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Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Prof. Dr. Enio José Pazini Figueiredo - UFG Prof. Dr. João Henrique da Silva Rêgo - UFG Materiais e Produtos Poliméricos Capítulo 43 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia • Materiais Poliméricos • Utilizados em diversas áreas da construção civil • Tubulações hidrosanitárias e elétricas • Materiais de isolamento térmico • Fibras • Pinturas • Adesivos • Aparelhos de apoio • Capas para fios elétricos • Tomadas • Disjuntores • Assentos para vasos sanitários • Materiais de impermeabilização • Outros Introdução Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução • Materiais Poliméricos • Origem orgânica • Baseados em hidrocarbonetos • Hidrogênio e carbono • Cadeias longas e flexíveis • Esqueleto principal • Átomos de carbono • Unidades estruturais • Meros – Monômero • Polímeros • Moléculas compostas de vários meros Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução • Materiais Poliméricos naturais • Utilizados a milênios • Couro, seda, lã, madeira, borracha • Materiais Poliméricos sintéticos • Motivado • Variedade de produtos • Uniformidade do material • Economia de matéria-prima Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução • Construção civil • Maior mercado da indústria dos polímeros • Aumento da demanda • Baixa densidade, alta resistência elétrica, baixa condutividade térmica, ductilidade e alta resistência à corrosão • Capítulo 21 e 38 • Estudo aprofundado das propriedades dos polímeros • Objetivo do Capítulo 40 • Demonstrar as principais aplicações desses materiais dentro da construção civil Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização • Classificação mais encontrada e aceita • Termoplásticos • Termofixos ou Termorígidos • Elastômeros • Tipo de Classificação • Resposta mecânica do polímero em relação à temperatura Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização • Termoplásticos • Amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados • Processo totalmente reversível e que podem ser repetidos • Fabricados pela aplicação simultânea de calor e pressão • Maioria dos polímeros com estrutura linear e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com cadeias flexíveis • Exemplos • Polietileno – lona plástica • Policloreto de vinila (PVC) – tubulações hidrosanitárias • Polipropileno – fibras para estruturas de concreto • Poliestireno – revestimento de pisos e paredes • Acetato de vinila (PVA) - tintas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização • Termofixos • Conformados plasticamente apenas em um estágio intermediário da sua fabricação • Produto final duro que não amolece mais com o aumento da temperatura • Tratamento térmico inicial • Formação de ligações cruzadas covalentes entre cadeias adjacentes • Resistência aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a altas temperaturas • Exemplos • Époxis - adesivos • Resinas fenólicas - acessórios elétricos • Poliésteres - Tanques e piscinas de fiberglass Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização • Elastômeros • Conformados plasticamente • Propriedade importante • Elasticidade • Estado sem tensões • Amorfo e composto por cadeias moleculares torcidas, dobradas e espiraladas • Aplicação de carga de tração • Desenrola, distorce e retifica apenas parcialmente as cadeias • Liberação da tensão • As cadeias se enrolam novamente de acordo com suas conformações iniciais • Exemplos • Neoprene – aparelho de apoio • Borracha de estireno – materiais de reparo • Borracha de butila – impermeabilizações • Borracha de nitrila – vedações Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Utilização dos Materiais Poliméricos • Materiais poliméricos • Materiais de destaque na Construção civil • Dependendo de suas propriedades, um determinado polímero pode ser usado em uma ou mais tipos de aplicações • A seguir, estão listadas as principais aplicações dos materiais poliméricos na construção civil Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes • Funções das pinturas • Proteger o material do ambiente • Melhorar a aparência • Proporcionar isolamento elétrico • Muitos dos materiais utilizados nas pinturas são polímeros • Tintas • Constituídas essencialmente de uma suspensão de polímeros e pigmentos, os quais podem ser ativos ou não, em um veículo fluído • Capítulo 44 • Maiores informações sobre tintas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes • Vernizes • Soluções de resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo secativo ou solvente volátil), os quais são convertidos em uma película transparente ou translúcida, após a aplicação em finas camadas • Lacas • Compostas de um veículo volátil, uma resina sintética, um plastificante, grande quantidade de pigmento não ativo, um solvente muito ativo e, ocasionalmente, um corante. • Esmaltes • Obtidos adicionando-se pigmentos aos vernizes ou lacas, resultando numa tinta caracterizada pela capacidade de formar um filme extremamente liso Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes • Não são considerados como impermeabilização • capacidade de impermeabilizar é bastante inferior à dos sistemas normalmente utilizados para esse fim • têm baixa durabilidade, desgastando-se num tempo relativamente curto • uso de pinturas é indicado para situações em que possam ser refeitas periodicamente. • Existem várias pinturas impermeáveis à base de materiais poliméricos • base acrílica, PVA, poliéster, poliuretano, butílicas, alquídicas, silicones, poliestireno e epóxi Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Acrílicas: resinas do ácido acrílico ou metacrílico, são termoplásticas, estáveis ao calor, luz, agentes químicos e água. Largo emprego na execução de pinturas externas em edificações em geral, além das tintas de sinalização horizontal em ruas, estradas e pistas de pouso. Látex acrílico interior e exterior semi-brilho: são à base de látex acrílico estirenado, aditivos, pigmentos orgânicos e inorgânicos de dióxido de titânio e cargas selecionadas; proporcionam acabamento semi-brilho aveludado com ótima resistência em ambientes internos e externos. Seu uso é recomendado para quem busca obter acabamento de alto desempenho em ambientes internos e externos, sobre paredes de concreto e alvenaria. Esmalte sintético: tem base de resinas alquídicas especiais em combinação com pigmentos de alta qualidade; são de fácil aplicação, proporcionando ótimo nivelamento, cobertura e rendimento, ótima aderência às superfícies, ótimo brilho, rápida secagem, ótima flexibilidade e resistências às intempéries. Recomendado para acabamentos em ambientes internos e externos, sobre superfícies de madeiras e metais ferrosos, para aplicações de fins imobiliários, proporcionando excelente alastramentoe brilhos. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Látex PVA: resina à base de dispersão aquosa de polímeros vinílicos, pigmentos isentos de metais pesados, cargas minerais inertes, glicois e tensoativos etoxilados e carboxilados. Pintura aplicada sobre reboco, massa acrílica, texturas, concreto, fibro-cimento, gesso e superfícies internas de massa corrida. Acrílica para pisos: resina à base de dispersão aquosa de copolímero estireno-acrílico, pigmentos isentos de metais pesados, cargas minerais inertes, hidrocarbonetos alifáticos, álcoois e tenso-ativos etoxilados e carboxilados. Pintura externa e interna de pisos cimentados, áreas de lazer, escadas, varandas, quadras poliesportivas e outras superfícies de concreto rústico, liso ou, ainda, para repintura de pisos. Tinta a óleo: resina alquídica à base de óleo vegetal semi-secativo, pigmentos orgânicos e inorgânicos, cargas minerais inertes, hidrocarbonetos alifáticos e secantes organometálicos; não contém benzeno. Superfícies externas e internas de madeira e metais. É um produto brilhante, de fácil aplicação, boa resistência às intempéries e bom alastramento. Silicone: tem como base a resina de silicone, apresenta total penetração da tinta no substrato poroso, protegendo a superfície da água e da sujeira sem deixar uma camada visível. Utilizada em fachadas de concreto e muros ou paredes de tijolos aparentes. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Vinil-acrílica: mistura os dois tipos de resina (PVA e acrílica). Indicada para reboco, massa corrida, concreto ou gesso. Emborrachadas: à base de policloropleno ou neoprene, são fornecidas em solução com solventes aromáticos em cores escuras (preto, verde, cinza). Necessitam de catalisador para aplicação, são resistentes a vários tipos de materiais tais como óleos, ácidos, álcoois, sais etc e são susceptíveis à ação dos raios ultravioletas os quais atuam quebrando as cadeias moleculares. Utilizadas em ambientes molhados. Epóxi: as resinas epóxi, por serem resinas termofixas, têm maior resistência mecânica e à abrasão, dada a sua maior dureza, do que as resinas termoplásticas. Apresentam grande estabilidade frente ao ataque de agentes químicos, uma vez que a quebra das ligações fortes e a remoção de plastificantes é muito mais difícil. Aplicada em substituição dos azulejos, como revestimentos de bancadas de laboratório e em ambientes industriais, não sendo recomendado o seu uso em ambientes externos dado o fato de serem susceptíveis ao ataque dos raios ultravioletas. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Impermeabilização • Proteção das construções contra a infiltração de água na forma líquida ou na de vapor • Os materiais poliméricos são, juntamente com os materiais betuminosos, os materiais mais utilizados nos serviços de impermeabilização. • Materiais Betuminosos – Capítulo 39 • Os principais materiais que possuem polímeros em sua composição utilizados em impermeabilização são: • (1) Concretos, argamassas ou cimentos modificados com polímeros, • (2) Membranas acrílicas e poliméricas, e • (3) Mantas poliméricas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Concretos, Argamassas ou Cimentos modificados com Polímeros • Materiais cimentícios com a incorporação de resinas poliméricas acrílicas e estireno butadieno (SBR) e aditivos diversos • Impermeabilizados pela ação físico-química dos materiais poliméricos que reagem com a cal livre do cimento, formando sais insolúveis que atuam por hidrofugação do sistema capilar • São consideradas impermeabilizações rígidas • Baixa capacidade de absorver deformações da base • Podem ser de dois tipos: • Pré-dosada, consistindo de cimento modificado com polímero ou argamassa polimérica, segundo as normas NBR 11905 (ABNT,1992) e NBR 9575 (ABNT,2003) • Dosada em canteiro, quando a argamassa é modificada com polímeros, segundo as normas NBR 11905 (ABNT,1992) e NBR 9575 (ABNT, 2003) e misturada com resinas adequadas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Concretos, Argamassas ou Cimentos modificados com Polímeros • Usadas para impermeabilização em situações em que existe água de percolação e condensação • Pisos não sujeitos a movimentações excessivas da base • Paredes expostas • Cozinha • Banheiros • Varandas • Impermeabilizações em situações de água sobre pressão • Reservatórios de água potável. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Membranas Acrílicas e Poliméricas • Membranas acrílicas e poliméricas são consideradas impermeabilizações flexíveis • Capacidade de absorver as deformações da base • Moldadas no local da obra • Membranas Acrílicas • Compostas basicamente de emulsões acrílicas puras ou estirenadas • Material estruturante - tela de poliéster ou de poliamida • Classificadas em dois tipos: • Sem a adição de cimentos, regida pela NBR 13321 (ABNT, 1995); • Com a adição de cimentos (Membrana Acrílica Impermeável) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Membranas Acrílicas • A aplicação das Membranas Acrílicas sem adição de cimento é semelhante à das emulsões asfálticas • Imprimação da região a ser impermeabilizada com o próprio produto diluído (emulsão acrílica) ou com produtos especiais • Aplicação de várias demãos das emulsões acrílicas intercaladas com o material estruturante – Figura 1 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 1 - Aplicação de Membrana Acrílica como sistema de impermeabilização de laje de cobertura (cortesia da Vedacit). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Membranas Acrílicas • Devem ter uma espessura mínima de 1,5mm • Necessárias mais de sete demãos de aplicação e um consumo mínimo de resina de 2,5kg/m2 • Aplicações • Lajes • Abóbadas sujeitas a intempéries • Reservatórios • Lajes de térreo Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Membranas Acrílicas • Membranas acrílicas com a adição de cimento • Impermeabilização por membrana, moldada no local, constituída por resina acrílica em combinação com cimento Portland. • Espessura mínima é de 1,0mm, com um mínimo de três demãos e seu consumo mínimo é de 0,8 a 1,0 Kg/m2 • Utilizadas • Superfícies não submetidas à pressão do lençol freático • Reservatórios superiores • Calhas • Jardineiras Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Membranas Poliméricas • Produtos ou conjuntos impermeabilizantes, moldados no local, com ou sem material estruturante, cujo produto impermeável básico é um polímero • Elastômeros sintéticos, solubilizados em solventes apropriados, que possuem boas características de elasticidade, resistência à fadiga etc • Normalizados pela NBR 9396 • Utilizadas • Impermeabilização em grandes áreas, não requerendo proteção mecânica • Deve-se proteger a impermeabilização contra os raios solares • Não existem restrições para aplicação em superfícies inclinadas ou verticais Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Mantas Poliméricas • Materiais impermeáveis, industrializados, obtidos por calandragem, extensão ou outros processos, com características definidas e tendo como componente básico o material polimérico• Consideradas impermeabilizações flexíveis e pré-formadas • Classificadas em dois grupos de materiais • Mantas elastoméricas pré-fabricadas de base butílica (NBR 9229, ABNT, 1986) ou de EPDM (NBR 11797, ABNT, 1992) • Mantas plásticas à base de PVC (NBR 9690, ABNT, 1986) ou de PEAD (NBR 15352, ABNT, 2006) • Aplicação de forma aderida ou não aderida ao substrato • Normalmente não são aderidas ao substrato Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Mantas Poliméricas • Forma de aplicação • Aderida • Imprimação, aplicação de adesivo, distribuição das mantas e soldagem com adesivos, aplicação de fitas de caldeação e realização de autofusão por ar quente ou aparelhos elétricos. • Não aderida ao substrato • Criação de um berço amortecedor, distribuição das mantas, soldagem e colocação de camada de amortecimento Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Mantas Poliméricas • Espessura mínima das mantas é de 0,8mm, sendo recomendada a espessura de 1,0 mm a 1,2 mm, com consumo médio de 1,10 m2/ m2. • Utilização • Cuidados especiais • Perfurações provocadas por ausência de limpeza prévia, trânsito ou quedas de objetos antes da aplicação da proteção mecânica • Água de percolação, de solo ou de pressão hidrostática positiva, como no caso de impermeabilização de piscinas • Lajes com trânsito de pedestres ou tráfego de veículos - Figura 2 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 2 - Colocação de Mantas Poliméricas em laje (cortesia da Impermab). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Adesivos • Substâncias usadas para colar as superfícies de dois materiais sólidos • Produzir uma junta com elevada resistência ao cisalhamento • Materiais poliméricos usados como adesivos • Epóxis, elastômeros, acrílico, poliuretano e adesivos naturais (cola animal, caseína, amido e rosina) • Principal desvantagem • Limitação da temperatura de serviço • As forças de ligação entre o adesivo e as superfícies aderidas são consideradas eletrostáticas, assim como as forças de ligações secundárias entre as cadeias moleculares em polímeros termoplásticos Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Adesivos • Adesivos estruturais à base de epóxi • Pastas ou líquidos obtidos pela mistura de dois componentes, um catalisador e uma resina à base de epóxi, que reagem entre si, proporcionando aderência das partes que se quer colar • Apresentam grande dureza e adesão às mais variadas superfícies tais como: o concreto, o aço, o alumínio, o vidro, a cerâmica, a madeira etc • Adesivos à base de elastômeros (borrachas) e acrílico • Solventes que permitem a mobilidade das moléculas do adesivo • Proporcionam grande aderência de chapiscos e argamassas aos mais diversos substratos • Adesivos à base de poliuretano • Monocomponentes, tixotrópicos prontos para uso, ativados por agentes externos • Utilizados para realizar colagens flexíveis, reparos de azulejos, cubas de pia, espelhos etc Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Películas • Possuem espessuras entre 0,025mm e 0,125 mm • Fabricadas e usadas como “lona plástica” e sacos para proteção e embalagem de produtos da construção civil - Figura 3 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 3 - Lona plástica para proteção de materiais de construção contra as intempéries. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Películas • Características importantes • Baixa densidade, alto grau de flexibilidade, elevados limites de resistência à tração e resistência à ruptura, resistências aos ataques da umidade e de outros produtos químicos e baixa permeabilidade a alguns gases, especialmente o vapor de água • Polímeros utilizados • O polietileno, o polipropileno, o celofane e o acetato de celulose Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Isolamento Térmico • Poliestireno expandido - Isopor • Polímero mais utilizado como isolante térmico • Origem sintética com grande quantidade de bolhas de ar em seu interior • Produto termoplástico com estrutura de células fechadas obtido pela expansão do estireno polimerizado por intermédio de um gás que se dilata quando aquecido • Produzido nas formas de placas de várias espessuras, blocos maciços ou vazados, meia cana, segmentos, perfis, recipientes granulados etc • Aplicado em pisos flutuantes, sanduíches em painéis para paredes divisórias, decoração, forros, isolamento acústico e isolamento térmico e como formas de estruturas nervuradas – Figuras 4 e Figura 5 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 4 - Poliestireno expandido como isolante térmico em sistema de cobertura (cortesia da Isoeste). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 5 - Poliestireno expandido como fôrma EPS para laje pré-moldada (cortesia da Isoeste). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Fibras Poliméricas • Estruturas alongadas de origem natural ou sintética que, agrupadas unidirecionalmente, apresentam e atribuem aos compósitos maior resistência à tração • Polímeros em fibras • Estirados na forma de longos filamentos com uma relação comprimento-diâmetro de pelo menos 100:1 • Maioria dos polímeros em fibras é usada na indústria têxtil • Fibras aramides são empregadas em materiais compósitos • Nos últimos anos tem sido cada vez maior a utilização de concretos com fibras • Mais usos das Fibras – Capítulo 43 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Fibras para Concretos • Concreto reforçado com Fibras • Material feito com cimento Portland, agregados e fibras descontínuas misturadas • Vem sendo utilizado desde 1960 • Fibras de asbestos misturadas ao cimento • Outros tipos de fibras • Aço, polipropileno, carbono, vidro, náilon, celulose, acrílico, polietileno, madeira, sisal etc • As mais utilizadas são as de aço, polipropileno e náilon • A real contribuição das fibras é aumentar a ductilidade do concreto Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Fibras para Concretos • Fibra de polipropileno • Fibra de polímero mais utilizada em concretos • Encontradas no mercado • Monofilamentos cilíndricos e na forma de multifilamentos fibrilados (Quadro 2 e Figura 6) • Fibras de náilon para reforço de concreto, argamassa e gesso • Monofilamentos de náilon 6.6 puro (Quadro 2 e Figura 6) • Usados • Execução de pavimentos rígidos, pavimentação de pontes, estradas, aeroportos, concreto projeto para revestimento de túneis, pisos industriais, estacionamentos, obras hidráulicas e concreto projetado para estabilização de taludes Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 2 - Principais características das Fibras utilizadas em Concretos (Pereira e Figueiredo, 2002) Características Náilon 6.6 Polipropileno monofilado Polipropileno fibrilado Peso específico (g/cm3) 1,14 0,80 0,91 Diâmetro (µm) 18 18 400 - 500 Comprimento (mm) 20 20 20 Tensão de Ruptura (MPa) 630 810 - Absorção de água (%) 4 0 Ponto de fusão (º C) 260 320 - 450 165,50 Módulo de elasticidade (MPa) 4758 3500 - 4000 < 8000 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 6 - Fibras para confecção de Concretos com Fibras (Pereira e Figueiredo, 2002) Livro: Materiaisde Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Aditivos Químicos • Produtos empregados na elaboração de concretos, argamassas e caldas de cimento • Modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido • Devem ser usados com muito cuidado • Efeitos secundários indesejáveis e porque a dosagem influi muito no resultado • São largamente utilizados no preparo de concretos, argamassas e caldas de cimento • Quarto componente do concreto, além da água, do cimento e dos agregados • Tendência crescente da utilização dos aditivos • Melhoria da relação custo-benefício com a utilização desses materiais Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Aditivos Químicos • Vários tipos de aditivos para concreto têm sua composição baseada em polímeros • Aditivos aceleradores de pega • Naftaleno sufonados e melanina sulfonada • Aditivos plastificantes e superplastificantes • Naftaleno sulfonado, lignosulfatos, melanina formaldeído, policarboxilatos, alquil-aril sulfonado • Incorporadores de ar • Resinas alqui-aril sulfonadas • Desmoldantes • Parafina • Outros Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Mástiques ou Selantes • Composições pastosas usadas para calafetar juntas de dilatação, fissuras, furos etc • Propriedades • Dúctil, elástico e aderente • Tipos de mástiques à base de materiais poliméricos • Resina alquídica, acrílica, silicone, poliuretano, borracha clorada (Figura 7) e polisulfeto, dentre outros Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 7 - Selante à base de Borracha Clorada em junta de dilatação Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Mástiques ou Selantes • Silicone • Monocomponente, tendo como matérias-primas o silício e o cloro e, como principal característica, a colagem, vedação e selagem de materiais como a cerâmica, o metal, o vidro, o plástico, a madeira, o concreto, o gesso e outros • Acrílicos • Polimerização de derivados acrílicos, principalmente dos ésteres do ácido acrílico e do ácido metacrílico • Poliuretano • Juntamente com os de silicone são os mais utilizados na construção civil (Figura 8) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 8 - Aplicação de mástique a base de Poliuretano em junta de movimentação (cortesia da Vedacit). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Materiais para Reabilitação de Estruturas de Concreto • Reparos, recuperações e reforços de estruturas de concreto • Materiais poliméricos ou que possuam polímeros nas suas composições • Os polímeros mais encontrados na composição de argamassas, grautes e concretos empregados nos materiais de reparo • Acrílico, o SBR (Borracha de Estireno Butadieno), o epóxi e o PVA • Injeção de fissuras passivas das estruturas de concreto • Epóxi • Natas de cimento aditivadas com plastificantes ou superplastificante à base de naftaleno sulfonado, lignosulfatos, melanina formaldeído, policarboxilatos e alquil-aril sulfonado • Adesivos empregados na união de concreto velho com o material de reforço • Epóxi ou acrílica • Argamassas de reparo ou reforço projetadas • Emulsões de base acrílica ou SBR Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Eletrodutos e Materiais Elétricos • Principal propriedade dos Materiais Poliméricos para fabricação de eletrodutos e materiais elétricos • Alta resistência elétrica - isolantes elétricos • Tipos de polímeros utilizados • PVC, o polietileno, o poliéster, o poliamida, o formaldeído, as alquídicas, o poliestireno, as acrílicas, dentre outras • Principais polímeros • Cloreto de polivinila (PVC) ou de polietileno de alto impacto Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Eletrodutos e Materiais Elétricos • Cloreto de polivinila (PVC) • Maior número de aplicações na construção civil • Baixo custo • Materiais elétricos • Canaletas de embutir fios elétricos (Figura 9) e o próprio revestimento dos fios elétricos (Figura 10) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 9 - PVC utilizado na fabricação de canaletas de embutir fiação elétrica (cortesia da Pial Legrand). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 10 - PVC utilizado para revestimentos de fios elétricos, identificado como item 2 (cortesia da Reiplas). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Eletrodutos e Materiais Elétricos • Resinas poliésteres • Conectores, carretéis de bobinas e outros componentes elétricos • Polietileno de alto impacto • Eletrodutos flexíveis • Estrutura anelar e são encontrados em rolos de 50 e 25 metros (Figura 11) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 11 - Eletrodutos flexíveis de Polietileno de alta densidade (cortesia da Fortilit) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Eletrodutos e Materiais Elétricos • Resinas à base de poliamida (náilon) e acrílicas • Transformadores, relés, motores e outros componentes elétricos • Poliestirenos • Materiais elétricos mais econômicos, tais como tampas de caixas de passagem elétricas, interruptores, tomadas, entre outros (Figura 12) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 12 - Poliestireno utilizado na fabricação de espelhos e tomadas elétricas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Tubulações e Conexões Hidrosanitárias • Cloreto de Polivinila (PVC) • Polímero que é mais utilizado • Possui inúmeras vantagens sobre as canalizações metálicas • Baixo preço, facilidade de manuseio, imunidade à ferrugem e economia de mão-de-obra (Figura 13) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 13 - Tubulação hidrosanitária de PVC (cortesia da Duro Tubos ) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Tubulações e Conexões Hidrosanitárias • Poliestireno de alta densidade • Alta tenacidade • Alguns tipos de conexões de material sanitário e, também assentos de vaso sanitário, maciços, inquebráveis e inalteráveis à ação de ácidos ou corrosivos (Figura 14) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 14 - Poliestireno de alta densidade utilizado na fabricação de assentos sanitários Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Espumas • Materiais plásticos muito porosos • Espumação • Inclusão de um agente de insuflação • Mediante aquecimento, se decompõe com a liberação de um gás • Bolhas de gás são geradas • Com o resfriamento permanecem na forma de poros, dando origem a uma estrutura tal qual uma esponja • Borbulhamento de um gás inerte através de um material • Estado fundido • Polímeros comumente submetidos à espumação • O poliuretano, o polietileno, a borracha, o poliestireno e o cloreto de polivinila (PVC) • Usadas geralmente como almofadas em automóveis e mobílias, como embalagens e como isolante térmico Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Espumas • As aplicações do poliestireno expandido (isopor) já foram tratadas • Espuma rígida de poliuretano • Usadas em marcenarias e em peças ornamentais • O poliuretano e o poliestireno podem formar espumas flexíveis • Usadas como material de base em revestimentos e também em juntas dedilatação • Espumas rígidas de PVC de alta densidade • Extrudadas em vários perfis, usadas principalmente em substituição à madeira • Espuma flexível à base de poliuretano • Material de isolamento de tubulações de ar-condicionado (Figura 15) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 15 - Espuma rígida de Poliuretano utilizada como proteção e isolamento de tubulações de ar- condicionado Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Aparelho de Apoio Elastomérico • Dispositivos que fazem a transição entre a superestrutura e a mesoestrutura ou a infra-estrutura, nas pontes não aporticadas • Três principais funções dos aparelhos de apoio • Transmitir esforços da superestrutura à mesoestrutura ou infraestrutura • Permitir os movimentos longitudinais, devidos à retração própria da superestrutura e aos efeitos da temperatura, expansão e retração • Permitir as rotações da superestrutura provocadas pela carga permanentes e pela carga móvel, conforme a NORMA DNIT 091 (DNIT, 2006) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Aparelho de Apoio Elastomérico • Têm comportamento vertical elástico e acomodam movimentos verticais e rotações comprimindo e deslocando as camadas de neoprene que são utilizadas para esse fim • Neoprene • Elastômero ou borracha sintética que apresenta qualidades excepcionais de resistência à ação do ozônio, das intempéries, da luz solar e do calor, não alterando suas condições de elasticidade e aderência sob condições diversas (Figura 16) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 16 - Placa de Neoprene utilizada como aparelho de apoio de pontes, indicada pelas setas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Coberturas • Telhas onduladas de poliéster (fiberglass) • Chapas de poliéster reforçados por fibras de vidro • Juntamente com as telhas de policarbonato e acrílico • Transparência duradoura • Utilizado como domo plástico para iluminação zenital • Propiciar um aproveitamento melhor da luz natural e uma economia de energia elétrica • São recomendadas para todas as aplicações onde se requeira iluminação natural com baixo custo tais como coberturas industriais, comerciais, residenciais e esportivas, fechamentos laterais, sheds, bem como ambientes confinados como banheiros e corredores de circulação (Figura 17) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Figura 17 - Fiberglass utilizada para iluminação zenital (cortesia da Fiberplastic) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Resumo das características dos Polímeros e aplicações potenciais na construção civil • Nos quadros a seguir, são apresentados os principais materiais poliméricos classificados em termoplásticos, termofixos e elastômeros e suas principais características e aplicações. Em seguida, são relatados os principais polímeros utilizados na construção civil e suas propriedades Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) Excepcional resistência e tenacidade, boas propriedades elétricas, inflamável e solúvel em alguns solventes orgânicos. Revestimentos de refrigeradores, equipamentos para cortar grama e jardim, brinquedos e componentes rígidos para construção civil. Polimetil metacrilato (Acrílicos) Excepcional transmissão da luz e resistência a intempéries. Propriedades mecânicas regulares. Lentes, equipamentos de desenho, chapas transparentes resistentes ao choque e tintas. Fluorcarbonos (Teflon) Quimicamente inerte em quase todos os ambientes. Ótimas propriedades de resistência mecânica e elétrica, embora caros. Baixo coeficiente de fricção. Vedações anticorrosivas, revestimentos antiadesivos, peças de componentes eletrônicos, conectores, vedações, tubulações. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Poliamidas (Náilons) Excelentes propriedades mecânicas e químicas, boa resistência à abrasão e ao desgaste. Baixo coeficiente de atrito e capacidade de produzir fios. Engrenagens, rolamentos, tubulações, cabos e revestimentos para fios, reforço nas telhas plásticas, fios e fibras. Policarbonatos Dimensionalmente estáveis, baixa absorção de água, transparentes, boa resistência ao impacto e ductilidade, resistência aos raios ultravioleta Capacetes de segurança, lentes, globos de luz, bases para filmes fotográficos, telhas e coberturas Polietilenos Propriedades elétricas e clareza ótica excelentes. Boa estabilidade térmica e dimensional. Relativamente barato. Resistente ao impacto. Azulejos de paredes, caixas de baterias, brinquedos, painéis de iluminação, carcaças de instrumentos, conexões de material sanitário e assentos de vaso sanitário. Polipropilenos Excelente resistência elétrica e à fadiga. Quimicamente inerte, apresenta baixa resistência à luz ultravioleta. Relativamente baratos. Garrafas esterilizáveis, películas para embalagens, malas de viagem e para guardar ferramentas, conexões, tubulações. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Poliestirenos Propriedades elétricas e clareza ótica excelentes. Boa estabilidade térmica e dimensional. Relativamente barato. Resistente ao impacto. Azulejos de paredes, caixas de baterias, brinquedos, painéis de iluminação, carcaças de instrumentos, conexões de material sanitário e assentos de vaso sanitário. Vinis (PVC e PVA) Custo reduzido. Normalmente rígidos. Tornam-se flexíveis pela adição de plastificantes. Excelente resistência a produtos químicos Pinturas, pisos, tubulações, isolamento elétrico de fios, mangueiras, espaçadores, tintas e telhas plásticas, materiais de reparo. Poliésteres (PET) Uma das películas plásticas mais resistentes. Excelentes resistências à fadiga, à ruptura, à umidade, às graxas, aos óleos e aos solventes. Vestimentas, recipientes de bebidas, cordões de pneus de automóveis, domos, telhas plásticas. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Principais Polímeros Termoplásticos utilizados na construção civil • O Cloreto de Polivinila (PVC) • É mais usado na fabricação de tubulações de água, esgoto e eletricidade. No setor das coberturas, as telhas de PVC substituem as telhas de vidro, aumentando a iluminação natural em grandes áreas do telhado. Na eletrotécnica, o PVC substitui a borracha isolante na maioria das aplicações e atua como isolamento devido à sua pequena absorção de água. E muito utilizado como piso vinílico • O Poliestireno - polímero do monômero estireno • É um material de grande emprego. Muito utilizado em aparelhos de iluminação mais econômicos. Quando poliestireno é de alta densidade são feitas conexões de material sanitário e assentos de banheiro; quando o poliestireno é dotipo expandido (isopor), é usado como isolamento térmico Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Principais Polímeros Termoplásticos utilizados na construção civil • O Polietileno - Polímero do etileno • É muito utilizado pelo seu baixo custo e pela facilidade de ser trabalhado. É utilizado para proteção de paredes e lajes contra chuva, eletrodutos, cobertura de materiais e equipamentos e proteção contra poeira • O Náilon - Polímero das amida • É um dos plásticos mais nobres e de melhor qualidade. É usado como reforço nas telhas plásticas, em buchas de fixação e na fabricação de dobradiças. É usado na eletrotécnica por sua grande resistência à dissolução • Os Acrílicos • São plásticos nobres, de qualidade óticas e aparência semelhantes ao vidro. São usados em decoração como paredes divisórias, tapa-vistas e em substituição ao vidro em portas para box Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 4 - Principais tipos de Polímeros Termofixos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Époxis Excelente combinação de propriedades mecânicas e resistência à corrosão e elétrica, estáveis dimensionalmente, boa adesão e relativamente baratos, Moldes elétricos, ralos, adesivos, revestimentos protetores, laminados de fibra de vidro, tintas, materiais de reparo, recuperação e reforço de estruturas de concreto. Fenólicos Excelente estabilidade térmica. Podem ser combinados com outras resinas. São baratos. Carcaça de motores, telefones, acessórios elétricos e tintas Poliésteres Excelentes propriedades elétricas e baixo custo. Geralmente são reforçados com fibras Capacetes, barcos em fibra de vidro, cadeiras, ventiladores, domos e telhas transparentes para iluminação zenital Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Principais Polímeros Termofixos utilizados na construção civil. • As resinas fenólicas e alquídicas • Usadas na indústria de tintas e vernizes. A resina fenólica é bastante empregada nos laminados plásticos e no revestimento de chapas. • Os epóxis • Estão sendo aplicados na construção civil, principalmente, como revestimentos, por sua dureza e resistência à abrasão e como adesivos de alta resistência para concreto. As resinas epóxi são empregadas para as seguintes finalidades: adesivos, selante, revestimento e pavimentação Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 5 - Principais Elastômeros e suas características e aplicações (Callister Jr. 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicação Poli-isopreno natural (Borracha natural) - NR Excelentes propriedades físicas. Boa resistência ao corte, ao entalho e à abrasão. Baixa resistência ao calor, ao ozônio e ao óleo. Boas propriedades elétricas Pneus e tubos, biqueira e sola, juntas e gaxetas Copolímero estireno-butadieno - SBR Boas propriedades físicas, excelente resistência à abrasão, não possui resistência ao óleo, ozônio ou à intempéries. Propriedades elétricas boas. As mesmas que as da borracha natural. Materiais de reparo para estruturas de concreto. Copolímero acrilonitrila- butadieno - NBR Excelente resistência a óleos vegetais, animais e de petróleo. Propriedades ruins a baixas temperaturas. As propriedades elétricas não são excepcionais. Mangueiras para gasolina, para produtos químicos e para óleo. Vedações. Biqueiras e solas. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Quadro 5 - Principais Elastômeros e suas características e aplicações (Callister Jr. 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicação PoliCloropreno - CR (Neoprene) Excelente resistência ao ozônio, ao calor e às intempéries. Boa resistência ao óleo. Excelente resistência à chama. Não é bom para aplicações elétricas. Fios e cabos, revestimentos de tanques para produtos químicos. Correias, Mangueiras, Vedações, Aparelho de apoio. Polissiloxano - VMQ (Silicone) Excelente resistência às temperaturas altas e baixas. Excelentes propriedades elétricas. Isolamento térmico para temperaturas altas e baixas. Vedações. Diafragmas, tintas e vernizes. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Principais Elastômeros utilizados na construção civil • O Neoprene - polímeros do cloropreno • São elastômeros ou borrachas sintéticas usadas em impermeabilizações. O Neoprene possui diversas outras aplicações, como, por exemplo, gaxetas, para vedação de paredes de vidro e esquadrias. Também é usado em juntas de expansão e como base antivibratória em pontes • Os Silicones - polímeros do siloxano • Os silicones possuem um campo de aplicação limitado na construção civil, sendo especificamente indicados para a proteção de superfícies sujeitas às intempéries. Recentemente surgiu uma nova utilização dos silicones como mástiques para a vedação de juntas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Referências Bibliográficas • ALBUQUERQUE, J. A. C. Planeta Plástico. 1 ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto. 2001. • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 1797: Mantas de etileno- propileno-dieno-monômero (EPDM) para impermeabilização. Rio de Janeiro. ABNT. 1992. • ------------- NBR 9229: Mantas de Butil para Impermeabilização. 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