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Materiais de Construção Civil Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Ernesto Silva Fortes Revisão Textual: Prof. Esp. Claudio Pereira do Nascimento Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas • Madeiras; • Vidro; • Tintas. · Aprender as propriedades dos materiais visando seus corretos empre- gos e desempenhos, bem como também o conhecimento das técnicas e ensaios, objetivando análises das propriedades físicas e mecânicas, características tecnológicas, especificações e normas. OBJETIVO DE APRENDIZADO Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas Madeiras Madeira como Material de Construção: Definição, Corte e Desdobro A madeira é um excelente material para a construção civil por causa do seu múltiplo aproveitamento. Sua utilização se deu desde os tempos mais remotos, devido à sua grande disponibilidade na natureza, além de sua grande resistência a esforços solicitantes. A madeira reúne três características importantes: aspectos técnicos, econômico e estético, uma vez que poucos materiais possuem todas essas características reunidas. Em sua definição, a madeira é um material orgânico, formado basicamente por carbono; heterogêneo devido sua grande variação existente tanto em tipos como em componentes básico e na distribuição destes componentes. É poroso, dispo- sição dos componentes formam poros; higroscópico, consegue absorção de água pelos poros e anisotrópico, se comporta em diferentes eixos de orientação. Importante! No processamento e no uso, seca mais rápido – sentido do comprimento – permeabili- dade mais alta e contrai no sentido transversal. Importante! Bauer (2008) salienta que, como matéria prima para outros usos industriais, a madeira pode ser considerada como um material bruto que permite aproveitamento dos sucessivos fragmentos que podem ser reduzidos. Para compreender a estrutura da madeira, é necessário, em primeiro lugar, conhecer suas origens e sua anatomia. Em um conjunto maior, as árvores são classificadas como fanerógamas, subdividindo-se em endógenas e exógenas. Veja Figura 1 a seguir. Figura 1 – Estrutura da madeira: classificação das árvores Fonte: Acervo do conteudista 8 9 Importante! Pesquise e confira os conceitos de espécies gimnospermas e angiospermas. Importante! Nas árvores ditas endógenas ocorrem germinação interna. → Crescimento do caule de dentro para fora; lenho é mais antigo e endurecido. Exemplos: bambu, palmeiras. Já as exógenas, a germinação é externa. Ocorre desenvolvimento transversal de fora para dentro em relação aos anéis de crescimento. Exemplos: Angiospermas e as gimnospermas. A madeira, como material para uso estrutural, depende muito da sua formação natural e entender sua anatomia é essencial. Na figura a seguir, veja nas descrições de todas as partes que compõem este material. Anatomia do tronco: https://goo.gl/6Zc6Ki Ex pl or • Casca externa: função de proteger o troco das intempéries e, ao mesmo tempo, evitar a evaporação excessiva da água interna. Sem interesse estrutural. • Casca interna: é responsável pelo fluxo de cima para baixo dos açúcares produzidos nas folhas para o resto da árvore. • Câmbio: é uma fina camada, quase invisível, responsável pela reprodução das células da árvore (crescimento e brotação). • Alburno: tem a função de levar a água absorvida pelas raízes para as folhas. É matéria viva e tem coloração geralmente mais clara. • Cerne: é constituído por células mortas com paredes celulares mais grossas devido à impregnação de lignina e outros compostos, fazendo com que o cerne seja mais escuro, denso, resistente e durável. Estruturalmente é a melhor parte do tronco. • Medula: é a parte mais antiga do tronco e, muitas vezes, já apodrecida. Devem-se evitar peças com medula. O corte e manejo desse material foram feitos de forma predatória ao longo dos anos, ao passo que hoje muitas espécies não podem ser mais utilizadas como ma- terial para construção civil, devido sua escassez. O código florestal brasileiro define que a extração só pode ser realizada perante planos de manejo e em regiões pre- determinadas. Esse plano de manejo é um conjunto de técnicas empregadas para colher cuidadosamente parte das árvores grandes de tal maneira que, as menores, ao serem colhidas futuramente sejam protegidas. Com a adoção do manejo, a pro- dução de madeira pode ser contínua ao longo dos anos, respeitando as espécies mais ameaçadas. 9 UNIDADE Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas O processo de produção tem início pelo corte das árvores, ocorrendo na se- quência: Toragem → Falquejamento → Desdobro → Aparelhamento das peças (peças comerciais, secagem e armazenamento). O transporte em toras passou a ser evitado e o desdobro inicial é feito no local próximo a retirada e transportadas em peças, conforme Figura 2. Figura 2 – Toragem Fonte: seesp.org.br Em um primeiro momento, o corte é realizado em épocas específicas do ano, menos no inverno. O corte não se dá nessa estação do ano, pois esse período é mais atrativo aos fungos e insetos, o que também ajuda a determinar menor durabilidade. Na sequência, fase de toragem, a árvore é desgalhada e partida em toras de 5 a 6 metros em média. Posteriormente é feito o falquejamento, na qual são retiradas quatro costaneiras, resultando em uma seção retangular, Na fase do desdobro da madeira é onde ocorre a operação final na produção de peças, que são realizadas em serrarias. Nesses locais são obtidos os pranchões e as pranchas que se caracterizam por peças de espessura de 7,0 cm e largura superior a 20 cm. O desdobro normal é feito paralelo aos anéis de crescimento da árvore, já o desdobro radial é realizado perpendicularmente aos anéis. Neste último, a produção gera uma madeira de melhor qualidade, com menores contrações de largura na secagem, além de superfície homogênea e com resistência mais uniforme. Veja os desdobros na figura a seguir. Desdobros: https://goo.gl/HWSHjk Ex pl or 10 11 A seguir, na Tabela 1, alguns cortes que originam peças para diferentes fins. Tabela 1 – Nomenclatura das peças de Madeira Serrada Nome da peça Espessura em cm Largura em cm Pranchões > 7,0 > 20,0 Prancha 4,0 a 7,0 > 20,0 Viga 4,0 11,0 a 20,0 Vigota 4,0 a 8,0 8,0 a 11,0 Caibro 4,0 a 8,0 5,0 a 8,0 Tábua 1,0 a 4,0 > 10,0 Sarrafo 2,0 a 4,0 2,0 a10,0 Ripado vidro são: a seleção de matérias-primas, a formulação e a preparação da massa, a fusão e a conformação. Processo de Fundição do Vidro • Fundição grossa: os componentes da mistura reagem juntos, numa temperatura entre 1000ºC e 1200°C. • Massa e concretização: composições gasosas evaporam. A mistura se concretiza e começa a criar os silicatos. • Formação do vidro: a mistura de concretização começa a se fundir, temperatura entre 1300 ºC e 1600°C, e a ficar transparente. 14 15 • Fundição fina: a viscosidade aumenta e as infiltrações de ar se libertam mais facilmente, temperatura entre 1300 ºC e 1600°C. • Homogeneização: removem-se as infiltrações de ar restantes. Descanso da fundição: período de descanso entre 900 ºC e 1200°C para baixar a viscosidade e melhorar a manipulação. Tipos de Vidro Vidro Temperado Esse tipo de vidro tem como característica partir-se em pequenas partículas, não apresentando, no entanto, ângulos cortantes. Assim, é classificado de não estilha- çável e, como tal, é considerado um vidro de segurança. Devido às suas caracte- rísticas, substitui, muitas vezes, materiais como madeira, aço, tijolos e, ainda, para cobrir vãos em forma de tabique, cortes e para automóveis. Vidro Laminado O vidro laminado é um vidro constituído por duas chapas de vidro intercaladas por um plástico chamado Polivinil Butiral (PVB), a principal característica desse vidro é, em caso de quebra, que os cacos ficam presos ao PVB, reduzindo o risco de ferimento às pessoas e também o atravessamento de objetos. Vidro Aramado Estes vidros também são considerados de segurança, pois no caso de partirem, os pedaços ficam agarrados à malha de aço. Aplica-se em locais que necessitem de segurança como, por exemplo, em janelas baixas. Aplicações Vidros para embalagem Potes para alimentos, frascos e garrafas para bebidas, produtos farmacêuticos, higiene pessoal e outras inúmeras aplicações: a utilização do vidro para embala- gens é uma das mais antigas e frequentes aplicações para o vidro. Vidros domésticos Vidros domésticos são aqueles usados em utensílios como louças de mesa, co- pos, xícaras e objetos de decoração como os vasos. Vidros planos Os chamados vidros planos, fabricados em chapas, são consumidos principal- mente pela construção civil, seguida pela indústria automobilística e dos móveis, depois na produção de espelhos e um pequeno percentual para outras aplicações. 15 UNIDADE Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas Além dos vidros translúcidos, um outro tipo de vidro plano chamado impresso ou fantasia, atende, em menor quantidade, também o mercado da construção civil. Vidros especiais São vidros com composições e características especiais, adequadas a necessida- des muito específicas de utilização, como os usados na produção de cinescópios para monitores de televisão e computadores, bolbos de lâmpadas, garrafas térmi- cas, fibras ópticas, blocos oftálmicos, blocos isoladores e até tijolos de vidro. Tintas Definição e Componentes As tintas são materiais geralmente líquidos ou em pó solúvel constituído de pig- mentos, resina, solventes e aditivos. Pigmentos: sólidos, não voláteis e insolúveis no meio. Promovem cor, opacida- de, consistência, durabilidade e resistência à tinta. Podem ser orgânicos (ftalocia- ninas azuis e verdes, quinacridonas violeta e vermelha) e inorgânicos: (dióxido de titânio, óxidos de ferro, caulim calcinado). Resina: não volátil e conhecida como ligante. Também chamada de veículo sólido. É responsável pela maioria das características físicas e químicas. Exemplos: fenólicas, epóxi-fenólicas, alquídicas e acrílicas. Solventes: veículo volátil, incolor e neutro. Melhora a viscosidade, facilitando a aplicabilidade das tintas e aumentando a aderência ao substrato. Ex.: tintas de base solvente e tintas de base aquosa. Aditivos: ajudam no processo químico, conferindo importantes propriedades como secagem, catalisação, dispersão, estabilização etc. Classificação Conforme a Finalidade de Aplicação A classificação das tintas se dá de acordo com o usuário no que diz respeito ao aspecto do acabamento, da textura e da cor. Existe também a classificação segundo a composição, podendo ser ela de base aquosa, de base solvente ou um sistema bicomponente. Os produtos à base de água causam menor impacto ambiental. Ex.: Tintas Lá- tex Acrílica e PVA - apresentam baixo odor, fácil aplicação e secagem rápida. Sua aplicação se dá em argamassa, concreto, bloco de concreto, gesso, podendo ser em ambiente interno e externo. Há também os vernizes acrílicos, cujas aplicações se dão em superfícies de concreto e em ambientes internos. 16 17 Já as tintas à base de solventes orgânicos apresentam baixa resistência à umida- de elevada e elevado teor de VOC (Volatile Organic Compounds). É constituída de esmalte sintético, cuja aplicação se dá em superfícies metálicas, madeira e concreto em que a secagem é lenta. Pode ser também encontrado em verniz sintético. No sistema bicomponente, o mesmo é constituído por um componente A (base pigmentada ou verniz) e por um componente B (agente de cura). Ex.: Tinta e Verniz Epóxi → aplicação em superfícies de madeira e concreto, sobretudo em pisos. São sensíveis à radiação ultravioleta e apresentam elevada resistência a soluções ou vapores de produtos químicos. Indicadores de Qualidade – Defeitos Em se tratando de qualidade das tintas, algumas características se mostram de fácil observação, como por exemplo: Estabilidade e rendimento quando bem dosada. Apresenta durabilidade e lavabi- lidade alta. Por outro lado, como defeitos ou desvantagens, as tintas podem deixar explícito o descascamento, desagregamento da camada, bem como eflorescência (manchas esbranquiçadas que surgem se a pintura for aplicada sobre reboco úmi- do) e saponificação (manchas com aspecto pegajoso podendo até ocorrer óleo). Outros defeitos que podem ser aparentes são: fissuras, bolhas e machas por ação das chuvas. Principais Produtos Empregados na Construção Civil: Características e Forma de Emprego Os principais produtos utilizados na construção civil, no que se refere às tintas, são materiais de látex → Linha 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). Linha Esmalte → Fundo branco fosco (indicado como primeira pintura para madeira nova, como isolante e nivelador). Vernizes → (produtos à base de resinas alquídicas, aditivos e solven- tes, indicados para pintura de superfícies internas e externas de madeira. Rende 8 a 12m² por litro, por demão). Ademais, verniz poliuretano (também à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, para madeiras internas e externas, mesmo rendimento). Linha Acrílica → Látex acrílico → semibrilho e fosco - (à base de re- sina acrílica estirenada, pigmentos, aditivos e solventes, indicado para pinturas de reboco, blocos de concreto, amianto, massa acrílica, massa corrida e repinturas. Rende 12 a 15m² por litro, por demão). Possui também massa acrílica (também à 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). E, por fim, verniz acrílico (a mesma base, indicado para concreto apa- rente, rende 12 a 15m² por litro, por demão). 17 UNIDADE Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas Inovações nas Tintas e Acabamentos Texturizados Segundo a Abrafati (Associação Brasileira dos Fabricantes de Tintas), os prin- cipais avanços relacionados às tintas permeiam os quatro principais segmentos do setor: tinta imobiliária, automotiva, para repintura automotiva e para indústria em geral. No caso das tintas imobiliárias, a grande sacada é a produção de tintas à base de água, que eliminam o uso de solventes e trazem ganhos ambientais. Há também os sistemas tintométricos Ce as próprias inovações ligadas à tecnologiada cor. O segmento apresenta ainda tintas magnetizadas, diversos tipos de texturas e produtos para ambientes e utilizações específicas, tais como: tintas para telhados, azulejos, pisos, madeiras em geral, decks de piscinas e outras. A Abrafati reforça ainda que: No aspecto ambiental, além das tintas à base de água, há a tinta em pó, utilizada em aplicações industriais e que vem conquistando maior mercado graças à sua evolução tecnológica e à redução de custos, que pode gerar menos desperdícios e resíduos. No segmento de pintura automotiva, a evolução foi marcante nos últimos anos. As máquinas tintométricas, por exemplo, representam esse avanço: há 10 anos eram oferecidas 400 cores no Brasil, hoje são 10 mil. 18 19 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros O Estudo da Tinta/Textura Como Revestimento Externo em Substrato de Argamassa CUNHA, A. O. O estudo da tinta / textura como revestimento externo em substrato de argamassa. Monografia do Curso de Especialização em Construção Civil, Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. 2011. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais IBRACON. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais, 2010. Manual de Tecnologia da Madeira Nennewitz I et. al. Manual de Tecnologia da Madeira. 2 ed. Editor Blucher, 2011. ISBN-10: 8521205953 e ISBN-13: 978-8521205951. Materiais de Construção: Para Gostar e Aprender Grubba, D. Materiais de Construção: Para Gostar e Aprender. 2d. 2014. ASIN: B01BD1RCIC. Leitura Apostila de Vidros https://goo.gl/Uzx6Qa Desempenho Térmico de Edificações – Aula 10: Eficiência energética em janelas https://goo.gl/gBtCRs 19 UNIDADE Tecnologia da Madeira, do Vidro e das Tintas Referências ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7190:1997. Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 1987. ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 12498:2017. Madeira serrada de coníferas provenientes de reflorestamento, para uso geral - Requisitos. Rio de Janeiro, 2017. ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7199:2016. Vidros na construção civil — Projeto, execução e aplicações. Rio de Janeiro, 2016. ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15303:2016. Tintas para construção civil - Método para avaliação de desempe- nho de tintas para edificações não industriais - Determinação da absorção de água de massa niveladora. Rio de Janeiro, 2016. BAUER, L. A. F. Materiais de Construção volume I e II. 5. ed. São Paulo: LTC, 2007. IBRACON. Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais. São Paulo: Ed. G. C. Isaia, 2007, 2v., 1712p. ABRAFATI – Associação Brasileira dos Fabricantes de Tintas. Vila Olímpia - São Paulo – SP. Disponível em: https://www.abrafati.com.br/. Acessado em 29/08/2018. 20