desempenho placas cimenticeas

1 UNIVERSID A DE FEDER A L DO RI O GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA PROGR A MA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MINA S, METALÚRGICA E DE M A TERIAIS - PPGE3M A NÁLISE DO DESEMPENHO DE PLA C A S CIMENTÍCIA S ATRA V ÉS D A A DIÇÃO DE FIBRA S E TEL A S, VISA N DO A REDUÇÃO DE DEFORMA ÇÕ ES TÉRMICA S E P A TOL OGIA S Jaison Araujo Speck Dissertação para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Porto Alegre, 2014 2 UNIVERSID A DE FEDER A L DO RIO GR A N DE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA PROGR A M A DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHA R I A DE MI NA S , METALÚRGICA E DE M A TERI AIS - PPGE3M A NÁLISE DO DESEMPENHO DE PLA C A S CIME NTÍCIA S A T R A VÉS DA A DIÇÃO DE FIBRA S E TEL A S, VISA N DO A REDUÇÃO DE DEFORMA ÇÕ ES TÉRMICA S E P A TOL OGIA S Jaison Araujo Speck Trabalho realizado no Departamento de Metalurgia da Escola de Engenh aria da UFRGS, dentro do Programa de Pó s-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de M ateriais \u2013 PPGE3M , como par te dos r equisitos para a o btenção do título de Mestre em Engenharia. Área de Concentração: Tecnologia Mineral, Am biental e Metalurgia Extrati va . Porto Alegre, 2014 3 Esta dissertação f oi julgada adequada para o btenção do t ítulo d e Mestre em engenharia, área de concentração de Tecnologia Mineral, Ambiental e Metalurgia Extrativa e apro v ada em sua forma final, pe l a Orientadora, e pela Banca Examinadora do Curso de Pós-Graduação. Orientadora: Prof.ª Dra. Rej ane Maria Candiota Tubino Banca Examinadora Prof. Dr. Vilson Menegon Bristot - UNESC Prof a . Dra. Denise Carpena Coitinho Dal Molin - UFRGS Prof. Dr. Ivo André Homric h Schneider - UFRGS Prof. Dr. Telmo Roberto Strohaecker Coordenador PPGE3M 4 Dedico este trabal ho à m inha fam ília, em especial à minha es posa Morgana d a Silva Gastaldon Speck, p elo amor, pelo incentivo e carinho, e aos meus pais Vami lson Sp eck (in memoriam) e Maria Goretti Araujo Speck. 5 A g radecimentos A DEUS, por m e da r f orças e não me deixar desistir, por ser p resença constante em minha vida. Ao meu pai V amilson Speck, que d urante a r ealização deste tr abalho abriu um a grande l acuna em minha vida e que eter namente serei grato p or tudo o que f ez por m im e a minha mãe M aria Goretti Arau j o Speck, onde ambos nunca mediram esforços para proporcionar e i ncentivar os estudos de seus filhos. A minha esposa Morgana da Silva Gastaldon Speck, que sempre me incentivou, me apoiou na reali zação deste sonho. À Orientadora Reja ne Maria Candiota Tubino, pela honr a d e ter sido seu orientado, pela generosidade dos ensi namentos , me despertando para a busca da perfeição e aprim orou meus conhecimentos científicos e na busca pela pesquisa. Ao programa de Pós-Graduação em Enge nharia d e Mi nas, Metal úrgica e de Materiai s \u2013 PPGE 3M, pela oportunidade de e nriquecer meus conhecimentos. Ao Corpo Docente do mesmo, despert ando em mim um desejo maior de pesquisa. Aos Meus irm ãos Niel sen Araujo Sp eck e Nirlan Araujo S peck, pela força, apoio e companheirism o. Às minhas cunhadas Ka ri ne Speck e Gisiane Leon el Speck, bem como meu afilhado Nicolas e afi lhada N ickole respec tivamente. Ao am igo L uci ano Baes so Bez Font ana, pelas trocas de experiênc ias, pelos projetos desafiadores e pela grande am izade que temos. 6 A Raf ael De Bona Holthausen e Angélica Maccari, pelas a t ividades desempenhadas para ajudar na concretização deste trabal ho. Aos funcionários da unidade Artística, da Eliane Revestimentos Cerâmicos. Ao amigo e col ega d e c lasse Vilson Menegon B ristot, pelos auxílios e trocas de experiências durante as aulas. A todos os \u201cProfessores e colegas do PPGE3M\u201d, com os quais ocorreram trocas de inf ormações, compartil hamento de i deias ag regando maior experiência. 7 Sumário 1 INTRODUÇÃO ......... ........... ........ ............ ............ ............ ............ ........ ........... .... 16 1.1 J USTIFIC ATIVAS DO T RABALHO .......... ............ ............ ........ ............ ........... ........ 18 1.2 O BJETIVO G ERAL ................. ............ ........ ............ ............ ............ ........... ........ 19 1.3 O BJETIVOS E SPECÍFICO S .......... ............ ............ ........ ............ ............ ........... .... 19 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFIC A ........... ............ ............ ............ ........ ............ ........... 20 2.1 P LACAS C IMENTÍCIA S ....... ........ ............ ............ ............ ............ ........ ........... .... 20 2.2 M ATÉRIAS -P RIMAS ........... ............ ............ ........ ............ ............ ........... ............ 21 2.2.1 Cimento Portland Branco Estrutural ........ ............ ............ ........... ........ .... 21 2.2.2 Agregados ........ ........... ............ ............ ............ ........ ........... ............ ........ 23 2.2.3 Gesso .............. ............ ............ ............ ............ ........ ............ ........... ........ 25 2.2.4 Aditivos Poliméricos ........ ............ ............ ............ ........ ........... ............ .... 27 2.2.5 Fibras de Vidro . ........... ............ ........ ............ ............ ............ ........... ........ 28 2.2.6 Telas Metálicas ........... ............ ............ ............ ........ ............ ........... ........ 30 2.2.7 Matérias-Primas Líquidas ................ ............ ............ ............ ........... ........ 32 3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DAS PL ACA S CIME NTÍC I AS ........ ........... ........ 37 3.1 D OSAGEM ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ............ ....... .... 38 3.1.1 Preparação de Mistura Seca ... ............ ............ ............ ............ ........ ....... 38 3.1.2 Preparação de Mistura Líquida ............... ........ ............ ........... ............ .... 39 3.1.3 Preparação da Massa ..... ............ ............ ............ ............ ........ ............ ... 40 3.2 C ONFOR MAÇÃO (M OLDAGEM ) ....... ............ ........ ............ ............ ........... ............ 41 3.3 C URA ... ........ ............ ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ....... 43 3.4 D ECORAÇ ÃO (P INTURA ) .................... ............ ........ ............ ............ ........... ........ 44 3.5 S ECAGEM . ........ ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ........... .... 45 3.6 C LASSIFICAÇÃO ............... ............ ........ ............ ............ ............ ........... ........ .... 45 3.8 M ANIFESTAÇÕES P ATOLÓGICAS EM P LACAS C IMENTÍCIAS ........... ............ ........... 46 3.8.1 Destacamento de Revestimentos ............ ............ ............ ....... ............ .... 46 8 3.8.2 Trinca e Fissuração . ............ ............ ........ ............ ............ ............ ........... 48 3.9 A SSENTAMENTO D E P LACAS ................. ............ ............ ............ ............ ........ ... 49 4 M AT ERI AIS E MÉTODOS ...... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ....... 51 4.1 M ATERIAIS ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ............ ....... .... 51 4.2 M ETODOLO GIA .. ........ ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ....... 51 4.2.1 Dosagem .......... ........... ............ ............ ........ ............ ............ ............ ....... 51 4.2.2 Preparação da Massa (Mistura) .. ............ ............ ........ ........... ............ .... 54 4.2.3 Conformação (Moldagem) ............... ............ ............ ............ ........... ........ 54 4.2.4 Cura .......... ........... ........ ............ ............ ............ ............ ............ ....... ........ 55 4.2.5 Pintura ............. ............ ............ ............ ............ ........ ............ ............ ....... 55 4.2.6 Secagem .. ........... ........ ............ ............ ............ ............ ........ ............ ....... 56 4.2.7 Classificação ........ ........... ............ ........ ............ ............ ........... ............ .... 56 4.3 E NSAIOS DE C ARACTERIZAÇÃO . ............ ............ ............ ............ ........ ........... .... 56 4.3.1 Densidade Aparente ........ ............ ............ ........ ............ ........... ............ .... 56 4.3.2 Resistência Mecânica à Flexão ....... ............ ............ ........... ............ ........ 58 4.3.3 Absorção de Água ... ............ ............ ............ ............ ........ ............ ........... 61 4.3.4 Retração por Secagem .... ............ ............ ............ ........ ............ ........... .... 62 4.3.5 Expansão por Temperatura ................. ........ ............ ............ ............ ....... 63 4.3.6 Dilatação Térmica........ ............ ............ ........ ............ ............ ........... ........ 64 4.3.7 Expansão Por Umidade - EPU ................ ............ ............ ............ ........... 66 4.4 A SSENTAMENTO T ESTE ............ ............ ........ ............ ............ ............ ........... .... 68 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...... ............ ............ ........ ............ ........... ............ 71 5.1 D ENSIDADE A PARENTE ..... ........ ............ ............ ............ ............ ............ ....... .... 71 5.2 R ESISTÊNCI A M ECÂNICA À F LEXÃO .... ........ ............ ............ ............ ............ ....... 72 5.3 A BSORÇÃO DE Á GUA ..... ....... ............ ............ ............ ............ ........ ........... ........ 77 5.4 R ETRAÇÃO POR S ECAGEM ........ ............ ........ ............ ............ ........... ............ .... 78 5.5 E XPANSÃO P OR T EMPERATURA . ........... ............ ........ ............ ............ ........... .... 82 5.6 D ILATAÇÃO T ÉRMICA ..... ....... ............ ............ ............ ............ ........ ........... ........ 84 5.7 E XPANSÃO POR UMIDAD E \u2013 EPU ... ........ ............ ............ ............ ............ ....... .... 89 9 5.8 A SSENTAMENTO TESTE . ........ ............ ............ ............ ........ ............ ........... ........ 90 6 CONCLUSÕES ........ ........... ............ ........ ............ ............ ............ ............ ....... .... 96 6.1 P ROPOSTAS D E TRABALHOS FUTURO S ............... ............ ........ ........... ............ .... 99 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFIC A S .......... ............ ............ ............ ........ ........... .. 10 1 A NEX OS ............. ............ ........... ........ ............ ............ ............ ............ ........ ......... 106 10 Lista de Figuras Figura 01: Placa Cimentícia ....... ............ ............ ............ ............ ........ ........... ........ 21 Figura 02: Agregado ........ ....... ............ ............ ............ ............ ........ ........... ............ 25 Figura 03: Gesso . ........ ........... ............ ............ ............ ........ ............ ............ ........... 26 Figura 04: Processamento do gesso .............. ........ ............ ............ ............ ........... 27 Figura 05: Ação das fibras em esforços de tração ......... ............ ............ ........ ....... 29 Figura 06: Comparativo de resistência à tração (kg/mm²) entre materiais . ........... 30 Figura 07: Curva de Abrams ...... ............ ............ ............ ............ ........ ............ ....... 33 Figura 08: Fluxograma do Processo de produção das placas cim entícias ......... ... 37 Figura 09: Misturador de Mistura seca ............... ............ ............ ............ ........ ....... 38 Figura 10: Vasca de Mist ura Líqu ida .............. ............ ........ ............ ............ ........... 40 Figura 11: Misturador de Hélices ........ ............ ............ ............ ............ ....... ............ 41 Figura 12: Processo de colagem .................... ........ ............ ............ ........... ............ 41 Figura 13: Medida de consistência da argamassa ......... ............ ............ ........ ....... 42 Figura 14: Carros Boxe ... ........... ............ ........ ............ ............ ............ ........... ........ 43 Figura 15: Pintura realizada por profi ssionais .... ............ ........ ............ ........... ........ 45 Figura 16: Ensaio de Densidade Aparente ......... ............ ............ ........... ............ .... 57 Figura 17: Realização do Ensaio de Densid ade Aparente ......... ........ ............ ....... 58 Figura 18: Ensaio de Resistência Mecâni ca à tração ..... ............ ............ ........ ....... 59 Figura 19: Diagrama de Esforços Soli citantes (Tração na flexão) .......... ........... .... 59 Figura 20: Crômetro ........ ........... ............ ........ ............ ............ ........... ............ ........ 60 Figura 21: Autoclave .............. ............ ............ ............ ............ ........ ........... ............ 67 Figura 22: Dilatômetro ......... ........... ............ ............ ........ ............ ........... ............ .... 64 Figura 23: Área de Teste . ........ ........... ............ ............ ........ ............ ........... ............ 69 Figura 24: Layout da disposição das placas assentadas ... ............ ........ ........... .... 70 Figura 25: Densidade Aparente dos testes realizados ... ............ ........ ........... ........ 71 Figura 26: Resistência Mecânica Fibra de Polipropil eno ........ ............ ........... ........ 73 Figura 27: Resistência Mecânica Fibra de Vi dro 06 mm ........ ............ ........... ........ 74 Figura 28: Resistência Mecânica Fibra de Vi dro 13 mm. ....... ............ ........... ........ 75 Figura 29: Concepção das fi bras na matriz cimentícia. .. ........ ............ ........... ........ 76

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