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Materiais de construção II Profa. Ma. Laísa Cristina Carvalho 1ª Edição Gestão da Educação a Distância Todos os direitos desta edi- ção ficam reservados ao Unis - MG. É proibida a duplicação ou reprodução deste volume (ou parte do mesmo), sob qual- quer meio, sem autorização expressa da instituição. Cidade Universitária - Bloco C Avenida Alzira Barra Gazzola, 650, Bairro Aeroporto. Varginha /MG ead.unis.edu.br 0800 283 5665 Autoria Currículo Lattes: Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Minas Gerais (2013), mestrado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade Federal de São Carlos (2016) e doutoranda em Estruturas e Construção Civil pela Universidade Federal de São Carlos. Desenvolve pesquisas relativas ao esforço despendido pelos trabalhadores nas diversas tarefas da construção civil. Atuando principalmente nos seguintes temas: ergonomia, produtividade e gestão do canteiro de obras. Profa. Ma. Laísa Cristina Carvalho http://lattes.cnpq.br/2781510654977013 5 Unis EaD Cidade Universitária – Bloco C Avenida Alzira Barra Gazzola, 650, Bairro Aeroporto. Varginha /MG ead.unis.edu.br CARVALHO, Laísa Cristina. Materiais de Construção II. Varginha: GEaD-UNIS/MG, 2020. 85 p. 1. Madeira; 2. Betume; 3. Aço; 4. Materiais Cerâmicos; 5. Plásticos; 6. Vidros. Em materiais de Construção II, nos preocupamos com a constante competição do setor da construção, e cada vez mais com as novas tecnologias e materiais disponíveis no mercado. A concorrência na construção civil se mostra até em um mesmo segmento aumentando a cada dia, sendo oferecido os mesmos produtos e serviços por diversas marcas. De acordo com esse mercado, conquistar e consolidar marcas e materiais, vem se tor- nando um grande desafio para as empresas de construção civil. Para ajudar no entendimento e escolha desses materiais e tecnologias, a disciplina de Materiais de Construção vem para aumentar o leque de conhecimento, garantindo a elabora- ção de bons projetos e as melhores especificações nos sistemas construtivos. A interatividade do conteúdo da referida disciplina dar-se-á a partir do desenvolvimen- to de habilidades e competências de seus sujeitos envolvidos (docentes e discentes), na pro- posta de encontrar formas variadas para a construção do conteúdo ementário sugerido pela instituição de ensino superior, subsidiando-se em uma metodologia didática. O desafio está lançado, vamos trabalhar juntos !!!!! Abraços, Profª Laísa. Ementa Orientações Palavras-chave Propriedades gerais dos materiais. Normas brasileiras. Materiais: produtos side- rúrgicos, produtos cerâmicos, madeiras, tintas e vernizes, vidros, plásticos, produ- tos betuminosos, solo cimento e blocos de concreto. Ver Plano de Estudos da disciplina, disponível no ambiente virtual. Madeira; Betume; Aço; Materiais Cerâmicos; Plásticos; Vidros. Unidade I – Materiais Betuminosos e Madeiras 12 1.1 Materiais Betuminosos 12 1.1.1 - Materiais betuminosos utilizados em pavimentação 14 1.1.2 Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAPs) 14 1.1.3 Asfalto Diluído 15 1.1.4 - Emulsões Asfálticas 16 1.1.5 - Principais NBR’s para os Materiais Betuminosos 16 1.2 - A madeira como material para construção civil 17 1.2.1 - Vantagens da madeira como material de construção 19 1.2.2 - Desvantagens da madeira como material de construção 20 1.2.3 - Origem e produção das madeiras 20 1.2.4 - Classificação das madeiras 21 1.2.5 - Estrutura e crescimento das árvores 21 1.2.6 - Identificação 21 1.2.7 - Tipos de madeira de construção 22 1.2.8 - Produção das Madeiras Serradas 23 1.2.9 - Propriedades físicas das madeiras 24 1.2.9.1 - Umidade 25 1.2.9.2 Retratibilidade 26 1.2.9.3 - Densidade 26 1.2.9.4 - Demais propriedades físicas da madeira 26 1.2.10 - Propriedades mecânicas das madeiras 27 1.2.11 - Defeitos das madeiras 27 1.2.11.1 - Defeitos de crescimento 27 1.2.11.2 - Defeitos de secagem 27 1.2.11.3 - Defeitos de produção 28 1.2.11.4 - Defeitos de alteração 28 Unidade II – Metais 30 2.1 - Aço para construção civil 30 2.2 - Ligas Metálicas 32 2.3 - Propriedades dos metais 33 2.4 - Produtos siderurgicos 34 2.5 - Estudo particular dos metais 35 2.5.1 - Alumínio 35 2.5.1.1 - Emprego do Alumínio 35 2.5.2 - Cobre 36 2.5.2.1 - Emprego do Cobre 36 2.5.3 - Zinco 37 2.5.3.1 - Emprego do Zinco 37 2.5.4 - Latão 37 2.5.4.1 - Emprego do Latão 38 2.7 - Aplicações dos materiais siderúrgicos em construções 38 2.7.1 - Aço inoxidável 38 2.7.2 - Folha-de-flandres (chapas estanhadas) 39 2.7.3 - Chapas galvanizadas 39 2.7.4 - Chapas lisas pretas 40 2.7.5 - Barras para concreto armado 41 2.7.6 - Perfis laminados 44 2.8 -Trilhos e acessórios 45 2.8.1 - Arames 45 2.8.2 - Cordoalhas 46 2.8.3 - Pregos 47 Unidade III – Tintas e Vernizes 50 3.1 - Tintas e Vernizes 51 3.2 - Características das tintas e vernizes 53 3.3 - Tintas usadas na construção civil 53 3.3.1 - Linha PVA 53 3.3.2 - Linha Esmalte 54 3.4 - Vernizes 55 3.4.1 - Linha Acrílica 55 3.5 - Características fundamentais das tintas 56 Unidade IV – Vidros e Plásticos 59 4.1 - Vidros 59 4.2 - Propriedades dos Vidros 61 4.3 - Classificação dos Vidros 62 4.4 - Tipos de vidro 64 4.4.1 - Vidro Impresso 64 4.4.2 - Vidro plano polido 65 4.4.3 - Vidros coloridos ou termo absorventes 65 4.4.4 - Vidros Aramados 65 4.4.5 - Vidros Laminados 66 4.4.6 - Vidro curvo 66 4.4.7 - Lã de Vidro 66 4.5 - Plásticos na construção civil 67 Unidade V – Materiais Cerâmicos 72 5.1 - Materiais Argilosos 72 5.2 - Argilas 73 5.3 - Classificação das argilas 75 5.3.1 - Em função dos argilo-minerais predominantes 75 5.3.2 - Em função da temperatura de transformação 76 5.4 - Produtos argilosos para a construção 77 5.4.1 - Tijolos cerâmicos 77 5.4.2 - Telhas cerâmicas 80 5.5 - Materiais de louça e revestimento 81 5.6 - Materiais refratários 83 Referências 85 Objetivos da Unidade Unidade I - Materiais Betuminosos e MadeirasI - Nessa unidade iremos entender a importância do conhe- cimento mais aprofundado acerca dos materiais betumino- sos e as madeiras usadas na construção civil. 12 Unidade I – Materiais Betuminosos e Madeiras 1.1 Materiais Betuminosos Podemos definir e entender os materiais betuminosos como agregações de hidrocar- bonetos solúveis em bissulfeto de carbono. Podendo estes serem subdivididos em dois grupos: os asfaltos e os alcatrões. • Asfaltos: são obtidos através de destilação do petróleo, podendo ser naturais ou originá- rios da refinação do petróleo. • Alcatrões: são obtidos através da refinação de alcatrões brutos, que por sua vez vêm da destilação de carvão mineral. O betume puro é uma combinação orgânica complexa misturada de hidrocarbonetos pesados e de seus derivados não metálicos. Pode ter origem natural ou não e é solúvel em dis- sulfeto de carbono. Figura 1 - Material betuminoso Fonte : iStock 13 Para entender um pouco mais sobre o betume vale a pena as- sistir esse vídeo : https://www.youtube.com/watch?v=GkRZObPpXVE Produção brasileira: A Petrobras possui nove conjuntos pro- dutores e distribuidores de asfalto de petróleo no Brasil: Amazo- nas (Manaus: REMAN), Ceará (Fortaleza: LUBNOR), Bahia (Matari- pe: RLAM), Minas Gerais (Betim: REGAP), Rio de Janeiro (Duque de Caxias: REDUC), São Paulo (Paulínia: REPLAN e São José dos Campos: REVAP), Para- ná (Araucária: REPAR) e Rio Grande do Sul(Canoas: REFAP), além de uma unidade de exploração de xisto, localizada no Paraná, que produz insumos para pavimentação. Possui ainda fábricas de emulsões asfálticas pertencentes a Petrobras Distribuidora e laboratórios de análise em todas as suas 11 refinarias. http://sites.petrobras.com.br/minisite/assistenciatecnica/public/downloads/Asfalto- -Informacoes_Tecnicas.pdf Figura 2 - Estrada de asfalto Fonte : iStock 14 1.1.1 - Materiais betuminosos utilizados em pavimentação • cimentos asfálticos de petróleo (CAP) • asfaltos diluídos (ADP) • emulsões asfálticas (EAP) • asfaltos modificados por polímero (AMP) • asfaltos modificados por borracha (AMB) 1.1.2 Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAPs) São resultantes da destilação do petróleo, semissólidos a temperatura ambiente, care- cendo de aquecimento para adquirir consistência apropriada para utilização, são formados por 90 a 95% de hidrocarbonetos e por 5 a 10% de heteroátomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais) unidos por ligações covalentes. Cabe destacar que os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio. A característica de termo viscoelasticidade do CAP mostra-se no comportamento me- cânico, sendo suscetível à velocidade, ao tempo e intensidade de carregamento, e à tempera- tura de serviço. O comportamento termo visco elástico é mais admitido do que o termo visco plástico, com aceitável aproximação do real comportamento do material. 15 Classificação dos CAPs segundo sua Viscosidade Absoluta a 60ºC (em poises): • CAP 7: η = 700 a 1500 poises • CAP20: η = 2000 a 3500 poises • CAP40: η = 4000 a 8000 poises Classificação dos CAPs segundo ensaio de Penetração, realizado a 25ºC (100g, 5s, 25ºC): • CAP 30/45 • CAP 50/70 • CAP 85/100 • CAP 100/120 • CAP 150/200 1.1.3 Asfalto Diluído Os asfaltos diluídos, também chamados de asfaltos recortados ou “cutbacks”, resultam da diluição do cimento asfáltico por destilados de petróleo, sendo que seus diluentes propor- cionam produtos menos viscosos que podem ser sobrepostos a temperaturas mais baixas e devem evaporar completamente, deixando como resíduo o CAP. O fenômeno de evaporação do diluente denomina-se cura. O asfalto diluído pode ser classificado de acordo com a velocidade de cura em três gru- pos: cura rápida (CR), cura média (CM) e cura lenta (CL), sendo que os asfaltos diluídos de cura lenta não são produzidos no Brasil. 16 1.1.4 - Emulsões Asfálticas É considerada emulsões asfálticas dispersões de uma fase asfáltica em fase aquosa ou vice-versa, sendo essa emulsão um produto estável empregado em serviços de pavimentação à temperatura ambiente. Estes tipos de betume nunca devem ser aquecidos acima de 70ºC. A Ruptura de Emulsão é um acontecimento que ocorre quando os glóbulos de asfalto espalhados em água, em contato com o agregado mineral, suportam uma ionização por parte deste, dando origem à formação de um composto insolúvel em água que se precipitará sobre o agregado. Classificação das Emulsões Asfálticas: de acordo com a estabilidade, ou tempo de rup- tura, podemos ter: – Ruptura rápida (RR): pintura de ligação, imprimação, tratamentos superficiais, maca- dame betuminoso – Ruptura média (RM): pré-misturados a frio – Ruptura lenta (RL): estabilização de solos e preparo de lama asfáltica 1.1.5 - Principais NBR’s para os Materiais Betuminosos ABNT NBR 5847:2015 – Materiais betuminosos – Determinação da viscosidade absolu- ta; ABNT NBR 6296:2012 – Produtos betuminosos semissólidos — Determinação da massa específica e densidade relativa; 17 ABNT NBR 14236:2006 – Produtos de petróleo e materiais betuminosos – Determinação do teor de água por destilação; ABNT NBR 15086:2004 Emenda 1:2006 – Materiais betuminosos – Determinação da re- cuperação elástica pelo ductilômetro; ABNT NBR 15086:2006 – Materiais betuminosos – Determinação da recuperação elásti- ca pelo ductilômetro; ABNT NBR 15184:2004 – Materiais betuminosos – Determinação da viscosidade em temperaturas elevadas usando um viscosímetro rotacional; ABNT NBR 14950:2003 – Materiais betuminosos – Determinação da viscosidade Saybolt Furol; ABNT NBR 14756:2001 – Materiais betuminosos – Determinação da viscosidade cine- mática. 1.2 - A madeira como material para construção civil Introdução A madeira é um dos materiais mais antigos da construção civil utilizados pelo homem, sendo usada desde o inicio dos tempos, mas no entanto é muitas vezes mal empregado, de forma intuitiva, trazendo uma série de problemas posteriores a edificação. Suas características devem ser bem estudadas de tal modo que seu uso seja mais econômico, buscando qualidade e desempenho. Com a industrialização, surgiram novos produtos de madeira e de seus deriva- dos, ampliando o uso na construção civil e em outras indústrias. 18 Algumas de suas utilizações são indicadas a seguir: • Andaimes; • Revestimento, empenas de telhado; • Formas para concreto; • Estrutura de telhado; • Tacos, assoalhos, pisos; • Mourões para cercar pastos e currais; • Tábuas para cercas de curral; Figura 3 - Casa construída sob o frame de madeira Fonte : iStock 19 • Portas e janelas; • Portais, contra marcos e marcos; • Forros, etc Figura 4 - Casa de madeira Fonte : iStock 1.2.1 - Vantagens da madeira como material de construção - Pode ser obtida por preços competitivos e em grande quantidade, com reservas reno- váveis; - Apresenta boa resistência mecânica, com a vantagem de peso próprio reduzido; - Pode ser trabalhada com ferramentas simples, tendo peças que podem ser desdobra- das em outras conforme a necessidade, permitindo a reutilização; 20 - Permite o uso em dimensões reduzidas; - Tem boas condições naturais de isolamento térmico e absorção acústica; - Não sofre ataques de gases e produtos químicos; - Em seu estado natural, apresenta uma infinidade de padrões estéticos e decorativos. 1.2.2 - Desvantagens da madeira como material de construção - Combustibilidade; - Material heterogêneo e com anisotropia; - Sensibilidade às variações de temperatura; - Facilidade de deterioração por agentes biológicos; - Deformabilidade; - Formas alongadas e de seção transversal reduzida. 1.2.3 - Origem e produção das madeiras A madeira é um produto de origem natural proveniente do lenho (árvores e arbustos lenhosos). As características de heterogeneidade e anisotropia mantem estreita relação com a origem de ser vivo. 21 Figura 5 - Oak rachado split com anéis de crescimento isolado Fonte : iStock 1.2.4 - Classificação das madeiras - Madeiras duras ou de lei: usadas na construção com função estrutural, com grande porcentagem de cerne: jacarandá, perobas, ipê, sucupira, canela, imbuia, amoreira, cedro, can- deia, braúna e eucalipto entre tantas outras. - Madeiras moles ou brancas: utilizadas em construções temporárias, como exemplo o pinho do Paraná. 1.2.5 - Estrutura e crescimento das árvores As madeiras utilizadas na construção crescem pela adição de camadas externas, sob a casca. A seção transversal de um tronco mostra as seguintes camadas: casca, câmbio, lenho (alburno e pelo cerne), medula e raios medulares. 1.2.6 - Identificação As madeiras podem ser identificadas pela sua denominação popular e pela identifica- ção botânica. 22 1.2.7 - Tipos de madeira de construção Há duas categorias básicas: a) Madeiras maciças: madeira bruta ou roliça, madeira falquejada e madeira serrada. b) Madeiras industrializadas ou transformadas: madeira laminada e colada, madeira com- pensada, madeira aglomeradae madeira reconstituída. - Madeira bruta ou roliça: usadas em forma de tronco, servindo como estacas, escora- mento, postes e colunas. - Madeira falquejada: faces laterais aparadas a machado, formando seções maciças qua- dradas ou retangulares, usada em estacas, pontes, etc. - Madeira serrada é o produto mais comum, podendo ser utilizado em todas as fases da construção. - pinho-do-paraná = araucaria angustifolia - peroba = aspidosperma polyneuron - identificação popular: configuração do tronco e copa, textura da casca, aspectos de flores e frutos; varia de região para região. - identificação botânica: classificação através do exame de frutos, folhas e sementes por um botânico que determina família, gênero e espécie: 23 - Madeira laminada e colada: associação de lâminas de madeira selecionada, coladas com adesivos. - Madeira compensada: formada pela colagem de três ou mais lâminas, alternando-se as direções da fibras. Empregada em formas, forros, lambris, etc. - Madeira aglomerada: chapas e artefatos obtidos pela aglomeração de pequenos frag- mentos de madeira. Utilizado em revestimentos, móveis, etc. - Madeira reconstituída: chapas obtidas pela aglomeração de fibras celulósicas extraí- das do lenho das madeiras. Utilizada em forros, revestimentos, etc. 1.2.8 - Produção das Madeiras Serradas A produção das madeiras se inicia com o corte ou derrubada das árvores e prossegue com a toragem, o falquejo, o desdobro e o aparelhamento das peças. - Corte: de preferência no inverno (maior durabilidade); - Toragem: árvore é desgalhada e cortada em toras de 5 a 6 metros para facilitar o trans- porte; nesta etapa a tora também é descascada; - Falquejo: a tora é deixada grosseiramente quadrada; - Desdobro: operação final de obtenção de peças de madeira bruta, pode ser: desdobro normal (tangencial ou pranchas paralelas), radial ou misto; 24 Para maior compreensão das propriedades e do que foipresen- tado até aqui é importante a leitura da NBR 7190 https://www.academia.edu/34645241/NBR_7190_-_Projetos_De_Es- trutura_De_Madeira Quadro 1 - Dimensões usuais das peças de madeira Fonte : Elaborado pelo autor Obs: Os comprimentos variam a partir de 2,5 m, sendo no entanto o custo mais elevado por metro, quando forem iguais ou superiores a 5, 00m. 1.2.9 - Propriedades físicas das madeiras Alguns fatores alteram as propriedades físicas, entre eles estão a espécie botânica, a massa específica do material, a localização da peça no lenho, a presença de defeitos e a umida- de. Todas as propriedades da madeira são definidas pela NBR 7190/1997. - Aparelhagem: operação para se obter as peças nas bitolas comerciais por serragem e resse- ragem. 25 1.2.9.1 - Umidade É expressa em porcentagem do peso seco: sendo: ph = peso úmido, e po = peso seco em estufa. A umidade apresenta-se sobre três formas: água de constituição, água de adesão ou impregnação e água de capilaridade ou água livre. Teores de umidade médios nas madeiras: • No abate: cerca de 52% nas folhosas e 57% nas resinosas; • Madeira verde: cerca de 30% no ponto de saturação; • Madeira semi-seca: abaixo do ponto de saturação, mas com umidade superior a 23%; • Madeira comercialmente seca: entre 18 e 23 %; • Madeira seca ao ar: de 13 a 18 %; • Madeira dessecada: de 0 a 13 %; • Madeira completamente seca - 0 %. 26 A madeira tende a apresentar um teor de umidade em equilíbrio com o estado higro- térmico ambiente. 1.2.9.2 Retratibilidade É a propriedade da madeira de alterar suas dimensões e o volume quanto o teor de umidade varia do estado completamente seco ao estado de saturação. A retratibilidade deve ser reduzida ao máximo, a fim de melhor a qualidade final do produto. 1.2.9.3 - Densidade Representada nas madeiras em termos de massa específica aparente, a um determina- do teor de umidade: Como os fatores são relacionados entre si em uma determinada umidade é indispensá- vel a determinação do teor de umidade. Os valores de massa específica são corrigidos para o valor da umidade h = 15%, para efeito de comparação. 1.2.9.4 - Demais propriedades físicas da madeira Outras propriedade menos importantes são: condutibilidade elétrica, condutibilidade térmica, condutibilidade sonora e resistência ao fogo. 27 1.2.10 - Propriedades mecânicas das madeiras A madeira de um modo geral, resiste a todos os tipos de solicitações mecânicas, com- pressão, tração, flexão e cisalhamento. As propriedades mecânicas estão relacionadas à fatores como: anisotropia, à heterogeneidade e à capacidade de absorção de água das madeiras. As tensões admissíveis, consideradas nos projetos de estruturas de madeira, são deduzidas das propriedades determinadas em ensaios. 1.2.11 - Defeitos das madeiras 1.2.11.1 - Defeitos de crescimento • Nós: são seções de massa lenhosa que constituía a porção da base de uma ramo inserido no tronco de uma árvore; podem ser firmes ou soltos; • Desvios de veio e fibras torcidas 1.2.11.2 - Defeitos de secagem • Rachaduras: abertura de grandes dimensões; • Fendas: aberturas de pequenas dimensões; • Abaulamento, arqueamento e/ou empenamento; 28 1.2.11.3 - Defeitos de produção • Defeitos de desdobro como fraturas, fendas e machucaduras no abate; • Defeitos de serragem como cantos quebrados, fibras cortadas. 1.2.11.4 - Defeitos de alteração • Apodrecimento, bolor, furos de insetos, etc.. Objetivos da Unidade Unidade I - Metais II - Nessa unidade iremos entender a importância do co- nhecimento mais aprofundado acerca dos metais usados na construção civil. 30 Unidade II – Metais 2.1 - Aço para construção civil Quando pensamos no metal sob o ponto de vista tecnológico, podemos defini-lo como elemento químico que existe como cristal ou agregado de cristais, no estado sólido, qualifica- do pelas consequentes propriedades: alta dureza, grande resistência mecânica, alta plasticida- de e alta condutibilidade térmica e elétrica. O grupo dos metais é um dos mais importantes entre os ma- teriais de construção, sendo o segundo material mais usado, devido às propriedades que possuem. A utilização de ligas metálicas, melho- rando ou comunicando certas propriedades, fez ampliar o campo de aplicações desses materiais. O emprego do aço na construção civil, permite algumas vantagens para obra/edifica- ção como exemplificados a seguir: • Maior confiabilidade; • Menor tempo de execução; • Maior limpeza da obra; • Maior facilidade de transporte e manuseio; • Maior facilidade de ampliação; • Maior facilidade de montagem, aproveitamento de formas; 31 • Menores dimensões das peças em relação ao concreto armado; • Maior facilidade de reforço e redução da carga nas fundações. Figura 6 - Frames de aço de um edifício em construção Fonte : iStock Os metais surgem na natureza em estado livre ou compostos. Concentrados em jazidas. Os principais minérios são: • Alumínio: bauxita; • Chumbo: galeria; • Cobre: calcosina, cuprita, calcopirita, malaquita e azurita; • Estanho: cassiterita; 32 https://globoplay.globo.com/v/6233617/ Saiba mais em: https://brasil.angloamerican.com/pt-pt/nossos-negocios/mi- nerio-de-ferro 2.2 - Ligas Metálicas De modo geral os metais não são empregados puros, mas fazendo parte de ligas. A liga é uma mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos. A liga tem o objetivo de obter propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros. O procedimento mais simples de obtenção das ligas é a fusão, ou seja, com- binação dos componentes fundidos na proporção almejada. Todaviaexistem outros processos como: pressão, aglutinação (uso de um cimento), eletrólise, etc. https://www.youtube.com/watch?v=5gt5w0g6Tz8 • Zinco: blenda, calamina e smithsonita. 33 2.3 - Propriedades dos metais As propriedades que preocupam para a construção, são: aparência, densidade, resis- tência à esforços mecânicos, dureza, dilatação térmica, condutibilidade elétrica, resistência ao choque e à fadiga e oxidação. • Aparência: todos os metais comuns são sólidos à temperatura comum, a porosidade não é aparente e possuem brilho característico. • Densidade: nos metais comuns variam entre 2,56 e 11,45 (platina = 21,30). • Dilatação e Condutibilidade térmica: o coeficiente de dilatação dos metais se situa en- tre 0,10- 0,030 mm/m/ºC; a ordem decrescente começa com o zinco, depois chumbo, estanho, cobre, ferro e termina com aço. Com relação a condutibilidade térmica a prata é o maior condutor seguido do cobre, alumínio, zinco, bronze, ferro, estanho, níquel, aço e chumbo. • Condutibilidade Elétrica: os metais são bons condutores elétricos, o cobre e o alumínio são utilizados tradicionalmente na transmissão de energia elétrica. • Corrosão (ou Oxidação): transformação não propositada de um metal, a partir de suas superfícies expostas, em compostos não aderentes, solúveis ou dispersíveis no ambiente em que o metal se encontra. Há dois tipos de corrosão: a corrosão química e a corrosão eletroquímica. • Resistência à Tração: varia conforme o tratamento e a composição; nos aços com baixo teor de carbono (aços doces) fica bem estabelecido o limite de escoamento; nos demais não. 34 • Resistência à Compressão: normalmente é da mesma ordem de grandeza da resistên- cia à tração; há, no entanto, o problema de flambagem, devido a utilização de peças es- beltas. • Resistência ao Desgaste/Impacto: a resistência ao desgaste e ao impacto são elevadas, desde que se utilizem ligas apropriadas. • Fadiga: é importante se considerar a fadiga quando da utilização de ferro/aço em pontes e peças que recebem vibração transmitida por máquinas, vento ou água; nos cálculos, se utiliza uma redução das resistências, quando de estruturas submetidas à esforços que possam provocar fadiga. 2.4 - Produtos siderurgicos O ferro e o aço tem grande utilização como material estrutural, devido a seu elevado módulo de resistência (permite vencer vão com peças relativamente delgadas e leves). Seu uso pode ser em estruturas componentes, como por exemplo: peças estruturais em geral (vigas, perfis, colunas), trilhos, esquadrias, coberturas e fechamentos laterais, painéis (fachadas e divi- sórias), dentre tantas outras aplicações. A adição do carbono no processo de fabricação aumenta a resistência do aço, porém o torna mais duro e frágil. Já o ferro fundido tem boa resistência à compressão, cerca de 60 kgf/mm², porém a resistência à tração é cerca de 60% deste valor. Sob efeito de choques mostra-se quebradiço. A resistência à ruptura por tração ou compressão dos aços utilizados em estruturas varia de 30 a 120 kgf/ mm². 35 2.5 - Estudo particular dos metais Com base na NBR 8643/1995 – Produtos siderúrgicos de aço, temos os dados particula- res dos metais: 2.5.1 - Alumínio • O alumínio é um metal leve: densidade relativa entre 2,56 e 2,67 kgf/dm³; • Tem ruptura à tração entre 8 e 14 kgf/mm², e quando temperado pode atingir 50 kgf/ mm²; • É de difícil soldagem, e quando soldado perde 50% de suas propriedades mecânicas; • Se funde a 650-660 ºC e tem excelente condutibilidade térmica e elétrica; • Há várias ligas com o alumínio, destacando-se o duralumínio (com cobre e magnésio) de grande resistência e leveza; • Metal de cor cinza-claro, destaca-se como um dos metais de maior emprego na constru- ção civil (só perdendo em importância para o ferro e suas ligas), sobressaindo-se a quali- dades de leveza, estabilidade, beleza e condutibilidade. 2.5.1.1 - Emprego do Alumínio • Na construção o alumínio é empregado em transmissão de energia elétrica, coberturas, revestimentos, esquadrias, guarnições, elementos de ligação, etc.; 36 • O alumínio não deve ficar em contanto com outro metal; os elementos de conexão po- dem ser de alumínio ou de outro metal com proteção isolante; • Em coberturas é empregado na forma de chapas onduladas ou trapezoidais; • É muito empregado em esquadrias, onde os fabricantes já têm perfis padronizados, com os quais compõem a forma desejada pelo projetista; • É usado em fachadas (revestimento), em arremates de construção (cantoneiras, tiras, bar- ras), fios e cabos de transmissão de energia e pode ser disperso em veículo oleoso dando tintas de alumínio. 2.5.2 - Cobre • Metal de cor avermelhada, muito dúctil e maleável, embora duro, pode ser reduzido a lâminas e fios extremamente finos; • Ponto de fusão entre 1.050 e 1.200 ºC, densidade relativa entre 8,6 e 8,96, rompimento à tração entre 20 e 40 kgf/mm²; • Apresenta grande condutibilidade térmica e elétrica. 2.5.2.1 - Emprego do Cobre • É utilizado principalmente em instalações elétricas, como condutor; • É empregado também em instalações de água, esgoto, gás, coberturas e forrações; 37 • É recomendável a utilização de tubulações de cobre para gás liquefeito, porque resistem melhor quimicamente e são mais fáceis de soldar que as de ferro galvanizado. 2.5.3 - Zinco • Metal cinza-azulado, ponto de fusão 400-420 ºC, densidade relativa entre 7 e 7,2, resistên- cia à tração 16 kgf/mm², possui baixa resistência elétrica; • Em pouco tempo de exposição cobre-se de uma camada de óxido, que o protege, mas é muito atacável pelos ácidos (quando usado em calhas ou telhas deve apresentar caimen- to uniforme, para não permitir acumulo de águas que possam trazer acidez). 2.5.3.1 - Emprego do Zinco • É utilizado principalmente sob a forma de chapas lisas ou onduladas, para coberturas ou revestimentos, em calhas e condutores de fluidos; • É empregado também como composto em tintas e em ligas. 2.5.4 - Latão • Liga de cobre e zinco de grande uso e importância na construção; • A proporção da liga é variável => pode ir de 95% de cobre e 5% de zinco, até 60% de co- bre por 40% de zinco; 38 • Tem cor amarela, é muito dúctil e maleável, tem densidade relativa entre 8,2 a 8,9, carga de ruptura à tração entre 20 e 80 kgf/mm²; • É muito empregado em ferragens: torneiras, tubos, fechaduras, etc. 2.5.4.1 - Emprego do Latão • Ferragens de esquadrias (fechos, fechaduras, dobradiças e puxadores) e metais sanitários (válvulas, registros e torneiras). 2.7 - Aplicações dos materiais siderúrgicos em construções 2.7.1 - Aço inoxidável É um aço de grande resistência à corrosão. Pode ser obtido por: • Liga de aço e cromo (18%) para maior dureza se acrescenta níquel (8%) ou aço inox de qualidade superior = 9% níquel, 18% de cromo e menos de 0,15% de carbono. • Capeamento ou tratamento superficial, usando cromo, níquel, zinco (zincagem ou galva- nização) e estanho. 39 2.7.2 - Folha-de-flandres (chapas estanhadas) • Conhecida vulgarmente como lata; • Chapa fina de aço, com as faces cobertas de estanho para não oxidar; • Obtida por imersão em banho de estanho fundido ou por deposição eletrolítica. 2.7.3 - Chapas galvanizadas • Chapa fina de aço revestida com zinco; é mais resistente que a folha-de-flandres; • É obtida pela imersão da chapa em banho de zinco fundido ou eletroliticamente; Figura 7 - Tubos de aço Fonte : iStock 40 Figura 8 - Chapas galvanizadas Fonte : iStock 2.7.4 - Chapas lisas pretas • Chapas de aço lisas de baixo carbono ==> chapas pretas; • São laminadas a quente e a frio; • As laminadas a quente são chamadas grossas (espessurasde 5,16 mm a 75,20 mm); • As chapas laminadas a frio são finas, e tem bitolas padronizadas. Variam de 1,90 mm (cha- • Podem ser lisas ou onduladas; • São padronizadas pela bitola GSG, do nº 10 (3,515 mm), até o nº 30 (0,399 mm de es pes- sura). 41 Figura 9 - Chapas aço pretas Fonte : iStock 2.7.5 - Barras para concreto armado Definição da NBR 7480 - barras e fios de aço destinados a armaduras de concreto: pa 14 MSG) a 0,31mm (chapa 30 MSG). 42 Figura 10 - Barras de aço Fonte : iStock Figura 11 - Estrutura de aço Fonte : iStock 43 a) Quanto à apresentação: • Barras: segmentos retos com comprimento entre 10 e 12 m. • Fios: elementos de diâmetro nominal inferior ou igual a 12 mm, fornecidos em rolos de grande comprimento. b) De acordo com o processo de fabricação: • Classe a: barras e fios laminados a quente, com escoamento definido, caracterizado por patamar no diagrama tensão-deformação; são barras lisas. • Classe b: são as barras e fios encruados por deformação a frio, com tensão de escoamen- to convencionada em uma deformação permanente de 0,2%; são as barras torcidas ou com mossasé o re c) De acordo com as características mecânicas, conforme a tabela abaixo: Tabela 1 - Características mecânicas Fonte : Elaborado pelo Autor A norma brasileira substitui o bitolamento em polegadas pelo bitolamento em milíme- tros: - Fios: 3,2 - 3,5 - 4 - 4,5 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 mm; - Barras: 5 - 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 20 - 22 - 25 - 32 - 40 mm. 44 2.7.6 - Perfis laminados • Aço carbono laminado, apresentado na forma de barras com diversas configurações de seção transversal: perfis “L”, “T”, “H”, “U”, “Z”; • Denominados por sua altura em cm ou polegadas, mas só este detalhe não é suficiente; • Os perfis estruturais são fabricados com as seguintes resistências à tração: a) Qualidade comercial ==> 38,67 a 56,25 kgf/mm²; b) Para pontes, edifícios e grandes estruturas ==> 42,19 a 52,73 kgf/mm²; c) Valores especiais para vagões, locomotivas e navios. Figura 12 - Perfis Laminados Fonte : iStock 45 2.8 -Trilhos e acessórios Produtos laminados destinados a servir de apoio para as rodas metálicas de pontes rolantes ou trens. 2.8.1 - Arames Podem ser pretos ou galvanizados, fornecidos em rolos e designados pelo calibre da fieira. Por exemplo: calibre 18, 20, etc. Figura 13 - Rolo de Arame Fonte : iStock 46 2.8.2 - Cordoalhas Em aço, diversos fios trançados formando bitola ¼” ou 3/8”, utilizados para cercas de currais para bovinos, hoje mais econômicas que divisórias de madeira. Figura 13 - Cordoalha Fonte : iStock 47 Figura 14 - Prego Fonte : iStock 2.8.3 - Pregos Apresenta-se no comércio em dimensões diversas, caracterizados por 2 números; o pri- meiro refere-se ao calibre correspondente ao diâmetro e o segundo relacionado ao compri- mento em “linha portuguesa” (1 linha = 2,3mm). Exemplo: prego 18 x 30; no 18 - diâmetro 3,4mm; no 30 - altura 30 x 2,3 mm = 69 mm. 48 Para canalização de água, vapor, gás e ar comprimido. De acordo com a pressão de serviço podem ser providos com ou sem costura. As bitolas internas vão ½ ” a 3” com compri- mento de 6 m. Um grande número de conexões é posto à disposição dos usuários, procurando evi- tar curvaturas nos canos, o que comprometeria a camada protetora galvanizada, sujeitando o tubo à corrosão. Para condução de água usa-se o tubo com costura (cano) nas bitolas de ½ a 2”. Figura 15 - Canos galvanizados Fonte : iStock Objetivos da Unidade Unidade III - Tintas e VernizesIII - Nessa unidade iremos entender a importância do conhe- cimento mais aprofundado acerca das tintas e vernizes usa- dos na construção civil. 50 Unidade III – Tintas e Vernizes Introdução A forma mais corriqueira de combater a deterioração das superfícies é protege-las com a aplicação de uma película resistente que previna a ação dos agentes de destruição ou corro- são. Essa película pode ser obtida pela aplicação de tintas, vernizes, lacas ou esmaltes. Tinta é a derramamento de um ou mais pigmentos em um veículo (resina) que quando aplicada em uma camada apropriada forma um filme opaco e aderente no substrato; assim sendo, é um arranjo líquido pigmentado que se converte em película sólida quando aplicado. Que tem a função de blindar e adornar as superfícies contra a ação do sol, chuva, maresia e diversos outros agentes. Hoje em dia são fabricadas tintas com as mais distintas finalidades: tintas luminescen- tes, tintas que inibem o ataque de fungos, bactérias, algas e outros organismos, tintas resisten- tes ao calor, à prova de fogo, etc. Dentro dos tipos de tintas é importante entender algumas definições: • Vernizes são recursos de gomas ou resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo secativo, solvente volátil), soluções que são convertidas em uma película útil transparen- te ou translúcida. Existem dois tipos: à base de óleo ou à base de solventes. • Lacas são combinadas de um veículo volátil, uma resina sintética, um plastificante, car- gas e, ocasionalmente um corante. • Esmaltes são obtidos acrescentando se pigmentos aos vernizes ou às lacas, resultando daí uma verdadeira tinta caracterizadas pela capacidade de formar um filme excepcio- nalmente liso. 51 • Caiação é formada através da adição de água de cal com ou sem adição de corantes; indicadas para construções econômicas e aplicadas com trinchas e brochas. • Tintas especiais são tintas resistentes ao calor, tintas retardadoras de combustão, tintas inibidoras do desenvolvimento de organismos e tintas luminescentes. Figura 16 - Latas de tinta Fonte : iStock 3.1 - Tintas e Vernizes Os pigmentos são partículas (pó) sólidas e insolúveis, que podem ser desmembrados em dois grandes grupos: ativos e inertes. Os pigmentos ativos conferem cor e poder de cober- tura à tinta, enquanto os inertes (ou cargas) se incumbem de proporcionar dureza, consistên- cia e outras características. O veículo, constituído por resinas, é responsável pela constituição da película protetora na qual se converte a tinta depois de seca. Os solventes são empregados em várias fases de fabricação das tintas, ou seja, para pro- mover o empastamento dos pigmentos, regular à viscosidade da pasta de moagem, facilitar a 52 fluidez dos veículos e das tintas acabadas na fase de enlatamento. Na obra usam se solventes para melhorar a aplicabilidade da tinta, alastramento, etc. Entre os solventes mais corriqueiros estão a água, aguarrás, álcoois, acetonas, xilol e outros. Os aditivos são, na maioria das vezes, produtos químicos artificiais, com alto grau de eficiência, capazes de modificar, significativamente, as propriedades da tinta. Os aditivos mais comuns são os secantes, molhados, antiespumantes, plastificantes, dispersantes, engrossan- tes, bactericidas e outros. Esquema 1 - Tinta Fonte : Adaptado Design Unis Assista como são feitas as tintas: https://www.youtube.com/watch?v=DPdWgoTn3jE 53 3.2 - Características das tintas e vernizes Fundamentando se em algumas características das tintas, de fácil observação, pode- mos constatar, na obra, as condições de utilização do material, especialmente as seguintes: • Estabilidade - ao abrir a lata verificar se não há excesso de sedimentação, coagulação, empedramento, separação de pigmentos ou formação de pele, de tal maneira, que não se torne homogênea através da simples agitação manual. A tinta nunca deve apresentar odores pútridos ou vapores tóxicos. • Rendimento/Cobertura - é feita de forma comparativa, através de amostras, verifican-do-se ainda a aplicabilidade (se a tinta se espalha facilmente, com bom alastramento e nivelamento, sem ficar marcas de pincel ou rolo etc.) a durabilidade (resistência às intem- péries, maior ou menor tempo de sofrer alterações) e a lavabilidade (deve resistir à ação dos agentes químicos domésticos, tais como, detergente, água sanitária etc). 3.3 - Tintas usadas na construção civil 3.3.1 - Linha PVA • Látex PVA (produto à base de resina de acetato de polivinila, pigmentos e solventes. Sobre reboco rende 10 a 12m² por litro e sobre massa corrida 12 a 15m² por litro, por demão). • Massa corrida (à base de resina PVA, utilizada para nivelar e corrigir imperfeições da su- perfície interna de reboco, rende de 2 a 3m² por litro). 54 • Liquido selador (à base de resina de PVA, aditivos e solventes, indicado para selar pare- des internas de reboco absorvente, uniformizando a absorção. Rende 10 a 13m² por litro). • Liquido brilho (aplicado à ultima demão, para regular o brilho da parede, incolor após a secagem, melhora as condições de lavabilidade). • Corantes (vendidos em frascos plásticos de 60cc, bisnagas, para coloração de látex, acrí- lico e tintas solúveis em água como caiação e outras em pó, e também para colorir rejun- tamentos de azulejos e pisos). 3.3.2 - Linha Esmalte • Fundo branco fosco (indicado como primeira pintura para madeira nova, como isolante e nivelador). • Massa à óleo (para corrigir e nivelar superfícies de madeira). • Zarcão (anticorrosivo e antioxidante para proteção das superfícies ferrosas). • Aguarrás (à base de solvente alifáticos e aromáticos, indicados para diluição de esmalte sintético). • Silicone líquido (à base de resina de silicone, aditivos e solventes alifáticos e aromáticos, indicados para superfícies externas de tijolo a vista, reboco, concreto, evita a infiltração de água. Rende de 1 a 1,5m² por litro, por demão). • Esmalte sintético (à base de resina alquídica, pigmentos, aditivos especiais e solventes, indicado para pintura de superfícies de madeira e ferro. Rende 10 à 12m² por litro, por 55 demão). 3.4 - Vernizes • Verniz filtro solar (à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, indicado para pin- tura de superfícies internas e externas de madeira. Rende 8 a 12m² por litro, por demão). • Verniz poliuretano (à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, para madeiras in- ternas e externas, mesmo rendimento). • Verniz copal (à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, indicado para interiores, mesmo rendimento). • Selador para madeiras (à base de resina nitrocelulose, aditivos e solventes, para prepa- ração das madeiras internas. Rende igual aos vernizes). 3.4.1 - Linha Acrílica • Látex acrílico - semi brilho e fosco - (à base de resina acrílica estirenada, pigmentos, adi- tivos e solventes, indicado para pinturas de reboco, blocos de concreto, amianto, massa acrílica, massa corrida e repinturas. Rende 12 a 15m²/litro/demão). • Massa acrílica - (base de resina acrílica estirenada, pigmentos, aditivos e solventes. Para nivelar ou corrigir imperfeições de reboco, blocos, concreto, etc. Rende 2 a 2,5m² por litro, por demão). • Verniz acrílico (a mesma base, indicado para concreto aparente, rende 12 a 15m² por litro, por demão). 56 • Selador acrílico (base de resina acrílica estirenada, pigmentos, aditivos e solventes, indi- cados para pinturas internas e externas, dando aparência texturada. Rende 1 a 2m² por litro/demão). • Acrílico para pisos (a mesma base, utilizado em pisos de quadras poliesportivas, áreas de estacionamento, quintais, lojas etc. Rende 4 a 6m² por litro/demão). 3.5 - Características fundamentais das tintas De modo geral, uma tinta com boa qualidade e desempenho deve apresentar as se- guintes particularidades: • Pintabilidade: facilidade de aplicação - a tinta deve espalhar com facilidade. • Nivelamento: as marcas de pincel ou rolo devem desaparecer pouco tempo após a apli- cação da tinta deixando uma película uniforme. • Secagem: não deve ser tão rápida, nem tão lenta, deve admitir o espalhamento e o re- passe constantes. • Poder de cobertura: a tinta deve cobrir completamente a superfície pintada, com o me- nor nº de demãos. • Rendimento: terá maior rendimento a tinta que cobrir a maior área por galão, com igual poder de cobertura • Estabilidade: deve apresentar estabilidade durante o armazenamento; ao abrir uma lata de tinta pela primeira vez, esta não deve apresentar excesso de sedimentação, coagula- 57 ção, separação, formação de nata, que não possa homogeneizar com uma simples agita- ção manual. • Propriedades de resistência / durabilidade: é a capacidade da tinta em permanecer por longo tempo igual ao seu aspecto inicial de aplicação, resistindo a ação de chuva, raios solares, maresia, etc. • Lavabilidade: capacidade de uma tinta resistir à limpeza com agentes químicos de uso doméstico, por exemplo: sabão, detergente, amoníaco, etc. • Transferência: capacidade de uma tinta no momento da aplicação, passar do rolo à pa- rede sem esforço, além de não respingar. • Cheiro/Odor: característica de uma tinta para que seu odor não atrapalhe o aplicador, e após a aplicação desapareça do ambiente no menor tempo possível. Objetivos da Unidade Unidade IV - Vidros e PlásticosIV - Nessa unidade iremos entender a importância do conhe- cimento mais aprofundado acerca dos vidros e plásticos usa- dos na construção civil. 59 Unidade IV – Vidros e Plásticos 4.1 - Vidros Quando pensamos em vidros na construção civil, vem a nossa mente apenas a arqui- tetura moderna, mas a indústria vidreira brasileira surgiu no fim do século XIX e no século XX ganhou espaço por todo país. O vidro hoje é um material tão comum nas nossas vidas que, muitas vezes, nem enten- demos o quanto ele está presente. Contudo, basta observarmos à nossa volta com um pouco de atenção e vamos encontrá-lo nas janelas, nas lâmpadas, na mesa de refeições, em garrafas, copos, pratos, travessas. Além disso, muitos estarão a ver tudo isso através de óculos com len- tes de vidro. Lógico que se formos além, temos a nossas edificações, que hoje tem vários deta- lhes arquitetônicos onde o vidro se destaca e impõe sua beleza. Figura 16 - Casa de Vidro Fonte : iStock 60 Na construção civil são utilizados os vidros silíco-sodo-cálcicos são compostos por: • Um vitrificante, a sílica, introduzida sob a forma de areia (70 a 72 %); • Um fundente, a soda, sob a forma de carbonato e sulfato (cerca de 14%); • Um estabilizante, o óxido de cálcio, sob a forma de calcário (cerca de 10%); • Vários outros óxidos, tais como o alumínio e o magnésio, melhoram as propriedades físi- cas do vidro, especialmente a resistência à ação dos agentes atmosféricos; • Para determinados tipos de vidro, a incorporação de diversos óxidos metálicos permite a coloração na massa. Porém, o que é o vidro? E o que faz este material ter tantas apli- cações e permanecer a ser usado em tão larga escala ao longo de to- dos estes anos? Conforme a definição acolhida internacionalmente, “o vidro é um produto inorgânico, de fusão, que foi resfriado até atingir a rigidez, sem formar cristais”. Para a literatura podemos definir o vidro como: “uma subs- tância inorgânica, amorfa e fisicamente homogénea, obtida por resfriamento de uma massa em fusão que endurece pelo aumento contínuo de viscosidade até atingir a con- dição de rigidez, mas sem sofrer cristalização. ” 61 4.2 - Propriedades dos Vidros • Dureza - Para determinar a dureza superficial, isto é, a resistência a ser riscado por outro material, utiliza-se a escala de MOHS. O vidro tem a dureza 6.5 entre a ORTOSE (6) e o quartzo (7). • Resistência à abrasão - É 16 vezes mais resistente queo granito. • Elasticidade - é um material perfeitamente elástico, nunca apresenta deformação per- manente, é frágil, ou seja, submetido a uma flexão crescente, parte sem apresentar sinais precursores. • Resistência à tração - varia de 300 a 700 daN/cm2 e depende de: • Duração da carga para cargas permanentes, a resistência à tração diminui em cerca de 40%; • Umidade; diminui em cerca de 20%; • Temperatura: a resistência diminui com o aumento de temperatura; • Estado da sua superfície, função de polimento; • Corte e estado dos bordos. • Resistência à compressão - é muito elevada, cerca de 1000 N/mm2 (1000 MPa) e não limita praticamente o campo das suas aplicações. Em termos práticos significa que para quebrar um cubo de 1cm de lado, a carga necessária será na ordem das 10 toneladas. 62 • Resistência à flexão - um vidro submetido à flexão tem uma em face de trabalhar à com- pressão e a outra à tração. A resistência à rotura por flexão é da ordem de: • 40 MPa (N/mm2) para um vidro recozido polido; • 120 a 200 MPa (N/mm2) para um vidro temperado (segundo a espessura, manufatura dos bordos e tipo de fabrico). O elevado valor da resistência do vidro temperado deve-se à operação de têmpera que coloca as superfícies do vidro em forte compressão. Tendo em conta os coeficientes de segu- rança, as tensões de segurança, σ, habitualmente utilizadas são as indicadas na tabela 1 (em daN/cm2). 4.3 - Classificação dos Vidros Os vidros podem ser classificados: quanto ao tipo, quanto à forma, quanto à transparên- cia, quanto ao acabamento da superfície e quanto as cores, assim a NB – 226 adota as seguintes divisões: 63 Quadro 3 - Forma e tranparência Fonte : Adaptado Design Unis Quadro 2 - Tipo Fonte : Adaptado Design Unis 64 Quadro 4 - Acabamento Fonte : Adaptado Design Unis 4.4 - Tipos de vidro 4.4.1 - Vidro Impresso Este tipo de vidro passou a existir a partir do momento em que se desenvolveu o pro- cesso pelo o qual o vidro emerge do forno e é passado através de dois rolos, um dos quais possui um desenho gravado na superfície. Essa representação transmite-se ao vidro e dá-se o recozimento, o arrefecimento e, em seguida, é cortado. Este tipo de vidro tem uma similar composição química, é translúcido, com figuras ou desenhos, numa só ou em ambas as faces. A resistência mecânica deste vidro é acrescida se também for temperado. A utilização deste tipo de vidro é destinada a locais ou situações que careçam de priva- cidade sem comprometer a quantidade de luz no local que o vidro deixa passar. 65 4.4.2 - Vidro plano polido É um vidro transparente cujas faces são polidas e sem distorção de visão, isto é, é pos- sível ver os objetos através dele, ou refletidos pela sua superfície em qualquer ângulo. Diferen- cia-se do vidro plano liso pela perfeição das suas superfícies polidas excetuadas de ondula- ções, permitindo uma visão indeformada dos objetos através dele. 4.4.3 - Vidros coloridos ou termo absorventes Além do aspecto estético, podem reduzir o consumo energético de uma construção. Estes vidros diminuem a energia radiante transmitida pelo sol, quer refletindo a radiação solar antes de entrar na habitação, quer absorvendo-a no corpo do vidro. Os vidros termo absor- ventes são produzidos pela introdução de óxidos metálicos na massa do vidro, que produzem cores variáveis e reduzem a transmissão solar, aumentando a absorção do vidro. 4.4.4 - Vidros Aramados O processo de fabricação incide em fazer passar o vidro em fusão, ao lado com uma malha metálica, através de um par de rolos, de tal modo que a malha fique posicionada apro- ximadamente no centro do vidro. Neste processo, um mecanismo alimenta a malha metálica a uma velocidade e tensão predeterminadas, compatíveis com a velocidade de alimentação da massa de vidro fundente, proveniente do forno. A principal característica desse vidro é a sua resistência ao fogo, sendo considerado um material anti-chama. Ele reduz também o risco de acidentes, pois, caso quebre, não estilhaça, e os fragmentos mantêm-se presos à tela metálica. É resistente à corrosão, não se decompõe, nem enferruja. Podemos encontrar vidros aramados transparentes, coloridos, com diversos ti- pos de acabamento superficial e malhas metálicas hexagonais e em forma de losango. O vidro aramado como material resistente ao fogo pode ser utilizado em portas corta- 66 -fogo, janelas, dutos de ventilação vertical e passagens para saídas de incêndio. Para essas apli- cações, deverão ser estudados caixilhos, calços e juntas especiais. O vidro aramado é indicado, também, em locais sujeitos a impacto e abusos, bem como onde a queda de lascas de vidros represente um risco para os usuários da instalação. Como exemplo, podemos citar: peitoris, sacadas, divisórias e coberturas 4.4.5 - Vidros Laminados O vidro de segurança laminado consiste em duas ou mais lâminas de vidro fortemente interligadas, sob calor e pressão, por uma ou mais camadas de polivinil butiral-PVB, resina mui- to resistente e flexível, ou outra resina plástica aprovada. Na produção do laminado deve-se ter uma sala bem vedada, com temperatura e humidade controladas, onde o PVB é deixado algum tempo para atingir a umidade dentro dos limites previstos pelo fabricante. 4.4.6 - Vidro curvo Visando oferecer segurança, os vidros curvo-laminados proporcionam também beleza e modernidade. Depois de recozidos são laminados, sendo unidos por intercalcário plástico, que os torna seguros. Podem ser empregados nas portas de segurança de bancos, estações de autocarros, coberturas. As cores disponíveis são múltiplas. 4.4.7 - Lã de Vidro É produzida fazendo passar o vidro fundido através de pequenos furos ou orifícios, à medida que os filetes de vidro fundido escorrem através dos orifícios, eles são atingidos por jactos de ar ou vapor a alta pressão fazendo com que o produto seja produzido. A temperatura do vidro, a dimensão dos orifícios e a pressão dos jactos condicionam o tipo de fibra fabricada. 67 Elas podem ser longas, curtas, finas ou grossas. As fibras são controladas em relação às dimensões e espessuras. A lã de vidro é então decomposta em chapas ou placas rígidas através de outro processo. Em seguida, apresentam- -se três processos de produção de fibras. A fibra de vidro é um material incombustível, não absorvente, quimicamente estável, resiste ao ataque de insetos, roedores e fungos. As fibras de vidro são empregadas para reforçar plásticos, fitas, tendo variadas aplicações. Destacam-se como isolante térmico e acústico e são produzidas a partir de vidros de baixa alcalinidade. 4.5 - Plásticos na construção civil O que é consideramos como um material plástico? Os materiais plásticos compõem, provavelmente, os materiais mais comuns no seu dia a dia. Sua popularização se deve ao baixo custo, leveza e praticidade, destacando-se as seguintes características: • Possibilidade de fabricação de peças em variadas formas, tamanhos e cores. • São atóxicos, incorrosíveis e inatacáveis por roedores. • São excelentes isolantes térmicos, elétricos e, até, acústicos. Por possuir uma boa aceitação, notou-se que muitos objetos tradicionalmente fabri- cados com outros materiais, poderiam ser confeccionados com plástico. Se observarmos ao nosso redor e temos muitas coisas confeccionadas com plástico. Embora os materiais plásticos apresentem muitos pontos positivos, também têm algumas desvantagens. Dentre elas pode- mos destacar: • Os plásticos levam muito tempo para se degradarem e permanecem intactos na natureza durante anos. 68 • Muitos são sensíveis à luz e ao calor, que os envelhecem rapidamente. • A maioria sofre de instabilidadedimensional sob a ação de cargas e/ou de temperatura. Mesmo que tais decorrências não se apliquem para todos os tipos de plásticos, alguns desses causam graves problemas ambientais, cujas soluções passam por reutilização e recicla- gem, e também por conscientização de “adquirir com moderação”. Ainda, há também, muitas aplicações tecnológicas e industriais. Podemos ainda observar pela literatura, que o termo plástico para estes materiais está tecnicamente incorreto, pois termo plástico identifica o comportamento mecânico de qual- quer material que, deformando-se sob ação de uma carga, não recupera a forma primitiva após a descarga. Dentro de uma classificação mais abrangente os materiais plásticos pertencem ao gru- po dos materiais poliméricos, que são materiais constituídos por ligações mistas. Oferecem, especialmente, os elementos orgânicos C; H; O e N e/ou alguns outros elementos químicos inorgânicos como Cl; F; Si. Lembrando que os Polímeros são materiais combinados de origem natural ou sintética que tem massa molar elevada, compostas pela repetição de um grande número de estruturas básicas. Cabe notar que materiais plásticos são distintos de materiais poliméricos. O plástico é o nome empregado para os polímeros pela propriedade de plasticidade que este material tem, ou ainda, por ser uma das fases de polímero antes de sua conformação. Sendo suas principais características: • Boa resistência à corrosão; • Baixa massa específica; • Boas características de isolamento térmico e elétrico. 69 Os polímeros foram os primeiros materiais sintéticos utilizados na engenharia, sendo catalogados de acordo com o seu sistema de ligações e a sua constituição estrutural: Polímeros termoplásticos - são aqueles que quando sob efeito de pressão e tempe- ratura tornam-se mais moles, adotando a forma do molde. O processo é reiniciado com uma nova mudança de temperatura e de pressão, o que significa que podem ser considerados como recicláveis. Polímeros termoendurecíveis (termofixos) - são aqueles que amolecem sob o efeito de pressão e temperatura, assumindo também a forma do molde. Contudo, quando expostos a uma nova alteração de pressão e temperatura nada acontece, ou seja, são materiais insolúveis e não recicláveis. Figura 17 - Balas de plástico Fonte : iStock 70 Alguns exemplos de aplicação na engenharia civil e na construção dos polímeros são: • Polímeros naturais: lã, asfalto, borracha, couro, madeira e algodão. • Polímeros sintéticos: resina epoxídica, poliuretano, poliésteres, poliuretano, etc. Objetivos da Unidade Unidade V - Materiais Cerâmicos V - Nessa unidade iremos entender a importância do conhe- cimento mais aprofundado acerca dos materiais cerâmicos usados na construção civil. 72 Unidade V – Materiais Cerâmicos 5.1 - Materiais Argilosos Podemos entender os materiais argilosos como aqueles que são uma mistura básica de argila e água, da qual se obtém uma pasta plástica capaz de ser moldada, e que, após secagem lenta, é cozida em temperatura elevada. Os materiais argilosos pertencem ao grupo dos materiais cerâmicos, nas construções, sobressaem tijolos maciços e furados, telhas, azulejos, pisos e as louças sanitárias (pias e vasos). Porém temos outros produtos, muito utilizados também, como os porcelanatos e os blocos cerâmicos estruturais. Ainda há diversas outras aplicações situadas nos variados cam- pos tecnológicos, deparamos materiais argilosos designados por ce- râmicas avançadas, como a alumina, o carbeto de silício e a zircônia, aplicados como abrasivos, ferramentas, velas para motores e materiais semicondutores em circuitos eletrônicos. 73 Figura 18 - Produção em argila Fonte : iStock 5.2 - Argilas A argila é um material natural e terroso que se forma na natureza a partir da alteração das rochas, graças à ação dos agentes de intemperismo (pressão, temperatura e umidade) so- bre elas. Sua composição pode variar em função de seus elementos constituintes, quanto no arranjo dos seus átomos. Na natureza não existem duas jazidas de argila perfeitamente iguais, sendo possível observar, até mesmo, diferenças em uma mesma jazida, o que justifica a grande variabilidade de tipos de produtos encontrados no mercado para variadas aplicações. O depósito natural da argila é denominado de barreiro, onde se dá sua exploração, ini- cialmente é retirada uma camada superficial, em geral uma camada vegetal, em que logo abai- xo se encontra a argila mais pura e aproveitável para a indústria da cerâmica. 74 Figura 19 - Estrada de terra depois de chuva Fonte : iStock É importante destacar aqui, que a argila é um material inorgânico natural, ou seja, é ter- ra. Porém, nem toda terra é argila e, por isso, que nem todas as argilas servem para a fabricação de materiais argilosos. Figura 20 - Estrada de terra depois de chuva Fonte : iStock 75 Assim, podemos definir que são três as condições necessárias para a caracterização ge- ral de uma argila que irá compor um produto argiloso: • Possuir elevado teor de partículas com diâmetro inferior a 0,002 mm • Ser constituída exclusivamente por argilo-minerais • Tornar-se plástica quando úmida; dura e rija, quando seca e resistente quando queimada 5.3 - Classificação das argilas 5.3.1 - Em função dos argilo-minerais predominantes • Cauliníticas – grupo de argilas puras, procedentes da ação intempérica sobre os felds- patos, chamadas de caulim, compostas basicamente de silicatos hidratados de alumínio, destinadas à confecção de produtos mais nobres, como: porcelanas, louças sanitárias, materiais refratários, na indústria de papel e de medicamentos, além de muitas peças elé- tricas/eletrônicas. São as mais raras, possuem grãos mais grossos e adquirem a coloração branca após a queima, embora possam ter qualquer cor “in natura”. • Ilíticas – grupo de argilas mais comuns, formadas por um silicato de alumínio hidratado com elevado teor de óxido de potássio. A maioria contêm grande quantidade de mica, sendo então conhecidas por micáceas. São as argilas mais abundantes e de aplicação na fabricação de tijolos, telhas, manilhas, lajotas, etc. Apresentam-se na cor vermelha após a queima, devido à presença do óxido de ferro. • Montmoriloníticas – grupo de argilas expansivas originárias de cinzas vulcânicas que, com grande poder de inchamento, são pouco utilizadas isoladamente, mas que se apli- 76 cam misturadas às demais a fim de lhes corrigir a plasticidade. Possuem os grãos extrema- mente finos e têm aplicações industriais, como: clarificação de óleos vegetais e minerais, perfuração de poços de petróleo, pelotização de minérios e fabricação de fertilizantes. É o mineral predominante na vermiculita, bentonita e saponita, sendo de grande potencial comercial e industrial embora menos exploradas. 5.3.2 - Em função da temperatura de transformação • Fusíveis – são as argilas que se alteram e se vitrificam em temperaturas abaixo de 1200°C. São as mais importantes para a construção, pois é a partir delas que se dá a fabricação da maioria dos produtos, normalmente chamados de produtos de argila vermelha, uma vez que adquirem essa coloração após a passagem pelo forno. • Infusíveis – são argilas constituídas de caulim puro e utilizadas na fabricação de porce- lanas e louças sanitárias. Os produtos confeccionados com estas argilas são designadas por cerâmicas brancas por tornarem-se claras após a queima no forno. Vitrificam-se entre 1200 e 1500°C. • Refratárias – são argilas puras que só se modificam estruturalmente em temperaturas acima de 1500°C. Têm baixo coeficiente de condutibilidade térmica e são utilizadas na confecção dostijolos refratários, empregados em revestimento de fornos e construções de chaminés. São cerâmicas importantíssimas para um país, pois todos os materiais pro- duzidos em altas temperaturas como cimento, aço e vidro, dependem delas. 77 5.4 - Produtos argilosos para a construção Os materiais de argila são praticamente os de cerâmica ver- melha (tijolos, telhas, lajotas, manilhas), com baixo custo e de grande produção e circulação. As indústrias ficam próximas às jazidas e ao mercado consumidor. A cor vermelha, como já citado anteriormente, é resultado da oxidação dos compostos ferrosos presentes na argila. Esses materiais podem ser vidrados se houver o lançamento de cloreto de sódio (NaCl) no interior do forno quando o produto estiver em fase de queima adiantada. Sobre a superfície da peça, será produzida uma camada mais avançada de material vitrificado, onde o sódio se deposita e o cloro volatiliza, sendo lançado na atmosfera pela chaminé. 5.4.1 - Tijolos cerâmicos Também chamados de blocos, são muito utilizados nas edificações para construção de alvenarias, apresentando dimensões bastante variáveis, podemos distingui-los como maciços e furados. Os tijolos maciços são fabricados de modo artesanal, em pequenas olarias, com pastas bem úmidas e queima em baixas temperaturas (800 a 900°C). Obtém-se um produto poroso, de baixa resistência mecânica e pesado, por causa das suas dimensões. Porém, existem tijo- los maciços de boa resistência mecânica, mesmo com processos de produção arcaiocos, que trazem consigo vantagens, como: melhor isolamento térmico e acústico, menor absorção de umidade e, até mesmo, possibilidade de serem aplicados sem revestimento posterior, deixan- do uma das faces da alvenaria à vista. 78 Figura 21 - Tijolo Fonte : iStock Figura 22 - Parede de Tijolo Fonte : iStock Os tijolos furados são moldados por extrusão e queimados nos fornos onde a tempe- ratura alcança de 900 a 1050°C, possuem processos de produção com um maior controle tec- nologico, exigem matéria-prima de melhor qualidade, os quais conduzem a um produto final mais confiável. 79 Figura 23 - Dois blocos Fonte : iStock Figura 24 - Construçao de uma parede Fonte : iStock 80 5.4.2 - Telhas cerâmicas As telhas cerâmicas são constituídas por argilas ricas em ilita, com maior cuidado na seleção e preparo mais cuidadoso a fim de destacar certas propriedades como resistência me- cânica e baixa permeabilidade. Cabe ressaltar que temos vários tipos de telhas cerâmicas dis- poniveis no mercado. Figura 25 - Telhas Fonte : Adaptado Design Unis 81 5.5 - Materiais de louça e revestimento Este é o grupo de cerâmicas apresenta seu corpo branco após a queima, compreendem as louças sanitárias, louças de faiança, objetos de decoração, cadinho de laboratório, azulejos e pisos, entre outros. Para a confecção destes materiais são utilizadas diversas matérias-primas além das argilas cauliníticas, como o quartzo, os feldspatos, o talco, a cromita, a grafita e, na medida do possível, utilizadas na forma pura. Estes produtos são revestidos por uma película vítrea e seus custos são bem mais ele- vados que o material de argila (exemplo blocos e telhas). Geralmente têm os corpos porosos, com exceção dessa película externa vitrificada, praticamente impermeável. Figura 26 - Banheiro Moderno Fonte : iStock 82 A cerâmica branca é classificada quanto à sua capacidade de absorção de umidade em: • Vítreo – produtos que apresentam baixíssimos valores de absorção (h < 0,5%). São as porcelanas, que chegam à translucidez devido a uma fusão mais perfeita. • Semi-vítreo – são produtos que apresentam absorção de água na faixa compreendida entre 0,5 e 4,0%. Neste grupo, temos as cerâmicas sanitárias de corpo branco ou colorido artificialmente. As partes que entram em contato com a água, recebem o revestimento vidrado, enquanto as partes que farão junção com outras partes (e as invisíveis), não. • Poroso – são produtos cerâmicos com absorção de água acima de 4%. São identificados como louças de faiança e, por serem porosos, devem receber uma camada de vidrado ou de esmalte para serem utilizados higienicamente. Fonte : iStock Figura 27 - Caldeira de aquecimento e Cad cam tecnologia 83 5.6 - Materiais refratários Os materiais refratários são os uma das classes mais importantes dentro dos materiais argilosos na economia de um país, pois seu emprego não se dá apenas na construção, mas também na grande maioria dos fornos industriais dos diversos segmentos. Não seria possível obter materiais como aço, cimento, vidros e vários outros, se as cerâ- micas refratárias não fossem capazes de suportar altíssimas temperaturas, sem sofrer transfor- mações. A cerâmica refratária é capaz de manter a estabilidade volumétrica e elevada resistên- cia química e mecânica. O material refratário é pobre em cal e óxido de ferro e divide-se em ácido, básico e neu- tro em função de seus principais elementos constituintes. A escolha adequada do refratário se dá pela necessidade de impedir a formação de sais entre o refratário e as substâncias com as quais entrará em contato. • Ácidos – são os sílicos-aluminosos, ou silicosos, utilizados na fabricação de vidros. • Básicos – são os aluminosos e os magnesíticos empregados na fabricação de cimentos • Neutros – são refratários cromíticos de aplicação mais abrangente, porém de maior cus- to. 84 Figura 28 - Materias Refratários Fonte : iStock Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto: Procedimento. Rio de Janeiro, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 7480: Aços destinados à arma- dura para estrutura de concreto armado: Especificação. Rio de Janeiro, 2007. BAUER, Luiz A. Falcão. Materiais de construção. Volumes 1 e 2. São Paulo: LTC, 1995. CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Rio de janeiro: LTC, 2002. HELENE, Paulo & TERZIAN Paulo. Manual de dosagem e controle de concreto. São Paulo: Pini, 1993. KLOSS, César Luiz. Materiais de construção civil. Paraná: CEFET-PR, 1991. PETRUCCI, Eládio. Concreto de cimento Portland. Porto Alegre: Globo, 1979. _____. Materiais de construção. Porto Alegre: Globo, 1982. ZANDONADI, Alexandre. Materiais cerâmicos. III PCDET. Belo Horizonte: CEFET-MG, Unidade I – Materiais Betuminosos e Madeiras 1.1 Materiais Betuminosos 1.1.1 - Materiais betuminosos utilizados em pavimentação 1.1.2 Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAPs) 1.1.3 Asfalto Diluído 1.1.4 - Emulsões Asfálticas 1.1.5 - Principais NBR’s para os Materiais Betuminosos 1.2 - A madeira como material para construção civil 1.2.1 - Vantagens da madeira como material de construção 1.2.2 - Desvantagens da madeira como material de construção 1.2.3 - Origem e produção das madeiras 1.2.4 - Classificação das madeiras 1.2.5 - Estrutura e crescimento das árvores 1.2.6 - Identificação 1.2.7 - Tipos de madeira de construção 1.2.8 - Produção das Madeiras Serradas 1.2.9 - Propriedades físicas das madeiras 1.2.9.1 - Umidade 1.2.9.2 Retratibilidade 1.2.9.3 - Densidade 1.2.9.4 - Demais propriedades físicas da madeira 1.2.10 - Propriedades mecânicas das madeiras 1.2.11 - Defeitos das madeiras 1.2.11.1 - Defeitos de crescimento 1.2.11.2 - Defeitos de secagem 1.2.11.3 - Defeitos de produção 1.2.11.4 - Defeitos de alteração Unidade II – Metais 2.1 - Aço para construção civil 2.2 - Ligas Metálicas 2.3 - Propriedades dos metais 2.4 - Produtos siderurgicos 2.5 - Estudo particular dos metais 2.5.1 - Alumínio 2.5.1.1 - Emprego do Alumínio 2.5.2 - Cobre 2.5.2.1 - Emprego do Cobre 2.5.3 - Zinco 2.5.3.1 - Emprego do Zinco2.5.4 - Latão 2.5.4.1 - Emprego do Latão 2.7 - Aplicações dos materiais siderúrgicos em construções 2.7.1 - Aço inoxidável 2.7.2 - Folha-de-flandres (chapas estanhadas) 2.7.3 - Chapas galvanizadas 2.7.4 - Chapas lisas pretas 2.7.5 - Barras para concreto armado 2.7.6 - Perfis laminados 2.8 -Trilhos e acessórios 2.8.1 - Arames 2.8.2 - Cordoalhas 2.8.3 - Pregos Unidade III – Tintas e Vernizes 3.1 - Tintas e Vernizes 3.2 - Características das tintas e vernizes 3.3 - Tintas usadas na construção civil 3.3.1 - Linha PVA 3.3.2 - Linha Esmalte 3.4 - Vernizes 3.4.1 - Linha Acrílica 3.5 - Características fundamentais das tintas Unidade IV – Vidros e Plásticos 4.1 - Vidros 4.2 - Propriedades dos Vidros 4.3 - Classificação dos Vidros 4.4 - Tipos de vidro 4.4.1 - Vidro Impresso 4.4.2 - Vidro plano polido 4.4.3 - Vidros coloridos ou termo absorventes 4.4.4 - Vidros Aramados 4.4.5 - Vidros Laminados 4.4.6 - Vidro curvo 4.4.7 - Lã de Vidro 4.5 - Plásticos na construção civil Unidade V – Materiais Cerâmicos 5.1 - Materiais Argilosos 5.2 - Argilas 5.3 - Classificação das argilas 5.3.1 - Em função dos argilo-minerais predominantes 5.3.2 - Em função da temperatura de transformação 5.4 - Produtos argilosos para a construção 5.4.1 - Tijolos cerâmicos 5.4.2 - Telhas cerâmicas 5.5 - Materiais de louça e revestimento 5.6 - Materiais refratários Referências
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