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1 Escola de engenharia e Ciências exatas Curso de Engenharia Civil Campus: Mossoró Turmas: 4NA e 4NB Disciplina: Ciência e Tecnologia dos Materiais DOSAGEM DE CONCRETO; MATERIAIS CERÂMICOS; TINTAS, VIDROS, MATERIAIS BETUMINOSOS E PLÁSTICOS. Professor: Francisco Uberlânio da Silva Mossoró SETEMBRO/2014. 2 1- DOSAGEM DE TRAÇO DE CONCRETO Definição É a indicação de quantidade dos materiais que constituem o concreto: a. Traço em volume de todos os materiais do concreto. b. Traço em volume só dos agregados, sendo o cimento dado em peso. c. Traço em peso de todos os materiais que constituem o concreto. O traço em volume de todos os materiais que constituem o concreto é o mais usado na prática, mas o mais correto ainda é o traço em peso. Os traços são indicados da seguinte maneira: 1:3:3, 1:3:4, 1:3:6, sendo que o 1º algarismo indica a quantidade de cimento a ser usado; O 2º algarismo indica a quantidade de areia e o 3º algarismo a quantidade de pedra. Assim temos para o traço 1:3:3, um volume de cimento por três volumes da areia. A quantidade de água depende da umidade da areia, devendo-se lembras que as argamassas e concretos com uma dosagem excessiva de água diminuem sua resistência. De acordo com o traço temos diferentes resistências para os concretos: 150 kg/cm2, 250 kg/ cm2, etc. Caso ocorra algum engano na forma de expressar o traço, o concreto produzido apresentará propriedades diferentes daquelas previstas na dosagem. A dosagem do concreto sempre é feita com os materiais secos e medidos em massa, no entanto, para enviar o traço para a obra, este deve ser convertido adequadamente, observe o exemplo a seguir: 3 Exemplo 01: Transformar o traço em massa de materiais secos (1:2,8:3,2:0,45) para traço em volume de materiais secos (Tv) e massa combinado com volume de materiais secos (Tmv). Apresente também o Tmv em relação a 1 saco de cimento. Adotando: Massa Unitária dos materiais. Massa específica dos materiais. Conversão para traço em volume, Tv, teremos: Tm - 1: 2,8 : 3,2 : 0,45 No entanto, é comum apresentar o traço unitário, ou seja, referido a unidade de cimento, assim: M V V M 3 3 3 /65,1 /51,1 /4,1 dmkg dmkg dmkg brita areia cimento 3 3 3 /65,2 /63,2 /15,3 dmkg dmkg dmkg brita areia cimento 0,45:1,94:1,85:0,71 - Tv 1 0,45 : 65,1 3,2 : 51,1 2,8 : 4,1 1 - Tv 0,45 : 3,2 : 2,8 : 1 - Tv OHbac 2 ,630:2,73:2,61:1 - Tv 0,71 0,45 : 0,71 1,94 : 0,71 1,85 : 0,71 0,71 - Tv 4 Conversão para traço em massa combinado com volume (Tmv) Para expressar o traço para um saco de cimento, basta multiplicar a proporção por 50 kg, que é o peso de um saco de cimento. Sendo 1 saco de cimento – 50 kg 92,5 dm3 de areia 97 dm3 de brita 22,5 dm3 de água Exemplo 2: Para o traço em massa combinado com volume Tmv – 1 : 1,85 : 1,94 : 0,45. Corrigir o traço de acordo com a umidade e inchamento médio da areia; umidade 3. Dimensionar as padiolas de areia e brita referente a um saco de cimento. Traço referente a 1 saco de cimento: Correção quanto ao inchamento: Correção quanto a umidade: 0,45:1,94:1,85:1 - Tmv ,450: 65,1 3,2 : 51,1 2,8 :1 - Tmv ,450: 3,2 : 2,8 :1 - Tmv ba 22,5:97:92,5:50 - Tmv 22,5:97:92,5:50 - Tmv 3 h s h 625,115 5,9225,1V V V I dmVh )1.( 100. M M - M h s sh hMM sh 5 Quantidade de água presente na areia úmida: Massa da água na areia úmida: Quantidade de água a ser adicionada: Traço corrigido: 2- Dimensionamento da Padiola PARA TRAÇO EM CONCRETO: Adotaremos duas medidas para a padiola e determinaremos a altura em função do volume dos agregados. Padiola de Areia: kgM M kgM h h s 56,144 )035,01(675,139 675,139 5,9251,1M s kg9,4M 675,13956,144M Oh Oh 2 2 kg6,17M 9,45,22M Oh Oh 2 2 17,6:97:115,625:50 Tmv 40 cm 6 Para que a padiola não fique com altura e peso excessivo, divide-se a altura por dois e especifica-se duas padiolas, ou seja, duas padiolas com dimensões de 40x45x32,1cm por traço. Padiola de Brita: Duas padiolas com dimensões de 40x45x27cm Para a produção do traço dado para um saco de cimento, a especificação fica: 1 saco de cimento: 2 padiolas de areia: 2 padiolas de brita Ou seja, 1:2:2 Consumo do traço. 1dm3 = 1litro Sempre que trabalhamos com concreto se faz necessário saber o consumo de material por metro cúbico de concreto. Essa determinação é feita através do cálculo do consumo de cimento por metro cúbico, a seguir: Fórmula: Onde c, a e b são respectivamente, as massas específicas do cimento, da areia e da brita, e 1:a:b:x é o traço do concreto expresso em massa, e C é o consumo de cimento por metro cúbico de concreto, 1000 dm3. cmH dmH H HCLVa 24,66 624,6 *5,40,4625,115 cmH dmH H HCLVb 4,53 39,5 *5,40,497 x ba C bac 1 1000 7 Exemplo 03: Determine as quantidades de materiais necessárias para a moldagem de 12 corpos de prova cilíndricos de concreto, com dimensões de 15x30 cm, sabendo que o traço utilizado será Tm 1 : 2,5 : 3,5 : 0,50. Solução: Para um cilindro: C = 1,716 kg de cimento a = 1,716 * 2,5 a = 4,29 kg de areia b = 1,716 * 3,5 b = 6,01 kg de brita x = 1,716 * 0,5 x = 0,858 kg de água 3.0 - DOSAGEM DO CONCRETO MÉTODO DE DOSAGEM ACI/ABCP As cinco regras fundamentais a conhecerem: h=30 cm d = 15 cm 3 3 3 /65,2 /63,2 /15,3 dmkg dmkg dmkg brita areia cimento 3 2 3,5 3 4 5,1 dmV V cil cil 5,0 65,2 5,3 63,2 5,2 15,3 1 3,5 C 8 1º Projeto estrutural 2º Os materiais disponíveis 3º Os equipamentos e mão-de-obra disponíveis 4º Buscar a melhor qualidade 5º O menor custo possível 3.1- Dosagem Racional do Concreto: Dosar um concreto no laboratório consiste em determinar as quantidades devidamente estudadas dos materiais envolvidos, sendo: cimento, água, agregados e eventualmente aditivos, em proporções convenientemente adequadas, para dar as propriedades exigidas, de maneira que os componentes desta mistura atendam satisfatoriamente todos os fatores, tornando o concreto em estado duro com 0% de vazios como uma pedra artificial. 3.2- Cálculo do Traço a) Critérios para Fixação da Resistência de dosagem (fcj): Fixa a condição característica da obra pela resistência do concreto (fck) estipulada no projeto, na idade de “j "dias (efetiva), definida pela expressão: Fcj = fck + 1,65 x sd b) Desvio Padrão do Concreto: O valor do desvio padrão depende da condiçãoespecífica da obra. Se não for conhecido, segundo a ABNT poderão ser fixados inicialmente os desvios em função do tipo e condições de controle a serem empregados: Condição A SD= 4,0MPA Aplicável a concretos da classe C10 à C80 (fck 10 a 80 MPa) Cimento e agregado medido em massa; 9 Água medida em massa ou volume com dispositivo dosador; Determinações precisas e freqüentes da umidade dos agregados; Proposta do sd = 4,0 Mpa Condição B SD= 5,5MPA Aplicável a concretos da classe C10 à C25 (fck 10 a 25 MPa) Cimento em massa; Agregado em volume; Água em volume com dispositivo dosador; Correção da umidade em pelo menos três vezes da mesma turma de concretagem; Volume do agregado miúdo corrigido pela curva de inchamento Proposta do sd = 5,5 Mpa Condição C SD=7,0MPA Aplicável a concretos da classe C10 à C15 (fck 10 a 15 MPa) Cimento em massa; Água e volume; Umidade estimada; Exige-se para esta condição o consumo mínimo de cimento = 350 kg/m3; Proposta do sd = 7,0 Mpa EXEMPLO PRÁTICO 01: DOSAGEM DO CONCRETO MÉTODO DE DOSAGEM ACI/ABCP 1) Características dos Materiais e do Cimento utilizado no traço: 10 Areia Brita 1 Brita 2 Cimento Mf = 2,60 3 3 CP II - 32 Mpa Inch = 30% kg/m3 kg/m3 kg/m3 H = 6% kg/m3 kg/m3 3 3 2) Características do Concreto a ser confeccionado: Proporção das Britas Concreto B1 = 80 % Fck = 25 Mpa B2 = 20 % Abatimento = 90 +/- 10 Condição B SOLUÇÃO: 1º PASSO: Determinara relação a/c Critérios: 1.1 - Resistência mecânica Escolha do fator a/c em função da curva Abrams do cimento. 1.2 Durabilidade: Relação a/c e tipo de cimento 11 1.3 Determinar a resistência da Dosagem do Concreto em função do desvio padrão aos 28 dias Fc28 = Fck + 1,65 x sd Fc28 = 25 + 1,65 x 5,5 Fc28 = 34 Mpa 1.4 Com esse valor entrar no gráfico das curvas Abrams do cimento e retirar o valor do fator a/c: PORTANTO O FATOR a/c = 0,475 2º PASSO: Determinar o consumo de materiais 2.1 Determinação do consumo de água (Ca): Tabela 1 – Consumo de água aproximado 12 Portanto o consumo de água: Ca = 200 litros 2.2 Determinação do consumo de cimento (Cc): 2.3 Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb) Em função do diâmetro máximo Tabela II – Teor de agregado graúdo 2.4 Determinação do consumo de agregado Miúdo (Careia) 2.4.1 Volume da Areia (Va) 2.4.2 Determinação do consumo de agregado Miúdo 3 / 421 475,0 200 / mkgCc ca Ca Cc 3 3 3 3 por 214Cb2 0,20 . 10272 por 858 Cb1 0,80 . 10721 /1072 / 1500 . 715,0 mkg Cb mkg Cb mkgCb mkgCb VbCb compactada 3 3 710 kg/ 2650 . 268,0 . mporkgC mC VC areia areia areiaareiaareia 3 268,0 732,01 1000 200 2700 1072 3100 421 1 1 mVa Va Va águabritacimento Va águabritacimento 13 2.5 3º PASSO: APRESENTAÇÃO DO TRAÇO Cimento : Areia : Brita 1: Brita 2: Água/Cimento EXEMPLO PRÁTICO 02: Dosagem experimental testado na betoneira, para verificação da HOMOGENEIDADE, TRABALHABILIDADE, PLASTICIDADE, E RESISTÊNCIA do concreto. Exemplo para um traço em massa (TM) = 1: 3,02: 1,52: 1,52: 0,60 306,85: 926,69 : 466,41: 466,41: 184,11 A plasticidade do concreto fresco será medido através do ensaio de “Slump test” na forma tronco cônico, (dimensões externas) base menor (superior) = 0,10 m, base maior (inferior) = 0,20 m sendo a altura h = 0,30m. Moldagem com amostra do concreto fresco será efetuado em forma cilíndrica de diâmetro = 0,10m e altura h = 0,20 m, (dimensões internas). Após concreto endurecido, será determinada a resistência a compressão axial, em idades estabelecidas, conforme normas da ABNT e projeto da obra. Volume do tronco cone = Área da base do molde = Volume do molde = área x altura = 0,007854 x 0,20 = 0,001571 m3 Volume de 1 corpo de prova, no molde:Dimensões (0,10 X 0,20) m = 0,001571 m3 475,0:51,0:04,2:67,1:1 421 200 : 421 214 : 421 858 : 421 710 :1 :::: 21 c água c brita c brita c areia c c C C C C C C C C C C 3 22 22 005498,0 05,0*10,005,010,0. 3 30,0.14,3 *. 3 . m rRrR h 2 22 007854,0 4 10,0.14,3 4 . m d 14 Volume do tronco cone de Slump para o ensaio de plasticidade do concreto = 0,005498 m3 Volume do concreto para 6 CP de (0,10 x 0,20) m = 6 x 0,001571 = 0,009426 m3 Volume do concreto fresco dosado na betoneira = soma do vol. do tronco cone de Slump, com os 6 CPs de (0,10 x 0,20)m = 0,005498 + 0,009426 = 0,014924 m3 Onde: Cimento para 1.0 m3 de concreto = 306,85 kg Cimento para 0,014924 m3 de concreto = X kg 15 Sendo necessária correção da plasticidade uma vez definido o fator água/cimento, não deverá mudar o mesmo, tendo em vista que é a partir do a/c que determina- se a resistência do concreto. Assim sendo para cada kg de água adicionamos X de cimento. No exemplo desta dosagem se fosse necessário efetuar a correção, para cada 0,100 kg de água adiciona-se 0,166 kg de cimento. Sendo: cimento = Serão fornecidas abaixo algumas tabelas de traços de concreto com suas devidas finalidades. kg kg kg ca água 166,0 60,0 100,0 / 16 17 18 ANEXO 19 Dosagem de concreto; Materiais cerâmicos; Tintas, vidros, Materiais betuminosos e Plásticos 20 21 MATERIAIS CERÂMICOS: 1- Definição: 22 Denominam-se como materiais cerâmicos aqueles produtos obtidos pela secagem e cozimento de materiais argilosos. O que é cerâmica? São materiais não metálicos, inorgânicos, cuja estrutura, após queima em altas temperaturas, apresenta-se inteira ou parcialmente cristalizada. Isto é, os átomos de sua estrutura ficam arranjados de forma simétrica e repetida de tal modo que parecem pequenos cristais, uns juntos dos outros. Esta característica estrutural, ou seja, a cristalização confere ao material cerâmico propriedade física como, entre outras, resistência ao ataque de produtos químicos, resistência à tração e a compressão e, dureza. As possibilidades de emprego de materiais cerâmicos são amplas, indo de utensílios domésticos a isolantes elétricos. A fabricação de revestimentos para a construção civil tais como azulejos, ladrilhos, pastilhas e placas, são apenas uma das diversas atividadesque têm como finalidade a produção de materiais cerâmicos. 2.0- Breve histórico: Os primeiros vestígios da utilização da cerâmica datam do início do Neolítico(*) (entre 10000 e 6000 a.C.), na forma de potes para o armazenamento de grãos. No que diz respeito ao uso na construção, os materiais cerâmicos também estão entre os mais antigos, tanto na forma de blocos e telhas, quanto na de placas de revestimento. As civilizações mais primitivas, em geral os historiadores dividem a história da humanidade em dois grandes períodos: A idade da Pedra (A Idade da Pedra é aquela anterior à invenção da escrita. Por esse motivo ela também é, às vezes chamada de Idade Pré- literária) e A idade dos Metais - é a história das nações que se auto-proclamam civilizadas. A Idade da Pedra cobre pelo menos 95% da história da existência do ser humano. Ela só termina próximo do ano 3000 aC. Esta Idade se subdivide em: Era Paleolítica, ou antiga idade da pedra (Chamamos a "era Paleolítica" de "idade da pedra lascada"), Era Neolítica, a nova idade da pedra. Enquanto que a "era Neolítica" é chamada de "idade 23 da pedra polida". Como podemos ver, cada uma dessas eras é caracterizada pela maneira como as armas e utensílios de pedra eram fabricados pelos povos que nelas existiram. Era da cerâmica Industrial: A indústria cerâmica é responsável pela fabricação de pisos, azulejos e revestimento de larga aplicação na construção civil, bem como pela fabricação de tijolos, lajes, telhas, entre outros. Ainda, o setor denominado cerâmica tecnológica, é responsável pela fabricação de componentes de alta resistência ao calor e de grande resistência à compressão. Atualmente a cerâmica é objeto de intensa pesquisa tendo em vista o aproveitamento de várias das propriedades físicas e químicas de um grande número de materiais, principalmente a semi-condutividade, supercondutividade e comportamento adiabático (processo de transformação de um sistema em que não ocorrem trocas térmicas com o exterior). 3.0- Características das argilas: Como sabemos, os materiais cerâmico provem da argila que são materiais compostos, principalmente, de silicatos de alumínio hidratados (decomposição de rochas feldspáticas). As principais impurezas presentes são: Sílica livre; Alumina livre; Álcalis; Matéria orgânica; Sais;Óxidos; Cálcio. As principais características das argilas são listadas abaixo: Apresentam plasticidade quando em contato com água; Baixa granulometria (com elevado teor de partículas); Com água são moldáveis, conservam a forma moldada, endurecem com a perda de água e solidificam-se definitivamente com o calor; 4.0- Tipos de argila: • Argila vermelha; • Argila para grês; 24 • Argila refratária; • Caulim; • Argilas de bola (azuladas ou negras, de grande plasticidade); • Bentonita: vulcânica, muito plástica, aumenta de 10 a 15 x seu volume quando em contato com água. 5.0 – Propriedades das argilas. Propriedade de se deformar quando submetido a uma força, e conservar a deformação quando esta é retirada, Propriedade de variar de volume com a variação de umidade; Isso é bastante inconveniente, pois pode gerar fissuração; Até 600ºC secagem; de 600ºC a 950º reações químicas; e com mais de 950ºC vitrificação; Porosidade do produto depende da quantidade de vidro formado; 6.0- Classificação dos materiais cerâmicos: O setor cerâmico é amplo e heterogêneo o que induz a dividi-lo em sub-setores ou segmentos em função de diversos fatores como matérias-primas, propriedades e áreas de utilização. Os materiais cerâmicos são geralmente divididos em dois grandes grupos: Os cerâmicos tradicionais Os cerâmicos técnicos. Os cerâmicos tradicionais - São obtidos a partir de três componentes básicos, argila (silicato de alumínio hidratado (Al2O3.SiO2.H2O) com aditivos), a sílica (SiO2) e o feldspato (K2O.Al2O3.6SiO2). Exemplos: As telhas, tijolos, a porcelana, louça sanitária e moldações cerâmicas são exemplos de aplicação deste grupo de materiais. 25 Tijolos, telhas, cobogós e louça sanitária Os cerâmicos técnicos - São geralmente formados por compostos puros, ou quase puros, tal como: o óxido de alumínio (alumina - Al2O3), óxido de zircônio(*1) (zircónia - ZrO2), o carboneto de silício (SiC) e o nitreto (*2) de silício (Si3N4). Exemplos de aplicação destes cerâmicos podem-se citar : A utilização de zircônia em facas, o carboneto de silício em anilhas, e a alumina em painéis de fornos, parafusos e invólucros cilíndricos de lâmpadas de alta intensidade. Utilidades como: Facas, lâmpadas, anilhas etc. 7.0 - Processo de fabricação dos cerâmicos tradicionais: Extração da argila em jazidas; Tratamento da materia prima; Regularização 26 Moldagem Secagem Cozimento Esfriamento Alguns casos vitrificação especial. 7.1 – Finalidade das fases de produção: Exploração da jazida: Atentar para a viabilidade técnica, econômica e ambiental, onde deverá por lei possuir licença ambiental e um estudo técnico viável para essa atividade. Tratamento da matéria-prima: É a fase da purificação e trituração; Regularização da matéria-prima: É a fase da Umidificação e homogeneização; Moldagem: Para cada produto tem-se as pastas com umidades diferenciadas. 27 Pasta seca: h% de 4 a 10%, prensagem, ex.: telhas; Pasta consistente: h% de 20 a 35%, extrusão, ex.: blocos; Pasta fluida: h% de 35 a 50%, barbotina, ex.: louça sanitária; Secagem: Ocorre a retirada da umidade. É nesta fase que se deve controlar a umidade para que um dos problemas que mais ocorre na peça (tijolo ou tela) seja evitado que é a retração; Queima: Mudança na estrutura física da peça, onde ocorre o processo de vitrificação. 8.0 - Produtos de argila: Blocos cerâmicos/Tijolos (Maciços ou Vazados; vedação ou Estruturais); Telhas; Tubos (manilhas); Lajotas; Elementos vazados (cobogós). Produtos de grês ou de louça (Azulejos, Porcelanatos, Pastilhas; Louça sanitária; Material refratário. Qualquer que seja o material cerâmico utilizado as propriedades desejáveis são: Ter resistência à compressão adequada; Ter capacidade de aderir à argamassa tornando homogênea a parede; Possuir durabilidade frente aos agentes agressivos (umidade, variação de temperatura e ataque por agentes químicos); Possuir dimensões uniformes; Resistir ao fogo. 28 8.1- Tijolos Maciços Cerâmicos São blocos de barro comum, moldados com arestas vivas e retilíneas, obtidos pela queima da argila, que se dá em temperaturas em torno de 1000ºC. Devem possuir a forma de um paralepípedo retângulo sendo suas dimensões nominais recomendadas pela NBR 8041 “ Tijolo Maciço Cerâmico para Alvenaria – Forma e Dimensões”: Ensaio à Eflorescência Colocação de aproximadamente meio tijolo numa tina com água destilada na qual o tijolo mergulha parcialmente. Verificação posterior do aparecimento ou não de manchas brancas de sais depositados. 29 No mais eles devem principalmente possuirem todas as faces planas, podendo apresentar rebaixos de fabricação em uma das faces de maior área. As dimensões nominais (comp. x largura x altura) (190x90x57)mm ou (190x90x90)mm. É comum os tijolos apresentarem expansão devido à incorporação de umidade do ambiente. Em conseqüência é recomendado que se evite a utilização de blocos ou tijolos cerâmicos com menos de duas ou três semanas após saírem do forno. Eles devemapresentar: Ausência de eflorescências; Queima uniforme; Formato paralelepipedico; 30 Resistência à compressão: De 1,5 a 20 MPa; Mais comuns: 1,5 (A), 2,5 (B) e 4,0 MPa(C); 8.2- Tijolos Cerâmicos Vazados São blocos cerâmicos vazados moldados com arestas vivas retilíneas, sendo os furos cilíndricos ou prismáticos. A sua conformação é obtida através da extrusão. Durante este processo toda a umidade é expulsa e a matéria orgânica é queimada, ocorrendo a vitrificação com a fusão dos grãos de sílica. Os tijolos cerâmicos podem ser: De vedação: “Suportam somente o peso próprio; Furos na vertical ou na horizontal.” Estruturais: “Suportam cargas previstas em alvenaria estrutural; Furos na vertical;” 31 Os blocos Cerâmicos x blocos em concreto: Os blocos cerâmicos dão mais conforto térmico e acústico e oferece uma economia na estrutura da obra, em decorrência do peso do bloco cerâmico ser bem menor do que o de bloco de concreto. Além deste fator, há o fator de conforto térmico e acústico, onde o bloco cerâmico ganha de longe do bloco de concreto. Uma casa feita com blocos de concreto está com sua temperatura interna sempre muito próxima da temperatura externa, fato que não ocorre em uma residência construída com blocos cerâmicos. Com a acústica ocorre fato semelhante. Destacam-se algumas normas regulamentadoras (2005): • 15270-1: Componentes cerâmicos –parte 1: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação: terminologia e requisitos; • 15270-2: Componentes cerâmicos –parte 2: Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural: terminologia e requisitos; • 15270-3: Componentes cerâmicos –parte 3: Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e de vedação: métodos de ensaio. Quanto à resistência: Propriedades Importantes: Tolerâncias dimensionais: Entre 3 mm para mais ou para menos; 32 Desvio de esquadro: Menor ou igual 3mm; Empenamento: Menor ou igual 3mm; Absorção de água: 10 a 20%; Resistência à compressão: 10 kgf /cm2 (classe A); 25 kgf/cm2 (classe E). (Ambos devem ser menor de 3,0mm) Quanto a ABSORÇÃO: • Absorção de água total: entre 8 e 22%; • Índice de absorção de água inicial: quantidade de água absorvida em 1 min; Se os valores > 30g/193,55 cm3 têm-se elevada absorção, o recomendável é umedecer o bloco antes do assentamento; Quanto a QUEIMA: • Som vibrante e não abafado; 33 • Não pode ter “coração negro”; Bloco apresentando problemas na queima Bloco apresentando impurezas Bloco apresentando defeitos sistemáticos 8.3- TELHA CERÂMICA: 34 As telhas devem apresentar bom acabamento, com superfície pouco rugosa, sem deformações e defeitos (fissuras, esfoliações, quebras e rebarbas) que dificultem o acoplamento entre elas e prejudiquem a estanqueidade do telhado. Tampouco devem possuir manchas (por exemplo, de bolor), eflorescência (superfície esbranquiçada com sais) ou nódulos de cal. Na avaliação da efetividade da queima e da eventual presença de fissuras, as telhas devem emitir som metálico, semelhante ao de um sino, quando suspensas por uma extremidade e devidamente percutidas. Como regra, são usados conjuntos de telhas, que se integrando umas às outras formarão o telhado. Uma boa telha oferece encaixes precisos, evitando a infiltração de água ou vento, resistência a intempéries, e desempenho condizente com o previsto no material empregado. A decisão do tipo e material adequados da telha usada depende de fatores como incidência de chuvas ou neve, temperaturas médias da região, tipologia da construção, vãos e, naturalmente, 35 disponibilidade de materiais, mão-de-obra no local e o modo em que o material será utilizado. Além das características mencionadas, o conjunto de normas técnicas brasileiras NBR 15310:2005, Componentes cerâmicos –Telhas –Terminologia, requisitos e métodos de ensaio; Classificação em função das características geométricas e tipo de fixação; estabelece para as telhas cerâmicas as seguintes condições específicas: • Impermeabilidade - As telhas cerâmicas submetidas a uma coluna de água com 25 cm de altura, durante 24 horas consecutivas, não devem apresentar vazamentos ou formação de gotas na face oposta à da ação da água; • Absorção de água - O nível deve ser inferior a 20%; • Resistência à flexão - A carga de ruptura à flexão das telhas cerâmicas de encaixe deve ser igual ou superior a 70 kgf, elevando-se para 100 kgf nas telhas de capa e canal; • Tolerâncias dimensionais - Dimensões ≥ 50 mm - tolerância ± 2% Dimensões < 50 mm - tolerância ± 1 mm Espessura - tolerância ± 2 mm Empenamento - Em relação ao plano de apoio, as telhas não devem apresentar empenamento superior a 5 mm. • Retilinearidade e planaridade: Para evitar problemas de encaixe; • Características visuais: (Pequenos defeitos) e sonoridade (som metálico). São dois basicamente, os tipos de telhas existentes, com uma variedade bastante grande de formas. Das telhas de encaixe encontradas no comércio, as mais comuns são a telha francesa, a romana e a termoplan. Das telhas de capa e canal, as mais comuns são a telha colonial, a paulista e a plan. As telhas cerâmicas de encaixe apresentam em suas bordas saliências e reentrâncias que permitem o encaixe (acoplamento) entre as mesmas, quando da execução do telhado. A telha tipo FRANCESA, fabricada por prensagem, é uma telha de encaixe, conforme a Figura 43 (a) ilustra. Além dos encaixes laterais, possui um ressalto na face inferior, para apoio na ripa, e outro, denominado orelha de aramar, que serve para sua eventual fixação na ripa. A telha 36 ROMANA também é uma telha de encaixe, fabricada por prensagem. Possui uma capa e um canal interligados, conforme ilustrado na Figura 43 (b). A telha TERMOPLAN, apresentada na Figura 43 (c), é o tipo de telha de encaixe mais recentemente lançado no mercado. É fabricada por processo de extrusão, que permite uma camada interna de ar, e projetada com o intuito de otimizar o desempenho térmico da telha. As principais características geométricas das telhas cerâmicas de encaixe, normalizadas ou em processo de normalização, são indicadas na Tabela 21. TABELA 21 - Característica das telhas cerâmicas de encaixe. As telhas cerâmicas de capa e canal são telhas com formato de meia-cana fabricadas pelo processo de prensagem e caracterizadas por peças côncavas (canais), que se apóiam sobre as ripas, e por peças convexas (capas), que apoiam sobre os canais. Os canais apresentam um ressalto na face inferior, para apoio nas ripas, e as capas geralmente possuem reentrâncias a fim de permitir o 37 perfeito acoplamento com os canais. Tanto as capas como os canais apresentam detalhes que visam a impedir o deslizamento das capas em relação aos canais. A telha tipo COLONIAL é a primeira versão da telha tipo capa e canal fabricada no país e oriunda das telhas cerâmicas que os portugueses trouxeram para o Brasil Colônia. Esta telha, apresentada na Figura 44 (a), caracteriza-se por possuir um único tipo de peça, destinada tanto para os canais como para as capas. A partir do desenho da telha colonial, diversas outras formas surgiram. Firmaram-se no mercado as telhas paulista e a plan. A telhaPAULISTA apresenta a capa com largura ligeiramente inferior à largura do canal, conforme representado na Figura 44 (b), o que confere ao telhado um movimento plástico bastante diferente do que se tem no telhado construído com telhas coloniais. A telha PLAN apresenta formas acentuadamente retas, conforme indicado na Figura 44 (c), o que confere ao telhado uma aparência totalmente distinta da que é dada pelas telhas curvas. 38 8.4 - LAJOTA: São elemento de enchimento composto em material cerâmico (argila), pré-fabricado com configuração geométrica vazada, São intercaladas em vigotas de lajes Unidirecional e Bidirecional estando em conformidade com a Associação Brasileira de Normas Técnicas. Dimensões: (Altura: 8 cm Largura: 25 cm e Comprimento: 37 cm) Peso: 3.000 gr Rendimento médio: 10 /m2 Absorção de Umidade: 13 % 39 Lajotas fixadas nas nervuras de concreto Possuem as seguintes características: • Peças redutoras de peso; • Apóiam-se entre pequenas vigotas de concreto armado servindo de fôrma para a laje; • Exigência: resistência à flexão ≥700 N. Deverá apresentar-se: • Dimensões padronizadas e uniformes. • Boa resistência à flexão. • Absorção reduzida. • Coloração uniforme Vantagem das lajotas cerâmicas: • Quanto ao revestimento– Por se tratar de um produto de natureza físico-químico compatível à argamassa de areia, cal e cimento, as lajotas cerâmicas possuem uma ótima aderência facilitando assim a aplicação dos revestimentos (reboco). • Quanto ao conforto técmico – As lajotas cerâmicas por serem fabricadas em material cerâmico, resultam em um ambiente interno com maior conforto térmico. • Quanto ao conforto acústico – As lajotas cerâmicas com sua configuração geométrica 40 vazada proporciona maior isolamento acústico. 8.5 – Elementos Vazados: (Cobogós) Define como sendo um elemento feito de cimento ou de material proveniente da argila cuja finalidade é o favorecimento da ventilação e iluminação nos ambientes internos, não possuindo finalidade estrutural. Popularmente chamado de Cobogó é o nome pelo qual foi batizado o elemento vazado que se deriva das iniciais dos sobrenomes de três engenheiros, que no século XX trabalhavam no Recife e conjuntamente o idealizaram: Amadeu Oliveira Coimbra, Ernest August Boeckmann e Antônio de Góis. Alguns dos modelos de cobogós existentes no mercado. 9.0 – PRODUTOS DE GRÊS OU LOUÇA: São materiais feitos a partir de argila de grão fino, plástica, sedimentária e refratária - que suporta altas temperaturas, como a cerâmica. Vitrificam entre 1150 °C - 1300 °C. Nelas o feldspato atua como material fundente. As argilas utilizadas na sua composição não são tão brancas ou puras quanto as de porcelana o que possibilita uma gama de cores. Após a queima elas tornam-se impermeáveis. 9.1 - Classificação quanto à qualidade: 41 • Classe A (1ª): 95% das peças não tem defeitos visíveis a 1 m (separação por bitolas, tonalidades, curvaturas e ortogonalidade de acordo com as normas); • Classe B: defeitos visíveis a 1 m; • Classe C: defeitos visíveis a 3 m. 9.2 - Processo de fabricação: • Preparação; • Conformação; • Secagem; • Esmaltação; • Queima. 42 9.3 - As normas que regem as placas cerâmicas: •NBR 13816: 1997 –Placas cerâmicas para revestimento –Terminologia; •NBR 13817: 1997 –Placas cerâmicas para revestimento –Classificação; •NBR 13818: 1997 –Placas cerâmicas para revestimento –Especificação e métodos de ensaio; •NBR 15463: 2007 –Placas cerâmicas para revestimento –Porcelanato; 43 9.4 - Quanto aos tipos: •Azulejos; •Porcelanatos; •Pastilhas; •Peças decorativas. 9.5- Algumas características predominantes: Azulejos: São peças porosas, destinadas a revestimentos de paredes e vidradas em uma das faces. Pastilhas: São peças de pequena dimensão, coladas em folha de papel ou unidas por pontos de resina para facilitar o assentamento. Peças decorativas (especiais): São as molduras (listelos) e mosaicos (tozetos). 9.6 – Classificação das placas cerâmicas quanto a ABSORÇÃO de água: 44 9.7 – Quanto à resistência a flexão: Quanto menor a absorção de água, maior a resistência a flexão da placa cerâmica 9.8 – Quanto à resistência a Abrasão superficial da placa cerâmica: Importante: • Nunca especificar apenas o PEI! • A primeira especificação deve ser a Absorção de água! • O significado do PEI: (Porcelain Enamel Institute (Instituto de Esmalte para Porcelana) 45 9.9 – Quanto à resistência ao Deslizamento: Refere-se ao grau de atrito da placa cerâmica. TINTAS 46 1.0- Introdução: O mercado brasileiro de tintas já é bastante consolidado. Embora muitas vezes passem despercebidas, as tintas são produtos fundamentais onde quer que se vá ou qualquer item que se fabrique: veículos automotivos, bicicletas, capacetes, móveis, brinquedos, eletrodomésticos, vestuário, equipamentos, artesanatos, em impressão e serigrafia e na construção civil, superando assim a marca de um bilhão de litros de tintas produzidos anualmente. Este volume coloca o Brasil como o quarto produtor mundial de tintas, com um mercado formado por grandes empresas (nacionais e multinacionais) e fabricantes de médio e pequeno porte, voltados para o consumo em geral e para segmentos com necessidades específicas. Estima-se que mais de 400 indústrias operem atualmente no País, responsáveis pela geração de quase 16 mil empregos diretos. 2.0- Definição: As tintas são materiais geralmente líquidos ou em pó solúvel, constituído de veiculo, pigmentos, solventes e aditivos. Os pigmentos são partículas (pó) sólidas e insolúveis, que podem ser divididos em dois grandes grupos: ativos e inertes. Os pigmentos ativos conferem cor e poder de cobertura à tinta; Os pigmentos inertes (ou cargas) se encarregam de proporcionar lixabilidade, dureza, consistência e outras características. O veiculo, constituído por resinas, é responsável pela formação da película protetora na qual se converte a tinta depois de seca. Os solventes são utilizados em diversas fases de fabricação das tintas, ou seja, para facilitar o empastamento dos pigmentos, regular à viscosidade da pasta de moagem, facilitar a fluidez dos veículos e das tintas prontas na fase de enlatamento. Na obra empregam-se solventes para melhorar a aplicabilidade da tinta, alastramento, etc. Entre os solventes mais comuns estão a água, aguarrás, álcoois, acetonas, xilol e outros. Os aditivos são, geralmente, produtos químicos sofisticados, com alto grau de eficiência, capazes de modificar, significativamente, as propriedades da tinta. Os aditivos mais comuns são os secantes, molhados, antiespumantes, plastificantes, dispersantes, engrossantes, bactericidas, e outros. 2.1- Qualidades das Tintas, Vernizes e Complementos 47 Baseando-se em algumas características das tintas, de fácil observação, podemos verificar, na obra, as condições de utilização do material, notadamente 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 Essas características são funções da qualidade equantidade de resinas e pigmentos utilizados na formulação da tinta. Essa análise é feita de forma comparativo, através de amostras, verificando-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 intempéries, maior ou menor tempo de sofrer alterações) e a lavabilidade (deve resistir à ação dos agentes químicos domésticos, tais como, detergente, água sanitária etc) 3.0- Quanto a classificação: A indústria de tintas para revestimentos utiliza um grande número de matérias- primas e produz uma e elevada gama de produtos em função da grande variedade de produtos/ a serem aplicados, forma de aplicação, especificidade de desempenho. De modo geral, a tinta pode ser considerada como uma mistura estável de uma parte sólida (que forma a película aderente à superfície a ser pintada) em um componente volátil (água ou solventes orgânicos). Uma terceira parte denominada aditivos, embora representando uma pequena percentagem da composição, é responsável pela obtenção de propriedades importantes tanto nas tintas quanto no revestimento. A tinta é uma preparação, o que significa que há uma mistura de vários insumos na sua produção. A combinação dos elementos sólidos e voláteis define as propriedades de resistência e de aspecto, bem como o tipo de aplicação e custo do produto final. As tintas podem ser classificadas de várias formas dependendo do critério considerado. De acordo com o mercado atendido e tecnologias mais representativas as tintas podem ser assim classificadas: 1 - Tintas imobiliárias: Tintas e complementos destinados á construção civil; podem ser subdivididas em: Produtos aquosos ( látex ): látex acrílicos, látex vinílicos, látex vinil-acrílicos, etc. Produtos base solvente orgânico: tintas a óleo, esmaltes sintéticos, etc. 48 2 - Tintas industriais do tipo OEM (original equipment manufacturer): As tintas e complementos utilizados como matérias primas no processo industrial de fabricação de um determinado produto; incluem, entre outros os seguintes produtos: Fundos (primers) eletroforéticos Fundos (primers) base solvente Esmaltes acabamento mono-capa e bi-capa Tintas em pó Tintas de cura por radiação (UV), etc.. 3 - Tintas especiais: Abrange os outros tipos de tintas, como por exemplo. Tintas e complementos para repintura automotiva Tintas para demarcação de tráfego Tintas e complementos para manutenção industrial Tintas marítimas Tintas para madeira, etc As tintas também podem ser classificadas quanto à formação do revestimento, isto é levando-se em conta o mecanismo da formação do filme protetor e a secagem ou cura das tintas. • Lacas: a película se forma através da evaporação do solvente. Ex: lacas nitrocelulósicas e lacas acrílicas. • Produtos látex: a coalescência é o mecanismo de secagem. Ex: as tintas látex acrílicas, vinil-acrílicas usadas na construção civil • Produtos termoconvertíveis: a secagem ocorre através da reação entre duas resinas presentes na composição a uma temperatura adequada (entre 100 a 230) C; Ex: os produtos utilizados na indústria automotriz e em eletrodomésticos • Sistemas de dois componentes: a formação do filme ocorre na temperatura ambiente após a mistura dos dois componentes (embalagens separadas) no momento da pintura; Ex: as tintas epóxi e o os produtos poliuretânicos. • Tintas de secagem oxidativa: a formação do filme ocorre devido à ação do ar. Ex: Os esmaltes sintéticos e as tintas a óleo usados na construção civil. 4.0 – Matéria Prima: As matérias-primas básicas para a produção de quase todos os tipos de tintas são constituídas pelas resinas, pigmentos, solventes e aditivos. 4.1- Resinas: As resinas são formadoras da película da tinta e são responsáveis pela maioria das características físicas e químicas desta, pois determinam o brilho, a resistência química e 49 física, a secagem, a aderência, e outras. As primeiras tintas desenvolvidas utilizavam resinas de origem natural (principalmente vegetal). Atualmente, com exceção de trabalhos artísticos, as resinas utilizadas pela indústria de tinta são sintéticas e constituem compostos de alto peso molecular. As resinas mais usuais são as alquídicas, epóxi, poliuretânicas, acrílicas, poliéster, vinílicas e nitrocelulose. Uma breve descrição de cada uma destas resinas encontra-se a seguir: Resina alquídica: Polímero obtido pela esterificação de poliácidos e ácidos graxos com poliálcoois. Usadas para tintas que secam por oxidação ou polimerização por calor. Resinas epóxi: Formadas na grande maioria pela reação do bisfenol A com eplicloridina; os grupos glicidila presentes na sua estrutura conferem-lhe uma grande reatividade com grupos amínicos presentes nas poliaminas e poliamidas. Resinas acrílicas: Polímeros formados pela polimerização de monômeros acrílicos e metacrílicos; por vezes o estireno é copolimerizado com estes monômeros. A polimerização destes monômeros em emulsão (base de água) resulta nas denominadas emulsões acrílicas usadas nas tintas látex. A polimerização em solvente conduz a resina indicada para esmaltes termoconvertíveis (cura com resinas melamínicas) ou em resinas hidroxiladas para cura com poliisocianatos formando os chamada poliuretânicos acrílicos. Resina poliéster: ésteres são produtos da reação de ácidos com álcoois. Quando ela é modificada com óleo, recebe o nome de alquídica. As resinas poliéster são usadas na fabricação de primers e acabamentos de cura à estufa, combinadas com resinas amínicas, epoxídicas ou com poliisocianatos bloqueados e não bloqueados. Emulsões vinílcas: são polímeros obtidos na copolimerização em emulsão ( base água) de acetato de vinila com diferentes monômeros: acrilato de butila, di-butil maleato, etc. Estas emulsões são usadas nas tintas látex vinílicas e vinil acrílicas. Resina nitrocelulose: Produzida pela reação de celulose, altamente purificada, com ácido nítrico, na presença de ácido sulfúrico. A nitrocelulose possui grande uso na obtenção de lacas, cujo sistema de cura é por evaporação de solventes. São usados em composições de secagem rápida para pintura de automóveis, objetos industriais, móveis de madeira, aviões, brinquedos e papel celofane. 4.2- Pigmentos: Os pigmentos são substâncias insolúveis no meio em que são utilizados (orgânico ou aquoso) e têm como finalidades principais conferir cor ou cobertura às tintas. Os corantes são substâncias geralmente solúveis em água e são utilizados para conferir cor a um determinado produto ou superfície. Os corantes se fixam na superfície que vão colorir através de mecanismos de adsorção, ou ligações iônicas e covalentes enquanto que os pigmentos são dispersos no meio (tinta) formando uma dispersão relativamente estável. Os corantes são muito utilizados na indústria têxtil e os pigmentos são fundamentais em tintas para revestimento. 50 Há três grandes categorias de pigmentos: pigmentos inorgânicos, pigmentos orgânicos e pigmentos de efeito. Pigmentos inorgânicos: dióxido de titânio, amarelo óxido de ferro, vermelho óxido de ferro, cromatos e molibidatos de chumbo, negro de fumo, azul da Prússia, etc. Pigmentos orgânicos: azul ftalocianinas azul e verde, quinacridona violeta e vermelha, perilenos vermelhos, toluidina vermelha, aril amídicos amarelos, etc. Pigmentos de efeito: alumínio metálico, mica, etc. 4.3- Cargas: As cargas são minerais industriais com característicasadequadas de brancura e granulometria sendo as propriedades físicas e químicas também importantes. Elas são importantes na produção de tintas látex e seus complementos, esmaltes sintéticos foscos e acetinados, tintas a óleo, tintas de fundo, etc. Os minerais mais utilizados são: carbonato de cálcio, agalmatolito, caulim, barita , etc. Também são importantes os produtos de síntese ( cargas sintéticas ) como por exemplo: carbonato de cálcio precipitado, sulfato de bário, sílica, silico-aluminato de sódio, etc. As cargas além de baratearem uma tinta também colaboram para a melhoria de certas propriedades: cobertura, resistência às intempéries, etc. 4.4- Solventes: São compostos (orgânicos ou água) responsáveis pelo aspecto líquido da tinta com uma determinada viscosidade. Após a aplicação da tinta, o solvente evapora deixando uma camada de filme seco sobre o substrato. Os solventes orgânicos são geralmente divididos em dois grupos: os hidrocarbonetos e os oxigenados. Por sua vez, os hidrocarbonetos podem ser subdivididos em dois tipos: alifáticos e aromáticos, enquanto que os oxigenados englobam os álcoois, acetatos, cetonas, éteres, etc. As tintas de base aquosa utilizam como fase volátil água adicionada de uma pequena quantidade de líquidos orgânicos compatíveis. A escolha de um solvente em uma tinta deve ser feita de acordo com a solubilidade das resinas respectivas da tinta, viscosidade e da forma de aplicação. Uma exceção importante são as tintas látex, onde a água é a fase dispersora e não solubilizadora do polímero responsável pelo revestimento. Atualmente existe um esforço mundial no sentido de diminuir o uso de solventes orgânicos em tintas, com iniciativas tais como: substituição por água, aumento do teor de sólidos, desenvolvimento de tintas em pó, desenvolvimento do sistema de cura por ultravioleta dentre outras. 4.5- Aditivos: 51 Este grupo de produtos químicos envolve uma vasta gama de componentes que são empregados em baixas concentrações (geralmente <5%), que têm funções específicas como conferir importantes propriedades às tintas e aos revestimentos respectivos, tais como: aumento da proteção anticorrosiva, bloqueadores dos raios UV, catalisadores de reações, dispersantes e umectantes de pigmentos e cargas, melhoria de nivelamento, preservantes e antiespumantes. A tabela a seguir relaciona alguns aditivos com a função respectiva. 5.0 - Processos de Fabricação A indústria de tintas é caracterizada pela produção em lotes, o que facilita o ajuste da cor e o acerto final das propriedades da tinta. Nas etapas de fabricação predominam as operações físicas (mistura, dispersão, completagem, filtração e envase), sendo que as conversões químicas acontecem na produção dos componentes (matérias-primas) da tinta e na secagem do filme após aplicação. 5.1- Tintas para Revestimentos - Base Solvente O processo de produção deste tipo de tinta, geralmente abrange as seguintes operações unitárias: pré-mistura, dispersão (moagem), completação, filtração e envase. A determinação das quantidades dos insumos deve ser feita através de pesagem e medição volumétrica com acuracidade adequada para tintas com as propriedades desejadas. 5.1.1- Pré-mistura – Os insumos são adicionados a um tanque (aberto ou fechado) provido de agitação adequado na ordem indicada na fórmula (documento básico para a produção de uma tinta). O conteúdo é agitado durante um período de tempo pré- determinado afim de se conseguir uma relativa homogeneização. 5.1.2- Dispersão (Moagem) – O produto pré-disperso é submetido à dispersão em moinhos adequados. Normalmente são utilizados moinhos horizontais ou verticais, dotados de diferentes meios de moagem: areia, zirconita, etc. Esta operação é contínua, o que significa, que há transferência do produto de um tanque de pré-mistura para o tanque de completagem. Durante esta operação ocorre o desagregamento dos pigmentos e 52 cargas e ao mesmo tempo há a formação de uma dispersão maximizada e estabilizada desses sólidos. A dispersão maximizada e estabilizada permite a otimização do poder de cobertura e da tonalidade da tinta durante um período de tempo correspondente a validade da mesma. 5.1.3- Completagem - Em um tanque provido com agitação são misturados de acordo com a fórmula, o produto de dispersão e os restantes componentes da tinta. Nesta fase são feitos os acertos finais para que a tinta apresente parâmetros e propriedades desejados; assim é feito o acerto da cor e da viscosidade, a correção do teor de sólidos, etc. 5.1.4- Filtração - Após a completagem e aprovação, a tinta é filtrada e imediatamente após é envasada. 5.1.5- Envase - A tinta é envasada em embalagens pré-determinadas. O processo deve garantir a quantidade de tinta em cada embalagem. O fluxograma a seguir ilustra o processo de fabricação: 5.2- Produção de vernizes O verniz é uma dispersão coloidal não pigmentada, ou solução de resinas sintéticas/ naturais em óleos dissolvidos em solventes. São usados como películas protetoras ou revestimento decorativo em vários substratos. 5.2.1-Mistura – A produção de verniz é simples e não exige as etapas de dispersão e moagem. O produto é feito em apenas uma etapa: a mistura. São homogeneizados em tanques ou tachos, as resinas, solventes e aditivos. 53 5.2.2- Dispersão – Alguns tipos de vernizes necessitam, também desta etapa. Quando algumas das matérias-primas são difíceis de serem incorporadas, é necessário aplicar maior força de cisalhamento a fim de evitar grumos. 5.2.3- Filtração – Concluída a mistura, o lote é filtrado para remover qualquer partícula do tamanho acima do máximo permitido. 5.2.4- Envase - Depois de aprovado pelo Laboratório de Controle de Qualidade, o verniz é então, envasado em latas, tambores ou containeres, rotulado, embalado e encaminhado para o estoque. 5.3- Tintas para revestimentos - Base Água Nos sistemas base de água a parte líquida é preponderantemente a água. As tintas aquosas e os seus complementos, utilizados na construção civil, são um exemplo marcante, pois representam 80% de todas as tintas consumidas por esse segmento de mercado. Estes produtos denominados genericamente de produtos látex são baseados em dispersões aquosas poliméricas (emulsões) tais como: vínílicas, vinil acrílicas, acrílicas, estireno-acrílicas, etc. A parte volátil das tintas das tintas látex é constituída por 98% de água e 2% de compostos orgânicos (valores médios). As cargas minerais são particularmente importantes na produção de tintas látex para a construção civil; sob o ponto de vista quantitativo representam uma parte importante da composição dessas tintas. Em tintas industriais, os sistemas aquosos estão adquirindo uma importância crescente; o primer eletroforético utilizado na pintura original automotiva é um dos exemplos mais importantes. Algumas tintas de acabamento automotivo também são aquosas. É importante salientar que em tintas industriais há outras tecnologias concorrentes dos sistemas aquosos na solução de problemas ambientais, como, por exemplo, tintas em pó, tintas de cura por UV, tintas de altos sólidos, etc. Processo de fabricação de tintas látex O processo de produção desse tipo de tintas é mais simples do que o usado na produção de tintas base solvente. 5.3.1-Pré-mistura e dispersão - Em um equipamento provido de agitação adequada são misturados: água, aditivos, cargas e pigmento (dióxido de titânio) A dispersão é feita em seqüência no mesmo equipamento.5.3.2- Completagem - Esta etapa é feita em um tanque provido de agitação adequada onde são adicionados água, emulsão, aditivos, coalescentes e o produto da 54 dispersão. Nesta etapa são feitos o acerto da cor e as correções necessárias para que se obtenham as características especificadas da tinta. 5.3.3-Filtração e envase - Estas etapas ocorrem simultaneamente. A produção de tintas base água surge como alternativa para a redução de COV. Sua maior aplicação é no ramo imobiliário, predominando as tintas látex. As etapas de fabricação são basicamente as mesmas da base solvente. As diferenças resumem-se a ordem de adição dos componentes da tinta. O fluxograma a seguir ilustra o processo de fabricação: 5.4- Tinta em Pó 55 As tintas em pó são isentas de componentes líquidos em sua formulação. São produtos sólidos apresentando-se na forma de pó à temperatura ambiente. A aplicação é geralmente feita através de processos eletrostáticos, isto é, o pó é carregado com carga elétrica proporcionada por um revólver nebulizador especial para tal finalidade. Entre o revólver e a peça a ser pintada há a formação de um campo elétrico e de uma diferença de potencial adequada.O pó fica aderido eletricamente na superfície da peça por um período de tempo (alguns minutos) suficiente para que esta seja aquecida em uma estufa a uma temperatura adequada para que ocorra a fusão do pó e em seguida a formação do revestimento. As tintas em pó podem ser classificadas em dois grupos considerando o mecanismo da formação do revestimento: Tintas em pó termoplásticas: O pó depois de aplicado é aquecido a uma temperatura superior à da fusão quando então o líquido resultante recobre a superfície; o resfriamento da peça para as condições normais de temperatura transforma esse revestimento líquido em um revestimento duro e protetor. Não há qualquer transformação química nesse mecanismo. São exemplos: tintas em pó à base de nylon, tintas em pó base PVC, etc. Tintas em pó termoconvertíveis: Ocorre uma reação entre a resina e o agente de cura após a fusão do pó. Ocorre então, a formação de uma outra espécie química com um peso molecular muito grande;como conseqüência as propriedades físicas e químicas do revestimento são maximizadas. As tintas em pó do tipo termoconvertíveis são mais importantes na pintura de produtos industriais tais como, eletrodomésticos, tubos de aço para oleodutos, etc. São exemplos: tintas em pó epóxi, tintas em pó epóxi – poliéster, tintas em pó acrílicas, poliéster puro, etc. Processo de fabricação Como foi dito anteriormente não há insumos líquidos na fabricação de tintas em pó.O processo produtivo envolve as seguintes etapas: 5.4.1- Pré-mistura - Os componentes da fórmula são misturados em um misturador de produtos sólidos até se conseguir uma relativa homogeneização. 5.2.2- Extrusão - O produto da pré-mistura é extrudado em ume extrusora cujo canhão tenha zonas de diferentes temperaturas. A temperatura de saída do material é ao redor de 95 °C. É muito importante controlar as temperaturas das diferentes partes do canhão para se obter uma extrusão eficiente e evitar acidentes.Na extrusão ocorre a homogeneização do material bem a dispersão dos pigmentos e das cargas minerais. 5.4.3- Resfriamento - O material extrudado é resfriado em uma cinta de aço resfriadora. 5.4.4- Granulação - O produto resfriado é granulado em partículas de tamanho variando entre 2 a 3 mm. 5.4.5-Moagem - O produto granulado é moído em um micronizador dotado de sistema de classificação e possível de ser regulado para que se obtenha uma determinada distribuição granulométrica do pó. Um perfil granulométrico típico apresenta 56 partículas com tamanhos variando entre 10 e 100 micrômetros. O micronizador deve ter um sistema eficiente de dissipação do calor formado na micronização. 5.4.6-Classificação e envase - O processo de envasamento deve estar acoplado a um sistema de classificação granulométrica a fim de evitar que, partículas maiores que o especificado, contamine o produto embalado. Geralmente as tintas em pó são embaladas em caixas de papelão providas com um saco plástico. O fluxograma a seguir ilustra o processo de fabricação de tinta em pó: 6.0- Tintas Usadas na Construção Civil 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 (também à base de resina PVA, utilizada para nivelar e corrigir imperfeições da superfície interna de reboco, rende de 2 a 3m² por litro). Liquido selador (à base de resina de PVA, aditivos e solventes, indicado para selar paredes internas de reboco absorvente, uniformizando a absorção. Rende 10 a 13m² por litro). 57 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, acrílico e tintas solúveis em água como caiação e outras em pó, e também para colorir rejuntamentos de azulejos e pisos). Linha Esmalte 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 demão). 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 liquido (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 à 1,5m² por litro, por demão). Vernizes Verniz filtro solar (à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, indicado para pintura de superfícies internas e externas de madeira. Rende 8 a 12m² por litro, por demão). Verniz poliuretano (também à base de resinas alquídicas, aditivos e solventes, para madeiras internas e externas, mesmo rendimento). Verniz copal (também 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 preparação das madeiras internas. Rende igual aos vernizes). 58 Linha Acrílica Látex acrílico - semi brilho e fosco - (à base de resina 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/litro/demão). Massa acrílica - (também a 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). Selador acrílico (a mesma base de resina acrílica estirenada, pigmentos, aditivos e solventes, indicados para pinturas internas e externas, dando aparência texturada. Rende 1 a 2m² porlitro/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 ). 6.1- Pinturas Usuais Sobre Reboco Este deve estar completamente curado, o que demora cerca de 28 dias. Caso contrario a tinta poderá descascar, porque a impermeabilidade de tinta dificultará a saída da umidade e as trocas gasosas necessárias a carbonatação (cura) do reboco, sem a qual este tende a esfarelar-se sob a película da tinta, causando descascamento. Rebocos fracos, com pouco cimento, apresentam superfícies pouco coesas, fato que se verifica esfregando-se a mão sobre o reboco, constata-se a existência de partículas soltas, grãos de areia. A pintura é feita com aplicação do selador seguidas de 2 59 demãos de látex. Se desejar-se uma superfície nivelada, lisa, aplicam-se 2 demãos de massa corrida, lixadas, antes do látex.Dependendo das condições da parede e da qualidade dos materiais, mais demãos necessárias.se o reboco apresentar mofo, este deve ser eliminado com a escovação com água sanitária. Pintura sobre Madeira Na primeira pintura deve-se lixar e eliminar farpas. Em seguida uma demão de branco fosco e posterior acabamento com esmalte sintético. Para acabamento em verniz utiliza-se inicialmente o selador para madeira,seguido de 2 ou mais demãos do verniz.Para nivelar as superfícies, utiliza-se massa à óleo antes do esmalte, em pelo menos, 2 demãos, lixadas, acabamento que se recebe o nome de laqueação. Pintura sobre Ferro Superfícies novas, sem indícios de ferrugem devem receber uma demão de fundo oxido de ferro, seguida das demãos de acabamento em esmalte. Se já houver ferrugem, remove-la com lixa ou escova de aço, aplicar uma ou duas mãos de zarcão ou cromato de zinco antes da pintura final. Se desejar-se nivelar a superfície usa-se massa plástica, lixada. Também para eliminar ferrugem pode-se fazer uso do PCF ( Produto Convertedor de Ferrugens), seguido da pintura. 6.3- Principais Defeitos em Pintura Descascamento Ocorre quando se utiliza látex sobre caiação, que é uma camada de pó.É necessária a limpeza da superfície, raspando e escovando e a aplicação de selador. O descascamento pode ocorrer também quando a primeira demão de látex não foi diluída convenientemente. Desagregamento É o esfarelamento que ocorre quando a tinta foi aplicada sobre reboco não totalmente curado. 60 Eflorescência São manchas esbranquiçadas que surgem se a pintura for aplicada sobre reboco úmido. A secagem do reboco nasce pela eliminação de água sob forma de vapor, que arrasta o hidróxido de cálcio do interior para a superfície, onde se deposita, causando a mancha. Saponificação São manchas com aspecto pegajoso podendo até ocorrer óleo. Causada pela alcalinidade natural da cal e do cimento do reboco que, na presença da umidade reage com acidez característica de alguns tipos de resina. Fissuras Normalmente ocorre pelo tempo insuficiente de hidratação da cal antes da aplicação do reboco ou camada muito grossa do reboco ou ainda, excesso de cimento na mistura com a conseqüente retração. Manchas de pingos de chuva Quando chove a tinta não esta completamente seca. Bolhas Ocorrem normalmente em paredes com massa corrida PVA, se houver umidade. Defeitos em Pintura sobre Madeira Ocorrem pelo retardamento da secagem ou sua desuniformidade, em vista da combinação das resinas da tinta com as da madeira. VIDRO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 1.0- Breve histórico O vidro é um material antiqüíssimo, sendo suas aplicações conhecidas na antiguidade com o encontro de amuletos e pequenos objetos de vidro em sepulturas egípcias datadas de 4000 a C. Por volta de 1300d.C partiam de Murano todos os produtos fabricados pêlos mestres vidreiros e comprados à preço de ouro por toda Europa. 61 A produção de vidro no Brasil iniciou-se no inicio do séc. XX, com a fundação, por industriais nacionais da Santa Marina, que com técnicas artesanais, produziu vidros a plano de 1906 até 1924. Na década de 40, com a interrupção de importações por causa da 2º. Grande Guerra, formou-se um consorcio (Santa Marina e a PPG norte-americana), Industria Paulista de Vidros a Planos, depois Vidrobrás. Esta era sozinha no mercado até 1962 quando o Provido iniciou atividades. Nos anos 60 a francesa Saint Gobain adquiriu a Santa Marina e a também multinacional Pilkington se estabeleceu. Nos anos 80 uma nova tecnologia desenvolvida pela Pilkington, a “float” foi introduzida. Formou-se uma “joint-venture”entre a Pilkington e a Saint-Gobain criando-se a CEBRACE, Companhia Brasileira de Cristal. As Grandes vantagens qualitativas do produto fabricado com a nova tecnologia permitiam também diferencia-lo dos demais, definindo o segmento especifico de vidro plano flotado. No inicio dos anos 90 deixou de ser produzido vidro estirado e só existe no pais a produção de 2 tipos de vidro plano em sua forma básica: o liso flotado e o impresso. 2.0- Produção A matéria prima para produção do vidro é preparada a partir da fusão de diversos insumos básicos, entre os quais os principais são: barrilha (60%), areia(5 a 12%), calcário(5 a 15%) e feldspato (7 a 18%). 62 A reciclagem é fator importante a considerar pois a fusão de cacos é feita a temperatura mais baixa gerando economia de combustível e vantagens ambientais, além de divisas, pois parte da barrilha é importada devido a sua escassez no Brasil. As etapas seguintes do processo produtivo, que vão do resfriamento da matéria prima fundida até o produto final, podem, envolver diferentes tecnologia. No caso do vidro plano a tecnologia “float” consiste basicamente na formação de lamina sobre chumbo derretido, dando uma superfície sem imperfeições (ondulações). Os vidros impressos são os lisos com o trabalho final antes do resfriamento total. Outros trabalhos resultam em maior resistência, curvatura, refletividade etc. a construção é usuária de 55% do vidro produzido no Brasil. Na construção civil usa-se o vidro principalmente pela sua transparência, que proporciona luz e sol no interior das habitações e locais de trabalho, visão para o exterior, decoração, divisões internas como Box e outras. Os vidros mais utilizados são os lisos, de diveras espessuras (2,3,4,5,6,8 e 10mm) e os impressos ou fantasia (canelado, pontilhado, etc) além dos temperados, que são vidros que receberam um processo térmico que lhes conferiu maior resistência, porém não podem mais sofrer mais operações de corte, lixamento ou outros. Os temperados são aplicados diretamente nas alvenarias através de buchas de naylon, trilhos etc, os lisos e fantasiais, chamados comuns, são aplicados nas esquarias de madeira aço ou alumínio através de baguete de fixação com gaxetas de neoprene ou através de massa de vidraceiro. A finalidade da gaxeta ou da massa é dar estanqueidade e eliminar vibrações. As massas de vidraceiro se resumem basicamente em duas, a primeira composta de óleo de linhaça em gesso, podendo ter aditivos, que endurece por oxidação lenta, tendo elasticidade praticamente nula. A segunda é constituída de óleo e cargas diversas, dependendo do fabricante, tendo comportamento diverso. 3.0- Manutenção 63 A manutenção dos vidros é simples, bastando sua limpeza com água e produtos apropriadosdisponíveis no mercado, não alcalinos. Cuidado especial deve ser dado às vedações, sejam de massa ou de elastômeros, pois seu não funcionamento comprometerá esquadria, causando a perda da impermeabilidade, vibrações e até mesmo a quebra do vidro. As massas devem ser repintadas regularmente e os elastômeros substituídos quando apresentarem problemas, sendo a inspeção visual. 4.0- Estocagem A estocagem no canteiro de obras, ainda que por pouco tempo, deve obedecer condições pouco severas, evitando-se poeira, umidade, sol e projeções de cimento ou outros materiais que possam manchar, incrustar ou riscar. A umidade pode causar a irisação das chapas (manchas). Devem ser empilhados inclinados a 6% em relação à horizontal e com espessura máxima de 5cm. MATERIAIS BETUMINOSOS Podem ser misturados entre si ou com fileres como calcário, amianto, granito, carvão, cinzas, etc., dando origem a pastas de mastiques, com maior ou menor plasticidade, poder ligante ou resistência, podendo ser utilizados em impermeabilização de lajes e também de caixas d’água. Existem ainda feltros asfálticos e os cartões ou placas asfálticas prensadas. O feltro asfáltico recoberto com pedrisco ou pó de pedra e prensado ondulado para ter maior resistência mecânica gera telhas de ótimas características. 1. O PETRÓLEO NA CONSTRUÇÃO CIVIL O petróleo é material relativamente abundante na crosta terrestre, da origem a inúmeras substancias, tendo vasto emprego na construção civil. Muitas vezes livres na natureza, os derivados de petróleo foram usados desde a antiguidade. Os assírios já os empregaram em seus palácios e estradas. Foi assim como argamassa na Torre de babel e, a Bíblia menciona a calafetação da Arca de Noé com asfaltos. Os principais usados na construção civil são como plásticos, asfaltos e alcatrões. 1.1 A Industria Petroquímica 64 É a industria de grande porte, que teve desenvolvimento notável a partir de 1959, quando o americano Drake, cavando um poço para água, encontrou petróleo. O petróleo foi inicialmente usado para queimar, mas já em 1890, Daimler apresentou o primeiro automóvel movido a benzina, um derivado. O primeiro automóvel a utilizar gasolina foi o dos irmãos Duryea, em 1’893. Com o desenvolvimento da industria automobilística surgiu a grande procura pelo petróleo! A quebre catalítica ou “craqueamento”, trabalho baseado nos princípios de destilação, onde o óleo cru passa por fornalhas, se sublima e é levado às torres e, fraciona o petróleo segundo o ponto de ebulição de deus componentes, tendo-se a seqüência: óleo diesel, querosene, solventes, gasolina comum, gasolina especial, GLP (gás liquefeito de petróleo), eteno, gases residuais. Com os resíduos das torres consegue-se separar o óleo combustível do asfalto, graxas, negro de fumo e outros. 1.2 Origem dos Petróleos Duas teorias tentam explicar a origem: a origem e a inorgânica. Na teoria inorgânica a ação do vapor d’água sobre os carbonetos metálicos, no interior da terra, a grande temperatura e pressão, formou o petróleo. A teoria dita orgânica explica a formação dos petróleos como sendo a decomposição, ao abrigo do ar, mas sob grande calor e pressão, de organismos vegetais e animais. Os sedimentos argilosos teriam se depositado no fundo do mar, há milênios, misturando-se a microrganismos já existentes. Esse conjunto teria se petrificado e, o acumulo de camadas sucessivas resultou em pressões e temperaturas tremendas que teriam desdobrado a meteria orgânica nos microrganismos, transformando-as em petróleo. Conforme as condições peculiares, esse petróleo teria escorrido para bolsas subterrâneas, ou teria embebido rochas porosas, formando depósitos de petróleo, asfalto, xisto betuminoso, etc. 2. BETUME O betume puro é uma mistura orgânica complexa de hidrocarbonetos pesados, freqüentemente acompanhada de seus derivados não metálicos, de origem natural ou pirogênica, caracterizando-se por uma força adesiva e por ser inteiramente solúvel no sulfeto de carbono. Suas principais características são: a. É um aglomerante, como a cal ou o cimento, mas não precisa de água para fazer pega; b. É hidrófugo, repele a água; c. Sensível à temperatura, funde facilmente e facilmente solidifica; d. Para efeitos práticos, é quimicamente inerte; e. Tem custo de obtenção relativamente baixo. 65 Por essas propriedades, o betume encontra grande aplicação na construção civil, como impermeabilizantes,tintas, pisos, etc. Como inconvenientes apresenta o fato de, se puro, envelhece facilmente, tornando-se quebradiço, e tem baixo ponto de fusão. O envelhecimento ocorre por causas físicas (evaporação dos constituintes, voláteis) e químicas (oxidação, ao ar, dos constituintes, formando compostos solúveis em água). Os materiais betuminosos são o asfalto e o alcatrão. 3. ASFALTO São os materiais constituídos predominantemente por betumes, e que se apresentam, à temperaturas ordinária, no estado sólido ou quase sólido. Tem cor preta ou parda-escura, cheiro de óleo queimado e densidade em torno de 1. A palavra asfalto vem do grego e significa firme, estável. Os asfaltos são de dois tipos: os naturais e os pirogenados, estes obtidos da destilação de petróleos de base asfáltica. 3.1 Asfaltos Naturais O betume é encontrado na natureza em jazidas constituídas de betume puro, acompanhado de seus derivados e misturados com materiais insolúveis no sulfeto de carbono (água, argila, impurezas orgânicas, etc.), e contendo poucas resinas voláteis. Quando o petróleo é expelido do interior da terra, por qualquer razão, e impregna rochas brandas da superfície, forma os depósitos naturais de asfalto ou rochas betuminosas. Geralmente tem na composição também oxigênio, enxofre e azoto. O betume é encontrado na natureza em duas formas: rochas asfálticas, de maior dureza, e asfaltos naturais, mais finos. As rochas asfálticas são sedimentárias, habitualmente de base calcária, naturalmente impregnadas de betume, com 10 a 30% de asfalto, extraído com a fragmentação e aquecimento. A ganga afunda e o asfalto sobrenada. Os asfaltos naturais são classificados pela ABNT (TB-27) em nove tipos: CAN 30- 40, CAN 40-50, CAN 70-85, CAN-100-120, CAN 120-150 E CAN 150-200. CAN significa Cimento Asfáltico Natural e os números correspondem ao índice de penetração em ensaio normalizado. 3.2 Asfaltos de Destilação ou de Petróleo É o mais abundante e barato que os naturais, obtido nas torres de craqueamento. Tem teor mais elevado de betume e são mais volúveis, porque o resíduo mineral é menor. São identificados pela TB-27 em dez tipos, sendo nove com os mesmos índices de penetração do CAN e mais o CAP 200-300. CAP significa Cimento Asfáltico de Petróleo. 4. ALCATRÕES 66 São também minerais constituídos predominantemente por betumes, mas que se apresentam, na temperatura ordinária, como líquidos oleosos de grande viscosidade. Tem cheiro de creolina, mais penetrante que o do asfalto, e são originados da destilação da lenha, madeira, turfa, lignito, graxas, etc. A principal diferença em relação aos asfaltos e a sensibilidade à temperatura, tendo faixa de utilização menor, visto, aquecidos, são mais moles, e resfriados, mais duros. Também tem menor resistências às intempéries, mas tem maior poder aglomerante. 4.1 Asfaltos Oxidados Quando os asfaltos destilados recebem um jato de ar, ainda na torre, à temperaturas de 200ºC, resulta o asfalto oxidado ou soprado. Em relação ao CAP comum, o asfalto
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