Materiais cerâmicos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI - UNIVATES
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO TÉCNICO
MATERIAIS CERAMICOS 
Alex Luiz Fick
Almir da Silva Oliveira
 Félix Martins Rodrigues
Lajeado, outubro de 2018.
 Alex Luiz Fick
 Almir da Silva Oliveira
 Félix Martins Rodrigues
RELATÓRIO TÉCNICO
MATERIAIS METÁLICOS
Relatório técnico apresentado na disciplina de Materiais de Construção Civil I do Curso de Engenharia Civil da Universidade do Vale do Taquari - UNIVATES, como requisito parcial para composição da Nota 2 da disciplina.
Professora: Betina Hansen
Estudantes: Alex Luiz Fick, Almir da Silva Oliveira, Félix Martins Rodrigues
Lajeado, outubro de 2018.
RESUMO
Os materiais cerâmicos são muito utilizados hoje em dia nas construções civil, aonde temos em abundância os principais componentes do material. Na construção civil o material é utilizado nas paredes de alvenarias, sendo tijolos maciços, tavelas, telhas e bloco estrutural com furos, entre outros tipos de tijolos, também temos materiais cerâmicos na parte de acabamentos de obras tanto internos como externos; aonde temos pisos cerâmicos, azulejos, partes também em vasos sanitários e outras louças em cerâmica. No dia 27 de Setembro de 2018, foram realizados dois testes no laboratório do LATEC, sendo o de compressão e de absorção de água. Tendo como principal objetivo dos testes identificar a resistência dos diferentes materiais cerâmicos e seu percentual de absorção, através da pratica de ensaios, ainda um terceiro teste foi realizado medindo com a ajuda de um parquímetro, as paredes internas e externas dos blocos.
Com base nos ensaios, os tijolos de vedação ficaram dentro do mínimo de compressão, conforme a ABNT, já o tijolo maciço suportando uma carga superior do que o esperado no ensaio de compressão. Analisamos as dimensões dos tijolos de vedação (ou bloco), para verificar se esta conforme as suas normas técnicas. No final realizamos o ensaio de absorção de água para verificar quanto que cada tijolo absorveu de água e analisar se este resultado esta dentro das normas. 
 
Palavras-chaves: ensaio de compressão, medida e absorção de água.
 
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Estudos comprovam de que o material cerâmico já era utilizado a 25000 a.C. pelos humanos sendo uns dos mais importantes para a sua sobrevivência. Este material pode ser formado por compostos de elementos metálicos, sendo um dos elementos não metálicos, onde este tem ligações fortes iônicas ou covalentes. Na construção civil, a matéria prima mais utilizada para a fabricação deste material é a argila, sílica, caulim, feldspato e a argila vermelha.
Os materiais cerâmicos têm propriedades como frágeis, resistentes ao desgaste, baixa condutividade térmica e elétrica, alta estabilidade térmica e química e também são resistentes à corrosão. Este tipo de material apresenta elevado módulo de elasticidade que pode variar de 69 a 470 GPa, mas tem uma grande desvantagem que é ter uma fratura catastrófica, pois não tem o deslizamento de átomos devido a ter ima ligação forte. O material cerâmico é mais resistente a compressão do que a tração, pois na tração qualquer irregularidade interna traz a consequência de concentração de tensões no material, por este motivo uma vez que se tem uma fratura sua propagação é muito rápida. Neste tipo de material a porosidade tem influencia negativa pois atuam como concentração de tensão, então quanto menos poros o tijolo ou bloco tiver mais qualidade ele ira ter e mais resistente será, também apresentam alta dureza e alta resistência a corrosão.
A fabricação dos materiais cerâmicos passa por diversas etapas, onde passar pela exploração da jazida, em seguida passa por um tratamento de purificação e trituração, o terceiro passo é a regularização da matéria prima onde consiste a moagem, umidificação e a homogeneização. O quarto passo é a moldagem da matéria prima, onde a quantidade de água é fundamental para escolher qual o método de conformação há ser utilizado, sendo ele o de prensagem (ladrilhos, azulejos) que deve ter de 4% a 10% de água, extrusão (bloco, tijolo) que deve ter de 20% a 30% de água e a barbotina (louça sanitária) deve ter de 35% a 50% de água. O quinto passo da fabricação é a secagem que consiste na retirada da umidade até que atinja 0.5% a 1%, deve acontecer de forma controlada para evitar retrações. A sexta etapa é a queima que vai acontecer a uma temperatura de 900 a 1400ºC sempre controlada, onde o material terá sua densidade aumentada e a resistência mecânica melhorada, neste processo acontece uma reação de vitrificação, após a queima o material é resfriado lentamente a com temperatura controlada.
Na pratica, existem dois produtos muito usados na construção de empreendimentos, que são eles os tijolos e os blocos. Os tijolos podem ser tanto maciço quanto furado, com funções estruturais quanto com função apenas de vedação. Já os blocos devem possuir furos, e possuem as mesmas funções dos tijolos, com a diferença de possuírem dimensões maiores e na sua função estrutural, é usado uma espécie de concreto denominada “GROUT”. Mas tanto na utilização de tijolos quanto na utilização de blocos, ambos devem respeitar algumas normas, sendo as principais de resistência a compressão, capacidade de aderir argamassa (corpo rugoso), resistir ao fogo, possuir dimensões uniformes, ser durável a exposição de agentes químicos.
Já na linha de acabamentos, possuímos como principais referencias os pisos, azulejos e louças sanitárias. Os pisos e azulejos, tem como principal característica a grande resistência a lugares úmidos, sendo que eles não permitem que a água ultrapasse suas estruturas, mas para isso eles necessitam de uma boa aplicação de suas peças no piso ou parede, utilizando como auxilio a argamassa colante e o rejunte. Já as louças sanitárias como o próprio nome já diz, é utilizado como acabamentos nos banheiros, e lavabos, sempre respeitando as normas técnicas de suas categorias.
Veja então, mais detalhadamente em nosso relatório, como funcionam alguns dos testes exigidos pelas normas da ABNT, para os produtos cerâmicos, em especial os tijolos e blocos. Todos os testes forem realizados nos laboratórios da UNIVATES, utilizando os equipamentos devidamente calibrados e alinhados, apesar do que estes testes tenham apenas e unicamente objetivos acadêmicos.
OBJETIVO
Neste trabalho temos como objetivo de compreender os tipos de tijolos e suas melhores aplicações, tanto do tijolos maciços e furados, quanto o bloco estrutural ou de vedação, medir a resistência a compressão de diferentes tipos de tijolos; calcular o percentual de absorção de água de um material cerâmico; identificar as dimensões de um tijolo e compara-lo as normas; compreender as propriedades de um material cerâmico; entender o comportamento do material nos testes; e analisar a diferença de peso de um tijolo seco com o molhado.
 
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Materiais
Para os ensaios de compressão utilizamos três corpos de prova de cada tipo de material sendo eles o tijolo maciço, bloco de vedação e bloco estrutural. Para os ensaios de índice de absorção de água utilizamos também três corpos de prova de cada tipo de material, mas realizamos os testes somente no tijolo maciço e no bloco de vedação, já para o ensaio de medida realizamos somente no bloco de vedação mas sendo em 3 corpos de prova. Os corpos de prova estavam todos na condição saturada, ou seja, úmidos e em todos os ensaios os corpos de prova estavam dentro das normas técnica da ABNT.
Equipamentos
No ensaio de compressão usamos o equipamento chamado de Emic SSH300 cécula Trd 30.
Figura 1 – Equipamento para ensaio de tração.
Fonte: http://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2016/III-050.pdf
Para o ensaio de umidade utilizamos uma balança digital e um recipiente contendo agua para poder colocaros corpos de prova.
Já durante o ensaio de medição utilizamos o aparelho chamado de paquímetro analógico da marca Mitutoyo.
Figura 2 – Paquímetro analógico
Fonte - https://www.mabore.com.br/paquimetro-titanio-8-pol-ref-530-114b-10-mitutoyo/p
Métodos
3.3.1	Ensaio de compressão
	Este ensaio consiste submeter os corpos de prova a uma força de compressão na máquina Emic SSH300, para isso precisamos colocar os corpos de prova bem centralizados na máquina, onde em seguida o mesmo começara a sofrer a força de compressão bem lentamente, assim que o tijolo ou o bloco chegar a sua resistência máxima ele ira se romper. Assim que isso acontece a máquina para de exercer a força e nos mostrara no sistema qual a resistência máxima a compressão obtida tendo o resultado já na unidade de medida MPA.
3.3.2	Ensaio absorção de água
	No ensaio de absorção de água os corpos de prova foram pesados secos e depois ficou 24 horas submersos a água. Após este tempo foram pesados novamente e assim conseguimos verificar qual foi o índice de absorção de água de cada corpo de prova.
3.3.3	Ensaio de medidas
Este ensaio consiste em medir o corpo de prova, tanto na sua largura, altura e comprimento, através de paquímetro ou uma trena. Para determinar se o corpo de prova se encaixa na norma de dimensões. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nesta etapa do trabalho iremos mostrar os resultados obtidos nos ensaios relatados anteriormente e em seguida iremos discutir e comparar estes resultados. Os testes de blocos e tijolos são para selecionar o melhor material que ira fornecer uma vida útil, ter consciência das suas características e assegurar que eles cumprem com seus padrões de qualidade conforme normas da ABNT.
Ensaio de compressão
O ensaio de compressão submete os tijolos e blocos a esforços que irão sofrer no seu dia a dia, por isso que estes materiais têm valores mínimos para serem usados na construção civil.
Foi feito primeiro ensaio em três tijolos maciços saturados (molhados), que o maciço 1 ficou com resistência a compressão (MPa) de 20.97, o maciço 2 com 12.47 e por fim o maciço 3 com 15.32; Sendo assim todos os três tijolos maciços ficaram na categoria C conforme a norma NBR 7170, que tem como resistência a compressão (MPa) mínima de 4 MPa. 
Em seguida foi feito o ensaio com três blocos estruturais, aonde foram colocados argamassas em seus furos para uniformizar a superfície do bloco em direção aos esforços aplicados no ensaio. O bloco estrutural 1, obteve uma resistência a compressão (Mpa) de 4.94, o bloco estrutural 2 com 1.28, e o bloco estrutural 3 com 5.04; Sendo assim os blocos estruturais 1 e 3 ficaram dentro dos requisitos estabelecidos pela norma NBR 15270-1, já o bloco estrutural 2, não ficou dentro da norma estabelecida pois o ensaios à compressão deve ser considerado a partir de 3MPa, com isso esse bloco se torna inviável a sua utilização na obra.
Por fim o último ensaio foi com o bloco de vedação, sendo três saturados e um seco. O bloco de vedação 1 obteve uma resistência a compressão (MPa) de 2.06, o bloco vedação 2 com 2.18, o bloco vedação 3 com 2.54, e o último bloco de vedação com 2.39, sendo esse último seco. A partir desses resultados obtemos que os quatro blocos de vedação se estabelecerão conforme a norma NBR 15270-1, que estabelece no mínimo 1,5 MPa de resistência.
Com isso foi concluído que os três tijolos maciços tinham resistência superior ao exigido pela norma NBR 7170, sendo todos classificados na categoria C. Para o bloco estrutural obteve variação dentro de seus limites que são definidos por norma, mas obtemos que dois blocos ficaram dentro das normas, e um bloco ficou abaixo do mínimo exigido. Já para o bloco de vedação, todos os quatro corpos de prova se estabelecerão a cima do mínimo exigido por normal.
Esse ensaio nos traz que os tijolos maciços são mais resistentes que os blocos estruturais e os blocos de vedação, mas também podemos observar que quase todos ficaram estabelecidos em suas normas, menos um, que foi o bloco estrutural 2. Isso estabelece que dos 10 corpos de prova, 9 estão aptos a serem usados na construção civil. Tabela dos resultados obtidos no ensaio de compressão no LATEC:
4.2 Ensaios de medidas
Este ensaio foi realizado em dois blocos cerâmicos de vedação, sendo considerado um bloco com medidas a cima de 11,5 cm. O primeiro bloco obteve altura de 15,4 cm e largura de 10.3 cm; O segundo bloco com altura de 15,4 cm e largura de 10,4cm. No teste não foi medido seu comprimento, pois nos utilizamos um paquímetro para medição e não uma trena ou metro. Com esse teste foi verificado que os dois blocos de vedação se estabeleceram conforme a norma ABNT NBR 15270-1/2017 – Blocos e tijolos para alvenaria cerâmica. Parte 1 – Requisitos, que estabelece uma tolerância individual em mm de +5 ou -5. Em seguida foi medido as espessuras dos septos e das paredes externas dos dois blocos de vedação; O primeiro bloco tem paredes externas de 1,06 cm, e septo de 1,06cm; O segundo bloco tem parede externas de 1,7 cm e septos de 1,5 cm e 1,2cm. A norma estabelece blocos de vedação com septos com no mínimo 6 mm e nas paredes externas o mínimo de 7 mm.
A partir disso concluímos que os dois blocos de vedação realizado no teste, estão aptos a serem usados não construção civil conforme medidas estabelecidas por normas, mas seu uso não depende só de suas medidas, depende de outros ensaios para estarem aptos.
4.3 Índice de absorção de água
O teste foi realizados com três tijolos maciços úmidos ou molhados, sendo seu peso final com média de 2.803,06 Kg, e os blocos de vedação com média de 2.936 Kg úmidos. Não conseguimos calcular o índice de absorção de água nos tijolos maciços e nem nos blocos de vedação, pois no teste não foi pesado o tijolo maciço e o bloco de vedação secos, com isso não é possível calcular sua absorção. Mas a norma ABNT NBR 15270-1/2017 – Blocos e tijolos para alvenaria cerâmica. Parte 1 – Requisitos têm como índice de absorção de água superior a 22% e não deve ser inferior a 8%.
CONCLUSÕES
Neste trabalho foi abordado o assunto sobre materiais cerâmicos, a onde foi relatado as atividades práticas. Conclui-se que é necessário conhecer as propriedades e resistências do material, podendo assim compreender e entender a melhor aplicação do material. Este trabalho foi importante para o conhecimento e aprofundamento deste tema, uma vez que permite conhecer e compreender melhor e aperfeiçoar a organização e a competência do uso desses materiais e qual sua melhor aplicação na construção civil e tendo permitir esse aprofundamento nesse material através dos testes de laboratório.
Os materiais cerâmicos estão no dia a dia da nossa vida, como pisos cerâmicos, tijolo e blocos de cerâmica, telhas e louças. Por isso se torna um material muito importante na construção civil, pois sem esses materiais não teriam casas, prédios, lojas e entre outras obras com acabamento e estrutura. 
REFERÊNCIAS
https://www.ufrgs.br/napead/projetos/alvenaria-estrutural/blocos_ceramicos.php
https://www.ebah.com.br/content/ABAAAfxs8AF/ensaios-laboratoriais-materiais-ceramicos?part=3
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17827/material/NBR_15270_1_2005.PDF