as que afetam a dosagem (quantificação dos materiais empregados) e as que afetam o comportamento da argamassa e do concreto no estado fresco e endurecido, entretanto há superposição das propriedades e emprega-se os seguintes critérios: a) Dependentes da porosidade: a massa específica, a absorção de água, a resistência e o módulo de elasticidade;  b) Dependentes das condições de exposição e de fabricação: o tamanho, a forma e a textura das partículas;

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c) Dependentes da composição química e mineralógica: a resistência, a dureza, o módulo de elasticidade e as impurezas.

2.4. GRANULOMETRIA DE UM AGREGADO 2.4.1 Definições a) Dimensão nominal: abertura nominal (mm) da malha quadrada da peneira, correspondente a dimensão real do agregado.

b) Composição granulométrica: é a proporção relativa dos diferentes tamanhos de grãos que constituem o agregado (expressa em % de massa das várias frações dimensionais do agregado, em relação à massa total da amostra).

c) Módulo de finura: é a soma das porcentagens retida acumulada nas peneiras da série normal, em massa, de um agregado, dividida por 100.

d) Dimensão máxima característica: trata-se de uma grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado e corresponde à abertura nominal (mm) da malha da peneira da série normal ou intermediária na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ao imediatamente inferior a 5%, em massa.  No que se refere à série normal e intermediária de peneiras esta se constitui do conjunto de peneiras sucessivas, que atendem a NBR NM ISSO 3310-1, com as aberturas, em mm, descritas a seguir: Sé rie normal de peneira: 75 –  37,5 - 19 - 9,5 - 4,75 - 2,36 - 1,18 - 0,6 - 0,3 - 0,15. Sé rie inter mediária de peneira  : 63 - 50 –  31,5 - 25 - 12,5 - 6,3.

Para a distribuição granulométrica de um agregado, a NBR 7211/2005 prescreve que o mesmo deve atender os requisitos estabelecidos nas tabelas 2.1 e 2.2, podendo ser empregados agregados fora da especificação desde que estudos prévios comprovem sua aplicabilidade.

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TABELA 2.1 –  Limites de distribuição Granulométrica do Agregado Miúdo. Peneira com

PROCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA

abertura de

LIMITES INFERIORES

LIMITES SUPERIORES

malha

ZONA UTILIZÁVEL2 ZONA ÓTIMA1

ZONA ÓTIMA1 ZONA UTILIZÁVEL3

9,5 mm

0

0

0

0

6,3 mm

0

0

0

7

4,75 mm

0

0

5

10

2,36 mm

0

10

20

25

1,18 mm

5

20

30

50

0,60 mm

15

35

55

70

0,30 mm

50

65

85

95

0,15 mm

85

90

95

100

OBSERVAÇÃO: (1) O módulo de finura da zona ótima varia entre 2,20 a 2, 90. (2) O módulo de finura da zona utilizável inferior varia entre 1,55 a 2,20. (3) O módulo de finura da zona utilizável superior varia entre 2,90 a 3,50 .

TABELA 2.2 –  Limites de distribuição Granulométrica do Agregado Graúdo. Peneira com

PROCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA

abertura de malha

Zona Granulométrica - d/D1 4,75/ 12,5

9,5/ 25

19/ 31,5

25/ 50

37,5/ 75

75mm

-

-

-

-

0-5

63 mm

-

-

-

-

5 –  30

50 mm

-

-

-

0-5

75 –  100

37,5 mm

-

-

-

5 – 30

90 –  100

31,5 mm

-

-

0-5

75 – 100

95 - 100

25 mm

-

0-5

5 –  252

87 – 100

-

19 mm

-

2 –  152

652 – 95

95 - 100

-

12,5 mm

0 –  52

402 –  652

92 – 100

-

-

9,5 mm

2 –  152

802 – 100

95 - 100

-

-

6,3 mm

402 –  652

92 - 100

-

-

-

4,75 mm

802 – 100

95 - 100

-

-

-

2,36 mm

95 - 100

-

-

-

-

OBSERVAÇÃO: d - é a menor dimensão do agregado, definida pela maior abertura da peneira da série normal ou intermediária em que fica retida a fração mais fina da distribuição granulométrica do agregado.

D –  é a maior dimensão do agregado, definida pela menor abertura da peneira da série normal ou intermediária. d/D –  define a zona granulométrica do agregado correspondendo à menor (d) e À maior (D) dimensões do agregado. (1) Em cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de, no máximo, cinco unidades percentuais em apenas em um dos limites. (2) Essa variação pode também estar distribuída em vários desses limites.

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2.4.2 Exemplo de Composição Granulométrica Dado a análise granulométrica de um agregado miúdo (areia de rio), vide quadro 2.1,  pede-se determinar a dimensão máxima característica, o módulo de finura e a curva granulométrica (vide Figura 2.1).

QUADRO 2.1 –  Análise Granulométrica do Agregado Miúdo Ensaiado. Peneira (mm)

Material Retido (g)

Material Retido (%)

Acumulado

4,75

10,0

1,00

1,00

2,36

61,0

6,10

7,10

1,18

322,0

32,20

39,30

0,6

300,0

30,00

69,30

0,3

182,0

18,20

87,50

0,15

105,0

10,50

98,00

Fundo

20,0

2,00

100,0

Total

1000,0

100,0

( 402,20)

DIMENSÃO MÁXIMA =4,75 mm (4,8 mm) MF = 302,20/100 = 3,02  zona utilizável superior

120 a 100 d la u

80 m u c

60 di

40

a

A t e R %

20 0 4,75

2,36

1,18

0,6

0,3

0,15

Fundo

Abertura da Peneira (mm)

FIGURA 2.1 –  Curva Granulométrica do Agregado Miúdo Ensaiado.

19

2.5. MASSA ESPECÍFICA E MASSA UNITÁRIA A massa específica   é definida como sendo a massa do material na unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas. Para diversas rochas empregadas na  produção de agregado e, conseqüentemente, de concretos ela varia entre 2,6 a 2,7 t/m 3, os valores típicos para o granito e o calcário denso são 2,69 a 2,60 t/m 3, respectivamente. Há necessidade também de se conhecer, para argamassas e concretos, a

massa unitária  que é definida como a massa das partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume. Ela é empregada porque não é possível empacotar as partículas do agregado de tal forma que não ocorra espaços vazios entre elas, sendo assim, ela se refere ao volume ocupado pelo agregado e seus vazios e variando entre 1,3 a 1,7 t/m 3,  para os agregados normais. Esta última propriedade é indispensável para a conversão de traços de concreto e argamassas em massa para volume. Para a determinação da massa específica e da massa unitária empregam-se os seguintes ensaios:

2.5.1 Massa Unitária do agregado solto  (NBR: 7251/82) - Aparelhagem Balança, recipiente paralelepipédico (dimensão conhecida, para agregado miúdo, capacidade igual a 15 litros e para o graúdo igual a 40 litros), estufa  para secagem da amostra que não estiver seca ou indicar a umidade da mesma. Valores típicos 

areia seca = 1,50 Kg/l areia com h=5% = 1,20 Kg/l  brita = 1,40 Kg/l

2.5.2. Massa Específica Real - Aparelhagem para o agregado miúdo  frasco de Chapman. - Aparelhagem para o agregado graúdo   frasco de Chapman (agregado: triturado) ou Balança hidrostática Execução do ensaio pelo Frasco de CHAPMAM (vide Figura 2.2): Coloca-se água no frasco até a marca de 200 cm 3, deixando-a em repouso, em seguida introduzir, cuidadosamente, 500g de agregado miúdo seco no frasco o qual deve ser

20

devidamente agitado para eliminação das bolhas de ar. A leitura do nível atingido pela água no gargalho do frasco indica o volume, em cm 3, ocupado pelo conjunto águaagregado miúdo. A massa específica do agregado é calculada mediante a expressão (1). 500   



 L



200

 

(2.1)

Onde: R  - massa específica do agregado miúdo, em g/cm 3; L - leitura do frasco (volume ocupado pelo conjunto água-agregadomiúdo). Valores típicos:

areia - 2,60 a 2,65 Kg/l.  brita - 2,65 Kg/l a 2,70 Kg/l.

700ml

GARGALO O > 26 mm (INT)

400ml

200ml

FIGURA 2.2 –  Frasco de Chapmam.

2.6. UMIDADE E ABSORÇÃO Para os agregados miúdos verifica-se o fenômeno de inchamento, à medida que a umidade aumenta, a massa unitária cai até um mínimo subindo a seguir. Os vários estados de umidade que podem ser encontrados em uma partícula de um agregado estão descritos na Tabela 2.3. O agregado é considerado  saturado com superfície seca (SSS) quando todos os poros estão permeáveis estão preenchidos e há um filme de água na

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superfície; quando ele estiver saturado e também há umidade livre na superfície está na condição úmida ou saturada. Caso toda a água evaporável foi removida por aquecimento em estufa estará na condição seca em estufa.

TABELA 2.3 –  Condição de umidade do Agregado. CONDIÇÃO DO

ASPECTO

CARACTERÍSTICAS

AGREGADO agregado não possui nenhuma

Seco em estufa

umidade agregado possui umidade interna e

Seco ao ar

não possui a externa (a umidade é menor que a absorção potencial)

Saturado com superfície

vazios permeáveis estão cheio de

seca

água (a umidade é igual a absorção  potencial)

Saturado ou úmido

água livre 

 possui água livre em sua superfície (umidade maior que a absorção  potencial)

A capacidade de absorção  é definida como a quantidade total de água requerida  para levar o agregado da condição seca em estufa para a no estado saturado com superfície seca e a absorção efetiva   é definida sendo a quantidade total de água requerida para levar o agregado da condição de seco ao ar para a no estado saturado com superfície seca. A umidade superficial  é a água livre no grão agregado, ou seja, e a quantidade de água presente no agregado além da requerida na condição saturado com superfície seca. Estes dados são necessários para a correção da proporção de água no traço de argamassas e concretos, uma vez que provoca o fenômeno conhecido como inchamento que é causado pela água livre que adere aos grãos provocando o seu afastamento; depende: do teor de umidade e da granulométria do agregado, alcançando o seu valor máximo para um teor de umidade cerca de 4 a 6%.

22

O F ator de cor reção da umi dade trata-se de um número que multiplicado pela massa úmida (M h) resulta na massa seca (M s), conforme demonstrado na equação 2.2. h

 M  s

100 

100  h



 M h

  M  s

 M  s

 x100 

  M h     1 x100 , ou seja,  M     s  

xM h  

(2.2)

onde: Ms –  massa de agregado seco, em peso; Mh –  massa de agregado úmido, em peso; h –  teor de umidade do agregado, em %. Os métodos para determinação do teor de umidade constituem em:  secagem em estufa (temperatura = 105 a 110 0C, no mínimo 6hs);  frasco de Chapman  e aparelhos especiais como, por exemplo, o Speedy. Para o caso do emprego do frasco de chapmam deve-se pesar 500 gramas de material úmido (agregado miúdo), em seguida introduzi-lo no equipamento, fazer a leitura do gargalho e finalmente empregar a equação 2.3.

h



100500





  r   L

 L 



200)  r  

700

 

(2.3)

2.7. COEFICIENTE DE VAZIOS DE UM AGREGADO Trata-se de um número que multiplicado pelo volume total agregado, fornece o volume de vazios, conforme demonstrado a seguir. CVxV t 



V v

substituindo, tem-se:  M  s CV 

V v 

V t 





V t 

V c 

V t 

1

V c 



V t 

1

  r  

 M  s   u

23

CV 



1

  u 

 

(2.4)

  r 

onde: CV - coeficiente de vazios; Vt - volume total; Vv - volume vazios; Vc - volume de cheios; Ms - massa agregado seco;

r  - massa específica real; u - massa unitária.

2.8. FORMA E TEXTURA SUPERFICIAL DOS GRÃOS A forma dos grãos do agregado influencia as propriedades das argamassas e dos concretos no estado fresco, as partículas arredondadas ou lisas necessitam de uma maior quantidade de aglomerante que as angulosas ou ásperas, devido às diferenças existentes entre o coeficiente de vazios das amostras. As partículas originadas de atrito tendem a possuir forma mais arredondada,  pela perda de vértice e arestas, por exemplo, as areias de rios. Os agregados britados  possuem vértices e arestas bem definidos e são denominados de angulosos. As lamelares e as achatadas são as partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação às outras dimensões e as alongadas é aquela onde, o comprimento é maior que as demais dimensões. A textura superficial define o tipo de acabamento da superfície do agregado, variando de lisa à áspera, sendo avaliado visualmente, segundo a normalização  brasileira.

2.9. PROPRIEDADES MECÂNICAS: Os agregados empregados na confecção de argamassas e de concretos devem ser resistentes e duráveis e, possuir resistência aos esforços mecânicos superior a da pasta

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de aglomerante. Os agregados naturais em geral satisfazem essa condição, entretanto,  para o caso de agregados de qualidade duvidosa, devem ser executados ensaios cujos resultados são comparados com ensaios de agregados de qualidade comprovada - corpos de prova de argamassa e/ou concreto.

2.10. IMPUREZAS As substâncias deletérias (impurezas) presentes nos agregados são aquelas capazes de prejudicar a trabalhabilidade, a pega e o endurecimento dos aglomerantes componentes dos traços das argamassas e dos concretos e a sua durabilidade. A Tabela 2.4 apresenta uma lista de substâncias nocivas, segundo a normalização brasileira.

TABELA 2.4 - Índices Admitidos de Impurezas nos Agregados (NBR 7218, 7211). Substâncias

% máxima em relação à

nocivas

massa total

% máxima em relação à massa total

Agregado miúdo

Agregado graúdo

Torrões de Argila

3,0

3,0 1

Material pulverulento

3,0

1,0

5,0

1,0

1,0

1,0

0,5

0,5

(concreto submetido a desgaste superficial) Material pulverulento (concreto protegido de desgaste superficial) Materiais carbonosos (concreto não aparente) Materiais carbonosos (concreto aparente) OBSERVAÇÃO: Para o caso de concreto aparente o teor máximo permitido é igual a 1% e para o caso de concreto sujeito ao desgaste superficial 2%.

Salienta-se que essas substâncias influenciam da seguinte maneira: a) Tor r ões de Ar gil a:   têm pouca resistência e podem originar vazios e desagregação.

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 b) M ateri al Pul veru lento:   constituído de partículas de tamanho inferior a 0,075 mm, esses tendem a aumentar o consumo de água nas argamassas e nos concretos para uma mesma consistência. As argilas também podem formar  película que envolve os grãos de areia prejudicando a aderência entre pasta agregado. c) Materiais Orgânicas:   podem prejudicar o endurecimento do cimento (influencia sua hidratação), serem prejudiciais pela introdução de elementos de  baixa resistência ou ainda provocar manchas superficiais no concreto; originamse de húmus e fragmentos vegetais, tais como folhas.

2.11. OBSERVAÇÕES:  No que se refere aos materiais litóides, salienta-se que estes materiais são usados nas obras de engenharia que tem o aspecto ou constituição da rocha (é um material natural, consolidado na crosta terrestre, formado essencialmente de minerais). Classifica-se em naturais (os primários são as pedras, por exemplo, empregadas em revestimento, os de agregação, por exemplo, pó de pedra e o aglomerant e, por exemplo, a argila) e artificiais (os aglomerantes, como o cimento, os aglomerados, como a argamassa, os  produtos cerâmicos e os agregados, como a argila expandida e a escória de alto –  forno). As propriedades dos materiais litóides que, normalmente, são avaliadas são a resistência mecânica, a durabilidade, a cor, a fratura, a homogeneidade, a porosidade, a higroscopicidade, a condutividade térmica, a dureza e a aderência. Possuem um grande emprego na Construção Civil, como por exemplo, nas alvenarias, no  revestimento de pisos, paredes, pias, peitoris, soleiras, em muros de contenção, em agregados para concreto dentre outros.

26

3.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Os aglomerantes são substâncias finamente pulverizadas que pela mistura com a água são capazes de formar uma pasta com poder cimentante. O endurecimento geralmente ocorre de forma lenta resultante de uma reação entre o aglomerante e a água de caráter físico, química ou físico-química.  Na classificação dos aglomerantes empregam-se três características principais, a saber: suas propriedades propriamente ditas e que determinam seu emprego; as matérias-primas empregadas para sua obtenção e que determinam a sua composição química e as características tecnológicas, como por exemplo, os procedimentos durante o cozimento e que são as mais importantes e que determinam as propriedades do aglomerante. Dentre as diversas classificações existentes a mais consagrada é a que considera o aglomerante segundo suas propriedade em aéreos  (conservam suas propriedades somente em presença do ar, como por exemplo, a cal aérea e o gesso) e os hidráulicos (que além do ar conservam suas propriedades também na água, possuem uma maior resistência mecânica sendo, portanto, mais empregados na construção civil). Dentre os aglomerantes hidráulicos, usualmente emprega-se uma subdivisão conforme descrito a seguir: simples, que é constituído de um único produto, sem mistura posterior ao cozimento (pequenas quantidades devem ser especificadas por norma técnica); composto , que consiste na mistura de hidraulite com aglomerantes simples. Aproveitam subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo, na maioria das vezes melhoram alguma(s) propriedade(s), como por exemplo, o cimento Portland com adição, do tipo II e III e suas variações; mistos: onde há mistura de dois ou mais aglomerantes simples, como por exemplo o cimento e a cal, empregados na confecção de argamassas e, os com adição, neste caso, a adição ocorre em um

27

aglomerante simples que excede os limites estabelecidos nas especificações técnicas (na maioria dos casos essas adições são materiais inertes que tem por finalidade diminuir a  permeabilidade e/ ou o calor de hidratação etc.).

3.2. CAL AÉREA 3.2.1. Histórico Evidencia-se o emprego da cal com uma maior incidência nas construções, a  partir da civilização egípcia, no ano 5.600 a.C sendo empregada como aglomerante numa laje de 25 cm de espessura, no pátio da Vila de Lepenke-Vir, hoje Iugoslávia e  posteriormente, em 2700 a.C ocorreu o seu emprego como material de vedação (argamassa) na pirâmide de Quéops. A Europa é considerada a propulsora da moderna indústria da cal, sobretudo França, Inglaterra e Alemanha, em seguida os Estados Unidos. O Brasil somente se destacou na década de 50, mas com poucos registros. Atualmente, o parque industrial  brasileiro possui tecnologia e capacidade produtiva semelhante às industrias mais modernas do mundo. As reservas de rochas calcárias e dolomíticas, no Brasil, são superiores a 40  bilhões de toneladas, distribuídas em todo o território nacional, sendo que os maiores  produtores se localizam na região sudeste (Minas Gerais, São Paulo e Paraná), o consumo anual é da ordem de 58 milhões de toneladas.

3.2.2. Calcinação

A cal é um aglomerante obtido pela calcinação dos calcáreos (CaCO 3) ou dolomitos (CaCO3 + MgCO3), através de uma reação química de decomposição térmica. Esta decomposição dá origem a cal virgem, que por sua vez, ao ser hidratada forma a cal hidratada.

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A cal virgem é obtida quando o calcário ou dolomito é aquecido à temperatura de dissociação dos carbonatos e nela mantida, por certo tempo, em ambiente onde a remoção do dióxido de carbono seja possível, surgindo então o óxido de cálcio (CaO) ou dióxido de magnésio (MgO). Podem ocorrer fenômenos de crepitação, causada pela  presença de umidade e matéria orgânica, que pode levar à desintegração da rocha calcária ou dolomítica em aquecimento, impedindo a calcinação pela obstrução da  passagem de gases. A velocidade da fase de aquecimento e a escolha da temperatura de dissociação também afetam sensivelmente a qualidade da cal obtida. Além desses fatores, a qualidade e o tipo de combustível, a percentagem e a composição dos minerais que acompanham os carbonatos, os vários modelos de fornos, obrigam ao uso de uma técnica específica pela indústria, na busca de uma melhor qualidade. Para a comparação de resultados alcançados com a utilização de vários tipos de cales deve-se conhecer, a priori, algumas variáveis: a) tipo de rocha que a produziu quanto a sua cristalinidade, umidade, qualidade, teor de impurezas, freqüência de diáclase e granulometria utilizada;  b) tipo de calcinação utilizada, com a razão de aquecimento, temperatura, duração, tiragem e qualidade do combustível; c) características da cal resultante, índice de porosidade, densidade, contração em relação à rocha original, área superficial e tamanho dos cristais, coloração e densidade aparente. A cal hidratada é definida como o pó obtido pelo tratamento da cal virgem pela água, em quantidade suficiente para satisfazer a sua afinidade química nas condições de hidratação. Assim como a cal virgem, ela pode ser do tipo cálcica ou dolomítica, sendo que esta pode apresentar-se como cal mono-hidratada dolomítica (quando hidratada a  pressões normais) e cal di-hidratada dolomítica, quando o processo ocorre a pressões mais elevadas.  Na hidratação completa da cal virgem alta em cálcio são necessários, 32,1% de água. Mas o volume empregado para a hidratação industrializada varia segundo as características físicas, químicas e mineralógicas da cal, sendo assim alguns autores indicam 45% ou 52%.

29

As reações de formação da cal virgem e da cal hidratada são as seguintes:

CaCO3



calcinação



CaO + CO2

CALCÁREO

CAL VIRGEM

(carbonato de cálcio)

(óxido de cálcio)

CaO

 

hidratação



Ca (OH)2 CAL HIDRATADA (hidróxido de cálcio)

(Ca, Mg) (CO3)



calcinação



CALCÁREO

CaO + MgO + CO2 CAL VIRGEM DOLOMÍTIC

(carbonato de cálcio e magnésio)

CaO + MgO + 2H2O  

hidratação



Ca (OH)2 + Mg (OH)2 CAL HIDRATADA

A hidratação é um processo contínuo, com velocidade que depende das condições de calcinação da matéria-prima. Comparativamente, é sempre mais lenta para o óxido de magnésio. Quando esta reação não é completa durante a extinção em fábrica,  pode continuar após o ensacamento. O inconveniente é o aumento de volume que acompanha a reação de hidratação que é de 100% para o CaO e 110% para o MgO. Como aglomerante a cal possui propriedades peculiares que a tornam imprescindível na construção civil. Dentre elas destaca-se a plasticidade conferida às  pastas e argamassas permitindo assim, maiores deformações sem fissuração; e a retenção da água de amassamento resultando numa melhor aderência. De acordo com a normalização brasileira, as principais determinações a serem realizadas numa cal, para verificação de sua qualidade, são: a composição química e a finura. A quantidade de óxidos presentes numa cal representa o seu grau de pureza, e os teores de anidrido carbônico e resíduo insolúvel que demonstram o nível de impureza.

30

Quanto às propriedades físicas, busca-se conhecer a finura da cal, a normalização  brasileira atém-se apenas ao peneiramento, detectando partículas grandes, maiores que 0,075 mm, que são indícios de hidratação incompleta e impurezas minerais. O tamanho das partículas é uma característica importante, uma vez que, quanto menores as dimensões, maiores serão suas superfícies específicas aumentando, portanto, as áreas de ataque no momento das reações, ou seja, mais partículas poderão combinar-se entre si. Dentre os diversos empregos cita-se: pinturas, tijolo ou bloco sílico-calcário, estabilização de solos, argamassa: revestimento; assentamento. E, finalmente, cabe mencionar o seu endurecimento ocorre pela sua reação com o

CO2 presente na atmosfera, conforme ilustrado a seguir: Endurecimento da cal Ca(OH)2 + CO2 ____________________________CaCO 3 + (H2O)

3.3. GESSO Gesso é o termo genérico de um aglomerante simples constituído de sulfatos mais ou menos hidratados e anidros de cálcio. São obtidos pela calcinação da gipsita natural (CaSO2.2H2O), constituída de sulfato bi-hidratado de cálcio geralmente acompanhado de uma certa proporção de impurezas, no máximo de 6% (sílica, alumina, óxido de ferro, carbonatos de cálcio e ferro). A desidratação da gipsita por calcinação, dentro do limite das temperaturas e  pressões correntes na operação de cozimento conduz a formação de: 1000C - 2000C e produzido os semi-hidratados: CaSO 4 2H2O  CaSO4 .1/2H2O 2000C a 3000C  resulta CaSO4 (anidrita), sulfato-anidrido solúvel Acima de 3000C é produzido o sulfato anidro insolúvel Os semi-hidratados e os sulfatos anidro solúvel em presença de água reconstituem o sulfato bi-hidratado original rapidamente. Esse fenômeno conhecido pelo nome de

31

 pega do gesso é acompanhado de elevação de temperatura por ser uma reação exotérmica. O sulfato anidro insolúvel não é suscetível a re-hidratação rápida sendo  praticamente inerte.  No estado em que se encontra no mercado, o gesso é um pó branco, de eleva finura, cuja densidade varia de 0,70 a 1,00, diminuindo com o grau de finura. Quando misturado com a água, a velocidade de endurecimento das massas de gesso depende dos seguintes fatores: temperatura e tempo de calcinação, finura, quantidade de água de amassamento e presença de impurezas ou aditivos.  No que se refere à calcinação, quando for realizada em temperaturas mais elevadas ou durante um tempo mais longo o produto resultará em um material de pega mais lenta,  porém mais resistentes. Gessos de elevada finura resultam numa pega mais rápida e no aumento da resistência devido ao incremento da superfície específica disponível para hidratação. A quantidade de água influenciará negativamente o fenômeno de pega e endurecimento, quer por deficiência ou excesso, a quantidade ótima é na ordem de 18%. O semi-hidratado possui pega muito rápida, entre 2 e 5 minutos, sendo descartado na construção civil. Pode-se reduzir o tempo de pega através do emprego de aditivos apropriados, retardadores, serragem fina de madeira, dentre outros, na proporção de 0,1 a 0,5%. O aumento no tempo de pega ocorre por interferência mecânica, formando membranas protetoras intergranulares. A cal hidratada melhora, também, a plasticidade da pasta, no teor de aproximadamente 15%. Após o endurecimento as pastas de gesso atingem resistência à tração entre 0,7 a 3,5 MPa e à compressão entre 5 a 15 MPa; possuem boa aderência ao tijolo e a pedra e mal a madeira. As pastas endurecidas possuem excelente propriedade de isolamento térmico, acústico e impermeabilidade ao ar. Confere aos revestimentos considerável resistência ao fogo, uma camada de 1,5 cm protege por mais ou menos 15 minutos, mas com 3 cm, a proteção é de 45 minutos, quando a temperatura é inferior a 100 0C, com o fogo atingindo todas as faces da estrutura.  Na construção civil o gesso é empregado em revestimento e decorações, quer sob a forma de pasta ou argamassa. Este material não deve ser empregado no exterior das edificações por se deteriorar em conseqüência da solubilização na água.

32

E, finalmente, os maiores depósitos sedimentares de gipsita localizados no Brasil encontram-se no nordeste e no Mato Grosso.

3.4. CIMENTO PORTLAND 3.4.1. Nota Histórica O termo “cimento” é proveniente do latim “Caecmentun” que significa pedaços de pedras ásperas e não talhadas. Os antigos egípcios usam gesso impuro calcinado. Os gregos e os romanos empregaram calcários calcinados e, posteriormente, efetuaram a mistura de cal, água, areia e pedra britada, sendo considerado o primeiro concreto da história. Como as argamassas confeccionadas com cal não endurecem debaixo d’água, os romanos trituraram cal com cinzas vulcânicas ou com telhas de argilas queimadas finamente moídas, onde a sílica ativa e a alumina da cinza e das telhas se combinavam com o calcário formando o cimento pozolânico, denominação originada da cidade de Pozzuoli, onde foi obtida a cinza inicialmente. A Idade Média trouxe um declínio na qualidade e no uso do cimento e somente no século XVIII ocorreu o seu avanço tecnológico. Em 1756, John Smeaton constatou a importância da argila misturada ao calcário calcinado, sendo o precursor a reconhecer as  propriedades químicas da cal hidratada. O desenvolvimento do cimento prosseguiu com os cimentos hidráulicos, como o “cimento romano” onde se nódulos de calcário argilo so, culminando na patente do cimento Portland. Este cimento era fabricado aquecendo-se uma mistura de argila, finamente dividida, e calcário, num forno até a eliminação do CO 2, sendo que a temperatura era bem inferior à necessária para a formação do clínquer. O cimento moderno foi criado em 1845, por Isaac Johnson, queimando uma mistura de argila e greda (giz) até a formação do clínquer, possibilitando a ocorrência das reações necessárias à formação de compostos de alta resistência. O nome de cimento Portland, devido à semelhança de cor e de qualidade do cimento hidratado com a pedra de Portland, é empregado até os dias atuais para

33

designar: um cimento obtido pela mistura apropriada de materiais calcários e argilosos, ou outros materiais contendo sílica, alumina ou óxido de ferro, aquecidos a uma temperatura necessária para a clinquerização e moendo-se o clínquer resultante. O seu emprego é consagrado na fabricação de concreto (origem latina “concretus” que significa "crescimento junto”). Salienta-se que a degradação das obras executadas com o concreto de cimento Portland possui causas externas como, por exemplo, químicas, físico-químicas ou mecânicas. A extensão da deterioração depende da qualidade do concreto embora se considere as eventuais reações com os agregados, a  permeabilidade e as variações volumétricas.

3.4.2. Definição É um dos mais importantes materiais de construção a serviço engenharia  possuindo um grande campo de aplicação. Trata-se de um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o cimento Portland não se decompõe mais. Consiste de um produto pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre.

3.4.3. Composição do Cimento Portland (matérias-primas) O cimento Portland é composto de clínquer e de adições finamente moídas. O clínquer é o principal componente e está presente em todos os tipos de cimento. As adições podem variar e são elas que definem os diferentes tipos, segundo a normalização brasileira. A seguir descreve-se a composição do cimento Portland: CL ÍNQU ER : possui o calcário e a argila como matérias-primas, ambos

obtidos de jazidas situadas, geralmente, nas proximidades das fábricas de cimento. A rocha calcária é, inicialmente, britada, depois moída em conjunto com a argila em proporção adequada. Essa mistura passa por um sistema pré-

34

aquecedor, que consiste numa série de ciclones, para, então, atravessar zonas de queima do forno rotativo, com temperatura interna de aproximadamente 1450 0

C. O calor gerado transforma a mistura em um novo material, denominado

clínquer, que se apresenta em nódulos. Na saída do forno, o clínquer ainda incandescente, é bruscamente resfriado, posteriormente é moído e com a adição de gesso e/ou outras adições especificadas pela normalização brasileira, transforma-se no cimento, com propriedade de desenvolver reação química em  presença de água, torna-se pastoso e, em seguida, endurecendo, adquirindo elevada resistência mecânica e durabilidade; essas características resultam num ligante hidráulico muito resistente. A figura 3.1 ilustra o esquema de obtenção do cimento, conforme descrito acima. ADI ÇÕES  :  São as matérias-primas (como por exemplo, o gesso, as

escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos) que misturadas ao clínquer na fase de moagem, segundo os requisitos prescritos na normalização brasileira, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento Portland disponíveis no mercado.

:  A função do gesso é aumentar o tempo de endurecimento do GESSO  clínquer moído, caso isto não ocorresse o cimento, em contato com a água, endureceria instantaneamente, inviabilizando o seu emprego nas obras de construção civil. Sendo assim, está presente em todos os cimentos no teor de aproximadamente 3%. ESCÓRI A : As escórias de alto-forno são obtidas durante a produção do

ferro-gusa, nas indústrias siderúrgicas e possuem forma de grãos de areia. Antigamente eram consideradas como um resíduo siderúrgico, até se descobrir a sua propriedade de ligante hidráulico, ou seja, regem na presença da água,  principalmente em meio alcalino, desenvolvendo características aglomerantes de forma semelhante ao clínquer, sendo assim tornou-se possível sua adição a moagem deste com o gesso, guardando certas proporções e, obtendo um tipo de cimento que atende plenamente aos mais comuns e que apresenta melhoria em algumas propriedades, como: menor calor de hidratação, maior durabilidade, em especial em ambientes agressivos.

35

POZOLANA : Os materiais pozolânicos são as rochas vulcânicas, certos

tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas (entre 550 0C a 900 0C) e, também, as cinzas provenientes da queima de carvão mineral em usinas termelétricas, dentre outros. Da mesma forma que as escórias de alto-forno, estudos comprovaram que esses materiais quando pulverizados em partículas muito finas, também possuem propriedade de ligante hidráulico, ou seja, desenvolvem reações químicas tornando-os pastosos e depois endurecidos. Entretanto, as reações ocorrem, somente, se além da água, os materiais  pozolânicos finamente moídos, foram colocados na presença de mais um outro material, o clínquer. Sendo assim, torna-se viável sua adição até um determinado limite, especificado pela normalização brasileira. Os cimentos com essas adições oferecem a vantagem de maior impermeabilidade aos concretos e as argamassas. SÍL I CA A TI VA :  Trata-se de um produto obtido nos filtros durante a

fabricação do silício-metálico. Ao sair do forno elétrico onde é gerado na forma de gás SiO, oxida-se passando a SiO 2, formando partículas sólidas extremamente finas (menor que a do cimento) na ordem de 0,2 m. A sílica apresenta-se amorfa e com baixo grau de cristalização. Sua adição ao preparo do concreto ou na fabricação de cimentos especiais resulta na obtenção de produtos com características de boa resistência a ataques químicos, elevada resistência mecânica, maior aderência, impermeabilidade e inibição da reação álcaliagregado. Sua importância na engenharia, atualmente, é tão grande pois tornou  possível a realização de obras com CAD (concreto de alto desempenho) ou cimento pré-aditivados como, por exemplo, CPV  –   RS- MS. A sua ação compara-se a de uma superpozolana, reagindo com o hidróxido de cálcio liberado na hidratação do cimento (clínquer) formando o silicato de cálcio hidratado, que otimiza todos os aspectos do concreto e das argamassas resultantes. CARBONATOS  :  Os materiais carbonáticos são minerais moídos, tais

como o calcário. Essa adição torna os concretos e as argamassas mais trabalháveis, porque os grãos moídos possuem dimensões adequadas para se alojar entre as partículas dos demais componentes do cimento, funcionado como

36

um lubrificante. Quando presentes nos cimentos são conhecidos como filler calcário.

FIGURA 3.1 –  Esquema de produção do cimento Portland.

3.4.4. Processo de Fabricação As matérias-primas empregadas no processo de fabricação do cimento Portland são extraídas, britadas, transportadas e passam pelo processo de pré-homogeneização. Salienta-se que o calcário é a principal matéria-prima, seguida da argila (empregada para fornecer os silicatos de alumínio e ferro que reagem com a cal no interior do forno, formando o clínquer), da areia (adicionada quando há deficiência de SiO 2 na argila) e do minério de ferro (adicionado quando há deficiência de Fe 2O3  na argila). Durante o  processo, esses materiais são analisados fisicamente e quimicamente e após a préhomogeneização do calcário e da argila, são transportados para moinho de bolas ou rolos onde são pulverizados e passam a denominar-se farinha crua. A farinha obtida é homogeneizada e lançada no pré-aquecedor do forno rotativo, iniciando-se o processo

37

de transformação mineral da matéria-prima (calcinação) resultando na clinquerização do  produto. Segundo a matéria-prima empregada o clínquer contém os elementos descritos no quadro 3.1.

QUADRO 3.1 –  Composição Química do Clínquer Portland . ÓXIDOS

FÓRMULA

ABREVIAÇÃO

COMPOSIÇÃO (%)

Óxido de Cálcio

CaO

C

59 - 67

Óxido de Silício = Sílica

SiO2

S

16 - 26

Óxido de Alumínio

Al2O3

A

4-8

Óxido de Ferro

Fe2O3

F

2 –  5

Óxido de Magnésio

MgO

M

0,8 –  6,5

Óxido de Sódio

Na2O

-

0 –  1,5

Óxido de Potássio

K 2O

-

0 –  1,5

SO3

SO3

S 

0,5 –  1,2

Considerando que as propriedades do clínquer são relacionadas com o teor dos compostos, torna-se difícil obter quaisquer conclusões a partir da sua análise expressa em óxidos, conforme apresentado no quadro 1. Sendo assim, emprega-se as fórmulas de BOUGUE, para estimar a composição potencial ou teórica dos compostos minerais do clínquer, vide equações (1) a (4). O quadro 3.2 apresenta um resumo da influência de cada composto nas características do cimento e a figura 3.2 apresenta o aspecto da curva resistência à compressão x tempo para os compostos.

RC

2

C3 S C3 A C4 F TEM PO

FIGURA 3.2 –  Aspecto da curva Resistência à compressão (RC) x Tempo, para os compostos do cimento Portland.

38

QUADRO 3.2 –  Principais compostos do Clínquer e sua Propriedade Específica . FÓRMUL ABREVIAÇÃO COMPOSTOS

A

%

PROPRIEDADES

CLÍNQUER

TECNOLÓGICAS

50 –  65

Endurecimento rápido, alto

QUÍMICA Silicato

3CaO.SiO2

C3S

Tricálcico

calor de hidratação, alta

(Alita)

resistência inicial .

Silicato

2CaO.SiO

C2S

15 –  25

Endurecimento lento, baixo

Bicálcico

calor de hidratação, baixa

(Belita)

resistência inicial.

Aluminato

3CaO.Al2O3

C3A

6 –  10

Pega rápida, controlada pela

Tricálcico

adição do gesso; suscetível ao

(Aluminato)

ataque de meios sulfatados, alto calor de hidratação, alta retração, baixa resistência final.

Ferro Aluminato 4CaO.Al2O3 Tetracálcico

C4AF

3 –  8

Endurecimento lento, resistente a meios sulfatados,

. Fe2O3

não contribui para a

(Ferrita)

resistência, coloração escura .

Cal Livre

CaO

C

0,5 –  1,5

Aceitável somente em  pequenas quantidades, pois causam aumento de volume e fissura.

O clínquer é constantemente analisado, sendo selecionado e armazenado e, finalmente, produz-se os diversos tipos de cimentos, segundo os requisitos da normalização brasileira. Após a sua estocagem, o clínquer é finamente moído onde se adiciona o gesso a fim de se controlar o tempo de pega. Para o caso dos cimentos compostos, neste momento, também, são inseridas as adições (escória de alto-forno,  pozolana, etc) nas proporções adequadas.

39

3.4.5. Principais tipos de Cimento Portland Segundo a normalização brasileira existem vários tipos de cimento   Portland, que se diferem em função da sua composição. Os principais tipos estão descritos no quadro 3.3, 3.4 e 3.5 e figura 3.3.

FIGURA 3.4 –  Evolução da resistência média à compressão dos diversos tipos de cimento.

QUADRO 3.3 –  Composição dos Cimentos Portland (segundo a normalização) Tipo de Cimento Protalnd

Composição (% em massa) Clínquer +

Escória

Material

Material

Gesso

Granulada

Pozolânico

Carbonático

CPI

100

-

-

1 –  5

CPI-S

99 - 95

-

-

1 –  5

CPII-E

94 – 56

6 – 34

-

0 –  10

CPII-Z

94 – 76

-

6 – 14

0 –  10

CPII-F

94 - 90

-

-

6 - 10

ALTO-FORNO

CPIII

65 - 25

35 - 70

-

0 –  5

POZOLÂNICO

CPIV

85 - 45

-

15 - 50

0 –  5

ALTA

CPV - ARI

100 - 95

-

-

0-5

COMUM COMPOSTO

RESISTÊNCIA INICIAL

Sigla

40

BRANCO

Estrutural

100 – 75

-

-

0 - 25

 Não estrutural

74 - 50

-

-

26 - 50

QUADRO 3.4 –  Nomenclatura dos cimentos Portland. Tipo de cimento

Sigla

Classe de Resistência

COMUM

CPI

25, 32, 40

CPI-S

25, 32, 40

CPII-E

25, 32, 40

CPII-Z

25, 32, 40

CPII-F

CPII-F-32, CPII-Z-40

ALTO-FORNO

CPIII

CPIII-32, CPIII-40

POZOLÂNICO

CPIV

25, 32

ALTA RESISTÊNCIA INICIAL

CPV - ARI

CPV-ARI

BRANCO

CPB

CPB-32

CPB

CPB

COMPOSTO

São os cimentos originais acrescidos da sigla “RS”, por

RESISTENTE A SULFATOS

exemplo, CPIII –  32 RS

BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO

São os cimentos originais acrescidos da sigla “BC”, por exemplo, CPIV –  32 RS CPP

POÇOS PETROLÍFEROS

CPP- classe G

QUADRO 3.5 - Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e nos Concretos. Propriedade

Tipo de Cimento I / II  padrão

Resistênci a

III

IV

maior no final maior no final

V

RS

Branco

maior nos

 padrão

padrão

da cura

da cura

 primeiros dias

 padrão

menor

menor

maior

padrão

maior

Impermeabili  padrão

maior

maior

padrão

padrão

padrão

 padrão

maior

maior

menor

maior

menor

 padrão

maior

maior

padrão

maior

padrão

Calor hidratação dade Resistência a agentes agressivos Durabilidade

41

Os cimentos de alta resistência inicial tratam-se de um tipo particular do cimento comum obtido através de uma dosagem diferenciada na produção do clínquer, bem como pela moagem mais fina, permitindo que o mesmo ao reagir com a água adquira resistências elevadas nas primeiras idades. No que se refere ao cimento branco, cabe mencionar, que sua coloração é conseguida a partir de uma matéria-prima com baixo teor de óxido de ferro e manganês e, condições especiais durante a fabricação, especialmente com relação ao resfriamento e à moagem do produto. Há de se considerar os resistentes a sulfatos (RS) adequados à meios agressivos sulfatados, tais como: redes de esgoto, redes de águas servidas ou industriais e água do mar. Alguns tipos básicos (CPI, CPII, CPIII, CPIV e CPV) podem ser considerados como tal se pelo menos uma das condições sejam atendidas, a saber: a) teor de aluminato tricálcio no clínquer e teor de adições carbonáticas inferiores a 8% e 5%, respectivamente;  b) cimento tipo CPIII com teores de 60% a 70% de escória granulada, em massa; c) cimento tipo CPIV com teores de 25% a 40% de material pozolânico, em massa; d) cimentos com antecedentes de resultados de ensaios de longa duração que comprovem a resistência a sulfatos. Para o caso dos cimentos com baixo calor de hidratação (BC), a normalização  brasileira prescreve como sendo aqueles que desprendem de 260 J/g até 300 J/g de calor aos 3 e 7 dias de hidratação, respectivamente, podendo ser qualquer um dos tipos  básicos. Os cimentos para poços petrolíferos (CPP) possuem uma aplicação bastante específica, o seu consumo é pouco expressivo quando comparado com os demais. Em sua composição observa apenas o clínquer e o gesso.

3.4.6. Propriedades Físicas Os cimentos são especificados pela sua composição química, tipo de adição e suas  propriedades físicas, descritas a seguir.

a) Finura: determinada através da peneira da malha n. 200 (0,075 mm),  permeabilímetro ao ar de Blaine e granulometria a laser.

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b) Expansibilidade:  pode ocorrer após o final da pega, provocando fissuras quando o CaO é elevado. Determinada através da agulha de Le Chatelier.

c) Tempo de Pega:  É o tempo do cimento para permitir a aplicação adequada de  pastas, argamassas ou concretos, isto é, sem perda de plasticidade e trabalhabilidade. Para controlar o tempo de pega adiciona-se gesso na moagem do cimento, sendo o controle efetuado através do SO 3. Em resumo, a pega tratase do início das reações de hidratação; a pasta de cimento vai adquirindo certa consistência até o endurecimento, vide figuras 3.4 e 3.5.

TIP

TFP

Endurecimento

Mistura 0

(tempo)

Tempo de I nício de Pega (TIP) Tempo de Fi m de Pega (TFP)

FIGURA 3.4 –  Esquema da determinação do tempo de pega do cimento.

Hidratação do Cimento:

Reação com a água produz uma capa superficial de produtos de hidratação sobre cada grão.

Os produtos de hidratação ocupam um espaço maior na parte externa dos grãos e do líquido.

Com o processo de hidratação, os produtos se estendem originando um gel  FASE DA PEGA

Reação continua, as partículas aumentam e vão crescendo até o material tornar uma massa compacta  ENDURECIMENTO .

FIGURA 3.5 –  Esquema do processo de hidratação do cimento.

43

O fenômeno denominado por e xsudação ocorre antes do início da pega e referese ao acúmulo de água na superfície da pasta causado pela sedimentação do grão de cimento, reduzindo, portanto, a resistência e a durabilidade do produto final. A Falsa Pega trata-se de um fenômeno que ocorre quando a mistura em que está sendo empregado o cimento (pasta, argamassa, concreto), perde plasticidade num tempo menor que o previsto e, com uma nova re-mistura sua plasticidade inicial é recuperada. Isto ocorre quando na moagem do cimento, a temperatura ultrapassa 128 0C provocando dissociação do sulfato de cálcio do gesso interferindo nas características do seu efeito retardador de pega. e) Calor de Hidratação: surge através da reação entre a água e o cimento, este efeito poderá acontecer durante meses, em função do consumo de cimento e/ou volume do concreto. f) Resistência à compressão: A resistência à compressão do cimento é avaliada de corpos-de-prova cilíndricos com dimensões de 50mm de diâmetro e100 mm de altura. Através de um traço normalizado, executado com areia padrão. È um importante ensaio para o controle de qualidade do cimento. g) Perda ao Fogo:  através deste ensaio controla-se o teor de material carbonático  presente no cimento. h) Massa Específica:   Empregada no cálculo de dosagens de concretos e argamassas.

3.4.7. Tipos de Cimentos e suas aplicações: O quadro 3.6 apresenta um resumo de diversos exemplos de construções e as indicações dos tipos de cimento Portland para cada uma das aplicações.

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QUADRO 3.6 –  CONSTRUÇÕES x TIPOS DE CIMENTO Apl icação

Ti pos de Cimento Por tl and CPV -ARI

Concreto armado para desforma rápida Concreto armado com função estrutural Concreto armado para desforma rápida, curado a vapor ou outro tipo de cura térmica

CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI, II, III e IV CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI, II, III e IV CPV -ARI

 Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para desforma rápida, curados por aspersão de água CPV –  ARI, CPI, II, III e IV  Pisos industriais de concreto CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI e II  Argamassa armada CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI e II Concreto protendido com protensão das cordoalhas antes do lançamento do concreto Concreto protendido com protensão das cordoalhas após o endurecimento do concreto  Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento curados por aspersão de água

CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI, II, III e IV CPV –  ARI, CPB estrutural, CPI, II, III e IV CPV –  ARI, CPI, II, III e IV

 Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para desforma rápida, curados a vapor ou outro tipo de cura térmica CPV –  ARI, CPI, II, III e IV  Pavimento de concreto simples ou armado CPI, II, III e IV Concreto magro (para passeios e enchimentos) CPI, II, III e IV Concreto simples (sem armadura) CP III, IV, e RS  Argamassas e concretos para meios agressivos (água do mar e de esgosto) CP III, IV e BC Concreto-massa CPI, II, III e IV Concreto com agregados reativos CPI, II, III e IV  Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos CPI, II, e IV  Argamassa de assentamento de azulejos e ladrilhos CPB  Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrilhos

45

CPI, II, III e IV Solo-cimento

4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS As propriedades mecânicas das argamassas contribuem de forma significativa na resistência da alvenaria, já que o mecanismo de ruptura da parede está diretamente ligado à interação entre juntas e os blocos. De maneira geral, as principais funções das argamassas assentamento são: a transferência uniforme das tensões entre os blocos e a sua união solidária para que se possa resistir aos esforços solicitantes. Dentro deste contexto, verifica-se que o emprego de uma argamassa adequada, resistente e durável contribui substancialmente para o bom desempenho das alvenarias e, conseqüentemente, para a proteção e durabilidade, no caso específico das argamassas de revestimento. Em diversos estudos realizados nas últimas décadas constatou-se que as argamassas compostas somente por cimento, via de regra possuem características inadequadas que comprometem a sua durabilidade, exceto para condições específicas. As argamassas mistas, formadas por cimento e cal, são aquelas que otimizam as  propriedades do produto final, são mais econômicas e tecnicamente corretas. No caso específico da alvenaria estrutural, a otimização é uma exigência fundamental. Deve-se destacar que para a cal fornecer as características desejáveis a uma argamassa, ela deve apresentar níveis de qualidade e constância de suas propriedades. Sem a obediência destes requisitos a cal não fornece o resultado final almejado,  produzindo um produto inadequado. Usualmente define-se a argamassa como a mistura de um ou mais aglomerantes com o agregado miúdo e a água e, eventualmente, um aditivo com a função de melhorar

46

alguma propriedade da mesma. Sendo assim, são compostas por um material ativo (que com a mistura com a água resulta no que é denominado de  pasta) e um material, normalmente inerte (agregado miúdo, com a função de baratear o produto e minimizar os efeitos da retração do aglomerante, evitando-se, portanto, as fissuras).

4.2 CLASSIFICAÇÃO As argamassas classificam-se, segundo o tipo de aglomerante  em: aérea (são as executadas com aglomerante aéreo como a cal e o gesso), hidráulica (são as executadas com aglomerantes hidráulicos, como o cimento) e as mistas. Segundo o número de

elementos ativos  em:  simples  (possui apenas um tipo de aglomerante) ou composta (possui mais de um tipo de aglomerante). Segundo a dosagem   em:  pobre ou magra (quando o volume de pasta é menor que o volume de vazios do agregado miúdo), cheia (quando o volume pasta é igual ao volume de vazios do agregado miúdo ) e rica ou  gorda (quando o volume de pasta é maior que volume de vazios do agregada miúdo) e, finalmente, segundo a sua consistência (seca, plástica e fluida).

4.3. EMPREGO E TRAÇO USUAIS DAS ARGAMASSAS Dentre os diversos empregos e funções das argamassas citam-se: o de unir e distribuir os esforços solicitados aos materiais de construção (assentamento de alvenaria, muros, passeios, etc.), de absorver as deformações (por exemplo, de dilatação e contração dos materiais), regularizar e fornecer acabamento às superfícies (por exemplo, revestimento (parede, piso, teto)), bem como a execução de reparos nas construções (pequenos defeitos estruturais), dentre outros. A figura 4.1 ilustra alguns tipos desses empregos. Dentre os traços usuais cita-se: a) CHAPISCO: 1:2 a 1:4  b) REVESTIMENTO:

interno: 1:8 a 1:12 externo: 1:5 a 1:8

47

c) ASSENTAMENTO: 1:8 a 1:12 d) CONTRA-PISO/PISO FINAL: 1:3 a 1:5 Cabe mencionar que para qualquer traço a ser empregado deve-se efetuar um minucioso estudo dos materiais, bem como quantificar as suas proporções a fim de se obter um material adequado ao fim que se destina.

Tijolo Chapisco.

Argamassa A ssentamento  (e< 1,0 cm)  Reboco (e  ≤2   mm) 

≤2   cm)  Emboço (e 

FIGURA 4.1 –  Emprego de Argamassas.

4.4. AGLOMERANTES MISTOS O aglomerante misto trata-se da mistura de dois aglomerantes simples, por exemplo, cimento e cal. O principal objetivo é produzir uma argamassa mais plástica e fácil de trabalhar. Estudos comprovam a importância da cal na melhoria de todas as propriedades das argamassas, pois a cal confere trabalhabilidade e retenção de água. Argamassas não  plásticas e não trabalháveis não preenchem todos os vazios podendo surgir fissuras quando endurecidas, devido à retração hidráulica ou movimentações térmicas dos componentes. Dentro deste contexto, as argamassas mistas (cimento e cal) mesmo que  possuam pequenas quantidades de cal, tem um efeito positivo, melhorando as  propriedades físicas e aumentando a capacidade de absorver deformações.

48

O quadro 4.1 apresenta, qualitativamente, a variação das propriedades de uma argamassa com a variação do teor relativo de cal, mantendo-se constante a proporção entre aglomerante e agregado inerte. Constata-se que as seis primeiras propriedades  pioram com o aumento do teor de cal. A capacidade de aderência apresenta um comportamento variável. As cinco últimas propriedades melhoram com o aumento do teor de cal. Salienta-se que, usualmente, há uma interdependência entre as propriedades de maneira que ao se melhorar algumas delas certamente outras estarão prejudicadas. Sendo assim, conclui-se que a escolha do teor de cal, adicionada as argamassas de cimento e areia baseia-se em uma análise do conjunto de propriedades necessárias para o fim que se destina.

QUADRO 4.1 –  Variação nas propriedades de uma argamassa com a variação do teor relativo de cal.

PROPRIEDADES

VARIAÇÃO

Resistência à compressão

Decresce

Resistência à tração

Decresce

Resistências iniciais

Decresce

Resistência às altas temperaturas

Decresce

Durabilidade

Decresce

Retração na secagem

Cresce

Capacidade de aderência

Cresce até um máximo e decresce

Retenção de água

Cresce

Plasticidade

Cresce

Resiliência

Cresce

Trabalhabilidade

Cresce

Módulo de deformação

Decresce

As argamassas mistas, compostas por cimento e cal, unem as vantagens desses aglomerantes, a saber: * Cimento: maior resistência inicial, maior espessuras do revestimento. * Cal: maior aderência, retenção de água, maior plasticidade e durabilidade. E anulam as suas desvantagens, ou seja,

49

* Cimento: maior rigidez, menor plasticidade, menor aderência e maior exsudação. * Cal: menor resistência, menores espessuras de revestimento e cura lenta.

4.5. METODOLOGIA PARA DOSAGEM DE ARGAMASSAS MISTAS Dosar uma argamassa é estudar e estabelecer (de acordo com o uso) o traço ou  proporções dos materiais constituintes da mistura (essas proporções podem ser expressas em: PESO OU VOLUME). Será apresentando uma metodologia para dosagem de argamassas a fim de minimizar os erros provenientes de um traço inadequado e produzir uma argamassa mista de maior qualidade e durabilidade. Este método se baseia no teor total de finos (cimento + cal + areia) e define os seguintes traços: -

CHAPISCO: 1:2 a 1:4

-

REVESTIMENTO:

Interno: 1:8 a 1:12 Externo: 1:5 a 1:8

-

ASSENTAMENTO: 1:8 a 1:12

4.5.1.Parâmetros a serem considerados e definidos 4.5.1.1. Definição do teor de finos em função da aderência da argamassa ALTA = 550 Kg de finos / m 3 de argamassa MÉDIA = 500 Kg de finos / m 3 de argamassa BAIXA = 450 Kg de finos / m 3 de argamassa

4.5.1.2. Escolha do tipo de areia em função da aplicação do revestimento REVESTIMENTO

 interno: 1,60 < MF < 2,00  externo: 1,80 < MF < 2,20

CONTRA PISO

2,20 < MF < 2,60

50

4.5.1.3. Definição da consistência através da mesa de espalhamento CONSISTÊNCIA ADOTADA PARA REVESTIMENTO = 300 + 15 mm CONSISTÊNCIA ADOTADA PARA PISO = 180 + 10 mm

4.5.2.. Metodologia de Dosagem A seguir apresenta-se o cálculo da composição dos materiais partindo do traço 1:m, do teor de finos por m 3 de argamassa e do consumo de água.

4.5.2.1. Variáveis da dosagem Para de executar o cálculo da dosagem é necessário conhecer as propriedades dos materiais empregados, a seguir apresentam-se alguns valores que podem ser adotados para uma primeira aproximação: Massa específica real do cimento ( rc) = 3,15 g/cm3 Massa específica real da cal ( rca)

- alta em cálcio = 2,3 g/cm3 - dolomítica altamente hidratada = 2,5 g/cm 3 - dolomítica normal = 2,8 g/cm 3

Massa específica real da areia ( ra) = 2,60 g/cm3 Massa específica real da água ( r ) = 1,00 g/cm3 Massa unitária do cimento ( rc) = 1,40 g/cm3 Massa unitária da cal ( rca) = 0,50 g/cm3 Massa unitária da areia seca ( ra) = 1,50 g/cm3 Teor de material pulverulento da areia lavada = 3%

4.5.2.2. Definição da quantidade de agregado (m) Para se definir a quantidade de agregado pode-se basear nos traços sugeridos ou na experiência do construtor.

51

4.5.2.3. Estimativa do consumo de água Depois de definido o traço a ser empregado, e adotando-se como consistência o valor de 300 + 15 mm, o consumo de água a ser utilizado nas argamassas mistas de cimento e cal, em litros, será o apresentado no Quadro 4.2.

QUADRO 4.2 –  Estimativa do consumo de água (litros). TRAÇO (EM PESO)

CAL

FILLER

SAIBRO

1:4

330

340

360

1:5

334

344

364

1:6

338

348

368

1:7

342

352

372

1:8

346

356

376

1:9

350

360

380

1 : 10

354

364

384

1 : 11

358

368

388

1 : 12

362

372

382

4.5.2.4. Cálculo do fator água/cimento cimento a / c  C água

  rc



areia   ra

1000  C água

onde: a/c = fator água cimento; C água = consumo de água; cimento = proporção de cimento; areia = proporção de areia.

4.5.2.5. Cálculo do consumo de cimento

52

C água

 

C cimento



a/c

Onde: C cimento = consumo de cimento.

4.5.2.6. Cálculo do consumo de areia C areia = C cimento x traço em peso de areia Onde: C areia = consumo de areia.

4.5.2.7. Cálculo do teor de finos faltantes Finos faltantes =

(teor de finos em função da aderência (item 4.5.1.1))  –   (finos do

cimento + finos da areia) onde:  finos da areia = consumo de areia x % material pulverulento.

4.5.2.8. Correção dos finos em função da massa específica real da cal Correção



 finosfal  tan tes .

  rca   ra

4.5.2.9. Exemplo de aplicação Considerando-se os materiais apresentados no Quadro 4.3, pede-se calcular o traço de argamassa de assentamento mista (cimento e cal), sendo que o traço adotado é de 1 : 8. QUADRO 4.3 –  Características dos materiais empregados MATERIAL

Material Pulverulento

Massa Esp. Real (g/cm3)

Massa Unitária (g/cm3)

CIMENTO

X

3,15

1,40

CAL

X

2,80

0,50

AREIA

4,5 %

2,60

1,50

53

ETAPA 1: Estimativa do consumo de água Consumo de água = 346 litros / m 3 de argamassa

ETAPA 2: Cálculo do fator água/cimento 1

a / c  346

3,15



8 2,60

1000  346



1,79litros / kg 

ETAPA 3: Cálculo do consumo de cimento C cimento = 346 / 1,79 = 193,2 kg/ m 3

ETAPA 4: Cálculo do consumo de areia C areia = 8 x 193,2 = 1546,4 kg/ m 3

ETAPA 5: Teor de finos faltantes Argamassa adotada = média aderência = teor de finos = 500 kg/ m 3 Finos da areia = 69,58 kg (4,5% x 1547 kg) Finos do cimento = 193,2 kg

FINOS FALTANTES = 500 –  (193,2 + 69,58) = 237,22 kg

ETAPA 6: Correção dos finos em função da massa específica real da cal CORREÇÃO = 237,22 x (2,80/ 2,60) = 255,46 kg

ETAPA 7: Consumo de material / m 3 de argamassa Cimento = 193,2 kg Cal = 255,46 kg

54

Areia = 1546,4 –  255,46 = 1290,9 kg Água = 346 litros

ETAPA 8: Traço em peso 1 : 1,32 : 6,68 : 1,79 ETAPA 9: Cálculo do traço em volume/ saco de cimento C = 1,00= 1 kg Cal = 1.32 / 0,50 = 2,60 l A = 6,68 / 1,50 = 4,45 l H20 = 1,78 / 1,00 = 1,78 l

4.6. PATOLOGIAS DAS ARGAMASSAS

As argamassas de revestimento e assentamento podem apresentar-se com as seguintes patologias:

 Eflorescência: -  Aspectos Observados: manchas de umidade, pó branco acumulado sobre a superfície. -

Causas Prováveis: umidade constante; sais solúveis presentes na água de amassamento ou umidade infiltrada; cal não carbonatada.

 Bolor: -  Aspectos Observados: manchas esverdeadas ou escuras; revestimento em desagregação. -

Causas Prováveis: umidade constante; área não exposta ao sol.

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 Vesícula: -  Aspectos Observados: empolamento da pintura apresentando-se as partes internas nas empolas na cor: (1) branca; (2) preta; (3) vermelho acastanhado; (4) bolhas contendo umidade no seu interior. -

Causas Prováveis: (1) hidratação retardada do óxido de cálcio da cal; (2) presença de pirita ou matéria orgânica na areia; (3) presença de concentrações ferruginosas na areia; (4) aplicação prematura de tinta impermeável; infiltração de umidade.

 Descolamento com Empolamento: -  Aspectos Observados: a superfície do reboco descola do emboço formando bolhas, cujos diâmetros aumentam progressivamente; o reboco apresenta-se com som cavo sob percussão. -

Causas Prováveis: hidratação retardada do óxido de magnésio da cal.

 Descolamento em Placas: -  Aspectos Observados: (1) a placa apresenta-se endurecida, quebrando com dificuldade; sob percussão o revestimento apresenta som cavo; (2) a placa apresenta-se endurecida, mas quebradiça desagregando-se com facilidade; sob percussão o revestimento apresenta som cavo. -

Causas Prováveis: (1) a superfície em contato com a camada inferior apresenta  placas freqüentes de mica; argamassa muito rica em cimento; argamassa aplicada em camada muito espessa; corrosão de armadura do concreto de base; (2) a superfície da  base é muito lisa; a superfície da base está impregnada com substância hidrófuga; ausência de chapisco.

 Descolamento com Pulverulência: -  Aspectos Observados: a película de tinta descola arrastando o reboco que se desagrega com facilidade; o reboco apresenta som cavo sob percussão; o revestimento em monocamada desagrega-se com facilidade.

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-

Causas Prováveis: excesso de finos no agregado; argamassa magra; argamassa rica em cal; ausência de carbonatação da cal; argamassa de reboco aplicada em camada muito espessa.

 Fissuras Horizontais: -  Aspectos Observados: apresentam-se ao longo de toda parede, com abertura variável; descolamento do revestimento em placas, com som cavo sob percussão. -

Causas Prováveis: expansão da argamassa de assentamento por hidratação retardada do óxido de magnésio da cal; Expansão da argamassa de assentamento por reação cimento-sulfatos, ou devida à presença de argilo-minerais expansivos no agregado.

 Fissuras Mapeadas: -  Aspectos Observados: distribuem-se por toda a superfície do revestimento; pode ocorrer descolamento do revestimento em placas de fácil desagregação. -

Causas Prováveis: retração da argamassa por excesso de finos no agregado; cimento como único aglomerante.

 Fissuras Geométricas: -  Aspectos Observados: acompanham o contorno do componente da alvenaria. -

Causas Prováveis: retração da argamassa de assentamento por excesso de cimento ou finos no agregado; movimentação higrotérmica do componente.

4.7. ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO PARA ALVENARIA ESTRUTURAL

A norma brasileira recomenda o emprego dos seguintes materiais constituintes para a confecção das argamassas de assentamento de alvenaria estrutural: -

Cimento: CP I, II, III, IV e V, devem atender aos requisitos de suas normalizações.

-

Cal hidratada: deve atender a normalização.

-

Agregado: deve atender a normalização.

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-

Água: deve ser isenta de teores prejudiciais de substâncias estranhas, presume-se satisfatória as águas potáveis, com pH entre 5,8 a 8,0.

-

Aditivos e adições: devem obedecer as normalizações brasileiras. Para o caso de dosagens não experimentais, realizadas no canteiro de obra,

através de um processo rudimentar, as argamassas não poderão atender obras de grande vulto e devem obedecer as condições mínimas estabelecidas nos Quadros 4.4 e 4.5.

QUADRO 4.4 –  Condições mínimas exigidas para dosagem não experimental das argamassas. TRAÇO

CIMENTO

CAL

AGREGADO

ÁGUA

SECO Em MASSA

1

< 0,12

< 4,0

< 0,80

Em VOLUME

1 SACO

< 10 dm3

< 133 dm3

< 40 dm3

QUADRO 4.5 –  Exigências mínimas de desempenho. PROPRIEDADE

EXIGÊNCIA

MÉTODO

CONSISTÊNCIA (1)

230 + 10 mm

NBR 7215

RETENÇÃO DE ÁGUA

> 75 %

ASTM C 91 (2)

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

> 9 MPa

NBR 7215

OBSERVAÇÕES: (1) medida no máximo 15 minutos após o amassamento com quantidade máxima de água a ser empregada; (2) até que se publique norma brasileira sobre o assunto.

Para o caso de dosagens experimentais, a normalização brasileira especifica as seguintes condições: a) A fixação da relação água/cimento deve decorrer da resistência de dosagem aos 28 dias ou na idade prevista para que atinja a resistência desejada e das peculiaridades da obra relativas à sua durabilidade tais como: impermeabilidade, resistência à ação de líquidos e gases agressivos, altas temperaturas e variações bruscas de temperatura e umidade;

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 b) A trabalhabilidade deve ser compatível com as características dos materiais constituintes, com o equipamento e as etapas de produção (transporte, lançamento e adensamento); c) O teor de cal em relação ao cimento, em volume, deve ser igual ou inferior a 0,25  para a argamassa e 0,10 para o graute; d) Dimensão máxima do agregado do graute inferior a 1/3 da menor dimensão dos furos a preencher.

A dosagem experimental deve garantir, portanto, trabalhabilidade e resistência à argamassa. A primeira é obtida através da determinação da consistência, sendo função do fator a/c, das características da obra, do teor de cal em relação ao cimento (em volume) e, a resistência é obtida através da equação: f aj = f ak  + 1,65. S d onde: f aj - resistência de dosagem; f ak  - resistência característica de projeto da argamassa; Sd - desvio padrão da dosagem.

Salienta-se que se conhecemos “n” resultados de ensaios de resistência à compressão, calcula-se o desvio padrão. Caso o desvio padrão da amostra seja desconhecido o construtor deve indicar, para efeito de dosagem inicial o modo como  pretende conduzir a construção, de acordo com o qual deve ser fixada a tensão de dosagem.

4.8. ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS As pesquisas de argamassas industrializadas iniciaram-se, no Brasil, na década de 1960, motivada por patologias de descolamentos de revestimentos de pisos e de  paredes oriundo do inesperado incremento no consumo de materiais cerâmicos que, em contrapartida, não encontrou mão-de-obra preparada e em quantidade suficiente. Nesta

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época, proliferaram as argamassas ricas e/ou espessas aliados ou não a processos de assentamento inadequados. Defini-se, portanto, como argamassa industrializada como sendo a mistura constituída de aglomerantes hidráulicos, agregados minerais e aditivos que possibilitam, quando preparada na obra com adição de água, a formação de uma massa viscosa,  plástica e aderente, empregadas no assentamento de peças, no revestimento das edificações, dentre outros. O custo para emprego das argamassas industrializadas pode ser até 10 (dez) vezes menor do que da tradicional, sendo assim, atualmente, existe no mercado diversas marcas e fabricantes.

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5.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS “O

concreto é o material mais empregado em construção, normalmente

executado pela mistura de cimento Portland com areia, pedra e água. Em diversos  países, o consumo de concreto é cerca de 10 vezes o de aço. O consumo médio mundial de concreto é estimado em, aproximadamente, uma tonelada por ser humano. Salienta se que o ser humano consome somente a água em tal quantidade.”

O grande consumo de concreto se deve: em primeiro, pela sua excelente resistência à água, ao contrário da madeira e do aço comum, ele tem a capacidade de resistir à ação da água sem grave deterioração. Em segundo, pela facilidade de execução dos elementos estruturais (concreto armado e protendido), numa diversidade de forma e tamanho, já que ele, no estado fresco, possui consistência plástica. E, finalmente, tratase de um material relativamente barato e seus materiais constituintes encontram-se disponíveis na maior parte do mundo. Há de se considerar, inclusive, a reciclagem de resíduos industriais, que podem ser adicionados ao concreto substituindo parte ou todo o material cimentante bem como, os agregados. Dentro deste contexto, defini-se o concreto como sendo o material resultante da mistura íntima e proporcionada de um aglomerante (cimento Portland), agregado miúdo, agregado graúdo e água, bem como aditivo e adições. Sendo, portanto, o material mais importante da construção civil com aplicações em fundações, barragens, reservatórios, dentre outras. O concreto pode ser divido, segundo a sua massa específica em três grandes categorias, a saber: concreto de peso normal (corrente) , leve e pesado que possuam um  peso aproximado de 2400 kg/m 3, de 1800 kg/m 3 e de 3200 kg/m 3, respectivamente. E, segundo a sua resistência à compressão aos 28 dias de idade em: concreto de baixa resistência (inferior a 20MPa), de moderada resistência (entre 20 e 40MPa) e de alta

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resistência (superior a 40MPa). Esses concretos, bem como outros tipos serão descritos no decorrer do capítulo.

5.2.TIPOS DE CONCRETO 5.2.1.. Concreto Estrutural Leve Trata de um concreto executado com agregados leves, logo o seu peso específico é cerca de dois terço do normal (os que empregam agregados naturais típicos). Sua grande vantagem de emprego é sua economia no custo total de uma estrutura, entretanto, o emprego de agregados porosos tende a reduzir a sua resistência. Esses concretos  podem, também, por diversas razões conter uma combinação entre agregado leve e normal.

5.2.2.Concreto de Alto Desempenho (CAD): São concretos obtidos através da mistura de agregados selecionados que têm resistência à compressão superior a 40 MPa. Para a produção desses concretos são necessários rigorosos controles de qualidade e cuidados na seleção e dosagem dos materiais.

5.2.3.Concreto de Alta Trabalhabilidade: O concreto de alta trabalhabilidade pode ser considerado um concreto de consistência fluida (com abatimento no ensaio de tronco de cone na ordem de 180 a 230 mm), que pode ser lançado e adensado com pequeno ou nenhum esforço sendo ao mesmo tempo coeso para ser manuseado sem segregação ou exsudação. A alta fluidez deste concreto advém da adição de aditivos hiper ou superplastificantes na mistura.

5.2.4.Concreto Reforçado com Fibras: Este concreto contém, também, a adição de fibras (existentes em diversas formas, tamanhos e, produzidas em aço, plástico, vidro e materiais naturais). Para a maioria das peças estruturais e não estruturais, as fibras de aço são as mais utilizadas. Ele poderá, também, conter pozolanas e outros aditivos empregados no concreto

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convencional. Trata de um concreto mais tenaz e mais resistente ao impacto, quando comparado ao convencional.

5.2.5.Concreto Pesado: Os concretos pesados são produzidos, geralmente, pelo uso de agregados  pesados naturais (hematita, barita). Os pesos específicos estão na faixa de 2400 a 4000 kg/m³, cerca de 50% acima do concreto normal. Este tipo de concreto é geralmente empregado na blindagem de usinas nucleares, em unidades médico-hospitalares e nas instalações de testes de pesquisas nucleares.

5.2.6. Concreto para Pavimentação:  Neste tipo de concreto é importantíssima a obtenção de elevadas resistências à tração na flexão, ao desgaste superficial e exposição contínua às intempéries. Enquadra-se como concreto estrutural, alcançando módulo de ruptura a flexão na ordem de 7 MPa. Dentre as suas vantagens, destacam-se: maior durabilidade, menor necessidade de manutenção, maior conforto ao usuário, economia de consumo na iluminação pública, preço competitivo em relação ao pavimento asfáltico.

5.2.7. Concreto Alto Adensável: Dosado com o objetivo de permitir a redução de vibração nos procedimentos de adensamento. É conhecido normalmente como concreto super-fluído devido a sua elevada plasticidade (Slump –  test), podendo alcançar abatimento de até 250 mm.

5.2.8. Concreto colorido: Obtido através da utilização de agregados selecionados, cimentos com tonalidades compatíveis e adição de pigmentos especiais. As peças adquirem cores vivas e uniformes. Enquadra-se como concreto estrutural, podendo alcançar qualquer resistência entre 7,5 e 40 MPa.

5.2.9. Concreto com Polímeros  Neste tipo de concreto o cimento Portland é substituído, total ou parcialmente  por uma resina (poliéster, epóxi, vinílica, fenólica e o metilmetacrilato) que se  polimeriza com o auxílio de aditivos: iniciador   (agentes que iniciam a formação da cadeia polimérica) e  promotor  (empregado em polimerização à temperatura ambiente).

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Possui um vasto campo de aplicação, na indústria de alimentos, química e nas engenharias civil e de minas, devido as suas propriedades de alta resistência mecânica, excelente propriedade dielétrica, baixa porosidade e absorção de água, resistência química e elevada aderência. Este material é chamado de concreto devido à definição geral do mesmo que consiste na mistura de um ou mais agregados com um aglomerante.

5.3. ADITIVOS 5.31. Considerações Iniciais Os aditivos podem ser definidos como sendo materiais adicionados ao concreto durante o processo de mistura em uma quantidade não superior a 5% sobre a massa de cimento contido no concreto, a fim de se modificar as propriedades da mistura no estado fresco e/ou endurecido. Sendo assim, um bom resultado depende do emprego do aditivo adequado ao concreto adequado, numa quantidade correta. A importância que estes produtos adquiriram na elaboração do concreto tem resultado na consideração destes como um dos seus componentes. Se utilizados corretamente permitem: modificar ou melhorar a reologia do concreto em estado fresco (melhorar a trabalhabilidade, diminuir a segregação, dentre outras); alterar a pega e o endurecimento do cimento; modificar o conteúdo de ar ou outros gases no concreto; melhorar a resistência (inclusive em diferentes idades) e, consequentemente a durabilidade, regularizar a sua fabricação, ampliar o seu campo de aplicação e, finalmente, diminuir o custo do produto final devido ao incremento no rendimento, na qualidade de seu lançamento e de sua desfôrma. Os efeitos dos aditivos dependem de diversos fatores, como: cimento (tipo e quantidade), agregado (tipo e características), temperatura e das etapas de produção do concreto. Sendo assim, torna-se necessário realizar testes prévios com os materiais. O quadro 5.1 apresenta um resumo dos efeitos benéficos dos aditivos sobre o concreto e a argamassa.

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QUADRO 5.1 –  EFEITOS  EFEITOS DOS ADITIVOS SOBRE O CONCRETO PROPRIEDADE PROPRIEDADE DO CONCRETO

TIPO DE ADITIVO Redutor de água

TRABALHABILIDADE

Incorporador de ar Plastificante Acelerador

TEMPO DE PEGA

Retardador Redutor de água

RESISTÊNCIA MECÂNICA

Plastificante Modificador de Pega Gerador de ar Incorporador de ar Redutor de água

DURABILIDADE

Acelerador de pega Impermeabilizante Inibidor de corrosão

5.3.2. Alguns Tipos e Funções dos Aditivos A) Aceleradores PROPRIEDADES: É o material que adicionado ao concreto, diminui o tempo de início de pega, logo, irá desenvolver mais rapidamente as resistências iniciais. DOSAGEM: de 4,0 % a 10,0 % sobre o peso do cimento. APLICAÇÃO: concreto projetado (túneis), revestimento de taludes, muros de arrimo, piscina e reservatório, subsolos, galerias de concreto, reparos estruturais.

B) Retardadores PROPRIEDADES: É o material que adicionado ao concreto prolonga o período que transcorre desde a colocação da água até o início das reações químicas (retarda a  pega do cimento), logo, evitam-se juntas nas concretagens e, consequentemente, consequentemente, obtêmse resistências homogêneas em grandes volumes de concretagens. DOSAGEM: de 0,2 % a 0,5% sobre o peso do cimento.

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APLICAÇÃO: concreto bombeado, convencional, aparente, concreto massa, concretagem concretagem em climas quentes.

C) Plastificantes PROPRIEDADES: Melhora a plasticidade do concreto, permite a redução de 6 a 10% de água da mistura (efeito semelhante à lubrificação), reduz a segregação do concreto, melhora a trabalhabilidade, o adensamento, diminui a permeabilidade e, consequentemente, consequentemente, aumenta a durabilidade. DOSAGEM: de 0,2 % a 0,5% sobre o peso do cimento. APLICAÇÃO: APLICAÇÃO: concreto bombeado, convencional, pavimentos.

D) Superplastificantes PROPRIEDADES: Efeito mais intenso que a plastificante. Aumenta a trabalhabilidade do concreto, reduz a segregação segregação do concreto, o adensamento, adensamento, diminui a  permeabilidade e, consequentemente, consequentemente, aumenta aumenta a durabilidade. durabilidade. DOSAGEM: de 0,5 % a 1,5% sobre o peso do cimento. APLICAÇÃO: APLICAÇÃO: concreto bombeado, aparente, protendido, fluído, pré-moldados.

E) Incorporadores de ar PROPRIEDADES: melhoria da consistência do concreto e da sua resistência ao congelamento, devido à descontinuidade das bolhas. DOSAGEM: de 0,5 % a 1,5% sobre o peso do cimento. APLICAÇÃO: concreto bombeado, aparente, pré-moldados.

G) Impermeabilizantes Impermeabilizantes PROPRIEDADES: Proporciona maior impermeabilidade e compacidade do concreto. DOSAGEM: de 2,0 % a 6,0 % sobre o peso do cimento. APLICAÇÃO: concreto projetado (túneis), revestimento de taludes, muros de arrimo, piscina e reservatório, subsolos, galerias de concreto, reparos estruturais.

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H) Cura do concreto PROPRIEDADES: proporciona a cura perfeita ao concreto reduzindo as fissuras de retração. DOSAGEM: de 150 a 200 ml/m 2, dependendo da textura e porosidade do concreto, da temperatura, da umidade e do vento. APLICAÇÃO: concreto

5.4. ADIÇÕES 5.4.1. Considerações Iniciais As adições minerais, segundo sua ação física (aumento da densidade da mistura através do preenchimento dos vazios e, consequentemente, alteração da microestrutura da zona de transição entre pasta-agregdo) e química (reação com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) formando o silicato de cálcio hidratado (C-S-H), produto responsável pela resistência das pastas de cimento), são classificadas classificadas em três grandes grupos, a saber:

a) Material pozolânico : que trata de um material silicoso ou sílico-aluminoso que  por si só possui pouco ou nenhuma propriedade cimentícia, mas quando finamente moída e na presença de água, reage com o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente, formando compostos com propriedades cimentantes. Cita-se a cinza volante, a pozolana natural, a sílica ativa, a cinza de casca de arroz e o metacaulim.

b) Material cimentante: são aqueles que não necessitam do hidróxido de cálcio  presente no cimento Portland para formar os produtos cimentantes como o C-SC -SH. Entretanto, sua auto-hidratação é lenta e a quantidade de produtos cimentantes formados não é suficiente para o seu emprego em fins estruturais. Quando empregado como adição ou substituição ao cimento Portland, o hidróxido de cálcio e a gipsita aceleram a sua hidratação, como o caso da escória de alto-forno.

c) Filer: é uma adição mineral muito fina e sem atividade química, ou seja, seu efeito é físico e se resume no empacotamento granulométrico e na ação de  pontos de nucleação nucleação para para a hidratação hidratação do cimento. cimento.

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O quadro 5.2 apresenta uma classificação geral das adições minerais para o concreto estrutural.

QUADRO 5.2 –  Classificação das adições minerais para o concreto estrutural . TIPO DE ADIÇÃO

MATERIAL

CIMENTANTE

Escória de alto-forno

CIMENTANTE E POZOLÂNICO

Cinza volante com alto teor de cálcio

SUPERPOZOLANAS

Sílica ativa, metacaulim, cinza de casca de arroz

POZOLANAS COMUNS

Cinza volante com baixo teor de cálcio, argilas calcinadas, cinzas vulcânicas

POZOLANAS POUCO REATIVAS Escórias de alto-forno resfriada lentamente, cinza de casca de arroz cristalina FILER

Calcáreo, pó de quartzo, pó de pedra

5.5. OPERAÇÕES BÁSICAS DE PRODUÇÃO DO CONCRETO Para obtenção de um bom concreto devem ser efetuadas com perfeição as operações básicas: dosagem - mistura - transporte - lançamento - adensamento  –   cura que serão descritas a seguir.

5.5.1. Dosagem Entende-se por dosagem dos concretos os procedimentos necessários para a obtenção da melhor proporção entre os materiais constitutivos deste, conhecido por traço, que é expresso em proporção em massa ou volume. No que se refere aos materiais  passíveis de serem empregados no estudo da dosagem, cita-se: os vários tipos de cimento, os agregados miúdos e graúdos (reciclados e/ou artificiais e/ou naturais), os aditivos, as adições, os pigmentos e as fibras. Existem diversos métodos de dosagem, desenvolvidos por vários pesquisadores que, muitas vezes, são confundidos como recomendação de alguma instituição, entidade ou órgão. Apesar, destes métodos, serem diferentes entre si, certos pontos são comuns a

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todos, como, o cálculo da resistência média de dosagem, a correlação entre resistência à compressão e fator água/cimento para determinados tipos de cimento, a consideração sobre a natureza do agregado, dentre outros. Um estudo de dosagem busca atender requisitos básicos, como: a) A resistência mecânica do concreto, que é o parâmetro especificado frequentemente. Para o caso de pavimentos de concreto torna-se necessária, também, a resistência à tração na flexão;  b) A trabalhabildade do concreto adequada a cada situação, definido nos projetos estrutural e arquitetônico (fôrmas, taxa de armadura, detalhes construtivos),  pelos equipamentos a serem utilizados (bomba, carrinho, caçambas, autoadensável), pelas necessidades de acabamento (sarrafeado, polido, lixado, aparente, desempenado) e pelas condições ambientais (temperatura, insolação ventos, umidade relativa). Devendo, os concretos serem coesos e viscosos, ou seja, para cada caso deve permitir um transporte adequado até o local final sem que ocorra segregação e/ou bicheiras e/ou ninhos e/ou exsudação e/ou mudança de cor. c)  No que se refere à durabilidade, salienta-se que os concretos devem ser duráveis frente às solicitações às quais é exposto durante a sua vida útil. Depende tanto de fatores extrínsecos (maresia, chuva ácida, umidade relativa, solicitações mecânicas) quanto intrínsecos (tipo de cimento, fator água/cimento, adições, aditivos). d) E, finalmente, à deformabilidade do concreto, que inclui a retração hidráulica, a deformação inicial e a lenta (fluência), que, normalmente são especificadas pelos  projetistas estruturais mais esclarecidos. As principais propriedades do concreto endurecido são expressas pelo  projetista de estrutura, enquanto que do concreto no estado fresco são determinadas  pelos equipamentos e pelas técnicas de execução (transporte, lançamento, adensamento) e pelas características geométricas da estrutura. Dentre este contexto, resumidamente, as propriedades do concreto, são: I)

 Estado Fresco: a trabalhabilidade  (propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada facilidade sem perda de homogeneidade), deve ser adequada à consistência

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do concreto, ao processo de transporte, lançamento e de adensamento e, a

coesão  que se trata da propriedade do concreto de se manter misturado (sem segregação, que é a perda da uniformidade da distribuição dos componentes do concreto fresco), sendo neste caso, de suma importância à definição do teor de finos presentes na mistura, ou seja, quanto mais fino, maior será a coesão. II)

Concreto Endurecido: a resistência mecânica que depende, principalmente, do fator água/cimento, da idade do concreto e da cura efetuada. O estudo de uma dosagem para o concreto se realizada baseada em ensaios dos

materiais constituintes e do produto resultante, determinando-se as proporções dos componentes do concreto para se obter um concreto econômico, adequado às condições da obra, usando os materiais disponíveis. Portanto, deve-se conhecer as características da obra   (condição ambiental, qualidade da construção, processo de adensamento, espaçamento entre as armaduras, capacidade de betoneira, etc.), dos materiais  (análise dos materiais para se prever o seu comportamento, executa-se alguns ensaios: nos agregados como, a análise granulométrica, a massa específica, a umidade da areia, etc., no cimento, como o tempo de pega, a resistência à compressão, etc. e na água de amassamento, caso haja suspeita da qualidade realiza - se ensaio químico) e do concr eto (resistência característica, idade do concreto para que se obtenha a resistência requerida, etc.) De posse das características dos materiais faz - se um estudo para se determinar à  proporção dos materiais para se obter um produto final com característica exigida pela especificação da obra, o mais econômico possível. Segundo a normalização e os diversos métodos de dosagem existentes, determinase, inicialmente, uma resistência de dosagem ( f c j), a fim de se garantir uma resistência à compressão mínima do projeto (quanto mais baixo o padrão da obra maior será a resistência de dosagem a fim de se garantir da de projeto). Neste caso, adotam-se métodos estatísticos para determinar os parâmetros da obra e fixar a probabilidade de ocorrência dos valores abaixo do mínimo sendo:  f  cj



 f  ck   t .S d 

70

onde:  f  cj - resistência de dosagem do concreto (MPa);  f  ck   t 

resistência característica do concreto (MPa);

 = 1,65 (obtido pelo método estatístico de Gauss)

S d   -

desvio padrão da amostra

Salienta-se que o método estatístico de GAUSS representa a distribuição dos valores em torno de um valor médio, conforme ilustrado na figura 5.1. Freqüência de probabilidade de ocorrência dos valores de resistência à compressão

Resistência à compressão (MPa) FGIURA 5.1 - Método de Gauss Segundo a normalização brasileira, na determinação do desvio padrão adota-se: a) Quanto não conhece a produção: um valor igual a 7,0 MPa (para o caso onde a umidade dos materiais é estimada, o cimento é medido em massa e o agregado e a água em volume); ou igual a 5,5 MPa (para o caso do cimento ser medido em massa, com dispositivo dosador, o agregado em volume, sendo que a umidade da areia é controlada (mínimo 3 vezes ao dia) com ajuste do agregado em função do inchamento da areia); ou igual a 4,0 MPa (para o caso do material ser medido em massa (com correção da umidade)).  b) Quando se conheça no mínimo 20 resultados consecutivos obtidos no prazo de 1 (um) mês, calcula-se o desvio padrão da amostra.

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5.5.2. Mistura Consiste em fazer com que os materiais tenham um contato íntimo de modo a cobrir as partículas do agregado com a pasta. Sendo assim, procura-se, nesta etapa a melhor homogeneização possível para o concreto, dentro de um tempo razoavelmente curto. Quanto ao tempo de mistura chama-se de  primeiro  tempo de mistura o que decorre antes da parcela final de água, devendo ocorrer à molhagem e a absorção  principais, restando pouco desses fenômenos ainda para acontecer. A água final (segunda  parcela) deve distribuir-se sobre uma lâmina sobre a primeira parcela, envolvendo todas as partículas sólidas do concreto. O  segundo tempo da mistura ocorre depois da colocação da parcela final de água, devendo garantir a homogeneização definitiva.

5.5.3. Transporte É realizado do local de preparo para o local de aplicação; deve ser feito de tal modo que não haja segregação dos componentes, evitando-se total perda de trabalhabilidade. Não se deve corrigir a segregação do concreto, mas sim evita - lá, sendo inadmissível uma re-mistura antes de aplicá-lo. O tempo de transporte (incluindo eventuais espera e/ou paradas) não deve exceder uma parcela prudente do tempo de pega do cimento. Geralmente, o mínimo de 90 minutos em tempo quente e 120 minutos em tempo frio, nas condições brasileiras e com cimentos com tempo de pega superior a duas horas. Deve-se, ainda, evitar: a) perda de materiais, ou seja, queda de materiais para fora dos recipientes;  b) segregação, o concreto deve ser coeso; c) evaporação devido ao calor, baixa umidade relativa do ar e ação de ventos; e) hidratação prematura, ou seja, encurtar as distâncias de transporte e escolher as horas mais frias do dia para se efetuar o transporte.

5.5.4. Lançamento Esta etapa trata da aplicação no local onde deve permanecer o concreto. Executada a mistura o concreto deve ser imediatamente o transportado para junto das fôrmas e

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colocado nelas, este tempo é aumentado quando se mantém o concreto sob agitação ou quando se usa retardador de pega ou endurecimento. Sendo assim, inclui três operações  básicas, a saber: a preparação da superfície para receber o concreto, a colocação do material transportado no local de aplicação e, a maneira como deverá ficar depositado,  para receber a compactação. As fôrmas, no momento da concretagem, devem estar limpas, recebendo a aplicação de desmoldantes. O lançamento deve ser executado de forma a preencher todo o volume das fôrmas, mesmo nos locais de difícil acesso.

5.5.5. Adensamento Esta etapa visa eliminar a quase totalidade do ar aprisionado nos processos de mistura, transporte e lançamento. Este procedimento provoca a saída de ar, facilita o arranjo interno dos agregados e melhora o contato interno do concreto com as fôrmas e as ferragens. Para que um concreto seja bem adensado, o fator mais importante é a trabalhabilidade e a coesão, tendo, também importância, as dimensões e a rugosidade interna das fôrmas, a densidade da armadura e o processo de adensamento. Existem diversos processos para se executar o adensamento: vibradores de imersão, réguas vibratórias, mesas vibratórias e até mesmo os manuais (por exemplo, o vergalhão).

5.5.6. Cura Para se obter um bom concreto, o lançamento de uma mistura adequada deve ser seguido pela cura em ambiente apropriado durante as primeiras fases de endurecimento. Sendo assim, cura é a denominação dada aos procedimentos a que se recorre para  promover a hidratação do cimento e consiste em controlar a temperatura e a saída e entrada de umidade para o concreto. O objetivo da cura é manter o concreto saturado ou o mais próximo possível do saturado, até que os espaços das pastas de cimento fresca, inicialmente preenchidos com água tenham sido preenchidos pelos produtos de hidratação do cimento até uma condição desejável, ou seja, impede a perda precoce de umidade e controla a

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temperatura do concreto durante o período suficiente para que ele alcance o nível de resistência desejado. Portanto, são as medidas efetuadas a fim de se evitar a perda de água nas  primeiras idades (água necessária para reação com o cimento), evitando-se, portanto, a retração hidráulica. A normalização brasileira exige que a proteção ocorra nos 7 (sete)  primeiros dias após o lançamento, aconselha-se nos primeiros 14 dias seguintes para evitar o fissuramento devido à retração. É feita através da manutenção da umidade na superfície do concreto: irrigação periódica, cobrimento da superfície com areia e sacos de aniagem úmidos, produtos químicos.

5.6. PEDRA ARTIFICIAL HODRÁULICA Consiste no proporcionamento e na mistura de certos materiais, dentre eles um aglomerante hidráulico a fim de se obter o produto final. Os produtos fabricados com cimento Portland (muitas vezes, concreto) e largamente empregados na construção civil são: a) Bloco de Concreto Pré-moldado : muito usado graças ao desenvolvimento obtido:  pela indústria do cimento; na técnica de fabricação assim como de assentamento. Encontrado na forma paralelepipédica suas dimensões variam com o fim a que se destina. Na sua composição a matéria-prima pode ser: areia, pó-de-pedra, pedra britada, seixo, dentre outros.  b) Meio Fio de Concreto: Seguem o mesmo processo de fabricação dos blocos de concreto. Substituem com eficiência e eficácia os meios-fios de pedra, oferecendo vantagens tais com: uniformidade de tamanho, assentamento rápido e são mais leves. c) Ladrilho Hidráulico: São placas de forma quadrada, hexagonal ou octogonal com desenhos e cores variadas que são empregadas em revestimento de pisos. d) Tubo de Concreto: São usados normalmente para captação de águas pluviais (bueiros). Podem ser armados ou não dependendo das dimensões e finalidade. e) OUTROS: Muros de placas: (Mourões); Crib-hall (Contenção de encostas); Tampas  para poço de visita; Bloco sextavado; Tijolos; Poste; Tanque; Dormente.

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6.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

A palavra cerâmica vem do grego "keramos", que tem o mesmo significado. Originalmente o termo é aplicado às porcelanas e cerâmicas, mas recentemente este termo também é empregado aos não-metais, materiais inorgânicos incluindo nestes os  produtos refratários, os vidros e os cimentos. Como resultado, as cerâmicas agora são definidas como não-metais, materiais inorgânicos obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. O processo de obtenção, usualmente segue o esquema: Material "cru" –  "cru"  –  Mistura –    Mistura  –  Moldagem –    Moldagem  –  Aquecimento  Aquecimento - Processo Secundário de Fabricação –  Fabricação –  Produto  Produto

.

O emprego dos produtos cerâmicos obtidos por processos artificiais é anterior à era Cristã. A própria Bíblia registra o uso de tijolos de adobe na construção da Torre de Babel. Os povos antigos produziam artefatos domésticos por processos de cozimento da argila. A necessidade de construir usando pedras artificiais surgiu em lugares onde escasseava a pedra e eram abundantes os materiais argilosos. A grande diversidade de argilas encontradas na superfície da Terra permite que se obtenham produtos cerâmicos com as mais variadas características tecnológicas, compreendendo: a)

desde os produtos rústicos (tijolos e telhas) até os de fino acabamento (porcelana);

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 b)

desde produtos permeáveis (velas de filtro) até os impermeáveis (louças sanitárias e grês cerâmico);

c)

desde produtos frágeis aos fogo até os refratários e resistentes a altas temperaturas;

d)

desde produtos usados como isoladores elétricos até os supercondutotres. supercondutotres.

Assim, o material utilizado por nossos ancestrais, nos primórdios da civilização, encontra, ainda hoje, aplicações que vão além da construção civil, nas indústrias automobilística, eletroeletrônica, espacial e biomédica.  No que se refere aos produtos cerâmicos empregados empregados na construção civil, definise cerâmica como sendo a pedra artificial obtida através da moldagem, secagem e cozedura de argila ou misturas que contém argila.

6.2. COMPOSIÇÃO DA ARGILA

A indústria cerâmica requer para o seu funcionamento, quantidades suficientes de solo apropriado, água e combustível, sendo o solo de natureza argilosa o mais indicado devido as suas características de plasticidade, ou seja, ao ser misturado à água adquire a forma desejada, mantendo-a após a secagem e o cozimento. Na prática, o solo  para fabricação da cerâmica deve conter uma fração de argila (dimensão < 0,002 mm)  juntamente com silte (0,06< dimensão < 0,02 mm) e areia (2,0 < dimensão < 0,06 mm); de forma a obter características desejáveis desejáveis de plasticidade, bem como retração (durante a secagem) dentre outras. Geologicamente, as argilas são definidas como solos residuais ou sedimentares formadas em conseqüência da ação do intemperismo físico e/ou químico sobre rochas cristalinas e sedimentares. Devido a grande quantidade de rochas que  podem originar as argilas, assim como os processos de sua formação e seu grau de  pureza, dispõe-se de materiais argilosos dotados dotados de diferentes características, tais como: cerâmica branca (caulim residual e sedimentar), cerâmica refratária (caulim sedimentar

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e argila refratária), r efratária), cerâmica vermelha (argila de baixa plasticidade, contendo fundentes) e cerâmica de louça (argila plástica, com fundentes e vitrificantes). Quimicamente, a denominação de argila é dada ao conjunto de minerais compostos principalmente de silicatos de alumínio hidratado (2.SiO 2.Al2O3.2H2O), denominado por caulim, que se originam da decomposição dos feldspatos pela ação do anidrido carbônico. Estas possuem a propriedade de formarem com a água, uma pasta, suscetível de ser moldada, secar e endurecer, sob a ação do calor. A análise química as argilas revela a existência de sílica ((SiO 2) –  cerca   cerca de 40% a 80%), alumina ((Al 2O3) –  cerca  cerca de 10% a 40%), óxido de ferro ((Fe 2O3) –  teor  teor inferior a 7%), cal ((CaO) –  ((CaO)  –  teor  teor inferior a 10%), magnésia ((MgO) –  ((MgO)  –  teor  teor inferior a 1%), álcalis ((Na2O e K 2O)  –   na ordem de 10%), anidrido carbônico (CO 2) e anidrido sulfúrico (SO3).  No que se refere ao óxido de ferro, além de ser responsável responsável pela coloração do  produto cozido, age, também, como fundente, reduzindo o ponto de fusão da argila. A sílica que não estiver combinada auxilia na redução da retração durante a queima, associada aos fundentes, fundentes, forma o vitrificado vit rificado no interior da cerâmica.

6.3. CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO

Existem diversas formas de se classificar os materiais cerâmicos, devido à amplitude e heterogeneidade do setor, no Brasil, segundo a Associação Brasileira de Cerâmica, o setor cerâmico é dividido em subsetores ou segmentos considerando diversos fatores, tais como: matéria-prima, propriedades e áreas de utilização. Dessa forma, adota-se: Vermelha: compreende aqueles materiais com coloração avermelhada a) Cerâmica Vermelha: empregados na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos e argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e de adorno.

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 b)  Materiais de Revestimento  (Placas Cerâmicas): compreende aqueles materiais usados na construção civil para revestimento de paredes, piso e bancadas tais como: azulejos, placas ou ladrilhos para piso e pastilhas. c) Cerâmica Branca: este grupo é bastante diversificado, compreendendo materiais constituídos por um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea transparente e incolor e que eram assim agrupados pela cor branca de massa, necessária por razões estéticas e/ou técnicas. Com o advento dos vidrados opacificados, muitos dos produtos enquadrados neste grupo passaram a ser fabricados, sem prejuízo d e suas características, com matérias-primas com certo grau de impurezas, responsáveis pela coloração. Dessa forma é mais adequado subdividir este grupo em: louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos para alta e baixa tensão, cerâmica artística (decorativa e utilitária), cerâmica técnica  para fins diversos, tais como: químico, elétrico, térmico e mecânico. d)  Materiais Refratários: este grupo compreende uma diversidade de produtos, que têm como finalidade suportar temperaturas elevadas nas condições específicas de  processo e de operação dos equipamentos industriais, que em geral envolvem esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras solicitações. Para suportar estas solicitações e em função da natureza das mesmas, foram desenvolvidos inúmeros tipos de produtos, a partir de diferentes matérias primas ou mistura destas. Dessa forma, classifica-se os produtos refratários quanto a matéria-prima ou componente químico principal em: sílica, sílico-aluminoso, aluminoso, mulita, magnesianocromítico, cromítico-magnesiano, carbeto de silício, grafita, carbono, zircônia, zirconita, espinélio e outros. e)  Isolantes Térmicos: os produtos deste segmento podem ser classificados em: refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários; isolantes térmicos não refratários, compreendendo produtos como vermiculita expandida, sílica diatomácea, diatomito, silicato de calcio, lã de vidro e lã de rocha, que são obtidos por processos distintos ao do item anterior e que podem ser utilizados, dependendo do tipo de produto até 1100 0C e as fibras ou lãs cerâmicas que apresentam características físicas semelhantes as já citadas, porém apresentam

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composições tais como: sílica, silica-alumina, alumina e zircônia, que dependendo do tipo, podem chegar a temperaturas de utilização de 2000 0C ou mais. f)  Fritas e Corantes: estes dois produtos são importantes matérias-primas para diversos segmentos cerâmicos que requerem determinados acabamentos. A  Frita (ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias especializadas a  partir da fusão da mistura de diferentes matérias-primas. É aplicado na superfície do corpo cerâmico que, após a queima, adquire aspecto vítreo. Este acabamento tem por finalidade aprimorar a estética, tornar a peça impermeável, aumentar a resistência mecânica e melhorar ou proporcionar outras características. Os Corantes  constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos. Os pigmentos são fabricados por empresas especializadas, inclusive por muitas das que produzem fritas, cuja obtenção envolve a mistura das matérias-primas, calcinação e moagem. Os corantes são adicionados aos esmaltes (vidrados) ou aos corpos cerâmicos para conferir-lhes colorações das mais diversas tonalidades e efeitos especiais. g)  Abrasivos  : parte da indústria de abrasivos, por utilizarem matérias-primas e  processos semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico. Entre os produtos mais conhecidos podemos citar o óxido de alumínio eletrofundido e o carbeto de silício. h) Vidro, Cimento e Cal : trata de três importantes segmentos cerâmicos e que, por suas particularidades, são muitas vezes considerados à parte da cerâmica. i) Cerâmica de Alta Tecnologia (Cerâmica Avançada): o aprofundamento nas ciências dos materiais, proporcionaram ao homem o desenvolvimento de novas tecnologias e aprimoramento das existentes nas mais diferentes áreas, como: aeroespacial, eletrônica, nuclear e muitas outras e que passaram a exigir materiais com qualidade excepcionalmente elevada. Tais materiais passaram a ser desenvolvidos a partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e por meio de processos rigorosamente controlados. Estes produtos, que podem apresentar os mais diferentes formatos, são fabricados pelo chamado segmento cerâmico de alta tecnologia ou cerâmica avançada. Eles são classificados, de acordo com suas

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funções, em: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biológicos e nucleares. Cita-se, como emprego destes materiais: naves espaciais, satélites, usinas nucleares, materiais para implantes em seres humanos, aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para automóveis, sensores (umidade, gases e outros), ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão, dentre outros.

6.4. MATÉRIAS-PRIMAS:

As matérias-primas empregadas na fabricação de produtos cerâmicos são classificadas em naturais e sintéticas. As naturais consistem naquelas utilizadas como extraídas da natureza ou que foram submetidas a algum tratamento físico para eliminação de impurezas indesejáveis, ou seja, sem alterar a composição química e mineralógica dos componentes principais. Enquanto que as  sintéticas são submetidas a um tratamento térmico, individualmente ou em mistura, que pode ser a calcinação, a sinterização, a fusão e a fusão/redução ou produzidas por processos químicos. Segundo o seu emprego, as argilas empregadas na produção dos produtos cerâmicos, são classificadas em: infusíveis, são aquelas que após o cozimento apresentam a cor branca translúcida devido a matéria prima empregada (caulim puro) utilizados na fabricação de porcelanas; refratárias,  são argilas muito puras, não deformam a 1500°C, possuem baixa condutividade térmica, utilizados em revestimentos de fornos e, finalmente as  fusíveis,  que se deformam e vitrificam a temperaturas menores que 1200°C,utilizadas na fabricação de tijolos, telhas, etc.

6.5. PROCESSO DE FABRICAÇÃO:

Os processos de fabricação empregados pelos diversos segmentos cerâmicos assemelham-se parcial ou totalmente. O setor que mais se diferencia quanto a esse aspecto é o do vidro, embora exista um tipo de refratário (eletrofundido), cuja fabricação

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se dá através de fusão, ou seja, por processo semelhante ao utilizado para a produção de vidro ou de peças metálicas fundidas. Esses processos de fabricação podem diferir de acordo com o tipo de peça ou material desejado. De um modo geral, eles compreendem as etapas de preparação da matéria-prima e da massa, formação das peças, tratamento térmico e acabamento. No processo de fabricação muitos produtos são submetidos à esmaltação e decoração.

6.5.1. Preparação da Matéria-Prima Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é natural, encontrando-se em depósitos espalhados na crosta terrestre. Após a mineração, os materiais devem ser beneficiados, isto é, desagregados ou moídos, classificados segundo sua granulometria e muitas vezes, também, purificadas. O processo de fabricação, propriamente dito, tem início somente após essas operações. As matérias primas sintéticas geralmente são fornecidas prontas para uso, necessitando apenas, em alguns casos, de um ajuste de granulometria.

6.5.2. Preparação da Massa Os materiais cerâmicos geralmente são fabricados a partir da composição de duas ou mais matérias-primas, além de aditivos e água ou outro meio. Mesmo no caso da cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como matéria-prima, dois ou mais tipos de argilas com características diferentes entram na sua composição. Raramente emprega-se apenas uma única matéria-prima. Dessa forma, uma das etapas fundamentais do processo de fabricação de produtos cerâmicos é a dosagem das matérias-primas e dos aditivos, que deve seguir com rigor as formulações de massas,  previamente estabelecidas. Os diferentes tipos de massas são preparados de acordo com a técnica a ser empregada para dar forma às peças. De modo geral, as massas podem ser classificadas em:  suspensão, também chamada barbotina, para obtenção de peças em moldes de gesso ou poliméricos; massas secas ou semi-secas, na forma granulada, para

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obtenção de peças por prensagem; massas plásticas, para obtenção de peças por extrusão, seguida ou não de torneamento ou prensagem. O tratamento da matéria-prima compreende as etapas de depuração (eliminação de impurezas), divisão (em pequenos fragmentos), homogeneização (argila + água), umidificação (obtenção adequada de umidade).

6.5.3. Formação das Peças Existem diversos processos para dar forma às peças cerâmicas, e a seleção de um deles depende fundamentalmente de fatores econômicos, da geometria e das características do produto. Quanto mais plástica for a mistura mais fácil ser processará a moldagem das peças, consequentemente, haverá economia de energia.

6.5.4. Tratamento Térmico O processamento térmico é de fundamental importância para obtenção dos  produtos cerâmicos, pois dele dependem o desenvolvimento das propriedades finais destes produtos. Esse tratamento compreende as etapas de secagem e queima. Usualmente, para os produtos cerâmicos empregados na construção civil, defini-se como secagem, a que ocorre à baixa temperatura (< 120°C) onde é eliminada a umidade zeolítica e água de amassamento (cerca de 7% a 30% água é eliminada); e como queima, em temperaturas superiores a (> 120°C), onde é eliminado o resto da umidade zeolítica e a de constituição.

6.5.5. Acabamento  Normalmente, a maioria dos produtos cerâmicos é retirada dos fornos, inspecionada e remetida ao consumo. Alguns produtos, no entanto, requerem  processamento adicional para atender a algumas características, não possíveis de serem obtidas durante o processo de fabricação. O processamento pós-queima recebe o nome genérico de acabamento e pode incluir polimento, corte, furação, entre outros.

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6.5.6. Esmaltação e Decoração Muitos produtos cerâmicos, como louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos, materiais de revestimento e outros, recebem uma camada fina e contínua de um material denominado de esmalte ou vidrado, que após a queima adquire o aspecto vítreo. Esta camada vítrea contribui para os aspectos estéticos, higiênicos e melhoria de algumas propriedades como a mecânica e a elétrica. Muitos materiais também são submetidos a uma decoração, a qual pode ser feita por diversos métodos, como serigrafia, decalcomania, pincel e outros. Neste caso são utilizadas tintas que adquirem suas características finais após a queima das peças.

6.6. PROPRIEDADES A propriedade dos materiais cerâmicos, empregados na construção civil, se divide em dois grupos, a saber: as essenciais, são determinadas pela: plasticidade, capacidade de absorção e eliminação de água e pelo comportamento ao calor (alteração de volume durante a secagem e o cozimento) e  secundárias, determinada pela: fusibilidade,  porosidade e cor.  No que se refere à plasticidade, trata-se da propriedade segundo a qual o corpo se deforma sob a ação de uma força e conserva esta deformação após cessada essa ação, sendo um estado intermediário entre os estados líquido e sólido. É variável para as argilas em função da quantidade de água. Um produto cerâmico deverá possuir a máxima resistência,  obtida através da matéria-prima empregada, através de uma boa granulometria, que consiste, de maneira geral em: material argiloso (60%) + silte - areia fina e média ( em partes iguais ) As ações térmicas  podem produzir efeitos, na argila, de natureza física (variação da densidade, porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutividade térmica e elétrica), química (desidratação, decomposição, formação de novos compostos) e variações dimensionais (quando a argila perde toda água ela adquire maior dureza, sonoridade e porosidade).

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A porosidade de um material é definida como sendo a relação entre o volume de  poros e o volume total do material, depende, portanto, da natureza dos constituintes, da forma, tamanho, da posição relativa das partículas e do processo de fabricação dos materiais cerâmicos. O emprego de uma matéria-prima com granulometria contínua reduz a porosidade e, consequentemente, a permeabilidade uma vez que os espaços entre os grãos maiores são preenchidos pelos menores. A adição de materiais que desaparecem na queima assim como a adição de material poroso, são fatores que contribuem no aumento da porosidade. Uma das formas de reduzir a pososidade é pela vitrificação da massa por fundente ou calor, onde alguns dos minerais constituintes entram em fusão. De maneira geral, quanto maior a porosidade maior será a absorção de água do  produto e menor será a sua massa específica aparente, a sua condutividade térmica e sua resistência mecânica e a abrasão.

6.7. PRODUTOS CERÂMICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL 6.7.1. Tijolo Maciço:   empregado em alvenaria de vedação aparente e em alvenaria estrutural. Suas principais características são: regularidade da forma e dimensões; arestas vivas e cantos resistentes; massa homogênea (sem trinca, sem impureza); cozimento uniforme (som metálico quando percutido por um martelo); facilidade de corte (grão fino e cor uniforme); absorção de água entre 18.% a 20%, acima desta faixa  pode-se concluir que há que há grande quantidade de poros tornando o material mais  permeável, abaixo, conclui-se que haverá dificuldade de aderência à argamassa.

6.7.2. Tijolo Furado:   muito usado em alvenaria de vedação, deve ter dimensões múltiplas do tijolo maciço para possibilitar o uso de ambos na execução das paredes. Suas características de qualidade são idênticas às do tijolo maciço, entretanto possuem as seguintes vantagens: aspecto mais uniforme, menos peso por unidade de volume, dificuldade de propagação de umidade, melhor isolamento térmico e acústico.

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6.7.3. Telhas:  é o material utilizado para executar serviços de cobertura, encontrada nos tipos: curva ou colonial, plana ou de escamas e francesa. As suas principais características de qualidade são: regularidade de formas e dimensões; superfícies lisas que proporciona melhor escoamento da água; massa homogênea sem trincas e fendas; resistência à flexão mesmo quando saturado com água; peso reduzido; fraca absorção de água e impermeabilização; cozimento uniforme.

6.7.4. Manilhas:   são tubos usados para canalização de esgotos sanitários, águas residuais e águas pluviais. São fabricados com grés cerâmico (uma espécie de  porcelana) e podem ser vidrados internamente e ou extremamente. Os diâmetros internos são: 50, 75, 100, 150, 200, 220, 250, 300, 375 e 600 mm e suas características  principais são: interior circular sem fendas, falhas, etc.; superfícies lisas que proporciona melhor escoamento da água; vidrado homogêneo; impermeabilidade para resistir ás  pressões de serviço; A hidráulica é de 0,7 Kg/cm2 durante 2min; índice de absorção média deve ser de no máximo 10%

6.7.5. Ladrilho:  são fabricados em altas temperaturas de cozimento, próximas de 1300°, até alcançar alto grau de vitrificação, tornando o material compacto e impermeável. É indicado como revestimento de piso, pela sua durabilidade e resistência ao desgaste.

6.7.6. Azulejos:  Constituem-se por uma camada cerâmica mais espessa recoberta por uma mais fina de esmalte cuja função é proporcionar impermeabilidade à peça, apresentam saliências na face inferior para aumentar a fixação das argamassas de assentamento e rejuntamento, sendo indicado para o revestimento de ¨áreas molhadas¨ como cozinhas, banheiros, interior de piscinas, etc. Suas características de qualidade são: faces planas, sem empeno e com arestas vivas resistentes; face oposta ao esmalte com saliências para melhorar a aderência à argamassa de assentamento; esmalte homogêneo e de boa qualidade.

6.7.7. Pastilhas: são de louça e fabricado pelo mesmo processo dos azulejos, possuem normalmente a dimensão de 2,5 x 2,5 cm ou múltiplos desse. São vendidos colados no

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 papel para facilitar a colocação, depois esse papel é retirado com lavagem de água levemente ácida.

6.7.8. Aparelho Sanitário:   são peças cerâmicas vitrificadas revestidas com esmalte. Devem ser constituídas de uma única peça para que não existam juntas ou emendas, o que possivelmente tornaria o conjunto suscetível de rompimento ou vazamentos. O esmalte deve ser contínuo internamente e externamente. Os aparelhos sanitários mais comuns são: bacia, lavatório, mictórios, com formas, dimensões e cores variadas.

6.7.9. Cerâmica Refratária:  é a cerâmica que não funde, mesmo em altas temperaturas, ou seja, não se deformam abaixo de 1520 0C e são consideradas altamente refratárias quando não se deformam abaixo de 1785 0C. Além dessa propriedade deve possuir estabilidade de volume, resistência mecânica e resistência química. É empregada argila  pobre em cal e óxido de ferro. São utilizadas em diversas formas, as mais comuns são tijolos maciços e tijolos especiais para chaminés e fornos. Para o assentamento emprega-se uma argamassa refratária obtida pela mesma argila do tijolo, sem cimento.

6.8. CARACTERÍSTICAS DOS PRODUTOS CERÂMICO S Os quadros 6.1 a 6.4 ilustram as propriedades dos produtos cerâmicos empregados na construção civil, enquanto que nos quadros 6.5 e 6.6 são apresentados os empregos dos materiais em função das suas propriedades.

QUADRO 6.1 –  Absorção de água. PRODUTO

ABSORÇÃO

GRUPO

Porcelana

0% a 0,5%

Baixa

Grés

0,5% a 3%

Baixa média

Semigrés

3% a 6%

Média

Semiporoso

6% a 10%

Média alta

Poroso

10% a 20%

Alta

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QUADRO 6.2 –  Classe de resistência à abrasão . CLASSES DE RESISÊNCIA À ABRASÃO PEI 1

Baixa –  apresenta desgaste após 150 ciclos

PEI 2

Média –  desgaste após 600 ciclos

PEI 3

Média alta –  desgaste após 750 e 1500 ciclos

PEI 4

Alta –  desgaste após 2100, 600 e 12000 ciclos

PEI 5

Altíssima –  desgaste após mais de 12000 ciclos

QUADRO 6.3 –  Grupos de resistência química . Classe AA –  ótima resistência a produtos químicos Classe A –  ligeira alteração de aspecto Classe B –  alteração de aspecto bem definida Classe C –  perda parcial da superfície original Classe D –  perda completa da superfície original

QUADRO 6.4 –  Classe de remoção de manchas Classe 5 –  máxima facilidade de remoção de manchas Classe 4 –  mancha removível com produtos de limpeza fraco Classe 3 –  mancha removível com produtos de limpeza forte Classe 2 –  mancha removível com ácido clorídrico/ acetona Classe 1 –  impossibilidade de remoção de manchas

QUADRO 6.5 –  Emprego em pisos de uso público . ABSORÇÃO

ABRASÃO

MANCHAS

ATAQUES

0 – 10%

Classe 5

Classe 5

Classe A/B

Revenda de automóveis

0 – 10%

Classe 5

Classe 4/5

Classe A/B

Restaurantes/ padarias

0 – 10%

Classe 5

Classe 5

Classe A/B

Halls de hotéis e edifícios

0 – 10%

Classe 5

Classe 4/5

Classe A/B

Escadas

0 – 10%

Classe 5

Classe 4/5

Classe A/B

Escritórios

0 – 10%

Classe 5

Classe 4/5

Classe A/B

Lojas

0 – 10%

Classe 5

Classe 5

Classe A/B

Áreas administrativas em escolas

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QUADRO 6.6 –  Emprego em pisos de uso residenci al . ABSORÇÃO

ABRASÃO

MANCHAS

ATAQUES

Lavabos e banheiros

0 – 10%

Classe 1

Classe 3/4/5

Classe A/B

Salas

0 – 10%

Classe 2

Classe 3/4/5

Classe A/B

 No litoral 4/5 Dormitórios

0 – 10%

Classe 2

Classe 3/4/5

Classe A/B

Halls e corredores

0 – 10%

Classe 3

Classe 3/4/5

Classe A/B

Beira de Piscina

0 – 10%

Classe 3/4

Classe 4/5

Classe A/B

Cozinhas e área de

0 – 10%

Classe 3

Classe 5

Classe A/B

Região N NE: até 20%;

Classe 1

Classe 4/5

Classe A/B

Até 10%

Classe 3

Classe 5

Classe A/B

Escadas

Até 10%

Classe 3/4

Classe 4/5

Classe A/B

Garagens e quintais

até 10%

Classe 4

Classe 5

Classe A/B

serviço Piscinas

região S e SE até 10% Dormitórios de crianças

descobertos

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7.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS O Brasil é reconhecido mundialmente pela riqueza de suas florestas apesar de grande parte dos consumidores de madeiras possuírem pouco conhecimento a respeito da origem deste insumo e, das conseqüências ao Meio Ambiente do uso intensivo e constante de algumas espécies. Há de se considerar, inclusive, o processo de escolha e especificação da madeira mais adequada a cada tipo de emprego nas atividades do Setor da Construção, que tem se pautado na desinformação. Cabe mencionar que a madeira trata do material mais antigo empregado na construção civil, precedeu a própria pedra, tendo sido usada em construções palafíticas. As facilidades de obtenção e de adaptação aos fins previstos permitiram o seu emprego  por populações primitivas. O seu uso tornou-se mais difundido devido as suas vantagens, a saber: abundância no mercado, baixo custo, alta resistência mecânica para uma baixa massa específica, proporciona bom isolamento térmico e acústico, possui grande variedade de tamanhos, cores e aspectos, facilidade de ligações e emendas e a  possibilidade de ser trabalhada com ferramentas simples e poder ser reempregada várias vezes. Em contraposição, apresenta as seguintes desvantagens: trata-se de um material higroscópico, com uma estrutura heterogênea, combustível e passível de apodrecimento.  Nas modernas técnicas de emprego da madeira, algumas características negativas são atenuadas por processos de beneficiamento como: a secagem artificial, os tratamentos de preservação, dentre outros. Como material de acabamento, temos a madeira denominada transformada, onde atenua-se os efeitos de anisotropia.  Na construção civil, a madeira é utilizada de diversas formas em usos temporários, como: fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos e empregos definitivos, como: em estruturas de cobertura, em esquadrias (portas e janelas), nos forros e nos pisos. Tais

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 produtos são comercializados em lojas especializadas, conhecidas como depósitos de madeira, e destinam-se principalmente à construção horizontal, ou seja, casas e  pequenas edificações.

7.2. ESTRUTURA Ao observarmos uma seção transversal verificamos quatro camadas principais, a saber, (vide figura 7.1): a) CASCA consiste na camada externa, com pouca importância para construção civil.  b) ALBURNE formado por células vivas, tem menor resistência que o cerne e é mais atacado por agentes agressivos. c) CERNE:  Formado por anéis concêntricos de células mortas é a parte aproveitada pela construção civil. d) MEDULA: Camada interna de consistência mole, não é utilizada na construção civil. CASCA

CERNE

ALBURNE

MEDULA

FIGURA 7.1 –  Corte transversal esquemático do caule de uma árvore.

7.3. CLASSIFICAÇÃO A madeira pode ser classificada, para a construção civil, em dois grupos básicos:

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a) MADEIRAS DURAS OU DE LEI: proveniente de árvores frondosas de ótima qualidade, empregadas, principalmente, em trabalhos definitivos. Ex.: perobarosa, imbuía, sucupira, etc.  b) MADEIRA MOLE OU BRANCA: proveniente de árvores coníferas. Empregada, principalmente, como auxiliar de construção. Ex.: pinho.

7.4. PRODUÇÃO 7.4.1. Linha de Produção A madeira serrada é produzida em unidades industriais (serrarias), onde as toras são processadas mecanicamente, transformando a peça originalmente cilíndrica em  peças quadrangulares ou retangulares, de menor dimensão. A sua produção está diretamente relacionada com o número e as características dos equipamentos utilizados e o rendimento baseado no aproveitamento da tora (volume serrado em relação ao volume da tora), sendo este função do diâmetro da tora (maiores diâmetros resultam em maiores rendimentos). As diversas operações pelas quais as toras passam são determinadas pelos produtos que serão fabricados. Na maioria das serrarias, as  principais operações realizadas incluem o desdobro, o esquadrejamento, o desdoro das  peças e o pré-tratamento, de caráter profilático e tem como objetivo proteger a peça contra fungos, insetos, dentre outros. A madeira beneficiada é obtida pela usinagem das peças serradas, agregando valor às mesmas. As operações são realizadas por equipamentos com cabeças rotatórias  providas de facas, fresas ou serras, resultando na espessura, na largura e no comprimento definitivos, na forma e no acabamento superficial da madeira. Podendo-se incluir as seguintes operações: aplainamento, molduramento e torneamento entre outras. Para cada uma destas operações existem máquinas específicas, manuais ou não, simples ou complexas, que executam vários trabalhos na mesma peça.  No aplainamento, as sobremedidas e as irregularidades são retiradas deixando a superfície mais lisa. O molduramento faz os cortes de encaixes (tipo macho-fêmea), por exemplo, –  no comprimento nas peças destinadas a forros, nas peças para assoalhos, nos

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 batentes de portas, entre outros. No torneamento, as peças tomam a forma arredondada, como balaustres de escadas. O fluxograma a seguir apresenta o processo simplificado de beneficiamento da madeira: CORTE E DERRUBADA

Refere-se à seleção e obtenção da matéria - prima. O período de corte influência na maior o menor qualidade da madeira.

TORAGEM

É a segunda fase do beneficiamento. A árvore é desgalhada e reduzida a toras de 5 a 6m. Esta fase inclui o transporte.

FALQUEJO

 Nesta fase remove-se a casca e parte do alburne, segundo 4  planos de corte longitudinais e perpendiculares 2 a 2, restando uma tora aproximadamente retangular.

DESDORO

Por meio de cerras obtém-se pranchões de espessura maiores ue 7 cm e lar ura su erior a 20 cm.

APARELHAGEM DAS PE AS

Fase final de beneficiamento.

7.4.2. NOMENCLATURA DAS PEÇAS DE MADEIRA O quadro 7.1 apresenta a nomenclatura empregada para as de madeira serrada e o quadro 7.2 as dimensões para a madeira beneficiada.

QUADRO 7.1 –  Nomenclatura para as peças de madeira serrada. NOME DA PEÇA Pranchão Prancha Viga Vigota Caibro Tábua Sarrafo Ripa

ESPESSURA (cm) > 7,0 4,0 a 7,0 > 4,0 4,0 a 8,0 4,0 a 8,0 1,0 a 4,0 2,0 a 4,0 < 2,0

LARGURA (cm) > 20,0 > 20,0 11,0 a 20,0 8,0 a 11,0 5,0 a 8,0 > 10,0 2,0 a 10,0 < 10,0

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QUADRO 7.2 –  DIMENSÕES DA MADEIRA BENEFICIADA MADEIRA BENEFICIADA (cm) *

Soalho - 2,0 x 10,0;

*

Forro - 1,0 x 10,0;

*

Batente 4,5 x 14,5;

*

Rodapé - 1,5 x 15,0;

*

Taco –  2,0 x 2,1.

7.5 –   PROPRIEDADES 7.5.1. Umidade Refere-se à quantidade de água que se encontra na peça. Essa característica influencia todas as propriedades da madeira. Os tipos de água presentes na madeira são: a de constituição (não é alterada pela secagem), de adesão (trata-se daquela que satura a  parede das células) e a de capilaridade (presente entre as fibras e os canais, tratando-se,  portanto, da água livre). Várias propriedades da madeira são afetadas pelo teor de umidade das peças. Considera-se a madeira seca (18% < umidade < 23%) quando o seu teor de umidade está em equilíbrio com a umidade relativa do ambiente onde a madeira será utilizada.  Nesta situação, as propriedades mecânicas são superiores e a movimentação dimensional é menor do que quando a madeira está verde, ou seja, quando o teor de umidade esteja acima do ponto de saturação das fibras, igual ou superior a 30%. O quadro 7.3 apresenta uma correlação entre o tipo de construção, o teor de umidade e o tipo de secagem mais indicado. A despeito disso, o comércio de madeira serrada para fins estruturais não considera essa característica e as peças de madeira acabam secando no depósito do comprador ou, o que é mais freqüente, em uso. Tal prática poderá resultar em empenamentos e rachaduras nas peças após a realização da inspeção de recebimento. Devido aos custos envolvidos na secagem de peças de madeira de bitolas avantajadas (vigas e pranchas) e a prática comercial arraigada, prevê-se que no médio

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 prazo esse tipo de material não estará disponível no mercado. O mesmo não acontece com a madeira destinada aos usos em que a estabilidade dimensional é um requisito importante, como no caso das madeiras para pisos, esquadrias e revestimentos. No comércio, esse material é referido como madeira seca em estufa.

QUADRO 7.3 –  Tipo de construção x Teor de umidade de madeira x Tipo de secagem a realizar. TIPO DE CONSTRUÇÃO

TEOR DE UMIDADE

TIPO DE SECAGEM A REALIZAR

Construção

Submersa;

pontes, açudes Construção exposta à umidade, não coberta, não abrigada

30% Madeira saturada 18% a 23%

Secagem parcial no

Madeira “úmida”

canteiro de obra.

comercialmente seca.

Construção abrigada em

16% a 20%

local coberto, mas aberto.

Madeira seca.

Secagem no canteiro.

13% a 17%

Secagem natural ou

fechado e coberto, telhado

Madeira seca ao ar.

artificial até 15%.

Local fechado e aquecido.

10% a12%

Secagem artificial.

Construção em local

Madeira bem seca.

Local com aquecimento artificial.

8% a 10%

Secagem artificial.

Madeira dessecada.

 No tocante ao teor de umidade, recomenda-se: • especificar o teor de umidade médio e os valores mínimo e máximo, considerando o local de uso da madeira; • verificar o teor de umidade das peças do lote, por amostragem, empregando medidores elétricos (ensaio não destrutivo) de acordo com as instruções do fabricante, ou pelo método de perda de massa em estufa (ensaio destrutivo). Este último, apesar de ser mais  preciso, requer equipamentos de laboratório e é mais demorado.

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7.5.2. Massa Específica  No que se refere a real é constante e numericamente igual a 1,5 g/cm 3, enquanto que a aparente varia na espécie e na árvore, sendo ainda, influenciada pela localização da amostra, ou seja, é decrescente do pé para os pontas e da medula para o alburne.

7.5.3. Propriedades Mecânicas São determinadas para os esforços principais (compressão tração, flexão e cisalhamento) no sentido das fibras e para os esforços secundários (compressão, torção e fendilhamento) no sentido transversal as fibras.

7.5.4. Durabilidade Trata-se da propriedade segundo a qual as madeiras devem resistir ao ataque de organismos destruidores. As causas mais comuns de deterioração são: o ataque de fungos e bactérias que causam a putrefação e/ou podridão, seguido da ação do fogo, de insetos, moluscos e crustáceos de água salgada, vento, agentes químicos, dentre outros. Dentro deste contexto, surge o conceito de  preservação de madeiras que se refere a todo e qualquer procedimento ou conjunto de medidas que possam conferir à madeira em uso maior resistência aos agentes de deterioração, proporcionando maior durabilidade. Essas medidas devem ser discutidas e adotadas na etapa de elaboração dos  projetos, sendo que o uso racional da madeira como um material de engenharia no ambiente construído pressupõe minimamente: • Conhecimento do nível de dese mpenho necessário para o componente ou estrutura de madeira, tais como vida útil, responsabilidade estrutural, garantias comerciais e legais, entre outras. • Escolha da espécie da madeira com base nas propriedades intrínsecas de durab ilidade natural e tratabilidade; • Definição das condições de exposição (uso) da madeira e dos possíveis agentes  biodeterioradores presentes (fungos e insetos xilófagos), ou seja, definição do risco  biológica a que a madeira será submetida; • Adoção do método de tratamento e pr oduto preservativo de madeira (inseticida e/ou fungicida) em função do risco biológico para aumentar a durabilidade da madeira. O

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tratamento preservativo faz-se necessário se a espécie escolhida não é naturalmente durável para o uso considerado e/ou se a madeira contém porções de alburno; • Implementação de controle de qualidade de toda a madeira tratada com produtos  preservativos para garantir os principais parâmetros de tratamento: penetração e a retenção do preservativo absorvido no processo de tratamento. A penetração é definida como sendo a profundidade alcançada pelo preservativo ou pelo(s) seu(s) ingrediente(s) ativo(s) na madeira. Já a retenção é a quantidade do preservativo ou de seu(s) ingrediente(s) ativo(s), contida de maneira uniforme num determinado volume da madeira, por exemplo, expressa em quilogramas de ingrediente ativo por metro cúbico de madeira tratável (kg/m³). Considerando a Lei nº 4.797 de 20 de outubro de 1965 e a Instrução Normativa Conjunta Ibama e Anvisa, em fase final de implementação para substituição da Portaria Interministerial nº 292 de 20 de outubro de 1989 e Instrução Normativa nº5, de 20/10/92, que disciplinam o setor Preservação de Madeiras no Brasil, o tratamento  preservativo de madeiras é obrigatório para peças ou estruturas de madeira, tais como: dormentes, estacas, vigas, vigotas, pontes, pontilhões, postes, cruzetas, torres, moirões de cerca, escoras de minas e de taludes, ou quaisquer estruturas de madeira que sejam usadas em contato direto com o solo ou sob condições que contribuam para a diminuição de sua vida útil. Esta obrigatoriedade deve ser observada exclusivamente com relação às essências florestais passíveis de tratamento. São passíveis de tratamento preservativo as peças de madeira portadoras de alburno ou as que, sendo de puro cerne, apresentem alguma  permeabilidade à penetração dos produtos preservativos em seus tecidos lenhosos. No caso do uso de madeira de puro cerne, esta deve ser de alta durabilidade natural aos fungos apodrecedores e insetos xilófagos (brocas-de-madeira e cupins) para as condições de uso biologicamente ativa e/ ou agressiva. Em resumo, a preservação da madeira visa aumentar a sua durabilidade (vida útil) ocorrendo de várias formas, a saber: Prévio: Remoção de cascas e cortiças, secagem  prévia e desseivamento; Secagem:  pode ser tipo natural onde ocorre a evaporação lenta e natural da água, ou artificial feita em estufa. As vantagens da secagem são: aumento da durabilidade, a redução do peso, a redução da contração o que diminui o

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fendilhamento e o empenamento, a melhor penetração do preservativo, a melhor aderência de pintura, o aumento da resistência. Os preservativos são produtos químicos naturais ou artificiais com propriedades específicas e destinadas ao revestimento das peças a fim de protegê-las contra agentes deteriorizadores. Entre esses produtos encontramos os tóxicos (óleos, soluções salinas como cloreto de zinco.) e os impermeabilizantes (óleo cru, pintura e verniz). Salientase que um bom preservativo possui uma boa característica no que se refere à sua toxidez, uma alta permanência na peça, alta penetração na peça, apresenta segurança à saúde, não tem ação corrosivo sobre os metais. Os processos mais utilizados para aplicação dos preservativos são os superficiais, e por impregnação que pode ser com pressão ou sem pressão. Com relação ao tratamento preservativo da madeira, deve-se considerar a busca de  produtos e processos de tratamento de menor impacto ao meio ambiente e à higiene e segurança, a disponibilidade de produtos no mercado brasileiro, os aspectos estéticos (alteração de cor da madeira, por exemplo), aceitação de acabamento e a necessidade de monitoramento contínuo. Só devem ser utilizados os produtos preservativos devidamente registrados e autorizados pelo Ministério do Meio Ambiente, através do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama), e pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), que avalia os resultados dos testes  para classificação da Periculosidade Ambiental. A especificação de um tratamento preservativo, baseado nas condições de uso da madeira, deve requerer penetração e retenção adequadas que dependem do método de tratamento escolhido. As normas técnicas e a experiência do fabricante podem relacionar estes parâmetros de qualidade do tratamento, considerando minimamente: • a diferente durabilidade natural e tratabilidade do alburno e cerne devem ser sempre consideradas; • quanto maior a responsabilidade estrutural do componente de madeira, maior deverá ser a retenção e penetração do produto preservativo; • uma maior vida útil está normalmente associada a uma maior retenção e penetração do  produto; • para um mesmo processo de tratamento, diferenças de micro e macroclima entre regiões podem exigir maiores retenções e penetrações;

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• a economia em manutenção e a acessibilidade para reparos ou substituições de um componente podem exigir maiores retenções e penetrações; • o controle de qualidade de toda a madeira preservada deverá ser realizado para garantir os principais parâmetros de qualidade: penetração e a retenção do preservativo absorvido no processo de tratamento; • se há risco de lixiviação do produto preservativo, considere a proteção dos componentes durante construção e/ou transporte; • fatores como manuseio das peças tratadas, práticas durante a construção, integridade de acabamentos ou compatibilidade do produto preservativo com o acabamento, podem afetar o desempenho da madeira preservada.

7.6. DEFEITOS Os defeitos que podem surgir nas madeiras provêm do crescimento, da produção, da secagem ou de agentes deteriorizadores e comprometem a resistência e a durabilidade da madeira. O crescimento anômalo da árvore provoca defeitos de estrutura como os nós (núcleo formado na árvore no ponto onde existiam ramos ou galhos e que na madeira serrada apresenta uma coloração diferente), fibras reversas (são aquelas que não são  paralelas ao eixo da peça provocando aspereza). A produção é responsável por falhas na peça como fraturas, fendas, quina morta (falta de madeira em uma das arestas). Na secagem uma rápida variação da umidade  pode provocar rachaduras com grande extensão, fendas pequenas no topo da peça, gretas (separação descontínua entre fibras vizinhas), fendilhamentos ao longo da peça, abaulamento da peça (encurvamento no sentido transversal (largura)) ou arqueamento da  peça (empenamento no sentido longitudinal (comprimento)). E, finalmente, os agentes deteriorizadores mais comuns são os mofos que se desenvolvem na presença de umidade na peça, insetos e larvas que produzem orifícios.

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7.7. MADEIRAS TRANSFORMADAS Denomina-se madeira transformada a madeira que passa por um processo industrial de transformação com a finalidade de obter produtos com algumas características melhoradas como: homogeneidade e isotropia; tratamento prévio com  preservativos, melhoria das características físicas e mecânicas, melhoria das características físicas e mecânicas e melhor aproveitamento da madeira, cerca de 90% da tora. Os tipos são:  A glomer ada  , Compensada .

*

Aglomerada: Em resumo é obtida pela aglomeração de pequenos fragmentos de

madeira (aparas, flocos, cavacos), formando peças pela união dos pedaços de madeira  por um aglomerante que origina um composto que é prensado. São econômicas,  possuem um bom isolamento, porém pouco resistente. Sendo, de maneira geral, o aglomerado uma chapa de partículas de madeiras selecionadas de pinus ou eucalipto, provenientes de reflorestamento, aglutinadas com resina sintética termofixa que se consolida sob a ação de alta temperatura e pressão,  podem ser cortadas em qualquer direção, o que permite o seu maior aproveitamento. O aglomerado deve ser revestido, sendo indicado na aplicação de lâminas de madeira natural e laminados plásticos. É amplamente utilizado na indústria de móveis, na construção civil, em embalagens, entre outros. Normas e recomendações devem ser observadas para se obter maior uniformidade e acabamento na instalação do produto final. Os dispositivos de fixação utilizados devem ser aqueles indicados para este tipo de material, sob pena de serem obtidos resultados finais negativos caso estas recomendações não sejam seguidas. Por não apresentar resistência à umidade ou à água, o aglomerado deve ser utilizado em ambientes internos e secos, para que suas  propriedades originais não se alterem. ●

Compensada: Surgiu no início do século XX como um grande

avanço, ao transformar toras em painéis de grandes dimensões, possibilitando um melhor aproveitamento e, conseqüente, redução de custos. O painel compensado é composto de várias lâminas desenroladas, unidas cada uma, perpendicularmente à outra, através de adesivo ou cola, sempre em número ímpar, de forma que uma

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compense a outra, fornecendo maior estabilidade e possibilitando que algumas  propriedades físicas e mecânicas sejam superiores às da madeira original. A espessura do compensado pode variar de 3 a 35 mm, com dimensões planas de 2,10 m x 1,60 m, 2,75 m x 1,22 m e 2,20 m x 1,10 m, sendo esta a mais comum. Extensamente utilizado na indústria de móveis e construção civil, seu preço varia conforme as espécies e a cola utilizadas, com a qualidade das faces e com o número de lâminas que o compõe. Há compensados tanto para uso interno quanto externo. Chapas finas de compensado apresentam vantagens sobre as demais madeiras industrializadas, pois são maleáveis e  podem ser encurvadas. São encontrados no mercado três tipos: laminados, sarrafeados e multissarrafeados. Os primeiros são produzidos com finas lâminas de madeira  prensada. No compensado sarrafeado, o miolo é formado por vários sarrafos de madeira, colados lado a lado. O multissarrafeado é considerado o mais estável. Seu miolo compõe-se de lâminas prensadas e coladas na vertical, fazendo um “sanduíche”. Suas principais vantagens são: resistência uniforme ao longo da peça, eliminação da contração e, consequentemente, do aparecimento de fendas e empenamentos, obtenção de tamanhos variados, melhor aproveitamento da madeira.

7.8. EMPREGO DE ALGUMAS MADEIRAS *

 Na execução de formas de concreto, escoramento, andaimes, etc. Nestes casos

as madeiras mais recomendadas são: o pinho, pinus, compensado e eucalipto. *

 No madeiramento de telhados onde as mais indicadas são a peroba-rosa, ipê,

 jatobá e o angelim-pedra. *

 Na execução de revestimentos como tacos para pisos, forros, lambris e as

madeiras indicadas são o ipê, a canela e a cerejeira. *

 Na construção de esquadrias sendo o cedro, a canela, imbuía, agelim-pedra as

madeiras mais indicadas.

 

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7.9. OBSERVAÇÕES  Na execução de soalhos e tacos de madeira deve-se ter o cuidado de: usar sempre madeira seca para evitar mais tarde a retração e o empenamento da peça; na execução correta as tábuas ou tacos devem ser aplicados com a medula para baixo e sua parte inferior deve ser impermeabilizada com asfalto, no caso dos tacos utilizam-se grampos  para melhorar sua ligação com a argamassa, e para o caso de serem colados não deve  possuir malhetes. A figura 7.2 apresenta o comportamento das tábuas do soalho em relação à umidade.

Tábuas secas assentamento correto.

Tábuas secas assentamento errado, as  bordas se levantam.

Tábua pouca seca - com a evaporação há uma retração da peça e as bordas ficam largas.

FIGURA 7.2 –  Comportamento das tábuas do soalho em relação à umidade.

 

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8.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS São materiais de revestimento, com consistência líquida ou pastosa apta a cobrir,  proteger e colorir a superfície dos objetos. Proporcionam uma elevada capacidade de  proteção com grande influência no desempenho e na durabilidade das construções e devido ao efeito estético valoriza o empreendimento. Diante desses fatores, não deve ser tratada isoladamente, mas como parte de um sistema integrado que determinam a qualidade final da obra. Uma boa pintura inicia-se com a seleção correta dos produtos, considerando-se o uso da edificação e o meio ambiente onde ela será aplicada. Dentro deste contexto,  podemos classificar, de forma resumida, as tintas e os vernizes, segundo o seu emprego como: sendo brilhantes ou opacas, transparentes ou não, colorida ou incolor e resistente a determinado agente agressivo. A principal função da pintura é proteger e/ou embelezar, além destas há algumas funções especiais como: a sinalização, a propaganda, etc. A proporção com que as funções principais influem na composição de uma tinta depende da finalidade para a qual ela se destina. Um exemplo seria o revestimento de uma ponte onde a proteção é mais importante do que a beleza, já a pintura interna de uma sala o fator beleza torna-se mais importante. As diferentes qualidades das tintas bem como as suas cores são apresentadas em catálogos onde os clientes escolhem as cores segundo critérios pessoais. Deve-se considerar, também, a opção de se contratar técnicos, os quais aplicam de maneira funcional as tintas, já que cores diferentes despertam emoções diferentes, por exemplo: cores quentes (vermelho, laranja, amarelo) são excitantes; cores frias (verde e azul claro) transmitem tranqüilidade e proporcionam maior dimensão aos ambientes e,

 

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finalmente, cores escuras (azul escuro e preto) proporcionam maior sensação de peso aos objetos e menor dimensão aos ambientes.

8.2. TINTAS É uma suspensão de partículas opacas (pigmento) em um veículo (material líquido em que o pó está emulsionado). A função das partículas é cobrir e decorar as superfícies,  já o veículo tem como função aglutinar as partículas e formar uma película de proteção. Exceto o surgimento de novos pigmentos orgânicos, o grande avanço na tecnologia das tintas se deve as alterações ocorridas no veículo. Os constituintes básicos de uma tinta são:

*

Pigmentos: trata-se do componente responsável pela cor, opacidade ou ação

anticorrosiva, para o caso de tintas para proteção de superfícies metálicas. Dentro deste contexto, considera-se como pigmento todo corpo formado por elementos opacos, de estrutura amorfa e com coloração própria.

*

Veículo: é a parte líquida da tinta e composto de duas partes. Uma volátil que

tem a função de facilitar a aplicação e por sua evaporação facilita a secagem, conhecido como solvente. O seu teor geralmente é corrigido momentos antes da aplicação, pois depende da viscosidade da tinta e da porosidade e capacidade de absorção do substrato. A outra parte, a não volátil ( resinas), é o ligante ou aglutinante das partículas do  pigmento, responsável pela aderência à superfície e pela qualidade protetora e duração da tinta, ou seja, é o agente formador do filme. *

Aditivos: São substâncias adicionadas em pequenas proporções que resultam

em características especiais às tintas, podendo aumentar a resistência a fungos e  bactérias, alterar a temperatura de formação de filme, dentre outras. *

Cargas: empregada para baratear o custo, facilitar a aplicação e dar corpo à

tinta, melhorando a sua consistência e durabilidade. São filler minerais, (pigmentos  brancos ou incolores), sendo os mais usados o talco, o gesso e o carbonato de cálcio.

 

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Os produtos no comércio diferem tanto entre si que escapam às limitações de qualquer classificação, quer se baseie na origem do pigmento, no veículo usado ou na finalidade, conforme apresentado a seguir: a)  b) c) d) e) f) g) h) i)  j) k) l) m)

tinta fosca de base alquídica para interior; tinta óleo para acabamento brilhante; tinta óleo fosca; esmalte sintético para ferro; tinta a têmpera guache para cartazes; tinta mineral para cerâmica; tinta para pintura artística; aquarelas para fotografia; tintas vinícolas; tintas fenólicas; lacas para automóveis e aviões; tintas para navios; tintas emulsionáveis em água para interior e exterior.

8.3. ALGUNS TIPOS DE TINTAS 8.3.1. Tinta à óleo composta por: veículo, solvente, secante, pigmentos reforçados e cargas, descritos a seguir. Sua aplicação principal é em madeiras e em metais. a) VEÍCULO: são óleos secativos, isto e’, quando exposto ao ar em finas camadas formam uma película sólida, relativamente flexível e resistente, aderente à superfície, aglutinante do pigmento, ou seja, útil. Quimicamente seus constituintes principais são ésteres derivados de ácidos graxos insaturados e glicerina. Os principais óleos naturais utilizados são: o óleo de linhaça, de tungue, de soja, de mamona. Esses óleos podem ser modificados, por exemplo, isomerados para fornecer duplas ligações em posições conjugadas melhorando a adesividade da película resultante, a flexibilidade e  possibilitando o emprego de solventes mais econômicos e de secagem mais rápida. Esse resultado é obtido para as tintas modernas.  b) SOLVENTES: sua função essencial é baixar a viscosidade do veículo facilitando a aplicação da tinta. Suas propriedades mais importantes são: solvência e volatilidade. Solvência significa a maior ou menor facilidade de dissolver os vários óleos e resinas empregadas, alta ou baixa viscosidade das soluções obtidas, o quanto é

 

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tolerado sem haver precipitação ou outros defeitos. A sua volatilidade é avaliada pela velocidade de evaporação. Os solventes são: aguarrás, derivados de petróleo (gasolina especial), alcatrão de hulha (aguarrás mineral). c) SECANTES: são catalizadores de absorção química do oxigênio e portanto, do  processo de secagem. São constituídos geralmente de sabões, resinatos ou naftenatos de zinco, chumbo, cobalto, manganês. Quantidades excessivas ocasionam uma película dura e quebradiça, o ideal é de 0,05 a 0,2%. d) PIGMENTOS: consistem em pequenas partículas cristalinas que devem ser insolúveis nos demais componentes da tinta (óleo, secantes,...) e tem por finalidade dar cor e opacidade a película útil. Muitos são substâncias inorgânicas como o cromato de chumbo e de bário. A cor é caracterizada pela absorção e reflexão relativas das radiações luminosas. Os pigmentos com mesma composição química diferem da cor e tonalidade devido às diferenças no tamanho das partículas ou na sua agregação, por exemplo, quanto menor as partículas mais pálida se torna a sua cor. No que se refere ao  brilho, para que sejam brilhantes as partículas do pigmento devem ser pequenas em relação a sua espessura. O poder de cobertura é definido como a capacidade do  pigmento obliterar o fundo. Pode ser obtido pela medida da área obliterada por uma determinada quantidade de tinta aplicada sobre um cartão teste que traz impresso um desenho branco e preto. e) CARGAS: melhoram as propriedades de uma tinta apesar de possuírem baixo  poder de cobertura. Servem para encher os vazios no sistema película-pigmento, melhorar o arranjo das partículas, transmitir a cor do pigmento ou melhorar as  propriedades quando à sua aplicação. Ex.: o talco e a argila amenizam a cor.

8.3.2. Tinta para caiação: São muito conhecidas e econômicas. Seu principal componente é a cal extinta. Esse tipo de tinta é utilizado em muros e  paredes externas. A fim de se aumentar a aderência e durabilidade da  película, adiciona-se, antes do uso, cola de peixe ou de carpinteiro.

8.3.3. Tintas Plásticas Emulsionáveis:   são aquelas que uma resina não solúvel em água ou uma solução dessas resinas em solvente é convertida em uma emulsão na qual a água é a fase de dispersão ou fase contínua.

 

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Trata das tintas látex, empregadas em paredes exteriores e/ou interiores,

a

saber:

TINTA

LÁTEX

PVA

(PVA

ou

POLIACETANATO DE VINIL) e TINTA LÁTEX ACRÍLICA. a) EMULSÃO: são sistemas de dois líquidos imiscíveis, um dos quais está disperso no outro na forma de pequenas gotas. Para produzir emulsões coloidais estáveis deve se adicionar um agente emulsionante tal como o sabão que reduz a tensão interfacial entre os dois líquidos. Além do sabão há gelatina, albumina, goma arábica.  b) FUNÇÕES DOS COMPONENTES: fórmula baseada no acetato de polivinila é descrita a seguir e no quadro 1.  b.1) LÁTEX: monômero é polimerizado em emulsão. Quando a película de tinta  plástica emulsionável é aplicada a água evapora e as partículas de resina coalescem para formar a película útil.  b.2) PLASTIFICANTE: modifica a dureza e a flexibilidade da resina  b.3) ADITIVOS PARA EVITAR O CONGELAMENTO: fornecer maior estabilidade à emulsão durante o armazenamento em temperaturas baixas.  b.4) COLÓIDES PROTETORES: melhora a estabilidade da emulsão. Podem ser atacados por fungos sendo necessário a aplicação de um fungicida.  b.5) ANTIESPUMA: reduz a formação de espumas durante a aplicação a pincel ou rolo.  b.6) PIGMENTOS: além da função de dar a cor e poder de cobertura devem ser escolhidos para ocasionar o mínimo efeito de coagulação na emulsão  b.7) CARGAS: além das funções citadas no item tinta à óleo, para as tintas plásticas  podem prevenir a sedimentação dos pigmentos ou melhorar a resistência à água da  película.  b.8) AGENTES SEQÜESTRANTES: reduzem o efeito da coagulação dos íons  produzidos pelos pigmentos.  b.9) AGENTE EMULSIONANTE: melhora a estabilidade da emulsão podendo ajudar também na dispersão dos pigmentos aumentando o poder de cobertura da película final.

 

106

QUADRO 8.1 –  Composição de uma tinta formulada com acetato de ponivinila. COMPONENTE

PARTE EM PESO

COMPONENETE

PARTE EM PESO

Látex de acetato de

30

Agente sequestrante

0.1 –  0.2

Plastificante

3

Solvente coalescedor

2

 pigmento

25

Fungicida

0.1

carga

5

Aditivo para evitar

1

 polivinila

congelamento Agente emulsionante

2

Água destilada

30

Colóides protetores

1

TOTAL

99.2

8.3.4. Tintas especiais: são aquelas com algumas propriedades, como por exemplo, inibidoras do desenvolvimento de microorganismos, resistentes ao calor (para pintura de fornos, seu veículo é a base de silicone, pó metálico (alumínio, zinco estanho) e pigmentos estáveis ao calor), r etardadoras de combustão, as luminescentes  (fluorescentes - que absorvem radiação ultravioleta e emitem luz quando irradiadas e as fosforescentes - continuam a irradiar mesmo depois de cessada a radiação) e as inibidoras de temperatura  (composta por materiais que apresentam mudança de cor em temperaturas definidas).

8.4. VERNIZES E LACAS São soluções de gomas ou resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo secativo, solvente volátil), soluções que são convertidas em uma película útil transparente ou translúcida após a aplicação em camadas finas. São produtos de consistência líquida que espalhados sobre os objetos deixam uma camada fina, brilhantes, transparentes de modo a proteger a superfície. Seu emprego é em telhados, em portas, janelas, armários, etc. Os tipos de vernizes são:

 

107

a) À BASE DE ÓLEO: contém uma resina e óleo secativo como componente  básico de formação da película. É formado por reação química.  b) Á BASE DE SOLVENTE: a película é formada pela evaporação do solvente. As LACAS são compostas de um veículo volátil, uma resina sintética, um  plastificante, cargas e ocasionalmente um corante. Usada na indústria automobilística.

8.5. PROCESSAMENTO DA PINTURA O primeiro passo para se executar um revestimento aplicando-se uma tinta ou um verniz, é determinar a as características do produto a ser utilizado, o que ocorre através da análise da superfície a ser revestida. Na construção civil as superfícies são classificadas em: Madeira; Alvenaria; Concreto; Metais ferrosos; Metais não ferrosos; Etapas de execução de uma pintura: I) Preparação da superfície. II.) Aplicação de fundo ou massa. III.) Execução da pintura propriamente dita.

8.5.1. Preparação da Superfície: tem por objetivo deixar a superfície nas melhores condições possíveis para receber a pintura. Uma superfície bem preparada é aquela que se encontra limpa, isenta de graxas, óleos, poeira, ferrugem, etc. Apresenta-se também seca, lisa e geralmente plana. A principal causa da curta duração da película de tinta ou verniz é a má qualidade da primeira demão de fundo ou a negligência em se providenciar uma boa base para a tinta ou verniz. Para assegurar uma boa cobertura final, deve-se aplicar uma película intermediária que tenha alta aderência ao material e que produza uma boa base para o revestimento final. PRIMER: a primeira de duas ou mais demãos de tinta, verniz. SURFACER: uma composição pigmentada para corrigir pequenas irregularidades  para se obter uma superfície lisa e uniforme, apta a receber a cobertura final.

 

108

a) Alvenaria e/ou concreto: nas paredes de alvenaria com reboco deve-se aplicar uma demão de selador  para diminuir e homogeneizar a absorção da parede, deve-se

emassar a parede para corrigir pequenos defeitos afim de fechar buracos e fendas; e depois fazer o aparelhamento ou alisamento  por meio de lixas para se obter uma superfície adequada à pintura.

b) Madeira: nas peças de madeira devemos preparar a superfície com lixa afim de se obter uma superfície plana e lisa. Depois seguimos os procedimentos aplicados na alvenaria.

c) Metal: nas peças de metal a preparação da superfície ocorre com o desengraxe e eliminação da ferrugem. Os métodos de preparação pedem ser mecânicos, por abrasão ou jato de areia, ou químicos, onde a limpeza se dá por aplicação de solventes ou fosfatização. Após a limpeza se aplica um fundo antioxidante como por exemplo o zarcão, selador e emassado se preciso.

8.5.2 - Aplicação de FUNDOS e MASSAS Fundos: são produtos de consistência líquida utilizados antes da aplicação da tinta sobre as superfícies com a finalidade de melhorar a adesão da tinta de acabamento, isolar a superfície da tinta de acabamento com o objetivo de aumentar seu rendimento e  proteger contra umidade principalmente em paredes externas, além de inibir o desenvolvimento de ferrugem no caso dos metais.

Massas: São produtos altamente pigmentados que têm por finalidade regularizar as superfícies. São empregadas para corrigir pequenos defeitos.

8.5.3. PINTURA: é aplicação das tintas em finas camadas, o número de camadas varia com o estado da superfície, uma demão ou camada deve estar bem seca para a aplicação da próxima demão.

 

109

Os métodos de aplicação podem ser através de rolo ou pincel , nebulização ou

imersão . *

Pincel ou rolo: tem melhor contato da tinta com a superfície irregular, é um

equipamento leve e de baixo custo, mas é lento e a película anterior deve estar úmida até a operação completa.

*

Nebulização: pode ser com ar comprimido ou não, proporciona acabamento de

alta qualidade e é empregada geralmente na pintura de peças pequenas , sua desvantagem é a grande perda de material.

*

Imersão

8.6. PRINCIPAIS DEFEITOS DE PINTURA Podem ser provenientes da tinta, da aplicação ou da superfície mal  preparada. Os defeitos mais comuns são: *

Sedimento excessivamente duro. Pigmentos que permanecem sedimentados

mesmo depois da tinta ser misturada. *

Tinta não mexida provoca pintura manchada por ter regiões sem pigmentação.

*

Diluição em demasia origina uma tinta com baixa viscosidade o que proporciona

 pouca cobertura uma vez que a tinta escorre. *

Tinta muito grossa gera pintura com mau acabamento, demora na secagem e

 pouca aderência. *

Enrugamento da pintura geralmente provocado por demão de tinta sobre a

anterior ainda não seca e com solvente por evaporar. *

Perda prematura do brilho é provocada por pintura sobre superfície porosa que

absorve o veículo da tinta. *

Falta de aderência, é provocado por superfície mal preparada ou suja de graxa

ou óleos. *

Mofo é oriundo de pinturas efetuadas em locais úmidos e sombrios.

*

Descascamento da pinturas, gerado por pintura velha após o gretamento.

*

Bolhas na pintura, é gerado pela aplicação de tinta em superfície úmida.

 

110

8.7. RESUMO SOBRE TINTAS A) ACRÍLICA: o látex acrílico leva resina acrílica na fórmula w pode ser diluído em água. É razoavelmente impermeável para ambientes externos e suporta lavagens em ambientes internos. Encontrado nos acabamentos acetinado, semibrilho e fosco. LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de alvenaria e de tijolos aparentes,  piso cimentado externo e interno, piso cerâmico, paredes internas, teto em alvenaria, teto de banheiro e superfície de gesso em geral.

B) LÁTX PVA:  popular tinta látex, composta por uma resina PVA (acetato de  polivinila). É solúvel em água, possui preço baixo e secagem rápida. Encontrado na versão fosca que dá um acabamento aveludado. LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de alvenaria, paredes internas, superfície de gesso em geral.

C) SILICONE: hidrorrepelente à base de resina de silicone. LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de tijolos aparentes.

D) RESINA ACRÍLICA:   produz uma película transparente sobre a superfície facilitando a limpeza e protegendo-a contra sol e chuva. LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de tijolos aparentes, piso de ardósia e  pedras em torna da piscina.

E) ESMALTE EPÓXI:  brilhante e resistente cria uma camada que suporta bem a umidade, atrito e sujeira por isso pode ser usado em pisos e azulejos. Disponível na versão alto brilho. LOCAL PARA APLICAÇÃO: piso cimentado externo e interno, piso cerâmico inclusive de cozinha e banheiro, azulejos de cozinha e banheiro, teto de banheiro.

 

111

F) ESMALTE SINTÉTICO:  produz uma superfície lisa e colorida. Funciona com solvente do tipo aguarrás. Encontrado nos acabamentos brilhante, acetinado e fosco. LOCAL PARA APLICAÇÃO: portas e esquadrias de madeira, de ferro e de alumínio.

G) VERNIZ: produz uma película que protege a madeira. Encontrado nos acabamentos  brilhante, acetinado e fosco. LOCAL PARA APLICAÇÃO: portas e esquadrias de madeira.

 

112

9.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS O termo plástico soa como algo vulgar, vindo ao pensamento objetos de baixo custo, mas ao contrário do que se possa julgar o maior emprego dos plásticos, cerca de noventa por cento, é nas indústrias como, por exemplo, a aeronáutica e a automobilística. Trata do nome popular dados aos  polímeros, devido à propriedade de  plasticidade que grande parte dos polímeros apresenta ou, ainda, devido a estes terem de  passar por esse estado físico para a sua conformação. A indústria da construção civil, nos últimos anos, tem sido a maior consumidora de plásticos. De maneira geral, define-se como plástico, os materiais artificiais formados pela combinação do carbono com oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, e outros elementos orgânicos ou inorgânicos que, embora sólidos no estado final, em algumas das fases de sua fabricação apresentam-se sob condições líquidas podendo, então, ser moldados na forma desejada. A moldagem é feita pela aplicação simples e combinada de aquecimento e pressão. Os plásticos como sendo artificiais por que senão o aço, o vidro, a borracha  poderiam ser considerados plásticos, pois podem ser moldados em determinada fase de sua produção. Os plásticos são, portanto, produtos compostos de um POL ÍM ERO , (usa-se também, a denominação resina, são substâncias de grande massa molecular com origem sintética obtida a partir da destilação fracionada do petróleo, óleos vegetais, etc.) onde é adicionado um corante, plastificante, etc.

 

113

Dentre as principais vantagens citam-se: o baixo peso específico, originando um material leve e mesmo assim resistente; um bom isolamento termoelétrico; a  possibilidade de coloração; o baixo custo; a facilidade de fabricação e instalação; à resistência à corrosão e ao desgaste; a boa resistência química; a baixa absorção e a elevada durabilidade (vida útil). Como desvantagens, destacam-se o alto coeficiente de dilatação térmica; a tendência ao envelhecimento; a dificuldade de reparo quando danificado; a pequena resistência ao aquecimento e a pequena estabilidade dimensional.

9.2. CLASSIFICAÇÃO DOS PLÁSTICOS 9.2.1. Termoplásticos: são aqueles que amolecem e fluem quando submetidos a uma dada temperatura e pressão, podendo ser moldados. Não perdem suas propriedades neste  processo podendo ser novamente amolecidos e moldados, sendo, portanto, recicláveis. Trata-se de materiais de baixo custo, alta produção, facilidade de processamento e baixo nível de resistência, se comparado aos demais tipos. Como exemplo cita-se o PVC (cloreto de polivinila) e o PVA (acetato de polivinila).

9.2.2. Termofixo: são aqueles que amolecem e fluem quando submetidos a uma dada temperatura e pressão, o processo de moldagem resulta da reação química irreversível entre as moléculas do material, não podendo ser moldado novamente, ou seja, são materiais infusíveis, insolúveis e não recicláveis. Um exemplo é a resina epóxi.

9.2.3. Elastômeros: são denominados, também, de borrachas. Trata dos materiais que, na temperatura ambiente, podem apresentar deformações superiores ao comprimento original, pois apresentam grande elasticidade, com uma recuperação elástica total quando a tensão é retirada. Um exemplo é neoprene e o silicone.

9.3. ALGUNS PLÁSTICOS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

 

114

9.3.1. Polímero do tipo poliéster ou alquídico (termofixo) a) Polímero não saturado: empregado na fabricação de plástico reforçado com fibra de vidro. Possui uma estrutura parecida com a do concreto armado e seu emprego é em box, lavatórios, etc.;  b) Polímero alquídico: empregado em revestimentos superficiais como pintura de automóveis, equipamentos hospitalar e eletrodoméstico, quando é adicionado um enchimento ou carga (pó de madeira, fibra de vidro, etc.) é empregado em  peças para circuito de ignição de automóveis, peças para telefone, varas de  pescar, tacos de golfe,... c) Resinas alquídicas: empregada na confecção de componentes de aparelhos elétricos e eletrônicos e laminados para decoração.

9.3.2. Polímero do tipo poliamida (termoplástico) Empregado na fabricação de diferentes tipos de náilons para a confecção de tecidos, escovas, copos engrenagens, peças de máquina de lavar roupa e refrigerador, revestimentos de fios e cabos elétricos, linha de pescar, etc.

9.3.3. Polímero polivinílico (termoplástico) É o mais empregado, principalmente pelo seu baixo custo. É obtido a partir do acetileno ou etileno Aplicações: tubos flexíveis (água, esgoto e eletricidade), mantas  para revestimentos de pisos, esquadrias, revestimento de fios e cabos elétricos, filmes fotográficos, rolo de pintor, couro artificial para estofamento de automóvel, etc.

9.3.4. Polímero poliacrílico (termoplástico) Possui alto índice de refração e são transparentes. Emprego: janelas de aviões, tetos difusores de luz, clarabóias, caixas transparentes, dentaduras, etc.

9.3.5. Poliestireno (termofixo e termoplástico)

 

115

Proporciona superfícies brilhantes e polidas, resiste pouco ao calor e é quebradiço devido a sua baixa flexibilidade. São empregados na confecção de peças para aparelho de ar condicionado e refrigerador, brinquedos, garrafas, televisão portátil, pentes, etc.

9.3.6. Poliestireno expandido Também conhecido como isopor. É leve, possui boa trabalhabilidade e bom isolamento temoacústico. Empregado em placas em meio a materiais para funcionar como isolante, etc.

9.3.7. Polímero do grupo epóxi (termoplástico e termofixo) Possui boa adesão a metais e vidro, boa estabilidade dimensional, boa resistência química e elétrica. São empregados em revestimentos superficiais, construção de pisos, etc.

9.3.8. Polímero celulósico (termofixo e termoplástico) Utilizados em aro de óculos, cartas de baralho, tecla de piano, brinquedo, volante de automóvel, etc.

9.3.9. Polímero fenólico (termofixo) É o baquilete usado em material de moldagem e de fundição para a confecção de isoladores elétricos, caixa de relógio, modelos reduzidos e, como soluções para adesivos, laminados e lacas.

9.3.10. Polímero derivado da uréia (termofixo) Como adesivo é usado em madeira compensada, laminados, papel e como revestimento em esmaltes resistentes a luz. Aplicações: espelho de interruptor elétrico, armário para banheiro, etc.

9.3.11. Polímero derivado da melamina (termofixo) Empregado em aparelhos de jantar, cafeteiras, etc.

9.3.12. Polímero fluorcarbônico (teflon  – termoplástico)

 

116

Empregado em vedações flexíveis, válvulas e bombas, etc.

9.3.13. Poliuretanos (termofixo) Se elásticos é empregado em esponja de limpeza, estofamento de automóvel e móvel, colchão, etc. Se semi-rígido em embalagem e proteção de objetos frágeis. Se rígido em enchimento de parede de casas pré-fabricadas, como isolante térmico, etc.

9.3.14. Silicone (elastômero - termofixo) Empregada em graxa; resinas para fabricação de laminado com tecido de vidro; verniz para isolante térmico; materiais tipo borracha; adesivos para plástico, metais e vidro; esmalte para revestimento resistente a altas temperaturas; elastômeros ou  borracha sintética (usada em impermeabilização sendo resistente ao intemperismo. Seu emprego é em vedação de paredes, esquadrias, aparelhos de apoio, juntas de dilatação, etc.). Os SILICONES são resinas sintéticas obtidas a partir do silício, indicada na  proteção de superfícies expostas ao intemperismo. Os silicones não realizam uma vedação mecânica da superfície em que são aplicados. O material constituinte da superfície continua com seus poros livres para respirar. A aplicação do silicone confere ao material uma tensão superficial, sensivelmente menor do que a da água, essa, sem ter tensão rompida escorrer sobre a superfície. Esta aplicação protetora é denominada H I DROFUGAÇÃ O,  conforme ilustrado na figura 9.1, podendo, também, ser

empregado como mastique para vedar juntas.

Alvenaria ao Natural.

Alvenaria Hidrofugada.

 

117

FIGURA 9.1 –  Esquema de hidrofugação. As RESINAS são, também, largamente utilizadas pela indústria de tintas e vernizes, sendo adicionadas como liga aos pigmentos, proporcionando a formação uniforme da película colorida. Citam-se: a resina sintética (PVA) empregada em na indústria de tinta, a resina vinílica (PVC) empregada no revestimento plástico do tipo: vulcapiso, paviflex, a resina fenólica utilizada na fabricação de lâmina plástica ou fórmica e a resina epóxi, que é obtida através de gás natural, com uso em revestimento (devido sua resistência à abrasão), em selante e em pavimentação.

 

118

10.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS O emprego dos materiais betuminosos pelo homem data de 3000 a.C., usado como ligante para colar conchas, pedras preciosas e pérolas, em estátuas, além da preservação (múmias), impermeabilização (abertura em cascos de navios) e cimentação (para manter unidos tijolos da Babilônia. Trata-se portanto, de um dos mais antigos e versáteis materiais de construção utilizados pelo homem. Atualmente, a principal fonte de materiais betuminosos é o refino de petróleos, mas foram utilizados de forma natural desde a antiguidade, a partir de depósitos superficiais. Atualmente, estes depósitos apresentam baixo volume em face à extração realizada ao longo dos séculos. Os petróleos diferem em suas propriedades físicas e químicas, variando de líquidos negros viscosos até líquidos coloridos bastante fluidos. Existem perto de 1500 tipos de petróleo explorados pelo mundo, porém somente uma pequena proporção é considerada apropriada para produzir asfalto, com composições químicas distintas conforme o petróleo de origem. Defini-se como BETUME ao material cimentício natural ou artificial, de cor preta ou escura. Apresenta-se no estado sólido, semi-sólido ou viscoso e é composto  principalmente por hidrocarbonetos de alto peso molecular, solúvel no bissulfeto de carbono, incluindo o alcatrão e o piche produzido a partir do carvão.

 

119

Os materiais betuminosos classificam-se em  ASFALTO  (material cimentício de cor marron escuro a preto, impermeável á água, pouco reativo) e  ALCATRÃO  (é um líquido preto e viscoso obtido pela ação destrutiva de matéria orgânica, carvão, petróleo, turfa, madeira). Dentre as principais características cita-se: a) São aglomerantes (ligantes)   possuem viscosidade e certa rigidez à temperatura ordinária, podendo aglutinar e fazer aderir o agregado formando argamassas e concretos;  b) São hidrófugos (repelem a água), por isso são empregados em produtos de impermeabilização (estanqueidade), entretanto, exigem agregados secos para uma boa aderência; c) Possui grande sensibilidade a temperatura, ou seja, amolecem e perdem viscosidade com o aumento de temperatura e endurecem com a diminuição da temperatura. Sendo assim, torna-se de fácil emprego, entretanto tendem a escorrer e deformar facilmente no verão e tornar-se duro e quebradiço, no inverno; d) São quimicamente inertes, sendo indicados para revestimento e tinta de  proteção; e) Possuem boa qualidade, ou seja, conserva suas propriedades durante anos. O envelhecimento ocorre pela evaporação dos constituintes que confere  plasticidade ao produto. f) São baratos.

10.2. ASFALTOS Trata-se de um material cimentício de cor marrom escuro a preto, termoviscoplástico, impermeável à água, pouco reativo, constituído por mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou por destilação, cujo principal componente é o betume, podendo conter ainda outros materiais, como oxigênio, nitrogênio e enxofre, em pequena proporção.

 

120

Atualmente, quase todo o asfalto é proveniente do processamento do petróleo  bruto, entretanto poderá ser obtido, também, em: a) Rochas asfálticas: rochas sedimentares calcárias ou areníticas impregnadas com 10% - 30% de asfalto.  b)  Asfalto natural ou nativo (CAN): lagos de asfalto no estado líquido ou semilíquido, não são asfaltos puros (100% betume), após a refinação obtém-se teores de até 95% de asfalto. O material retirado é chamado asfalto crú e depois do refino é comercializado como cimento asfáltico que é classificado em nove tipos segundo a sua consistência. É designado pelas letras CAN (cimento asfáltico natural) seguido de dois números que designam a penetração em décimos de mm em 5s à 25 0C. Assim teremos: CAN 30-40/ 40-50/ 50-60/ 60-70/ 70-85/ 85-100/ 100-120/120-150/150-200. O CAN deve ser homogêneo sem água e espuma quando aquecido a 75 0C. c)  Asfalto de petróleo: obtido através da destilação do petróleo. É a maior fonte de  produção. Designação: CAP   cimento asfáltico de petróleo seguido de dois números que se referem ao valor da penetração, a saber: 30-40/ 40-50/ 50-60/ 60-70/ 70-85/ 85-100/ 100-120/ 120-150/ 150-200/ 200-300. Há dois modos para a sua obtenção: como produto principal a partir de crus selecionados ou como  produto residual da obtenção de produtos leves.   Asfalto oxidado: quando o CAP está na fase líquida, na torre de

 

destilação , a uma temperatura de 200  C., faz - se passar uma corrente de ar obtendo o asfalto oxidado ou soprado. Este asfalto possui consistência sólida, menor sensibilidade a temperatura, menor adesividade e maior resistência às intempéries sendo empregado na construção civil, devido a redução de suas propriedades aglutinantes. *

 Asfalto diluído  (CUT-BACK): obtido através da adição de

solventes ou diluentes ao CAP. Possui menor viscosidade e maior facilidade de aplicação (pode ser aplicado a frio ou com um pequeno aquecimento). A separação do diluente pode ser comparada a cura do concreto. Segundo o diluente há três tipos de cut backs: gasolina –  cura rápida/ querosene –  cura média/ óleo diesel –  cura lenta. *

 Emulsão asfáltica: CAP é emulsionado na água com auxílio de

substância emulsionante (sabão); obtém-se: CAP (50% a 65% ASFALTO) + 1% EMULSÃO + H2O (restante) a retirada da água chama - se : quebra ou ruptura. De

 

121

acordo com o tipo de evaporação pode ser classificado em três tipos: de quebra rápida (40 min), quebra média (2 horas) e quebra lenta (4 horas).

10.3. ALCATRÃO Trata-se de um líquido preto e viscoso que contém hidrocarbonetos obtido através da ação destrutiva de matéria orgânica, materiais tais como: madeira, turfa, graxa, etc. São líquidos oleosos de grande viscosidade. Tem cheiro de creosoto (creolina) enquanto que o asfalto tem cheiro de óleo queimado. Suas principais diferenças em relação ao asfalto são: *

maior sensibilidade a temperatura (mais fluido quando quente e duro a baixa

temperatura); *

menor resistência às intempéries;

*

melhor adesividade aos agregados;

*

melhor característica aglomerante .

10.4. PROPORIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS a) Massa Específica:  varia de 0,9 a 1,4 kg/dm 3. É a relação entre a sua massa e a massa do mesmo volume de água destilada. Pode avaliar o teor de impurezas e controlar a uniformidade das propriedades em diferentes amostras.

b) Dureza  –   Penetração:   é obtida pela medida da penetração de uma agulha  padrão, em décimos de milímetro a 25 0C. A carga é de 100g aplicada durante 5 s.

c) Viscosidade:  é a resistência a deformação oposta pelo fluído à ação de uma força. A determinação é feita por um aparelho padrão que determina o tempo em segundos, para que 60 cm 3 do produto escoe por um orifício para o frasco graduado.

 

122

Quanto maior o tempo de escoamento, maior a viscosidade e mais próximo da consistência semi-sólida.

d) Ponto de Amolecimento:   é a temperatura em que amolece e fluidifica o material. É a temperatura na qual uma esfera metálica atravessa um anel metálico cheio de material betuminoso até atingir o fundo do recipiente com todo o conjunto imerso na água.

e) Ductilidade: é a capacidade do material alongar-se sem romper. Nos materiais betuminosos é importante quando há variação de temperatura que produz dilatações dimensionais. O asfalto deve dilatar sem romper. Uma alta ductilidade não é desejável porque causa ondulações no pavimento.

f) Ponto de Fulgor: é a temperatura na qual aquecendo-se os vapores o material se inflama temporariamente em contato com uma pequena chama. Representa a temperatura crítica acima da qual deve ser tomada cuidados especiais durante o aquecimento.

g) Evaporação: quanto mais viscoso o material mais lenta a difusão dos óleos voláteis.

h) Betume Total: é a parte do material solúvel totalmente em dissulfeto de carbono; no ensaio usa-se o tetracloreto de carbono pois, além de ser igualmente um solvente de asfalto não é inflamável.

i) Destilação: determina a quantidade e tipos de resíduos asfálticos que contém os asfaltos diluídos.

10.5. EMPREGO 10.5.1. Produtos de estanqueidade, impermeabilização, tinta

 

123

Características: Ter boa aderência e ser ligeiramente penetrante na superfície; Resistir às águas de contato e a abrasão; Quimicamente inertes (não atacar aglomerante e agregado); Constituir uma camada impermeável; Não fluidificar no verão e nem tornar frágil no inverno. Empregado em bases e produtos de estanqueidade (impermeabilização): capas ou revestimentos de aplicação a quente (asfalto oxidado); produtos de aplicação a frio (asfalto diluído, emulsões); lâmina impermeável (rolo, capa: múltiplas e flexíveis).

10.5.2. Pavimentação Características: Boa aderência aos agregados e resistência a ação mecânica dos veículos; Impermeabilização (água de chuva e ação capilar).

 

124

11.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS O uso do vidro é conhecido a partir de 1500 a.C., no Egito. Os romanos muito contribuíram para o desenvolvimento da indústria do vidro, por volta de 100 a.C., iniciando a produção de vidro por sopro dentro de moldes. O seu emprego em proteção de janelas data do século III e IV da era cristã. Os primeiros vidros de cristal, realmente incolores e transparentes, bem como o espelho, surgiram em Veneza, entre o século XIII e XVI. Atualmente, com o grande avanço nas estruturas de concreto armado, o vidro passou a ser mais difundido e as  janelas envidraçadas começaram a fazer parte das fachadas dos edifícios. O seu grande emprego advém de suas características, interessantes para a construção civil, a saber: durabilidade, transparência, dureza, impermeabilidade e a possibilidade de ser  produzido com recursos abundantes na natureza e ser 100% reciclável. Existe hoje no mercado, uma grande variedade de tipos com diversos tratamentos, aplicados sobre diferentes tipos e espessuras, resultando em um elemento de características muito variadas. Dentro deste contexto, define-se o vidro como sendo um produto fisicamente homogêneo obtido pelo resfriamento de uma massa inorgânica em fusão, que enrijece sem cristalizar através do aumento contínuo de viscosidade. Assim, em função da temperatura o vidro pode passar a tomar os aspectos: líquido, viscoso, frágil (quebradiço).

 

125

 No que se refere a diferença entre o vidro e o cristal constata-se que o vidro possui ondulações superficiais que distorcem a imagem, tem maior porcentagem de defeitos que o cristal. Este último trata-se, portanto, de um vidro com características notáveis de  brilho e transparência sendo usado para a fabricação de taças e vasos, seu brilho é devido ao chumbo, que aumenta o índice de refração.

11.2. CLASSIFICAÇÃO 11.2.1 - Quanto ao tipo a) vidro recozido: são aqueles que após sua saída do forno e resfriamento gradual não recebe nenhum tratamento térmico ou químico.  b) vidro temperado: são aqueles submetidos a um tratamento térmico através do qual foram introduzidas tensões adequadas e que, ao partir-se, desintegra-se em pequenos  pedaços. c) vidro laminado: é composto por várias chapas de vidro unidades por partículas aderentes. ( polivinil butiral ( PVB )  plástico ). d) vidro armado: é formado por uma única chapa de vidro, que contém no seu interior fios metálicos incorporados a massa durante a fabricação; ao quebrar, os fios mantêm  presos os estilhaços. ( resistente ao fogo ). e) vidro térmico absorvente: são aqueles que absorvem pelo menos, 20% dos raios infravermelhos, reduzindo deste modo o calor transmitido através dele, conforme ilustrado na figura 11.1.

14.2.2 - Quanto à transparência a) Vidro transparente: transmite a luz e permite visão nítida através dele.

 

126

 b) Vidro translúcido: transmite a luz em vários graus de difusão, de modo a não permitir visão nítida. c) Vidro opaco: impede a passagem da luz.

Raio Solar Atingindo uma Vidraça:

RAIO SOLAR (100un.)

JANELA

REFLETIDO(5un.)

TRANSMISSÃO DIRETA (46un.) CALOR ABSORVIDO (49 un.)

REIRRADIADO (34un.)

REIRRADIADO (15un.)

 REJEITADO = 39 unidades.

ADMITIDO = 61 unidades.

FIGURA 11.1 –  Absorção de radiação pelos vidros.

11.2.3 - Quanto ao acabamento da superfície a) Vidro liso: transparente, leve distorção das imagens refratadas.  b) Vidro polido: transparente, permite visão sem distorção devido ao tratamento superficial.

 

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c) Vidro impresso (fantasia): durante a fabricação é impresso um desenho em uma ou duas superfícies. d) Vidro espelhado: reflete totalmente os raios luminosos, em virtude do tratamento químico em uma de suas faces ( filme metálico ). e) Vidro gravado: por meio de tratamento químico ou mecânico apresenta ornamentos em uma ou duas superfícies. f) Vidro esmaltado: aplicação de esmalte vitrificável em uma ou nas duas superfícies. g) Vidro termo-refletor : colorido e refletor pelo tratamento químico em uma das faces. (camada de óxido metálico bem fina para ser transparente).

11.2.4 - Quanto à coloração a) Incolor  b) Colorido (Bronze, Cinza, Verde.)

11.3. OBSERVAÇÕES 11.3.1 -  Os vidros tipo: temperado, laminado e aramado possuem uma resistência mecânica superior aos comuns. A NBR 7199 estabelece o seu em prego em: parapeitos, sacadas, vidraças não verticais sobre a passagem, telhados, vitrines (quando quebrado  produzem fragmentos menos suscetível de causar ferimentos graves).

11.3.2 - Os vidros impressos apresentam-se nos tipos: canelado, pontilhado (com  pequenas reentrâncias e saliências), martelado (desenho alto relevo de forma circular), silésia (losangos), jacarezinho (pequenos retângulos em alto relevo), bolinha (desenho em alto relevo em forma circular), opaco (liso), esmaltado (liso).

 

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11.3.3 - O revestimento do vidro com uma película de prata que pode ser protegida por uma camada de verniz ou tinta, resulta no Espelho. Para a proteção quase permanente usa - se uma camada de cobre.

11.3.4 - TIJOLO DE VIDRO : consiste em duas peças de vidro retangulares ou quadradas (com desenhos ou padrões) unidades por fusão a alta temperatura e, o ar no espaço entre os vidros é desidratado e evacuado de modo a obter vácuo entre as peças; as bordas são revestidas com plástico (vedação). Tijolos (BR): incolor e translúcido no padrão: canelado, xadrez, boreal. Dimensões: A 20 20

B 20 20

C 6 10

PESO (Kg) 2,0 2,7

A argamassa de assentamento deverá possuir o traço 1 : 4 :3 (cimento: cal : areia), com espessura de junta igual a 1 cm, devendo-se estruturar o painel (a cada 3 fiadas).

11.3.5. FIBRA DE VIDRO: a lã de vidro é produzida fazendo passar o vidro fundido  por pequenos orifícios. À medida em que os filetes de vidro escorrem eles são atingidos  por jatos de ar ou vapor a alta pressão produzindo um produto com aspecto de lã. Em seguida, elas passam por uma campânula que controla as suas dimensões e espessura sendo transformada em chapas ou placas rígidas. São empregadas em isolamento térmico e acústico. A fibra de vidro é empregada na indústria têxtil na produção de tecidos, na eletricidade como material isolante revestindo cabos e fios, na indústria química como filtro e na construção civil em diversas aplicações como, por exemplo, o reforço de plástico.

 

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12.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Apesar do emprego de fibras remontar à Antiguidade, seu emprego na Construção Civil ocorreu, de maneira mais crescente, com a introdução do cimento amianto no mercado no início do século XX. É possível afirmar que o seu estudo se aprofundou a  partir de 1960, em países desenvolvidos. Nesta época além das fibras de amianto, também foram estudadas nas matrizes de cimento o reforço com fibras artificiais como: aço, vidro e plástico, cujos produtos foram comercializados em meados da década de 1970.  No Brasil, os materiais reforçados com fibras, pelas suas propriedades mecânicas e, principalmente, pelo aumento da ductilidade da matriz, têm apresentado uso crescente na construção civil, os primeiros estudos e pesquisas dirigidas à aplicação e utilização das fibras tiveram início na década de 50 e 60, com um tímido emprego na década de 80 e um aumento considerável em seguida. A finalidade do reforço de um material com fibras é a de melhorar as propriedades (basicamente mecânicas) desse material, que por si só não seria adequado para o uso em

 

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engenharia. Para os materiais de construção é possível, dessa maneira, melhorar a resistência á tração e á flexão de uma matriz frágil e aumentar a resistência ao impacto.  No que se refere ao comportamento do compósito após a fissuração, observa-se que após o início da fissuração uma deformação plástica considerável, tornando o material adequado à construção. Para que isto ocorra as fibras devem ser adicionadas em volume, comprimento e formato adequados, normalmente, adiciona-se, em média, teores iguais ou inferiores a 2%.

12.2. TIPOS DE FIBRAS

Existem, basicamente, três grupos de fibras, a saber: I) Minerais (amianto; vidro); II) Orgânicas (naturais celulósicas) e Sintéticas (plásticas, poliméricas, carbono); III) Metálicas (aço; aço inoxidável).

12.3. Fibras Minerais:

12.3.1. Fibra de Amianto: O uso do amianto tem sido bastante questionado pelos riscos que essa fibra pode trazer á saúde. Algumas vantagens oferecidas pelos produtos de cimento amianto são: impermeável, leve não apodrece, não necessita de conservação especial, incombustível,  boa resistência mecânica, bom isolante acústico e térmico.

Aplicações: Telhas (chapas onduladas); Chapa lisa para parede divisória; Reservatórios (caixa d’água); Caixa de descarga; Fossa Séptica; Caixa de gordura, entre outras.

12.3.2. Fibras de Vidro:

 

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Obtida através da passagem do vidro fundido em pequenos orifícios, e em seguida os filetes de vidros escorrem e são atingidos por jatos de ar ou vapor a alta pressão, tendo um aspecto final semelhante à lã.

Exemplo de produtos de fibra de vidro: Mantas: são obtidas através do corte da fibra em comprimento de 10 cm e15 cm, unidas por resina poliéster. Tecido (TRB): produzido a partir de mechas contínuas de fibras de vidro, utilizado para reforço na modelagem de plástico reforçado. Barras FRP (Plásticos reforçados com fibras): São constituídas de fibras embebidas em uma matriz polimérica. Salienta-se que esse produto é resistente a corrosão, sendo indicado para estruturas de concreto armado em meios agressivos. Desvantagens: Baixo módulo de elasticidade, pouca ductilidade e elevado custo. Fiberglass :São constituídas de uma matriz plásticas reforçada com fibra de vidro.

Aplicações: Indústria têxtil; Material isolante revestindo cabos e fios; Plástico reforçado (fiberglass, barras de FRP); Isolamento térmico; Isolamento acústico.

12.4. Fibras Orgânicas: 12.4.1. Fibras Naturais: ●

Fibras Vegetais: O uso dessas fibras tiveram como maior incentivo a

diminuição de custos de materiais fibrosos e evitar o uso do amianto, porém algumas fibras vegetais tem elevada absorção de água, que posteriormente após a secagem ( após a cura do cimento), as fibras se retraem e com isso podem perder aderência a matriz.

Exemplos de fibras vegetal: Fibras de coco: durabilidade no meio alcalino; Fibras de sisal: resistência mecânica.

Aplicações: Adição de fibras ao concreto; Fabricação de telhas fibra vegetal saturadas com betume (leve, inquebrável, antifungos , baixa absorção de água, baixa transmissão térmica e acústica).

12.4.2. Fibras sintéticas:

 

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As presenças, dessas fibras, na matriz de concreto atuam interceptando micro fissuras  provocadas pelo assentamento e ou retração devido a evaporação rápida da água de amassamento, absorvendo e dispersando a energia. As fibras sintéticas também contribuem de forma decisiva para a redução da segregação, fornecendo completa homogeneidade. Concretos que tem adição de fibras sintéticas possuem, comprovadamente, maior impermeabilidade, porque seu uso reduz significativamente as fissuras que poderiam influenciar o concreto a respeito de sua permeabilidade.

Exemplos de fibras sintéticas : * Fibras sintética ( PVA): substituição ao amianto * Fibras de polipropileno fribilada: apresentam-se como uma malha de finos filamentos de seção retangular, promovendo um aumento de adesão entre a fibra e a matriz devido a um efeito de intertravamento. * Fibras de polipropileno monofilamentada: apresentam-se na forma de fios cortados em cumprimento padrão. * Fibras de carbono: obtidas através do alcatrão ou fibras de poliacrilonitril ou fibras de rayon resultando em dois tipos: as de alto módulo de elasticidade e as elevada resistência. São revestidas com tratamento superficial epoxídico.

Aplicações: Adição em misturas de concreto; Empregada no revestimento secundário de túneis, através do CFP (concreto com fibras de polipropileno); Uso do CFP em obras que tem riscos de incêndio, pois, elevam o nível de segurança dessas obras preservando sua integridade estrutural; Fibras de carbono: reforço estrutural.

12.5. Fibras metálicas: As fibras metálicas são obtidas geralmente de aços de carbonato ou aços de liga, sendo os últimos usados principalmente na fabricação de fibras resistentes a corrosão. A utilização das fibras metálicas na matriz de concreto lhes proporcionam um aumento de sua tenacidade (o concreto continuará a resistir as cargas consideráveis mesmo com deformações  bastante superiores às deformações de fraturas).

 

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As fibras metálicas também têm características que proporcionam a matriz menor incidência de fissuração, em algumas casos estas fibras são utilizadas com o propósito de substituir parte do reforço secundário.  No concreto “ jovem” as fibras absorvem as tensões e evitam a ocorrência de fissuração, quando adicionamos fibras metálicas ao concreto projetado podemos dispensar armaduras convencionais. A adição de fibras de aço não melhora a resistência a compressão do concreto.

Exemplo de fibra metálica: Fibra de aço para reforço de concreto; séries e modelos: HSCF e BSF.

Aplicações: Pisos industriais; Revestimento de túneis; Estabilização de taludes; Escoramento de escavações subterrâneas; Pavimentação; Elementos pré-moldados; Reforços de elementos de vidro (exemplo: telha).

12.6. Observações: O principal problema encontrado é que as fibras atualmente disponíveis no mercado foram concebidas e desenvolvidas para concreto usual, isto é, para matrizes de baixo desempenho, onde a aderência entre a fibra e a pasta de cimento hidratado não é muito forte. Sob tais condições, quando algumas tensões de tração se desenvolvem no concreto reforçado com fibras, fibras elementares começam mais ou menos, rapidamente a escorregar na matriz quando a tensão de tração desenvolvida na fibra é maior do que a tensão de aderência desenvolvida na fibra e na matriz. Em matrizes de alto desempenho, a aderência entre as fibras e a matriz é tão forte que muito freqüentemente, a resistência a tensão de aderência desenvolvida na interface fibra/matriz é maior do que o limite de tensão que pode ser desenvolvido nas fibras, por conseguinte as fibras rompem antes que ocorra qualquer arrancamento. Por isso, a matriz de alto desempenho reforçada com fibras, comportam-se como uma matriz um pouco mais resistente, porém frágil.

 

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13.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Conforme mencionado no capítulo anterior, o metal é um elemento químico que existe como cristal ou agregado de cristais no estado sólido, com as seguintes  propriedades: alta dureza, grande resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura), alta condutividade térmica e elétrica, dentre outras. Os metais são encontrados na natureza e combinados no forma de óxido, sulfato, carbonato, silicato, etc. exceto: ouro, prata, cobre, mercúrio, platina. Os metais mais importantes são: ferro - cobre - alumínio - zinco.  Na conceituação do minério deve-se considerar os seguintes fatores: teor do metal  presente, ausência de impurezas que prejudiquem a sua utilização e a facilidade de transporte. Sendo assim, constata-se que os minérios são compostos que geralmente não são puros mas apresentam teores que possibilitam a obtenção econômica dos metais. As fases de obtenção dos metais são, basicamente, exploração do minério - beneficiamento - transporte - processamento.

13.2. MATERIAIS FERROSOS

 

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Materiais ferrosos é a designação genética do ferro e suas ligas (aço e ferro fundido). Suas propriedades estão relacionadas com o teor de carbono. Nos produtos siderúrgicos na liga Ferro-Carbono, o carbono está compreendido entre 0% e 6,67%. Sendo assim, define-se:

Aço como uma liga de ferro-carbono, obtido por via líquida contendo geralmente 0,006% a 2% de carbono, alem de certos elementos residuais (p. ex. silício, alumínio, enxofre, provenientes da matéria - prima ou do processo de fabricação). Os aços de construção civil possuem, em geral, 0,3% de carbono.

Ferro Fundido são os produtos obtidos pela liga Ferro-Carbono com teor superior a 2% de carbono. Teoricamente esta percentagem vai até 6,67% mas, industrialmente, só se utiliza até 4,5%. O aumento do teor de carbono torna a liga cada vez mais dura e difícil de trabalhar em qualquer temperatura.

13.3 - TIPOS DE AÇO PRODUZIDO NO BRASIL A norma ( NBR 7480 ) classifica os aços para concreto armado em: a) Barras: são os produtos de dimensão nominal igual ou maior que 5,0 mm, obtido por laminação a quente, classificada, segundo a resistência ao escoamento na categoria CA –  25, CA – 50;  b) Fios: são os produtos de dimensão nominal menor ou igual a 10,0 mm, obtido por trefilação, classificada, segundo a resistência ao escoamento na categoria CA – 60. Os aços estruturais para o concreto armado fabricados no Brasil são classificados,  portanto em: aços de dureza natural (laminado à quente) e aços encruados à frio. Os aços laminados a quente são denominados “comuns”, ou seja, não sofrem tratamento algum após a laminação (o metal é levado ao rubro (cerca 1200 C) e forçado a passar entre cilindros giratórios com espaçamento cada vez menores, após a extração das lingoterias, são reaquecidos em fornos a gás até temperatura de laminação a quente, conferido ao produto uma granulação mais fina ). As características elásticas do aço são obtidas através de uma composição química adequada com ligas C, Mn, Si, e Cr.

 

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Os aços laminados a quente se caracterizam pela a existência, no diagrama tensão x deformação específica, de um acentuado patamar escoamento, conforme ilustrado na figura 13.1. Por serem laminados a quente não perdem suas propriedades quando aquecidos, por isso podem ser soldados e resistem melhor no caso de incêndio. O encruamento a frio (trefilação) é realizado após a laminação à quente. Este  procedimento permite aumentar à resistência à tração e a dureza do aço, em contrapartida diminui-se a ductilidade e o alongamento . No processo de trefilação (tração - é o processo mais utilizado) há uma compressão diametral do fio durante sua  passagem pela fieira , cujo o diâmetro é ligeiramente inferior ao da barra, com uma tração elevada. O aumento da resistência á obtido pela perda de ductibilidade. Estes aços não possuem patamar de escoamento no diagrama tensão x deformação específica, vide figura 13.2. Adota - se uma tensão de escoamento convencional, obtida traçada a partir da deformação especifica residual de 0,2% uma reta paralela ao trecho linear do diagrama. Estes aços não podem ser aquecidos porque senão o encruamento desaparece.

Tensão

r 

e  p

R 

 p  Limite de Proporcionalidade; e  Limite de Escoamento; r  Limite de Resistência; R  Limite de Ruptura.

Deforma ão FIGURA 13.1  –   Tensão x Deformação Específica para os aços laminados à quente.

 

137

Tensão e

r  R 

Deformação 0,2%o

FIGURA 13.2 –  Tensão x Deformação Específica para os aços trefilados.  No Brasil, a indicação dos aços é feita pela letra CA (concreto armado) seguida de um numero que caracteriza a tensão de escoamento (real ou convencional), ou seja, CA  –  50 (CA= aço para concreto armado, 50 = limite de escoamento 500 MPa).

13.4. TRATAMENTOS Tem por finalidade obter produtos siderúrgicos com certas propriedades, obtida através do aquecimento a uma determinada temperatura, seguido de esfriamento segundo certas regras. Modifica a estrutura cristalina interna dos metais. Dentro deste contexto destaca-se:

a) TÊMPERA:  que é um tratamento utilizado quando se deseja obter um aço com resistência e dureza maior e módulo de deformação aproximadamente constante. Em resumo, aquece-se o aço e, em seguida resfria-o rapidamente em água, óleo ou jato de ar. Se o resfriamento for lento, chama-se RECOZIMENTO (tem por finalidade eliminar impurezas e regularizar a estrutura do aço).

b) ENCRUAMENTO: que é, em resumo, o alongamento do aço. Podendo ser obtido por estiramento a frio, torção a frio ou trefilação a frio.

c) ESTIRAMENTO: usado no aço empregado no concreto protendido. As barras de aço são forçadas a passar por furos de um aço mais duro de modo que sofrem

 

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uma redução na sua área (seção transversal). Esse procedimento aumenta a resistência e o limite de escoamento.

d) CIANETAÇÃO:  quando se introduz cromo e nitrogênio em pequenas  profundidades tornando o aço mais resistente à corrosão.

13.5. PRODUTOS SIDERÚRGICOS a) AÇO INOXIDÁVEL: liga de aço-cromo (18%), possui alta resistência a corrosão.  b) FOLHA - DE - FLANDERS (LATA): chapa fina de aço com as faces cobertas com uma leve camada de estanho (para não oxidar). c) CHAPA GALVANIZADA: chapa fina de aço revestida com zinco. Pode ser lisa ou ondulada. São padronizadas pela bitola desde número 10 até número 30 e dimensões aproximadamente iguais a 2,0 m x 1,0 m. d) PERFIS: barras redondas, quadradas, retangulares, com perfil: L, T, H, U. e) TRILHOS E ACESSÓRIOS: (talas de junção, placas de apoio, etc...). f) FIOS E BARRAS PARA CONCRETO ARMADO. g) ARAMES E TELAS: fios finos de ferro laminado, galvanizado ou não. O arame recozido (ou queimado) é aquele destemperado usado para amarrar as barras da armadura de concreto armado. h) PREGOS: feitos a partir de arame galvanizado (mais comum); são bitolados por dois números: o primeiro representa a bitola do arame ( ) e o segundo o comprimento do  prego, por exemplo, 17 x 27, 18 x 30. i) DIVERSOS: parafusos, telas soldadas, tubos e conexões, fôrmas metálicas, etc...

13.6. CORROSÃO DAS ARMADURAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 13.6.1. Introdução

 

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Corrosão pode ser definida como uma interação destrutiva de um metal com o meio através de reações químicas ou eletroquímicas. Para o caso das armaduras de concreto, existem dois processos em que ela poderá ocorrer: a) OXIDAÇÃO que é um ataque provocado por uma reação gás-metal ou íonmetal, com formação de uma película uniforme e contínua de óxido de ferro. Este tipo de corrosão é extremamente lento à temperatura ambiente e não provoca a deterioração substancial das superfícies metálicas, entretanto, pode ser significativa a altas temperaturas.  b) CORROSÃO PROPRIAMENTE DITA que é um ataque de natureza essencialmente eletroquímico, que ocorre em meio aquoso e se forma uma película de eletrólito na superfície dos fios e barras de aço. A dissolução do aço ocorre nas zonas catódicas. A figura 13.3 ilustra uma célula de corrosão: A corrosão conduz a formação de ferrugem (óxidos/hidróxidos de ferro  produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos) e ocorre na seguinte condição: deve existir um eletrólito; deve existir uma diferença de potencial; deve existir oxigênio; poderá existir a presença de agentes agressivos. SUPERFÍCIE DE CONCRETO

ELETRÓLITO BARRA DE AÇO

ZONA ANÓDICA

CONDUTOR e

-

ZONA CATÓDICA SO4-

O2

Cl O2

SO4-

FIGURA 13.3 –  Célula de Corrosão das armaduras em concreto armado.

Cl -

 

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 No que se refere ao ELETRÓLITO, salienta-se que a água está presente no concreto, na maioria das vezes em quantidades suficientes para atuar como eletrólito,  principalmente em regiões expostas às intempéries em clima úmido. Para o caso de um concreto com fator água/cimento igual a 0,60, em uma região com umidade relativa do ar de cerca de 70% e temperatura igual a 25 C, resultará em um toer de água dentro do concreto de cerca de 95litros H 2O /m3. A diferença de potencial (DDP) resulta da diferença de umidade na estutura de concreto, da diferenção de tensão na barra de aço, dentre outros, desencadeiando pilhas ou cadeia de pilhas de corrosão. O OXIGÊNIO deverá estar presente para que ocorrá a formação de ferrugem, assim sendo, 2Fe + O 2 + H2O  2Fe (OH)2 

(FERRUGEM).

E, finalmente, o AGENTE AGRESSIVO, principalmente Cl -, que tem influência decisiva na despassivação da armadura, a saber: Fe3+ + Fe2+ + 6 Cl -  FeCl3 + FeCl2

que por hidrólise:

FeCl3 + FeCl2   6 Cl - +Fe (OH)2 + Fe (OH)3  As reações continuam sem consumir (FERRUGEM)

os íons cloretos.

Quando a corrosão ocorre, o metal perde suas propriedades originais de resistência mecânica, elasticidade e ductilidade. Além disso, o produto formado possui um volume de 3 a 10 vezes superior ao volume original. No caso do concreto armado, tais expansões geram pressões (até 15 MPa) suficiente para que ocorra rompimento do concreto, vide figura 13.4.

1. Penetração de

2. Fissuração devido

agentes agressivos

às forças de expansão

3. Destacamento do concreto

4. Destacamento e redução significativa da seção da armadura

 

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FIGURA 13.4  –   Etapas de desenvolvimento da corrosão das armaduras no concreto armado. As fissuras do concreto ocorrem na direção paralela à armadura corroída, na maioria das vezes aparecem manchas marrom-avermelhadas na superfície do concreto e  bordas as fissuras, completando o quadro patológico. Há de se considerar inclusive a influência do meio ambiente onde a estrutura de concreto armado se localiza, aumentando-se o risco de corrosão das armaduras, de forma crescente: rural –  urbana –  marinha –  industrial.

13.7. MEDIDAS PREVENTIVAS  Na tentativa de evitar a corrosão das armaduras nas estruturas de concreto armado diversas medidas preventivas podem ser tomadas na etapa de construção de uma edificação, a saber: a) PLANEJAMENTO E PROJETO: - cobrimento adequado (  2,5 cm); - imitação da abertura da fissura; - avaliação dos agentes agressivos do local da obra; - dosagem do concreto (baixo fator água/cimento); - avaliar as condições higrotérmicas.  b) MATERIAIS: - evitar uso de agregado e/ou água contaminados; - evitar uso de acelerador de pega. c) EXECUÇÃO: - garantir homogeneidade do concreto e uniformidade do cobrimento; - cuidado na dosagem, lançamento, adensamento e cura do concreto.

 

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14.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas que contêm um ou mais elementos metálicos e que também podem conter alguns elementos não-metálicos, como exemplo cita-se: o ferro, o cobre, o alumínio e o chumbo, enquanto que o carbono, o nitrogênio e o oxigênio são exemplos de elementos não metálicos. Normalmente os materiais metálicos são formados por ligas, ou seja, são constituídos pela combinação química de dois ou mais elementos metálicos, como o latão, liga metálica de cobrezinco, ou são combinados com materiais metálicos, como o aço que se trata de uma liga metálica de ferro-carbono.

 

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Os materiais metálicos possuem diversas propriedades mecânicas, físicas e elétricas que os tornam aptos em diversas aplicações na construção civil, desde função estrutural (ferragens para o concreto armado) a não estrutural (esquadrias e metais sanitários). Possuem boa resistência mecânica, são dúcteis e, geralmente, são bons condutores térmicos e elétricos. Dentre os materiais metálicos citam-se os não ferrosos como o caso do chumbo, do alumínio, do cobre e do zinco. O emprego destes materiais se restringe, geralmente, ao caso em que se necessita aproveitar algumas de suas propriedades, como por exemplo, a resistência à corrosão (alumínio), a pequena densidade (cobre), as  propriedades elétricas e magnéticas magnéticas (cobre). (cobre).

14.2. CHUMBO Trata-se de um metal cinza-azulado, muito maleável e macio mas pouco dúctil, que se funde a baixas temperaturas (aproximadamente 327°C), possui baixa condutibilidade térmica e quando exposto ao ar reveste-se de uma camada de hidrocarbonato hidrocarbonato de chumbo (tóxico). O seu principal emprego é em canalizações de pequena extensão, impermeabilização na forma de chapas finas, na absorção de vibrações no apoio de máquinas e pontes e em forma de sais na indústria de tintas. ti ntas.

14.3. ZINCO Consisti em um metal cinza-azulado que se funde à uma temperatura entre 400420° C, sendo mais pesado e quatro vezes mais tenaz que o ferro, possui baixa resistência elétrica, bastante atacado por ácidos, porém, resistente a corrosão eletroquímica e um grande coeficiente de dilatação.

 

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O seu principal emprego é em chapas lisas ou onduladas para coberturas, em calhas, em sistemas de dutos de climatização ambiente e tubos condutores de fluídos.

14.4. ALUMÍNIO Sua obtenção é a partir da bauxita, a qual é constituída essencialmente, por um óxido hidratado (Al 2O3.H2O), possuindo ainda, óxido de ferro, sílica, óxido de titânio e outros componentes em menores quantidades. O processo de obtenção divide-se em três etapas, a saber: mineração, obtenção alumina e eletrólise. O alumínio e suas ligas são caracterizados por uma densidade baixa (metal muito leve), possuindo boas propriedades mecânicas, porém, de difícil soldagem (quando soldado perda de 50% de suas propriedades mecânicas), possui excelente condutibilidade térmica e elétrica e uma boa resistência à corrosão, inclusive em ambiente atmosférico. Sua cor cinza-clara pode sofrer variação quando exposto às intempéries, pois sua superfície é recoberta por óxidos que a impermeabiliza protegendo o núcleo. Sua principal limitação é a baixa temperatura de fusão (660 0C), que restringe sua temperatura máxima para emprego. Entre as principais aplicações na construção civil cita-se: painéis de fachada, em coberturas, em revestimento, em esquadrias e em elementos de ligação. Também possui emprego em elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de esquadrias, dentre outras.  No que se refere ao emprego em  PAINÉIS DE REVESTIMENTO, REVESTIMENTO, menciona-se que seu desenvolvimento original ocorreu na Europa pela Alussuisse empresa de  beneficiamento  beneficiamento de alumínio (sede na Suíça), recebendo recebendo nome comercial de Alucobond, sendo, em seguida, adotado pelo mercado norte americano e brasileiro. Estes painéis são constituídos por duas chapas metálicas (alumínio), unidas por uma camada de  polietileno através de um processo termoquímico mecânico resultando em um produto com ótimo desempenho termo-acústico. A fixação dos painéis pode ser por meios de  parafusos, de encaixes ou estruturado (colados por meios de silicone sili cone ou fitas fit as adesivas). Como patologia desse tipo de painel metálico cita-se a corrosão galvânica (efeito pilha), resultando em manchas ocasionadas pelo uso incorreto do silicone de vedação e/ou

 

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dimensionamento incorreto dos componentes que podem gerar forças de sucção e  pressão oriunda oriunda da ação ação dos ventos, podendo deformar deformar e arrancar arrancar as chapas. chapas. Em meados de 2000 foi introduzido na construção civil brasileira o titânio ainda não sendo empregado em edificações. O uso desse metal ganhou evidência com a construção do museu Guggenhein de Bilbao, na Espanha.

14.5. COBRE São muito importantes suas aplicações em engenharia, sendo utilizado na condição de metal puro (com baixos teores de impurezas) ou na forma de ligas (por exemplo, a liga de cobre-zinco que cobre-zinco que resulta no latão empregado latão empregado na confecção de torneira, fechadura, dentre outras,ou a liga de cobre-estanho que cobre-estanho que resulta no bronze empregado na confecção confecção de torneira, dobradiça, dentre outras). É um metal de cor avermelhada, muito dúctil e maleável, embora duro e tenaz,  podendo ser reduzido a fios de bitolas variadas. Quando exposto ao ar cobre-se de uma camada de óxido e carbono (azinhavre), muito tóxico, mas protege a integridade do núcleo do metal dando duração indefinida à peça. Possui elevada condutividade térmica e elétrica e uma resistência mecânica mediana. São empregados em condutores para instalações elétricas; canalização de gás liquefeito; redes de esgoto e de águas pluviais; caixas e ralos; paredes divisórias (elemento vedantes).

 

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15.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Objetivando o barateamento dos materiais de construção civil, existem, em andamento, várias pesquisas de materiais alternativos aos utilizados tradicionalmente. Verifica-se que esta linha de trabalho se intensificou desde que a necessidade de reciclagem de resíduos sólidos, visando a proteção do meio ambiente, passou a ser insistentemente pregada por entidades ecológicas. Estudos realizados comprovam que alguns resíduos podem ser empregados  juntamente a determinados materiais permitindo produzir novos materiais com  propriedades semelhantes ou superiores aos convencionais, com menor custo. Dessa forma o seu emprego torna-se viável em habitações populares, contribuindo para a redução do déficit habitacional existente no país.

 

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A literatura indica que nos últimos anos cresceu significativamente o número de  pesquisadores voltados para o estudo de aproveitamento geral dos resíduos industriais e urbanos. Vale citar a criação dos seguintes comitês de entidades normalizadas, a saber: Comitê E-38 (ASTM), 37-DRC da RILEM e o de “Pesquisas em Materiais Residuais e Subprodutos para Construção de Rodovias” criado pela OECD.  Nacionalmente existem diversos estudos referentes à utilização de resíduos industriais potencialmente aglomerantes, tais como: escória de alto-forno, cinza volante, cinza de casca de arroz dentre outros e, os ditos não aglomerantes como o pó oriundo do forno elétrico de aciarias. O objetivo deste capítulo é realizar um sucinto levantamento bibliográfico a respeito dos estudos efetuados sobre o emprego de resíduos na construção civil, já que, esse é o ramo da atividade tecnológica que pelo volume de recursos naturais consumidos, apresenta-se como sendo a mais indicada para absorver os rejeitos sólidos gerados pelas indústrias.

15.2. RESÍDUOS METALÚRGICOS 15.2.1. Escória de alto-forno São resíduos gerados durante o processamento de transformação do minério de ferro à forma de ferro gusa, matéria básica para a construção do aço. Pode-se dizer que a escória é um material obtido pela combinação do material inerte do minério (ganga) com os fundentes que têm por finalidade auxiliar a fusão dos metais, acelerar o processo e corrigir a salinidade do produto. A escória fundida, ao sair do alto-forno pode ser submetida a três processos de resfriamento, a saber: ao ar, executado lentamente ao ar perdendo suas propriedades hidráulicas, logo, é considerada inerte e seu emprego ocorre como agregado leve. Caso o resfriamento seja rápido obtém-se a escória expandida, pela aplicação de uma quantidade limitada de água, resultando numa estrutura celular e sendo empregada como agregado graúdo. Por último, têm-se a escória granulada quando o resfriamento é feito  bruscamente sendo, previamente fragmentada por jato d’água e posteriormente resfriada em um tanque de água, onde se granula. O produto resultante é moído à finura adequada e usado como adição ao cimento Portland (Cimento Portland Composto).

 

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A composição química das escórias brasileiras é variável, tendo como componentes principais: SiO 2  (30-35% em massa), o CaO (40-45% em massa) e o Al2O3 (11-18% em massa). Os principais empregos das escórias de alto-forno ocorrem em:

 cimento de alto-forno : adiciona-se escória de alto-forno ao clínquer Portland, possibilitando o emprego desse cimento em meios agressivos (regiões marítimas) devido ao menor teor de aluminato tricálcio uma vez que esses ao reagirem com sulfatos geram compostos expansivos. Esse tipo de cimento possui menor calor de hidratação o que viabiliza o seu emprego em estruturas de concreto-massa;

 Cimento de escória sem clínquer : possui um procedimento de fabricação mais simplificado do que o anterior reduzindo, assim, os investimentos;

 Tijolos de escórias de alto-forno: apresenta como principais vantagens à elevada qualidade do produto final, o baixo custo, a elevada resistência mecânica e a possibilidade de se eliminar o reboco e a pintura;

 Agregado miúdos;  Indústria cerâmica: matéria-prima de cálcio e sílica, logo, objetiva reduzir o custo;

 Indústria de vidro: substitui a areia (SiO 2) na fabricação do vidro;  Agricultura: corretivo de solo (CaO e MgO) reduzindo a acidez. 15.2.2. Pó oriundo do forno elétrico  No funcionamento do forno elétrico a arco há geração de resíduos particulados que, juntamente com os gases do processo, são coletados por um sistema de exaustão. O  pó gerado é removido em determinados pontos de coleta do sistema de despoeiramento. Suas características, de maneira geral, variam ao longo do sistema de coleta, a começar  pela sua granulometria, ficando as partículas mais pesadas depositadas no início do  percurso dos gases e prevalecendo no trecho final as mais finas.  No caso da siderurgia, a geração dos finos acontece já na exploração do minério onde existem técnicas para aglomerá-los permitindo o seu emprego em fornos de redução (principalmente alto-forno), entretanto esse procedimento mostra-se ineficiente  para os materiais ultrafinos, com tamanho abaixo de 0,149 mm, o qual surgiu a

 

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 pelotização, procedimento de elevado custo e ainda não implantado no Brasil. Dentro deste contexto, houve o interesse no estudo do reaproveitamento do resíduo oriundo do forno elétrico na construção civil. A análise química do resíduo constata-se que em sua composição encontram-se,  principalmente, Fe, no teor aproximado de 64%, Cao no teor de 8% e outros compostos de menor importância. O seu emprego ocorre em:

 Adição ao cimento Portland : adição de 60% de resíduo ao cimento Portland tipo CPII-E, possibilitando o emprego desse novo material na fabricação de artefatos de cimento, como por exemplo, blocos de concreto, reduzindo, assim o custo do produto final. Esse novo material é indicado, também, para a confecção de argamassas compostas;

 Indústria cerâmica:  confecção de peças cerâmicas.

15.2.3. Microssílica É um subproduto da indústria de ferro-silício metálico produzida em fornos elétricos do tipo arco voltaico, um pó extremamente fino e sua composição química depende, em parte, da matéria prima empregada, tendo como componente principal s SiO2 (teor entre 85-98% em massa). O seu emprego ocorre em:

 Adição ao concreto : alterando tanto suas características quando do estado fresco (trabalhabilidade, coesão, segregação) quanto endurecido (permeabilidade, durabilidade, reação álcali-agregado) possibilitando a fabricação do concreto de alto desempenho.

15.2.4- Rejeito da produção do alumínio a partir da bauxita A transformação do minério de alumínio, denominado bauxita, gera o resíduo denominado lama vermelha, constituída basicamente de silicatos de ferro e alumínio com elevada causticidade. O aspectos físico é de um material onde predomina as frações granulométricas muito finas sendo empregado em:

 Confecção de agregado graúdo.

 

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15.3- RESÍDUOS INDUSTRIAIS Apresentam-se, nesse grupo, os materiais pozolânicos os quais são definidos, segundo o ACI, como sendo um material silício ou silício-aluminoso que por si só  possui pouca ou nenhuma capacidade cimentícia, mas que quando em presença de umidade reage quimicamente com o hidróxido de cálcio formando compostos com  propriedades aglomerantes, cita-se as pozolanas e as cinzas volantes (resíduo resultante da combustão do carvão mineral gerado em usinas termoelétricas). São divididos em dois grupos, a saber:

 Os naturais, formados em alguns processos da natureza necessitando apenas de uma moagem, de origem vulcânica e sedimentares (as argilas);

 Os artificiais, subprodutos industriais classificando-se em: cinzas volantes (obtido em termoelétrica), argilas e folhetos calcinados (queima da argila), resíduos industriais e agro-industriais (obtido na combustão do xisto, cinza de eucalipto, cinza do bagaço da cana de açúcar, resíduo da indústria de cerâmica vermelha e cinza de casca de arroz).

15.3.1. Cinza volante Origina-se através da calcinação de argilominerais, carbonatos, sulfatos, etc, na câmara de combustão das caldeiras das usinas termoelétricas. São partículas finas, com  baixa massa específica, que após a combustão, são transportadas pelo fluxo de gases e coletadas. Em sua composição química verifica-se que SiO 2 está presente no teor de 6065%, o Al2O3 no teor de 22-30% e o Fe 2O3 de 4-7% seguido de componentes de menor importância. Seu emprego ocorre em:

 Cimento pozolânico : adição ao clínquer de cimento Portland na proporção de aproximadamente 15 a 50%, obtendo um cimento mais resistente ao ataque de agentes agressivos. Favorece também as propriedades do concreto no estado fresco e no estado endurecido;

 Adição ao concreto : para confecção do concreto de alto desempenho;

 

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 Tijolos: confecção de tijolos (composição: 85% de cinza volante + 15% de cal hidratada).

15.3.2. Casca de arroz Produto poluidor queimado a céu aberto ou em engenhos para secagem de grãos. Sua composição química é basicamente de SiO 2, em torno de 90%. É um material  poroso leve e volumoso. A cinza é uma excelente pozolana quando moída se transforma em um pó fino e seu emprego ocorre:

 Adição ao concreto : para confecção do concreto de alto desempenho;  Tijolos: confecção de tijolos. 15.3.3. Resíduo cerâmico Os resíduos cerâmicos possuem atividade pozolânica quando queimados a uma temperatura não superior a 800˚C, possibilitando o seu emprego em:

 Adição ao concreto : para confecção do concreto de alto desempenho. 15.3.4. Amendoim A cinza obtida na queima da casca do amendoim é um material polozânico com aplicabilidade semelhante à da cinza volante. Salienta-se que para cada 30% em massa de casca obtida na separação dos grãos, resulta em 3% de teor de cinza.

15.4. RESÍDUO URBANO Enquadra-se nesse item o lodo de esgoto, resultante da biodigestão da parte sólida do efluente que constitui o esgoto sanitário o qual, após sofrer digestão de  bactérias passa pela operação unitária de secagem, resultando numa matéria-prima para obtenção de agregado leve. O processo para obtenção do lodo digerido em agregado leve passa pelas seguintes fases: secagem (para diminuir a umidade inicial) e pelotização (para assumir formas mais arredondadas); tratamento térmico (sintetização do lodo a uma temperatura de 1250˚C) e estabilização (para adquirir uma textura superficial mais unif orme).