APOSTILA - materiais de construção civil

MATERIAIS DE

CONSTRUÇÃO CIVIL

Departamento de Construção Civil

Faculdade de Engenharia – U.F.J.F.

2008

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SUMÁRIO

Página

1. INTRODUÇÃO.............................................................................004

2. AGREGADOS...............................................................................014

3. AGLOMERANTES .....................................................................027

4. ARGAMASSAS ............................................................................045

5. CONCRETO ................................................................................060

6. MATERIAIS CERÂMICOS ......................................................074

7. MADEIRA ....................................................................................088

8. TINTA ...........................................................................................101

9. PLÁTICO .....................................................................................122

10. MATERIAIS BETUMINOSOS .................................................118

11. VIDRO ..........................................................................................124

12. FIBRA ..........................................................................................129

13. MATERIAIS FERROSOS .........................................................134

14. MATERIAIS NÃO FERROSOS ...............................................142

15. MATERIAIS ALTERNATIVOS ...............................................146

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BIBLIOGRAFIA PARA CONSULTA

1. ALVES, J. D. Materiais de construção. Goiás: UFG.

2. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.

3. BAUER, L. A. F. Materiais de construção, v.1 e v.2 . Rio de Janeiro: LTC

ed,1992.

4. CTE, SEBRAE & SINDUSCON. Qualidade na aquisição de materiais e

execução de obras. São Paulo: PINI, 1995.

5. FIORITO, A. J. Manual de argamassas e revestimentos. São Paulo: PINI, 1995.

6. GUEDES, M. F. Caderno de encargos. São Paulo: PINI, 1994.

7. GUIMARÃES, J. E. P. A Cal - fundamentos e aplicações. São Paulo: PINI, 1997.

8. HELENE, P. Manual de dosagem e controle de concreto. São Paulo: PINI 1993.

9. HELENE, P. R. L. Corrosão em armaduras para concreto armado. São Paulo:

PINI.

10. ISAIA, G. C.. Concreto – Ensino, Pesquisa e Realizações. São Paulo:

IBRACON, 2006. 2v.

11. ISAIA, G. C.. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e

Engenharia de Materiais. São Paulo: IBRACON, 2007. 2v.

12. MONTEIRO, P.J. & METHA, K. Concreto. São Paulo: PINI, 1994.

13. NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. São Paulo: PINI, 1997.

14. PATTON, W. J. Materiais de construção. São Paulo: EDUSP

15. PETRUCCI, E. G. R. Materiais de construção. Rio de Janeiro: Editora Globo.

16. RIPPER, E. Manual prático de materiais de construção. São Paulo: PINI,

1995.

17. RIPPER, E. Como evitar erros na construção. São Paulo: PINI, 1996.

18. SILVA, M. R. Materiais de construção. São Paulo: PINI

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INTRODUÇÃO

1.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Muitos cientistas experimentais e engenheiros, nas mais diversas modalidades,

irão, pelo menos uma vez, serem expostos a um problema de projeto que envolva

materiais. Cumpre esclarecer que os especialistas estão envolvidos na investigação e no

projeto destes e o problema consiste, basicamente, na especificação do mais correto

dentre os milhares disponíveis no mercado. Existem diversos critérios adotados antes da

escolha, a saber: a caracterização das condições de serviço já que esta define as

propriedades exigidas do material, sendo às vezes necessário ignorar alguma

característica em detrimento a outra, para se obter um material com características ideais

de propriedades, cita-se como exemplo os materiais de elevada resistência que possuem

uma ductilidade limitada. Em segundo, deve considerar os fatores de degradação do

material que pode comprometer a sua vida útil em serviço, por exemplo, grandes

reduções na resistência mecânica podem ser oriundas da exposição à ambientes

agressivos (corrosivos). E, finalmente, o aspecto econômico, ou seja, quanto irá custar o

produto, pode-se empregar um material que possua um conjunto ideal de propriedades,

mas que seja extremamente caro.

O material de construção é um elemento decisivo na qualidade e beleza da

construção. Se empregarmos materiais de construção deficientes, teremos uma

edificação defeituosa. Há de se considerar, também, que na maioria das vezes em que

utilizamos materiais baratos não obtemos boas obras de arte, visto que o custo muitas

vezes está condicionado à qualidade do mesmo.

Verifica-se a durabilidade, o custo e o acabamento da obra são estão diretamente

relacionados com a qualidade dos materiais empregados, deve-se, portanto, atender a

três critérios básicos, a saber: o técnico que se trata de um critério geral objetivando

atender a resistência, a trabalhabilidade, a durabilidade e a higiene. (Deve-se conhecer a

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dimensão, as propriedades físicas, químicas, mecânicas, etc. do material); o econômico

que resulta no menor custo possível, esse critério exige o conhecimento de: Preço: em

função da qualidade e quantidade (valor da aquisição); Custo de Aplicação: material +

mão-de-obra + equipamentos; Custo de manutenção: material + mão-de-obra +

equipamentos e o estético, de ordem pessoal onde se considera a cor, a textura e a forma

(trata da qualidade do material no que se refere ao acabamento, a conservação, a

durabilidade). Em resumo, os materiais devem atender aos “3 B”, ou seja, serem bons,

bonitos e baratos.

Dentro deste contexto verifica-se que o engenheiro ou cientista deve estar

familiarizado com as várias características, bem como com as técnicas de

processamento dos materiais, estando, portanto, apto a optar pelo material baseado nos

critérios acima citados.

As qualidades dos materiais podem ser estabelecidas pela observação

continuada, pela experiência adquirida ou por ensaios em laboratórios especializados.

No que se refere às fontes de informação, essas são muitas ao alcance do engenheiro, a

saber: bibliografia, fabricante e/ou fornecedor, laboratório, normas técnicas,

profissionais do ramo, experiências anteriores. Como não é possível para o engenheiro

recém-formado adquirir aos poucos essa experiência, torna-se, esse, o objetivo principal

da disciplina MATERIAS DE CONSTRUÇÃO.

Ao especificar os materiais, é necessário o máximo possível de exatidão,

definindo-se todos os elementos que possam variar de procedência. Deve-se procurar

citar os dados técnicos do material escolhido, mesmo que estes sejam evidentes para uns

pode não ser para outros, nomear o material, classifica-lo, definir tipo, dimensão

desejada e eventualmente, a marca.

1.2. NORMALIZAÇÃO

Normalizar é estabelecer códigos técnicos a fim de permitir uma regulamentação

da qualidade, da produção, da classificação e do emprego dos materiais.

Com essa finalidade, foi criada no Brasil, a entidade particular chamada de

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Esta se dedica a elaboração de

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normas técnicas, sua difusão e incentivo. Tal fato não impede que outras entidades

particulares tenham o mesmo objetivo, por exemplo, IPT (Instituto de Pesquisas

Tecnológicas), ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), DNER

(Departamento Nacional de Estradas e Rodagem), dentre outros.

Nos outros países cita-se: Estados Unidos (ASTM – American Society for

Testing Material e ASA – American Standard Association), Alemanha (DIN –

Deustsche Normenausschuss), na Inglaterra (BS – Bristish Standards Institution). Essas

entidades são coordenadas pela ISO - International Organization for Standardization e

por comitês continentais.

Cabe mencionar que as normas são aperfeiçoadas e alteradas com o tempo,

acompanhando a evolução da indústria da construção civil e da técnica. E as existentes

no Brasil são caracterizadas pelas iniciais, seguida do seu número de ordem e, quando

necessária, de dois algarismos indicando o ano confecção ou alteração. Os tipos de

normas que encontramos são:

1) Normas: que prescrevem diretrizes para cálculos e métodos de execução de

obras e serviços de engenharia, assim como as condições mínimas de segurança;

2) Especificação (dos materiais): estabelece prescrições para os materiais;

3) Método de ensaio: estabelece processo para formação e exame de amostras;

4) Padronização (de dimensões e formas): estabelece dimensões para materiais e

produtos;

5) Terminologia (técnica): regulariza nomenclatura técnica;

6) Simbologia: para convenções de desenho;

7) Classificação (dos materiais ou produtos): para ordenar e dividir conjunto de

elementos.

1.3. AVALIAÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Quando se deseja testar a qualidade dos materiais de construção executa-se

ensaios que podem ser realizados de duas formas, a saber: direta (quando se observa o

comportamento do material em obras já realizadas) e indireta (realizado em

laboratório).

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Os ensaios indiretos consistem em dois tipos de controle, o de produção

(realizado nas fábricas, em seus laboratórios, tem por finalidade assegurar a fabricação

dentro das especificações exigidas) e o de recebimento (realizado em laboratórios

especializados, tem por finalidade verificar se o produto adquirido possui as qualidades

necessárias para o fim a que se destina).

A tabela 1.1 apresenta o mecanismo de organização do controle de qualidade dos

materiais, onde se verifica que o controle de produção (exercido por quem gera

produtos e auxilia o “produtor” a conseguir o produto especificado garantindo a

constância do processo (uniformidade)) e o controle de recebimento (exercido por

quem fiscaliza e aceita os produtos e os serviços executados e tem por finalidade julgar

a conformidade ou não do produto aos limites especificados) não são iguais, entretanto,

são complementares e necessários para um programa de controle de qualidade.

TABELA 1.1 - Mecanismos de controle de qualidade.

Controle de Produção Controle de Recebimento

O que é? Controla os fatores que

intervém na qualidade

Comprovação de conformidade

Quem faz? O produtor O promotor, o proprietário.

Como se faz? Inspeção contínua Inspeção intermitente

Quais as Variáveis de

Controle?

As que intervêm no processo

produtivo

As representativas na qualidade

especificada

Atua sobre O processo O produto

A implantação de um programa de controle de qualidade acarretará nos seguintes

benefícios imediatos:

Redução da incidência dos problemas patológicos e, conseqüentemente, os

gastos de recuperação;

Elevação da qualidade dos projetos e dos materiais e componentes da

edificação;

Melhoria da qualificação da mão de obra decorrente da maior qualidade dos

serviços;

Racionalização dos serviços e processos utilizados pelas construtoras;

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Melhor aproveitamento dos recursos materiais, técnicos, humanos e financeiros

disponíveis propiciando maior satisfação aos usuários.

1.4. CONTROLE DE QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Toda a atividade humana na qual a partir de certas matérias-primas e de um

processo se obtenha um produto final é suscetível de ser controlada.

A construção civil em geral aparece como uma indústria atrasada, a razão dessa

deficiência pode, seguramente, ser associada à ausência de um Programa de Controle

de Qualidade Total.

Pode-se fazer as seguintes reflexões de caráter comparativo que melhor justificam

o atraso da construção civil:

Trata-se de uma indústria tradicional;

Trata-se de uma indústria de caráter nômade;

Trata-se de uma indústria de produção de produtos únicos e não seriados;

Trata-se de uma indústria à qual não é aplicável a produção em cadeia

(produtos móveis passando por operador fixo) e sim concentrada;

Trata-se de uma indústria de caráter temporário com possibilidades de

pequenas promoções dentro da empresa. Isso repercute numa baixa motivação para o

trabalho e, consequentemente, numa diminuição da qualidade do produto;

Apresenta uma grande dispersão e diversidade da produção, caracterizada por

realizar-se em locais distintos (fábrica, escritório, canteiro de obra) e gerar, através de

vários processos diferentes produtos como materiais, projetos, edifícios, etc.

Essas características, próprias da indústria da construção, aliada a uma

normalização deficiente e a falta de organização das instituições públicas e dos usuários

retardam a implantação do Programas de Controle de Qualidade.

Salienta-se que o desperdício é, também, uma característica significativa na

construção civil e um indicador dos custos da não-qualidade dentro da construção civil,

ou seja, devido à falhas no processo de produção: há grande perda de materiais gerando

entulhos que saem ou ficam agregados à obra; há serviços a serem refeitos para corrigir

o que não está em conformidade e há tempos ociosos de mão-de-obra e de equipamentos

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devido a deficiências no planejamento. Deve-se, portanto, considerar as falhas

administrativas e gerenciais da empresa (por exemplo, compras feitas apenas pelo

menor preço, programas de seleção, contratação e treinamento inadequado, dentre

outros). E finalmente, as falhas na fase da pós-ocupação das obras caracterizadas por

patologias construtivas resultado em serviços de reparos e/ou recuperação e altos custos

de manutenção, prejudicando, portanto, a imagem no mercado consumidor.

O conceito de qualidade evolui continuamente, acompanhando o ritmo das

mudanças. De maneira geral, as posturas a serem tomadas em relação à qualidade

devem obedecer as seguintes considerações: as obras de qualidade atendem às

expectativas do cliente e as necessidades dos usuários, consistem no cumprimento dos

requisitos e especificações do cliente, previnem a ocorrência de erros ou falhas no que

se refere às especificações nas várias etapas do processo construtivo. Baseado nos

indicadores de qualidade mede-se a satisfação do cliente, a produtividade e a eficiência

no emprego dos recursos, minimizando, desta forma, os desperdícios e os erros

alcançando-se, desta forma, a qualidade através da liderança dos dirigentes da empresa e

do comprometimento de todos os funcionários.

O processo de produção na construção pode ser decomposto em cinco etapas:

planejamento, projeto, materiais e componentes, execução e uso, sendo diversos os

agentes intervenientes no processo ao longo de suas etapas (vide figura 1.1):

Os agentes responsáveis pelo planejamento do empreendimento podem ser os

financeiros e/ou promotores, órgãos públicos, clientes privados, incorporadores,

dependendo do tipo de obra a ser construída e devem atender às normas gerais e ao

código de obra da região.

Os responsáveis pelo projeto são as empresas que efetuam os estudos

preliminares (por exemplo, sondagem), urbanísticos, projetistas de arquitetura,

calculistas estruturais, e demais projetistas, além dos órgãos públicos ou privados

responsáveis pela coordenação do projeto, atendendo às normas específicas de

desempenho.

Os fabricantes de materiais e componentes constituem os segmentos industriais

produtores de insumos envolvendo a extração e o beneficiamento de matéria-prima dos

mais diversos tipos, buscando o certificado de conformidade, ou seja, controle de

produção e controle de recebimento.

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A etapa de execução das obras e realizada pelas empresas construtoras,

subempreiteiros, autônomos, laboratórios, empresas gerenciadoras e os demais órgãos

responsáveis pelo controle e fiscalização da obra, atendendo ao especificado e projetado.

Após a produção, propriamente dita segue-se a etapa final, de longa duração,

denominada uso, onde estão envolvidas as atividades de manutenção (conservação) dos

produtos gerados. Os usuários variam segundo o poder aquisitivo, a região do país e, às

especificidades de cada obra (residencial, comercial, escola, hospital, etc).

O nível de desempenho e satisfação proporcionado pela construção aos usuários

vai depender da qualidade obtida nas quatro etapas de produção do empreendimento,

assim como dos serviços de manutenção durante o uso. Sendo assim, em cada etapa do

processo (vide Figura 1) o controle de qualidade deverá ter uma meta específica a fim de

se obter um resultado final que satisfaça às exigências do usuário. Salienta-se que o

sistema ideal para assegurar a qualidade dos materiais e componentes é o Certificado

de Conformidade dos produtos.

USUÁRIO

USO PLANEJAMENTO

(Usuário) (Promotor)

(assegurar adequada utilização) (atender às normas gerais)

EXECUÇÃO PROJETO

(Construtor) (Projetista)

(atender ao projetado (atender às normas

especificado) específicas de desempenho)

MATERIAIS E COMPONENTES

(Fabricante)

Produzir e receber de acordo com o especificado.

SISTEMA UTILIZADO - Certificado de Conformidade.

ENSAIOS - Verificação na fabricação e aceitação.

FIGURA 1.1 - Esquema das etapas do processo de produção de uma edificação.

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Observa-se que há uma grande interação entre os vários agentes do processo

construtivo. Neste sentido amplia-se o conceito da qualidade enquanto “satisfação total

do cliente” aplicando as várias relações existentes ao longo da produção e uso de uma

obra. Assim, a equipe de execução da estrutura tem como cliente a responsável pela a

alvenaria e assim sucessivamente, vide tabela 1.2. E dentro do mesmo serviço, por

exemplo, superestrutura, a equipe responsável pelo dimensionamento e execução das

fôrmas tem como cliente interno as equipes de montagem das armaduras e concretagem,

devendo, portanto, atender as suas necessidades.

TABELA 1.2 – Etapas de execução de uma obra.

1 - Serviços Inicias.

2 - Instalações Provisórias.

3 - Movimento de Terra.

4 - Fundações e Elementos de contenção.

5 - Superestrutura.

6 - Elementos Divisórios.

7 - Esquadrias.

8 - Peitoris e Soleiras.

9 - Acabamento dos Elementos Divisórios.

10 - Acabamento de Tetos.

11 - Acabamento de Pisos.

12 - Coberturas.

13 – Isolamento Térmico

14 - Impermeabilização.

15 - Instalação de Esgoto Pluvial.

16 - Instalação Elétrica.

17 - Instalação Telefônica.

18 - Instalação de Antena Externa.

19 - Instalação Hidráulica.

20 - Instalação de Esgoto Sanitário.

21 - Cerca e Grades.

22 - Poços.

23 - Instalação de Despejo de Lixo.

24 - Despesas de consumo.

25 - Administração da obra.

26 - Serviços finais e complementares.

As necessidades dos usuários dependem da finalidade para o qual o edifício foi

projetado e construído. Para cada tipo de edificação (escolas, residenciais, comerciais,

etc) haverá um conjunto de necessidades comuns a serem satisfeitas. Atualmente há um

consenso internacional expressa pela ISO 6241 (Performance standards in buildings)

que em resumo considera: segurança, habitabilidade, durabilidade e economia às quais

a edificação e sua parte devem atender. A metodologia consiste em definir condições

qualitativas (requisitos de desempenho) e quantitativas (condições de desempenho).

Dentro deste contexto surge o conceito de métodos de avaliação, que são as técnicas

(por exemplo, ensaios nos materiais, nas edificações) que permitem verificar se um

determinado edifício, componente, etc, atende os requisitos e os critérios de

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desempenho a eles fixados. A Figura 1.2 ilustra esquematicamente esta metodologia de

aplicação do conceito de desempenho do edifício e suas partes. Entretanto salienta-se

que as necessidades dos usuários devem ser atendidas (vide Tabela 1.3) caracterizando o

conceito do cliente em termos de desempenho do produto final, de prazo de entrega e de

preço.

Deve-se, também, efetuar uma concepção e um projeto da edificação baseado em

parâmetros de desempenho, permitindo um estudo de sistemas construtivos inovadores

para as diversas partes do edifício garantindo um custo satisfatório; efetuando a

avaliação dos componentes inovadores e a especificação e a seleção de alternativas entre

novos produtos e outros já consagrados no mercado e, finalmente, a avaliação pós-

ocupação da obra, visando verificar se a edificação atende às exigências do usuário em

termos de qualidade e preço.

E, finalmente, na construção civil, tradicionalmente o controle de qualidade vem

sendo identificado com a fiscalização da obra e a realização de alguns ensaios de

controle tecnológico de materiais, por exemplo, o concreto. Esta abordagem simplifica

com o conceito mais elaborado empregado em outras indústrias. Para o caso da

construção civil este conceito deve ser exercido em todas as atividades desenvolvidas no

processo de produção de uma obra: planejamento, projeto, materiais e componentes,

execução e uso, para tanto se torna necessário que estas atividades sejam especificadas e

padronizadas, sendo de exercido de dois tipos controle de processo e controle de

produtos.

EXIGÊNCIAS DO EDIFÍCIO E CONDIÇÕES DE

USUÁRIO SUAS PARTES EXPOSIÇÃO

REQUISITOS DE DESEMPENHO

CRITÉRIOS DE DESEMPENHO

MÉTODOS DE AVALIAÇÃO

FIGURA 1.2 – Esquema para avaliação de desempenho de uma obra.

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TABELA 1.3 – EXIGÊNCIAS DO USUÁRIO.

1. Segurança Estrutural (estabilidade e resistência mecânica)

2. Segurança ao Fogo (limitações do risco de início de incêndio)

3. Segurança à Utilização (segurança ao uso)

4. Estanqueidade (gases, líquidos e sólidos)

5. Conforto Higrotérmico (temperatura e umidade)

6. Conforto Visual e Acústico (iluminação, vista exterior, níveis de ruído)

7. Conforto Antropodinâmico (aceleração, vibração e ergonomia)

8. Higiene (abastecimento de água, remoção de resíduos)

9. Durabilidade (manutenção ao longo da vida útil)

10. Economia (custo inicial, de operação e de manutenção durante a vida útil)

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AGREGADOS

2.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Até a década de 1980, o agregado era considerado como um material inerte, de

preenchimento na pasta de cimento com a finalidade econômica devido às diferenças de

preço existentes entre ele e o aglomerante. Entretanto, diversos estudos comprovaram

que o desempenho das argamassas e dos concretos está diretamente relacionado com o

tipo de agregado e suas características físicas e químicas. Dentre deste contexto,

verifica-se que a caracterização do material e o conhecimento de sua composição

granulométrica, textura superficial, forma, massa específica dentre outras propriedades é

extremamente relevante para se efetuar uma dosagem e analisar as propriedades de uma

argamassa e/ou concreto, sendo assim, o fator custo deixou de ser considerado como a

função principal do seu emprego.

Atualmente, pode-se considerar o agregado como sendo um material natural ou

artificial, de propriedades adequadas ao uso na construção civil, com dimensão nominal

máxima inferior a 100 mm e de dimensão nominal mínima igual ou superior a 0,075

mm. Trata-se, portanto, do conjunto de grãos naturais, processados ou manufaturados,

que se apresentam numa seqüência de diferentes tamanhos, os quais, interligados por

um material aglomerante são capazes de formar argamassas e concretos.

2.2 CLASSIFICAÇÃO

Os agregados classificam segundo a sua origem em naturais (por exemplo, areia

de rio) e artificiais (por exemplo, brita), segundo a sua massa unitária (massa das

partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume) em: normais (brita), leve

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(argila expandida) ou pesados (magnetita) e segundo a sua dimensão em miúdo e

graúdo.

Os agregados leves possuem massa unitária inferior a 1,2 t/m3 sendo empregados

na confecção de concretos leves; os muitos porosos são geralmente fracos e indicados

para a produção de concretos para fins de isolamento e não estrutural, os empregados

para fim estrutural devem produzir um concreto que atinja aos 28 dias de idade uma

resistência à compressão mínima igual a 17 MPa. Em contrapartida, os agregados

pesados, com massa unitária superior a 2,8 t/m3 são empregados na blindagem de

radiação nuclear.

No que se refere às dimensões a norma brasileira, NBR 7211/2005, prescreve

que os agregados miúdos são aqueles cujos grãos passam pela peneira com abertura de

malha de 4,75 mm e ficam retidos na de malha de 150 m e os graúdos são aqueles

cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam retidos na de

malha de 4,75 mm.

2.3. CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS E SUA IMPORTÂNCIA

O conhecimento das propriedades dos agregados é uma exigência para se efetuar

uma boa dosagem de argamassas e concretos. A massa específica, a composição

granulométrica, a forma, a textura superficial dos grãos influenciam as propriedades das

argamassas e dos concretos no estado fresco, podendo afetar também a resistência à

compressão, a dureza e o módulo de elasticidade, que por sua vez influenciam outras

propriedades dos concretos endurecidos. Constata-se, portanto, que as propriedades são

relacionadas em dois segmentos, as que afetam a dosagem (quantificação dos materiais

empregados) e as que afetam o comportamento da argamassa e do concreto no estado

fresco e endurecido, entretanto há superposição das propriedades e emprega-se os

seguintes critérios:

a) Dependentes da porosidade: a massa específica, a absorção de água, a resistência

e o módulo de elasticidade;

b) Dependentes das condições de exposição e de fabricação: o tamanho, a forma e a

textura das partículas;

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c) Dependentes da composição química e mineralógica: a resistência, a dureza, o

módulo de elasticidade e as impurezas.

2.4. GRANULOMETRIA DE UM AGREGADO

2.4.1 Definições

a) Dimensão nominal: abertura nominal (mm) da malha quadrada da peneira,

correspondente a dimensão real do agregado.

b) Composição granulométrica: é a proporção relativa dos diferentes tamanhos de

grãos que constituem o agregado (expressa em % de massa das várias frações

dimensionais do agregado, em relação à massa total da amostra).

c) Módulo de finura: é a soma das porcentagens retida acumulada nas peneiras da

série normal, em massa, de um agregado, dividida por 100.

d) Dimensão máxima característica: trata-se de uma grandeza associada à

distribuição granulométrica do agregado e corresponde à abertura nominal (mm)

da malha da peneira da série normal ou intermediária na qual o agregado

apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ao imediatamente inferior a

5%, em massa.

No que se refere à série normal e intermediária de peneiras esta se constitui do

conjunto de peneiras sucessivas, que atendem a NBR NM ISSO 3310-1, com as

aberturas, em mm, descritas a seguir:

Série normal de peneira: 75 – 37,5 - 19 - 9,5 - 4,75 - 2,36 - 1,18 - 0,6 - 0,3 - 0,15.

Série intermediária de peneira: 63 - 50 – 31,5 - 25 - 12,5 - 6,3.

Para a distribuição granulométrica de um agregado, a NBR 7211/2005 prescreve

que o mesmo deve atender os requisitos estabelecidos nas tabelas 2.1 e 2.2, podendo ser

empregados agregados fora da especificação desde que estudos prévios comprovem sua

aplicabilidade.

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TABELA 2.1 – Limites de distribuição Granulométrica do Agregado Miúdo.

Peneira com

abertura de

malha

PROCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA

LIMITES INFERIORES LIMITES SUPERIORES

ZONA UTILIZÁVEL2

ZONA ÓTIMA1

ZONA ÓTIMA1

ZONA UTILIZÁVEL3

9,5 mm 0 0 0 0

6,3 mm 0 0 0 7

4,75 mm 0 0 5 10

2,36 mm 0 10 20 25

1,18 mm 5 20 30 50

0,60 mm 15 35 55 70

0,30 mm 50 65 85 95

0,15 mm 85 90 95 100

OBSERVAÇÃO: (1) O módulo de finura da zona ótima varia entre 2,20 a 2,90.

(2) O módulo de finura da zona utilizável inferior varia entre 1,55 a 2,20.

(3) O módulo de finura da zona utilizável superior varia entre 2,90 a 3,50.

TABELA 2.2 – Limites de distribuição Granulométrica do Agregado Graúdo.

Peneira com

abertura de malha

PROCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA

Zona Granulométrica - d/D1

4,75/ 12,5 9,5/ 25 19/ 31,5 25/ 50 37,5/ 75

75mm - - - - 0 - 5

63 mm - - - - 5 – 30

50 mm - - - 0 - 5 75 – 100

37,5 mm - - - 5 – 30 90 – 100

31,5 mm - - 0 - 5 75 – 100 95 - 100

25 mm - 0 - 5 5 – 252

87 – 100 -

19 mm - 2 – 152

652 – 95 95 - 100 -

12,5 mm 0 – 52

402 – 65

2 92 – 100 - -

9,5 mm 2 – 152

802 – 100 95 - 100 - -

6,3 mm 402 – 65

2 92 - 100 - - -

4,75 mm 802 – 100 95 - 100 - - -

2,36 mm 95 - 100 - - - -

OBSERVAÇÃO: d - é a menor dimensão do agregado, definida pela maior abertura da peneira da série normal ou intermediária em

que fica retida a fração mais fina da distribuição granulométrica do agregado.

D – é a maior dimensão do agregado, definida pela menor abertura da peneira da série normal ou intermediária.

d/D – define a zona granulométrica do agregado correspondendo à menor (d) e À maior (D) dimensões do agregado.

(1) Em cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de, no máximo, cinco unidades percentuais em apenas em um dos

limites.

(2) Essa variação pode também estar distribuída em vários desses limites.

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2.4.2 Exemplo de Composição Granulométrica

Dado a análise granulométrica de um agregado miúdo (areia de rio), vide quadro 2.1,

pede-se determinar a dimensão máxima característica, o módulo de finura e a curva

granulométrica (vide Figura 2.1).

QUADRO 2.1 – Análise Granulométrica do Agregado Miúdo Ensaiado.

Peneira (mm) Material Retido (g) Material Retido (%) Acumulado

4,75 10,0 1,00 1,00

2,36 61,0 6,10 7,10

1,18 322,0 32,20 39,30

0,6 300,0 30,00 69,30

0,3 182,0 18,20 87,50

0,15 105,0 10,50 98,00

Fundo 20,0 2,00 100,0

Total 1000,0 100,0 ( 402,20)

DIMENSÃO MÁXIMA =4,75 mm (4,8 mm)

MF = 302,20/100 = 3,02 zona utilizável superior

0

20

40

60

80

100

120

4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 Fundo

Abertura da Peneira (mm)

% R

eti

da A

cu

mu

lad

a

FIGURA 2.1 – Curva Granulométrica do Agregado Miúdo Ensaiado.

19

2.5. MASSA ESPECÍFICA E MASSA UNITÁRIA

A massa específica é definida como sendo a massa do material na unidade de

volume, incluindo os poros internos das partículas. Para diversas rochas empregadas na

produção de agregado e, conseqüentemente, de concretos ela varia entre 2,6 a 2,7 t/m3,

os valores típicos para o granito e o calcário denso são 2,69 a 2,60 t/m3,

respectivamente. Há necessidade também de se conhecer, para argamassas e concretos, a

massa unitária que é definida como a massa das partículas do agregado que ocupam

uma unidade de volume. Ela é empregada porque não é possível empacotar as partículas

do agregado de tal forma que não ocorra espaços vazios entre elas, sendo assim, ela se

refere ao volume ocupado pelo agregado e seus vazios e variando entre 1,3 a 1,7 t/m3,

para os agregados normais. Esta última propriedade é indispensável para a conversão de

traços de concreto e argamassas em massa para volume.

Para a determinação da massa específica e da massa unitária empregam-se os

seguintes ensaios:

2.5.1 Massa Unitária do agregado solto (NBR: 7251/82)

- Aparelhagem Balança, recipiente paralelepipédico (dimensão conhecida, para

agregado miúdo, capacidade igual a 15 litros e para o graúdo igual a 40 litros), estufa

para secagem da amostra que não estiver seca ou indicar a umidade da mesma.

Valores típicos areia seca = 1,50 Kg/l

areia com h=5% = 1,20 Kg/l

brita = 1,40 Kg/l

2.5.2. Massa Específica Real

- Aparelhagem para o agregado miúdo frasco de Chapman.

- Aparelhagem para o agregado graúdo frasco de Chapman (agregado:

triturado) ou Balança hidrostática

Execução do ensaio pelo Frasco de CHAPMAM (vide Figura 2.2):

Coloca-se água no frasco até a marca de 200 cm3, deixando-a em repouso, em seguida

introduzir, cuidadosamente, 500g de agregado miúdo seco no frasco o qual deve ser

20

devidamente agitado para eliminação das bolhas de ar. A leitura do nível atingido pela

água no gargalho do frasco indica o volume, em cm3, ocupado pelo conjunto água-

agregado miúdo. A massa específica do agregado é calculada mediante a expressão (1).

200

500

L (2.1)

Onde: R - massa específica do agregado miúdo, em g/cm3;

L - leitura do frasco (volume ocupado pelo conjunto água-agregadomiúdo).

Valores típicos: areia - 2,60 a 2,65 Kg/l.

brita - 2,65 Kg/l a 2,70 Kg/l.

400ml

700ml

200ml

GARGALO O > 26 mm

(INT)

FIGURA 2.2 – Frasco de Chapmam.

2.6. UMIDADE E ABSORÇÃO

Para os agregados miúdos verifica-se o fenômeno de inchamento, à medida que a

umidade aumenta, a massa unitária cai até um mínimo subindo a seguir. Os vários

estados de umidade que podem ser encontrados em uma partícula de um agregado estão

descritos na Tabela 2.3. O agregado é considerado saturado com superfície seca (SSS)

quando todos os poros estão permeáveis estão preenchidos e há um filme de água na

21

superfície; quando ele estiver saturado e também há umidade livre na superfície está na

condição úmida ou saturada. Caso toda a água evaporável foi removida por

aquecimento em estufa estará na condição seca em estufa.

TABELA 2.3 – Condição de umidade do Agregado.

CONDIÇÃO DO

AGREGADO

ASPECTO CARACTERÍSTICAS

Seco em estufa agregado não possui nenhuma

umidade

Seco ao ar agregado possui umidade interna e

não possui a externa (a umidade é

menor que a absorção potencial)

Saturado com superfície

seca

vazios permeáveis estão cheio de

água (a umidade é igual a absorção

potencial)

Saturado ou úmido água livre

possui água livre em sua superfície

(umidade maior que a absorção

potencial)

A capacidade de absorção é definida como a quantidade total de água requerida

para levar o agregado da condição seca em estufa para a no estado saturado com

superfície seca e a absorção efetiva é definida sendo a quantidade total de água

requerida para levar o agregado da condição de seco ao ar para a no estado saturado com

superfície seca.

A umidade superficial é a água livre no grão agregado, ou seja, e a quantidade de

água presente no agregado além da requerida na condição saturado com superfície seca.

Estes dados são necessários para a correção da proporção de água no traço de

argamassas e concretos, uma vez que provoca o fenômeno conhecido como inchamento

que é causado pela água livre que adere aos grãos provocando o seu afastamento;

depende: do teor de umidade e da granulométria do agregado, alcançando o seu valor

máximo para um teor de umidade cerca de 4 a 6%.

22

O Fator de correção da umidade trata-se de um número que multiplicado pela

massa úmida (Mh) resulta na massa seca (Ms), conforme demonstrado na equação 2.2.

1001100 xM

Mx

M

MMh

s

h

s

sh

, ou seja,

hs xMh

M

100

100 (2.2)

onde: Ms – massa de agregado seco, em peso;

Mh – massa de agregado úmido, em peso;

h – teor de umidade do agregado, em %.

Os métodos para determinação do teor de umidade constituem em: secagem em

estufa (temperatura = 105 a 1100C, no mínimo 6hs); frasco de Chapman e aparelhos

especiais como, por exemplo, o Speedy. Para o caso do emprego do frasco de chapmam

deve-se pesar 500 gramas de material úmido (agregado miúdo), em seguida introduzi-lo

no equipamento, fazer a leitura do gargalho e finalmente empregar a equação 2.3.

700

)200500100

L

Lh

r

r

(2.3)

2.7. COEFICIENTE DE VAZIOS DE UM AGREGADO

Trata-se de um número que multiplicado pelo volume total agregado, fornece o

volume de vazios, conforme demonstrado a seguir.

vt VCVxV

substituindo, tem-se:

u

s

r

s

t

c

t

ct

t

v

M

M

V

V

V

VV

V

VCV

11

23

r

uCV

1 (2.4)

onde: CV - coeficiente de vazios;

Vt - volume total;

Vv - volume vazios;

Vc - volume de cheios;

Ms - massa agregado seco;

r - massa específica real;

u - massa unitária.

2.8. FORMA E TEXTURA SUPERFICIAL DOS GRÃOS

A forma dos grãos do agregado influencia as propriedades das argamassas e dos

concretos no estado fresco, as partículas arredondadas ou lisas necessitam de uma maior

quantidade de aglomerante que as angulosas ou ásperas, devido às diferenças existentes

entre o coeficiente de vazios das amostras.

As partículas originadas de atrito tendem a possuir forma mais arredondada,

pela perda de vértice e arestas, por exemplo, as areias de rios. Os agregados britados

possuem vértices e arestas bem definidos e são denominados de angulosos. As

lamelares e as achatadas são as partículas cuja espessura é relativamente pequena em

relação às outras dimensões e as alongadas é aquela onde, o comprimento é maior que

as demais dimensões.

A textura superficial define o tipo de acabamento da superfície do agregado,

variando de lisa à áspera, sendo avaliado visualmente, segundo a normalização

brasileira.

2.9. PROPRIEDADES MECÂNICAS:

Os agregados empregados na confecção de argamassas e de concretos devem ser

resistentes e duráveis e, possuir resistência aos esforços mecânicos superior a da pasta

24

de aglomerante. Os agregados naturais em geral satisfazem essa condição, entretanto,

para o caso de agregados de qualidade duvidosa, devem ser executados ensaios cujos

resultados são comparados com ensaios de agregados de qualidade comprovada - corpos

de prova de argamassa e/ou concreto.

2.10. IMPUREZAS

As substâncias deletérias (impurezas) presentes nos agregados são aquelas

capazes de prejudicar a trabalhabilidade, a pega e o endurecimento dos aglomerantes

componentes dos traços das argamassas e dos concretos e a sua durabilidade. A Tabela

2.4 apresenta uma lista de substâncias nocivas, segundo a normalização brasileira.

TABELA 2.4 - Índices Admitidos de Impurezas nos Agregados (NBR 7218, 7211).

Substâncias

nocivas

% máxima em relação à

massa total

Agregado miúdo

% máxima em relação à

massa total

Agregado graúdo

Torrões de Argila 3,0 3,0 1

Material pulverulento

(concreto submetido a

desgaste superficial)

3,0 1,0

Material pulverulento

(concreto protegido de

desgaste superficial)

5,0 1,0

Materiais carbonosos

(concreto não aparente)

1,0 1,0

Materiais carbonosos

(concreto aparente)

0,5 0,5

OBSERVAÇÃO: Para o caso de concreto aparente o teor máximo permitido é igual a 1% e para o caso de

concreto sujeito ao desgaste superficial 2%.

Salienta-se que essas substâncias influenciam da seguinte maneira:

a) Torrões de Argila: têm pouca resistência e podem originar vazios e

desagregação.

25

b) Material Pulverulento: constituído de partículas de tamanho inferior a 0,075

mm, esses tendem a aumentar o consumo de água nas argamassas e nos

concretos para uma mesma consistência. As argilas também podem formar

película que envolve os grãos de areia prejudicando a aderência entre pasta -

agregado.

c) Materiais Orgânicas: podem prejudicar o endurecimento do cimento

(influencia sua hidratação), serem prejudiciais pela introdução de elementos de

baixa resistência ou ainda provocar manchas superficiais no concreto; originam-

se de húmus e fragmentos vegetais, tais como folhas.

2.11. OBSERVAÇÕES:

No que se refere aos materiais litóides, salienta-se que estes materiais são usados

nas obras de engenharia que tem o aspecto ou constituição da rocha (é um material

natural, consolidado na crosta terrestre, formado essencialmente de minerais).

Classifica-se em naturais (os primários são as pedras, por exemplo, empregadas

em revestimento, os de agregação, por exemplo, pó de pedra e o aglomerante, por

exemplo, a argila) e artificiais (os aglomerantes, como o cimento, os aglomerados,

como a argamassa, os produtos cerâmicos e os agregados, como a argila expandida e a

escória de alto – forno).

As propriedades dos materiais litóides que, normalmente, são avaliadas são a

resistência mecânica, a durabilidade, a cor, a fratura, a homogeneidade, a porosidade, a

higroscopicidade, a condutividade térmica, a dureza e a aderência.

Possuem um grande emprego na Construção Civil, como por exemplo, nas

alvenarias, no revestimento de pisos, paredes, pias, peitoris, soleiras, em muros de

contenção, em agregados para concreto dentre outros.

26

AGLOMERANTES


Os aglomerantes são substâncias finamente pulverizadas que pela mistura com a

água são capazes de formar uma pasta com poder cimentante. O endurecimento

geralmente ocorre de forma lenta resultante de uma reação entre o aglomerante e a água

de caráter físico, química ou físico-química.

Na classificação dos aglomerantes empregam-se três características principais, a

saber: suas propriedades propriamente ditas e que determinam seu emprego; as

matérias-primas empregadas para sua obtenção e que determinam a sua composição

química e as características tecnológicas, como por exemplo, os procedimentos durante

o cozimento e que são as mais importantes e que determinam as propriedades do

aglomerante.

Dentre as diversas classificações existentes a mais consagrada é a que considera o

aglomerante segundo suas propriedade em aéreos (conservam suas propriedades

somente em presença do ar, como por exemplo, a cal aérea e o gesso) e os hidráulicos

(que além do ar conservam suas propriedades também na água, possuem uma maior

resistência mecânica sendo, portanto, mais empregados na construção civil).

Dentre os aglomerantes hidráulicos, usualmente emprega-se uma subdivisão

conforme descrito a seguir: simples, que é constituído de um único produto, sem

mistura posterior ao cozimento (pequenas quantidades devem ser especificadas por

norma técnica); composto, que consiste na mistura de hidraulite com aglomerantes

simples. Aproveitam subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo, na

maioria das vezes melhoram alguma(s) propriedade(s), como por exemplo, o cimento

Portland com adição, do tipo II e III e suas variações; mistos: onde há mistura de dois ou

mais aglomerantes simples, como por exemplo o cimento e a cal, empregados na

confecção de argamassas e, os com adição, neste caso, a adição ocorre em um

27

aglomerante simples que excede os limites estabelecidos nas especificações técnicas (na

maioria dos casos essas adições são materiais inertes que tem por finalidade diminuir a

permeabilidade e/ ou o calor de hidratação etc.).

3.2. CAL AÉREA

3.2.1. Histórico

Evidencia-se o emprego da cal com uma maior incidência nas construções, a

partir da civilização egípcia, no ano 5.600 a.C sendo empregada como aglomerante

numa laje de 25 cm de espessura, no pátio da Vila de Lepenke-Vir, hoje Iugoslávia e

posteriormente, em 2700 a.C ocorreu o seu emprego como material de vedação

(argamassa) na pirâmide de Quéops.

A Europa é considerada a propulsora da moderna indústria da cal, sobretudo

França, Inglaterra e Alemanha, em seguida os Estados Unidos. O Brasil somente se

destacou na década de 50, mas com poucos registros. Atualmente, o parque industrial

brasileiro possui tecnologia e capacidade produtiva semelhante às industrias mais

modernas do mundo.

As reservas de rochas calcárias e dolomíticas, no Brasil, são superiores a 40

bilhões de toneladas, distribuídas em todo o território nacional, sendo que os maiores

produtores se localizam na região sudeste (Minas Gerais, São Paulo e Paraná), o

consumo anual é da ordem de 58 milhões de toneladas.

3.2.2. Calcinação

A cal é um aglomerante obtido pela calcinação dos calcáreos (CaCO3) ou

dolomitos (CaCO3 + MgCO3), através de uma reação química de decomposição térmica.

Esta decomposição dá origem a cal virgem, que por sua vez, ao ser hidratada forma a cal

hidratada.

28

A cal virgem é obtida quando o calcário ou dolomito é aquecido à temperatura

de dissociação dos carbonatos e nela mantida, por certo tempo, em ambiente onde a

remoção do dióxido de carbono seja possível, surgindo então o óxido de cálcio (CaO)

ou dióxido de magnésio (MgO). Podem ocorrer fenômenos de crepitação, causada pela

presença de umidade e matéria orgânica, que pode levar à desintegração da rocha

calcária ou dolomítica em aquecimento, impedindo a calcinação pela obstrução da

passagem de gases. A velocidade da fase de aquecimento e a escolha da temperatura de

dissociação também afetam sensivelmente a qualidade da cal obtida. Além desses

fatores, a qualidade e o tipo de combustível, a percentagem e a composição dos minerais

que acompanham os carbonatos, os vários modelos de fornos, obrigam ao uso de uma

técnica específica pela indústria, na busca de uma melhor qualidade.

Para a comparação de resultados alcançados com a utilização de vários tipos de

cales deve-se conhecer, a priori, algumas variáveis:

a) tipo de rocha que a produziu quanto a sua cristalinidade, umidade,

qualidade, teor de impurezas, freqüência de diáclase e granulometria

utilizada;

b) tipo de calcinação utilizada, com a razão de aquecimento,

temperatura, duração, tiragem e qualidade do combustível;

c) características da cal resultante, índice de porosidade, densidade,

contração em relação à rocha original, área superficial e tamanho dos

cristais, coloração e densidade aparente.

A cal hidratada é definida como o pó obtido pelo tratamento da cal virgem pela

água, em quantidade suficiente para satisfazer a sua afinidade química nas condições de

hidratação. Assim como a cal virgem, ela pode ser do tipo cálcica ou dolomítica, sendo

que esta pode apresentar-se como cal mono-hidratada dolomítica (quando hidratada a

pressões normais) e cal di-hidratada dolomítica, quando o processo ocorre a pressões

mais elevadas.

Na hidratação completa da cal virgem alta em cálcio são necessários, 32,1% de

água. Mas o volume empregado para a hidratação industrializada varia segundo as

características físicas, químicas e mineralógicas da cal, sendo assim alguns autores

indicam 45% ou 52%.

29

As reações de formação da cal virgem e da cal hidratada são as seguintes:

CaCO3 calcinação CaO + CO2

CALCÁREO CAL VIRGEM

(carbonato de cálcio) (óxido de cálcio)

CaO hidratação Ca (OH)2

CAL HIDRATADA

(hidróxido de cálcio)

(Ca, Mg) (CO3) calcinação CaO + MgO + CO2

CALCÁREO CAL VIRGEM DOLOMÍTIC

(carbonato de cálcio e magnésio)

CaO + MgO + 2H2O hidratação Ca (OH)2 + Mg (OH)2

CAL HIDRATADA

A hidratação é um processo contínuo, com velocidade que depende das

condições de calcinação da matéria-prima. Comparativamente, é sempre mais lenta para

o óxido de magnésio. Quando esta reação não é completa durante a extinção em fábrica,

pode continuar após o ensacamento. O inconveniente é o aumento de volume que

acompanha a reação de hidratação que é de 100% para o CaO e 110% para o MgO.

Como aglomerante a cal possui propriedades peculiares que a tornam

imprescindível na construção civil. Dentre elas destaca-se a plasticidade conferida às

pastas e argamassas permitindo assim, maiores deformações sem fissuração; e a

retenção da água de amassamento resultando numa melhor aderência.

De acordo com a normalização brasileira, as principais determinações a serem

realizadas numa cal, para verificação de sua qualidade, são: a composição química e a

finura. A quantidade de óxidos presentes numa cal representa o seu grau de pureza, e os

teores de anidrido carbônico e resíduo insolúvel que demonstram o nível de impureza.

30

Quanto às propriedades físicas, busca-se conhecer a finura da cal, a normalização

brasileira atém-se apenas ao peneiramento, detectando partículas grandes, maiores que

0,075 mm, que são indícios de hidratação incompleta e impurezas minerais. O tamanho

das partículas é uma característica importante, uma vez que, quanto menores as

dimensões, maiores serão suas superfícies específicas aumentando, portanto, as áreas de

ataque no momento das reações, ou seja, mais partículas poderão combinar-se entre si.

Dentre os diversos empregos cita-se: pinturas, tijolo ou bloco sílico-calcário,

estabilização de solos, argamassa: revestimento; assentamento.

E, finalmente, cabe mencionar o seu endurecimento ocorre pela sua reação com o

CO2 presente na atmosfera, conforme ilustrado a seguir:

Endurecimento da cal

Ca(OH)2 + CO2 ____________________________CaCO3 + (H2O)

3.3. GESSO

Gesso é o termo genérico de um aglomerante simples constituído de sulfatos mais

ou menos hidratados e anidros de cálcio. São obtidos pela calcinação da gipsita natural

(CaSO2.2H2O), constituída de sulfato bi-hidratado de cálcio geralmente acompanhado

de uma certa proporção de impurezas, no máximo de 6% (sílica, alumina, óxido de

ferro, carbonatos de cálcio e ferro).

A desidratação da gipsita por calcinação, dentro do limite das temperaturas e

pressões correntes na operação de cozimento conduz a formação de:

1000C - 200

0C e produzido os semi-hidratados: CaSO4 2H2O CaSO4 .1/2H2O

2000C a 300

0C resulta CaSO4 (anidrita), sulfato-anidrido solúvel

Acima de 3000C é produzido o sulfato anidro insolúvel

Os semi-hidratados e os sulfatos anidro solúvel em presença de água reconstituem

o sulfato bi-hidratado original rapidamente. Esse fenômeno conhecido pelo nome de

31

pega do gesso é acompanhado de elevação de temperatura por ser uma reação

exotérmica.

O sulfato anidro insolúvel não é suscetível a re-hidratação rápida sendo

praticamente inerte.

No estado em que se encontra no mercado, o gesso é um pó branco, de eleva

finura, cuja densidade varia de 0,70 a 1,00, diminuindo com o grau de finura. Quando

misturado com a água, a velocidade de endurecimento das massas de gesso depende dos

seguintes fatores: temperatura e tempo de calcinação, finura, quantidade de água de

amassamento e presença de impurezas ou aditivos.

No que se refere à calcinação, quando for realizada em temperaturas mais elevadas

ou durante um tempo mais longo o produto resultará em um material de pega mais lenta,

porém mais resistentes. Gessos de elevada finura resultam numa pega mais rápida e no

aumento da resistência devido ao incremento da superfície específica disponível para

hidratação.

A quantidade de água influenciará negativamente o fenômeno de pega e

endurecimento, quer por deficiência ou excesso, a quantidade ótima é na ordem de 18%.

O semi-hidratado possui pega muito rápida, entre 2 e 5 minutos, sendo descartado na

construção civil. Pode-se reduzir o tempo de pega através do emprego de aditivos

apropriados, retardadores, serragem fina de madeira, dentre outros, na proporção de 0,1

a 0,5%. O aumento no tempo de pega ocorre por interferência mecânica, formando

membranas protetoras intergranulares. A cal hidratada melhora, também, a plasticidade

da pasta, no teor de aproximadamente 15%.

Após o endurecimento as pastas de gesso atingem resistência à tração entre 0,7 a

3,5 MPa e à compressão entre 5 a 15 MPa; possuem boa aderência ao tijolo e a pedra e

mal a madeira. As pastas endurecidas possuem excelente propriedade de isolamento

térmico, acústico e impermeabilidade ao ar. Confere aos revestimentos considerável

resistência ao fogo, uma camada de 1,5 cm protege por mais ou menos 15 minutos, mas

com 3 cm, a proteção é de 45 minutos, quando a temperatura é inferior a 100 0C, com o

fogo atingindo todas as faces da estrutura.

Na construção civil o gesso é empregado em revestimento e decorações, quer sob

a forma de pasta ou argamassa. Este material não deve ser empregado no exterior das

edificações por se deteriorar em conseqüência da solubilização na água.

32

E, finalmente, os maiores depósitos sedimentares de gipsita localizados no Brasil

encontram-se no nordeste e no Mato Grosso.

3.4. CIMENTO PORTLAND

3.4.1. Nota Histórica

O termo “cimento” é proveniente do latim “Caecmentun” que significa pedaços

de pedras ásperas e não talhadas. Os antigos egípcios usam gesso impuro calcinado. Os

gregos e os romanos empregaram calcários calcinados e, posteriormente, efetuaram a

mistura de cal, água, areia e pedra britada, sendo considerado o primeiro concreto da

história. Como as argamassas confeccionadas com cal não endurecem debaixo d’água,

os romanos trituraram cal com cinzas vulcânicas ou com telhas de argilas queimadas

finamente moídas, onde a sílica ativa e a alumina da cinza e das telhas se combinavam

com o calcário formando o cimento pozolânico, denominação originada da cidade de

Pozzuoli, onde foi obtida a cinza inicialmente.

A Idade Média trouxe um declínio na qualidade e no uso do cimento e somente

no século XVIII ocorreu o seu avanço tecnológico. Em 1756, John Smeaton constatou a

importância da argila misturada ao calcário calcinado, sendo o precursor a reconhecer as

propriedades químicas da cal hidratada.

O desenvolvimento do cimento prosseguiu com os cimentos hidráulicos, como o

“cimento romano” onde se nódulos de calcário argiloso, culminando na patente do

cimento Portland. Este cimento era fabricado aquecendo-se uma mistura de argila,

finamente dividida, e calcário, num forno até a eliminação do CO2, sendo que a

temperatura era bem inferior à necessária para a formação do clínquer. O cimento

moderno foi criado em 1845, por Isaac Johnson, queimando uma mistura de argila e

greda (giz) até a formação do clínquer, possibilitando a ocorrência das reações

necessárias à formação de compostos de alta resistência.

O nome de cimento Portland, devido à semelhança de cor e de qualidade do

cimento hidratado com a pedra de Portland, é empregado até os dias atuais para

33

designar: um cimento obtido pela mistura apropriada de materiais calcários e argilosos,

ou outros materiais contendo sílica, alumina ou óxido de ferro, aquecidos a uma

temperatura necessária para a clinquerização e moendo-se o clínquer resultante.

O seu emprego é consagrado na fabricação de concreto (origem latina “concretus”

que significa "crescimento junto”). Salienta-se que a degradação das obras executadas

com o concreto de cimento Portland possui causas externas como, por exemplo,

químicas, físico-químicas ou mecânicas. A extensão da deterioração depende da

qualidade do concreto embora se considere as eventuais reações com os agregados, a

permeabilidade e as variações volumétricas.

3.4.2. Definição

É um dos mais importantes materiais de construção a serviço engenharia

possuindo um grande campo de aplicação. Trata-se de um pó fino com propriedades

aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de

endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o cimento Portland

não se decompõe mais.

Consiste de um produto pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de

cálcio, praticamente sem cal livre.

3.4.3. Composição do Cimento Portland (matérias-primas)

O cimento Portland é composto de clínquer e de adições finamente moídas. O

clínquer é o principal componente e está presente em todos os tipos de cimento. As

adições podem variar e são elas que definem os diferentes tipos, segundo a

normalização brasileira. A seguir descreve-se a composição do cimento Portland:

CLÍNQUER: possui o calcário e a argila como matérias-primas, ambos

obtidos de jazidas situadas, geralmente, nas proximidades das fábricas de

cimento. A rocha calcária é, inicialmente, britada, depois moída em conjunto

com a argila em proporção adequada. Essa mistura passa por um sistema pré-

34

aquecedor, que consiste numa série de ciclones, para, então, atravessar zonas de

queima do forno rotativo, com temperatura interna de aproximadamente 1450

0C. O calor gerado transforma a mistura em um novo material, denominado

clínquer, que se apresenta em nódulos. Na saída do forno, o clínquer ainda

incandescente, é bruscamente resfriado, posteriormente é moído e com a adição

de gesso e/ou outras adições especificadas pela normalização brasileira,

transforma-se no cimento, com propriedade de desenvolver reação química em

presença de água, torna-se pastoso e, em seguida, endurecendo, adquirindo

elevada resistência mecânica e durabilidade; essas características resultam num

ligante hidráulico muito resistente. A figura 3.1 ilustra o esquema de obtenção do

cimento, conforme descrito acima.

ADIÇÕES: São as matérias-primas (como por exemplo, o gesso, as

escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos) que

misturadas ao clínquer na fase de moagem, segundo os requisitos prescritos na

normalização brasileira, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento

Portland disponíveis no mercado.

GESSO: A função do gesso é aumentar o tempo de endurecimento do

clínquer moído, caso isto não ocorresse o cimento, em contato com a água,

endureceria instantaneamente, inviabilizando o seu emprego nas obras de

construção civil. Sendo assim, está presente em todos os cimentos no teor de

aproximadamente 3%.

ESCÓRIA: As escórias de alto-forno são obtidas durante a produção do

ferro-gusa, nas indústrias siderúrgicas e possuem forma de grãos de areia.

Antigamente eram consideradas como um resíduo siderúrgico, até se descobrir a

sua propriedade de ligante hidráulico, ou seja, regem na presença da água,

principalmente em meio alcalino, desenvolvendo características aglomerantes de

forma semelhante ao clínquer, sendo assim tornou-se possível sua adição a

moagem deste com o gesso, guardando certas proporções e, obtendo um tipo de

cimento que atende plenamente aos mais comuns e que apresenta melhoria em

algumas propriedades, como: menor calor de hidratação, maior durabilidade, em

especial em ambientes agressivos.

35

POZOLANA: Os materiais pozolânicos são as rochas vulcânicas, certos

tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas (entre 550 0C a 900

0C) e,

também, as cinzas provenientes da queima de carvão mineral em usinas

termelétricas, dentre outros. Da mesma forma que as escórias de alto-forno,

estudos comprovaram que esses materiais quando pulverizados em partículas

muito finas, também possuem propriedade de ligante hidráulico, ou seja,

desenvolvem reações químicas tornando-os pastosos e depois endurecidos.

Entretanto, as reações ocorrem, somente, se além da água, os materiais

pozolânicos finamente moídos, foram colocados na presença de mais um outro

material, o clínquer. Sendo assim, torna-se viável sua adição até um determinado

limite, especificado pela normalização brasileira. Os cimentos com essas adições

oferecem a vantagem de maior impermeabilidade aos concretos e as argamassas.

SÍLICA ATIVA: Trata-se de um produto obtido nos filtros durante a

fabricação do silício-metálico. Ao sair do forno elétrico onde é gerado na forma

de gás SiO, oxida-se passando a SiO2, formando partículas sólidas extremamente

finas (menor que a do cimento) na ordem de 0,2 m. A sílica apresenta-se

amorfa e com baixo grau de cristalização. Sua adição ao preparo do concreto ou

na fabricação de cimentos especiais resulta na obtenção de produtos com

características de boa resistência a ataques químicos, elevada resistência

mecânica, maior aderência, impermeabilidade e inibição da reação álcali-

agregado. Sua importância na engenharia, atualmente, é tão grande pois tornou

possível a realização de obras com CAD (concreto de alto desempenho) ou

cimento pré-aditivados como, por exemplo, CPV – RS- MS. A sua ação

compara-se a de uma superpozolana, reagindo com o hidróxido de cálcio

liberado na hidratação do cimento (clínquer) formando o silicato de cálcio

hidratado, que otimiza todos os aspectos do concreto e das argamassas

resultantes.

CARBONATOS: Os materiais carbonáticos são minerais moídos, tais

como o calcário. Essa adição torna os concretos e as argamassas mais

trabalháveis, porque os grãos moídos possuem dimensões adequadas para se

alojar entre as partículas dos demais componentes do cimento, funcionado como

36

um lubrificante. Quando presentes nos cimentos são conhecidos como filler

calcário.

FIGURA 3.1 – Esquema de produção do cimento Portland.

3.4.4. Processo de Fabricação

As matérias-primas empregadas no processo de fabricação do cimento Portland

são extraídas, britadas, transportadas e passam pelo processo de pré-homogeneização.

Salienta-se que o calcário é a principal matéria-prima, seguida da argila (empregada para

fornecer os silicatos de alumínio e ferro que reagem com a cal no interior do forno,

formando o clínquer), da areia (adicionada quando há deficiência de SiO2 na argila) e do

minério de ferro (adicionado quando há deficiência de Fe2O3 na argila). Durante o

processo, esses materiais são analisados fisicamente e quimicamente e após a pré-

homogeneização do calcário e da argila, são transportados para moinho de bolas ou

rolos onde são pulverizados e passam a denominar-se farinha crua. A farinha obtida é

homogeneizada e lançada no pré-aquecedor do forno rotativo, iniciando-se o processo

37

de transformação mineral da matéria-prima (calcinação) resultando na clinquerização do

produto. Segundo a matéria-prima empregada o clínquer contém os elementos descritos

no quadro 3.1.

QUADRO 3.1 – Composição Química do Clínquer Portland.

ÓXIDOS FÓRMULA ABREVIAÇÃO COMPOSIÇÃO (%)

Óxido de Cálcio CaO C 59 - 67

Óxido de Silício = Sílica SiO2 S 16 - 26

Óxido de Alumínio Al2O3 A 4 - 8

Óxido de Ferro Fe2O3 F 2 – 5

Óxido de Magnésio MgO M 0,8 – 6,5

Óxido de Sódio Na2O - 0 – 1,5

Óxido de Potássio K2O - 0 – 1,5

SO3 SO3 S 0,5 – 1,2

Considerando que as propriedades do clínquer são relacionadas com o teor dos

compostos, torna-se difícil obter quaisquer conclusões a partir da sua análise expressa

em óxidos, conforme apresentado no quadro 1. Sendo assim, emprega-se as fórmulas de

BOUGUE, para estimar a composição potencial ou teórica dos compostos minerais do

clínquer, vide equações (1) a (4). O quadro 3.2 apresenta um resumo da influência de

cada composto nas características do cimento e a figura 3.2 apresenta o aspecto da curva

resistência à compressão x tempo para os compostos.

C 2 S

C 3 A

C 3 S

C 4 F

T E M P O

R C

FIGURA 3.2 – Aspecto da curva Resistência à compressão (RC) x Tempo, para

os compostos do cimento Portland.

38

QUADRO 3.2 – Principais compostos do Clínquer e sua Propriedade Específica.

COMPOSTOS FÓRMUL

A

QUÍMICA

ABREVIAÇÃO %

CLÍNQUER

PROPRIEDADES

TECNOLÓGICAS

Silicato

Tricálcico

(Alita)

3CaO.SiO2 C3S 50 – 65 Endurecimento rápido, alto

calor de hidratação, alta

resistência inicial.

Silicato

Bicálcico

(Belita)

2CaO.SiO C2S 15 – 25 Endurecimento lento, baixo

calor de hidratação, baixa

resistência inicial.

Aluminato

Tricálcico

(Aluminato)

3CaO.Al2O3 C3A 6 – 10 Pega rápida, controlada pela

adição do gesso; suscetível ao

ataque de meios sulfatados,

alto calor de hidratação, alta

retração, baixa resistência

final.

Ferro Aluminato

Tetracálcico

(Ferrita)

4CaO.Al2O3

. Fe2O3

C4AF 3 – 8 Endurecimento lento,

resistente a meios sulfatados,

não contribui para a

resistência, coloração escura.

Cal Livre CaO C 0,5 – 1,5 Aceitável somente em

pequenas quantidades, pois

causam aumento de volume e

fissura.

O clínquer é constantemente analisado, sendo selecionado e armazenado e,

finalmente, produz-se os diversos tipos de cimentos, segundo os requisitos da

normalização brasileira. Após a sua estocagem, o clínquer é finamente moído onde se

adiciona o gesso a fim de se controlar o tempo de pega. Para o caso dos cimentos

compostos, neste momento, também, são inseridas as adições (escória de alto-forno,

pozolana, etc) nas proporções adequadas.

39

3.4.5. Principais tipos de Cimento Portland

Segundo a normalização brasileira existem vários tipos de cimento Portland,

que se diferem em função da sua composição. Os principais tipos estão descritos no

quadro 3.3, 3.4 e 3.5 e figura 3.3.

FIGURA 3.4 – Evolução da resistência média à compressão dos diversos tipos de

cimento.

QUADRO 3.3 – Composição dos Cimentos Portland (segundo a normalização)

Tipo de Cimento

Protalnd

Composição (% em massa)

Sigla Clínquer +

Gesso

Escória

Granulada

Material

Pozolânico

Material

Carbonático

COMUM CPI 100 - - 1 – 5

CPI-S 99 - 95 - - 1 – 5

COMPOSTO CPII-E 94 – 56 6 – 34 - 0 – 10

CPII-Z 94 – 76 - 6 – 14 0 – 10

CPII-F 94 - 90 - - 6 - 10

ALTO-FORNO CPIII 65 - 25 35 - 70 - 0 – 5

POZOLÂNICO CPIV 85 - 45 - 15 - 50 0 – 5

ALTA

RESISTÊNCIA

INICIAL

CPV - ARI 100 - 95 - - 0 - 5

40

BRANCO Estrutural 100 – 75 - - 0 - 25

Não estrutural 74 - 50 - - 26 - 50

QUADRO 3.4 – Nomenclatura dos cimentos Portland.

Tipo de cimento Sigla Classe de Resistência

COMUM CPI 25, 32, 40

CPI-S 25, 32, 40

COMPOSTO CPII-E 25, 32, 40

CPII-Z 25, 32, 40

CPII-F CPII-F-32, CPII-Z-40

ALTO-FORNO CPIII CPIII-32, CPIII-40

POZOLÂNICO CPIV 25, 32

ALTA RESISTÊNCIA INICIAL CPV - ARI CPV-ARI

BRANCO CPB CPB-32

CPB CPB

RESISTENTE A SULFATOS São os cimentos originais acrescidos da sigla “RS”, por

exemplo, CPIII – 32 RS

BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO São os cimentos originais acrescidos da sigla “BC”, por

exemplo, CPIV – 32 RS

POÇOS PETROLÍFEROS CPP CPP- classe G

QUADRO 3.5 - Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e nos Concretos.

Propriedade Tipo de Cimento

I / II III IV V RS Branco

Resistência padrão maior no final

da cura

maior no final

da cura

maior nos

primeiros dias

padrão padrão

Calor

hidratação

padrão menor menor maior padrão maior

Impermeabili

dade

padrão maior maior padrão padrão padrão

Resistência a

agentes

agressivos

padrão maior maior menor maior menor

Durabilidade padrão maior maior padrão maior padrão

41

Os cimentos de alta resistência inicial tratam-se de um tipo particular do cimento

comum obtido através de uma dosagem diferenciada na produção do clínquer, bem

como pela moagem mais fina, permitindo que o mesmo ao reagir com a água adquira

resistências elevadas nas primeiras idades. No que se refere ao cimento branco, cabe

mencionar, que sua coloração é conseguida a partir de uma matéria-prima com baixo

teor de óxido de ferro e manganês e, condições especiais durante a fabricação,

especialmente com relação ao resfriamento e à moagem do produto.

Há de se considerar os resistentes a sulfatos (RS) adequados à meios agressivos

sulfatados, tais como: redes de esgoto, redes de águas servidas ou industriais e água do

mar. Alguns tipos básicos (CPI, CPII, CPIII, CPIV e CPV) podem ser considerados

como tal se pelo menos uma das condições sejam atendidas, a saber:

a) teor de aluminato tricálcio no clínquer e teor de adições carbonáticas inferiores a

8% e 5%, respectivamente;

b) cimento tipo CPIII com teores de 60% a 70% de escória granulada, em massa;

c) cimento tipo CPIV com teores de 25% a 40% de material pozolânico, em massa;

d) cimentos com antecedentes de resultados de ensaios de longa duração que

comprovem a resistência a sulfatos.

Para o caso dos cimentos com baixo calor de hidratação (BC), a normalização

brasileira prescreve como sendo aqueles que desprendem de 260 J/g até 300 J/g de calor

aos 3 e 7 dias de hidratação, respectivamente, podendo ser qualquer um dos tipos

básicos.

Os cimentos para poços petrolíferos (CPP) possuem uma aplicação bastante

específica, o seu consumo é pouco expressivo quando comparado com os demais. Em

sua composição observa apenas o clínquer e o gesso.

3.4.6. Propriedades Físicas

Os cimentos são especificados pela sua composição química, tipo de adição e suas

propriedades físicas, descritas a seguir.

a) Finura: determinada através da peneira da malha n. 200 (0,075 mm),

permeabilímetro ao ar de Blaine e granulometria a laser.

42

b) Expansibilidade: pode ocorrer após o final da pega, provocando fissuras

quando o CaO é elevado. Determinada através da agulha de Le Chatelier.

c) Tempo de Pega: É o tempo do cimento para permitir a aplicação adequada de

pastas, argamassas ou concretos, isto é, sem perda de plasticidade e

trabalhabilidade. Para controlar o tempo de pega adiciona-se gesso na moagem

do cimento, sendo o controle efetuado através do SO3. Em resumo, a pega trata-

se do início das reações de hidratação; a pasta de cimento vai adquirindo certa

consistência até o endurecimento, vide figuras 3.4 e 3.5.

TIP TFP Endurecimento

Mistura 0 (tempo)

Tempo de Início de Pega (TIP)

Tempo de Fim de Pega (TFP)

FIGURA 3.4 – Esquema da determinação do tempo de pega do cimento.

Hidratação do Cimento:

Reação com a água produz uma capa superficial de produtos de

hidratação sobre cada grão.

Os produtos de hidratação ocupam um espaço maior na parte

externa dos grãos e do líquido.

Com o processo de hidratação, os produtos se estendem originando

um gel FASE DA PEGA

Reação continua, as partículas aumentam e vão crescendo até o

material tornar uma massa compacta ENDURECIMENTO.

FIGURA 3.5 – Esquema do processo de hidratação do cimento.

43

O fenômeno denominado por exsudação ocorre antes do início da pega e refere-

se ao acúmulo de água na superfície da pasta causado pela sedimentação do grão de

cimento, reduzindo, portanto, a resistência e a durabilidade do produto final.

A Falsa Pega trata-se de um fenômeno que ocorre quando a mistura em que está

sendo empregado o cimento (pasta, argamassa, concreto), perde plasticidade num tempo

menor que o previsto e, com uma nova re-mistura sua plasticidade inicial é recuperada.

Isto ocorre quando na moagem do cimento, a temperatura ultrapassa 128 0C provocando

dissociação do sulfato de cálcio do gesso interferindo nas características do seu efeito

retardador de pega.

e) Calor de Hidratação: surge através da reação entre a água e o cimento, este

efeito poderá acontecer durante meses, em função do consumo de cimento e/ou

volume do concreto.

f) Resistência à compressão: A resistência à compressão do cimento é avaliada

de corpos-de-prova cilíndricos com dimensões de 50mm de diâmetro e100 mm

de altura. Através de um traço normalizado, executado com areia padrão. È um

importante ensaio para o controle de qualidade do cimento.

g) Perda ao Fogo: através deste ensaio controla-se o teor de material carbonático

presente no cimento.

h) Massa Específica: Empregada no cálculo de dosagens de concretos e

argamassas.

3.4.7. Tipos de Cimentos e suas aplicações:

O quadro 3.6 apresenta um resumo de diversos exemplos de construções e as

indicações dos tipos de cimento Portland para cada uma das aplicações.

44

QUADRO 3.6 – CONSTRUÇÕES x TIPOS DE CIMENTO

Aplicação Tipos de Cimento Portland

Concreto armado para desforma rápida

CPV -ARI

Concreto armado com função estrutural

CPV – ARI, CPB estrutural, CPI, II,

III e IV

Concreto armado para desforma rápida, curado a vapor ou outro

tipo de cura térmica


III e IV

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para

desforma rápida, curados por aspersão de água

CPV -ARI

Pisos industriais de concreto

CPV – ARI, CPI, II, III e IV

Argamassa armada

CPV – ARI, CPB estrutural, CPI e II

Concreto protendido com protensão das cordoalhas antes do

lançamento do concreto

CPV – ARI, CPB estrutural, CPI e II

Concreto protendido com protensão das cordoalhas após o

endurecimento do concreto


III e IV

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento

curados por aspersão de água


III e IV

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para

desforma rápida, curados a vapor ou outro tipo de cura térmica


Pavimento de concreto simples ou armado


Concreto magro (para passeios e enchimentos)

CPI, II, III e IV

Concreto simples (sem armadura)

CPI, II, III e IV

Argamassas e concretos para meios agressivos (água do mar e de

esgosto)

CP III, IV, e RS

Concreto-massa

CP III, IV e BC

Concreto com agregados reativos

CPI, II, III e IV

Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos

CPI, II, III e IV

Argamassa de assentamento de azulejos e ladrilhos

CPI, II, e IV

Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrilhos

CPB

45

Solo-cimento

CPI, II, III e IV

ARGAMASSAS


As propriedades mecânicas das argamassas contribuem de forma significativa na

resistência da alvenaria, já que o mecanismo de ruptura da parede está diretamente

ligado à interação entre juntas e os blocos. De maneira geral, as principais funções das

argamassas assentamento são: a transferência uniforme das tensões entre os blocos e a

sua união solidária para que se possa resistir aos esforços solicitantes.

Dentro deste contexto, verifica-se que o emprego de uma argamassa adequada,

resistente e durável contribui substancialmente para o bom desempenho das alvenarias

e, conseqüentemente, para a proteção e durabilidade, no caso específico das argamassas

de revestimento.

Em diversos estudos realizados nas últimas décadas constatou-se que as

argamassas compostas somente por cimento, via de regra possuem características

inadequadas que comprometem a sua durabilidade, exceto para condições específicas.

As argamassas mistas, formadas por cimento e cal, são aquelas que otimizam as

propriedades do produto final, são mais econômicas e tecnicamente corretas. No caso

específico da alvenaria estrutural, a otimização é uma exigência fundamental.

Deve-se destacar que para a cal fornecer as características desejáveis a uma

argamassa, ela deve apresentar níveis de qualidade e constância de suas propriedades.

Sem a obediência destes requisitos a cal não fornece o resultado final almejado,

produzindo um produto inadequado.

Usualmente define-se a argamassa como a mistura de um ou mais aglomerantes

com o agregado miúdo e a água e, eventualmente, um aditivo com a função de melhorar

46

alguma propriedade da mesma. Sendo assim, são compostas por um material ativo (que

com a mistura com a água resulta no que é denominado de pasta) e um material,

normalmente inerte (agregado miúdo, com a função de baratear o produto e minimizar

os efeitos da retração do aglomerante, evitando-se, portanto, as fissuras).

4.2 CLASSIFICAÇÃO

As argamassas classificam-se, segundo o tipo de aglomerante em: aérea (são as

executadas com aglomerante aéreo como a cal e o gesso), hidráulica (são as executadas

com aglomerantes hidráulicos, como o cimento) e as mistas. Segundo o número de

elementos ativos em: simples (possui apenas um tipo de aglomerante) ou composta

(possui mais de um tipo de aglomerante). Segundo a dosagem em: pobre ou magra

(quando o volume de pasta é menor que o volume de vazios do agregado miúdo), cheia

(quando o volume pasta é igual ao volume de vazios do agregado miúdo) e rica ou

gorda (quando o volume de pasta é maior que volume de vazios do agregada miúdo) e,

finalmente, segundo a sua consistência (seca, plástica e fluida).

4.3. EMPREGO E TRAÇO USUAIS DAS ARGAMASSAS

Dentre os diversos empregos e funções das argamassas citam-se: o de unir e

distribuir os esforços solicitados aos materiais de construção (assentamento de

alvenaria, muros, passeios, etc.), de absorver as deformações (por exemplo, de dilatação

e contração dos materiais), regularizar e fornecer acabamento às superfícies (por

exemplo, revestimento (parede, piso, teto)), bem como a execução de reparos nas

construções (pequenos defeitos estruturais), dentre outros. A figura 4.1 ilustra alguns

tipos desses empregos.

Dentre os traços usuais cita-se:

a) CHAPISCO: 1:2 a 1:4

b) REVESTIMENTO: interno: 1:8 a 1:12

externo: 1:5 a 1:8

47

c) ASSENTAMENTO: 1:8 a 1:12

d) CONTRA-PISO/PISO FINAL: 1:3 a 1:5

Cabe mencionar que para qualquer traço a ser empregado deve-se efetuar um

minucioso estudo dos materiais, bem como quantificar as suas proporções a fim de se

obter um material adequado ao fim que se destina.

Tijolo

Chapisco.

Argamassa Assentamento

(e< 1,0 cm)

Reboco (e≤2mm)

Emboço (e≤2cm)

FIGURA 4.1 – Emprego de Argamassas.

4.4. AGLOMERANTES MISTOS

O aglomerante misto trata-se da mistura de dois aglomerantes simples, por

exemplo, cimento e cal. O principal objetivo é produzir uma argamassa mais plástica e

fácil de trabalhar.

Estudos comprovam a importância da cal na melhoria de todas as propriedades

das argamassas, pois a cal confere trabalhabilidade e retenção de água. Argamassas não

plásticas e não trabalháveis não preenchem todos os vazios podendo surgir fissuras

quando endurecidas, devido à retração hidráulica ou movimentações térmicas dos

componentes. Dentro deste contexto, as argamassas mistas (cimento e cal) mesmo que

possuam pequenas quantidades de cal, tem um efeito positivo, melhorando as

propriedades físicas e aumentando a capacidade de absorver deformações.

48

O quadro 4.1 apresenta, qualitativamente, a variação das propriedades de uma

argamassa com a variação do teor relativo de cal, mantendo-se constante a proporção

entre aglomerante e agregado inerte. Constata-se que as seis primeiras propriedades

pioram com o aumento do teor de cal. A capacidade de aderência apresenta um

comportamento variável. As cinco últimas propriedades melhoram com o aumento do

teor de cal. Salienta-se que, usualmente, há uma interdependência entre as propriedades

de maneira que ao se melhorar algumas delas certamente outras estarão prejudicadas.

Sendo assim, conclui-se que a escolha do teor de cal, adicionada as argamassas de

cimento e areia baseia-se em uma análise do conjunto de propriedades necessárias para

o fim que se destina.

QUADRO 4.1 – Variação nas propriedades de uma argamassa com a variação do

teor relativo de cal.

PROPRIEDADES VARIAÇÃO

Resistência à compressão Decresce

Resistência à tração Decresce

Resistências iniciais Decresce

Resistência às altas temperaturas Decresce

Durabilidade Decresce

Retração na secagem Cresce

Capacidade de aderência Cresce até um máximo e decresce

Retenção de água Cresce

Plasticidade Cresce

Resiliência Cresce

Trabalhabilidade Cresce

Módulo de deformação Decresce

As argamassas mistas, compostas por cimento e cal, unem as vantagens desses

aglomerantes, a saber:

* Cimento: maior resistência inicial, maior espessuras do revestimento.

* Cal: maior aderência, retenção de água, maior plasticidade e durabilidade.

E anulam as suas desvantagens, ou seja,

49

* Cimento: maior rigidez, menor plasticidade, menor aderência e maior

exsudação.

* Cal: menor resistência, menores espessuras de revestimento e cura lenta.

4.5. METODOLOGIA PARA DOSAGEM DE ARGAMASSAS MISTAS

Dosar uma argamassa é estudar e estabelecer (de acordo com o uso) o traço ou

proporções dos materiais constituintes da mistura (essas proporções podem ser

expressas em: PESO OU VOLUME).

Será apresentando uma metodologia para dosagem de argamassas a fim de

minimizar os erros provenientes de um traço inadequado e produzir uma argamassa

mista de maior qualidade e durabilidade. Este método se baseia no teor total de finos

(cimento + cal + areia) e define os seguintes traços:

- CHAPISCO: 1:2 a 1:4

- REVESTIMENTO: Interno: 1:8 a 1:12

Externo: 1:5 a 1:8

- ASSENTAMENTO: 1:8 a 1:12

4.5.1.Parâmetros a serem considerados e definidos

4.5.1.1. Definição do teor de finos em função da aderência da argamassa

ALTA = 550 Kg de finos / m3 de argamassa

MÉDIA = 500 Kg de finos / m3 de argamassa

BAIXA = 450 Kg de finos / m3 de argamassa

4.5.1.2. Escolha do tipo de areia em função da aplicação do revestimento

REVESTIMENTO interno: 1,60 < MF < 2,00

externo: 1,80 < MF < 2,20

CONTRA PISO 2,20 < MF < 2,60

50

4.5.1.3. Definição da consistência através da mesa de espalhamento

CONSISTÊNCIA ADOTADA PARA REVESTIMENTO = 300 + 15 mm

CONSISTÊNCIA ADOTADA PARA PISO = 180 + 10 mm

4.5.2.. Metodologia de Dosagem

A seguir apresenta-se o cálculo da composição dos materiais partindo do traço

1:m, do teor de finos por m3 de argamassa e do consumo de água.

4.5.2.1. Variáveis da dosagem

Para de executar o cálculo da dosagem é necessário conhecer as propriedades

dos materiais empregados, a seguir apresentam-se alguns valores que podem ser

adotados para uma primeira aproximação:

Massa específica real do cimento (rc) = 3,15 g/cm3

Massa específica real da cal (rca) - alta em cálcio = 2,3 g/cm3

- dolomítica altamente hidratada = 2,5 g/cm3

- dolomítica normal = 2,8 g/cm3

Massa específica real da areia (ra) = 2,60 g/cm3

Massa específica real da água (r) = 1,00 g/cm3

Massa unitária do cimento (rc) = 1,40 g/cm3

Massa unitária da cal (rca) = 0,50 g/cm3

Massa unitária da areia seca (ra) = 1,50 g/cm3

Teor de material pulverulento da areia lavada = 3%

4.5.2.2. Definição da quantidade de agregado (m)

Para se definir a quantidade de agregado pode-se basear nos traços

sugeridos ou na experiência do construtor.

51

4.5.2.3. Estimativa do consumo de água

Depois de definido o traço a ser empregado, e adotando-se como

consistência o valor de 300 + 15 mm, o consumo de água a ser utilizado nas argamassas

mistas de cimento e cal, em litros, será o apresentado no Quadro 4.2.

QUADRO 4.2 – Estimativa do consumo de água (litros).

TRAÇO (EM PESO) CAL FILLER SAIBRO

1 : 4 330 340 360

1 : 5 334 344 364

1 : 6 338 348 368

1 : 7 342 352 372

1 : 8 346 356 376

1 : 9 350 360 380

1 : 10 354 364 384

1 : 11 358 368 388

1 : 12 362 372 382

4.5.2.4. Cálculo do fator água/cimento

água

rarcágua

C

areiacimento

Cca

1000

/

onde: a/c = fator água cimento;

Cágua = consumo de água;

cimento = proporção de cimento;

areia = proporção de areia.

4.5.2.5. Cálculo do consumo de cimento

52

ca

CC

água

cimento/

Onde: Ccimento = consumo de cimento.

4.5.2.6. Cálculo do consumo de areia

Careia = Ccimento x traço em peso de areia

Onde: Careia = consumo de areia.

4.5.2.7. Cálculo do teor de finos faltantes

Finos faltantes = (teor de finos em função da aderência (item 4.5.1.1)) – (finos do

cimento + finos da areia)

onde: finos da areia = consumo de areia x % material pulverulento.

4.5.2.8. Correção dos finos em função da massa específica real da cal

ra

rcatesfinosfalCorreção

.tan

4.5.2.9. Exemplo de aplicação

Considerando-se os materiais apresentados no Quadro 4.3, pede-se calcular o

traço de argamassa de assentamento mista (cimento e cal), sendo que o traço adotado é

de 1 : 8.

QUADRO 4.3 – Características dos materiais empregados

MATERIAL Material Pulverulento Massa Esp. Real (g/cm3) Massa Unitária (g/cm

3)

CIMENTO X 3,15 1,40

CAL X 2,80 0,50

AREIA 4,5 % 2,60 1,50

53

ETAPA 1: Estimativa do consumo de água

Consumo de água = 346 litros / m3 de argamassa

ETAPA 2: Cálculo do fator água/cimento

kglitrosca /79,13461000

60,2

8

15,3

1

346/

ETAPA 3: Cálculo do consumo de cimento

Ccimento = 346 / 1,79 = 193,2 kg/ m3

ETAPA 4: Cálculo do consumo de areia

Careia = 8 x 193,2 = 1546,4 kg/ m3

ETAPA 5: Teor de finos faltantes

Argamassa adotada = média aderência = teor de finos = 500 kg/ m3

Finos da areia = 69,58 kg (4,5% x 1547 kg)

Finos do cimento = 193,2 kg

FINOS FALTANTES = 500 – (193,2 + 69,58) = 237,22 kg

ETAPA 6: Correção dos finos em função da massa específica real da cal

CORREÇÃO = 237,22 x (2,80/ 2,60) = 255,46 kg

ETAPA 7: Consumo de material / m3 de argamassa

Cimento = 193,2 kg

Cal = 255,46 kg

54

Areia = 1546,4 – 255,46 = 1290,9 kg

Água = 346 litros

ETAPA 8: Traço em peso

1 : 1,32 : 6,68 : 1,79

ETAPA 9: Cálculo do traço em volume/ saco de cimento

C = 1,00= 1 kg

Cal = 1.32 / 0,50 = 2,60 l

A = 6,68 / 1,50 = 4,45 l

H20 = 1,78 / 1,00 = 1,78 l

4.6. PATOLOGIAS DAS ARGAMASSAS

As argamassas de revestimento e assentamento podem apresentar-se com as

seguintes patologias:

Eflorescência:

- Aspectos Observados: manchas de umidade, pó branco acumulado sobre a

superfície.

- Causas Prováveis: umidade constante; sais solúveis presentes na água de

amassamento ou umidade infiltrada; cal não carbonatada.

Bolor:

- Aspectos Observados: manchas esverdeadas ou escuras; revestimento em

desagregação.

- Causas Prováveis: umidade constante; área não exposta ao sol.

55

Vesícula:

- Aspectos Observados: empolamento da pintura apresentando-se as partes internas

nas empolas na cor: (1) branca; (2) preta; (3) vermelho acastanhado; (4) bolhas

contendo umidade no seu interior.

- Causas Prováveis: (1) hidratação retardada do óxido de cálcio da cal; (2) presença

de pirita ou matéria orgânica na areia; (3) presença de concentrações ferruginosas na

areia; (4) aplicação prematura de tinta impermeável; infiltração de umidade.

Descolamento com Empolamento:

- Aspectos Observados: a superfície do reboco descola do emboço formando bolhas,

cujos diâmetros aumentam progressivamente; o reboco apresenta-se com som cavo

sob percussão.

- Causas Prováveis: hidratação retardada do óxido de magnésio da cal.

Descolamento em Placas:

- Aspectos Observados: (1) a placa apresenta-se endurecida, quebrando com

dificuldade; sob percussão o revestimento apresenta som cavo; (2) a placa apresenta-se

endurecida, mas quebradiça desagregando-se com facilidade; sob percussão o

revestimento apresenta som cavo.

- Causas Prováveis: (1) a superfície em contato com a camada inferior apresenta

placas freqüentes de mica; argamassa muito rica em cimento; argamassa aplicada em

camada muito espessa; corrosão de armadura do concreto de base; (2) a superfície da

base é muito lisa; a superfície da base está impregnada com substância hidrófuga;

ausência de chapisco.

Descolamento com Pulverulência:

- Aspectos Observados: a película de tinta descola arrastando o reboco que se

desagrega com facilidade; o reboco apresenta som cavo sob percussão; o

revestimento em monocamada desagrega-se com facilidade.

56

- Causas Prováveis: excesso de finos no agregado; argamassa magra; argamassa rica

em cal; ausência de carbonatação da cal; argamassa de reboco aplicada em camada

muito espessa.

Fissuras Horizontais:

- Aspectos Observados: apresentam-se ao longo de toda parede, com abertura

variável; descolamento do revestimento em placas, com som cavo sob percussão.

- Causas Prováveis: expansão da argamassa de assentamento por hidratação retardada

do óxido de magnésio da cal; Expansão da argamassa de assentamento por reação

cimento-sulfatos, ou devida à presença de argilo-minerais expansivos no agregado.

Fissuras Mapeadas:

- Aspectos Observados: distribuem-se por toda a superfície do revestimento; pode

ocorrer descolamento do revestimento em placas de fácil desagregação.

- Causas Prováveis: retração da argamassa por excesso de finos no agregado; cimento

como único aglomerante.

Fissuras Geométricas:

- Aspectos Observados: acompanham o contorno do componente da alvenaria.

- Causas Prováveis: retração da argamassa de assentamento por excesso de cimento

ou finos no agregado; movimentação higrotérmica do componente.

4.7. ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO PARA ALVENARIA ESTRUTURAL

A norma brasileira recomenda o emprego dos seguintes materiais

constituintes para a confecção das argamassas de assentamento de alvenaria estrutural:

- Cimento: CP I, II, III, IV e V, devem atender aos requisitos de suas normalizações.

- Cal hidratada: deve atender a normalização.

- Agregado: deve atender a normalização.

57

- Água: deve ser isenta de teores prejudiciais de substâncias estranhas, presume-se

satisfatória as águas potáveis, com pH entre 5,8 a 8,0.

- Aditivos e adições: devem obedecer as normalizações brasileiras.

Para o caso de dosagens não experimentais, realizadas no canteiro de obra,

através de um processo rudimentar, as argamassas não poderão atender obras de grande

vulto e devem obedecer as condições mínimas estabelecidas nos Quadros 4.4 e 4.5.

QUADRO 4.4 – Condições mínimas exigidas para dosagem não experimental

das argamassas.

TRAÇO CIMENTO CAL AGREGADO

SECO

ÁGUA

Em MASSA 1 < 0,12 < 4,0 < 0,80

Em VOLUME 1 SACO < 10 dm3

< 133 dm3

< 40 dm3

QUADRO 4.5 – Exigências mínimas de desempenho.

PROPRIEDADE EXIGÊNCIA MÉTODO

CONSISTÊNCIA (1) 230 + 10 mm NBR 7215

RETENÇÃO DE ÁGUA > 75 % ASTM C 91 (2)

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO > 9 MPa NBR 7215

OBSERVAÇÕES: (1) medida no máximo 15 minutos após o amassamento com quantidade

máxima de água a ser empregada;

(2) até que se publique norma brasileira sobre o assunto.

Para o caso de dosagens experimentais, a normalização brasileira

especifica as seguintes condições:

a) A fixação da relação água/cimento deve decorrer da resistência de dosagem aos 28

dias ou na idade prevista para que atinja a resistência desejada e das peculiaridades

da obra relativas à sua durabilidade tais como: impermeabilidade, resistência à ação

de líquidos e gases agressivos, altas temperaturas e variações bruscas de temperatura

e umidade;

58

b) A trabalhabilidade deve ser compatível com as características dos materiais

constituintes, com o equipamento e as etapas de produção (transporte, lançamento e

adensamento);

c) O teor de cal em relação ao cimento, em volume, deve ser igual ou inferior a 0,25

para a argamassa e 0,10 para o graute;

d) Dimensão máxima do agregado do graute inferior a 1/3 da menor dimensão dos

furos a preencher.

A dosagem experimental deve garantir, portanto, trabalhabilidade e resistência à

argamassa. A primeira é obtida através da determinação da consistência, sendo função

do fator a/c, das características da obra, do teor de cal em relação ao cimento (em

volume) e, a resistência é obtida através da equação:

faj = fak + 1,65. Sd

onde: faj - resistência de dosagem;

fak - resistência característica de projeto da argamassa;

Sd - desvio padrão da dosagem.

Salienta-se que se conhecemos “n” resultados de ensaios de resistência à

compressão, calcula-se o desvio padrão. Caso o desvio padrão da amostra seja

desconhecido o construtor deve indicar, para efeito de dosagem inicial o modo como

pretende conduzir a construção, de acordo com o qual deve ser fixada a tensão de

dosagem.

4.8. ARGAMASSAS INDUSTRIALIZADAS

As pesquisas de argamassas industrializadas iniciaram-se, no Brasil, na década

de 1960, motivada por patologias de descolamentos de revestimentos de pisos e de

paredes oriundo do inesperado incremento no consumo de materiais cerâmicos que, em

contrapartida, não encontrou mão-de-obra preparada e em quantidade suficiente. Nesta

59

época, proliferaram as argamassas ricas e/ou espessas aliados ou não a processos de

assentamento inadequados.

Defini-se, portanto, como argamassa industrializada como sendo a mistura

constituída de aglomerantes hidráulicos, agregados minerais e aditivos que possibilitam,

quando preparada na obra com adição de água, a formação de uma massa viscosa,

plástica e aderente, empregadas no assentamento de peças, no revestimento das

edificações, dentre outros.

O custo para emprego das argamassas industrializadas pode ser até 10 (dez)

vezes menor do que da tradicional, sendo assim, atualmente, existe no mercado diversas

marcas e fabricantes.

60

CONCRETOS


“O concreto é o material mais empregado em construção, normalmente

executado pela mistura de cimento Portland com areia, pedra e água. Em diversos

países, o consumo de concreto é cerca de 10 vezes o de aço. O consumo médio mundial

de concreto é estimado em, aproximadamente, uma tonelada por ser humano. Salienta-

se que o ser humano consome somente a água em tal quantidade.”

O grande consumo de concreto se deve: em primeiro, pela sua excelente

resistência à água, ao contrário da madeira e do aço comum, ele tem a capacidade de

resistir à ação da água sem grave deterioração. Em segundo, pela facilidade de execução

dos elementos estruturais (concreto armado e protendido), numa diversidade de forma e

tamanho, já que ele, no estado fresco, possui consistência plástica. E, finalmente, trata-

se de um material relativamente barato e seus materiais constituintes encontram-se

disponíveis na maior parte do mundo. Há de se considerar, inclusive, a reciclagem de

resíduos industriais, que podem ser adicionados ao concreto substituindo parte ou todo o

material cimentante bem como, os agregados.

Dentro deste contexto, defini-se o concreto como sendo o material resultante da

mistura íntima e proporcionada de um aglomerante (cimento Portland), agregado miúdo,

agregado graúdo e água, bem como aditivo e adições. Sendo, portanto, o material mais

importante da construção civil com aplicações em fundações, barragens, reservatórios,

dentre outras.

O concreto pode ser divido, segundo a sua massa específica em três grandes

categorias, a saber: concreto de peso normal (corrente), leve e pesado que possuam um

peso aproximado de 2400 kg/m3, de 1800 kg/m

3 e de 3200 kg/m

3, respectivamente. E,

segundo a sua resistência à compressão aos 28 dias de idade em: concreto de baixa

resistência (inferior a 20MPa), de moderada resistência (entre 20 e 40MPa) e de alta

61

resistência (superior a 40MPa). Esses concretos, bem como outros tipos serão descritos

no decorrer do capítulo.

5.2.TIPOS DE CONCRETO

5.2.1.. Concreto Estrutural Leve

Trata de um concreto executado com agregados leves, logo o seu peso específico

é cerca de dois terço do normal (os que empregam agregados naturais típicos). Sua

grande vantagem de emprego é sua economia no custo total de uma estrutura, entretanto,

o emprego de agregados porosos tende a reduzir a sua resistência. Esses concretos

podem, também, por diversas razões conter uma combinação entre agregado leve e

normal.

5.2.2.Concreto de Alto Desempenho (CAD):

São concretos obtidos através da mistura de agregados selecionados que têm

resistência à compressão superior a 40 MPa. Para a produção desses concretos são

necessários rigorosos controles de qualidade e cuidados na seleção e dosagem dos

materiais.

5.2.3.Concreto de Alta Trabalhabilidade:

O concreto de alta trabalhabilidade pode ser considerado um concreto de

consistência fluida (com abatimento no ensaio de tronco de cone na ordem de 180 a 230

mm), que pode ser lançado e adensado com pequeno ou nenhum esforço sendo ao

mesmo tempo coeso para ser manuseado sem segregação ou exsudação. A alta fluidez

deste concreto advém da adição de aditivos hiper ou superplastificantes na mistura.

5.2.4.Concreto Reforçado com Fibras:

Este concreto contém, também, a adição de fibras (existentes em diversas

formas, tamanhos e, produzidas em aço, plástico, vidro e materiais naturais). Para a

maioria das peças estruturais e não estruturais, as fibras de aço são as mais utilizadas.

Ele poderá, também, conter pozolanas e outros aditivos empregados no concreto

62

convencional. Trata de um concreto mais tenaz e mais resistente ao impacto, quando

comparado ao convencional.

5.2.5.Concreto Pesado:

Os concretos pesados são produzidos, geralmente, pelo uso de agregados

pesados naturais (hematita, barita). Os pesos específicos estão na faixa de 2400 a 4000

kg/m³, cerca de 50% acima do concreto normal. Este tipo de concreto é geralmente

empregado na blindagem de usinas nucleares, em unidades médico-hospitalares e nas

instalações de testes de pesquisas nucleares.

5.2.6. Concreto para Pavimentação:

Neste tipo de concreto é importantíssima a obtenção de elevadas resistências à tração na flexão,

ao desgaste superficial e exposição contínua às intempéries. Enquadra-se como concreto estrutural,

alcançando módulo de ruptura a flexão na ordem de 7 MPa. Dentre as suas vantagens, destacam-se: maior

durabilidade, menor necessidade de manutenção, maior conforto ao usuário, economia de consumo na

iluminação pública, preço competitivo em relação ao pavimento asfáltico.

5.2.7. Concreto Alto Adensável:

Dosado com o objetivo de permitir a redução de vibração nos procedimentos de

adensamento. É conhecido normalmente como concreto super-fluído devido a sua

elevada plasticidade (Slump – test), podendo alcançar abatimento de até 250 mm.

5.2.8. Concreto colorido:

Obtido através da utilização de agregados selecionados, cimentos com

tonalidades compatíveis e adição de pigmentos especiais. As peças adquirem cores vivas

e uniformes. Enquadra-se como concreto estrutural, podendo alcançar qualquer

resistência entre 7,5 e 40 MPa.

5.2.9. Concreto com Polímeros

Neste tipo de concreto o cimento Portland é substituído, total ou parcialmente

por uma resina (poliéster, epóxi, vinílica, fenólica e o metilmetacrilato) que se

polimeriza com o auxílio de aditivos: iniciador (agentes que iniciam a formação da

cadeia polimérica) e promotor (empregado em polimerização à temperatura ambiente).

63

Possui um vasto campo de aplicação, na indústria de alimentos, química e nas

engenharias civil e de minas, devido as suas propriedades de alta resistência mecânica,

excelente propriedade dielétrica, baixa porosidade e absorção de água, resistência

química e elevada aderência.

Este material é chamado de concreto devido à definição geral do mesmo que

consiste na mistura de um ou mais agregados com um aglomerante.

5.3. ADITIVOS

5.31. Considerações Iniciais

Os aditivos podem ser definidos como sendo materiais adicionados ao concreto

durante o processo de mistura em uma quantidade não superior a 5% sobre a massa de

cimento contido no concreto, a fim de se modificar as propriedades da mistura no estado

fresco e/ou endurecido. Sendo assim, um bom resultado depende do emprego do aditivo

adequado ao concreto adequado, numa quantidade correta.

A importância que estes produtos adquiriram na elaboração do concreto tem

resultado na consideração destes como um dos seus componentes. Se utilizados

corretamente permitem: modificar ou melhorar a reologia do concreto em estado fresco

(melhorar a trabalhabilidade, diminuir a segregação, dentre outras); alterar a pega e o

endurecimento do cimento; modificar o conteúdo de ar ou outros gases no concreto;

melhorar a resistência (inclusive em diferentes idades) e, consequentemente a

durabilidade, regularizar a sua fabricação, ampliar o seu campo de aplicação e,

finalmente, diminuir o custo do produto final devido ao incremento no rendimento, na

qualidade de seu lançamento e de sua desfôrma.

Os efeitos dos aditivos dependem de diversos fatores, como: cimento (tipo e

quantidade), agregado (tipo e características), temperatura e das etapas de produção do

concreto. Sendo assim, torna-se necessário realizar testes prévios com os materiais. O

quadro 5.1 apresenta um resumo dos efeitos benéficos dos aditivos sobre o concreto e a

argamassa.

64

QUADRO 5.1 – EFEITOS DOS ADITIVOS SOBRE O CONCRETO

PROPRIEDADE DO CONCRETO TIPO DE ADITIVO

TRABALHABILIDADE

Redutor de água

Incorporador de ar

Plastificante

TEMPO DE PEGA

Acelerador

Retardador

RESISTÊNCIA MECÂNICA

Redutor de água

Plastificante

Modificador de Pega

Gerador de ar

DURABILIDADE

Incorporador de ar

Redutor de água

Acelerador de pega

Impermeabilizante

Inibidor de corrosão

5.3.2. Alguns Tipos e Funções dos Aditivos

A) Aceleradores

PROPRIEDADES: É o material que adicionado ao concreto, diminui o tempo de

início de pega, logo, irá desenvolver mais rapidamente as resistências iniciais.

DOSAGEM: de 4,0 % a 10,0 % sobre o peso do cimento.

APLICAÇÃO: concreto projetado (túneis), revestimento de taludes, muros de

arrimo, piscina e reservatório, subsolos, galerias de concreto, reparos estruturais.

B) Retardadores

PROPRIEDADES: É o material que adicionado ao concreto prolonga o período

que transcorre desde a colocação da água até o início das reações químicas (retarda a

pega do cimento), logo, evitam-se juntas nas concretagens e, consequentemente, obtêm-

se resistências homogêneas em grandes volumes de concretagens.

DOSAGEM: de 0,2 % a 0,5% sobre o peso do cimento.

65

APLICAÇÃO: concreto bombeado, convencional, aparente, concreto massa,

concretagem em climas quentes.

C) Plastificantes

PROPRIEDADES: Melhora a plasticidade do concreto, permite a redução de 6 a

10% de água da mistura (efeito semelhante à lubrificação), reduz a segregação do

concreto, melhora a trabalhabilidade, o adensamento, diminui a permeabilidade e,

consequentemente, aumenta a durabilidade.


APLICAÇÃO: concreto bombeado, convencional, pavimentos.

D) Superplastificantes

PROPRIEDADES: Efeito mais intenso que a plastificante. Aumenta a

trabalhabilidade do concreto, reduz a segregação do concreto, o adensamento, diminui a

permeabilidade e, consequentemente, aumenta a durabilidade.


APLICAÇÃO: concreto bombeado, aparente, protendido, fluído, pré-moldados.

E) Incorporadores de ar

PROPRIEDADES: melhoria da consistência do concreto e da sua resistência ao

congelamento, devido à descontinuidade das bolhas.


APLICAÇÃO: concreto bombeado, aparente, pré-moldados.

G) Impermeabilizantes

PROPRIEDADES: Proporciona maior impermeabilidade e compacidade do

concreto.

DOSAGEM: de 2,0 % a 6,0 % sobre o peso do cimento.

APLICAÇÃO: concreto projetado (túneis), revestimento de taludes, muros de

arrimo, piscina e reservatório, subsolos, galerias de concreto, reparos estruturais.

66

H) Cura do concreto

PROPRIEDADES: proporciona a cura perfeita ao concreto reduzindo as fissuras

de retração.

DOSAGEM: de 150 a 200 ml/m2, dependendo da textura e porosidade do

concreto, da temperatura, da umidade e do vento.

APLICAÇÃO: concreto

5.4. ADIÇÕES

5.4.1. Considerações Iniciais

As adições minerais, segundo sua ação física (aumento da densidade da mistura

através do preenchimento dos vazios e, consequentemente, alteração da microestrutura

da zona de transição entre pasta-agregdo) e química (reação com o hidróxido de cálcio

(Ca(OH)2) formando o silicato de cálcio hidratado (C-S-H), produto responsável pela

resistência das pastas de cimento), são classificadas em três grandes grupos, a saber:

a) Material pozolânico: que trata de um material silicoso ou sílico-aluminoso que

por si só possui pouco ou nenhuma propriedade cimentícia, mas quando

finamente moída e na presença de água, reage com o hidróxido de cálcio, à

temperatura ambiente, formando compostos com propriedades cimentantes.

Cita-se a cinza volante, a pozolana natural, a sílica ativa, a cinza de casca de

arroz e o metacaulim.

b) Material cimentante: são aqueles que não necessitam do hidróxido de cálcio

presente no cimento Portland para formar os produtos cimentantes como o C-S-

H. Entretanto, sua auto-hidratação é lenta e a quantidade de produtos

cimentantes formados não é suficiente para o seu emprego em fins estruturais.

Quando empregado como adição ou substituição ao cimento Portland, o

hidróxido de cálcio e a gipsita aceleram a sua hidratação, como o caso da escória

de alto-forno.

c) Filer: é uma adição mineral muito fina e sem atividade química, ou seja, seu

efeito é físico e se resume no empacotamento granulométrico e na ação de

pontos de nucleação para a hidratação do cimento.

67

O quadro 5.2 apresenta uma classificação geral das adições minerais para o concreto

estrutural.

QUADRO 5.2 – Classificação das adições minerais para o concreto estrutural.

TIPO DE ADIÇÃO MATERIAL

CIMENTANTE Escória de alto-forno

CIMENTANTE E POZOLÂNICO Cinza volante com alto teor de cálcio

SUPERPOZOLANAS Sílica ativa, metacaulim, cinza de casca de

arroz

POZOLANAS COMUNS Cinza volante com baixo teor de cálcio, argilas

calcinadas, cinzas vulcânicas

POZOLANAS POUCO REATIVAS Escórias de alto-forno resfriada lentamente,

cinza de casca de arroz cristalina

FILER Calcáreo, pó de quartzo, pó de pedra

5.5. OPERAÇÕES BÁSICAS DE PRODUÇÃO DO CONCRETO

Para obtenção de um bom concreto devem ser efetuadas com perfeição as

operações básicas: dosagem - mistura - transporte - lançamento - adensamento – cura

que serão descritas a seguir.

5.5.1. Dosagem

Entende-se por dosagem dos concretos os procedimentos necessários para a

obtenção da melhor proporção entre os materiais constitutivos deste, conhecido por

traço, que é expresso em proporção em massa ou volume. No que se refere aos materiais

passíveis de serem empregados no estudo da dosagem, cita-se: os vários tipos de

cimento, os agregados miúdos e graúdos (reciclados e/ou artificiais e/ou naturais), os

aditivos, as adições, os pigmentos e as fibras.

Existem diversos métodos de dosagem, desenvolvidos por vários pesquisadores

que, muitas vezes, são confundidos como recomendação de alguma instituição, entidade

ou órgão. Apesar, destes métodos, serem diferentes entre si, certos pontos são comuns a

68

todos, como, o cálculo da resistência média de dosagem, a correlação entre resistência à

compressão e fator água/cimento para determinados tipos de cimento, a consideração

sobre a natureza do agregado, dentre outros.

Um estudo de dosagem busca atender requisitos básicos, como:

a) A resistência mecânica do concreto, que é o parâmetro especificado

frequentemente. Para o caso de pavimentos de concreto torna-se necessária,

também, a resistência à tração na flexão;

b) A trabalhabildade do concreto adequada a cada situação, definido nos projetos

estrutural e arquitetônico (fôrmas, taxa de armadura, detalhes construtivos),

pelos equipamentos a serem utilizados (bomba, carrinho, caçambas, auto-

adensável), pelas necessidades de acabamento (sarrafeado, polido, lixado,

aparente, desempenado) e pelas condições ambientais (temperatura, insolação

ventos, umidade relativa). Devendo, os concretos serem coesos e viscosos, ou

seja, para cada caso deve permitir um transporte adequado até o local final sem

que ocorra segregação e/ou bicheiras e/ou ninhos e/ou exsudação e/ou mudança

de cor.

c) No que se refere à durabilidade, salienta-se que os concretos devem ser duráveis

frente às solicitações às quais é exposto durante a sua vida útil. Depende tanto de

fatores extrínsecos (maresia, chuva ácida, umidade relativa, solicitações

mecânicas) quanto intrínsecos (tipo de cimento, fator água/cimento, adições,

aditivos).

d) E, finalmente, à deformabilidade do concreto, que inclui a retração hidráulica, a

deformação inicial e a lenta (fluência), que, normalmente são especificadas pelos

projetistas estruturais mais esclarecidos.

As principais propriedades do concreto endurecido são expressas pelo

projetista de estrutura, enquanto que do concreto no estado fresco são determinadas

pelos equipamentos e pelas técnicas de execução (transporte, lançamento,

adensamento) e pelas características geométricas da estrutura.

Dentre este contexto, resumidamente, as propriedades do concreto, são:

I) Estado Fresco: a trabalhabilidade (propriedade do concreto fresco que

identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada

facilidade sem perda de homogeneidade), deve ser adequada à consistência

69

do concreto, ao processo de transporte, lançamento e de adensamento e, a

coesão que se trata da propriedade do concreto de se manter misturado (sem

segregação, que é a perda da uniformidade da distribuição dos componentes

do concreto fresco), sendo neste caso, de suma importância à definição do

teor de finos presentes na mistura, ou seja, quanto mais fino, maior será a

coesão.

II) Concreto Endurecido: a resistência mecânica que depende, principalmente,

do fator água/cimento, da idade do concreto e da cura efetuada.

O estudo de uma dosagem para o concreto se realizada baseada em ensaios dos

materiais constituintes e do produto resultante, determinando-se as proporções dos

componentes do concreto para se obter um concreto econômico, adequado às condições

da obra, usando os materiais disponíveis.

Portanto, deve-se conhecer as características da obra (condição ambiental,

qualidade da construção, processo de adensamento, espaçamento entre as armaduras,

capacidade de betoneira, etc.), dos materiais (análise dos materiais para se prever o seu

comportamento, executa-se alguns ensaios: nos agregados como, a análise

granulométrica, a massa específica, a umidade da areia, etc., no cimento, como o tempo

de pega, a resistência à compressão, etc. e na água de amassamento, caso haja suspeita

da qualidade realiza - se ensaio químico) e do concreto (resistência característica, idade

do concreto para que se obtenha a resistência requerida, etc.)

De posse das características dos materiais faz - se um estudo para se determinar à

proporção dos materiais para se obter um produto final com característica exigida pela

especificação da obra, o mais econômico possível.

Segundo a normalização e os diversos métodos de dosagem existentes, determina-

se, inicialmente, uma resistência de dosagem (fcj), a fim de se garantir uma resistência à

compressão mínima do projeto (quanto mais baixo o padrão da obra maior será a

resistência de dosagem a fim de se garantir da de projeto). Neste caso, adotam-se

métodos estatísticos para determinar os parâmetros da obra e fixar a probabilidade de

ocorrência dos valores abaixo do mínimo sendo:

dckcj Stff .

70

onde: cjf - resistência de dosagem do concreto (MPa);

ckf - resistência característica do concreto (MPa);

t = 1,65 (obtido pelo método estatístico de Gauss)

dS - desvio padrão da amostra

Salienta-se que o método estatístico de GAUSS representa a distribuição dos

valores em torno de um valor médio, conforme ilustrado na figura 5.1.

Freqüência de probabilidade de ocorrência dos valores

de resistência à compressão

Resistência à compressão (MPa)

FGIURA 5.1 - Método de Gauss

Segundo a normalização brasileira, na determinação do desvio padrão adota-se:

a) Quanto não conhece a produção: um valor igual a 7,0 MPa (para o caso onde a

umidade dos materiais é estimada, o cimento é medido em massa e o agregado e a água

em volume); ou igual a 5,5 MPa (para o caso do cimento ser medido em massa, com

dispositivo dosador, o agregado em volume, sendo que a umidade da areia é controlada

(mínimo 3 vezes ao dia) com ajuste do agregado em função do inchamento da areia); ou

igual a 4,0 MPa (para o caso do material ser medido em massa (com correção da

umidade)).

b) Quando se conheça no mínimo 20 resultados consecutivos obtidos no prazo de

1 (um) mês, calcula-se o desvio padrão da amostra.

71

5.5.2. Mistura

Consiste em fazer com que os materiais tenham um contato íntimo de modo a

cobrir as partículas do agregado com a pasta. Sendo assim, procura-se, nesta etapa a

melhor homogeneização possível para o concreto, dentro de um tempo razoavelmente

curto.

Quanto ao tempo de mistura chama-se de primeiro tempo de mistura o que

decorre antes da parcela final de água, devendo ocorrer à molhagem e a absorção

principais, restando pouco desses fenômenos ainda para acontecer. A água final

(segunda parcela) deve distribuir-se sobre uma lâmina sobre a primeira parcela,

envolvendo todas as partículas sólidas do concreto. O segundo tempo da mistura ocorre

depois da colocação da parcela final de água, devendo garantir a homogeneização

definitiva.

5.5.3. Transporte

É realizado do local de preparo para o local de aplicação; deve ser feito de tal

modo que não haja segregação dos componentes, evitando-se total perda de

trabalhabilidade. Não se deve corrigir a segregação do concreto, mas sim evita - lá,

sendo inadmissível uma re-mistura antes de aplicá-lo.

O tempo de transporte (incluindo eventuais espera e/ou paradas) não deve exceder

uma parcela prudente do tempo de pega do cimento. Geralmente, o mínimo de 90

minutos em tempo quente e 120 minutos em tempo frio, nas condições brasileiras e com

cimentos com tempo de pega superior a duas horas. Deve-se, ainda, evitar:

a) perda de materiais, ou seja, queda de materiais para fora dos recipientes;

b) segregação, o concreto deve ser coeso;

c) evaporação devido ao calor, baixa umidade relativa do ar e ação de ventos;

e) hidratação prematura, ou seja, encurtar as distâncias de transporte e escolher as

horas mais frias do dia para se efetuar o transporte.

5.5.4. Lançamento

Esta etapa trata da aplicação no local onde deve permanecer o concreto. Executada

a mistura o concreto deve ser imediatamente o transportado para junto das fôrmas e

72

colocado nelas, este tempo é aumentado quando se mantém o concreto sob agitação ou

quando se usa retardador de pega ou endurecimento. Sendo assim, inclui três operações

básicas, a saber: a preparação da superfície para receber o concreto, a colocação do

material transportado no local de aplicação e, a maneira como deverá ficar depositado,

para receber a compactação.

As fôrmas, no momento da concretagem, devem estar limpas, recebendo a

aplicação de desmoldantes.

O lançamento deve ser executado de forma a preencher todo o volume das fôrmas,

mesmo nos locais de difícil acesso.

5.5.5. Adensamento

Esta etapa visa eliminar a quase totalidade do ar aprisionado nos processos de

mistura, transporte e lançamento. Este procedimento provoca a saída de ar, facilita o

arranjo interno dos agregados e melhora o contato interno do concreto com as fôrmas e

as ferragens. Para que um concreto seja bem adensado, o fator mais importante é a

trabalhabilidade e a coesão, tendo, também importância, as dimensões e a rugosidade

interna das fôrmas, a densidade da armadura e o processo de adensamento.

Existem diversos processos para se executar o adensamento: vibradores de

imersão, réguas vibratórias, mesas vibratórias e até mesmo os manuais (por exemplo, o

vergalhão).

5.5.6. Cura

Para se obter um bom concreto, o lançamento de uma mistura adequada deve ser

seguido pela cura em ambiente apropriado durante as primeiras fases de endurecimento.

Sendo assim, cura é a denominação dada aos procedimentos a que se recorre para

promover a hidratação do cimento e consiste em controlar a temperatura e a saída e

entrada de umidade para o concreto.

O objetivo da cura é manter o concreto saturado ou o mais próximo possível do

saturado, até que os espaços das pastas de cimento fresca, inicialmente preenchidos com

água tenham sido preenchidos pelos produtos de hidratação do cimento até uma

condição desejável, ou seja, impede a perda precoce de umidade e controla a

73

temperatura do concreto durante o período suficiente para que ele alcance o nível de

resistência desejado.

Portanto, são as medidas efetuadas a fim de se evitar a perda de água nas

primeiras idades (água necessária para reação com o cimento), evitando-se, portanto, a

retração hidráulica. A normalização brasileira exige que a proteção ocorra nos 7 (sete)

primeiros dias após o lançamento, aconselha-se nos primeiros 14 dias seguintes para

evitar o fissuramento devido à retração. É feita através da manutenção da umidade na

superfície do concreto: irrigação periódica, cobrimento da superfície com areia e sacos

de aniagem úmidos, produtos químicos.

5.6. PEDRA ARTIFICIAL HODRÁULICA

Consiste no proporcionamento e na mistura de certos materiais, dentre eles um

aglomerante hidráulico a fim de se obter o produto final. Os produtos fabricados com

cimento Portland (muitas vezes, concreto) e largamente empregados na construção civil

são:

a) Bloco de Concreto Pré-moldado: muito usado graças ao desenvolvimento obtido:

pela indústria do cimento; na técnica de fabricação assim como de assentamento.

Encontrado na forma paralelepipédica suas dimensões variam com o fim a que se

destina. Na sua composição a matéria-prima pode ser: areia, pó-de-pedra, pedra britada,

seixo, dentre outros.

b) Meio Fio de Concreto: Seguem o mesmo processo de fabricação dos blocos de

concreto. Substituem com eficiência e eficácia os meios-fios de pedra, oferecendo

vantagens tais com: uniformidade de tamanho, assentamento rápido e são mais leves.

c) Ladrilho Hidráulico: São placas de forma quadrada, hexagonal ou octogonal com

desenhos e cores variadas que são empregadas em revestimento de pisos.

d) Tubo de Concreto: São usados normalmente para captação de águas pluviais

(bueiros). Podem ser armados ou não dependendo das dimensões e finalidade.

e) OUTROS: Muros de placas: (Mourões); Crib-hall (Contenção de encostas); Tampas

para poço de visita; Bloco sextavado; Tijolos; Poste; Tanque; Dormente.

74

MATERIAIS CERÂMICOS


A palavra cerâmica vem do grego "keramos", que tem o mesmo significado.

Originalmente o termo é aplicado às porcelanas e cerâmicas, mas recentemente este

termo também é empregado aos não-metais, materiais inorgânicos incluindo nestes os

produtos refratários, os vidros e os cimentos. Como resultado, as cerâmicas agora são

definidas como não-metais, materiais inorgânicos obtidos geralmente após tratamento

térmico em temperaturas elevadas. O processo de obtenção, usualmente segue o

esquema: Material "cru" – Mistura – Moldagem – Aquecimento - Processo Secundário

de Fabricação – Produto.

O emprego dos produtos cerâmicos obtidos por processos artificiais é anterior à

era Cristã. A própria Bíblia registra o uso de tijolos de adobe na construção da Torre de

Babel. Os povos antigos produziam artefatos domésticos por processos de cozimento da

argila. A necessidade de construir usando pedras artificiais surgiu em lugares onde

escasseava a pedra e eram abundantes os materiais argilosos.

A grande diversidade de argilas encontradas na superfície da Terra permite que

se obtenham produtos cerâmicos com as mais variadas características tecnológicas,

compreendendo:

a) desde os produtos rústicos (tijolos e telhas) até os de fino acabamento

(porcelana);

75

b) desde produtos permeáveis (velas de filtro) até os impermeáveis (louças

sanitárias e grês cerâmico);

c) desde produtos frágeis aos fogo até os refratários e resistentes a altas

temperaturas;

d) desde produtos usados como isoladores elétricos até os supercondutotres.

Assim, o material utilizado por nossos ancestrais, nos primórdios da civilização,

encontra, ainda hoje, aplicações que vão além da construção civil, nas indústrias

automobilística, eletroeletrônica, espacial e biomédica.

No que se refere aos produtos cerâmicos empregados na construção civil, defini-

se cerâmica como sendo a pedra artificial obtida através da moldagem, secagem e

cozedura de argila ou misturas que contém argila.

6.2. COMPOSIÇÃO DA ARGILA

A indústria cerâmica requer para o seu funcionamento, quantidades suficientes

de solo apropriado, água e combustível, sendo o solo de natureza argilosa o mais

indicado devido as suas características de plasticidade, ou seja, ao ser misturado à água

adquire a forma desejada, mantendo-a após a secagem e o cozimento. Na prática, o solo

para fabricação da cerâmica deve conter uma fração de argila (dimensão < 0,002 mm)

juntamente com silte (0,06< dimensão < 0,02 mm) e areia (2,0 < dimensão < 0,06 mm);

de forma a obter características desejáveis de plasticidade, bem como retração (durante a

secagem) dentre outras.

Geologicamente, as argilas são definidas como solos residuais ou

sedimentares formadas em conseqüência da ação do intemperismo físico e/ou químico

sobre rochas cristalinas e sedimentares. Devido a grande quantidade de rochas que

podem originar as argilas, assim como os processos de sua formação e seu grau de

pureza, dispõe-se de materiais argilosos dotados de diferentes características, tais como:

cerâmica branca (caulim residual e sedimentar), cerâmica refratária (caulim sedimentar

76

e argila refratária), cerâmica vermelha (argila de baixa plasticidade, contendo fundentes)

e cerâmica de louça (argila plástica, com fundentes e vitrificantes).

Quimicamente, a denominação de argila é dada ao conjunto de minerais

compostos principalmente de silicatos de alumínio hidratado (2.SiO2.Al2O3.2H2O),

denominado por caulim, que se originam da decomposição dos feldspatos pela ação do

anidrido carbônico. Estas possuem a propriedade de formarem com a água, uma pasta,

suscetível de ser moldada, secar e endurecer, sob a ação do calor.

A análise química as argilas revela a existência de sílica ((SiO2) – cerca de 40%

a 80%), alumina ((Al2O3) – cerca de 10% a 40%), óxido de ferro ((Fe2O3) – teor inferior

a 7%), cal ((CaO) – teor inferior a 10%), magnésia ((MgO) – teor inferior a 1%), álcalis

((Na2O e K2O) – na ordem de 10%), anidrido carbônico (CO2) e anidrido sulfúrico

(SO3).

No que se refere ao óxido de ferro, além de ser responsável pela coloração do

produto cozido, age, também, como fundente, reduzindo o ponto de fusão da argila. A

sílica que não estiver combinada auxilia na redução da retração durante a queima,

associada aos fundentes, forma o vitrificado no interior da cerâmica.

6.3. CLASSIFICAÇÃO

Existem diversas formas de se classificar os materiais cerâmicos, devido à

amplitude e heterogeneidade do setor, no Brasil, segundo a Associação Brasileira de

Cerâmica, o setor cerâmico é dividido em subsetores ou segmentos considerando

diversos fatores, tais como: matéria-prima, propriedades e áreas de utilização. Dessa

forma, adota-se:

a) Cerâmica Vermelha: compreende aqueles materiais com coloração avermelhada

empregados na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes,

tubos cerâmicos e argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e de

adorno.

77

b) Materiais de Revestimento (Placas Cerâmicas): compreende aqueles materiais

usados na construção civil para revestimento de paredes, piso e bancadas tais

como: azulejos, placas ou ladrilhos para piso e pastilhas.

c) Cerâmica Branca: este grupo é bastante diversificado, compreendendo materiais

constituídos por um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea

transparente e incolor e que eram assim agrupados pela cor branca de massa,

necessária por razões estéticas e/ou técnicas. Com o advento dos vidrados

opacificados, muitos dos produtos enquadrados neste grupo passaram a ser

fabricados, sem prejuízo d e suas características, com matérias-primas com certo

grau de impurezas, responsáveis pela coloração. Dessa forma é mais adequado

subdividir este grupo em: louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos para

alta e baixa tensão, cerâmica artística (decorativa e utilitária), cerâmica técnica

para fins diversos, tais como: químico, elétrico, térmico e mecânico.

d) Materiais Refratários: este grupo compreende uma diversidade de produtos, que

têm como finalidade suportar temperaturas elevadas nas condições específicas de

processo e de operação dos equipamentos industriais, que em geral envolvem

esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras

solicitações. Para suportar estas solicitações e em função da natureza das mesmas,

foram desenvolvidos inúmeros tipos de produtos, a partir de diferentes matérias-

primas ou mistura destas. Dessa forma, classifica-se os produtos refratários quanto

a matéria-prima ou componente químico principal em: sílica, sílico-aluminoso,

aluminoso, mulita, magnesianocromítico, cromítico-magnesiano, carbeto de silício,

grafita, carbono, zircônia, zirconita, espinélio e outros.

e) Isolantes Térmicos: os produtos deste segmento podem ser classificados em:

refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários; isolantes

térmicos não refratários, compreendendo produtos como vermiculita expandida,

sílica diatomácea, diatomito, silicato de calcio, lã de vidro e lã de rocha, que são

obtidos por processos distintos ao do item anterior e que podem ser utilizados,

dependendo do tipo de produto até 1100 0C e as fibras ou lãs cerâmicas que

apresentam características físicas semelhantes as já citadas, porém apresentam

78

composições tais como: sílica, silica-alumina, alumina e zircônia, que dependendo

do tipo, podem chegar a temperaturas de utilização de 2000 0C ou mais.

f) Fritas e Corantes: estes dois produtos são importantes matérias-primas para

diversos segmentos cerâmicos que requerem determinados acabamentos. A Frita

(ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias especializadas a

partir da fusão da mistura de diferentes matérias-primas. É aplicado na superfície

do corpo cerâmico que, após a queima, adquire aspecto vítreo. Este acabamento

tem por finalidade aprimorar a estética, tornar a peça impermeável, aumentar a

resistência mecânica e melhorar ou proporcionar outras características. Os

Corantes constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos

obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos. Os pigmentos são

fabricados por empresas especializadas, inclusive por muitas das que produzem

fritas, cuja obtenção envolve a mistura das matérias-primas, calcinação e moagem.

Os corantes são adicionados aos esmaltes (vidrados) ou aos corpos cerâmicos para

conferir-lhes colorações das mais diversas tonalidades e efeitos especiais.

g) Abrasivos : parte da indústria de abrasivos, por utilizarem matérias-primas e

processos semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico.

Entre os produtos mais conhecidos podemos citar o óxido de alumínio

eletrofundido e o carbeto de silício.

h) Vidro, Cimento e Cal: trata de três importantes segmentos cerâmicos e que, por

suas particularidades, são muitas vezes considerados à parte da cerâmica.

i) Cerâmica de Alta Tecnologia (Cerâmica Avançada): o aprofundamento nas

ciências dos materiais, proporcionaram ao homem o desenvolvimento de novas

tecnologias e aprimoramento das existentes nas mais diferentes áreas, como:

aeroespacial, eletrônica, nuclear e muitas outras e que passaram a exigir materiais

com qualidade excepcionalmente elevada. Tais materiais passaram a ser

desenvolvidos a partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e por meio

de processos rigorosamente controlados. Estes produtos, que podem apresentar os

mais diferentes formatos, são fabricados pelo chamado segmento cerâmico de alta

tecnologia ou cerâmica avançada. Eles são classificados, de acordo com suas

79

funções, em: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos,

mecânicos, biológicos e nucleares. Cita-se, como emprego destes materiais: naves

espaciais, satélites, usinas nucleares, materiais para implantes em seres humanos,

aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para automóveis, sensores

(umidade, gases e outros), ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão,

dentre outros.

6.4. MATÉRIAS-PRIMAS:

As matérias-primas empregadas na fabricação de produtos cerâmicos são

classificadas em naturais e sintéticas. As naturais consistem naquelas utilizadas como

extraídas da natureza ou que foram submetidas a algum tratamento físico para

eliminação de impurezas indesejáveis, ou seja, sem alterar a composição química e

mineralógica dos componentes principais. Enquanto que as sintéticas são submetidas a

um tratamento térmico, individualmente ou em mistura, que pode ser a calcinação, a

sinterização, a fusão e a fusão/redução ou produzidas por processos químicos.

Segundo o seu emprego, as argilas empregadas na produção dos produtos

cerâmicos, são classificadas em: infusíveis, são aquelas que após o cozimento

apresentam a cor branca translúcida devido a matéria prima empregada (caulim puro)

utilizados na fabricação de porcelanas; refratárias, são argilas muito puras, não

deformam a 1500°C, possuem baixa condutividade térmica, utilizados em revestimentos

de fornos e, finalmente as fusíveis, que se deformam e vitrificam a temperaturas

menores que 1200°C,utilizadas na fabricação de tijolos, telhas, etc.

6.5. PROCESSO DE FABRICAÇÃO:

Os processos de fabricação empregados pelos diversos segmentos cerâmicos

assemelham-se parcial ou totalmente. O setor que mais se diferencia quanto a esse

aspecto é o do vidro, embora exista um tipo de refratário (eletrofundido), cuja fabricação

80

se dá através de fusão, ou seja, por processo semelhante ao utilizado para a produção de

vidro ou de peças metálicas fundidas. Esses processos de fabricação podem diferir de

acordo com o tipo de peça ou material desejado. De um modo geral, eles compreendem

as etapas de preparação da matéria-prima e da massa, formação das peças, tratamento

térmico e acabamento. No processo de fabricação muitos produtos são submetidos à

esmaltação e decoração.

6.5.1. Preparação da Matéria-Prima

Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é

natural, encontrando-se em depósitos espalhados na crosta terrestre. Após a mineração,

os materiais devem ser beneficiados, isto é, desagregados ou moídos, classificados

segundo sua granulometria e muitas vezes, também, purificadas. O processo de

fabricação, propriamente dito, tem início somente após essas operações. As matérias-

primas sintéticas geralmente são fornecidas prontas para uso, necessitando apenas, em

alguns casos, de um ajuste de granulometria.

6.5.2. Preparação 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. Mesmo no caso

da cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como matéria-prima, dois ou

mais tipos de argilas com características diferentes entram na sua composição.

Raramente emprega-se apenas uma única matéria-prima. Dessa forma, uma das etapas

fundamentais do processo de fabricação de produtos cerâmicos é a dosagem das

matérias-primas e dos aditivos, que deve seguir com rigor as formulações de massas,

previamente estabelecidas. Os diferentes tipos de massas são preparados de acordo com

a técnica a ser empregada para dar forma às peças. De modo geral, as massas podem ser

classificadas em: suspensão, também chamada barbotina, para obtenção de peças em

moldes de gesso ou poliméricos; massas secas ou semi-secas, na forma granulada, para

81

obtenção de peças por prensagem; massas plásticas, para obtenção de peças por

extrusão, seguida ou não de torneamento ou prensagem.

O tratamento da matéria-prima compreende as etapas de depuração (eliminação

de impurezas), divisão (em pequenos fragmentos), homogeneização (argila + água),

umidificação (obtenção adequada de umidade).

6.5.3. Formação das Peças

Existem diversos processos para dar forma às peças cerâmicas, e a seleção de um

deles depende fundamentalmente de fatores econômicos, da geometria e das

características do produto. Quanto mais plástica for a mistura mais fácil ser processará a

moldagem das peças, consequentemente, haverá economia de energia.

6.5.4. Tratamento Térmico

O processamento térmico é de fundamental importância para obtenção dos

produtos cerâmicos, pois dele dependem o desenvolvimento das propriedades finais

destes produtos. Esse tratamento compreende as etapas de secagem e queima.

Usualmente, para os produtos cerâmicos empregados na construção civil, defini-se

como secagem, a que ocorre à baixa temperatura (< 120°C) onde é eliminada a umidade

zeolítica e água de amassamento (cerca de 7% a 30% água é eliminada); e como queima,

em temperaturas superiores a (> 120°C), onde é eliminado o resto da umidade zeolítica

e a de constituição.

6.5.5. Acabamento

Normalmente, a maioria dos produtos cerâmicos é retirada dos fornos,

inspecionada e remetida ao consumo. Alguns produtos, no entanto, requerem

processamento adicional para atender a algumas características, não possíveis de serem

obtidas durante o processo de fabricação. O processamento pós-queima recebe o nome

genérico de acabamento e pode incluir polimento, corte, furação, entre outros.

82

6.5.6. Esmaltação e Decoração

Muitos produtos cerâmicos, como louça sanitária, louça de mesa, isoladores

elétricos, materiais de revestimento e outros, recebem uma camada fina e contínua de

um material denominado de esmalte ou vidrado, que após a queima adquire o aspecto

vítreo. Esta camada vítrea contribui para os aspectos estéticos, higiênicos e melhoria de

algumas propriedades como a mecânica e a elétrica. Muitos materiais também são

submetidos a uma decoração, a qual pode ser feita por diversos métodos, como

serigrafia, decalcomania, pincel e outros. Neste caso são utilizadas tintas que adquirem

suas características finais após a queima das peças.

6.6. PROPRIEDADES

A propriedade dos materiais cerâmicos, empregados na construção civil, se divide

em dois grupos, a saber: as essenciais, são determinadas pela: plasticidade, capacidade

de absorção e eliminação de água e pelo comportamento ao calor (alteração de volume

durante a secagem e o cozimento) e secundárias, determinada pela: fusibilidade,

porosidade e cor.

No que se refere à plasticidade, trata-se da propriedade segundo a qual o corpo se

deforma sob a ação de uma força e conserva esta deformação após cessada essa ação,

sendo um estado intermediário entre os estados líquido e sólido. É variável para as

argilas em função da quantidade de água.

Um produto cerâmico deverá possuir a máxima resistência, obtida através da

matéria-prima empregada, através de uma boa granulometria, que consiste, de maneira

geral em: material argiloso (60%) + silte - areia fina e média ( em partes iguais )

As ações térmicas podem produzir efeitos, na argila, de natureza física (variação

da densidade, porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutividade

térmica e elétrica), química (desidratação, decomposição, formação de novos

compostos) e variações dimensionais (quando a argila perde toda água ela adquire maior

dureza, sonoridade e porosidade).

83

A porosidade de um material é definida como sendo a relação entre o volume de

poros e o volume total do material, depende, portanto, da natureza dos constituintes, da

forma, tamanho, da posição relativa das partículas e do processo de fabricação dos

materiais cerâmicos. O emprego de uma matéria-prima com granulometria contínua

reduz a porosidade e, consequentemente, a permeabilidade uma vez que os espaços

entre os grãos maiores são preenchidos pelos menores. A adição de materiais que

desaparecem na queima assim como a adição de material poroso, são fatores que

contribuem no aumento da porosidade. Uma das formas de reduzir a pososidade é pela

vitrificação da massa por fundente ou calor, onde alguns dos minerais constituintes

entram em fusão.

De maneira geral, quanto maior a porosidade maior será a absorção de água do

produto e menor será a sua massa específica aparente, a sua condutividade térmica e sua

resistência mecânica e a abrasão.

6.7. PRODUTOS CERÂMICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL

6.7.1. Tijolo Maciço: empregado em alvenaria de vedação aparente e em alvenaria

estrutural. Suas principais características são: regularidade da forma e dimensões;

arestas vivas e cantos resistentes; massa homogênea (sem trinca, sem impureza);

cozimento uniforme (som metálico quando percutido por um martelo); facilidade de

corte (grão fino e cor uniforme); absorção de água entre 18.% a 20%, acima desta faixa

pode-se concluir que há que há grande quantidade de poros tornando o material mais

permeável, abaixo, conclui-se que haverá dificuldade de aderência à argamassa.

6.7.2. Tijolo Furado: muito usado em alvenaria de vedação, deve ter dimensões

múltiplas do tijolo maciço para possibilitar o uso de ambos na execução das paredes.

Suas características de qualidade são idênticas às do tijolo maciço, entretanto possuem

as seguintes vantagens: aspecto mais uniforme, menos peso por unidade de volume,

dificuldade de propagação de umidade, melhor isolamento térmico e acústico.

84

6.7.3. Telhas: é o material utilizado para executar serviços de cobertura, encontrada nos

tipos: curva ou colonial, plana ou de escamas e francesa. As suas principais

características de qualidade são: regularidade de formas e dimensões; superfícies lisas

que proporciona melhor escoamento da água; massa homogênea sem trincas e fendas;

resistência à flexão mesmo quando saturado com água; peso reduzido; fraca absorção de

água e impermeabilização; cozimento uniforme.

6.7.4. Manilhas: são tubos usados para canalização de esgotos sanitários, águas

residuais e águas pluviais. São fabricados com grés cerâmico (uma espécie de

porcelana) e podem ser vidrados internamente e ou extremamente. Os diâmetros

internos são: 50, 75, 100, 150, 200, 220, 250, 300, 375 e 600 mm e suas características

principais são: interior circular sem fendas, falhas, etc.; superfícies lisas que proporciona

melhor escoamento da água; vidrado homogêneo; impermeabilidade para resistir ás

pressões de serviço; A hidráulica é de 0,7 Kg/cm2 durante 2min; índice de absorção

média deve ser de no máximo 10%

6.7.5. Ladrilho: são fabricados em altas temperaturas de cozimento, próximas de

1300°, até alcançar alto grau de vitrificação, tornando o material compacto e

impermeável. É indicado como revestimento de piso, pela sua durabilidade e resistência

ao desgaste.

6.7.6. Azulejos: Constituem-se por uma camada cerâmica mais espessa recoberta por

uma mais fina de esmalte cuja função é proporcionar impermeabilidade à peça,

apresentam saliências na face inferior para aumentar a fixação das argamassas de

assentamento e rejuntamento, sendo indicado para o revestimento de ¨áreas molhadas¨

como cozinhas, banheiros, interior de piscinas, etc. Suas características de qualidade

são: faces planas, sem empeno e com arestas vivas resistentes; face oposta ao esmalte

com saliências para melhorar a aderência à argamassa de assentamento; esmalte

homogêneo e de boa qualidade.

6.7.7. Pastilhas: são de louça e fabricado pelo mesmo processo dos azulejos, possuem

normalmente a dimensão de 2,5 x 2,5 cm ou múltiplos desse. São vendidos colados no

85

papel para facilitar a colocação, depois esse papel é retirado com lavagem de água

levemente ácida.

6.7.8. Aparelho Sanitário: são peças cerâmicas vitrificadas revestidas com esmalte.

Devem ser constituídas de uma única peça para que não existam juntas ou emendas, o

que possivelmente tornaria o conjunto suscetível de rompimento ou vazamentos. O

esmalte deve ser contínuo internamente e externamente. Os aparelhos sanitários mais

comuns são: bacia, lavatório, mictórios, com formas, dimensões e cores variadas.

6.7.9. Cerâmica Refratária: é a cerâmica que não funde, mesmo em altas temperaturas,

ou seja, não se deformam abaixo de 1520 0C e são consideradas altamente refratárias

quando não se deformam abaixo de 1785 0C. Além dessa propriedade deve possuir

estabilidade de volume, resistência mecânica e resistência química. É empregada argila

pobre em cal e óxido de ferro. São utilizadas em diversas formas, as mais comuns são

tijolos maciços e tijolos especiais para chaminés e fornos. Para o assentamento

emprega-se uma argamassa refratária obtida pela mesma argila do tijolo, sem cimento.

6.8. CARACTERÍSTICAS DOS PRODUTOS CERÂMICOS

Os quadros 6.1 a 6.4 ilustram as propriedades dos produtos cerâmicos

empregados na construção civil, enquanto que nos quadros 6.5 e 6.6 são apresentados os

empregos dos materiais em função das suas propriedades.

QUADRO 6.1 – Absorção de água.

PRODUTO ABSORÇÃO GRUPO

Porcelana 0% a 0,5% Baixa

Grés 0,5% a 3% Baixa média

Semigrés 3% a 6% Média

Semiporoso 6% a 10% Média alta

Poroso 10% a 20% Alta

86

QUADRO 6.2 – Classe de resistência à abrasão.

CLASSES DE RESISÊNCIA À ABRASÃO

PEI 1 Baixa – apresenta desgaste após 150 ciclos

PEI 2 Média – desgaste após 600 ciclos

PEI 3 Média alta – desgaste após 750 e 1500 ciclos

PEI 4 Alta – desgaste após 2100, 600 e 12000 ciclos

PEI 5 Altíssima – desgaste após mais de 12000 ciclos

QUADRO 6.3 – Grupos de resistência química.

Classe AA – ótima resistência a produtos químicos

Classe A – ligeira alteração de aspecto

Classe B – alteração de aspecto bem definida

Classe C – perda parcial da superfície original

Classe D – perda completa da superfície original

QUADRO 6.4 – Classe de remoção de manchas

Classe 5 – máxima facilidade de remoção de manchas

Classe 4 – mancha removível com produtos de limpeza fraco

Classe 3 – mancha removível com produtos de limpeza forte

Classe 2 – mancha removível com ácido clorídrico/ acetona

Classe 1 – impossibilidade de remoção de manchas

QUADRO 6.5 – Emprego em pisos de uso público.

ABSORÇÃO ABRASÃO MANCHAS ATAQUES

Áreas administrativas em

escolas

0 – 10% Classe 5 Classe 5 Classe A/B

Revenda de automóveis 0 – 10% Classe 5 Classe 4/5 Classe A/B

Restaurantes/ padarias 0 – 10% Classe 5 Classe 5 Classe A/B

Halls de hotéis e edifícios 0 – 10% Classe 5 Classe 4/5 Classe A/B

Escadas 0 – 10% Classe 5 Classe 4/5 Classe A/B

Escritórios 0 – 10% Classe 5 Classe 4/5 Classe A/B

Lojas 0 – 10% Classe 5 Classe 5 Classe A/B

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QUADRO 6.6 – Emprego em pisos de uso residencial.

ABSORÇÃO ABRASÃO MANCHAS ATAQUES

Lavabos e banheiros 0 – 10% Classe 1 Classe 3/4/5 Classe A/B

Salas 0 – 10% Classe 2

No litoral 4/5

Classe 3/4/5 Classe A/B

Dormitórios 0 – 10% Classe 2 Classe 3/4/5 Classe A/B

Halls e corredores 0 – 10% Classe 3 Classe 3/4/5 Classe A/B

Beira de Piscina 0 – 10% Classe 3/4 Classe 4/5 Classe A/B

Cozinhas e área de

serviço

0 – 10% Classe 3 Classe 5 Classe A/B

Piscinas Região N NE: até 20%;

região S e SE até 10%

Classe 1 Classe 4/5 Classe A/B

Dormitórios de

crianças

Até 10% Classe 3 Classe 5 Classe A/B

Escadas Até 10% Classe 3/4 Classe 4/5 Classe A/B

Garagens e quintais

descobertos

até 10% Classe 4 Classe 5 Classe A/B

88

MADEIRA


O Brasil é reconhecido mundialmente pela riqueza de suas florestas apesar de

grande parte dos consumidores de madeiras possuírem pouco conhecimento a respeito

da origem deste insumo e, das conseqüências ao Meio Ambiente do uso intensivo e

constante de algumas espécies. Há de se considerar, inclusive, o processo de escolha e

especificação da madeira mais adequada a cada tipo de emprego nas atividades do Setor

da Construção, que tem se pautado na desinformação.

Cabe mencionar que a madeira trata do material mais antigo empregado na

construção civil, precedeu a própria pedra, tendo sido usada em construções palafíticas.

As facilidades de obtenção e de adaptação aos fins previstos permitiram o seu emprego

por populações primitivas. O seu uso tornou-se mais difundido devido as suas

vantagens, a saber: abundância no mercado, baixo custo, alta resistência mecânica para

uma baixa massa específica, proporciona bom isolamento térmico e acústico, possui

grande variedade de tamanhos, cores e aspectos, facilidade de ligações e emendas e a

possibilidade de ser trabalhada com ferramentas simples e poder ser reempregada várias

vezes.

Em contraposição, apresenta as seguintes desvantagens: trata-se de um material

higroscópico, com uma estrutura heterogênea, combustível e passível de apodrecimento.

Nas modernas técnicas de emprego da madeira, algumas características negativas

são atenuadas por processos de beneficiamento como: a secagem artificial, os

tratamentos de preservação, dentre outros. Como material de acabamento, temos a

madeira denominada transformada, onde atenua-se os efeitos de anisotropia.

Na construção civil, a madeira é utilizada de diversas formas em usos temporários,

como: fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos e empregos definitivos, como:

em estruturas de cobertura, em esquadrias (portas e janelas), nos forros e nos pisos. Tais

89

produtos são comercializados em lojas especializadas, conhecidas como depósitos de

madeira, e destinam-se principalmente à construção horizontal, ou seja, casas e

pequenas edificações.

7.2. ESTRUTURA

Ao observarmos uma seção transversal verificamos quatro camadas principais, a

saber, (vide figura 7.1):

a) CASCA consiste na camada externa, com pouca importância para construção

civil.

b) ALBURNE formado por células vivas, tem menor resistência que o cerne e é

mais atacado por agentes agressivos.

c) CERNE: Formado por anéis concêntricos de células mortas é a parte

aproveitada pela construção civil.

d) MEDULA: Camada interna de consistência mole, não é utilizada na construção

civil.

FIGURA 7.1 – Corte transversal esquemático do caule de uma árvore.


A madeira pode ser classificada, para a construção civil, em dois grupos básicos:

CASCA

MEDULA

ALBURNE CERNE

90

a) MADEIRAS DURAS OU DE LEI: proveniente de árvores frondosas de ótima

qualidade, empregadas, principalmente, em trabalhos definitivos. Ex.: peroba-

rosa, imbuía, sucupira, etc.

b) MADEIRA MOLE OU BRANCA: proveniente de árvores coníferas.

Empregada, principalmente, como auxiliar de construção. Ex.: pinho.

7.4. PRODUÇÃO

7.4.1. Linha de Produção

A madeira serrada é produzida em unidades industriais (serrarias), onde as toras

são processadas mecanicamente, transformando a peça originalmente cilíndrica em

peças quadrangulares ou retangulares, de menor dimensão. A sua produção está

diretamente relacionada com o número e as características dos equipamentos utilizados

e o rendimento baseado no aproveitamento da tora (volume serrado em relação ao

volume da tora), sendo este função do diâmetro da tora (maiores diâmetros resultam em

maiores rendimentos). As diversas operações pelas quais as toras passam são

determinadas pelos produtos que serão fabricados. Na maioria das serrarias, as

principais operações realizadas incluem o desdobro, o esquadrejamento, o desdoro das

peças e o pré-tratamento, de caráter profilático e tem como objetivo proteger a peça

contra fungos, insetos, dentre outros.

A madeira beneficiada é obtida pela usinagem das peças serradas, agregando

valor às mesmas. As operações são realizadas por equipamentos com cabeças rotatórias

providas de facas, fresas ou serras, resultando na espessura, na largura e no

comprimento definitivos, na forma e no acabamento superficial da madeira. Podendo-se

incluir as seguintes operações: aplainamento, molduramento e torneamento entre outras.

Para cada uma destas operações existem máquinas específicas, manuais ou não, simples

ou complexas, que executam vários trabalhos na mesma peça.

No aplainamento, as sobremedidas e as irregularidades são retiradas deixando a

superfície mais lisa. O molduramento faz os cortes de encaixes (tipo macho-fêmea), por

exemplo, – no comprimento nas peças destinadas a forros, nas peças para assoalhos, nos

91

batentes de portas, entre outros. No torneamento, as peças tomam a forma arredondada,

como balaustres de escadas.

O fluxograma a seguir apresenta o processo simplificado de beneficiamento da

madeira:

7.4.2. NOMENCLATURA DAS PEÇAS DE MADEIRA

O quadro 7.1 apresenta a nomenclatura empregada para as de madeira serrada e o

quadro 7.2 as dimensões para a madeira beneficiada.

QUADRO 7.1 – Nomenclatura para as peças de madeira serrada.

NOME DA PEÇA ESPESSURA (cm) LARGURA (cm)

Pranchão > 7,0 > 20,0

Prancha 4,0 a 7,0 > 20,0

Viga > 4,0 11,0 a 20,0

Vigota 4,0 a 8,0 8,0 a 11,0

Caibro 4,0 a 8,0 5,0 a 8,0

Tábua 1,0 a 4,0 > 10,0

Sarrafo 2,0 a 4,0 2,0 a 10,0

Ripa < 2,0 < 10,0

CORTE E

DERRUBADA

TORAGEM

FALQUEJO

DESDORO

APARELHAGEM

DAS PEÇAS

Refere-se à seleção e obtenção da matéria - prima. O período

de corte influência na maior o menor qualidade da madeira.

É a segunda fase do beneficiamento. A árvore é desgalhada

e reduzida a toras de 5 a 6m. Esta fase inclui o transporte.

Nesta fase remove-se a casca e parte do alburne, segundo 4

planos de corte longitudinais e perpendiculares 2 a 2,

restando uma tora aproximadamente retangular.

Por meio de cerras obtém-se pranchões de espessura maiores

que 7 cm, e largura superior a 20 cm.

Fase final de beneficiamento.

92

QUADRO 7.2 – DIMENSÕES DA MADEIRA BENEFICIADA

MADEIRA BENEFICIADA (cm)

* Soalho - 2,0 x 10,0;

* Forro - 1,0 x 10,0;

* Batente 4,5 x 14,5;

* Rodapé - 1,5 x 15,0;

* Taco – 2,0 x 2,1.

7.5 – PROPRIEDADES

7.5.1. Umidade

Refere-se à quantidade de água que se encontra na peça. Essa característica

influencia todas as propriedades da madeira. Os tipos de água presentes na madeira são:

a de constituição (não é alterada pela secagem), de adesão (trata-se daquela que satura a

parede das células) e a de capilaridade (presente entre as fibras e os canais, tratando-se,

portanto, da água livre).

Várias propriedades da madeira são afetadas pelo teor de umidade das peças.

Considera-se a madeira seca (18% < umidade < 23%) quando o seu teor de umidade

está em equilíbrio com a umidade relativa do ambiente onde a madeira será utilizada.

Nesta situação, as propriedades mecânicas são superiores e a movimentação

dimensional é menor do que quando a madeira está verde, ou seja, quando o teor de

umidade esteja acima do ponto de saturação das fibras, igual ou superior a 30%. O

quadro 7.3 apresenta uma correlação entre o tipo de construção, o teor de umidade e o

tipo de secagem mais indicado.

A despeito disso, o comércio de madeira serrada para fins estruturais não

considera essa característica e as peças de madeira acabam secando no depósito do

comprador ou, o que é mais freqüente, em uso. Tal prática poderá resultar em

empenamentos e rachaduras nas peças após a realização da inspeção de recebimento.

Devido aos custos envolvidos na secagem de peças de madeira de bitolas

avantajadas (vigas e pranchas) e a prática comercial arraigada, prevê-se que no médio

93

prazo esse tipo de material não estará disponível no mercado. O mesmo não acontece

com a madeira destinada aos usos em que a estabilidade dimensional é um requisito

importante, como no caso das madeiras para pisos, esquadrias e revestimentos. No

comércio, esse material é referido como madeira seca em estufa.

QUADRO 7.3 – Tipo de construção x Teor de umidade de madeira x Tipo de

secagem a realizar.

TIPO DE CONSTRUÇÃO TEOR DE UMIDADE TIPO DE SECAGEM A

REALIZAR

Construção Submersa;

pontes, açudes

30%

Madeira saturada

Construção exposta à

umidade, não coberta, não

abrigada

18% a 23%

Madeira “úmida”

comercialmente seca.

Secagem parcial no

canteiro de obra.

Construção abrigada em

local coberto, mas aberto.

16% a 20%

Madeira seca.

Secagem no canteiro.

Construção em local

fechado e coberto, telhado

13% a 17%

Madeira seca ao ar.

Secagem natural ou

artificial até 15%.

Local fechado e aquecido. 10% a12%

Madeira bem seca.

Secagem artificial.

Local com aquecimento

artificial.

8% a 10%

Madeira dessecada.

Secagem artificial.

No tocante ao teor de umidade, recomenda-se:

• especificar o teor de umidade médio e os valores mínimo e máximo, considerando o

local de uso da madeira;

• verificar o teor de umidade das peças do lote, por amostragem, empregando medidores

elétricos (ensaio não destrutivo) de acordo com as instruções do fabricante, ou pelo

método de perda de massa em estufa (ensaio destrutivo). Este último, apesar de ser mais

preciso, requer equipamentos de laboratório e é mais demorado.

94

7.5.2. Massa Específica

No que se refere a real é constante e numericamente igual a 1,5 g/cm3, enquanto

que a aparente varia na espécie e na árvore, sendo ainda, influenciada pela localização

da amostra, ou seja, é decrescente do pé para os pontas e da medula para o alburne.

7.5.3. Propriedades Mecânicas

São determinadas para os esforços principais (compressão tração, flexão e

cisalhamento) no sentido das fibras e para os esforços secundários (compressão, torção e

fendilhamento) no sentido transversal as fibras.

7.5.4. Durabilidade

Trata-se da propriedade segundo a qual as madeiras devem resistir ao ataque de

organismos destruidores. As causas mais comuns de deterioração são: o ataque de

fungos e bactérias que causam a putrefação e/ou podridão, seguido da ação do fogo, de

insetos, moluscos e crustáceos de água salgada, vento, agentes químicos, dentre outros.

Dentro deste contexto, surge o conceito de preservação de madeiras que se refere

a todo e qualquer procedimento ou conjunto de medidas que possam conferir à madeira

em uso maior resistência aos agentes de deterioração, proporcionando maior

durabilidade. Essas medidas devem ser discutidas e adotadas na etapa de elaboração dos

projetos, sendo que o uso racional da madeira como um material de engenharia no

ambiente construído pressupõe minimamente:

• Conhecimento do nível de desempenho necessário para o componente ou estrutura de

madeira, tais como vida útil, responsabilidade estrutural, garantias comerciais e legais,

entre outras.

• Escolha da espécie da madeira com base nas propriedades intrínsecas de durabilidade

natural e tratabilidade;

• Definição das condições de exposição (uso) da madeira e dos possíveis agentes

biodeterioradores presentes (fungos e insetos xilófagos), ou seja, definição do risco

biológica a que a madeira será submetida;

• Adoção do método de tratamento e produto preservativo de madeira (inseticida e/ou

fungicida) em função do risco biológico para aumentar a durabilidade da madeira. O

95

tratamento preservativo faz-se necessário se a espécie escolhida não é naturalmente

durável para o uso considerado e/ou se a madeira contém porções de alburno;

• Implementação de controle de qualidade de toda a madeira tratada com produtos

preservativos para garantir os principais parâmetros de tratamento: penetração e a

retenção do preservativo absorvido no processo de tratamento. A penetração é definida

como sendo a profundidade alcançada pelo preservativo ou pelo(s) seu(s) ingrediente(s)

ativo(s) na madeira. Já a retenção é a quantidade do preservativo ou de seu(s)

ingrediente(s) ativo(s), contida de maneira uniforme num determinado volume da

madeira, por exemplo, expressa em quilogramas de ingrediente ativo por metro cúbico

de madeira tratável (kg/m³).

Considerando a Lei nº 4.797 de 20 de outubro de 1965 e a Instrução Normativa

Conjunta Ibama e Anvisa, em fase final de implementação para substituição da Portaria

Interministerial nº 292 de 20 de outubro de 1989 e Instrução Normativa nº5, de

20/10/92, que disciplinam o setor Preservação de Madeiras no Brasil, o tratamento

preservativo de madeiras é obrigatório para peças ou estruturas de madeira, tais como:

dormentes, estacas, vigas, vigotas, pontes, pontilhões, postes, cruzetas, torres, moirões

de cerca, escoras de minas e de taludes, ou quaisquer estruturas de madeira que sejam

usadas em contato direto com o solo ou sob condições que contribuam para a

diminuição de sua vida útil.

Esta obrigatoriedade deve ser observada exclusivamente com relação às essências

florestais passíveis de tratamento. São passíveis de tratamento preservativo as peças de

madeira portadoras de alburno ou as que, sendo de puro cerne, apresentem alguma

permeabilidade à penetração dos produtos preservativos em seus tecidos lenhosos. No

caso do uso de madeira de puro cerne, esta deve ser de alta durabilidade natural aos

fungos apodrecedores e insetos xilófagos (brocas-de-madeira e cupins) para as

condições de uso biologicamente ativa e/ ou agressiva.

Em resumo, a preservação da madeira visa aumentar a sua durabilidade (vida útil)

ocorrendo de várias formas, a saber: Prévio: Remoção de cascas e cortiças, secagem

prévia e desseivamento; Secagem: pode ser tipo natural onde ocorre a evaporação lenta

e natural da água, ou artificial feita em estufa. As vantagens da secagem são: aumento

da durabilidade, a redução do peso, a redução da contração o que diminui o

96

fendilhamento e o empenamento, a melhor penetração do preservativo, a melhor

aderência de pintura, o aumento da resistência.

Os preservativos são produtos químicos naturais ou artificiais com propriedades

específicas e destinadas ao revestimento das peças a fim de protegê-las contra agentes

deteriorizadores. Entre esses produtos encontramos os tóxicos (óleos, soluções salinas

como cloreto de zinco.) e os impermeabilizantes (óleo cru, pintura e verniz). Salienta-

se que um bom preservativo possui uma boa característica no que se refere à sua

toxidez, uma alta permanência na peça, alta penetração na peça, apresenta segurança à

saúde, não tem ação corrosivo sobre os metais.

Os processos mais utilizados para aplicação dos preservativos são os superficiais,

e por impregnação que pode ser com pressão ou sem pressão.

Com relação ao tratamento preservativo da madeira, deve-se considerar a busca de

produtos e processos de tratamento de menor impacto ao meio ambiente e à higiene e

segurança, a disponibilidade de produtos no mercado brasileiro, os aspectos estéticos

(alteração de cor da madeira, por exemplo), aceitação de acabamento e a necessidade de

monitoramento contínuo. Só devem ser utilizados os produtos preservativos

devidamente registrados e autorizados pelo Ministério do Meio Ambiente, através do

Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama), e pela

Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), que avalia os resultados dos testes

para classificação da Periculosidade Ambiental.

A especificação de um tratamento preservativo, baseado nas condições de uso da

madeira, deve requerer penetração e retenção adequadas que dependem do método de

tratamento escolhido. As normas técnicas e a experiência do fabricante podem

relacionar estes parâmetros de qualidade do tratamento, considerando minimamente:

• a diferente durabilidade natural e tratabilidade do alburno e cerne devem ser sempre

consideradas;

• quanto maior a responsabilidade estrutural do componente de madeira, maior deverá

ser a retenção e penetração do produto preservativo;

• uma maior vida útil está normalmente associada a uma maior retenção e penetração do

produto;

• para um mesmo processo de tratamento, diferenças de micro e macroclima entre

regiões podem exigir maiores retenções e penetrações;

97

• a economia em manutenção e a acessibilidade para reparos ou substituições de um

componente podem exigir maiores retenções e penetrações;

• o controle de qualidade de toda a madeira preservada deverá ser realizado para garantir

os principais parâmetros de qualidade: penetração e a retenção do preservativo

absorvido no processo de tratamento;

• se há risco de lixiviação do produto preservativo, considere a proteção dos

componentes durante construção e/ou transporte;

• fatores como manuseio das peças tratadas, práticas durante a construção, integridade

de acabamentos ou compatibilidade do produto preservativo com o acabamento, podem

afetar o desempenho da madeira preservada.

7.6. DEFEITOS

Os defeitos que podem surgir nas madeiras provêm do crescimento, da produção,

da secagem ou de agentes deteriorizadores e comprometem a resistência e a durabilidade

da madeira.

O crescimento anômalo da árvore provoca defeitos de estrutura como os nós

(núcleo formado na árvore no ponto onde existiam ramos ou galhos e que na madeira

serrada apresenta uma coloração diferente), fibras reversas (são aquelas que não são

paralelas ao eixo da peça provocando aspereza).

A produção é responsável por falhas na peça como fraturas, fendas, quina morta

(falta de madeira em uma das arestas). Na secagem uma rápida variação da umidade

pode provocar rachaduras com grande extensão, fendas pequenas no topo da peça, gretas

(separação descontínua entre fibras vizinhas), fendilhamentos ao longo da peça,

abaulamento da peça (encurvamento no sentido transversal (largura)) ou arqueamento da

peça (empenamento no sentido longitudinal (comprimento)). E, finalmente, os agentes

deteriorizadores mais comuns são os mofos que se desenvolvem na presença de

umidade na peça, insetos e larvas que produzem orifícios.

98

7.7. MADEIRAS TRANSFORMADAS

Denomina-se madeira transformada a madeira que passa por um processo

industrial de transformação com a finalidade de obter produtos com algumas

características melhoradas como: homogeneidade e isotropia; tratamento prévio com

preservativos, melhoria das características físicas e mecânicas, melhoria das

características físicas e mecânicas e melhor aproveitamento da madeira, cerca de 90%

da tora. Os tipos são: Aglomerada, Compensada.

* Aglomerada: Em resumo é obtida pela aglomeração de pequenos fragmentos de

madeira (aparas, flocos, cavacos), formando peças pela união dos pedaços de madeira

por um aglomerante que origina um composto que é prensado. São econômicas,

possuem um bom isolamento, porém pouco resistente.

Sendo, de maneira geral, o aglomerado uma chapa de partículas de madeiras

selecionadas de pinus ou eucalipto, provenientes de reflorestamento, aglutinadas com

resina sintética termofixa que se consolida sob a ação de alta temperatura e pressão,

podem ser cortadas em qualquer direção, o que permite o seu maior aproveitamento. O

aglomerado deve ser revestido, sendo indicado na aplicação de lâminas de madeira

natural e laminados plásticos. É amplamente utilizado na indústria de móveis, na

construção civil, em embalagens, entre outros. Normas e recomendações devem ser

observadas para se obter maior uniformidade e acabamento na instalação do produto

final. Os dispositivos de fixação utilizados devem ser aqueles indicados para este tipo de

material, sob pena de serem obtidos resultados finais negativos caso estas

recomendações não sejam seguidas. Por não apresentar resistência à umidade ou à água,

o aglomerado deve ser utilizado em ambientes internos e secos, para que suas

propriedades originais não se alterem.

● Compensada: Surgiu no início do século XX como um grande

avanço, ao transformar toras em painéis de grandes dimensões, possibilitando um

melhor aproveitamento e, conseqüente, redução de custos. O painel compensado é

composto de várias lâminas desenroladas, unidas cada uma, perpendicularmente à

outra, através de adesivo ou cola, sempre em número ímpar, de forma que uma

99

compense a outra, fornecendo maior estabilidade e possibilitando que algumas

propriedades físicas e mecânicas sejam superiores às da madeira original. A espessura

do compensado pode variar de 3 a 35 mm, com dimensões planas de 2,10 m x 1,60 m,

2,75 m x 1,22 m e 2,20 m x 1,10 m, sendo esta a mais comum. Extensamente utilizado

na indústria de móveis e construção civil, seu preço varia conforme as espécies e a cola

utilizadas, com a qualidade das faces e com o número de lâminas que o compõe. Há

compensados tanto para uso interno quanto externo. Chapas finas de compensado

apresentam vantagens sobre as demais madeiras industrializadas, pois são maleáveis e

podem ser encurvadas. São encontrados no mercado três tipos: laminados, sarrafeados

e multissarrafeados. Os primeiros são produzidos com finas lâminas de madeira

prensada. No compensado sarrafeado, o miolo é formado por vários sarrafos de

madeira, colados lado a lado. O multissarrafeado é considerado o mais estável. Seu

miolo compõe-se de lâminas prensadas e coladas na vertical, fazendo um “sanduíche”.

Suas principais vantagens são: resistência uniforme ao longo da peça, eliminação

da contração e, consequentemente, do aparecimento de fendas e empenamentos,

obtenção de tamanhos variados, melhor aproveitamento da madeira.

7.8. EMPREGO DE ALGUMAS MADEIRAS

* Na execução de formas de concreto, escoramento, andaimes, etc. Nestes casos

as madeiras mais recomendadas são: o pinho, pinus, compensado e eucalipto.

* No madeiramento de telhados onde as mais indicadas são a peroba-rosa, ipê,

jatobá e o angelim-pedra.

* Na execução de revestimentos como tacos para pisos, forros, lambris e as

madeiras indicadas são o ipê, a canela e a cerejeira.

* Na construção de esquadrias sendo o cedro, a canela, imbuía, agelim-pedra as

madeiras mais indicadas.

100

7.9. OBSERVAÇÕES

Na execução de soalhos e tacos de madeira deve-se ter o cuidado de: usar sempre

madeira seca para evitar mais tarde a retração e o empenamento da peça; na execução

correta as tábuas ou tacos devem ser aplicados com a medula para baixo e sua parte

inferior deve ser impermeabilizada com asfalto, no caso dos tacos utilizam-se grampos

para melhorar sua ligação com a argamassa, e para o caso de serem colados não deve

possuir malhetes. A figura 7.2 apresenta o comportamento das tábuas do soalho em

relação à umidade.

FIGURA 7.2 – Comportamento das tábuas do soalho em relação à umidade.

Tábua pouca seca - com a

evaporação há uma retração

da peça e as bordas ficam

largas.

Tábuas secas -

assentamento errado, as

bordas se levantam.

Tábuas secas -

assentamento correto.

101

TINTAS E VERNIZES


São materiais de revestimento, com consistência líquida ou pastosa apta a cobrir,

proteger e colorir a superfície dos objetos. Proporcionam uma elevada capacidade de

proteção com grande influência no desempenho e na durabilidade das construções e

devido ao efeito estético valoriza o empreendimento. Diante desses fatores, não deve ser

tratada isoladamente, mas como parte de um sistema integrado que determinam a

qualidade final da obra.

Uma boa pintura inicia-se com a seleção correta dos produtos, considerando-se o

uso da edificação e o meio ambiente onde ela será aplicada. Dentro deste contexto,

podemos classificar, de forma resumida, as tintas e os vernizes, segundo o seu emprego

como: sendo brilhantes ou opacas, transparentes ou não, colorida ou incolor e resistente

a determinado agente agressivo.

A principal função da pintura é proteger e/ou embelezar, além destas há algumas

funções especiais como: a sinalização, a propaganda, etc. A proporção com que as

funções principais influem na composição de uma tinta depende da finalidade para a

qual ela se destina. Um exemplo seria o revestimento de uma ponte onde a proteção é

mais importante do que a beleza, já a pintura interna de uma sala o fator beleza torna-se

mais importante.

As diferentes qualidades das tintas bem como as suas cores são apresentadas em

catálogos onde os clientes escolhem as cores segundo critérios pessoais. Deve-se

considerar, também, a opção de se contratar técnicos, os quais aplicam de maneira

funcional as tintas, já que cores diferentes despertam emoções diferentes, por exemplo:

cores quentes (vermelho, laranja, amarelo) são excitantes; cores frias (verde e azul

claro) transmitem tranqüilidade e proporcionam maior dimensão aos ambientes e,

102

finalmente, cores escuras (azul escuro e preto) proporcionam maior sensação de peso

aos objetos e menor dimensão aos ambientes.

8.2. TINTAS

É uma suspensão de partículas opacas (pigmento) em um veículo (material líquido

em que o pó está emulsionado). A função das partículas é cobrir e decorar as superfícies,

já o veículo tem como função aglutinar as partículas e formar uma película de proteção.

Exceto o surgimento de novos pigmentos orgânicos, o grande avanço na tecnologia das

tintas se deve as alterações ocorridas no veículo. Os constituintes básicos de uma tinta

são:

* Pigmentos: trata-se do componente responsável pela cor, opacidade ou ação

anticorrosiva, para o caso de tintas para proteção de superfícies metálicas. Dentro deste

contexto, considera-se como pigmento todo corpo formado por elementos opacos, de

estrutura amorfa e com coloração própria.

* Veículo: é a parte líquida da tinta e composto de duas partes. Uma volátil que

tem a função de facilitar a aplicação e por sua evaporação facilita a secagem, conhecido

como solvente. O seu teor geralmente é corrigido momentos antes da aplicação, pois

depende da viscosidade da tinta e da porosidade e capacidade de absorção do substrato.

A outra parte, a não volátil (resinas), é o ligante ou aglutinante das partículas do

pigmento, responsável pela aderência à superfície e pela qualidade protetora e duração

da tinta, ou seja, é o agente formador do filme.

* Aditivos: São substâncias adicionadas em pequenas proporções que resultam

em características especiais às tintas, podendo aumentar a resistência a fungos e

bactérias, alterar a temperatura de formação de filme, dentre outras.

* Cargas: empregada para baratear o custo, facilitar a aplicação e dar corpo à

tinta, melhorando a sua consistência e durabilidade. São filler minerais, (pigmentos

brancos ou incolores), sendo os mais usados o talco, o gesso e o carbonato de cálcio.

103

Os produtos no comércio diferem tanto entre si que escapam às limitações de

qualquer classificação, quer se baseie na origem do pigmento, no veículo usado ou na

finalidade, conforme apresentado a seguir:

a) tinta fosca de base alquídica para interior;

b) tinta óleo para acabamento brilhante;

c) tinta óleo fosca;

d) esmalte sintético para ferro;

e) tinta a têmpera guache para cartazes;

f) tinta mineral para cerâmica;

g) tinta para pintura artística;

h) aquarelas para fotografia;

i) tintas vinícolas;

j) tintas fenólicas;

k) lacas para automóveis e aviões;

l) tintas para navios;

m) tintas emulsionáveis em água para interior e exterior.

8.3. ALGUNS TIPOS DE TINTAS

8.3.1. Tinta à óleo composta por: veículo, solvente, secante, pigmentos reforçados e

cargas, descritos a seguir. Sua aplicação principal é em madeiras e

em metais.

a) VEÍCULO: são óleos secativos, isto e’, quando exposto ao ar em finas camadas

formam uma película sólida, relativamente flexível e resistente, aderente à superfície,

aglutinante do pigmento, ou seja, útil. Quimicamente seus constituintes principais são

ésteres derivados de ácidos graxos insaturados e glicerina. Os principais óleos naturais

utilizados são: o óleo de linhaça, de tungue, de soja, de mamona. Esses óleos podem ser

modificados, por exemplo, isomerados para fornecer duplas ligações em posições

conjugadas melhorando a adesividade da película resultante, a flexibilidade e

possibilitando o emprego de solventes mais econômicos e de secagem mais rápida. Esse

resultado é obtido para as tintas modernas.

b) SOLVENTES: sua função essencial é baixar a viscosidade do veículo

facilitando a aplicação da tinta. Suas propriedades mais importantes são: solvência e

volatilidade. Solvência significa a maior ou menor facilidade de dissolver os vários

óleos e resinas empregadas, alta ou baixa viscosidade das soluções obtidas, o quanto é

104

tolerado sem haver precipitação ou outros defeitos. A sua volatilidade é avaliada pela

velocidade de evaporação. Os solventes são: aguarrás, derivados de petróleo (gasolina

especial), alcatrão de hulha (aguarrás mineral).

c) SECANTES: são catalizadores de absorção química do oxigênio e portanto, do

processo de secagem. São constituídos geralmente de sabões, resinatos ou naftenatos de

zinco, chumbo, cobalto, manganês. Quantidades excessivas ocasionam uma película

dura e quebradiça, o ideal é de 0,05 a 0,2%.

d) PIGMENTOS: consistem em pequenas partículas cristalinas que devem ser

insolúveis nos demais componentes da tinta (óleo, secantes,...) e tem por finalidade dar

cor e opacidade a película útil. Muitos são substâncias inorgânicas como o cromato de

chumbo e de bário. A cor é caracterizada pela absorção e reflexão relativas das

radiações luminosas. Os pigmentos com mesma composição química diferem da cor e

tonalidade devido às diferenças no tamanho das partículas ou na sua agregação, por

exemplo, quanto menor as partículas mais pálida se torna a sua cor. No que se refere ao

brilho, para que sejam brilhantes as partículas do pigmento devem ser pequenas em

relação a sua espessura. O poder de cobertura é definido como a capacidade do

pigmento obliterar o fundo. Pode ser obtido pela medida da área obliterada por uma

determinada quantidade de tinta aplicada sobre um cartão teste que traz impresso um

desenho branco e preto.

e) CARGAS: melhoram as propriedades de uma tinta apesar de possuírem baixo

poder de cobertura. Servem para encher os vazios no sistema película-pigmento,

melhorar o arranjo das partículas, transmitir a cor do pigmento ou melhorar as

propriedades quando à sua aplicação. Ex.: o talco e a argila amenizam a cor.

8.3.2. Tinta para caiação: São muito conhecidas e econômicas. Seu principal

componente é a cal extinta. Esse tipo de tinta é utilizado em muros e

paredes externas. A fim de se aumentar a aderência e durabilidade da

película, adiciona-se, antes do uso, cola de peixe ou de carpinteiro.

8.3.3. Tintas Plásticas Emulsionáveis: são aquelas que uma resina não solúvel em

água ou uma solução dessas resinas em solvente é convertida em

uma emulsão na qual a água é a fase de dispersão ou fase contínua.

105

Trata das tintas látex, empregadas em paredes exteriores e/ou

interiores, a saber: TINTA LÁTEX PVA (PVA ou

POLIACETANATO DE VINIL) e TINTA LÁTEX ACRÍLICA.

a) EMULSÃO: são sistemas de dois líquidos imiscíveis, um dos quais está

disperso no outro na forma de pequenas gotas. Para produzir emulsões coloidais estáveis

deve se adicionar um agente emulsionante tal como o sabão que reduz a tensão

interfacial entre os dois líquidos. Além do sabão há gelatina, albumina, goma arábica.

b) FUNÇÕES DOS COMPONENTES: fórmula baseada no acetato de polivinila é

descrita a seguir e no quadro 1.

b.1) LÁTEX: monômero é polimerizado em emulsão. Quando a película de tinta

plástica emulsionável é aplicada a água evapora e as partículas de resina coalescem para

formar a película útil.

b.2) PLASTIFICANTE: modifica a dureza e a flexibilidade da resina

b.3) ADITIVOS PARA EVITAR O CONGELAMENTO: fornecer maior estabilidade à

emulsão durante o armazenamento em temperaturas baixas.

b.4) COLÓIDES PROTETORES: melhora a estabilidade da emulsão. Podem ser

atacados por fungos sendo necessário a aplicação de um fungicida.

b.5) ANTIESPUMA: reduz a formação de espumas durante a aplicação a pincel ou rolo.

b.6) PIGMENTOS: além da função de dar a cor e poder de cobertura devem ser

escolhidos para ocasionar o mínimo efeito de coagulação na emulsão

b.7) CARGAS: além das funções citadas no item tinta à óleo, para as tintas plásticas

podem prevenir a sedimentação dos pigmentos ou melhorar a resistência à água da

película.

b.8) AGENTES SEQÜESTRANTES: reduzem o efeito da coagulação dos íons

produzidos pelos pigmentos.

b.9) AGENTE EMULSIONANTE: melhora a estabilidade da emulsão podendo ajudar

também na dispersão dos pigmentos aumentando o poder de cobertura da película final.

106

QUADRO 8.1 – Composição de uma tinta formulada com acetato de ponivinila.

COMPONENTE PARTE EM PESO COMPONENETE PARTE EM PESO

Látex de acetato de

polivinila

30 Agente sequestrante 0.1 – 0.2

Plastificante 3 Solvente coalescedor 2

pigmento 25 Fungicida 0.1

carga 5 Aditivo para evitar

congelamento

1

Agente emulsionante 2 Água destilada 30

Colóides protetores 1 TOTAL 99.2

8.3.4. Tintas especiais: são aquelas com algumas propriedades, como por exemplo,

inibidoras do desenvolvimento de microorganismos, resistentes ao

calor (para pintura de fornos, seu veículo é a base de silicone, pó

metálico (alumínio, zinco estanho) e pigmentos estáveis ao calor),

retardadoras de combustão, as luminescentes (fluorescentes - que

absorvem radiação ultravioleta e emitem luz quando irradiadas e as

fosforescentes - continuam a irradiar mesmo depois de cessada a

radiação) e as inibidoras de temperatura (composta por materiais

que apresentam mudança de cor em temperaturas definidas).

8.4. VERNIZES E LACAS

São soluções de gomas ou resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo

secativo, solvente volátil), soluções que são convertidas em uma película útil

transparente ou translúcida após a aplicação em camadas finas.

São produtos de consistência líquida que espalhados sobre os objetos deixam uma

camada fina, brilhantes, transparentes de modo a proteger a superfície. Seu emprego é

em telhados, em portas, janelas, armários, etc.

Os tipos de vernizes são:

107

a) À BASE DE ÓLEO: contém uma resina e óleo secativo como componente

básico de formação da película. É formado por reação química.

b) Á BASE DE SOLVENTE: a película é formada pela evaporação do solvente.

As LACAS são compostas de um veículo volátil, uma resina sintética, um

plastificante, cargas e ocasionalmente um corante. Usada na indústria automobilística.

8.5. PROCESSAMENTO DA PINTURA

O primeiro passo para se executar um revestimento aplicando-se uma tinta ou um

verniz, é determinar a as características do produto a ser utilizado, o que ocorre através

da análise da superfície a ser revestida. Na construção civil as superfícies são

classificadas em: Madeira; Alvenaria; Concreto; Metais ferrosos; Metais não ferrosos;

Etapas de execução de uma pintura:

I) Preparação da superfície.

II.) Aplicação de fundo ou massa.

III.) Execução da pintura propriamente dita.

8.5.1. Preparação da Superfície: tem por objetivo deixar a superfície nas melhores

condições possíveis para receber a pintura. Uma superfície bem preparada é aquela que

se encontra limpa, isenta de graxas, óleos, poeira, ferrugem, etc. Apresenta-se também

seca, lisa e geralmente plana.

A principal causa da curta duração da película de tinta ou verniz é a má qualidade

da primeira demão de fundo ou a negligência em se providenciar uma boa base para a

tinta ou verniz.

Para assegurar uma boa cobertura final, deve-se aplicar uma película intermediária

que tenha alta aderência ao material e que produza uma boa base para o revestimento

final.

PRIMER: a primeira de duas ou mais demãos de tinta, verniz.

SURFACER: uma composição pigmentada para corrigir pequenas irregularidades

para se obter uma superfície lisa e uniforme, apta a receber a cobertura final.

108

a) Alvenaria e/ou concreto: nas paredes de alvenaria com reboco deve-se aplicar

uma demão de selador para diminuir e homogeneizar a absorção da parede, deve-se

emassar a parede para corrigir pequenos defeitos afim de fechar buracos e fendas; e

depois fazer o aparelhamento ou alisamento por meio de lixas para se obter uma

superfície adequada à pintura.

b) Madeira: nas peças de madeira devemos preparar a superfície com lixa afim de

se obter uma superfície plana e lisa. Depois seguimos os procedimentos aplicados na

alvenaria.

c) Metal: nas peças de metal a preparação da superfície ocorre com o desengraxe

e eliminação da ferrugem. Os métodos de preparação pedem ser mecânicos, por abrasão

ou jato de areia, ou químicos, onde a limpeza se dá por aplicação de solventes ou

fosfatização.

Após a limpeza se aplica um fundo antioxidante como por exemplo o zarcão,

selador e emassado se preciso.

8.5.2 - Aplicação de FUNDOS e MASSAS

Fundos: são produtos de consistência líquida utilizados antes da aplicação da tinta

sobre as superfícies com a finalidade de melhorar a adesão da tinta de acabamento,

isolar a superfície da tinta de acabamento com o objetivo de aumentar seu rendimento e

proteger contra umidade principalmente em paredes externas, além de inibir o

desenvolvimento de ferrugem no caso dos metais.

Massas: São produtos altamente pigmentados que têm por finalidade regularizar

as superfícies. São empregadas para corrigir pequenos defeitos.

8.5.3. PINTURA: é aplicação das tintas em finas camadas, o número de camadas varia

com o estado da superfície, uma demão ou camada deve estar bem seca para a aplicação

da próxima demão.

109

Os métodos de aplicação podem ser através de rolo ou pincel, nebulização ou

imersão.

* Pincel ou rolo: tem melhor contato da tinta com a superfície irregular, é um

equipamento leve e de baixo custo, mas é lento e a película anterior deve estar úmida até

a operação completa.

* Nebulização: pode ser com ar comprimido ou não, proporciona acabamento de

alta qualidade e é empregada geralmente na pintura de peças pequenas , sua

desvantagem é a grande perda de material.

* Imersão

8.6. PRINCIPAIS DEFEITOS DE PINTURA

Podem ser provenientes da tinta, da aplicação ou da superfície mal

preparada. Os defeitos mais comuns são:

* Sedimento excessivamente duro. Pigmentos que permanecem sedimentados

mesmo depois da tinta ser misturada.

* Tinta não mexida provoca pintura manchada por ter regiões sem pigmentação.

* Diluição em demasia origina uma tinta com baixa viscosidade o que proporciona

pouca cobertura uma vez que a tinta escorre.

* Tinta muito grossa gera pintura com mau acabamento, demora na secagem e

pouca aderência.

* Enrugamento da pintura geralmente provocado por demão de tinta sobre a

anterior ainda não seca e com solvente por evaporar.

* Perda prematura do brilho é provocada por pintura sobre superfície porosa que

absorve o veículo da tinta.

* Falta de aderência, é provocado por superfície mal preparada ou suja de graxa

ou óleos.

* Mofo é oriundo de pinturas efetuadas em locais úmidos e sombrios.

* Descascamento da pinturas, gerado por pintura velha após o gretamento.

* Bolhas na pintura, é gerado pela aplicação de tinta em superfície úmida.

110

8.7. RESUMO SOBRE TINTAS

A) ACRÍLICA: o látex acrílico leva resina acrílica na fórmula w pode ser diluído em

água. É razoavelmente impermeável para ambientes externos e suporta lavagens em

ambientes internos. Encontrado nos acabamentos acetinado, semibrilho e fosco.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de alvenaria e de tijolos aparentes,

piso cimentado externo e interno, piso cerâmico, paredes internas, teto em alvenaria,

teto de banheiro e superfície de gesso em geral.

B) LÁTX PVA: popular tinta látex, composta por uma resina PVA (acetato de

polivinila). É solúvel em água, possui preço baixo e secagem rápida. Encontrado na

versão fosca que dá um acabamento aveludado.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de alvenaria, paredes internas,

superfície de gesso em geral.

C) SILICONE: hidrorrepelente à base de resina de silicone.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de tijolos aparentes.

D) RESINA ACRÍLICA: produz uma película transparente sobre a superfície

facilitando a limpeza e protegendo-a contra sol e chuva.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: fachadas e muros de tijolos aparentes, piso de ardósia e

pedras em torna da piscina.

E) ESMALTE EPÓXI: brilhante e resistente cria uma camada que suporta bem a

umidade, atrito e sujeira por isso pode ser usado em pisos e azulejos. Disponível na

versão alto brilho.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: piso cimentado externo e interno, piso cerâmico

inclusive de cozinha e banheiro, azulejos de cozinha e banheiro, teto de banheiro.

111

F) ESMALTE SINTÉTICO: produz uma superfície lisa e colorida. Funciona com

solvente do tipo aguarrás. Encontrado nos acabamentos brilhante, acetinado e fosco.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: portas e esquadrias de madeira, de ferro e de alumínio.

G) VERNIZ: produz uma película que protege a madeira. Encontrado nos acabamentos

brilhante, acetinado e fosco.

LOCAL PARA APLICAÇÃO: portas e esquadrias de madeira.

112

PLÁSTICOS


O termo plástico soa como algo vulgar, vindo ao pensamento objetos de baixo

custo, mas ao contrário do que se possa julgar o maior emprego dos plásticos, cerca de

noventa por cento, é nas indústrias como, por exemplo, a aeronáutica e a

automobilística. Trata do nome popular dados aos polímeros, devido à propriedade de

plasticidade que grande parte dos polímeros apresenta ou, ainda, devido a estes terem de

passar por esse estado físico para a sua conformação. A indústria da construção civil,

nos últimos anos, tem sido a maior consumidora de plásticos.

De maneira geral, define-se como plástico, os materiais artificiais formados pela

combinação do carbono com oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, e outros elementos

orgânicos ou inorgânicos que, embora sólidos no estado final, em algumas das fases de

sua fabricação apresentam-se sob condições líquidas podendo, então, ser moldados na

forma desejada. A moldagem é feita pela aplicação simples e combinada de

aquecimento e pressão.

Os plásticos como sendo artificiais por que senão o aço, o vidro, a borracha

poderiam ser considerados plásticos, pois podem ser moldados em determinada fase de

sua produção.

Os plásticos são, portanto, produtos compostos de um POLÍMERO, (usa-se

também, a denominação resina, são substâncias de grande massa molecular com origem

sintética obtida a partir da destilação fracionada do petróleo, óleos vegetais, etc.) onde é

adicionado um corante, plastificante, etc.

113

Dentre as principais vantagens citam-se: o baixo peso específico, originando um

material leve e mesmo assim resistente; um bom isolamento termoelétrico; a

possibilidade de coloração; o baixo custo; a facilidade de fabricação e instalação; à

resistência à corrosão e ao desgaste; a boa resistência química; a baixa absorção e a

elevada durabilidade (vida útil).

Como desvantagens, destacam-se o alto coeficiente de dilatação térmica; a

tendência ao envelhecimento; a dificuldade de reparo quando danificado; a pequena

resistência ao aquecimento e a pequena estabilidade dimensional.

9.2. CLASSIFICAÇÃO DOS PLÁSTICOS

9.2.1. Termoplásticos: são aqueles que amolecem e fluem quando submetidos a uma

dada temperatura e pressão, podendo ser moldados. Não perdem suas propriedades neste

processo podendo ser novamente amolecidos e moldados, sendo, portanto, recicláveis.

Trata-se de materiais de baixo custo, alta produção, facilidade de processamento

e baixo nível de resistência, se comparado aos demais tipos. Como exemplo cita-se o

PVC (cloreto de polivinila) e o PVA (acetato de polivinila).

9.2.2. Termofixo: são aqueles que amolecem e fluem quando submetidos a uma dada

temperatura e pressão, o processo de moldagem resulta da reação química irreversível

entre as moléculas do material, não podendo ser moldado novamente, ou seja, são

materiais infusíveis, insolúveis e não recicláveis. Um exemplo é a resina epóxi.

9.2.3. Elastômeros: são denominados, também, de borrachas. Trata dos materiais que,

na temperatura ambiente, podem apresentar deformações superiores ao comprimento

original, pois apresentam grande elasticidade, com uma recuperação elástica total

quando a tensão é retirada. Um exemplo é neoprene e o silicone.

9.3. ALGUNS PLÁSTICOS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

114

9.3.1. Polímero do tipo poliéster ou alquídico (termofixo)

a) Polímero não saturado: empregado na fabricação de plástico reforçado com

fibra de vidro. Possui uma estrutura parecida com a do concreto armado e seu

emprego é em box, lavatórios, etc.;

b) Polímero alquídico: empregado em revestimentos superficiais como pintura de

automóveis, equipamentos hospitalar e eletrodoméstico, quando é adicionado

um enchimento ou carga (pó de madeira, fibra de vidro, etc.) é empregado em

peças para circuito de ignição de automóveis, peças para telefone, varas de

pescar, tacos de golfe,...

c) Resinas alquídicas: empregada na confecção de componentes de aparelhos

elétricos e eletrônicos e laminados para decoração.

9.3.2. Polímero do tipo poliamida (termoplástico)

Empregado na fabricação de diferentes tipos de náilons para a confecção de

tecidos, escovas, copos engrenagens, peças de máquina de lavar roupa e refrigerador,

revestimentos de fios e cabos elétricos, linha de pescar, etc.

9.3.3. Polímero polivinílico (termoplástico)

É o mais empregado, principalmente pelo seu baixo custo. É obtido a partir do

acetileno ou etileno Aplicações: tubos flexíveis (água, esgoto e eletricidade), mantas

para revestimentos de pisos, esquadrias, revestimento de fios e cabos elétricos, filmes

fotográficos, rolo de pintor, couro artificial para estofamento de automóvel, etc.

9.3.4. Polímero poliacrílico (termoplástico)

Possui alto índice de refração e são transparentes. Emprego: janelas de aviões,

tetos difusores de luz, clarabóias, caixas transparentes, dentaduras, etc.

9.3.5. Poliestireno (termofixo e termoplástico)

115

Proporciona superfícies brilhantes e polidas, resiste pouco ao calor e é quebradiço

devido a sua baixa flexibilidade. São empregados na confecção de peças para aparelho

de ar condicionado e refrigerador, brinquedos, garrafas, televisão portátil, pentes, etc.

9.3.6. Poliestireno expandido

Também conhecido como isopor. É leve, possui boa trabalhabilidade e bom

isolamento temoacústico. Empregado em placas em meio a materiais para funcionar

como isolante, etc.

9.3.7. Polímero do grupo epóxi (termoplástico e termofixo)

Possui boa adesão a metais e vidro, boa estabilidade dimensional, boa resistência

química e elétrica. São empregados em revestimentos superficiais, construção de pisos,

etc.

9.3.8. Polímero celulósico (termofixo e termoplástico)

Utilizados em aro de óculos, cartas de baralho, tecla de piano, brinquedo, volante

de automóvel, etc.

9.3.9. Polímero fenólico (termofixo)

É o baquilete usado em material de moldagem e de fundição para a confecção de

isoladores elétricos, caixa de relógio, modelos reduzidos e, como soluções para

adesivos, laminados e lacas.

9.3.10. Polímero derivado da uréia (termofixo)

Como adesivo é usado em madeira compensada, laminados, papel e como

revestimento em esmaltes resistentes a luz. Aplicações: espelho de interruptor elétrico,

armário para banheiro, etc.

9.3.11. Polímero derivado da melamina (termofixo)

Empregado em aparelhos de jantar, cafeteiras, etc.

9.3.12. Polímero fluorcarbônico (teflon – termoplástico)

116

Empregado em vedações flexíveis, válvulas e bombas, etc.

9.3.13. Poliuretanos (termofixo)

Se elásticos é empregado em esponja de limpeza, estofamento de automóvel e

móvel, colchão, etc. Se semi-rígido em embalagem e proteção de objetos frágeis. Se

rígido em enchimento de parede de casas pré-fabricadas, como isolante térmico, etc.

9.3.14. Silicone (elastômero - termofixo)

Empregada em graxa; resinas para fabricação de laminado com tecido de vidro;

verniz para isolante térmico; materiais tipo borracha; adesivos para plástico, metais e

vidro; esmalte para revestimento resistente a altas temperaturas; elastômeros ou

borracha sintética (usada em impermeabilização sendo resistente ao intemperismo. Seu

emprego é em vedação de paredes, esquadrias, aparelhos de apoio, juntas de dilatação,

etc.).

Os SILICONES são resinas sintéticas obtidas a partir do silício, indicada na

proteção de superfícies expostas ao intemperismo. Os silicones não realizam uma

vedação mecânica da superfície em que são aplicados. O material constituinte da

superfície continua com seus poros livres para respirar. A aplicação do silicone confere

ao material uma tensão superficial, sensivelmente menor do que a da água, essa, sem ter

tensão rompida escorrer sobre a superfície. Esta aplicação protetora é denominada

HIDROFUGAÇÃO, conforme ilustrado na figura 9.1, podendo, também, ser

empregado como mastique para vedar juntas.

Alvenaria Hidrofugada. Alvenaria ao Natural.

117

FIGURA 9.1 – Esquema de hidrofugação.

As RESINAS são, também, largamente utilizadas pela indústria de tintas e

vernizes, sendo adicionadas como liga aos pigmentos, proporcionando a formação

uniforme da película colorida. Citam-se: a resina sintética (PVA) empregada em na

indústria de tinta, a resina vinílica (PVC) empregada no revestimento plástico do tipo:

vulcapiso, paviflex, a resina fenólica utilizada na fabricação de lâmina plástica ou

fórmica e a resina epóxi, que é obtida através de gás natural, com uso em revestimento

(devido sua resistência à abrasão), em selante e em pavimentação.

118

MATERIAIS BETUMINOSOS


O emprego dos materiais betuminosos pelo homem data de 3000 a.C., usado como

ligante para colar conchas, pedras preciosas e pérolas, em estátuas, além da preservação

(múmias), impermeabilização (abertura em cascos de navios) e cimentação (para manter

unidos tijolos da Babilônia. Trata-se portanto, de um dos mais antigos e versáteis

materiais de construção utilizados pelo homem.

Atualmente, a principal fonte de materiais betuminosos é o refino de petróleos,

mas foram utilizados de forma natural desde a antiguidade, a partir de depósitos

superficiais. Atualmente, estes depósitos apresentam baixo volume em face à extração

realizada ao longo dos séculos.

Os petróleos diferem em suas propriedades físicas e químicas, variando de

líquidos negros viscosos até líquidos coloridos bastante fluidos. Existem perto de 1500

tipos de petróleo explorados pelo mundo, porém somente uma pequena proporção é

considerada apropriada para produzir asfalto, com composições químicas distintas

conforme o petróleo de origem.

Defini-se como BETUME ao material cimentício natural ou artificial, de cor preta

ou escura. Apresenta-se no estado sólido, semi-sólido ou viscoso e é composto

principalmente por hidrocarbonetos de alto peso molecular, solúvel no bissulfeto de

carbono, incluindo o alcatrão e o piche produzido a partir do carvão.

119

Os materiais betuminosos classificam-se em ASFALTO (material cimentício de

cor marron escuro a preto, impermeável á água, pouco reativo) e ALCATRÃO (é um

líquido preto e viscoso obtido pela ação destrutiva de matéria orgânica, carvão, petróleo,

turfa, madeira).

Dentre as principais características cita-se:

a) São aglomerantes (ligantes) possuem viscosidade e certa rigidez à

temperatura ordinária, podendo aglutinar e fazer aderir o agregado formando

argamassas e concretos;

b) São hidrófugos (repelem a água), por isso são empregados em produtos de

impermeabilização (estanqueidade), entretanto, exigem agregados secos para

uma boa aderência;

c) Possui grande sensibilidade a temperatura, ou seja, amolecem e perdem

viscosidade com o aumento de temperatura e endurecem com a diminuição da

temperatura. Sendo assim, torna-se de fácil emprego, entretanto tendem a

escorrer e deformar facilmente no verão e tornar-se duro e quebradiço, no

inverno;

d) São quimicamente inertes, sendo indicados para revestimento e tinta de

proteção;

e) Possuem boa qualidade, ou seja, conserva suas propriedades durante anos. O

envelhecimento ocorre pela evaporação dos constituintes que confere

plasticidade ao produto.

f) São baratos.

10.2. ASFALTOS

Trata-se de um material cimentício de cor marrom escuro a preto,

termoviscoplástico, impermeável à água, pouco reativo, constituído por mistura de

hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou por destilação, cujo principal

componente é o betume, podendo conter ainda outros materiais, como oxigênio,

nitrogênio e enxofre, em pequena proporção.

120

Atualmente, quase todo o asfalto é proveniente do processamento do petróleo

bruto, entretanto poderá ser obtido, também, em:

a) Rochas asfálticas: rochas sedimentares calcárias ou areníticas impregnadas com

10% - 30% de asfalto.

b) Asfalto natural ou nativo (CAN): lagos de asfalto no estado líquido ou semi-

líquido, não são asfaltos puros (100% betume), após a refinação obtém-se teores

de até 95% de asfalto. O material retirado é chamado asfalto crú e depois do

refino é comercializado como cimento asfáltico que é classificado em nove tipos

segundo a sua consistência. É designado pelas letras CAN (cimento asfáltico

natural) seguido de dois números que designam a penetração em décimos de mm

em 5s à 25 0C. Assim teremos: CAN 30-40/ 40-50/ 50-60/ 60-70/ 70-85/ 85-100/

100-120/120-150/150-200. O CAN deve ser homogêneo sem água e espuma

quando aquecido a 75 0C.

c) Asfalto de petróleo: obtido através da destilação do petróleo. É a maior fonte de

produção. Designação: CAP cimento asfáltico de petróleo seguido de dois

números que se referem ao valor da penetração, a saber: 30-40/ 40-50/ 50-60/

60-70/ 70-85/ 85-100/ 100-120/ 120-150/ 150-200/ 200-300. Há dois modos para

a sua obtenção: como produto principal a partir de crus selecionados ou como

produto residual da obtenção de produtos leves.

Asfalto oxidado: quando o CAP está na fase líquida, na torre de

destilação , a uma temperatura de 200 C., faz - se passar uma corrente de ar obtendo o

asfalto oxidado ou soprado. Este asfalto possui consistência sólida, menor sensibilidade

a temperatura, menor adesividade e maior resistência às intempéries sendo empregado

na construção civil, devido a redução de suas propriedades aglutinantes.

* Asfalto diluído (CUT-BACK): obtido através da adição de

solventes ou diluentes ao CAP. Possui menor viscosidade e maior facilidade de

aplicação (pode ser aplicado a frio ou com um pequeno aquecimento). A separação do

diluente pode ser comparada a cura do concreto. Segundo o diluente há três tipos de cut-

backs: gasolina – cura rápida/ querosene – cura média/ óleo diesel – cura lenta.

* Emulsão asfáltica: CAP é emulsionado na água com auxílio de

substância emulsionante (sabão); obtém-se: CAP (50% a 65% ASFALTO) + 1%

EMULSÃO + H2O (restante) a retirada da água chama - se : quebra ou ruptura. De

121

acordo com o tipo de evaporação pode ser classificado em três tipos: de quebra rápida

(40 min), quebra média (2 horas) e quebra lenta (4 horas).

10.3. ALCATRÃO

Trata-se de um líquido preto e viscoso que contém hidrocarbonetos obtido através

da ação destrutiva de matéria orgânica, materiais tais como: madeira, turfa, graxa, etc.

São líquidos oleosos de grande viscosidade. Tem cheiro de creosoto (creolina) enquanto

que o asfalto tem cheiro de óleo queimado. Suas principais diferenças em relação ao

asfalto são:

* maior sensibilidade a temperatura (mais fluido quando quente e duro a baixa

temperatura);

* menor resistência às intempéries;

* melhor adesividade aos agregados;

* melhor característica aglomerante .

10.4. PROPORIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS

a) Massa Específica: varia de 0,9 a 1,4 kg/dm3. É a relação entre a sua massa e a

massa do mesmo volume de água destilada. Pode avaliar o teor de impurezas e controlar

a uniformidade das propriedades em diferentes amostras.

b) Dureza – Penetração: é obtida pela medida da penetração de uma agulha

padrão, em décimos de milímetro a 25 0C. A carga é de 100g aplicada durante 5 s.

c) Viscosidade: é a resistência a deformação oposta pelo fluído à ação de uma

força. A determinação é feita por um aparelho padrão que determina o tempo em

segundos, para que 60 cm3 do produto escoe por um orifício para o frasco graduado.

122

Quanto maior o tempo de escoamento, maior a viscosidade e mais próximo da

consistência semi-sólida.

d) Ponto de Amolecimento: é a temperatura em que amolece e fluidifica o

material. É a temperatura na qual uma esfera metálica atravessa um anel metálico cheio

de material betuminoso até atingir o fundo do recipiente com todo o conjunto imerso na

água.

e) Ductilidade: é a capacidade do material alongar-se sem romper. Nos

materiais betuminosos é importante quando há variação de temperatura que produz

dilatações dimensionais. O asfalto deve dilatar sem romper. Uma alta ductilidade não é

desejável porque causa ondulações no pavimento.

f) Ponto de Fulgor: é a temperatura na qual aquecendo-se os vapores o material

se inflama temporariamente em contato com uma pequena chama. Representa a

temperatura crítica acima da qual deve ser tomada cuidados especiais durante o

aquecimento.

g) Evaporação: quanto mais viscoso o material mais lenta a difusão dos óleos

voláteis.

h) Betume Total: é a parte do material solúvel totalmente em dissulfeto de

carbono; no ensaio usa-se o tetracloreto de carbono pois, além de ser igualmente um

solvente de asfalto não é inflamável.

i) Destilação: determina a quantidade e tipos de resíduos asfálticos que contém

os asfaltos diluídos.

10.5. EMPREGO

10.5.1. Produtos de estanqueidade, impermeabilização, tinta

123

Características: Ter boa aderência e ser ligeiramente penetrante na superfície;

Resistir às águas de contato e a abrasão; Quimicamente inertes (não atacar aglomerante

e agregado); Constituir uma camada impermeável; Não fluidificar no verão e nem tornar

frágil no inverno.

Empregado em bases e produtos de estanqueidade (impermeabilização): capas ou

revestimentos de aplicação a quente (asfalto oxidado); produtos de aplicação a frio

(asfalto diluído, emulsões); lâmina impermeável (rolo, capa: múltiplas e flexíveis).

10.5.2. Pavimentação

Características: Boa aderência aos agregados e resistência a ação mecânica dos

veículos; Impermeabilização (água de chuva e ação capilar).

124

VIDRO


O uso do vidro é conhecido a partir de 1500 a.C., no Egito. Os romanos muito

contribuíram para o desenvolvimento da indústria do vidro, por volta de 100 a.C.,

iniciando a produção de vidro por sopro dentro de moldes. O seu emprego em proteção

de janelas data do século III e IV da era cristã.

Os primeiros vidros de cristal, realmente incolores e transparentes, bem como o

espelho, surgiram em Veneza, entre o século XIII e XVI. Atualmente, com o grande

avanço nas estruturas de concreto armado, o vidro passou a ser mais difundido e as

janelas envidraçadas começaram a fazer parte das fachadas dos edifícios. O seu grande

emprego advém de suas características, interessantes para a construção civil, a saber:

durabilidade, transparência, dureza, impermeabilidade e a possibilidade de ser

produzido com recursos abundantes na natureza e ser 100% reciclável. Existe hoje no

mercado, uma grande variedade de tipos com diversos tratamentos, aplicados sobre

diferentes tipos e espessuras, resultando em um elemento de características muito

variadas.

Dentro deste contexto, define-se o vidro como sendo um produto fisicamente

homogêneo obtido pelo resfriamento de uma massa inorgânica em fusão, que enrijece

sem cristalizar através do aumento contínuo de viscosidade. Assim, em função da

temperatura o vidro pode passar a tomar os aspectos: líquido, viscoso, frágil

(quebradiço).

125

No que se refere a diferença entre o vidro e o cristal constata-se que o vidro possui

ondulações superficiais que distorcem a imagem, tem maior porcentagem de defeitos

que o cristal. Este último trata-se, portanto, de um vidro com características notáveis de

brilho e transparência sendo usado para a fabricação de taças e vasos, seu brilho é

devido ao chumbo, que aumenta o índice de refração.


11.2.1 - Quanto ao tipo

a) vidro recozido: são aqueles que após sua saída do forno e resfriamento gradual não

recebe nenhum tratamento térmico ou químico.

b) vidro temperado: são aqueles submetidos a um tratamento térmico através do qual

foram introduzidas tensões adequadas e que, ao partir-se, desintegra-se em pequenos

pedaços.

c) vidro laminado: é composto por várias chapas de vidro unidades por partículas

aderentes. ( polivinil butiral ( PVB ) plástico ).

d) vidro armado: é formado por uma única chapa de vidro, que contém no seu interior

fios metálicos incorporados a massa durante a fabricação; ao quebrar, os fios mantêm

presos os estilhaços. ( resistente ao fogo ).

e) vidro térmico absorvente: são aqueles que absorvem pelo menos, 20% dos raios

infravermelhos, reduzindo deste modo o calor transmitido através dele, conforme

ilustrado na figura 11.1.

14.2.2 - Quanto à transparência

a) Vidro transparente: transmite a luz e permite visão nítida através dele.

126

b) Vidro translúcido: transmite a luz em vários graus de difusão, de modo a não permitir

visão nítida.

c) Vidro opaco: impede a passagem da luz.

Raio Solar Atingindo uma Vidraça:

RAIO SOLAR (100un.) JANELA

REFLETIDO(5un.) TRANSMISSÃO DIRETA

(46un.)

CALOR

ABSORVIDO (49 un.)

REIRRADIADO (34un.) REIRRADIADO (15un.)

REJEITADO = 39 unidades. ADMITIDO = 61 unidades.

FIGURA 11.1 – Absorção de radiação pelos vidros.

11.2.3 - Quanto ao acabamento da superfície

a) Vidro liso: transparente, leve distorção das imagens refratadas.

b) Vidro polido: transparente, permite visão sem distorção devido ao tratamento

superficial.

127

c) Vidro impresso (fantasia): durante a fabricação é impresso um desenho em uma ou

duas superfícies.

d) Vidro espelhado: reflete totalmente os raios luminosos, em virtude do tratamento

químico em uma de suas faces ( filme metálico ).

e) Vidro gravado: por meio de tratamento químico ou mecânico apresenta ornamentos

em uma ou duas superfícies.

f) Vidro esmaltado: aplicação de esmalte vitrificável em uma ou nas duas superfícies.

g) Vidro termo-refletor: colorido e refletor pelo tratamento químico em uma das faces.

(camada de óxido metálico bem fina para ser transparente).

11.2.4 - Quanto à coloração

a) Incolor

b) Colorido (Bronze, Cinza, Verde.)

11.3. OBSERVAÇÕES

11.3.1 - Os vidros tipo: temperado, laminado e aramado possuem uma resistência

mecânica superior aos comuns. A NBR 7199 estabelece o seu em prego em: parapeitos,

sacadas, vidraças não verticais sobre a passagem, telhados, vitrines (quando quebrado

produzem fragmentos menos suscetível de causar ferimentos graves).

11.3.2 - Os vidros impressos apresentam-se nos tipos: canelado, pontilhado (com

pequenas reentrâncias e saliências), martelado (desenho alto relevo de forma circular),

silésia (losangos), jacarezinho (pequenos retângulos em alto relevo), bolinha (desenho

em alto relevo em forma circular), opaco (liso), esmaltado (liso).

128

11.3.3 - O revestimento do vidro com uma película de prata que pode ser protegida por

uma camada de verniz ou tinta, resulta no Espelho. Para a proteção quase permanente

usa - se uma camada de cobre.

11.3.4 - TIJOLO DE VIDRO: consiste em duas peças de vidro retangulares ou

quadradas (com desenhos ou padrões) unidades por fusão a alta temperatura e, o ar no

espaço entre os vidros é desidratado e evacuado de modo a obter vácuo entre as peças;

as bordas são revestidas com plástico (vedação).

Tijolos (BR): incolor e translúcido no padrão: canelado, xadrez, boreal.

Dimensões:

A argamassa de assentamento deverá possuir o traço 1 : 4 :3 (cimento: cal : areia),

com espessura de junta igual a 1 cm, devendo-se estruturar o painel (a cada 3 fiadas).

11.3.5. FIBRA DE VIDRO: a lã de vidro é produzida fazendo passar o vidro fundido

por pequenos orifícios. À medida em que os filetes de vidro escorrem eles são atingidos

por jatos de ar ou vapor a alta pressão produzindo um produto com aspecto de lã. Em

seguida, elas passam por uma campânula que controla as suas dimensões e espessura

sendo transformada em chapas ou placas rígidas. São empregadas em isolamento

térmico e acústico. A fibra de vidro é empregada na indústria têxtil na produção de

tecidos, na eletricidade como material isolante revestindo cabos e fios, na indústria

química como filtro e na construção civil em diversas aplicações como, por exemplo, o

reforço de plástico.

A B C PESO (Kg)

20 20 6 2,0

20 20 10 2,7

129

FIBRAS


Apesar do emprego de fibras remontar à Antiguidade, seu emprego na Construção

Civil ocorreu, de maneira mais crescente, com a introdução do cimento amianto no

mercado no início do século XX. É possível afirmar que o seu estudo se aprofundou a

partir de 1960, em países desenvolvidos. Nesta época além das fibras de amianto,

também foram estudadas nas matrizes de cimento o reforço com fibras artificiais como:

aço, vidro e plástico, cujos produtos foram comercializados em meados da década de

1970.

No Brasil, os materiais reforçados com fibras, pelas suas propriedades mecânicas

e, principalmente, pelo aumento da ductilidade da matriz, têm apresentado uso crescente

na construção civil, os primeiros estudos e pesquisas dirigidas à aplicação e utilização

das fibras tiveram início na década de 50 e 60, com um tímido emprego na década de 80

e um aumento considerável em seguida.

A finalidade do reforço de um material com fibras é a de melhorar as propriedades

(basicamente mecânicas) desse material, que por si só não seria adequado para o uso em

130

engenharia. Para os materiais de construção é possível, dessa maneira, melhorar a

resistência á tração e á flexão de uma matriz frágil e aumentar a resistência ao impacto.

No que se refere ao comportamento do compósito após a fissuração, observa-se

que após o início da fissuração uma deformação plástica considerável, tornando o

material adequado à construção. Para que isto ocorra as fibras devem ser adicionadas em

volume, comprimento e formato adequados, normalmente, adiciona-se, em média,

teores iguais ou inferiores a 2%.

12.2. TIPOS DE FIBRAS

Existem, basicamente, três grupos de fibras, a saber:

I) Minerais (amianto; vidro);

II) Orgânicas (naturais celulósicas) e Sintéticas (plásticas, poliméricas, carbono);

III) Metálicas (aço; aço inoxidável).

12.3. Fibras Minerais:

12.3.1. Fibra de Amianto:

O uso do amianto tem sido bastante questionado pelos riscos que essa fibra pode

trazer á saúde. Algumas vantagens oferecidas pelos produtos de cimento amianto são:

impermeável, leve não apodrece, não necessita de conservação especial, incombustível,

boa resistência mecânica, bom isolante acústico e térmico.

Aplicações: Telhas (chapas onduladas); Chapa lisa para parede divisória;

Reservatórios (caixa d’água); Caixa de descarga; Fossa Séptica; Caixa de gordura, entre

outras.

12.3.2. Fibras de Vidro:

131

Obtida através da passagem do vidro fundido em pequenos orifícios, e em seguida

os filetes de vidros escorrem e são atingidos por jatos de ar ou vapor a alta pressão,

tendo um aspecto final semelhante à lã.

Exemplo de produtos de fibra de vidro:

Mantas: são obtidas através do corte da fibra em comprimento de 10 cm e15 cm,

unidas por resina poliéster.

Tecido (TRB): produzido a partir de mechas contínuas de fibras de vidro, utilizado para

reforço na modelagem de plástico reforçado.

Barras FRP (Plásticos reforçados com fibras): São constituídas de fibras embebidas em

uma matriz polimérica. Salienta-se que esse produto é resistente a corrosão, sendo indicado para

estruturas de concreto armado em meios agressivos. Desvantagens: Baixo módulo de

elasticidade, pouca ductilidade e elevado custo.

Fiberglass :São constituídas de uma matriz plásticas reforçada com fibra de vidro.

Aplicações: Indústria têxtil; Material isolante revestindo cabos e fios; Plástico reforçado

(fiberglass, barras de FRP); Isolamento térmico; Isolamento acústico.

12.4. Fibras Orgânicas:

12.4.1. Fibras Naturais:

● Fibras Vegetais: O uso dessas fibras tiveram como maior incentivo a

diminuição de custos de materiais fibrosos e evitar o uso do amianto, porém algumas

fibras vegetais tem elevada absorção de água, que posteriormente após a secagem ( após

a cura do cimento), as fibras se retraem e com isso podem perder aderência a matriz.

Exemplos de fibras vegetal: Fibras de coco: durabilidade no meio alcalino; Fibras de

sisal: resistência mecânica.

Aplicações: Adição de fibras ao concreto; Fabricação de telhas fibra vegetal saturadas

com betume (leve, inquebrável, antifungos , baixa absorção de água, baixa transmissão

térmica e acústica).

12.4.2. Fibras sintéticas:

132

As presenças, dessas fibras, na matriz de concreto atuam interceptando micro fissuras

provocadas pelo assentamento e ou retração devido a evaporação rápida da água de

amassamento, absorvendo e dispersando a energia. As fibras sintéticas também contribuem de

forma decisiva para a redução da segregação, fornecendo completa homogeneidade.

Concretos que tem adição de fibras sintéticas possuem, comprovadamente, maior

impermeabilidade, porque seu uso reduz significativamente as fissuras que poderiam

influenciar o concreto a respeito de sua permeabilidade.

Exemplos de fibras sintéticas:

* Fibras sintética ( PVA): substituição ao amianto

* Fibras de polipropileno fribilada: apresentam-se como uma malha de finos

filamentos de seção retangular, promovendo um aumento de adesão entre a fibra e a

matriz devido a um efeito de intertravamento.

* Fibras de polipropileno monofilamentada: apresentam-se na forma de fios cortados em

cumprimento padrão.

* Fibras de carbono: obtidas através do alcatrão ou fibras de poliacrilonitril ou fibras de

rayon resultando em dois tipos: as de alto módulo de elasticidade e as elevada resistência.

São revestidas com tratamento superficial epoxídico.

Aplicações: Adição em misturas de concreto; Empregada no revestimento secundário de túneis,

através do CFP (concreto com fibras de polipropileno); Uso do CFP em obras que tem riscos de

incêndio, pois, elevam o nível de segurança dessas obras preservando sua integridade estrutural;

Fibras de carbono: reforço estrutural.

12.5. Fibras metálicas:

As fibras metálicas são obtidas geralmente de aços de carbonato ou aços de liga, sendo os

últimos usados principalmente na fabricação de fibras resistentes a corrosão.

A utilização das fibras metálicas na matriz de concreto lhes proporcionam um aumento de

sua tenacidade (o concreto continuará a resistir as cargas consideráveis mesmo com deformações

bastante superiores às deformações de fraturas).

133

As fibras metálicas também têm características que proporcionam a matriz menor

incidência de fissuração, em algumas casos estas fibras são utilizadas com o propósito de

substituir parte do reforço secundário.

No concreto “ jovem” as fibras absorvem as tensões e evitam a ocorrência de fissuração,

quando adicionamos fibras metálicas ao concreto projetado podemos dispensar armaduras

convencionais. A adição de fibras de aço não melhora a resistência a compressão do concreto.

Exemplo de fibra metálica: Fibra de aço para reforço de concreto; séries e modelos: HSCF e

BSF.

Aplicações: Pisos industriais; Revestimento de túneis; Estabilização de taludes; Escoramento de

escavações subterrâneas; Pavimentação; Elementos pré-moldados; Reforços de elementos de

vidro (exemplo: telha).

12.6. Observações:

O principal problema encontrado é que as fibras atualmente disponíveis no mercado foram

concebidas e desenvolvidas para concreto usual, isto é, para matrizes de baixo desempenho, onde

a aderência entre a fibra e a pasta de cimento hidratado não é muito forte. Sob tais condições,

quando algumas tensões de tração se desenvolvem no concreto reforçado com fibras, fibras

elementares começam mais ou menos, rapidamente a escorregar na matriz quando a tensão de

tração desenvolvida na fibra é maior do que a tensão de aderência desenvolvida na fibra e na

matriz.

Em matrizes de alto desempenho, a aderência entre as fibras e a matriz é tão forte que muito

freqüentemente, a resistência a tensão de aderência desenvolvida na interface fibra/matriz é

maior do que o limite de tensão que pode ser desenvolvido nas fibras, por conseguinte as fibras

rompem antes que ocorra qualquer arrancamento. Por isso, a matriz de alto desempenho

reforçada com fibras, comportam-se como uma matriz um pouco mais resistente, porém frágil.

134

MATERIAIAS METÁLICOS FERROSOS


Conforme mencionado no capítulo anterior, o metal é um elemento químico que

existe como cristal ou agregado de cristais no estado sólido, com as seguintes

propriedades: alta dureza, grande resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes

deformações sem ruptura), alta condutividade térmica e elétrica, dentre outras. Os

metais são encontrados na natureza e combinados no forma de óxido, sulfato, carbonato,

silicato, etc. exceto: ouro, prata, cobre, mercúrio, platina. Os metais mais importantes

são: ferro - cobre - alumínio - zinco.

Na conceituação do minério deve-se considerar os seguintes fatores: teor do metal

presente, ausência de impurezas que prejudiquem a sua utilização e a facilidade de

transporte. Sendo assim, constata-se que os minérios são compostos que geralmente não

são puros mas apresentam teores que possibilitam a obtenção econômica dos metais. As

fases de obtenção dos metais são, basicamente, exploração do minério - beneficiamento

- transporte - processamento.

13.2. MATERIAIS FERROSOS

135

Materiais ferrosos é a designação genética do ferro e suas ligas (aço e ferro

fundido). Suas propriedades estão relacionadas com o teor de carbono. Nos produtos

siderúrgicos na liga Ferro-Carbono, o carbono está compreendido entre 0% e 6,67%.

Sendo assim, define-se:

Aço como uma liga de ferro-carbono, obtido por via líquida contendo geralmente

0,006% a 2% de carbono, alem de certos elementos residuais (p. ex. silício,

alumínio, enxofre, provenientes da matéria - prima ou do processo de fabricação).

Os aços de construção civil possuem, em geral, 0,3% de carbono.

Ferro Fundido são os produtos obtidos pela liga Ferro-Carbono com teor superior

a 2% de carbono. Teoricamente esta percentagem vai até 6,67% mas,

industrialmente, só se utiliza até 4,5%. O aumento do teor de carbono torna a liga

cada vez mais dura e difícil de trabalhar em qualquer temperatura.

13.3 - TIPOS DE AÇO PRODUZIDO NO BRASIL

A norma ( NBR 7480 ) classifica os aços para concreto armado em:

a) Barras: são os produtos de dimensão nominal igual ou maior que 5,0

mm, obtido por laminação a quente, classificada, segundo a resistência ao

escoamento na categoria CA – 25, CA–50;

b) Fios: são os produtos de dimensão nominal menor ou igual a 10,0 mm,

obtido por trefilação, classificada, segundo a resistência ao escoamento na

categoria CA–60.

Os aços estruturais para o concreto armado fabricados no Brasil são classificados,

portanto em: aços de dureza natural (laminado à quente) e aços encruados à frio.

Os aços laminados a quente são denominados “comuns”, ou seja, não sofrem

tratamento algum após a laminação (o metal é levado ao rubro (cerca 1200C) e forçado

a passar entre cilindros giratórios com espaçamento cada vez menores, após a extração

das lingoterias, são reaquecidos em fornos a gás até temperatura de laminação a quente,

conferido ao produto uma granulação mais fina ). As características elásticas do aço são

obtidas através de uma composição química adequada com ligas C, Mn, Si, e Cr.

136

Os aços laminados a quente se caracterizam pela a existência, no diagrama tensão

x deformação específica, de um acentuado patamar escoamento, conforme ilustrado na

figura 13.1. Por serem laminados a quente não perdem suas propriedades quando

aquecidos, por isso podem ser soldados e resistem melhor no caso de incêndio.

O encruamento a frio (trefilação) é realizado após a laminação à quente. Este

procedimento permite aumentar à resistência à tração e a dureza do aço, em

contrapartida diminui-se a ductilidade e o alongamento . No processo de trefilação

(tração - é o processo mais utilizado) há uma compressão diametral do fio durante sua

passagem pela fieira , cujo o diâmetro é ligeiramente inferior ao da barra, com uma

tração elevada. O aumento da resistência á obtido pela perda de ductibilidade.

Estes aços não possuem patamar de escoamento no diagrama tensão x deformação

específica, vide figura 13.2. Adota - se uma tensão de escoamento convencional, obtida

traçada a partir da deformação especifica residual de 0,2% uma reta paralela ao trecho

linear do diagrama. Estes aços não podem ser aquecidos porque senão o encruamento

desaparece.

FIGURA 13.1 – Tensão x Deformação Específica para os aços laminados à

quente.

r

p

e

R

p Limite de Proporcionalidade;

e Limite de Escoamento;

r Limite de Resistência;

R Limite de Ruptura.

Deformação

Tensão

137

Deformação

FIGURA 13.2 – Tensão x Deformação Específica para os aços trefilados.

No Brasil, a indicação dos aços é feita pela letra CA (concreto armado) seguida de

um numero que caracteriza a tensão de escoamento (real ou convencional), ou seja, CA

– 50 (CA= aço para concreto armado, 50 = limite de escoamento 500 MPa).

13.4. TRATAMENTOS

Tem por finalidade obter produtos siderúrgicos com certas propriedades, obtida

através do aquecimento a uma determinada temperatura, seguido de esfriamento

segundo certas regras. Modifica a estrutura cristalina interna dos metais. Dentro deste

contexto destaca-se:

a) TÊMPERA: que é um tratamento utilizado quando se deseja obter um aço com

resistência e dureza maior e módulo de deformação aproximadamente constante.

Em resumo, aquece-se o aço e, em seguida resfria-o rapidamente em água, óleo

ou jato de ar. Se o resfriamento for lento, chama-se RECOZIMENTO (tem por

finalidade eliminar impurezas e regularizar a estrutura do aço).

b) ENCRUAMENTO: que é, em resumo, o alongamento do aço. Podendo ser

obtido por estiramento a frio, torção a frio ou trefilação a frio.

c) ESTIRAMENTO: usado no aço empregado no concreto protendido. As barras

de aço são forçadas a passar por furos de um aço mais duro de modo que sofrem

R

r e

Tensão

0,2%o

138

uma redução na sua área (seção transversal). Esse procedimento aumenta a

resistência e o limite de escoamento.

d) CIANETAÇÃO: quando se introduz cromo e nitrogênio em pequenas

profundidades tornando o aço mais resistente à corrosão.

13.5. PRODUTOS SIDERÚRGICOS

a) AÇO INOXIDÁVEL: liga de aço-cromo (18%), possui alta resistência a corrosão.

b) FOLHA - DE - FLANDERS (LATA): chapa fina de aço com as faces cobertas com

uma leve camada de estanho (para não oxidar).

c) CHAPA GALVANIZADA: chapa fina de aço revestida com zinco. Pode ser lisa ou

ondulada. São padronizadas pela bitola desde número 10 até número 30 e dimensões

aproximadamente iguais a 2,0 m x 1,0 m.

d) PERFIS: barras redondas, quadradas, retangulares, com perfil: L, T, H, U.

e) TRILHOS E ACESSÓRIOS: (talas de junção, placas de apoio, etc...).

f) FIOS E BARRAS PARA CONCRETO ARMADO.

g) ARAMES E TELAS: fios finos de ferro laminado, galvanizado ou não. O arame

recozido (ou queimado) é aquele destemperado usado para amarrar as barras da

armadura de concreto armado.

h) PREGOS: feitos a partir de arame galvanizado (mais comum); são bitolados por dois

números: o primeiro representa a bitola do arame () e o segundo o comprimento do

prego, por exemplo, 17 x 27, 18 x 30.

i) DIVERSOS: parafusos, telas soldadas, tubos e conexões, fôrmas metálicas, etc...

13.6. CORROSÃO DAS ARMADURAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

ARMADO

13.6.1. Introdução

139

Corrosão pode ser definida como uma interação destrutiva de um metal com o

meio através de reações químicas ou eletroquímicas. Para o caso das armaduras de

concreto, existem dois processos em que ela poderá ocorrer:

a) OXIDAÇÃO que é um ataque provocado por uma reação gás-metal ou íon-

metal, com formação de uma película uniforme e contínua de óxido de ferro. Este tipo

de corrosão é extremamente lento à temperatura ambiente e não provoca a deterioração

substancial das superfícies metálicas, entretanto, pode ser significativa a altas

temperaturas.

b) CORROSÃO PROPRIAMENTE DITA que é um ataque de natureza

essencialmente eletroquímico, que ocorre em meio aquoso e se forma uma película de

eletrólito na superfície dos fios e barras de aço. A dissolução do aço ocorre nas zonas

catódicas. A figura 13.3 ilustra uma célula de corrosão:

A corrosão conduz a formação de ferrugem (óxidos/hidróxidos de ferro -

produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos) e ocorre na seguinte

condição: deve existir um eletrólito; deve existir uma diferença de potencial; deve

existir oxigênio; poderá existir a presença de agentes agressivos.

SUPERFÍCIE DE CONCRETO

ELETRÓLITO

BARRA

DE AÇO ZONA CONDUTOR ZONA

ANÓDICA e-

CATÓDICA

O2 SO4-

Cl -

O2 SO4-

Cl -

FIGURA 13.3 – Célula de Corrosão das armaduras em concreto armado.

140

No que se refere ao ELETRÓLITO, salienta-se que a água está presente no

concreto, na maioria das vezes em quantidades suficientes para atuar como eletrólito,

principalmente em regiões expostas às intempéries em clima úmido. Para o caso de um

concreto com fator água/cimento igual a 0,60, em uma região com umidade relativa do

ar de cerca de 70% e temperatura igual a 25C, resultará em um toer de água dentro do

concreto de cerca de 95litros H2O /m3.

A diferença de potencial (DDP) resulta da diferença de umidade na estutura de

concreto, da diferenção de tensão na barra de aço, dentre outros, desencadeiando pilhas

ou cadeia de pilhas de corrosão.

O OXIGÊNIO deverá estar presente para que ocorrá a formação de ferrugem,

assim sendo, 2Fe + O2 + H2O 2Fe (OH)2 (FERRUGEM).

E, finalmente, o AGENTE AGRESSIVO, principalmente Cl-, que tem influência

decisiva na despassivação da armadura, a saber:

Fe3+

+ Fe2+

+ 6 Cl - FeCl3 + FeCl2 que por hidrólise:

FeCl3 + FeCl2 6 Cl - +Fe (OH)2 + Fe (OH)3 As reações continuam sem consumir

(FERRUGEM) os íons cloretos.

Quando a corrosão ocorre, o metal perde suas propriedades originais de

resistência mecânica, elasticidade e ductilidade. Além disso, o produto formado possui

um volume de 3 a 10 vezes superior ao volume original. No caso do concreto armado,

tais expansões geram pressões (até 15 MPa) suficiente para que ocorra rompimento do

concreto, vide figura 13.4.

1. Penetração de 2. Fissuração devido 3. Destacamento do

agentes agressivos às forças de expansão concreto

4. Destacamento e redução significativa

da seção da armadura

141

FIGURA 13.4 – Etapas de desenvolvimento da corrosão das armaduras no

concreto armado.

As fissuras do concreto ocorrem na direção paralela à armadura corroída, na

maioria das vezes aparecem manchas marrom-avermelhadas na superfície do concreto e

bordas as fissuras, completando o quadro patológico.

Há de se considerar inclusive a influência do meio ambiente onde a estrutura de

concreto armado se localiza, aumentando-se o risco de corrosão das armaduras, de

forma crescente: rural – urbana – marinha – industrial.

13.7. MEDIDAS PREVENTIVAS

Na tentativa de evitar a corrosão das armaduras nas estruturas de concreto

armado diversas medidas preventivas podem ser tomadas na etapa de construção de uma

edificação, a saber:

a) PLANEJAMENTO E PROJETO:

- cobrimento adequado ( 2,5 cm);

- imitação da abertura da fissura;

- avaliação dos agentes agressivos do local da obra;

- dosagem do concreto (baixo fator água/cimento);

- avaliar as condições higrotérmicas.

b) MATERIAIS:

- evitar uso de agregado e/ou água contaminados;

- evitar uso de acelerador de pega.

c) EXECUÇÃO:

- garantir homogeneidade do concreto e uniformidade do cobrimento;

- cuidado na dosagem, lançamento, adensamento e cura do concreto.

142

MATERIAIAS METÁLICOS NÃO

FERROSOS


Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas que contêm um ou mais

elementos metálicos e que também podem conter alguns elementos não-metálicos, como

exemplo cita-se: o ferro, o cobre, o alumínio e o chumbo, enquanto que o carbono, o

nitrogênio e o oxigênio são exemplos de elementos não metálicos. Normalmente os

materiais metálicos são formados por ligas, ou seja, são constituídos pela combinação

química de dois ou mais elementos metálicos, como o latão, liga metálica de cobre-

zinco, ou são combinados com materiais metálicos, como o aço que se trata de uma liga

metálica de ferro-carbono.

143

Os materiais metálicos possuem diversas propriedades mecânicas, físicas e

elétricas que os tornam aptos em diversas aplicações na construção civil, desde função

estrutural (ferragens para o concreto armado) a não estrutural (esquadrias e metais

sanitários). Possuem boa resistência mecânica, são dúcteis e, geralmente, são bons

condutores térmicos e elétricos.

Dentre os materiais metálicos citam-se os não ferrosos como o caso do chumbo,

do alumínio, do cobre e do zinco. O emprego destes materiais se restringe, geralmente,

ao caso em que se necessita aproveitar algumas de suas propriedades, como por

exemplo, a resistência à corrosão (alumínio), a pequena densidade (cobre), as

propriedades elétricas e magnéticas (cobre).

14.2. CHUMBO

Trata-se de um metal cinza-azulado, muito maleável e macio mas pouco dúctil,

que se funde a baixas temperaturas (aproximadamente 327°C), possui baixa

condutibilidade térmica e quando exposto ao ar reveste-se de uma camada de

hidrocarbonato de chumbo (tóxico).

O seu principal emprego é em canalizações de pequena extensão,

impermeabilização na forma de chapas finas, na absorção de vibrações no apoio de

máquinas e pontes e em forma de sais na indústria de tintas.

14.3. ZINCO

Consisti em um metal cinza-azulado que se funde à uma temperatura entre 400-

420° C, sendo mais pesado e quatro vezes mais tenaz que o ferro, possui baixa

resistência elétrica, bastante atacado por ácidos, porém, resistente a corrosão

eletroquímica e um grande coeficiente de dilatação.

144

O seu principal emprego é em chapas lisas ou onduladas para coberturas, em

calhas, em sistemas de dutos de climatização ambiente e tubos condutores de fluídos.

14.4. ALUMÍNIO

Sua obtenção é a partir da bauxita, a qual é constituída essencialmente, por um

óxido hidratado (Al2O3.H2O), possuindo ainda, óxido de ferro, sílica, óxido de titânio e

outros componentes em menores quantidades. O processo de obtenção divide-se em três

etapas, a saber: mineração, obtenção alumina e eletrólise.

O alumínio e suas ligas são caracterizados por uma densidade baixa (metal muito

leve), possuindo boas propriedades mecânicas, porém, de difícil soldagem (quando

soldado perda de 50% de suas propriedades mecânicas), possui excelente

condutibilidade térmica e elétrica e uma boa resistência à corrosão, inclusive em

ambiente atmosférico. Sua cor cinza-clara pode sofrer variação quando exposto às

intempéries, pois sua superfície é recoberta por óxidos que a impermeabiliza protegendo

o núcleo. Sua principal limitação é a baixa temperatura de fusão (660 0C), que restringe

sua temperatura máxima para emprego.

Entre as principais aplicações na construção civil cita-se: painéis de fachada, em

coberturas, em revestimento, em esquadrias e em elementos de ligação. Também possui

emprego em elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de

esquadrias, dentre outras.

No que se refere ao emprego em PAINÉIS DE REVESTIMENTO, menciona-se

que seu desenvolvimento original ocorreu na Europa pela Alussuisse empresa de

beneficiamento de alumínio (sede na Suíça), recebendo nome comercial de Alucobond,

sendo, em seguida, adotado pelo mercado norte americano e brasileiro. Estes painéis são

constituídos por duas chapas metálicas (alumínio), unidas por uma camada de

polietileno através de um processo termoquímico mecânico resultando em um produto

com ótimo desempenho termo-acústico. A fixação dos painéis pode ser por meios de

parafusos, de encaixes ou estruturado (colados por meios de silicone ou fitas adesivas).

Como patologia desse tipo de painel metálico cita-se a corrosão galvânica (efeito pilha),

resultando em manchas ocasionadas pelo uso incorreto do silicone de vedação e/ou

145

dimensionamento incorreto dos componentes que podem gerar forças de sucção e

pressão oriunda da ação dos ventos, podendo deformar e arrancar as chapas.

Em meados de 2000 foi introduzido na construção civil brasileira o titânio ainda

não sendo empregado em edificações. O uso desse metal ganhou evidência com a

construção do museu Guggenhein de Bilbao, na Espanha.

14.5. COBRE

São muito importantes suas aplicações em engenharia, sendo utilizado na

condição de metal puro (com baixos teores de impurezas) ou na forma de ligas (por

exemplo, a liga de cobre-zinco que resulta no latão empregado na confecção de torneira,

fechadura, dentre outras,ou a liga de cobre-estanho que resulta no bronze empregado na

confecção de torneira, dobradiça, dentre outras).

É um metal de cor avermelhada, muito dúctil e maleável, embora duro e tenaz,

podendo ser reduzido a fios de bitolas variadas. Quando exposto ao ar cobre-se de uma

camada de óxido e carbono (azinhavre), muito tóxico, mas protege a integridade do

núcleo do metal dando duração indefinida à peça. Possui elevada condutividade térmica

e elétrica e uma resistência mecânica mediana.

São empregados em condutores para instalações elétricas; canalização de gás

liquefeito; redes de esgoto e de águas pluviais; caixas e ralos; paredes divisórias

(elemento vedantes).

146

MATERIAIAS ALTERNATIVOS


Objetivando o barateamento dos materiais de construção civil, existem, em

andamento, várias pesquisas de materiais alternativos aos utilizados tradicionalmente.

Verifica-se que esta linha de trabalho se intensificou desde que a necessidade de

reciclagem de resíduos sólidos, visando a proteção do meio ambiente, passou a ser

insistentemente pregada por entidades ecológicas.

Estudos realizados comprovam que alguns resíduos podem ser empregados

juntamente a determinados materiais permitindo produzir novos materiais com

propriedades semelhantes ou superiores aos convencionais, com menor custo. Dessa

forma o seu emprego torna-se viável em habitações populares, contribuindo para a

redução do déficit habitacional existente no país.

147

A literatura indica que nos últimos anos cresceu significativamente o número de

pesquisadores voltados para o estudo de aproveitamento geral dos resíduos industriais e

urbanos. Vale citar a criação dos seguintes comitês de entidades normalizadas, a saber:

Comitê E-38 (ASTM), 37-DRC da RILEM e o de “Pesquisas em Materiais Residuais e

Subprodutos para Construção de Rodovias” criado pela OECD.

Nacionalmente existem diversos estudos referentes à utilização de resíduos

industriais potencialmente aglomerantes, tais como: escória de alto-forno, cinza volante,

cinza de casca de arroz dentre outros e, os ditos não aglomerantes como o pó oriundo do

forno elétrico de aciarias.

O objetivo deste capítulo é realizar um sucinto levantamento bibliográfico a

respeito dos estudos efetuados sobre o emprego de resíduos na construção civil, já que,

esse é o ramo da atividade tecnológica que pelo volume de recursos naturais

consumidos, apresenta-se como sendo a mais indicada para absorver os rejeitos sólidos

gerados pelas indústrias.

15.2. RESÍDUOS METALÚRGICOS

15.2.1. Escória de alto-forno

São resíduos gerados durante o processamento de transformação do minério de

ferro à forma de ferro gusa, matéria básica para a construção do aço. Pode-se dizer que a

escória é um material obtido pela combinação do material inerte do minério (ganga)

com os fundentes que têm por finalidade auxiliar a fusão dos metais, acelerar o processo

e corrigir a salinidade do produto.

A escória fundida, ao sair do alto-forno pode ser submetida a três processos de

resfriamento, a saber: ao ar, executado lentamente ao ar perdendo suas propriedades

hidráulicas, logo, é considerada inerte e seu emprego ocorre como agregado leve. Caso o

resfriamento seja rápido obtém-se a escória expandida, pela aplicação de uma

quantidade limitada de água, resultando numa estrutura celular e sendo empregada como

agregado graúdo. Por último, têm-se a escória granulada quando o resfriamento é feito

bruscamente sendo, previamente fragmentada por jato d’água e posteriormente resfriada

em um tanque de água, onde se granula. O produto resultante é moído à finura adequada

e usado como adição ao cimento Portland (Cimento Portland Composto).

148

A composição química das escórias brasileiras é variável, tendo como

componentes principais: SiO2 (30-35% em massa), o CaO (40-45% em massa) e o

Al2O3 (11-18% em massa).

Os principais empregos das escórias de alto-forno ocorrem em:

cimento de alto-forno: adiciona-se escória de alto-forno ao clínquer

Portland, possibilitando o emprego desse cimento em meios agressivos

(regiões marítimas) devido ao menor teor de aluminato tricálcio uma vez

que esses ao reagirem com sulfatos geram compostos expansivos. Esse tipo

de cimento possui menor calor de hidratação o que viabiliza o seu emprego

em estruturas de concreto-massa;

Cimento de escória sem clínquer: possui um procedimento de fabricação

mais simplificado do que o anterior reduzindo, assim, os investimentos;

Tijolos de escórias de alto-forno: apresenta como principais vantagens à

elevada qualidade do produto final, o baixo custo, a elevada resistência

mecânica e a possibilidade de se eliminar o reboco e a pintura;

Agregado miúdos;

Indústria cerâmica: matéria-prima de cálcio e sílica, logo, objetiva reduzir

o custo;

Indústria de vidro: substitui a areia (SiO2) na fabricação do vidro;

Agricultura: corretivo de solo (CaO e MgO) reduzindo a acidez.

15.2.2. Pó oriundo do forno elétrico

No funcionamento do forno elétrico a arco há geração de resíduos particulados

que, juntamente com os gases do processo, são coletados por um sistema de exaustão. O

pó gerado é removido em determinados pontos de coleta do sistema de despoeiramento.

Suas características, de maneira geral, variam ao longo do sistema de coleta, a começar

pela sua granulometria, ficando as partículas mais pesadas depositadas no início do

percurso dos gases e prevalecendo no trecho final as mais finas.

No caso da siderurgia, a geração dos finos acontece já na exploração do minério

onde existem técnicas para aglomerá-los permitindo o seu emprego em fornos de

redução (principalmente alto-forno), entretanto esse procedimento mostra-se ineficiente

para os materiais ultrafinos, com tamanho abaixo de 0,149 mm, o qual surgiu a

149

pelotização, procedimento de elevado custo e ainda não implantado no Brasil. Dentro

deste contexto, houve o interesse no estudo do reaproveitamento do resíduo oriundo do

forno elétrico na construção civil.

A análise química do resíduo constata-se que em sua composição encontram-se,

principalmente, Fe, no teor aproximado de 64%, Cao no teor de 8% e outros compostos

de menor importância. O seu emprego ocorre em:

Adição ao cimento Portland: adição de 60% de resíduo ao cimento Portland

tipo CPII-E, possibilitando o emprego desse novo material na fabricação de

artefatos de cimento, como por exemplo, blocos de concreto, reduzindo, assim o

custo do produto final. Esse novo material é indicado, também, para a confecção

de argamassas compostas;

Indústria cerâmica: confecção de peças cerâmicas.

15.2.3. Microssílica

É um subproduto da indústria de ferro-silício metálico produzida em fornos

elétricos do tipo arco voltaico, um pó extremamente fino e sua composição química

depende, em parte, da matéria prima empregada, tendo como componente principal s

SiO2 (teor entre 85-98% em massa).

O seu emprego ocorre em:

Adição ao concreto: alterando tanto suas características quando do

estado fresco (trabalhabilidade, coesão, segregação) quanto endurecido

(permeabilidade, durabilidade, reação álcali-agregado) possibilitando a

fabricação do concreto de alto desempenho.

15.2.4- Rejeito da produção do alumínio a partir da bauxita

A transformação do minério de alumínio, denominado bauxita, gera o resíduo

denominado lama vermelha, constituída basicamente de silicatos de ferro e alumínio

com elevada causticidade. O aspectos físico é de um material onde predomina as frações

granulométricas muito finas sendo empregado em:

Confecção de agregado graúdo.

150

15.3- RESÍDUOS INDUSTRIAIS

Apresentam-se, nesse grupo, os materiais pozolânicos os quais são definidos,

segundo o ACI, como sendo um material silício ou silício-aluminoso que por si só

possui pouca ou nenhuma capacidade cimentícia, mas que quando em presença de

umidade reage quimicamente com o hidróxido de cálcio formando compostos com

propriedades aglomerantes, cita-se as pozolanas e as cinzas volantes (resíduo resultante

da combustão do carvão mineral gerado em usinas termoelétricas).

São divididos em dois grupos, a saber:

Os naturais, formados em alguns processos da natureza necessitando

apenas de uma moagem, de origem vulcânica e sedimentares (as argilas);

Os artificiais, subprodutos industriais classificando-se em: cinzas

volantes (obtido em termoelétrica), argilas e folhetos calcinados (queima

da argila), resíduos industriais e agro-industriais (obtido na combustão

do xisto, cinza de eucalipto, cinza do bagaço da cana de açúcar, resíduo

da indústria de cerâmica vermelha e cinza de casca de arroz).

15.3.1. Cinza volante

Origina-se através da calcinação de argilominerais, carbonatos, sulfatos, etc, na

câmara de combustão das caldeiras das usinas termoelétricas. São partículas finas, com

baixa massa específica, que após a combustão, são transportadas pelo fluxo de gases e

coletadas. Em sua composição química verifica-se que SiO2 está presente no teor de 60-

65%, o Al2O3 no teor de 22-30% e o Fe2O3 de 4-7% seguido de componentes de menor

importância. Seu emprego ocorre em:

Cimento pozolânico: adição ao clínquer de cimento Portland na proporção

de aproximadamente 15 a 50%, obtendo um cimento mais resistente ao

ataque de agentes agressivos. Favorece também as propriedades do

concreto no estado fresco e no estado endurecido;

Adição ao concreto: para confecção do concreto de alto desempenho;

151

Tijolos: confecção de tijolos (composição: 85% de cinza volante + 15% de

cal hidratada).

15.3.2. Casca de arroz

Produto poluidor queimado a céu aberto ou em engenhos para secagem de grãos.

Sua composição química é basicamente de SiO2, em torno de 90%. É um material

poroso leve e volumoso. A cinza é uma excelente pozolana quando moída se transforma

em um pó fino e seu emprego ocorre:

Adição ao concreto: para confecção do concreto de alto desempenho;

Tijolos: confecção de tijolos.

15.3.3. Resíduo cerâmico

Os resíduos cerâmicos possuem atividade pozolânica quando queimados a uma

temperatura não superior a 800˚C, possibilitando o seu emprego em:

Adição ao concreto: para confecção do concreto de alto desempenho.

15.3.4. Amendoim

A cinza obtida na queima da casca do amendoim é um material polozânico com

aplicabilidade semelhante à da cinza volante. Salienta-se que para cada 30% em massa

de casca obtida na separação dos grãos, resulta em 3% de teor de cinza.

15.4. RESÍDUO URBANO

Enquadra-se nesse item o lodo de esgoto, resultante da biodigestão da parte

sólida do efluente que constitui o esgoto sanitário o qual, após sofrer digestão de

bactérias passa pela operação unitária de secagem, resultando numa matéria-prima para

obtenção de agregado leve.

O processo para obtenção do lodo digerido em agregado leve passa pelas

seguintes fases: secagem (para diminuir a umidade inicial) e pelotização (para assumir

formas mais arredondadas); tratamento térmico (sintetização do lodo a uma temperatura

de 1250˚C) e estabilização (para adquirir uma textura superficial mais uniforme).

APOSTILA - materiais de construção civil

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