Relatório Placas Cerâmicas

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
Relatório 2 - Placas Cerâmicas
Materiais de Construção Civil Experimental
Prof. Dr. João Henrique da Silva Rêgo
Turma A
Engenharia Civil
ANA BORGES COSTA
13/0021181Relatório 2
Placas Cerâmicas
ANA BORGES COSTA
13/0021181
OBJETIVOS
Analisar a conformidade ou não das Placas Cerâmicas de revestimento nos requisitos de Identificação nas Embalagens, Absorção de Água, Carga de Ruptura e Módulo de Resistência à Flexão, seguindo as normas ABNT NBR 13817 e 13818.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
As placas cerâmicas compõem a camada mais externa em qualquer sistema de revestimento em pisos e paredes. Dependendo do uso de cada ambiente, tais placas devem conter propriedades físicas e químicas diferentes. 
A norma NBR 13817 define que as placas cerâmicas para revestimento podem ser classificadas segundo os seguintes critérios:
esmaltadas e não esmaltadas;
métodos de fabricação;
grupos de absorção de água;
classes de resistência à abrasão superficial (EPI) , em número de 5;
classes de resistência ao manchamento, em número de 5;
classes de resistência ao ataque de agentes químicos, segundo diferentes níveis de concentração;
aspecto superficial ou análise visual.
Por motivos de tempo focamos o estudo deste relatório nos critérios:
Esmaltadas e não esmaltadas
Esmaltadas (glazed) ou GL, e não esmaltadas (unglazed) ou UGL.
Métodos de Fabricação
Placas cerâmicas extrudadas (A), placas cerâmicas prensadas (B) e produzidas por outros processos (C).
Grupos de Absorção de Água (Abs)
Aa placas cerâmicas são agrupadas conforme a tabela 1.
Tabela 1: Grupos de Absorção de Água
	Grupos
	Absorção de Água (%)
	Ia
	0 < Abs ≤ 0,5
	Ib
	0,5 < Abs ≤ 3,0
	IIa
	3,0 < Abs ≤ 6,0
	IIb
	6,0 < Abs ≤ 10,0
	III
	Abs acima de 10
Nas tabelas de especificação, conforme a NBR 13818, deve se usar um código constituído pelo método de fabricação A, B, ou C, acrescido do grupo de absorção I, II, ou III, utilizando os subgrupos a ou b, como mostrado na tabela 2.
Tabela 2: Codificação dos grupos de absorção de água em função
 dos métodos de fabricação
	Absorção de Água (%)
	Métodos de Fabricação
	
	Extrudado (A)
	Prensado (B)
	Outros (C)
	0 < Abs ≤ 0,5
	AI
	BIa
	CI
	0,5 < Abs ≤ 3
	
	BIb
	
	3 < Abs ≤ 6
	AIIa
	BIIa
	CIIa
	6 < Abs ≤ 10
	AIIb
	BIIb
	CIIb
	Abs acima de 10
	AIII
	BIII
	CIII
De acordo com a classificação dada para a placa cerâmica conforme a tabela acima, a norma NBR 13818 especifica quais os requisitos mínimos para cada classe. As placas estudadas no presente relatório, conforme a embalagem do produto, são da classe BIII e seus requisitos estão especificados no anexo T.
A norma NBR 13818 fixa as seguintes definições:
- Lote: quantidade de placas fabricadas por um mesmo fabricante, com propriedades e referências uniformes pela declaração nas embalagens.
- Pedido: quantidade de placas pedidas de uma só vez, sendo que um pedido pode estar formado por um ou mais lotes.
- Amostra: quantidade de placas a serem ensaiadas de um mesmo lote.
As características a serem inspecionadas nos lotes seguem as etapas contidas no esquema representado na figura 1. Como o tempo que temos em laboratório não é suficiente para contemplar todos os ensaios, foca-se o estudo na identificação e nas principais características físicas: a absorção de água e carga de ruptura (CR) e módulo de resistência à flexão (MRF).
Condições Gerais
Identificação nas embalagens
As placas ou as correspondentes embalagens devem conter as seguintes identificações dispostas conforme indicado na figura 2.
Marca do fabricante ou marca comercial e país de origem;
Identificação de primeira qualidade;
Figura 1: Esquema de Características
Tipo de placa cerâmica (grupo de classificação) e referência à esta norma;
Tamanho nominal (N), dimensão de fabricação (W) e formato modular (M);
Natureza da superfície: GL – esmaltado ou UGL – não esmaltado;
Informação sobre a classe de abrasão (para as placas cerâmicas esmaltadas usadas como pavimentos;
Nome ou código de fabricação do produto;
Referência de tonalidade do produto
Código de rastreamento (ex. data de fabricação, turno, lote de fabricação, etc.);
Número de peças;
Metros quadrados que cobrem, sem juntas;
Especificação de junta pelo fabricante.
Figura 2: Exemplo de informações constantes na embalagem
A norma não estabelece limites para a ausência de alguma das informações.
Características Físicas
Absorção de Água
Segundo o quadro X do anexo T da NBR 13818, as placas cerâmicas para revestimento do grupo BIII (prensado) devem possuir índice de absorção de água individual mínimo de 9% e a média deve ser superior a 10%,
Carga de Ruptura e Módulo de Resistência à Flexão
O mesmo quadro define que para espessuras menores que 7,5 mm (caso que engloba todos os corpos de prova estudados) a carga de ruptura deve ser CR ≥ 200N, e o módulo de resistência à flexão MRF ≥ 12 MPa.
EQUIPAMENTOS
Água destilada ou deionizada;
Balança Mettler com capacidade para 3600g e precisão de 0,01g
Camurça, flanela ou similar;
Estufa capaz de operar à temperatura de (110 ± 5) ºC
Fonte de aquecimento;
Paquímetro digital com precisão de 0,01mm
Prensa Manual com precisão de 10N
Recipiente de hidratação construído de com material inerte;
AMOSTRA
Para a inspeção de identificação a norma não especifica o tamanho da amostra, nem critérios de aceitação e rejeição, portanto para o ensaio uma embalagem foi utilizada.
Já os ensaios de absorção de água e carga de ruptura e módulo de resistência à flexão tem amostras e critérios de aceitação e rejeição especificados na tabela U.1 do anexo U. As tabelas 3 e 4 representam os procedimentos para valores individuais e médios respectivemente.
Tabela 3: Procedimentos de amostragem e critérios de aceitação e rejeição
	Características
	Tamanho da Amostra
	Primeira amostragem
	Primeira + Segunda amostragem
	
	Primeira
	Segunda
	Nº de Aceitação
	Nº de Rejeição
	Nº de Aceitação
	Nº de Rejeição
	Absorção de água [1: O número de amostras depende do tamanho das placas.][2: Executado somente para placas com área maior que 57 cm2.]
	5
10
	5
10
	0
0
	2
2
	2
2
	3
3
	Carga de ruptura e módulo de resistência à flexão2 [3: Executado só em placas com lados maiores que 75 mm.]
	7
10
	7
10
	0
0
	2
2
	2
2
	3
3
Tabela 4: Procedimentos por valores médios
PROCEDIMENTOS
Condições Gerais
Identificação na Embalagem
Analisar, visualmente, se a embalagem da placa cerâmica em estudo contém os itens listados na página 4, item 1.1.
Características Físicas
Absorção de Água (Abs%)
O ensaio de absorção de absorção de água é composto de duas etapas, conforme citam os tópicos B.2 e B.3 do Anexo B da NBR 13818:1997:
a)	Preparação dos corpos-de-prova
- Cada placa cerâmica constitui um corpo-de-prova, sendo necessárias dez placas para a realização do ensaio.
- Se a área da superfície de cada placa individual for maior que 0,04 m², somente cinco placas inteiras devem ser usadas no ensaio.
- Quando a massa da placa individual for inferior a 50 g, o corpo-de-prova deve ser constituído por um número suficiente de placas com massa entre 50 g e 100 g.
- Placas com lados maiores que 200 mm podem ser cortadas em placas menores, mas todos os pedaços devem ser incluídos no ensaio.
b)	Procedimento
- Secar os corpos-de-prova na estufa à temperatura 	de (110 ± 5) ºC até que atinjam massa constante, isto é, até que a diferença entre as sucessivas pesagens efetuadas em um intervalo de 24 h seja menor que 0,1%.
- Resfriar os corpos de prova no dessecador com sílica-gel ou outro dessecante apropriado, até atingir a temperatura ambiente.
- A seguir, determinar a massa seca () de cada corpo-de-prova cuja exatidão de pesagem deve corresponder ao discriminado na Tabela 5.
Tabela 5: Exatidão de pesagem em função da massa (g)
- Imergir os corpos-de-prova verticalmenteno recipiente cheio de água deionizada ou destilada, sem que eles entrem em contato entra si, conforme a Figura 3, de maneira que o nível da água esteja 5 cm acima das placas.
- Manter este nível de água durante todo o ensaio, aquecendo a água até a fervura, mantendo-a em ebulição durante 2 h.
- Remover a fonte de aquecimento e colocar os corpos-de-prova sob circulação de água, na temperatura ambiente, para que os corpos-de-prova entrem em equilíbrio.
- Com a camurça ligeiramente úmida, enxugar suavemente as superfícies dos corpos-de-prova.
- Imediatamente após este processo, pesar cada placa e verificar a exatidão da pesagem conforme a tabela 3, obtendo-se dessa forma a massa úmida () do material saturado.
Figura 3: Esquema do recipiente para ensaio de absorção de água por fervura
A Absorção de água é obtida pela equação 1.
Equação 1
Onde :
 é a massa úmida do corpo de prova (g);
 é a massa seca do corpo de prova (g).
Carga de Ruptura (CR) e Módulo de Resistência à Flexão (MRF)
Da mesma forma que o ensaio de absorção de absorção de água, o ensaio para determinar a carga de ruptura e módulo de resistência à flexão é composto de duas etapas, citadas nos tópicos C.2 e C.3 do Anexo C da NBR 13818:1997:
a)	Preparação dos corpos-de-prova
- Escolher os corpos-de-prova por amostragem representativa dentro do lote a ser ensaiado. Sempre que possível, usar placas inteiras; caso as placas tenham mais que 300 mm de comprimento, estas podem ser cortadas. 
NOTA – Os corpos-de-prova cortados devem ser retangulares na maior dimensão possível. O centro dos corpos-de-prova deve coincidir com o centro da placa original; preferivelmente, obter resultados com placas inteiras. 
- O número mínimo de corpos-de-prova a ensaiar está indicado na Tabela 6.
Tabela 6: Dimensão das placas e número mínimo de corpos-de-prova
b)	Procedimento
- Remover, com uma escova dura, quaisquer partículas soltas, aderidas no verso do corpo-de-prova.
- Secar cada corpo-de-prova na estufa a (110 ± 5) °C até massa constante, isto é, até que a diferença entre duas pesagens sucessivas, a intervalos de 2 horas, seja menor que 0,1%, deixando esfriar dentro da estufa ou no dessecador até temperatura ambiente. 
- As placas devem ser ensaiadas até 26 horas depois que o aquecimento começou, desde que estejam com massa constante. Caso os corpos-de-prova tenham que ser retirados da estufa depois do aquecimento e armazenados no laboratório, eles devem ser ensaiados no máximo até 3 horas após o retorno à temperatura ambiente. 
- Colocar o corpo-de-prova sobre os apoios, com a superfície de uso para cima e com a largura paralela aos apoios, de modo que fique para fora da barra de apoio uma saliência (), conforme indicado na Tabela 7 e Figura 4: Aparelho para determinar o módulo de resistência à flexão e a carga de ruptura.
Tabela 7: Dimensão dos apoios e da barra (mm)
Figura 4: Aparelho para determinar o módulo de resistência à flexão e a carga de ruptura
- Para placas cerâmicas que não tenham relevo no verso, é indiferente qual face é colocada para cima. Para placas cerâmicas extrudadas, colocar o corpo-de-prova de modo que as ranhuras do verso formem ângulos retos com as barras dos apoios. 
- Quando a placa cerâmica tiver a face em relevo, colocar uma segunda camada de borracha sob a barra central em contato com o relevo com a espessura indicada na tabela 5.
- Posicionar a barra central para que fique equidistante dos apoios. Aplicar forca de maneira gradativa a fim de obter velocidade de aumento de carga à razão de (1 ± 0,2) MPa/s, usando a equação 3. A ruptura da placa deve ser calculada pela equação 2, anotando a forca F. 
- A espessura é medida na seção de ruptura, excluídas as bordas da seção de ruptura.
A carga de ruptura e o módulo de resistência à flexão são obtidos pelas equações 2 e 3, respectivamente.
Equação 2
Equação 3
Onde:
 	é a Carga de ruptura (N);
 	força de ruptura (N);
 	distância entre as barras de apoio (mm);
 	largura do corpo de prova (mm);
	módulo de resistência à flexão (MPa);
 	espessura mínima do corpo de prova (mm).
CÁLCULOS E RESULTADOS
A amostra do fabricante CECRISA foi examinada nos três procedimentos descritos na parte 5. A verificação da identificação na embalagem retornou os dados contidos na Tabela 8.
Tabela 8: Identificação nas Embalagens
	Local
	Identificação
	C ou NC
	Parte de Cima
	Lembretes importantes, por exemplo, instale com juntas, confira das tonalidades, use todas as caixas com a mesma marcação…
	C
	Testeira
 Colocar os Carimbos
	Nome do produto:	Azulejos Cecrisa
	C
	
	Código do Produto:	54192
	C
	
	Qualidade:	A
	C
	
	Tonalidade:	2103
	C
	
	Classe de Abrasão: 	PEI 0
	C
	
	Calibre/bitola:	5
	C
	
	Dia/Turno de Fabricação: 	30/03/2014 - 2
	C
	
	Responsável:	------
	NC
	Lateral
	Fabricante:	CECRISA
	C
	
	Telefone, fax, endereço ou email
	C
	
	Mencionar a NBR 13818 e ISO 3006
	C
	
	GL ou UGL:	GL
	C
	
	Dimensão de fabricação:	154,3 x 154,3 x 3,7 mm
	C
	
	Quantidade de peças por caixa:	105
	C
	
	Massa líquida/bruta: 	15,15kg líq. e 15,32kg bruta
	C
	
	Grupo de absorção: 	BIII - Esmaltada
	C
A embalagem continha todas as informações requeridas pela norma, menos o responsável. Entretanto, não há especificações para o caso de falta de identificação, portanto o lote não foi rejeitado nesse quesito.
Seguindo com as inspeções, os corpos de prova previamente preparados foram submetidos aos procedimentos 5.2.1, e obtiveram-se os dados contidos na Tabela 9.
Tabela 9: Absorção de água
	Corpo de Prova
	Massa seca (g)
	Massa Úmida (g)
	Abs (%)
	1
	145,44
	176,10
	21,1
	2
	145,97
	176,61
	21,0
	3
	145,87
	176,4
	20,9
	4
	145,83
	176,53
	21,1
	5
	145,74
	176,33
	21,0
	6
	146,08
	176,96
	21,1
	7
	145,17
	176,03
	21,3
	8
	145,64
	176,36
	21,1
	9
	146,21
	176,81
	20,9
	10
	146,03
	176,81
	21,1
	Média
	21,1
A embalagem classificava as placas como BIII, e a norma prevê que para este grupo, o índice de absorção de água de cada placa deve ser superior a 9% e a média superior a 10%. Todas as placas foram aprovadas e a média também segue a norma, portanto o lote foi aceito no quesito de absorção de água.
Uma outra amostra do mesmo lote foi submetida aos procedimentos 5.2.2, nesse ensaio as placas foram cortadas ao meio e cada pedaço é considerado um corpo de prova. Os dados obtidos estão expressos na Tabela 10.
Tabela 10: Carga de Ruptura e Módulo de Resistência à Flexão
	1aAmostragem
L = 96,85 mm
	Corpo de Prova
	Largura
b (mm)
	Espessura
e (mm)
	Força
(N)
	Carga de Ruptura (N)
	Módulo de Resistência à Flexão (MPa)
	
	1
	76,73
	3,41
	200
	252,44
	32,56
	
	2
	78,15
	3,43
	200
	247,86
	31,60
	
	3
	76,47
	3,44
	270
	341,96
	43,35
	
	4
	77,34
	3,40
	180
	225,41
	29,25
	
	5
	77,75
	3,45
	220
	274,05
	34,54
	
	6
	78,10
	3,42
	180
	223,21
	28,63
	
	7
	77,30
	3,42
	150
	187,94
	24,10
	
	8
	78,27
	3,49
	180
	222,73
	27,43
	
	9
	76,51
	3,42
	200
	253,17
	32,47
	
	10
	78,16
	3,43
	230
	285,00
	36,34
	
	Média
	251,38
	32,03
A norma especifica que placas cerâmicas do grupo de absorção BIII com espessuras menores que 7,5 mm, devem ter carga de ruptura maior que 200 N e módulo de resistência à flexão maior que 12 MPa. Todos os corpos de prova obtiveram MRF ≥ 12 MPa, porém o corpo de prova 7 não obteve CR ≥ 200N.
Conforme a Tabela 3 quando um corpo de prova não atende a especificação é necessária a realização do experimento numa segunda amostragem, e os dados dessa segunda amostra estão presentes na Tabela 11.
Tabela 11: Carga de Ruptura e Módulo de Resistência à Flexão
	2a Amostragem
L = 96,25 mm
	Corpo de Prova
	Largura
b (mm)
	Espessura
e (mm)
	Força
(N)
	Carga de Ruptura (N)
	Módulo de Resistência à Flexão (MPa)
	
	11
	77,03
	3,43
	150
	187,43
	23,90
	
	1277,80
	3,39
	160
	197,94
	25,84
	
	13
	78,74
	3,41
	140
	171,13
	22,08
	
	14
	76,31
	3,44
	170
	214,42
	27,18
	
	15
	76,59
	3,44
	160
	201,07
	25,49
	
	16
	78,17
	3,46
	170
	209,32
	26,23
	
	17
	78,74
	3,45
	170
	207,80
	26,19
	
	18
	75,96
	3,43
	160
	202,74
	25,85
	
	19
	76,18
	3,41
	140
	176,88
	22,82
	
	20
	78,53
	3,43
	170
	208,36
	26,57
	
	Média
	224,54
	28,62
A nova média entre a primeira e a segunda amostragem está de acordo com o estabelecido na norma segundo a Tabela 4. Porém verifica-se que nesta amostra 4 corpos de prova obtiveram carga de ruptura inferior a 200 N, totalizando 5 corpos de prova nas duas amostras não conformes com a norma, o que é suficiente para a rejeição do lote de acordo com os critérios na Tabela 3.
CONCLUSÕES
As placas cerâmicas para revestimento podem ter vários usos na construção civil, e cada uso requer do material características físicas e químicas diferentes no intuito de ter uma vida útil maior.
A norma não é muito rígida na questão da identificação do produto na embalagem, não existe nenhum limite de aceitação e rejeição na ausência de algum dos dados referidos na norma. Com isso não há um controle efetivo da fabricação e identificação dos lotes.
Por uma questão de tempo, no laboratório só estudamos as características físicas principais de placas cerâmicas: a absorção de água e a carga de ruptura e módulo de resistência à flexão. O ensaio de absorção revelou um índice médio de 21,1% o que é bem maior do que é definido na norma para blocos do grupo BIII.
Já no ensaio de carga de ruptura e módulo de resistência à flexão a amostra demonstrou ter MRF médio de 28,62 N bem acima do limite da norma que é 12 N para espessuras menores que 7,5 mm, entretanto o lote foi rejeitado pois 5 corpos de prova tinham CR menor que 200 N.
Levando em consideração os resultados dos ensaios, o lote estudado poderia ter como função principal o revestimento de pisos e paredes em áreas secas, que não são muito expostas à umidade, pois com absorção de água elevada o risco de ocorrer desplacamento é maior.
BIBLIOGRAFIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Rio de Janeiro. NBR 13817; Placas cerâmicas para revestimento (Classificação). Rio de Janeiro, 1997. 3p.
____. NBR 13818; Placas cerâmicas para revestimento (Especificação e Métodos de Ensaio). Rio de Janeiro, 1997. 78p.
Brasília, 31 de março de 2015