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Materiais de Construção Civil Engº Sérgio Augusto R. A. Affonso sergio.affonso@prof.una.br Apresentação da disciplina • Ciência dos materiais; • características dos materiais utilizados na construção civil – cerâmicos, plásticos, vidros, metais, tintas e materiais betuminosos; • agregados e aglomerantes; • argamassas; • concreto – dosagem empírica e experimental; • concreto - controle tecnológico e estatístico; • materiais de construção e o meio ambiente. Conteúdo programático: Apresentação da disciplina • Avaliações: • Atividade avaliativa 1 (A1 - Laboratório) .............................20 pontos; • atividade avaliativa 2(A2).....................................................10 pontos; • PI...........................................................................................10 pontos; • indicador de desempenho 1 D1.......................................... 20 pontos; • indicador de desempenho 2 D2.......................................... 20 pontos; • indicador de desempenho 3 D3.......................................... 20 pontos; • prova alternativa – 40 pontos, substituindo as duas menores notas obtidas em D1, D2 e D3; • chamada em todas as aulas; Apresentação da disciplina Bibliografia: • BAUER, L. A. Falcão. Materiais de construcão: volume 1. 5. ed., rev. Rio de Janeiro: LTC, 2000. • BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção Volume II, Ed. LTC, 2000. • FREIRE, Wesley Jorge.; BERALDO, Antonio Ludovico. (Coord.). Tecnologias e materiais alternativos de construção. Campinas: UniCamp, 2003. • ALLEN, Edward; IANO, Joseph. Fundamentos da engenharia de edificações: materiais e métodos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Disponivel em <http://www.abcp.org.br/> • INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO. DISPONIVEL EM <http://www.ibracon.org.br/> • MELCONIAN, Sarkis. Mecânica técnica e resistência dos materiais. 18.ed. São Paulo: Érica, 2007. • NEVILLE, A. M. Tecnologia do concreto. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. Apresentação da disciplina Fontes utilizadas para a produção do material apresentado: Associação Brasileira de Cimento Portland. Fabricação do cimento. Disponível em <http://www.abcp.org.br/conteudo/ basico-sobre- cimento/fabricacao/fabricacao>. Acesso em: 26 jul. 2011. Associação Brasileira de Cimento Portland. Tipos de cimento. Disponível em < http://www.abcp.org.br/conteudo/ basico-sobre- cimento/tipos/a-versatilidade-do-cimento-brasileiro>. Acesso em: 28 jul. 2011. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5732: Cimento Portland comum. Rio de Janeiro: 1991. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5733: Cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro: 1991. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5735: Cimento Portland de alto-forno. Rio de Janeiro: 1991. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5736: Cimento Portland pozolânico. Rio de Janeiro: 1991. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7215: Cimento Portland – determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro: 1996. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 11578: Cimento Portland composto – especificação. Rio de Janeiro: 1991. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12989: Cimento Portland branco - especificação. Rio de Janeiro: 1993. HAGEMANN, S.E. Apostila de Materiais de Construção Básicos. Universidade Aberta do Brasil. Instituto Federal Sul-rio-grandense, 2011/2. OLIVEIRA. H.M. Aglomerantes. In: BAUER, L.F.A (Org). Materiais de Construção I. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. p. 11 – 34. OLIVEIRA. H.M. Cimento Portland. In: BAUER, L.F.A (Org). Materiais de Construção I. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. p. 35 – 62. PETRUCCI, E. G. R. Materiais de Construção. Porto Alegre: Globo, 1975. SILVA, Moema Ribas. Materiais de Construção. São Paulo: PINI, 1985. LARA, Luiz Alcides Mesquita. Materiais de construção. – Ouro Preto : IFMG, 2013. 214 p. : il. Introdução aos materiais de construção • Os materiais de construção são definidos como todo e qualquer material utilizado na construção de uma edificação, desde a locação e infraestrutura da obra, até a fase de acabamento, passando desde um simples prego até os mais conhecidos materiais, como madeira, cimento, vidros, tintas, entre outros. Assim, a expressão “materiais de construção”, abrange uma gama extensa de materiais. • Na construção civil temos materiais que são utilizados há muitos anos da mesma forma, como o concreto, e outros que evoluem constantemente. E a evolução dos materiais de construção não é um processo recente, pois teve início desde os povos primitivos, que utilizavam os materiais assim como os encontravam na natureza, sem qualquer transformação. Introdução aos materiais de construção • Com a evolução do homem, surgem necessidades que levam à transformação desses materiais de uma maneira simplificada, a fim de facilitar seu uso ou de criar novos materiais a partir deles. Assim, o homem começa a moldar a argila, a cortar a madeira e a lapidar a pedra. Desta maneira, materiais de construção continuam evoluindo para satisfazer as necessidades do homem e de forma cada vez mais rápida, com exigências cada vez maiores quanto a sua qualidade, durabilidade e custo. • Além disso, existe hoje um cenário sustentável, no qual a produção e o emprego de materiais de construção devem levar em conta a questão ambiental. Importante: nenhuma obra é feita sem materiais e a qualidade e durabilidade de uma construção, dependem diretamente da qualidade e da durabilidade dos materiais que nela são empregados. Por isso, é necessário que o responsável técnico de uma edificação tenha em mente a importância de conhecer as propriedades e aplicações mais adequadas para cada material. Introdução aos materiais de construção Na hora de escolher os materiais que irá utilizar, o responsável técnico por uma edificação deve analisá-los de acordo com pelo menos os seguintes aspectos: • condições técnicas - O material deve possuir propriedades que o tornem adequado ao uso que se pretende fazer dele. Entre essas propriedades estão a resistência, a trabalhabilidade, a durabilidade, a higiene e a segurança; • condições econômicas - O material deve satisfazer as necessidades de sua aplicação com um custo reduzido não só de aquisição, mas de aplicação e de manutenção, visto que muitas obras precisam de serviços de manutenção depois de concluídas e que da manutenção depende a durabilidade da construção; • condições estéticas: O material utilizado deve proporcionar uma aparência agradável e conforto ao ambiente onde for aplicado; Materiais de construção - classificação Os materiais de construção podem ser classificados de acordo com diferentes critérios. Entre os critérios, podemos destacar como principais, a classificação quanto à origem e utilização. Quanto à origem ou modo de obtenção os materiais de construção podem ser classificados em: • naturais: são aqueles encontrados na natureza, prontos para serem utilizados. Em alguns casos precisam de tratamentos simplificados como uma lavagem ou uma redução de tamanho para serem utilizados. Como exemplo desse tipo de material, temos a areia, a pedra e a madeira; • artificiais: são os materiais obtidos por processos industriais. Como exemplo, pode-se citar os tijolos, as telhas e o aço; • combinados: são os materiais obtidos pela combinação entre materiais naturais e artificiais. concretos e argamassas são exemplos desse tipo de material; Materiais de construção- classificação Quanto à função onde forem empregados, os materiais de construção podem ser classificados em grupos macro, tais como: • materiais com função estrutural: são aqueles que suportam as cargas e demais esforços atuantes na estrutura.A madeira, o aço e o concreto são exemplos de materiais utilizados para esse fim. • materiais de vedação: são aqueles que não têm função estrutural, servindo para isolar e fechar os ambientes nos quais são empregados, como os tijolos de vedação e os vidros. • materiais de proteção: são utilizados para proteger e aumentar a durabilidade e a vida útil da edificação. Nessa categoria podemos citar as tintas e os produtos de impermeabilização. Materiais de construção- propriedades gerais Propriedades gerais dos materiais, são as qualidades exteriores que caracterizam e distinguem os materiais. Um determinado material é conhecido e identificado por suas propriedades e por seu comportamento perante agentes exteriores. Bauer (2008) define algumas das principais propriedades dos materiais, dentre as quais podemos distinguir: • extensão: a propriedade que possuem os corpos de ocupar um lugar no espaço; • massa: a quantidade de matéria e é constante para o mesmo corpo, esteja onde estiver; • peso: definido como a força com que a massa é atraída para o centro da terra; • peso específico: a relação entre seu peso e seu volume. • densidade: a relação entre sua massa e seu volume. • porosidade: a propriedade que tem a matéria de não ser contínua, havendo espaços entre as massas. Materiais de construção- propriedades gerais • dureza: definida como a resistência que os corpos opõem ao serem riscados; • tenacidade: a resistência que o material opõe ao choque ou percurssão; • maleabilidade ou plasticidade: a capacidade que têm os corpos de se adelgaçarem até formarem lâminas sem, no entanto, se romperem; • ductilidade: é a qualidade ou propriedade do que é flexível, elástico, maleável, que se pode comprimir ou reduzir a fios sem se quebrar; • durabilidade: a capacidade que os corpos apresentam de permanecerem inalterados com o tempo; • desgaste: a perda de qualidades ou de dimensões com o uso contínuo; • elasticidade: a tendência que os corpos apresentam de retornar à forma primitiva pós a aplicação de um esforço; Materiais de construção- propriedades mecânicas Os materiais de construção estão constantemente submetidos a solicitações como cargas, peso próprio, ação do vento, entre outros, que chamamos de esforços. Dependendo da forma como os esforços se aplicam a um corpo, recebe uma denominação. Os principais esforços aos quais os materiais podem ser submetidos são: compressão torção tração flexão cisalhamento Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • A argila como material de construção começou a ser utilizada pela sua abundância, pelo custo reduzido e por ser um material que, na presença de água, pode ser moldado facilmente, secando e endurecendo na presença de calor. Além disso, o uso dos produtos cerâmicos produzidos a partir do cozimento das argilas surgiu da necessidade de um material similar às rochas, nos locais onde havia escassez das mesmas. • De acordo com Petrucci (1975) os povos assírios e caldeus utilizavam tijolos cerâmicos para obras monumentais como os Palácios de Khorsabad e Sargão. Já na Pérsia, o tijolo era utilizado para casas populares e no Egito, apesar de as pirâmides serem construídas com a utilização pedras, os operários que trabalharam nas suas construções moravam em casas de tijolos. • Por outro lado, os romanos levaram seus conhecimentos sobre os produtos cerâmicos a várias partes do mundo e os árabes deixaram exemplos notáveis de aplicação dos tijolos como a Mesquita de Córdova, a Giralda em Sevilha e a Alcazaba de Granada. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • Há Estados no Brasil, como o Acre, onde os tijolos cerâmicos são utilizados em algumas cidades como material para a pavimentação de ruas, em função da pouca disponibilidade de rochas próprias para esse fim na região. • Com o surgimento do concreto, a função do tijolo como material estrutural foi parcialmente esquecida, sendo o material utilizado principalmente com a função de vedação. Apesar disso, os produtos cerâmicos continuam sendo muito utilizados na construção civil pela sua razoável resistência. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção A argila é um material composto principalmente por compostos de silicatos e alumina hidratados. Os materiais argilosos se diferenciam entre si pelas diferentes proporções de sílica, alumina e água em sua composição, além da estrutura molecular diferenciada. De acordo com a estrutura do material, as argilas podem ser classificadas em: estrutura laminar e estrutura foliácela. As argilas de estrutura laminar têm seus minerais arranjados em lâminas e são as argilas utilizadas na fabricação dos produtos cerâmicos. Entre as argilas que tem estrutura laminar e que tem importância como material de construção, podemos destacar: • Caolinita: são as argilas consideradas mais puras. Utilizadas na fabricação de porcelanas, materiais refratários e em cerâmicas sanitárias; • Montmorilonita: Por ser um material muito absorvente é pouco utilizada sozinha. É aplicada em misturas às caolinitas para corrigir a plasticidade; • Micáceas: utilizadas na fabricação de tijolos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção Quanto ao seu emprego, as argilas são classificadas em: • Fusíveis: são aquelas que se deformam a temperaturas menores de 1200ºC. Utilizadas na fabricação de tijolos e telhas, grés, cimento, materiais sanitários. • Infusíveis: resistentes a temperaturas elevadas. Utilizadas para a fabricação de porcelanas. • Refratárias: não deformam a temperaturas da ordem de 1500°C e possuem baixa condutibilidade térmica, sendo utilizadas para aplicações onde o material deva resistir ao calor, como na construção e revestimentos de fornos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção Conforme Silva (1985) e Petrucci (1975), as argilas apresentam algumas características que explicam o seu comportamento como material de construção. Entre as principais pode- se destacar : • Plasticidade: um material possui plasticidade quando se deforma sob a ação de uma força e mantém essa deformação após cessada a força que a originou. A plasticidade das argilas é função da quantidade de água presente no material. De acordo com Silva (1985), quanto mais água, até certo ponto, maior a plasticidade da argila e a partir desse ponto, se for adicionada mais água, a argila se torna um líquido viscoso. Quanto mais pura a argila, mais plástica é a sua mistura com água e quanto maior a temperatura, menor a plasticidade, porque a quantidade de água é reduzida. • Ação do calor: nas argilas, a ação do calor pode ocasionar variação na densidade, porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutibilidade térmica, desidratação e formação de novos compostos. As argilas cauliníticas perdem pouca água em temperaturas inferiores a 400°C, mas acima desta temperatura perdem água de constituição (água combinada quimicamente), modificando sua estrutura. As argilas em que predomina a montmorilonita perdem quase toda a água a 150°C e as micáceas a 100ºC, sendo que ambas começam a perder água de constituição a partir de 400°C. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • Retração e dilatação: De acordo com Silva (1985) a caolinita se dilata de modo regular, perdendo água de amassamento de 0°C a 500°C e contrai-se em temperaturas de 500°C a 1.100°C. As argilas micáceas dilatam-se progressivamente até 870°C, contraindo-se em seguida. • Porosidade: é a relação entre o volume de poros e o volume total de material. Quanto maior a porosidade maior a absorção de água e menor a massa específica, a condutibilidade térmica, a resistência mecânica e a resistência à abrasão.Quanto maior a comunicação entre os poros, maior é a permeabilidade, ou seja, a facilidade de líquidos e gases de circularem pelo material. A porosidade das argilas depende dos seus constituintes, da forma, tamanho e posição das partículas (argilas de grãos grossos são mais permeáveis que as de grãos finos) e dos processos de fabricação. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • Composição e Impurezas: alguns constituintes presentes nas argilas podem melhorar suas propriedades, enquanto alguns podem ocasionar defeitos aos produtos. Compostos de sílica e de aluminio fazem parte da constituição principal das argilas. A sílica pode estar presente de maneira livre ou combinada. Quando livre, segundo Silva (1985) aumenta a brancura do produto cozido, diminui a plasticidade, reduz a retração, diminui a resistência à tração e à variação de temperatura e causa variações na refratariedade. Os compostos de alumínio diminuem o ponto de fusão e a plasticidade e aumentam a resistência, a densidade e a impenetrabilidade do produto cozido. Compostos alcalinos e de ferro diminuem a plasticidade e a refratariedade, sendo que o último dá cor vermelha ao material. Compostos cálcicos desprendem calor e aumentam de volume, podendo ocasionar rompimento da peça. A fim de eliminar ou reduzir as impurezas, a argila pode passar por processos de purificação. Esses processos podem ser de natureza física como uma lavagem ou peneiramento e de natureza química, que envolvem modificação na temperatura, combinação entre alguns compostos e inibição da atividade de outros. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção De acordo com a ABC - Associação Brasileira de Cerâmica, os processos de fabricação dos diversos produtos cerâmicos seguem uma sequência semelhante: • preparação da matéria-prima e da massa; • formação das peças; • tratamento térmico; • acabamento. Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é de origem natural. Os produtos são extraídos das jazidas, desagregados e separados de acordo com a granulometria. Quando houver impurezas que possam prejudicar o uso do material, o mesmo passa por um processo de purificação. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • preparação da matéria-prima e da massa: os materiais cerâmicos geralmente são fabricados a partir da composição de duas ou mais matérias-primas, além de aditivos e água ou outro meio. Nesta etapa se faz a mistura entre matérias-primas e aditivos nas proporções adequadas. Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é de origem natural. Os produtos são extraídos das jazidas, desagregados e separados de acordo com a granulometria. Quando houver impurezas que possam prejudicar o uso do material, o mesmo passa por um processo de purificação. A matéria-prima é britada, moída e peneirada. No misturador é acrescentada a água e aditivos se necessário, e essa massa úmida segue para um silo, onde fica em descanso por, no mínimo, 72 horas. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção • formação das peças: O formato das peças de cerâmica pode ser obtido por diferentes processos, porém, os mais comuns são a prensagem e a extrusão. Na prensagem se utilizam preferencialmente massas granuladas e com baixo de teor de umidade. A massa é colocada num molde, que é em seguida fechado e o formato da peça é conformado por meio de pressão sobre a massa. Já na extrusão a massa é colocada numa extrusora, onde é compactada e forçada por um pistão ou eixo helicoidal, através de bocal com determinado formato. Como resultado obtém-se uma coluna extrudada, com seção transversal, que tem o formato e dimensões desejados. Em seguida, essa coluna é cortada, obtendo-se, desse modo, peças como tijolos vazados, blocos, tubos e outros produtos de formato regular. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção Após o descanso, a massa vai para a extrusora. A máquina forma o bloco em um grande filete, que é cortado nos tamanhos corretos. Máquina extrusora Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção Máquina para prensagem hidráulica de telhas de argila Telha de argila prensada Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção tratamento térmico: Depois de definido o formato, as peças são submetidas a processos de secagem para retirada da água que ainda está presente no material. Essa perda de água deve ser conduzida de forma gradual para evitar tensões e defeitos nas peças, e é feita em secadores apropriados em temperaturas que variam entre 50 º C e 150 º C. Secagem em temperaturas que variam entre 50 ºC e 150 ºC. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção tratamento térmico: A próxima etapa é a queima, um tratamento térmico a temperaturas elevadas que para a maioria dos produtos situa-se entre 800 ºC a 1700 ºC. É na etapa de queima que o produto adquire suas propriedades finais, por isso, deve ser um processo controlado. O forno túnel é um forno cerâmico contínuo constituído de um corpo fixo único, com comprimento variável de 50 a 120 m, e com duas paredes laterais (altura de 2 a 3 m) e um teto reto ou com abóbada interna. Em sua parte interna, o túnel é percorrido por vagonetas de produtos a serem sinterizados. O forno pode ser dividido em 3 zonas – preaquecimento, queima e resfriamento. O produto cru entra pela extremidade da zona de preaquecimento e deixa o forno na saída oposta, na zona de resfriamento. Materiais de construção- materiais cerâmicos Argila como material de construção acabamento: Após a queima, alguns produtos passam por um processo de acabamento, polimento, corte, entre outros, para melhorar algumas de suas características. Produtos como louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos e materiais de revestimento recebem uma camada fina e contínua de um material denominado de esmalte ou vidrado, que após a queima adquire o aspecto vítreo. Essa camada vítrea contribui para os aspectos estéticos, higiênicos e melhoria de algumas propriedades como a mecânica e a elétrica. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos: Os blocos ou tijolos cerâmicos podem ser divididos em basicamente dois tipos: maciços ou vazados. Tijolos maciços: devem possuir a forma de um paralelepípedo-retângulo, sendo suas dimensões nominais as recomendadas, conforme a NBR 8041. Normalmente são fabricados por processos de prensagem, secados e queimados a fim de adquirir as propriedades compatíveis com seu uso. Dimensões nominais (cm) Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Tijolos maciços Segundo a NBR 7170, os tijolos comuns são classificados em A, B e C, conforme a sua resistência à compressão: Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vazados : Normalmente são moldados por extrusão e possuem furos ao longo do seu comprimento, que podem ser prismáticos ou cilíndricos. São classificados num primeiro momento como blocos de vedação ou estruturais. O bloco de vedação é utilizado para fechamento de vãos e a única carga que suporta é seu peso próprio. São utilizados em paredes internas e externas dos mais diferentes tipos de edificações. Quanto ao número de furos podem possuir quatro, seis, oito ou nove furos. Os blocos estruturais, são projetados para suportar carga além do seu peso próprio. Exemplo de bloco cerâmico de vedação Exemplo de bloco cerâmico estrutural Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedaçãoBlocos cerâmicos de vedação com furos na horizontal Blocos cerâmicos de vedação com furos na vertical Os blocos cerâmicos utilizados na execução das alvenarias de vedação, com ou sem revestimentos, devem atender à norma NBR 15270-1, a qual, além de definir termos, fixa os requisitos dimensionais, físicos e mecânicos exigíveis no recebimento. Consideram-se dois tipos de blocos quanto ao direcionamento de seus furos prismáticos, conforme ilustrado nas figuras ao lado Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação : Para avaliação da conformidade dos blocos, além de uma inspeção geral (onde se verifica a correta identificação dos blocos, incluindo a marca do fabricante em cada peça, e as características visuais dos blocos), deve ser realizada inspeção por ensaios para determinação de suas características geométricas (valores das dimensões das faces, espessura das nervuras que formam os septos e das paredes externas do bloco, esquadro e planeza das faces), de sua caracterização física (índice de absorção de água) e sua caracterização mecânica (resistência à compressão). Para tanto, deve-se observar os lotes de fornecimento com no máximo 100.000 blocos ou fração, de acordo com critérios de amostragens, critérios de aceitação e rejeição. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação O bloco cerâmico de vedação deve trazer, obrigatoriamente, gravado em uma das suas faces externas, a identificação do fabricante e do bloco, em baixo relevo ou reentrância, com caracteres de no mínimo 5 mm de altura, sem que prejudique o seu uso. Nessa inscrição deve constar no mínimo o seguinte: a) identificação da empresa; b) dimensões de fabricação em centímetros, na seqüência largura (L), altura (H) e comprimento (C), na forma (L x H x C), podendo ser suprimida a inscrição da unidade de medida em centímetros. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vedação As características geométricas do bloco cerâmico de vedação são as seguintes: a) medidas das faces – dimensões efetivas; b) espessura dos septos e paredes externas dos blocos; c) desvio em relação ao esquadro (D); d) planeza das faces (F); e) área bruta (Ab). As características físicas dos blocos cerâmicos de vedação são as seguintes: a) massa seca (ms); b) índice de absorção d’água (AA). A característica mecânica dos blocos cerâmicos de vedação é a resistência à compressão individual (fb). Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vedação Planeza das faces - Representação esquemática de desvio côncavo. Planeza das faces - Representação esquemática de desvio convexo. Planeza das faces ou flecha (F) deve ser de no máximo 3 mm. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vedação Figura 4 — Desvio em relação ao esquadro - deve ser no máximo 3 mm. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vedação Tolerâncias dimensionais relacionadas à dimensão efetiva. Tolerâncias dimensionais relacionadas à média das dimensões efetivas. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos vedação Ainda: • A espessura dos septos dos blocos cerâmicos de vedação deve ser no mínimo 6 mm e a das paredes externas no mínimo 7 mm. Caso o bloco apresente ranhuras, a medição deve ser feita no interior destas. • O índice de absorção d´água não deve ser inferior a 8% nem superior a 22%. • A resistência à compressão dos blocos cerâmicos de vedação, calculada na área bruta, deve atender aos valores mínimos indicados no quadro. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação Dimensões de fabricação, conforme NBR 15270-1 continua As dimensões de fabricação (largura - L, altura - H e comprimento - C) devem ser correspondentes a múltiplos e submúltiplos do módulo dimensional M = 10 cm menos 1 cm, conforme dimensões padronizadas indicadas no quadro. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação Dimensões de fabricação, conforme NBR 15270-1( continuação) Elementos vedantes Alvenaria de blocos cerâmicos Os blocos cerâmicos são comercializados em diversas medidas, sendo encontrados normalmente em larguras de 9, 11,5, 14, 19 ou 24 cm, alturas normalmente de 14 ou 19 cm e comprimentos de 19, 24, 29 ou 39 cm. Uma mesma medida pode ter quantidade de furos diferentes. Os blocos cerâmicos proporcionam maior conforto térmico e são mais leves e fáceis de manusear do que os blocos de concreto, porém, quebram mais facilmente, o que gera mais perdas, e consomem mais argamassa. Os tijolos de qualidade têm aparência homogênea, arestas vivas e superfície lisa. Ainda, não devem apresentar tricas ou buracos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação : Além dos blocos e meios-blocos existem outros tipos de componentes cerâmicos complementares que integram as alvenarias de vedação, com funções específicas como a canaleta U, que permite a construção de cintas de amarração, vergas e contravergas, a canaleta J, os blocos de amarração, os compensadores e outros que podem ser especificados em projetos, desde que atendam aos requisitos de desempenho exigidos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos de vedação - Resumo As características que os blocos cerâmicos de vedação devem apresentar, de acordo com a norma NBR 15270-1, são resumidas no quadro ao lado. Tais características devem ser verificadas para os blocos cerâmicos conforme os procedimentos de ensaios definidos na norma NBR 15270-3. Com a finalidade de caracterização e aceitação ou rejeição dos blocos cerâmicos, essa norma descreve os métodos de ensaios para a avaliação de conformidade dos mesmos, incluindo a determinação de suas características geométricas, físicas e mecânicas. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais : Componente da alvenaria estrutural que possui furos prismáticos perpendiculares às faces que os contêm. São produzidos para serem assentados com furos na vertical. Deve trazer, obrigatoriamente, gravada em uma das suas faces externas, a identificação do fabricante e do bloco, em baixo relevo ou reentrância, com caracteres de no mínimo 5 mm de altura, sem que prejudique o seu uso. Nessa inscrição deve constar no mínimo o seguinte: a) identificação da empresa; b) dimensões de fabricação em centímetros, na sequência largura (L), altura (H) e comprimento (C), na forma (L x H x C), podendo ser suprimida a inscrição da unidade de medida em centímetros; c) as letras EST (indicativo da sua condição estrutural); d) indicação de rastreabilidade. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais : Componente da alvenaria estrutural que possui furos prismáticos perpendiculares às faces que os contêm. São produzidos para serem assentados com furos na vertical. bloco cerâmico estrutural de paredes vazadas: Componente da alvenaria estrutural com paredes vazadas, empregado na alvenaria estrutural não armada, armada e protendida, conforme representado esquematicamente na figura ao lado. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Componente da alvenaria estrutural que possui furos prismáticos perpendiculares às faces que os contêm. São produzidos para serem assentados com furosna vertical. bloco cerâmico estrutural de paredes maciças: Componente da alvenaria estrutural cujas paredes externas são maciças e as internas podem ser paredes maciças ou vazadas, empregado na alvenaria estrutural não armada, armada e protendida, conforme representado esquematicamente na figura ao lado. Paredes internas maciças Paredes internas vazadas Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais : Componente da alvenaria estrutural que possui furos prismáticos perpendiculares às faces que os contêm. São produzidos para serem assentados com furos na vertical. bloco cerâmico estrutural perfurado: Componente da alvenaria estrutural cujos vazados são distribuídos em toda a sua face de assentamento, empregado na alvenaria estrutural não armada, conforme representado esquematicamente na figura ao lado. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Dimensões de fabricação, conforme NBR 15270-2 Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais As características geométricas do bloco cerâmico estrutural são as seguintes: a) medidas das faces – dimensões efetivas; b) espessura dos septos e paredes externas dos blocos; c) desvio em relação ao esquadro (D); d) planeza das faces (F); e) área bruta (Ab) e área líquida (A liq). As características físicas do bloco cerâmico estrutural são as seguintes: a) massa seca (ms); b) índice de absorção d’água (AA). A característica mecânica do bloco cerâmico estrutural é a resistência característica (fbk), estabelecida por meio dos ensaios de resistência à compressão individual (fb). Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Tolerâncias dimensionais relacionadas à dimensão efetiva. Tolerâncias dimensionais relacionadas à média das dimensões efetivas. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Nos blocos cerâmicos estruturais de paredes vazadas, a espessura mínima dos septos deve ser de 7 mm e das paredes externas deve ser no mínimo de 8 mm, conforme mostrado esquematicamente na ao figura ao lado. Caso o bloco apresente ranhuras, a medição deve ser feita no interior destas. Planta do bloco estrutural de paredes vazadas Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Nos blocos cerâmicos estruturais com paredes maciças, a espessura mínima das paredes deve ser de 20 mm, podendo as paredes internas apresentar vazados, desde que a sua espessura total seja maior ou igual a 30 mm, sendo 8 mm a espessura mínima de qualquer septo, conforme mostrado esquematicamente na figura ao lado. Caso o bloco apresente ranhuras, a medição deve ser feita no interior destas. Planta do bloco estrutural vazado com paredes maciças Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Ainda: • Nos blocos cerâmicos perfurados, a espessura mínima das paredes externas e dos septos deve ser de 8 mm. Caso o bloco apresente ranhuras, a medição deve ser feita no interior destas. • O desvio em relação ao esquadro deve ser no máximo 3 mm. • A flecha deve ser no máximo 3 mm. • A resistência característica à compressão (fbk) dos blocos cerâmicos estruturais deve ser considerada a partir de 3,0 MPa, referida à área bruta. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Blocos cerâmicos estruturais Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Alvenaria racionalizada/paginada É caracterizada pelo uso de blocos de melhor qualidade; projeto e planejamento da produção; treinamento da mão-de- obra; uso de blocos compensadores (evitar quebra); redução do desperdício de materiais e melhoria nas condições de organização do canteiro. Seu princípio básico é tomar todas as decisões quanto aos passos de execução na fase de projeto e documentá-los em forma de desenho ou observações descritivas. Assim, o projeto deve contemplar o detalhamento da alvenaria e das instalações, compatibilizando tudo. Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Alvenaria racionalizada/paginada carenagem Materiais de construção- materiais cerâmicos Blocos e tijolos cerâmicos Alvenaria racionalizada/paginada Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas • O processo de fabricação das telhas cerâmicas é semelhante ao dos tijolos. Segundo Yazigi (2009), a moldagem das telhas varia, podendo ser feita por extrusão seguida de prensagem ou diretamente por prensagem. A argila deve ser mais fina e homogênea e a secagem tem de ser mais lenta que a dos tijolos, para diminuir a deformação e possíveis fissuras que possam comprometer a impermeabilidade de material, visto que as telhas têm a função de proteger a edificação onde serão empregadas, principalmente da ação da água. • Comercialmente, as telhas cerâmicas podem ser classificadas em telhas planas ou curvas, sendo que cada uma possui diferentes formatos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas As telhas cerâmicas se apresentam sob diferentes formatos e tamanhos, mas segundo Petrucci (1975), independente do tipo, as telhas cerâmicas devem apresentar as seguintes características: • Regularidade de forma e dimensões. • Arestas finas e superfícies sem rugosidades (para facilitar o escoamento das águas). • Homogeneidade de massa, com ausência de trincas, fendas, etc. • Cozimento parelho. • Fraca absorção de água e elevada impermeabilidade. • Peso reduzido. • Resistência mecânica à flexão adequada, mesmo em condições saturada de água. Conforme a NBR 15310, a telha pode apresentar ocorrências como esfoliações, quebras, lascados e rebarbas que não prejudiquem o seu desempenho; igualmente, são admissíveis eventuais riscos, escoriações e raspagens causadas por atrito feitas nas telhas durante sua fabricação, embalagem, manutenção ou transporte. Ainda, a telha deve apresentar som semelhante ao metálico, quando suspensa por uma extremidade e percutida. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas A telha cerâmica deve trazer, a identificação do fabricante e os outros dados gravados em relevo ou reentrância, com caracteres de no mínimo 5 mm de altura, sem que prejudique o seu uso. Nessa inscrição deve constar no mínimo o seguinte: a) identificação do fabricante, do município e do estado da federação; b) modelo da telha; c) rendimento médio (Rm) da telha, expresso em telhas por metro quadrado, com uma casa decimal, sendo obrigatória a gravação T/m2; d) dimensões na seqüência: largura de fabricação (L) x comprimento de fabricação (C) x posição do pino ou furo de amarração (Lp) (quando não houver pino), expressos em centímetros, podendo ser suprimida a inscrição da unidade de medida; e) galga média (Gm), expressa em centímetros, com uma casa decimal, sendo obrigatória a gravação da grandeza Gm. NOTAS: 1 As telhas simples de sobreposição devem trazer gravada sua especificação de uso “capa” ou “canal”. 2 As telhas especificadas como “capa” estão dispensadas da gravação “posição do pino ou furo de amarração (Lp)”. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Alguns critérios de qualidade para telhas, conforme a NBR 15310 planaridade - flecha máxima medida em um dos vértices de uma telha estando os outros três apoiados em um mesmo plano horizontal, não deve ser superior a 5mm, independente do tipo de telha. retilinearidade - flecha máxima medida em um ponto determinado das bordas, ou no eixo central, no sentido longitudinalou no transversal, para telhas planas, que não deve ser superior a 1% do comprimento efetivo bem como da largura efetiva. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Alguns critérios de qualidade para telhas, conforme a NBR 15310 • A absorção de água não deve ser superior a 20%; Yazigi (2009) descreve um método expedito para avaliação da impermeabilidade das telhas cerâmicas, que consiste em moldar sobre a telha um anel de argamassa, no interior do qual se deposita água até 5cm de altura. Conforme o autor, uma boa telha não deixa infiltrar umidade em menos de 24 horas contadas do início do ensaio, sendo que a umidade deve aparecer em no mínimo 48 horas após o início do ensaio e sem gotejamento. • a tolerância de dimensões admitida é de ± 2,0% para as dimensões de fabricação; • as cargas de ruptura à flexão não devem ser inferiores a 1000 N para telhas planas de encaixe e telhas simples de sobreposição e 1300 N para telhas compostas de encaixe; Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Francesa A telha tipo francesa é classificada como uma telha plana. Também chamada de telha tipo Marselha, possui encaixes laterais, nas extremidades e agarradeiras para fixação às ripas da estrutura do telhado. Em geral, possui bom rendimento, sendo que o número de peças utilizadas por metro quadrado de telhado é reduzido em relação a outros tipos de telha. Para a fabricação de qualquer modelo de telha, deve existir o respectivo projeto de modelo de telha, que é de responsabilidade do fabricante, deve atender aos requisitos da norma e será utilizado para dirimir dúvidas que envolvam o fabricante e o consumidor. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Colonial Como o próprio nome diz, são compostas por duas peças: o canal, cujo papel é conduzir água e a capa que faz a cobertura entre dois canais (BORGES, 2009). Neste modelo, capa e canal possuem a mesma largura e devem ser instaladas com inclinação aproximada de 30%. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Paulista A telha paulista é derivada da telha colonial e se caracteriza por apresentar a capa com largura ligeiramente inferior ao canal Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Tipo Plan É uma variação entre a telha colonial e a paulista, com o diferencial de possuir arestas retas. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Portuguesa A telha portuguesa deriva das telhas coloniais, possuindo os segmentos correspondentes à capa e canal Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Romana A telha Romana surgiu a partir da telha colonial tipo plan, sendo composta de uma peça única. Devido a seus encaixes no sentido longitudinal e transversal, possui boa vedação e estabilidade sobre o ripamento. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha Americana Foi criada a partir da telha portuguesa e a vantagem de ter um rendimento maior por m² de telhado Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Telha plana As telhas planas normalmente são utilizadas em países onde o inverno é rigoroso, cm a presença de neve. Os telhados são bastante inclinados para que a neve escorra. No Brasil, são usadas para compor coberturas estilo enxamiel ou para conferir detalhe arquitetônico específico nas obras atuais. Materiais de construção- materiais cerâmicos Telhas cerâmicas Algumas características técnicas Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento São utilizadas para revestir pisos e paredes, sendo divididas em grupos de acordo com suas características químico-físicas e suas aplicações. Existem casos de uso mais específicos das placas cerâmicas, como a necessidade de resistência ao congelamento, quando utilizadas em superfícies frias, uso industrial com exposição a ambientes ou produtos químicos agressivos, locais de tráfego intenso, atrito, entre outros. É um sistema de grande importância uma vez está intimamente relacionado com a estética e proteção dos ambientes, proporcionando robustidão à estrutura contra vários agentes de degradação. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Classificação As placas cerâmicas para revestimento podem ser classificadas segundo os seguintes critérios: • Quanto ao acabamento de sua superfície: GL - Esmaltadas (glazed) UGL - Não esmaltadas (unglazed) • Quanto ao método de fabricação: Placas cerâmicas extrudadas (A) – Processo de fabricação cujo corpo foi conformado no estado plástico em uma extrusora (maromba) para, a seguir, ser cortado. Existem dois tipos: Tipo precisão e tipo artesanal, onde o tipo precisão cumpre exigências maiores, logo, menores faixas de variação, em comparação ao tipo artesanal. Placas cerâmicas prensadas (B) – A placa cerâmica é conformada em prensas, a partir de uma mistura finamente moída. Placas cerâmicas produzidas por outros processos (C) – Qualquer processo que não se enquadre nas definições acima. Além dessa subdivisão, estritamente ligada ao processo de produção utilizado, as placas cerâmicas para revestimento são classificadas de acordo com suas características. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Aspecto superficial ou análise visual: A NBR 13817:1997 classifica o produto como de primeira qualidade, quando 95% ou mais das peças examinadas não apresentarem defeitos visíveis na distância padrão de observação (1,00+- 0,05m)m, conforme anexo A da NBR 13818:1997. Devem ser verificadas as seguintes características geométricas das cerâmicas Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Aspecto superficial ou análise visual Ainda: • As placas examinadas, em forma de um painel, devem estar livres de defeitos que possam afetar sua aparência. • Os limites de aceitação das diferenças de tonalidade devem ser fixados por acordo entre as partes e podem ser definidos com padrões ou com coordenadas de cor (no caso de cores lisas). • a curvatura lateral e o empeno devem ser verificados na fabricação, conforme estabelecido na NBR 13818:1997. • Desvios da dimensão de fabricação em relação à dimensão nominal, conforme NBR 13816:1997 e NBR 13818:1997. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Absorção de água: A absorção de água é uma característica que está relacionada à porosidade e à permeabilidade do material. Os materiais de maior qualidade são aqueles que possuem menor absorção de água. Quanto menor a absorção de água maior é a resistência do revestimento cerâmico contra quebra, fissuração da camada esmaltada, descolamento, entre outras patologias. Essa caraterística é muito importante em locais onde exista o risco de choques e variações de temperatura e umidade. A execução de um revestimento com peças de elevada porosidade em um ambiente úmido, possivelmente levará ao surgimento de patologias, entre as quais podemos destacar o descolamento das peças. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Absorção de água: De acordo com o grau de absorção, a NBR 13817 classifica os materiais cerâmicos em grupos, conforme a tabela abaixo: Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Absorção de água: Ao especificar o material deve-se utilizar uma codificação recomendada pela NBR 13817, composta pela letra correspondente ao processo de fabricação (A, B ou C) acompanhadada nomenclatura correspondente ao grupo de absorção, conforme a tabela abaixo: Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Absorção de água: Nomenclatura específica quanto ao grau de absorção: Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Resistência à abrasão A resistência à abrasão é outra caraterística importante dos revestimentos cerâmicos, definida como a resistência ao desgaste superficial do revestimento, consequência do tráfego de pessoas e objetos sobre o material. O desgaste por abrasão pode ser causado por objetos de grande porte como pneus de veículos e por objeto de pequeno porte como grãos de areia. Existem dois métodos de avaliação da resistência à abrasão: Superficial: para produtos esmaltados, o método utilizado é o estabelecido pelo “Porcelain Enamel Institute” (PEI), que prevê a utilização de um aparelho que provoca a abrasão superficial por meio de esferas de aço e materiais abrasivos. Profunda: para não esmaltados, é medido o volume de material removido em profundidade da placa, quando submetido à ação de um disco rotativo e um material abrasivo específico. A peça possui boa resistência à abrasão quando o dispositivo precisa de muitos ciclos de operação para provocar algum desgaste. Por outro lado, quando poucos ciclos do abrasímetro são suficientes para desgastar a peça, sua resistência à abrasão é baixa. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Resistência à abrasão De acordo com a NBR 13817, os revestimentos cerâmicos são divididos em 6 grupos conforme a resistência à abrasão, como é apresentado na tabela: * PEI: Porcelain Enamel Institute Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Resistência ao manchamento Indica a facilidade de remoção das manchas da superfície cerâmica. De certa forma, a resistência ao manchamento também é influenciada pela resistência à abrasão, pois pisos que se desgastam com mais facilidade estão mais suscetíveis ao manchamento. Esta classificação indica a facilidade de remoção das manchas da superfície cerâmica, como a seguir: Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Características físicas e químicas • Resistência ao ataque de agentes químicos De acordo com a resistência a agentes químicos os produtos cerâmicos são classificados em três classes: • CLASSE A: elevada resistência a produtos químicos. • CLASSE B: média resistência a produtos químicos. • CLASSE C: baixa resistência a produtos químicos. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Algumas patologias dos revestimentos cerâmicos Patologia: destacamento do revestimento cerâmico Causas comuns: • deficiência no preparo e/ou aplicação da argamassa de assentamento (preenchimento incompleto com argamassa do verso da cerâmica); • especificação equivocada da argamassa; • expansão por umidade ou térmica das placas cerâmicas, falta de juntas de dilatação, entre outras. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Algumas patologias dos revestimentos cerâmicos Patologia: Cerâmica de piso se destacando, devido a expansão por umidade. Causa comum: Absorção excessiva de umidade pela placa cerâmica Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Algumas patologias dos revestimentos cerâmicos Patologia: riscos e desgaste por abrasão. Causa comum: especificação incorreta do revestimento cerâmico em pisos, e/ou possível excesso de areia e material abrasivo no local Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Algumas patologias dos revestimentos cerâmicos Patologia: Os manchamentos por ataque químico Causa comum: uso incorreto de ácido durante a limpeza. O ácido danifica permanentemente o esmalte das placas e a única possibilidade de reparo neste caso é a substituição do piso. Materiais de construção- materiais cerâmicos Placas cerâmicas para revestimento Algumas patologias dos revestimentos cerâmicos Patologia: gretamento da placa cerâmica. Causa comum: ocorre pela dilatação diferencial entre o esmalte e a base da placa cerâmica (biscoito).
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