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MKT-MDL-01 Versão 03 Materiais de Construção Aula 05 MKT-MDL-01 Versão 03 IMPORTÂNCIA E HISTÓRIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO “DISCIPLINA FÁCIL” NÃO EXIGE MUITO RACIOCÍNIO MEMORIZAÇÃO DE MUITOS CONCEITOS Pedra naturais Produtos cerâmicos Madeiras Materiais betuminosos Compósitos de polímeros Vidros Tintas e vernizes Metais e aços Materiais alternativos Materiais de Construção • Atividade 01, Atividade 02 e Atividade 03 Materiais de Construção MATERIAIS BETUMINOSOS Materiais de Construção ASFALTOS ALCATRÕES ÓLEOS GRAXOS • MATERIAIS BETUMINOSOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL Materiais de Construção Histórico • Arca de Nóe: impermeabilizada com betume; • “Faze para ti uma arca de madeira resinosa. Farás a arcas com compartimentos. Tu a revestirás com betume por dentro e por fora.” • Torre de Babel: tijolos assentados com argamassa betuminosa; • Ásia menor, onde há abundância de petróleo e seus derivados, os asfaltos foram usados em argamassas muito antes da cal ou outros aglomerantes; Histórico • Todas as civilizações posteriores usaram os betumes: egípcios, gregos, romanos etc. • Na preparação de múmias os materiais de base asfáltica eram predominantes; • Em 1802 as primeiras pavimentações com asfaltos naturais ocorreram na França, seguido posteriormente pelos Estados Unidos (1838) e pela Inglaterra (1869); • Os asfaltos processados, provenientes do petróleo, começaram a ser produzidos e utilizados no início do século XX. DEFINIÇÃO O betume composta de hidrocarbonetos pesados e puro é uma mistura orgânica complexa de seus derivados não metálicos. Pode ter origem natural ou pirogênica e é solúvel em dissulfeto de carbono. Definição ABNT NBR 7208 • Betume é uma mistura de hidrocarbonetos de consistência sólida, líquida ou gasosa, de origem natural ou pirogênica, completamente solúvel em dissulfeto de carbono, frequentemente acompanhado de seus derivados não metálicos Materiais betuminosos • Materiais betuminosos: São materiais compostos essencialmente de betume; • São materiais de grande emprego na construção civil como os asfaltos, alcatrões e óleos graxos; • Possuem uso preponderante em pavimentações rodoviárias e em impermeabilizações, tendo aplicação também em pinturas, isolamentos elétricos e muitos outros; Betume • Características básicas: • Adesivos e aglomerantes que dispensam o uso de água, ao contrário dos aglomerantes minerais; • Hidrófugos e portanto repelem a água; • Termoplásticos, sendo facilmente fundidos e solidificados e não possuem ponto de fusão, amolecendo em temperaturas variadas; • São inócuos ou inertes, isto é, não reagem quimicamente com os agregados minerais que são utilizados como material de enchimento; • Devido ao fato de serem termoplásticos e inertes, estes, possibilitam a reciclagem; • Possui durabilidade variável influenciado principalmente pela radiação solar. TIPOS Asfaltos – são materiais constituídos predominantemente de betumes, que se apresentam no estado sólido ou semi- sólido à temperatura ambiente, possui cor preta ou parda- escura e cheiro de óleo queimado. Asfalto Material cimentante, preto, sólido ou semi-sólido, que se liquefaz quando aquecido, composto de betume e alguns outros metais. Pode ser encontrado na natureza (CAN), mas em geral provém do refino do petróleo (CAP). Naturais (CAN): são encontrados na natureza em jazidas. -Rochas asfálticas: são rochas calcárias impregnadas de betume (10% a 30%) - depósito de Sassel e Gord na França. -Lagos naturais: são o resíduo da ação da atmosfera e intempéries sobre o petróleo. ASFALTOS Pirogenados (CAP): fracionada do petróleo. Devem ser são obtidos da destilação aquecidos para serem aplicados, apresentam teor mais elevado de betume e são mais voláteis. PRODUTOS Asfaltos diluídos: não precisam ser aquecidos para aplicação em obras, pois contém um solvente misturado. Após a aplicação o solvente evapora, resultando em uma película sólida, muito aderente e impermeável. São divididos em 3 tipos: - ADR – cura rápida; - ADM – cura média; - ADL – cura lenta. PRODUTOS Emulsões asfálticas ou hidrasfalto. São constituídos de 50% a 65% de asfalto, 1% de emulsionante (sabão) e o resto com água. É líquido em temperatura ambiente, porém com o tempo a água evapora, solidificando o asfalto. Podem ser do tipo: rápido (40 minutos), médio (2 horas) ou lento (4 horas). Asfalto CIMENTOS ASFÁLTICOS CAP CAN ASFALTOS DILUÍDOS CAP + SOLVENTE • Cura Rápida – CR; • Cura Média – CM; • Cura Lenta -CL EMULSÕES ASFÁLTICAS CAP + água + emulsificante • Ruptura Rápida – RR; • Ruptura Média – RM; • Ruptura Lenta – RL ASFALTOS MODIFICADOS CAP + polímero • SBS – estireno butadieno; • SBR – borracha de butadieno estireno; • EVA – etileno acetato de vinila; • EPDM – etileno propileno; • APP – propileno atático; • Borracha vulcanizada; • Resina epoxi Alcatrão: são materiais constituídos predominantemente de betumes, que se apresentam no estado líquido com grande viscosidade à temperatura ambiente. Possui cheiro mais forte que o asfalto e é mais sensível à temperatura. São obtidos a partir da destilação de carvão, madeira, turfa, etc. CARACTERÍSTICAS O betume puro envelhece rapidamente, por evaporação de seus constituintes voláteis ou por oxidação ao ar, tornando-se quebradiço e possui baixo ponto de fusão, podendo fundir-se até ao sol forte. PRODUTOS Misturas betuminosas: são misturas de dois ou mais constituintes. Adicionando alcatrão ao asfalto melhora a aderência. Adicionando asfalto ao alcatrão melhora a resistência à temperatura. Piche Piche – São misturas com apenas 11 a 17% de betume, com muita argila, pedriscos e etc. É sólido à temperatura ambiente e funde de forma heterogênea, com muitos nódulos e grãos na massa fundida, apresentando qualidades muito inferiores às dos alcatrões. É obtida através da destilação do alcatrão bruto; Breu Breu – é o resíduo do refino do piche, perdendo quase todo o betume. É um material sólido à temperatura ambiente e de maior dureza que os outros betuminosos, mas com boa resistência intempéries; Materiais betuminosos - Obtenção • Matéria-prima: • Petróleo: Óleos minerais naturais, compostos quase que exclusivamente de hidrocarbonetos, encontrados em jazidas preenchendo os poros de rochas sedimentares, formando depósitos muito extensos; • Os petróleos podem ser de dois tipo: base asfáltica e base parafínica, sendo que o primeiro endurece mais facilmente. Aplicação na Construção Civil • Pavimentação – é a regularização superficial do solo com o intuito de dar passagem fácil a todo e qualquer veículo ou transeunte: • Pavimento asfáltico – são pavimentos feitos com materiais betuminosos puros ou em misturas com agregados pétreos; • Imprimações ou pintura de ligação – é uma fina camadas feita de asfaltos diluídos ou emulsões aplicados diretamente sobre o solo, com a função de impermeabilização e aderência, e sobre pavimento antigo com a única função de aderência; • Concreto asfáltico – nome dado somente para pavimentos do tipo hot mixed, de graduação compacta, preparados com dosagem racional e aplicados com equipamentos e técnicas avançadas; Aplicação na Construção Civil • Solo-asfalto – mistura de asfalto como solo natural para obter estabilização, não sendo apropriado para o tráfego de veículos; • Impermeabilização – é a proteção das construções contra a infiltração da água. Membranas asfálticas – moldada a frio “in loco”; • Mantas asfálticas – moldada a quente na forma de tecido. • Feltro asfáltico: São materiais largamente aplicados em impermeabilizações, constituídos de feltros ricos em algodão ou de papelão absorvente, embebidos com asfalto; Uma tira de 5 cm de largura deve resistir, no mínimo a uma tração de 1,5 Mpa. Aplicação na Construção Civil • Asfalto-borracha PRODUTOS Feltros asfálticos: são constituídos de feltros de algodãoou papelão embebidos em asfaltos. São conhecidos por papelão alcatroado. PRODUTOS Cartões asfálticos: são placas mineralizadas recobertas com pedrisco ou pó de pedra, prensadas com asfalto. São utilizados como telhas. Aplicação na Construção Civil • Novos Produtos: • Asfaltos modificados com polímeros – são adicionados polímeros com o intuito de aumentar a homogeneidade, durabilidade e o comportamento elástico; • Asfaltos modificados com fibras – O maior exemplo dessa utilização esta em Interlagos a fim de aumentar a resistência mecânica do pavimento. PROPRIEDADES Dureza: é utilizada para a classificação dos asfaltos, sendo medida pelo índice de penetração. A penetração é definida como a profundidade, em décimos de milímetro, que uma agulha de massa padronizada (100g) penetra numa amostra de volume padronizado de cimento asfáltico, por 5 segundos, à temperatura de 25˚C ABNT NBR 6576/98 PROPRIEDADES PROPRIEDADES Viscosidade: é a resistência oferecida por um fluido à deformação sob a ação de uma força. A viscosidade é uma medida de consistência do cimento asfáltico, por resistência ao escoamento. A unidade do coeficiente de viscosidade mais utilizada é o Poise (g/[cm.s]). A viscosidade também pode ser medida em m2/s, ou ainda mm2/s, unidade referida como centistoke (cSt). PROPRIEDADES PROPRIEDADES Ductilidade: este ensaio determina quanto o material pode dilatar sem fissurar. A coesão avaliada pela medida dos asfaltos é indiretamente empírica da ductilidade, que é a capacidade do material de se alongar na forma de um filamento. Nesse ensaio, os corpos de prova de asfalto, colocados em moldes especiais, são imersos em água dentro de um banho que compõe o equipamento ABNT NBR 6293/2001 PROPRIEDADES Ponto de amolecimento: o ponto de amolecimento do CAN e do CAP deve situar-se entre 36oC e 62oC. O ponto de amolecimento é uma medida empírica que correlaciona a temperatura na qual o asfalto amolece quando aquecido sob certas condições particulares e atinge uma determinada condição de escoamento. ABNT NBR 6560/2008 PROPRIEDADES PROPRIEDADES Ponto de fulgor: o ponto de fulgor é um ensaio ligado à segurança de manuseio do asfalto durante o transporte, a estocagem e a produção da mistura asfáltica. Determina a menor temperatura sob a qual os vapores emanados durante o aquecimento do asfalto se inflamam por contato com uma chama padronizada. Valores de ponto de fulgor de asfaltos são normalmente superiores a 230˚C. ABNT NBR 11341/2004 PROPRIEDADES IMPERMEABILIZANTES Impermeabilização: Tem como objetivo impedir o transporte indesejável de águas, fluídos e vapores nos materiais e componentes, podendo atuar na contenção ou no direcionamento desses elementos para algum local que se deseja. IMPERMEABILIZANTES Impermeabilização: É uma técnica que consiste na aplicação de produtos específicos com o objetivo de proteger as diversas áreas de um imóvel contra ação de águas que podem ser de chuva, de lavagem, de banhos ou de outras origens. IMPERMEABILIZANTES A exemplo dos projetos de arquitetura, da estrutura de concreto armado, das instalações hidráulica e elétrica, de paisagismo e decoração, entre outros de uma obra comercial, industrial ou residencial, a impermeabilização também deve ter um projeto específico, um projeto que detalhe os produtos e a forma de execução das técnicas de aplicação dos sistemas ideais de impermeabilização para cada obra. IMPERMEABILIZANTES • Rígidos Baixa capacidade de absorver deformações da base, principalmente deformações concentradas como fissuras e trincas. Exemplos: concretos impermeáveis, cimentos cristalizantes • Flexíveis Suportam deformações da base com amplitudes variáveis, em função do sistema de impermeabilização, inclusive trincas e fissuras. Exemplos: membranas, mantas e emulsões asfálticas. IMPERMEABILIZANTES Flexíveis • Membranas (moldadas no local) • Poliméricas • Elastoméricas (Neoprene, Hypalon) • Acrílicas • Mantas (pré-fabricadas) • Asfálticas • Poliméricas • Elastoméricas (butílicas, EPDM) • Plásticas (PVC, PEAD) Flexíveis IMPERMEABILIZANTES Membranas moldadas no local • Asfálticas • A quente (asfalto oxidado fundido) • A frio (emulsão asfáltica) • Solução asfáltica modificada com polímeros (geralmente a frio) Riscos à saúde do operador: 1. Temperatura em locais de difícil acesso 2. Química do diluente IMPERMEABILIZANTES Flexíveis IMPERMEABILIZANTES Flexíveis Membranas moldadas no local • Poliméricas • Acrílicas • Sem adição de cimento • Com adição de cimento (MAI) • Elastoméricas (Neoprene, Hypalon) IMPERMEABILIZANTES Flexíveis MANTAS pré-fabricadas ou pré-formadas • Asfálticas • Estruturadas • Não estruturadas • Poliméricas • PVC • PEAD • Elastoméricas (borrachas) • Butílicas • Hypalon • EPDM IMPERMEABILIZANTES MANTAS ASFÁLTICAS Muito utilizadas na construção civil Compostas por mantas pré-fabricadas de asfalto (3 a 5 mm) ou modificado com polímeros, estruturada internamente por véu ou tela de fibra de vidro, poliéster ou nylon. Podem ser emendadas por fusão do asfalto da própria manta (maçarico) ou de asfalto oxidado externo (forno) IMPERMEABILIZANTES MANTAS ASFÁLTICAS • Massa asfáltica • Estruturante • Acabamento superficial (inferior e exterior) A combinação de vários tipos de cada um dos três componentes origina uma enorme quantidade de mantas asfálticas diferentes em desempenho e aplicação, mas muito parecidas, em alguns casos idênticas, em sua aparência. Isso é objeto de muita confusão entre construtores, engenheiros, consumidores e vendedores, que, por desconhecerem o assunto, compram, vendem e aplicam o produto apenas pelo critério do custo inferior, sem considerar as particularidades de cada tipo de manta asfáltica. IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES Vídeo sobre mantas asfálticas Vídeo mostrado em sala de aula que ilustra bem todo o processo de colocação da manta asfáltica, recomendável assistir: https://youtu.be/Y995gUUiX4U https://youtu.be/Y995gUUiX4U IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES IMPERMEABILIZANTES 2 0 1 0 1,5 2,5 2,5 Alvenaria Revestimento Pino para fixação da tela galvanizada Acerto de superfície Tela galvanizada Manta asfáltica Argamassa de assentamento MastiquePiso acabado Proteção mecânica IMPERMEABILIZANTES Peça com pingadeira Mastique Piso cimentado Proteção mecânica Isolamento térmico IMPERMEABILIZAÇÃO Regularização i = 1% Laje de concreto IMPERMEABILIZANTES Por muitas vezes, uma obra é iniciada utilizando um conjunto de projetos construtivos incompletos. Chegada a etapa da impermeabilização, percebe-se uma série de interferências que dificultam a sua execução, tais como tubulações passando rente às lajes e paredes, cotas finais que impedem a execução de caimentos, ralos de diâmetro reduzido, falta de altura adequada para arremates dos rodapés, caixilhos montados impedindo arremates adequados, execução de enchimentos, etc. IMPERMEABILIZANTES Nesses casos, para um bom desempenho e segurança da impermeabilização, são necessárias demolições, aberturas de rasgos em alvenarias, retirada de caixilhos, etc., que acabam por aumentar o custo da construção. Adaptações que muitas vezes o aplicador é levado a fazer acabam por acarretar problemas a médio ou longo prazo. Deve-se sempre lembrar que, para a execução de um bom projeto, é necessário boa experiência ou assessoramento por profissional competente. • Atividade 04 1. Explique quimicamente o que é betume e como é formado na natureza e produzido artificialmente? 2. O que óleo graxo tem a ver com betume? 3. Quais produtos da construção civil são ou tem presença de betume? Cite 3 com suas aplicações. 4. Quais as propriedades apresentadas pelos materiais betuminososque os tornam úteis como materiais de construção? 5. Quais as desvantagens dos materiais betuminosos como material de construção? 6. Quais tipos de impermeabilizantes utilizam betumes? 7. Cite alguns hidrocarbonetos que em geral estão presentes em um betume. 8. Como determinar a densidade dos materiais betuminosos. Apresente o passo a passo do ensaio. 9. O que é hulha? Qual a sua importância nos materiais de construção? Materiais de Construção
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