MNA MOD 07 TEORIA

Prévia do material em texto

POLÍMEROS NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
1. Definição: Polímeros (do grego: poli, “muitas”; meros, “partes”) são compostos 
de moléculas muito grandes, formados pela repetição de uma unidade molecular 
pequena, chamada monômero. 
 
Figura 1 – Monômeros de um polímero. 
 
 Condições para cadeias longas: Polietileno de alta densidade (PEAD). 
 
Figura 2 – Polietileno de alta densidade (PEAD). 
 
 Condições para cadeias menores: Polietileno de baixa densidade (PEBD). 
 
Figura 3 - Polietileno de baixa densidade (PEBD). 
 
2. Quanto ao polímeros naturais e sintéticos 
Polímeros Naturais Polímeros Sintéticos 
Madeira Resina Epoxídica 
Couro Poliésteres 
Algodão Poli(Metacrilato de metila) 
Borracha Poliuretano 
Lã Poliestireno 
Asfalto Poli(cloreto de vinila) 
 
3.Aplicação de polímeros na construção civil. 
 
3.1 Pisos 
PVC / PVAc–rolos, placas. 
 duros e resistentes 
 resistência ao desgaste 
 baixa condutividade térmica 
 hidrófugos 
 não expandem com a humidade 
 
Figura 4 - PVC / PVAc–rolos, placas. 
 
MONOLÍTICOS -resina epóxi, uretanoe MMA. 
 alta resistência 
 rápida aplicação 
 sem juntas 
 sustentável 
 autonivelante 
 
Figura 5 - MONOLÍTICOS -resina epóxi, uretano e MMA. 
MONOLÍTICOS ELEVADO –colméia de PVC. 
 preenchido com massa autonivelante 
 
Figura 6 - MONOLÍTICOS ELEVADO – colméia de PVC. 
 
LAMINADOS MELAMÍNICOS – resina melamínica ou melamina formaldeído. 
 alta resistência 
 fácil colocação 
 fácil manutenção 
 
Figura 7 - LAMINADOS MELAMÍNICOS – resina melamínica. 
 
PISO FLUTUANTE –tapete, placa, manta, sobre manta de polietileno expandido. 
 macio 
 térmico 
 acústico 
 fácil instalação 
 
 
 
 
Figura 8 - PISO FLUTUANTE. 
CARPETES –poliéster, PMMA, PP placa, manta. 
 menor custo 
 têxteis 
 flexíveis 
 acústico 
 fácil colocação 
 
 
Figura 9 - CARPETES. 
 
3.2. Pavimentação. 
As peças intertravadas do piso de borracha Duplo T 20 
As peças têm 20 mm de espessura e 19,5 X 19,5 cm. O produto é colado sobre 
contrapiso com cola de Poliuretano. Segundo a fabricante Aubicon, cada metro 
quadrado envolve a reciclagem de quatro pneus. 
 
 
 
 
Figura 10 - peças intertravadas do piso de borracha Duplo. 
Grama sintética. 
Fabricada com fios de monofilamento de Polietileno a RealGrass se apresenta na altura 
de 40/50/60 mm com acabamento base em Látex , Bicolor ( VerdeSport + VerdeOlive ). 
A RealGrass é excelente para montagem de campos de futebol possuindo uma 
característica de durabilidade com fios de maior espessura que dificultam que os raios 
UV danifiquem o material. 
 
Figura 11 - Grama sintética. 
 
Piso Emborrachado para Playground. 
 
 
Figura 12 - Piso Emborrachado para Playground. 
3.3. Drenagem 
Manta Geotêxtil (Bidim) - Fibras de Poli Propileno 
O Bidim PP é um geotêxtil nãotecido agulhado 100% polipropileno feito sob rigorosos 
padrões. 
 Elevada 
 resistência mecânica e química; 
 Excelente 
 resistência UVa e UVb; 
 Ideal para obras ambientais. 
 
 
Figura 13 – Manta Geotêxtil (Bidim) – Fibras de Poli Propileno. 
3.4. Revestimentos de paredes. 
 Massa (Corrida, Textura). 
 Tintas. 
 Vernizes. 
 Papel de parede Vinílico. 
 Laminado melanínico. 
 
Figura 14 – Revestimentos de paredes. 
3.5. Divisórias. 
OSB (orientedstrandboard) resina fenólica + emulsão parafínica. 
 
Figura 15 – OSB. 
 
Granilite, Marmorite (poliuretano, epoxi) 
 
Figura 16 – Granilite, Marmorite. 
3.6 Teto. 
Policloreto de vinila e polipropileno expandido. 
 PVC isopor 
 
Figura 17 – Policloreto de vinila e polipropileno expandido. 
3.7. Telhas. 
Policloreto de vinila (PVC), Policarbonato e Poliacetato de vinila (PVA). 
 PVC Policarbonato PVA 
 
Figura 18 – Policloreto de vinila (PVC), Policarbonato e Poliacetato de vinila (PVA). 
 
3.8. Impermeabilizações. 
Manta (não tecido de filamentos de poliéster agulhado), Emulsão (asfalto + 
elastômeros) e Emulsão Hidroasfática (uma fase hidrocarbonada e uma fase 
aquosa). 
 Manta emulsão asfáltica emulsão hidro 
 
Figura 19 – manta de emulsão asfaltica. 
Obs: Manta asfáltica impermeabilizante industrializada feita a base de asfaltos modificados 
com polímeros plastoméricos e estruturada com um não tecido de filamentos de poliéster 
agulhado previamente estabilizado com resina termofixada. Caracteriza-se pela alta resistência à 
tração, e ao rasgamento, características que se apresentam de forma homogênea por toda a 
manta, reduzindo os riscos de falhas localizadas na impermeabilização. 
3.9. Tubulações. 
Instalações hidráulicas. 
 Tubos de PRFV 
 Tubos de Nylon (Rígidos) 
 Tubos de Plástico Rígido 
 Tubos de Polietileno (Rígidos) 
 Tubos de PVC Rígidos 
 Tubos de Material Composto 
 Tubos plásticos para correio 
 Tubos de Plástico Perfurado 
 Tubos Espiralados 
 Tubos de Plástico Pultrudado 
 Tubos de Policarbonato 
 Tubos de ABS 
 Tubos de Poliimida 
 Tubos de Fluoreto de Polivinildeno 
 Tubos de PEAD 
 Tubos rígidos de PTFE 
 
Figura 20 – Tubulações de polimeros. 
3.10. Instalações elétricas. 
O isolamento externo destes fios pode ser de polímeros termoplásticos como o PVC 
(cloreto de polivinila), PE (polietileno), etc., ou ainda de polímeros termofixos como o 
XLPE (polietileno reticulado), EPR (borracha etileno-propileno), borracha de silicone, 
etc. 
Os dutos (conduítes) são feitos de PVC e são utilizados em instalações elétricas e de 
telefonias (proteção). 
 
Figura 21– Instalaçoes eletricas de cabos e dutos. 
ASFALTO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
1. Definição: O betume é um nome genérico usado para designar produto que podem 
ser retirados do petróleo como um aglomerante orgânico, de consistência sólida, mas 
que em sua maioria são retirados do xisto (carvões minerais). 
O xisto é uma camada de rocha sedimentar originada sob temperatura e pressões 
elevadas, contendo matéria orgânica, disseminada em seu meio mineral. Ao aquecer 
essa rocha obtém-se um óleo destilado do petróleo que e chamado de betume. É 
popularmente designado como piche. 
OBS: Betume, bitume (do latim bitumine) ou pez mineral é uma mistura semi-sólida de 
alta viscosidade, cor escura e é facilmente inflamável. 
 
2. Características básicas mais importantes do betume: 
 Ao contrário dos aglomerantes minerais da construção civil (cimento Portland, 
gesso, cal), são adesivos que dispensam o uso da água; 
 São materiais termoplásticos, isto é, amolecem quando aquecidos, sendo então 
moldados e resfriados sem perda das propriedades, podendo passar novamente 
pelo mesmo processo. 
 Não possuem ponto de fusão definido (temperatura de perda da estrutura 
cristalina), amolecendo em temperaturas variadas. 
 Repelem a água, ou seja, são materiais hidrófugos; 
 Por serem termoplásticos podem ser reciclados, o que lhes proporciona um 
grande número de reutilizações; 
 Apresentam ductilidade muito influenciada pela exposição ao calor e luz solar. 
Os materiais betuminosos são, por definição, misturasde hidrocarbonetos solúveis em 
bissulfeto de carbono (CS2) com propriedades de aglutinação. 
 
Alguns dos exemplos de materiais betuminosos são: 
 o asfalto, 
 os alcatrões, 
 os óleos graxos, 
 entre outros, todos compostos basicamente de betume. 
 Completamente solúvel em bissulfeto de carbono (CS2), e apresentando polímeros de 
variada composição química: 
 (CH4 – gás metano – combustível para aquecimento; 
 C8H8 – líquido octana gasolina - combustível para motores; 
 C100 – sólido – asfaltos para pavimentação e impermeabilização 
3. Processo de destilação do betume: 
 
 
Figura 1 – Processo de destilação do betume. 
4. Molécula do betume: 
 
Figura 2 – Composição Química. 
5. Classificação dos materiais betuminosos: 
Os materiais betuminosos podem ser classificados em dois grandes grupos: 
Asfaltos: Podem ser naturais ou provenientes da refinação do petróleo. 
Alcatrões: são obtidos através da refinação de alcatrões brutos, que por sua vez vêm da 
destilação de carvão mineral. 
 Asfaltos, ou cimentos asfálticos, de acordo com a NBR 7208 entende-se asfalto como: 
 O material sólido ou semi-sólido, 
 De cor preta ou parda escura, 
 Que ocorre na natureza ou é obtido pela destilação do petróleo, e cujo 
constituinte predominante é o betume. 
Alcatrões são materiais resultantes da destilação de materiais orgânicos (hulha, turfa, 
madeira) normalmente utilizados para a fabricação de material para enchimento de 
juntas, especialmente devido ao seu bom desempenho quanto à ação de agentes 
agressivos. 
 Em comparação com os asfaltos, os alcatrões destilados apresentam maior sensibilidade 
à temperatura (mais moles quando aquecidos e mais duros quando resfriados), menor 
resistência às intempéries e maior poder aglomerante. 
 O alcatrão praticamente não é mais utilizado em pavimentação desde que se 
determinou o seu poder cancerígeno. Além disso, apresenta pouca homogeneidade e 
baixa qualidade para ser utilizado como ligante em pavimentação. 
 
6. Tipo de asfalto encontrado: 
a) CAN – cimento asfáltico natural - (Naturalmente no solo é classificado como 
nativo). 
b) CAP – cimento asfáltico de petróleo – (Obtido pela destilação do petróleo) e 
possuem 2 tipos principais: 
 
 Cimento asfáltico de petróleo 
 Asfalto diluído 
 
6.1. Cimento asfáltico natural (CAN): Pelo fato de terem gerado pela atmosfera, nesse 
tipo de asfalto ocorre evaporação dos gases menos densos, possuem mais minerais e são 
mais densos e não são usados como pavimentação. 
A ocorrência mais famosa de asfalto natural localiza-se na ilha de Trindade, no Caribe, 
ilustrado na Figura abaixo, e que até início do século XX abasteceu todo o mercado 
americano de ligantes asfálticos usados em pavimentação. 
 
 
Figura 3 – asfalto natural localiza-se na ilha de Trindade, no Caribe. 
 
6.2. Cimento asfáltico de petróleo (CAP): são constituídos por 90 a 95% de 
hidrocarbonetos e por 5 a 10% de heteroátomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais 
– vanádio, níquel, ferro, magnésio e cálcio) unidos por ligações covalentes. 
Os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo teor de enxofre e de metais, e 
alto teor de nitrogênio. A composição do CAP é bastante complexa, sendo que o 
número de átomos de carbono por molécula varia de 20 a 120. A composição varia com 
a fonte do petróleo, com as modificações induzidas nos processos de refino e durante o 
envelhecimento na usinagem e em serviço. 
Uma análise elementar pode apresentar as seguintes proporções de componentes: 
carbono de 82 a 88%; hidrogênio de 8 a 11%; enxofre de 0 a 6%; oxigênio de 0 a 1,5% 
e nitrogênio de 0 a 1%. 
 A característica de termoviscoelasticidade desse material manifesta-se no 
comportamento mecânico, sendo suscetível à velocidade, ao tempo e 
intensidade de carregamento, e à temperatura de serviço. 
 O comportamento termoviscoelástico é mais comumente assumido do que o 
termoviscoplástico, com suficiente aproximação do real comportamento do 
material. 
 
 
 
6.2.1. Classificação do CAP segundo a viscosidade absoluta e por ensaio de 
penetração. 
 
Classificação dos CAPs segundo sua Viscosidade Absoluta a 60ºC (em poises 
(g/cm.s): 
 CAP7:  = 700 a 1500 poises 
 CAP20:  = 2000 a 3500 poises 
 CAP40:  = 4000 a 8000 poises 
Viscosidade Saybolt-Furol (DNER - ME 004/94) 
 A viscosidade Saybolt-Furol é o tempo, em segundos, que uma determinada quantidade 
de material betuminoso (60ml) leva para fluir através de um orifício de dimensões 
padronizadas, a uma determinada temperatura. 
 O ensaio se destina a medir a consistência dos materiais betuminosos em estado 
líquido, de uma forma prática. São utilizados o viscosímetro Saybolt para os materiais 
asfálticos. 
 Esses equipamentos se destinam, portanto, em medir a resistência ao escoamento 
desses materiais, a temperaturas variáveis, de acordo com as suas consistências. São 
utilizadas temperaturas no intervalo de 25ºC a 170ºC. 
A tendência atual é definir relações entre a viscosidade e a temperatura com a finalidade 
de quantificar de forma adequada as temperaturas de trabalho no laboratório e no campo 
O valor da viscosidade é reportado em segundos Saybolt-Furol, abreviado como SSF, a 
uma dada temperatura de ensaio. 
 
 
Figura 4 – Viscosímetro Saybolt Furol. 
 
Classificação dos CAPs segundo ensaio de Penetração, realizado a 25ºC (100g, 5s, 
25ºC): 
 CAP 30/45 
 CAP 50/70 
 CAP 85/100 
 CAP 100/12 
 CAP 150/200 
Por exemplo, se agulha penetrou 5,7mm = 57 (1/10mm), diz-se que o CAP tem uma 
penetração 57. Quanto menor a penetração, “mais duro” é o cimento asfáltico. O 
Instituto Brasileiro de Petróleo especifica 4 tipos de CAP, pela sua penetração: CAP 30 
- 45, CAP 50 -70, CAP 85 -100 e CAP 150 - 200. 
 
Penetração (DNER - ME 003/99) 
 Consiste na medida (em décimos de mm) do quanto uma agulha padrão penetra 
verticalmente em uma amostra de material betuminoso sob condições específicas de 
temperatura (25ºC), carga (100g) e tempo (5 segundos). 
A condição de ensaio influencia na “consistência” do cimento asfáltico. O grau de 
dureza do CAP é tanto maior quanto menor for o valor da penetração da agulha na 
mostra 
A penetração da amostra será a média aritmética dos valores obtidos a qual deve ser 
aproximada até a unidade, de no mínimo três penetrações, cujos valores não se afastem 
mais que os valores da tabela abaixo: 
 Tabela 1 – tabela de penetração 
 
 
Figura 5 – Penetrômetro. 
 
Tabela 2 - Especificações Brasileiras (ANP, 2005). 
 
 
6.3. Asfalto diluído: os asfaltos diluídos, também conhecidos como asfaltos recortados 
ou “cut-backs”, resultam da diluição do cimento asfáltico por destilados de petróleo. Os 
diluentes proporcionam produtos menos viscosos que podem ser aplicados a 
temperaturas mais baixas e devem evaporar totalmente, deixando como resíduo o CAP. 
Os solventes funcionam somente como veículos para utilizar o CAP em serviços de 
pavimentação. A evaporação total do solvente após a aplicação do asfalto diluído deixa 
como resíduo o CAP que desenvolve, então, as propriedades cimentícias necessárias. 
A essa evaporação dá-se o nome de cura do asfalto diluído. 
 
Figura 6 – Evaporação do asfalto diluído. 
Os asfaltos diluídos são classificados em 3 tipos, de acordo com o tempo de cura – 
tempo de evaporação do solvente: 
 
Figura 7 – Classificação de acordo com o diluente. 
 Cura lenta (ADL): estes asfaltos são introduzidos óleo diesel no qual sendo 
pouco volátil implica em um endurecimento lento por evaporação desse óleo 
conduzindo a consistência do materialà fase pseudo-sólida restante. 
 Cura média (ADM): este asfalto é uma mistura de cimento asfáltico de 
penetração de 120 a 300 mm com um solvente hidrocarbonado próximo do 
ponto de evaporação ao do querosene. Devido ao maior grau de volatilidade 
desse solvente, estes asfaltos endurecem mais rápidos que os ADL. 
 Cura rápida (ADR): este asfalto é uma mistura de cimento asfáltico de 
penetração de 80 a 120 mm com um solvente hidrocarbonado próximo do ponto 
de evaporação ao da gasolina(altamente volátil). Devido ao maior grau de 
volatilidade desse solvente, estes asfaltos endurecem mais rápidos que os ADM. 
Quanto à viscosidade, são subdivididos de acordo com as seguintes faixas: 
 
Tabela 3 – Classificação segundo a viscosidade. 
 
As quantidades de cimento asfáltico e de diluentes utilizados na sua fabricação variam 
com as características dos componentes, sendo, em média, as seguintes: 
 
Tabela 4 – Quantidades de cimento asfáltico e de diluentes utilizados na sua fabricação. 
 
 
Figura 8 – Aplicação do asfalto diluído. 
Tabela 5 – Especificação do asfalto diluente (DNC 43/97). 
 
Os asfaltos diluídos CM - 30 e CM - 70 têm, por exemplo, o mesmo tempo de cura 
embora tenham viscosidades diferentes na mesma temperatura e são os mais indicados 
segundo o Instituto Brasileiro de Petróleo. 
 
7. Asfalto ecológico 
O Asfalto-borracha é um asfalto modificado por borracha moída de pneus. Além de ser 
uma forma nobre de dar destino aos pneus inservíveis, resolvendo um grande problema 
ecológico, o uso de borracha moída de pneus no asfalto melhora em muito as 
propriedades e o desempenho do revestimento asfáltico. 
É recomendado para aplicações que requeiram do ligante asfáltico um desempenho 
superior, alta elasticidade e resistência ao envelhecimento, tais como revestimentos 
drenantes, SMA (Stone Mastic Asphalt), camadas intermediárias de absorção de 
tensões, camadas anti-reflexão de trincas e outras. 
Vantagens: 
 Alta elasticidade; 
 Alta resistência ao envelhecimento; 
 Alta coesividade; 
 Excelente relação benefício/custo. 
A adição de pó de borracha extraído de pneus velhos ao ligante asfáltico aumenta a 
durabilidade do pavimento em até 40% e começa a se popularizar entre as 
concessionárias de rodovias brasileiras 
O material é caracterizado por mistura descontínua com ligante asfáltico modificado por 
borracha triturada de pneus e compactado a quente. Segundo especialistas, quanto maior 
o teor de borracha aplicado - 5% pelo método industrial ou até 20% pelo sistema "in situ 
field blend". 
Em geral, o pavimento de asfalto-borracha é cerca de 40% mais resistente do que o 
asfalto convencional, além da resistência e diminuição de custos de manutenção, a 
adição da borracha traz outras vantagens. 
 Diminuição na emissão de poluentes; 
 
→ Melhora nas condições de Saúde Meio Ambiente e Segurança (SMS); 
→ Economia de energia; 
→ Economia de combustíveis; 
→ Conservação dos equipamentos; 
→ Possibilidade de aumentar o percurso da massa asfáltica quando necessário; 
→ Liberação mais rápida ao tráfego; 
→ Maior produção; 
→ Aumento da vida útil do pavimento. 
 
Vídeos: https://www.youtube.com/watch?v=4LyoPDjfgJ4 
 
8. Pavimentos de estradas: 
A brita é usada nos pavimentos das estradas, na base, no revestimento betuminoso e de 
concreto de cimento. 
As funções do pavimento são: suportar e distribuir a carga do tráfego, transferindo-a as 
camadas inferiores; proteger camadas de ação dos agentes intempéricos, principalmente 
da ação mecânica da água. 
A ASTM define agregado como mistura de pedregulhos, areias, pedras britadas, escória 
ou outros materiais, e representa, aproximadamente 95%, em peso, dos materiais 
constituintes das misturas betuminosas, resulta que das propriedades do agregado é que 
dependerá o comportamento do produto final. 
Os agregados para serem utilizados em pavimentos devem ter características tais que 
permitam suportar as pressões aplicadas pelos veículos, sem se fraturarem e resistirem 
às ações dos agentes de intemperismo, sem se alterarem. 
Somente um agregado com estas qualidades poderá propiciar uma mistura durável. 
 Resistência Mecânica → Durabilidade Mecânica 
 Resistência ao Choque (Tenacidade) 
 Resistência ao Desgaste (Dureza) 
 Resistência Química → Durabilidade Química 
 Intempéries 
 
BIBLIOGRAFIA. 
 BAUER, L. ª F. “ Materias de Construção” volumes 1 e 2 , 2000 Editora 
LivrosTécnicos e Ciêntíficos, São Paulo – SP. 
 CANEVAROLO Jr., Sebastião V. Ciência dos Polímeros – Um Texto Básico 
para Tecnólogos e Engenheiros. Artliber Editora. São Paulo, 2002. 
 MERRIT, Frederick Séc.. Abril de 1998. “MANUAL DO ENGENHEIRO 
CIVIL”. McGraw-Hill. 
 SILVA, M. R. Materiais de Construção. Porto Alegre: PINI, 1999. 
 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 
1. Quais são as principais vantagens e desvantagens dos plásticos artificiais 
analisando sua utilização na indústria da construção civil? Resposta: 
Principais vantagens: 
 Baixo peso específico; 
 Bons isolantes elétricos; 
 Possibilidade de coloração como parte integral do material; 
 Baixo custo; 
 Facilidade de adaptação à produção em massa e processos industrializados; 
 Imunes à corrosão. 
Principais desvantagens: 
 Não generalizando para todos os tipos de plástico, mas em resumo temos: 
 Fraca resistência aos esforços de tração, ao impacto, dilatação, deformação sob 
carga, rigidez, resistência ao calor e as intempéries. Pode-se superar qualquer 
desvantagem apontada a principal dificuldade seria o custo , pois os materiais 
obtidos ainda não concorrem em preço com os existentes. 
 Novas pesquisas buscam principalmente, melhorias em quatro características: 
 Ponto de fusão: Os plásticos fundem-se entre 100 e 300 graus Celsius, em 
comparação com cerâmicas e metais, os novos plásticos deverão ter esse ponto 
elevado acima de 800 graus. 
 Rigidez: Novos polímeros deverão ter rigidez comparada igual ao do cobre. Os 
índices atuais são aproximadamente a metade. 
 Alongamento e Ruptura: As pesquisas buscam um alongamento máximo de 
10% 
 Resistencia dissolução: A maioria dos plásticos não possui resistência a 
dissolução provocadas por substancias químicas, precisando, avanço em 
pesquisa sobre essa característica. 
 
2. Cite pelo menos 2 exemplos de cada grupo de material plástico usado na 
construção civil, conforme abaixo: 
 
 Resposta: 
 
Cloreto de Polivinila: tubulações de água e telhas de PVC. 
Poliestireno: Aparelhos de iluminação e Conexões de material sanitário. 
Poliestireno Expandido: Pisos Flutuantes e isolamento acústico e térmico. 
Polietileno: Proteção de paredes e lajes contra chuva, cobertura de materiais 
depositado ao ar livre. 
Nailon: Buchas para fixação e reforço nas telhas plásticas. 
Fiberglass: Paredes divisórias, painéis de vedação. 
Acrilicos: Decoração e Box para banheiro. 
Resinas alquidicas, fenólicas e vinilicas: tintas de emulsão, vernizes e na 
fabricação de revestimentos para pisos. 
Resina epóxi: Rejunte para porcelanato e placas cerâmicas, Hypalon e 
neoprene: Impermeabilização e vedação de paredes de vidro e esquadrias. 
Silicone: Mástiques para vedação de juntas, repelentes de água a base de 
silicone.