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MATERIAIS E TECNICAS CONSTRUTIVAS AV1 1. MATERIAIS DA CONSTRUÇÃO CIVIL: 1.1 Classificação quanto aos recursos ambientais: • Recurso natural: qualquer insumo necessário para a manutenção de ecossistemas. • Recurso renovável: pode ser consumido moderadamente, respeitando-se o ciclo natural de renovação do ecossistema. Exemplos: ar, água, madeira etc. • Recurso não renovável: recurso que, uma vez utilizado, não se renova por meio natural. Este tipo pode ser classificado em minerais energéticos (petróleo, carvão mineral e minerais radioativos utilizados na geração de energia elétrica) e não energéticos (calcário, ferro, cobre etc. 1.2 Classificação dos Materiais: Existem diversas maneiras de classificar materiais, mas, sem dúvida, a mais conhecida é a que os classifica em metais, cerâmicas, polímeros, compósitos, semicondutores e biomateriais. A Figura abaixo apresenta o diagrama dessa classificação. A. METAIS. • Os metais são compostos de combinações de elementos metálicos que possuem grande quantidade de elétrons livres, não ligados a qualquer átomo em particular, constituindo a “nuvem” eletrônica. Genericamente, apresentam-se em estado sólido à temperatura ambiente (com exceção do mercúrio). Algumas de suas propriedades são: boa condução de eletricidade e calor, brilho característico, opacidade, alta resistência e deformabilidade (ductilidade e maleabilidade). • Qual a diferença entre ductilidade e maleabilidade? Ductilidade: permite que o material seja esticado em arames finos. (Fio de Cobre) Maleabilidade: possibilita sua redução a lâminas delgadas. (Folha de Aluminio) • Na construção civil, os principais produtos metálicos são as barras, as chapas, as cordoalhas, os arames, os perfis estruturais e os tubos de aço. O alumínio está presente em perfis, placas, esquadrias e luminárias; o cobre é utilizado em tubulações de água quente e cabos elétricos; e o bronze, em artefatos decorativos. • A escolha de materiais como o alumínio, o cobre e o bronze podem ser feitos por critérios estéticos, por suas respectivas colorações e texturas diferenciadas. Mas a resistência que esses materiais possuem contra a corrosão também é um quesito importantíssimo. • A preocupação com a ferrugem de materiais metálicos na construção civil é grande. Infelizmente, a maioria dos metais tende a oxidar quando exposta ao ar atmosférico, especialmente em ambientes úmidos. B. CERÂMICAS: • A cerâmica (do grego kéramos, que significa “argila queimada”) também participou da evolução humana desde a Antiguidade, sendo o material artificial mais antigo produzido pelo homem. Em escavações de fundações de obras, muitas vezes são encontrados sítios arqueológicos em que se podem ver utensílios de cerâmica, como pratos, potes, jarras e garrafas. Os povos refletiam nas formas e nas cores o ambiente e a cultura em que viviam. A produção cerâmica dava importância fundamental à estética, e os motivos artísticos eram geralmente o dia a dia das comunidades: a caça, os animais e a luta, por exemplo. Novamente, destaca-se a importância da tecnologia, pois apenas uma roda de madeira movida por um pedal (criada em 2.000 a.C.) foi o aparelho que permitiu fazer vasos perfeitos, de superfície lisa e espessura uniforme. • A cerâmica é formada por uma grande variedade de espécies químicas (metálicas e não metálicas), com propriedades características, como RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO, que variam de pequenos valores até patamares maiores que os dos metais. NA SOLICITAÇÃO DE TRAÇÃO, APRESENTA FRAGILIDADE E SOFRE RUPTURA. Outras propriedades importantes derivadas de suas ligações químicas fortes são a ESTABILIDADE A ALTAS TEMPERATURAS, O ISOLAMENTO ELÉTRICO E A RESISTÊNCIA AO ATAQUE QUÍMICO. • A indústria cerâmica, na construção civil, pode ser subdividida em setores que possuem características distintas: Cerâmica vermelha: apresenta materiais com coloração avermelhada, utilizados na confecção de tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes pré-moldadas, tubos cerâmicos e argilas expandidas. Cerâmica branca: materiais constituídos por um corpo branco e, em geral, recobertos por uma camada vítrea transparente e incolor, utilizados em louça sanitária, isoladores elétricos e cerâmica técnica para fins diversos. Revestimentos cerâmicos: placas cerâmicas são constituídas de três camadas: o suporte, o engobe (com função impermeabilizante) e o esmalte (camada vítrea). A origem do nome azulejo vem do árabe azuleicha, que significa pedra polida, e a arte do azulejo foi largamente difundida pelos islâmicos. Na construção civil, a tecnologia de pisos e azulejos cerâmicos evoluiu muito em formatos, tamanhos, níveis de resistência mecânica e qualidade. C. POLÍMEROS: • Os materiais que conhecemos popularmente como “plásticos” são, na verdade, polímeros. Uma das propriedades dos polímeros é a plasticidade, daí seu nome popular. Polímeros são macromoléculas constituídas por um grande número de moléculas pequenas que se repetem na sua estrutura, denominadas monômeros. As reações pelas quais essas moléculas se combinam são chamadas de polimerizações. Polímeros naturais, como a borracha natural, dominaram o mercado consumidor até meados de 1900. Posteriormente, os polímeros sintéticos foram sendo descobertos e ganharam o seu espaço, por exemplo, o policloreto de vinila (PVC), em 1936, e o polietileno (PE), em 1942. A importância dos polímeros cresceu por sua qualidade como materiais e por suas inúmeras aplicações em revestimentos, acabamentos e acessórios em várias etapas da obra. Os polímeros estão presentes em tintas e colas e são adotados em corrimãos, puxadores, fechos, caixilharias e acessórios de iluminação e de instalações hidráulicas. No entanto, a criatividade de ampliar cada vez mais o uso desses materiais deve res-peitar seus limites técnicos. • Os polímeros possuem as seguintes propriedades: facilidade de moldar um formato desejado; baixo custo de produção; resistência ao desgaste; peso reduzido; excelente isolamento térmico, elétrico e acústico; possibilidade de reciclagem. • Classificação dos Polímeros: Termoplásticos: quando sujeitos a temperaturas superiores ao respectivo ponto de amolecimento, podem moldar-se plasticamente, voltando ao estado sólido quando resfriados. São teoricamente recuperáveis indefinidamente, já que se pode repetir o processo quantas vezes forem necessárias; contudo, o envelhecimento do termoplástico afeta sua estabilidade, impondo um limite a repetidas transformações. Termofixos: não são recicláveis e não amolecem quando aquecidos. Isso ocorre porque possuem fortes ligações covalentes entre as cadeias adjacentes. Elastômeros: são materiais plásticos mais resistentes, com um comportamento elástico rápido. Retirada a carga, o material voltam à forma inicial. • Utilização na Construção Civil: Acabamento interior de paredes: os materiais de revestimento à base de polímeros possuem qua-lidades decorativas, variedade de tonalidades e desenhos, brilho das cores e propriedades higiênicas. Esses materiais podem ser comprados em rolos, folhas ou placas. Os polímeros utilizados são poliestire-no (PS) e policloreto de vinila (PVC). Revestimento de pavimentos: são também utilizados como pisos, porque resistem bem ao desgaste, são suficientemente duros e resistentes, têm baixa condutibilidade térmica, são hidrófugos e não ex-pandem com a umidade. Os polímeros mais utilizados para esta aplicação são o policloreto de vinila (PVC) e o acetato de vinila (EVA). Esses materiais podem ser comprados em rolos (telas), placas ou na forma de materiais para a construção de pavimentos sem juntas. Artigos Sanitários: fabrica-se grande variedade de artigos sanitários com os polímeros (lavatórios, boxespara banheiros, grelhas etc.), por conta de suas vantagens: são leves, atraentes, sólidos, higiênicos e anticorrosivos e não necessitam ser sistematicamente pintados. Geralmente, são feitos à base de poliestireno, mas também podem ser de poli metacrilato de metila. Tubulações: ultimamente, os tubos em polímero têm substituído outros materiais, como o ferro fundido, o latão, o chumbo, o cobre e o grés, na montagem de condutores industriais, na canalização de águas e esgotos, em condutas de petróleo e em sistemas de irrigação. Os polímeros mais utilizados são o policloreto de vinila, o polietileno e os poliésteres reforçados com fibra de vidro. As vantagens de utilização do polímero, em comparação ao ferro fundido e ao cobre, são: elevada resistência à corrosão eletroquímica, baixa condutibilidade elétrica, flexibilidade, leveza e estabilidade química. Quando a avaliação é de custo, o volume de recursos financeiros dispendidos para os polímeros é inferior àquele gasto em tubulações metálicas. Colas e mastigues: o aparecimento de materiais poliméricos no domínio da construção fez com que se desenvolvessem processos de ligação de elementos utilizando colas. Os polímeros utilizados pertencem ao grupo dos termofixos e apresentam-se, geralmente, sob a forma de dois constituintes, designados por base e endurecedor, que se misturam na fase da aplicação. As colas à base de polímeros empregam-se nas ligações dos mais variados materiais de construção. A escolha da cola a se utilizar deve levar em conta os tipos de materiais a se unirem. Assim, as colas fenólicas são boas para ligar plásticos e madeiras; as colas de poliéster são utilizadas na ligação de plásticos reforçados; as colas epóxi são utilizadas para unir concreto, alumínio e aço; e as colas de poliuretano são usadas para colar madeiras. Os mastigues mais utilizados são feitos à base de polisobutileno ou silicone. Aplicam-se na vedação de jun- tas de dilatação, como entre painéis pré-fabricados. Podem ser aplicados com pistola ou com ar comprimido. D. COMPÓSITOS: • Materiais compósitos podem ser entendidos como uma novidade na construção civil. Sua aplicação vai desde o uso em simples artigos utilizados no dia a dia até aplicações nas indústrias de ponta. Todavia, antigas civilizações já fabricavam um compósito chamado adobe (tijolo de grandes dimensões, feito de palha e barro/argila). Um exemplo atual de compósito é o concreto armado. O compósito deve possuir pelo menos dois componentes, com propriedades distintas, que, quando misturados, formam um novo composto com propriedades impossíveis de se obter com apenas um deles. Este tipo de material sempre esteve associado a aplicações de isolamento térmico e acústico, a tubulações e a vedações. A inovação do uso de compósitos reside na pesquisa e no desenvolvimento de materiais que podem exercer funções estruturais em pontes, prédios, torres e estradas. As combinações podem ser de metais e polímeros, metais e cerâmicas ou polímeros e cerâmicas. • Os materiais que podem compor um compósito são classificados em dois tipos: matriz e reforço. O material matriz é o que confere estrutura ao compósito, preenchendo os espaços vazios que ficam entre os materiais reforços. As matrizes têm como função principal transferir as solicitações mecânicas às fibras e protegê-las do ambiente externo. Podem ser resinosas (poliéster, epóxi etc.), minerais (carbono) ou metálicas (ligas de alumínio). Os materiais reforços são aqueles que realçam as propriedades do compósito como um todo. • O interesse em materiais compostos está ligado a dois fatores: econômico e performance. O fator econômico vem do fato de o material composto ser muito mais leve (a redução na massa total do produto pode chegar a 30% ou mais). O fator performance está ligado à procura por um melhor desempenho de componentes estruturais, sobretudo no que diz respeito às características mecânicas (resistência a rupturas e a ambientes agressivos etc.). • A escolha de um tipo de fibra e uma matriz depende fundamentalmente da aplicação que terá o material composto. O custo, em muitos casos, pode também ser um fator de escolha a favor de um ou outro componente. Os tipos mais comuns de fibras são: de vidro, de aramida (kevlar), de carbono e de boro. As fibras podem ser definidas como: unidirecionais, quando orientadas a uma mesma direção; bidimensionais, quando orientadas a duas direções ortogonais (tecidos); ou orientadas aleatoriamente. A fibra é o elemento constituinte que confere ao material composto suas características mecânicas: rigidez, resistência à ruptura etc. Deve ser observada, também, a compatibilidade entre as fibras e as matrizes. • A natureza dos reforços e o modo como se distribuem na matriz permitem classificá-los de várias formas. Os reforços podem ter forma de partículas ou de fibras curtas ou muito curtas. Quando sob a forma de partículas ou de fibras curtas, em geral, têm distribuição aleatória no seio da matriz, sem obedecer a uma ordem predeterminada. • As fibras curtas, de alguns centímetros, são injetadas no momento da moldagem da peça, enquanto as longas são cortadas após a fabricação da peça. No caso de fibras mais longas ou contínuas, a distribuição do reforço é feita pelo empilhamento sucessivo de camadas ou lâminas, alternando camadas da matriz com camadas de reforço. Nessa forma, os compósitos são conhecidos por laminados ou estratificados e é assim que conhecem as principais aplicações estruturais. • O compósito é, portanto, um arranjo de fibras, contínuas ou não, de um material resistente (reforço) impregnado em uma matriz de resistência mecânica inferior à das fibras. E. SEMICONDUTORES: • Os materiais semicondutores são componentes essenciais de dispositivos eletrônicos modernos. Para que um material seja considerado semicondutor, ele precisa ter condutividade elétrica em uma substância que fica entre os componentes isoladores, os quais conduzem pouca eletricidade, além de elementos condutores, os quais permitam que a eletricidade flua de forma muito fácil. • Nos condutores, um aumento na temperatura ocasiona um aumento da resistência oferecida à passagem da corrente elétrica. Já nos semicondutores, acontece o contrário: um aumento da temperatura ocasiona uma redução da resistência oferecida à passagem da corrente elétrica por conta da maior repulsão causada em sua união. Os semicondutores elétricos servem à geração de energia solar e se adaptam bem aos sensores que detectam a luz, porque podem produzir um fluxo de corrente elétrica quando devidamente energizados por fótons de luz. • Os semicondutores são, em muitos pontos, semelhantes aos materiais cerâmicos, podendo ser considerados uma subclasse da cerâmica. Seu emprego é importante na fabricação de componentes eletrônicos e de nano circuitos usados em nanotecnologia. A maioria dos materiais semicondutores é formada por sólidos inorgânicos cristalinos. Alguns incluem o silício, o arseneto de gálio e o nitreto de gálio. • O material semicondutor mais usado é o silício, o elemento 14 na Tabela Periódica e um dos mais comuns na crosta da Terra. O arseneto de gálio resiste melhor ao calor em relação ao silício, mas, por ser mais caro, é normalmente usado apenas para aplicações em que o silício é inadequado. Outro composto de gálio usado para os semicondutores é o nitreto de gálio (GaN), aproveitado em diodos emissores de luz (light-emitting diodes - LEDs) e diodos de laser de alta frequência. Os LEDs consistem, basicamente, em semicondutores que, ligados a uma fonte de energia elétrica, emitem luz quando os elétrons da corrente se recombinam com lacunas existentes na rede atômica do material, liberando energia na forma de fótons. • Além dessas matérias-primas, os semicondutores, muitas vezes, também contêm pequenas quantidades de outras substâncias, conhecidascomo “dopantes”, para alterar suas propriedades condutoras de acordo com sua função. A combinação de semicondutores com diferentes tipos de dopagens faz emergir propriedades elétricas não observáveis quando separados, muito úteis sobretudo no controle de correntes elétricas. Alguns dopantes comuns colocados no silício incluem boro, fósforo e arsênio. F. BIOMATERIAIS: • Mais recentemente, os biomateriais passaram a contribuir com os campos de biocompósitos (novos materiais de base vegetal, por exemplo, bagaço de cana-de-açúcar, casca de coco e sisal) e biorrefinarias, um novo conceito em refinarias, baseado no uso de matérias-primas verdes e na transformação de resíduos agrícolas de milho, beterraba, gramíneas e restos de madeira em matérias-primas e combustíveis. Aqui, destacam-se a madeira plástica, cuja aplicação será feita na construção civil, como substituta da madeira in natura, e o polietileno “verde”, derivado da cana-de-açúcar. 1.3 CRITÉRIOS PARA ESCOLHAS DE MATERIAIS: • Nas diversas etapas de uma obra, utilizam-se vários tipos de materiais. A escolha de determinado tipo de material está relacionada às características de desempenho desejadas para ele. Essa escolha é feita com base em critérios e indicadores, em geral de segurança, isto é, de ordem técnica, de economia e de estética. É importante lembrar que o primeiro critério a ser utilizado deve ser sempre o de segurança. Critério de segurança: neste critério, os indicadores são a existência de formas padronizadas (dimen- sões), as propriedades físicas (mecânicas) e as químicas (durabilidade). Critério de economia: neste critério, os indicadores são a existência do material (sua oferta no local de sua utilização), o valor de aquisição (preço do produto de acordo com a qualidade e com a quanti-dade a ser adquirida), o custo da aplicação (custo da mão de obra especializada e dos equipamentos necessários) e o custo da logística (mão de obra envolvida para compra, transporte e armazenagem, local de armazenamento, tempo de validade do produto e meio a ser empregado para o seu transporte). Critério de estética: neste critério, os indicadores são subjetivos. São indicadores que utilizam os ór-gãos dos sentidos, como o tato (forma e textura dos materiais) e a visão (dimensões, cores e harmonia entre os diversos materiais empregados) 1.4 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: • Classificação quanto à origem ou à obtenção do material: Naturais: existem dispostos na natureza, como as madeiras, as areias e as pedras. Artificiais: são produzidos em processos industriais, como os aços, os tijolos e os plásticos. Combinados: são combinações de materiais naturais e artificiais, como concreto armado e alguns materiais compósitos. • Classificação quanto à função do material na construção civil: Materiais com função estrutural: têm características mecânicas elevadas para compor elementos estruturais. São exemplos o aço, o alumínio, a madeira e o concreto armado, na forma de elementos estruturais. Materiais com função de vedação de ambientes: não têm função resistente como os elemen-tos estruturais, mas compõem painéis de vedação, como as paredes. São exemplos a argila, a ma-deira e o vidro, com baixa resistência estrutural. Materiais com função de proteção para outros materiais: são utilizados com a função de pro-teger outros materiais de agentes nocivos. São exemplos os impermeabilizantes como os betumes, as tintas e os vernizes. • Classificação quanto à composição do material: Simples ou básicos: são utilizados sem composição com outros materiais. São exemplos os blocos cerâmicos, as telhas e as placas de vidro. Compostos ou produzidos: são utilizados por meio da combinação com outros materiais. São exemplos as argamassas, o concreto armado e as ligas de metais. • Classificação quanto à estrutura interna do material: Material agregado complexo (concreto). Estrutura cristalina (metais). Estrutura fibrosa (amianto). Material fibroso com estrutura complexa (madeira). Estrutura lamelar (argila). Estrutura Vítrea (vidro). • Classificação quanto à composição química do material: Materiais orgânicos: Betuminosos: naturais (asfaltos) ou artificiais (alcatrões). Lenhosos: primitivos (madeiras) ou derivados (papéis). Mistos: constituição química mais complexa (pinturas). Têxteis: fibrosos (tecidos) ou plásticos (fórmicas). Materiais minerais: Metálicos: metais (cobre), produtos siderúrgicos (aços) ou mistos (ligas não ferrosas). Pétreos: naturais (pedras) ou artificiais (argila expandida). Referência bibliográfica: PINHEIRO, Antonio Carlos da Fonseca B.; CRIVELARO, Marcos. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO. [Digite o Local da Editora]: Editora Saraiva, 2020. E-book. ISBN 9788536532769. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536532769/. Acesso em: 23 abr. 2023. 2. AGREGADOS, ALGOMERANTES E ARGAMASSAS: 2.1 Agregados: Os agregados são fragmentos de rochas e areias, cujas dimensões de interesse para fins da construção civil variam muito de dimensão. As aplicações em que o agregado é fundamental são diversas, mas podemos destacar muros, estruturas de contenção e bases rodoviárias. Para a composição do concreto, os agregados representam 3⁄4 em volume, o que exige grande atenção para a sua qualidade, ou seja, resistência, durabilidade e desempenho. Está errado supor que os agregados cumprem apenas a função de complementar a mistura do concreto para economizar em quantidade de cimento, uma vez que eles não são inertes e reagem influenciando o desempenho do concreto tanto no estado fresco como endurecido. Os agregados naturais trazem consigo uma boa parte das características da rocha-mãe, mas algumas são adquiridas quando processados, isso traz uma dificuldade para a correlação correta entre a qualidade objetivada para o concreto e o tipo de agregado. Os ensaios nos agregados para avaliar suas características e propriedades são fundamentais para a predição da qualidade do concreto. Para cada aplicação, é necessário conhecer a classificação desses materiais e a determinação de sua necessidade, buscando um ponto de equilíbrio na relação custo-benefício. 2.2 Granulometria: A distribuição granulométrica fornece a proporção relativa, em porcentagem, das massas dos fragmentos com tamanhos em diferentes faixas granulométricas, em relação ao peso total da amostra. A granulometria requer uso de uma série de peneiras especiais com malha quadrada, as quais permitem a aplicação de normas técnicas para determinar as percentagens de partículas retidas e acumuladas em cada peneira. Essas peneiras são compostas por um sistema de séries, composto pela série normal e a série intermediária. 2.3 Tipos de Agregados: Os agregados são classificados quanto à granulometria, à origem e à massa. • Quanto a granulometria: Agregados miúdos: areia, pó de pedra etc. Agregados Graúdos: brita, seixo rolado etc. • Quanto a origem: Naturais, provenientes de fontes naturais. Artificiais, provenientes de processos industriais. • Quanto a massa: Leves, escórias e cinzas volantes. Normais, como por exemplo as britas e os seixos. Pesados, alguns minerais como Barrio, ferro, titânio. Deve se conhecer o teor de unidade dos agregados para poder dosar corretamente argamassas e concreto. Substâncias deletérias (fazem mal ao concreto). Contaminação por sais. Reação Álcali-sílica. A reação álcali-agregado é uma reação química que ocorre entre os íons alcalinos liberados durante a hidratação do cimento e determinados minerais reativos pertencentes ao agregado. Causa fissura ou quebra do concreto. Possível solução: utilização de cimentos com baixos teores de álcalis ou a de cimentos com adiçõesativas mitigadoras da reação álcali-agregado. 2.4 Aglomerantes: Os aglomerantes não são materiais passivos e tem como função principal promover a ligação entre o grão do material inerte, denominado agregado. Sua aplicação está associada na constituição dos seguintes componentes aos quais é misturado: • Pastas: misturado apenas com água. • Argamassa: água e agregado miúdo. • Concreto: água, agregado miúdo e graúdo. Os aglomerantes são comumente classificados em ativos e inertes. Os aglomerantes ativos podem ser: • Aéreos: endurecem pela ação do ar e posteriormente tem resistência reduzida na presença de água, por exemplo o gesso. • Hidráulicos: ocorre o fenômeno de hidratação que só endurecem em contato com a água, exemplo cimento. • Já os aglomerantes inertes são aqueles que endurecem por meio do processo de secagem, por exemplo, a argila. Cal Hidratada • A cal virgem é um aglomerante inorgânico, produzido a partir de rochas calcárias, composto principalmente de cálcio e magnésio, na forma de um pó fino. • A cal hidratada é obtida ao se adicionar água na cal virgem, ou seja, é um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de hidratação. • É apresentada como um produto seco, na forma de um pó branco de elevada finura. • A cal é encontrada no mercado em sacos de 20 Kg. • Seu uso acontece, principalmente, na preparação de argamassas destinadas ao revestimento de fachadas ou assentamento dos elementos de alvenaria. • Ela também é usada no preparo de tintas alcalinas, conferindo à pintura propriedades fungicidas e bactericidas • A cal confere uma maior plasticidade às argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformações, sem fissuração, do que teriam com cimento somente. • A argamassa de cimento contendo cal retêm mais água e assim permite uma melhor aderência. Tipos de Cimento O cimento aluminoso é produzido a partir do cozimento da bauxita e do calcário, sendo a composição básica o aluminato de cálcio, são especialmente empregados quando é desejável resistência a sulfatos e para finalidades refratárias. O cimento branco é fabricado com matéria-prima que contenha o mínimo possível de óxido de ferro, pelo emprego de argilas a partir de rochas carbonatadas sem ferro. Várias medidas são empregadas para evitar a alteração da cor. Os cimentos coloridos são, em geral, obtidos a partir da adição de pigmentos ao cimento branco ou pela ação de clínqueres que possuem cores especiais. Você deve estar atento para não comprometer negativamente as propriedades como pega, resistência e durabilidade do cimento que é manipulado com pigmentos. O Cimento Portland e suas diversas modificações têm larga aplicação nas obras da construção civil, e é uma mistura complexa de vários óxidos minerais que apresenta um mecanismo mais complicado de hidratação. O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob ação da água, sendo, portanto, um aglomerante hidráulico. Depois de endurecido, mesmo sob ação da água, não se decompõe mais. O cimento é hoje, sem dúvida, o mais importante dos aglomerantes, sendo de fundamental importância conhecer bem suas propriedades, para poder aproveitá-las da melhor forma possível. É composto de clínquer, com adições de substâncias que contribuem para suas propriedades. Na realidade, são as adições que definem os diferentes tipos de cimento. O clínquer, tem como matérias-primas o calcário e a argila. A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções adequadas, com argila, também moída (farinha crua). Essa mistura atravessa um forno (temperatura chega a alcançar 1450 °C) atingindo uma fusão incipiente. Esse calor é que transforma a mistura, no clínquer, que se apresenta primeiramente na forma de pelotas. Na saída do forno, o clínquer ainda incandescente é bruscamente resfriado, e finamente moído, transformando-se em pó. Aplicações do Cimento Portland: • Argamassa para parede. Chapisco Emboço Reboco • Argamassa para contrapiso. • Argamassa de assentamento. Processo de fabricação detalhado de cimento Portland: O cimento Portland é um cimento produzido pela pulverização de clínqueres constituídos especialmente por silicatos de cálcio hidráulicos cristalinos e uma pequena quantidade de uma ou mais formas de sulfato de cálcio e até 5% de calcário como adição na moagem. Os clínqueres são nódulos com diâmetros que variam de 5 a 25 mm de material sintetizado, que é produzido quando uma mistura de matérias-primas em proporções adequadas é aquecida sob elevadas temperaturas. Antes de realizar o processo de tratamento térmico da farinha que irá se converter em clínquer é necessário fazer uma boa homogeneização. Para isso, é fundamental os processos de britagem, moagem e mistura. A receita para obter o clínquer desejado no processo requer a análise química dos constituintes dessa farinha, que deve ser composta por partículas menores de 75 μm. Um dos processos de fabricação do cimento é denominado via úmida, e para isso a lama deve conter de 30 a 40% de água. Nos modernos processo de fabricação, a opção por via seca ocorre por ser energeticamente mais eficiente, em função da necessidade de retirada da água por evaporação antes de ocorrer a clinterização. Por meio do processo de via seca são equipados pré- aqueceres multifásicos suspensos com maior eficiência de troca térmica entre os gases e a fa-rinha, exigindo 800 kcal de energia de combustível fóssil para kg de clínquer, ao passo que o processo de via úmida requer cerca de 1.400 kcal/kg. A etapa principal do processo é a operação da cliquerização realizada em um forno rotativo, que consiste em um cilindro de aço inclinado revestido com tijolos refratários. A farinha pré-aquecida e parcialmente calcinada entra pela extremidade superior do forno em rotação contínua e é transportada para a parte inferior, a uma velocidade controlada pela inclinação e velocidade de rotação do forno. Carvão pulverizado, óleo ou gás combustível é injetado pelas extremidades inferior da zona de calcinação, em que temperaturas de 1.450 a 1.550oC podem ser atingidas, e as reações químicas envolvendo a formação dos compostos do cimento Portland são completados. O mercado do cimento no Brasil é atualmente composto por 22 grupos cimenteiros, nacionais e estrangeiros, com 95 plantas produzindo (setembro de 2015), espalhadas por todas as regiões brasileiras. A capacidade instalada anunciada do país é de 82 milhões de toneladas/ano, mas pelos últimos levan- tamentos, estima-se que a capacidade instalada já tenha ultrapassado os 96 milhões de toneladas/ano, devendo chegar aos 100 milhões de toneladas até o final de 2016, com a entrada das plantas em construção. Somente no ano passado e até o mês de agosto de 2015, mesmo com o mercado apontando queda no consumo, foram adicionadas mais 5 milhões de toneladas anuais à capacidade instalada do parque industrial cimenteiro. Fluxograma do processo de fabricação do cimento Portland. 2.5 Argamassas. A argamassa é um material de construção com propriedade de aderência e endurecimento, obtido a partir da mistura homogênea de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo (areia) e água, podendo conter aditivos e adições minerais. As argamassas são muito utilizadas na construção civil para etapas como revestimento para reboco, revestimento de única camada para parede ou teto, contrapiso para regulação de pisos, assentamento e reajustamento de revestimento de cerâmica ou pedra. As argamassas mais utilizadas na construção civil são as de assentamento da alvenaria e de revestimento de paredes. Dependendo das proporções entre os constituintes da mistura e sua aplicação, elas recebem diferentes nomes. Argamassas de assentamento de alvenaria são utilizadas para a elevação de paredes e muros detijolos ou blocos, muitas vezes referidos como unidades de alvearia. As funções mais importantes da argamassa na alvenaria são: • Unir as unidades de alvenaria para melhorar a sua resistência aos esforços laterais; • Distribuir as cargas atuantes nas paredes de modo uniforme; • Impedir a passagem da água da chuva; • Absorver as deformações naturais de origem térmica e as de retração por secagem. A argamassa de revestimento é utilizada para revestir paredes, muros e tetos, os quais recebe pintura, revestimento cerâmico, laminados etc. O revestimento de argamassa pode ser constituído por várias camadas com características e funções específicas. Para a melhor compreensão da composição dessas camadas, veja as definições a seguir: • Chapisco: camada de preparo da base, aplicada de forma contínua ou não, para uniformizar e melhorar a absorção e a aderência do revestimento. • Emboço: camada de revestimento para cobrir e regularizar a base para receber revestimento decorativo, por exemplo. • Reboco: camada de revestimento usada para cobrir e emboçar antes de receber o revestimento decorativo ou material de acabamento final, em geral a pintura. • Camada única: revestimento com um único tipo de argamassa aplicado na base. Também pode ser empregada para receber o acabamento final, como a pintura. • Revestimento decorativo (monocamada ou monocapa, na linguagem técnica): tem função de regularizar e, ao mesmo tempo, decorar. Também pode ser utilizado o RDM (revestimento decorativo monocamada), um tipo de argamassa específica para essa função. No uso em paredes, as principais funções da argamassa são: • Proteção contra destempero (quando parede externa); • Integração ao sistema de vedação dos edifícios, como isolamentos (térmico e acústico), permeabilidade à água, resistência ao fogo, ao desgaste e aos abalos superficiais; • Regularizar a superfície dos elementos de vedação e servir como base dos elementos decorativos. Classificação das argamassas A grande maioria dos autores da área da construção civil, classifica as argamassas com base nos critérios (veja quais são eles a seguir), e na função a qual será destinado o material. Para que você entenda melhor as duas formas de classificação, elas serão apresentadas em dois grupos: Grupo 1: Critérios • Natureza do aglomerante Argamassa aérea Argamassa hidráulica • Tipo de aglomerante Argamassa de cal Argamassa de cimento Argamassa de cimento e cal Argamassa de gesso Argamassa de gesso e cal • Número de aglomerantes Argamassa simples Argamassa mista • Consistência da argamassa Argamassa seca Argamassa plástica Argamassa fluídica • Plasticidade da argamassa Argamassa pobre ou magra Argamassa média ou cheia Argamassa rica ou gorda • Densidade de massa da argamassa Argamassa leve Argamassa normal Argamassa pesada • Forma de preparo ou fornecimento Argamassa preparada em obra Mistura semipronta para argamassa Argamassa industrial Argamassa dosada em central Grupo 2: Função • Construção de alvenaria Argamassa de assentamento (elevação da alvenaria) Argamassa de fixação (ou alvenaria de vedação) • Revestimento de paredes e tetos Argamassa de chapisco Argamassa de emboço Argamassa de reboco Argamassa de camada única Argamassa para revestimento decorativo monocamada • Revestimento de pisos Argamassa de assentamento de peças cerâmicas Argamassa de rejuntamento • Recuperação de estruturas Argamassa de reparo Propriedades das argamassas As propriedades das argamassas estão relacionadas com as suas funções e requisitos de desempenho. Sendo assim, é necessário definir os métodos para a realização dos ensaios deste material. As propriedades mais importantes para o melhor desempenho das argamassas são: • Trabalhabilidade • Aderência • Resistência mecânica • Capacidade de absorver deformações • Retração • Retenção de água As duas últimas propriedades são de maior interesse para as argamassas revestimento, mas não é relevante para as argamassas de assentamento de alvenaria A trabalhabilidade é a propriedade das argamassas no estado fresco que determina a facilidade com que elas podem ser misturadas, transportadas, aplicadas, consolidadas e acabadas sob condição homogênea. De maneira mais simples, a trabalhabilidade diz respeito à facilidade da aplicação, ou seja, o aplicador manual realiza o serviço de maneira mais eficaz e produtiva uma vez que o produto possui melhor aderência à base e oferece o acabamento esperado. Retenção de água é uma propriedade que está relacionada com a capacidade de a argamassa fresca manter sua trabalhabilidade quando ocorrer a perda da água do amassamento pela evaporação ou pela absorção do material de base. Essa propriedade é ainda mais importante quando o substrato (tijolo ou bloco) possui alta probabilidade de absorver água ou quando exposto a condições climáticas desfavoráveis, como a alta temperatura, baixa umidade relativa e ventos fortes. A retração resulta de um complexo mecanismo relacionado com a variação de volume da pasta aglomerante e tem papel fundamental no desempenho das argamassas aplicadas. A retração é bastante influenciada pelo teor dos grãos da areia. O desempenho das argamassas depende: • Características dos aglomerantes • Agregados miúdos • Traço • Quantidade de água de amassamento • Método de mistura dos componentes Propriedade da argamassa: • Estado Fresco Aderência Consistência Retenção de água de consistência Retração Teor de ar incorporado • Estado Endurecido Resistência mecânica (exemplo: movimentação do revestimento) Ensaios São vários os ensaios aplicados a argamassas, tanto durante a produção como durante sua aplicação, destacam-se: • Ensaios de finura • Tempo de pega • Expansibilidade • Resistência Traços utilizados na Construção Civil: Tip o C imento A rreia Grossa A rreia Fina al Hidrata da A ditivos U tilização Cha pisco 1 3 X X S obre concretos e tetos Cha pisco 1 4 X X S obre alvenaria Reb oco 1 X 9 X R eboco Externo, base para pintura Reb oco X X 3 X R eboco Externo, base para pintura Reb oco X X 4 X R eboco Interno, base para pintura Reb oco 1 X 6 + R eboco Interno de parede Ass entamento 1 8 X X Con trapiso 1 5 areia media X X Referência bibliográfica: LISBOA, Ederval S.; ALVES, Edir S.; MELO, Gustavo H. A G. Materiais de construção: concreto e argamassa. [Digite o Local da Editora]: Grupo A, 2017. E-book. ISBN 9788595020139. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978859502013 9/. Acesso em: 24 abr. 2023. 2.6 Concreto: • O concreto é um material de construção resultante da mistura de um aglomerante, com agregados miúdos e graúdos e água; E eventualmente aditivos, destinados a melhorar ou conferir propriedades especiais ao concreto. • A pasta (cimento e água) atua envolvendo os grãos dos agregados, enchendo os vazios entre eles e unindo esses grãos, formando uma massa compacta e trabalhável. • Os agregados conferem ao conjunto resistência aos esforços e ao desgaste. • Após a mistura, obtém-se o concreto fresco, material de consistência plástica que permite a sua modelagem em formas. • Ao longo do tempo, o concreto endurece devido às reações químicas entre o cimento e a água (hidratação do cimento). A resistência aumenta com o tempo. • A propriedade marcante do concreto é sua elevada resistência aos esforços de compressão aliada a uma baixa resistência a tração. Fases do Concreto • Procedimentos preliminares: Conferir formas. Verificar se os eixos das fôrmas estão corretos, se estão travadas e escoradas; Conferir as armadurase se foram colocados os espaçadores em quantidade suficiente; Verificar se as estruturas concretadas anteriormente já se encontram consolidadas e escoradas o suficiente para esse novo carregamento; • Preparação: • Concreto misturado manualmente - exige um grande esforço da mão-de-obra e é indicado para pequenas obras e serviços. Deve-se estar ciente de que o concreto resultante é de qualidade apenas razoável. • Concreto misturado em betoneira - O trabalho com betoneira simplifica o processo de elaboração do concreto, obtendo-se um material de melhor qualidade do que o obtido na mistura manual. • Concreto usinado - é obtido em centrais dosadoras, geralmente chamadas de concreteiras. São instalações preparadas para a produção em escala, constituídas de silos armazenadores, balanças, correias transportadoras e equipamentos de controle. Na maioria dos casos, para as obras urbanas, a mistura é feita no próprio caminhão, durante o trajeto entre a central de concreto e a obra. • Transporte: No caso de concreto usinado, o transporte é feito das concreteiras para obras em pelo caminhão betoneira. O concreto deve ser transportado e aplicado na obra em, no máximo, duas horas e meia, conforme a normatização vigente no país. Caso o tempo do transporte de concreto seja elevado, podem ser empregados aditivos especiais que retardam o endurecimento do material (tempo de pega). O trajeto a ser percorrido pelo caminhão-betoneira deve ser preparado, seja dentro do canteiro ou fora dele, para evitar atrasos e perda do concreto. Em caso de mais de um caminhão, deve permitir manobras do caminhão seguinte, de forma que a continuidade não seja prejudicada. Prever local próximo do canteiro para estacionar o caminhão que esperará para descarregar. • Recebimento Antes da descarga do caminhão é necessário fazer uma avaliação da quantidade de água do concreto, verificando se a consistência está de acordo com o que foi especificado na nota fiscal (pedido). A falta de água torna o concreto menos trabalhável, podendo criar bicheiras e água em excesso reduz a resistência do concreto. A consistência é avaliada pelo ensaio teste slump (ABNT NBR 5738), que tem como objetivos de determinar da trabalhabilidade e controlar a quantidade de água adicionada no concreto fresco. A determinação da resistência à compressão do concreto é realizada em laboratórios especializados a partir de corpos-de-prova obtidos de amostra representativa do material, conforme estabelece a NBR 12655. • Lançamento • É o processo de colocação do concreto nas formas. • O principal cuidado é evitar que o material se separe. • Lançamento convencional - O transporte do concreto do local de produção ou descarga na obra até o local de lançamento (fôrmas) pode ser feito, convencionalmente, com a utilização dos seguintes equipamentos: carrinhos e jericas guinchos gruas e caçambas calhas e correias transportadoras • Bombeamento - O transporte é feito por equipamento chamado bomba que empurra o concreto por meio de uma tubulação metálica, podendo vencer grandes alturas e/ou distâncias horizontais. • A grande vantagem da bomba é a capacidade de transportar volumes maiores de concreto em comparação com os sistemas usuais (maior produtividade) Adensamento do concreto • O objetivo do adensamento do concreto lançado é torná-lo mais compacto, retirando o ar do material, incorporado nas fases de mistura, transporte e lançamento. • O processo mais comum e simples é o adensamento manual, indicado para pequenos serviços e/ou obras de pequeno porte. • Nas obras de maior porte, o adensamento é feito por meio de equipamentos de vibração. Em geral, são usados vibradores de imersão e de superfície para o acabamento (réguas vibratórias). Cura do Concreto • O concreto deve ser protegido durante o processo de endurecimento (ganho de resistência) contra secagem rápida, mudanças bruscas de temperatura, excesso de água, incidência de raios solares, agentes químicos, vibração e choques. • Deve-se evitar vibrações próximo de estruturas recém concretadas, assim como, evitar o contato com água em abundância e qualquer outro material que possa prejudicar o processo de endurecimento e de aderência na armadura. • Para evitar uma secagem muito rápida do concreto e o consequente aparecimento de fissuras e redução da resistência em superfícies muito grandes, tais como lajes, é necessário iniciar a cura úmida do concreto. • A seguir são listados alguns dos métodos mais comuns para a cura do concreto, que podem ser usados isoladamente ou em concomitantemente: molhar continuamente durante 7 dias (no mínimo 3 dias) a superfície concretada; manter uma lâmina de água sobre a superfície (lajes e pisos); manter as fôrmas sempre molhadas; molhar e cobrir com lona; Desforma • A desforma do concreto deve ser planejada de modo a evitar o aparecimento de tensões nas peças concretadas diferentes das que foram projetadas para suportarem. Tipos de Concreto - Concreto convencional • É o tipo de concreto mais utilizado nas obras de construções. É feito no local da obra. • Menor controle tecnológico dos materiais, dosagem, resistência e consistência, ocasionando qualidade inferior. • No uso deste concreto é necessário o uso de vibrador para que o adensamento seja realizado da forma correta, devido à baixa trabalhabilidade e sua consistência seca. • Por outro lado, não se deve utilizar bombas para o lançamento do concreto convencional. Esta etapa deve ser executada com o auxílio de carrinhos de mão, jericas, gruas ou outro meio de transporte manual. - Concreto usinado • Para fazer o traço do concreto, os insumos são pesados eletronicamente e há um rigoroso controle tecnológico. • A mistura é feita de acordo com o especificado no projeto. • O transporte até o canteiro por caminhões betoneiras. • Economia de materiais, menor perda de areia, brita e cimento; • Maior controle tecnológico dos materiais, dosagem, resistência e consistência, com melhoria da qualidade; • Racionalização do número de ajudantes na obra; • Melhor produtividade da equipe; • Redução no controle de suprimentos e eliminação de áreas de estoque no canteiro; - Concreto armado • Concreto armado é um tipo de estrutura que utiliza armações feitas com barras de aço. • Essas ferragens são utilizadas devido à baixa resistência aos esforços de tração do concreto, que tem alta resistência à compressão. • Vantagens do Concreto Armado Alta disponibilidade de mão de obra. Processo construtivo bem difundido no Brasil. Devido à armação, esse material estrutural também pode suportar uma boa quantidade de esforços de tração. O custo de manutenção do concreto armado é muito baixo. Uma estrutura em concreto armado pode ser moldada de diversas maneiras e formatos. Exige mão de obra menos qualificada para sua execução, em comparação com estruturas metálicas, por exemplo. Boa resistência ao fogo e ao tempo. • Desvantagens do Concreto Armado O concreto armado utiliza-se de formas de madeira ou metálicas, encarecendo o projeto. Geração de resíduos e lixos de construção. Para uma construção de um edifício de vários andares, a seção dos pilares para uma estrutura em concreto armado é maior do que a seção dos pilares em uma estrutura metálica. Por conta do processo construtivo ser muitas vezes manual, os elementos estruturais costumam apresentar patologias. - Concreto protendido • É um tipo de estrutura que utiliza armações feitas com barras de aço que são protendidas. • O processo de protensão do concreto consiste em aplicar tensão nos cabos de aço antes da cura do concreto. • Vantagens do Concreto Protendido Vence vãos maiores que o concreto armado. Menor peso estrutural, pois as lajes são esbeltas,fato que diminui o carregamento da fundação da edificação. Economia de concreto e aço. • Desvantagens do Concreto protendido Falta de mão de obra especializada. Conforme a geometria da estrutura, esta técnica pode ser inviável. É preciso concreto de alta resistência, o que nem sempre é possível conseguir devido ao seu custo mais elevado ou indisponibilidade no local da obra. - Concreto leve • Existem vários tipos, sendo sua principal característica a leveza. Seu peso específico fica abaixo de 2.000 Kg/m³. • Isso é possível pela substituição dos agregados convencionais, por agregados mais leves, como: argila expandida, vermiculita, EPS (isopor) ou EVA, ou ainda pela incorporação de bolhas de ar no concreto. • O concreto com ar incorporado não e indicado para concretagem de elementos estruturais, pois ele não protege a armadura de aço. Sendo assim mais indicado para preenchimentos e para vedações de paredes, painéis e divisórias. • Veja algumas aplicações do concreto leve: Regularização de lajes em geral (inclinação para o escoamento) Painéis para fechamento (prédios, casa pré- fabricadas e galpões) Elementos pré-fabricados (bloco vazados, muros, elementos decorativos para fachadas) Pavimentos (calçadas, regularização de áreas diversas) Móveis (bancos para ambiente externos, bases para montagens de sofás, camas etc.)
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