Material Compósito - Propriedades do aglomerado de Gesso e...

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Material Compsito - Propriedades do aglomerado de Gesso e

Partculas Fragmentadas de Bambu (Phyllostachys Edulis)

Composite Material - Properties of Gypsum and Bamboo Fibers

(Phyllostachys Edulis) Particleboard

Lus Miguel Ferreira Leite de Novaes Machado

2011

Mestrado em Tecnologia e Gesto de Construes

ISEP - Instituto Superior de Engenharia do Porto

iii

DEDICATRIA

Ao Professor e meu Orientador Eng.

Manuel Trigo Neves (in memorium).

minha Me, irmos e minha namorada

que sempre me apoiaram e incentivaram

na realizao deste projecto. Obrigado!

v

AGRADECIMENTOS

minha Me, Emlia da Conceio Ferreira Leite e aos meus irmos, Antnio Diogo e

Manuel Pedro pelo apoio e compreenso na elaborao deste estudo. Pelo seu amor, vida e

ateno prestada no decorrer de toda a minha jornada no ISEP.

Agradeo do fundo do meu corao minha namorada Ana Maria Coelho que sempre me

apoiou e acompanhou ao longo destes anos e sempre teve uma palavra de fora para me

fazer continuar a acreditar. Um agradecimento especial pela compreenso do tempo

despendido neste estudo e em toda a minha fase do ensino.

Agradeo ao Professor Manuel Trigo Neves pelo incentivo e pelo apoio neste estudo com

base numa planta to pouco divulgada e conhecida em Portugal. Por todas as viagens e

companhia sempre que necessrio dar mais um passo para a concretizao do estudo, e

acima de tudo pela presena e partilha de conhecimento que sempre disps em tudo.

Agradeo todas as lies recebidas e toda a inspirao passada por uma vivncia mais

simples e feliz. A sua memria nunca ser esquecida, lembrana e admirao pela maior

referncia do ISEP que tive a fortuna de ter como professor e orientador.

Bambuparque na pessoa e de Ive Crouzet pela disponibilizao das canas essenciais para

o estudo e ao Dr. Hlder Carvalho pela amabilidade e disponibilidade com que nos recebeu

nas instalaes da Bambuparque na Herdade Fontes em S. Teotnio.

Ao Professor Antnio L. Beraldo da Faculdade de Engenharia Agrcola da Universidade

Estadual de Campinas pela partilha de conhecimento e auxlio prestado na obteno de

bibliografia diversa.

Ao Eng. Pedro Sousa da Sika Portugal, S.A. pela disponibilizao dos adjuvantes

utilizados neste estudo e pela rpida resposta na entrega destes.

vi

Gyptec Ibria pela disponibilizao dos materiais necessrios a este estudo, ao Eng.

vila e Sousa e ao Eng. Paulo Gomes por todas as sugestes, indicaes e auxlio

execuo dos ensaios e compreenso do processo de fabrico das placas de gesso laminados.

empresa Moveis Fij na pessoa do Sr. Leo por toda a disponibilidade e auxlio com a

triturao das canas de bambu para obteno das partculas.

Ao meu colega e amigo Damio Barbosa pelo auxlio na obteno dos contactos que me

levaram at ao Sr. Leo.

Ao Eng. Rogrio Pinheiro e Eng. Isilda Costa do laboratrio de geotcnica do ISEP pelo

auxlio no acesso e utilizao do Laboratrio de rochas.

Eng. Maria da Luz Garcia pelo apoio prestado na correco e valorizao dos

contedos presentes nesta Tese. Por toda a sua disponibilidade e partilha de

conhecimentos, o meu muito obrigado.

vii

RESUMO

Neste trabalho estudou-se um compsito de gesso FGD reforado com fibras vegetais. As

fibras utilizadas neste estudo so provenientes de bambu da espcie Phyllostachys edulis e

foram trituradas at se obter uma granulometria apropriada composio de uma pasta

de gesso que permitisse a execuo de placas de gesso laminado.

As placas produzidas foram ensaiadas flexo e posteriormente submetidas anlise de

humidade para aferir a percentagem de gua de cristalizao nas amostras. Foram ainda

produzidos provetes cbicos com 7cm de aresta para permitira a execuo de ensaio

compresso.

Foram produzidos dois tipos de pastas, uma sem a adio de partculas de bambu

(controlo) e outra com adio de 15% de partculas de bambu.

PALAVRAS-CHAVE: Bambu, Gesso laminado, Compsito, Phyllostachys edulis e Material de Construo Alternativo

ix

ABSTRACT

In this work, it was studied a gypsum FGD composite reinforced with natural fibers. The

fibers used in this study were from the species of bamboo Phyllostachys edulis and were

crushed to obtain a particle size appropriate to the composition of a gypsum paste that

allows the execution of plasterboards (drywall).

The boards produced were tested at flexion and then submitted to moisture analysis to

determine the percentage of water of crystallization in the samples. Cubic specimens with

7cm edge were also produced to allow the execution of the compression test.

Were produced two types of composites, without the addition of bamboo particles

(control) and one with addition of 15% of particles of bamboo.

KEYWORDS: Bamboo, Drywall, Composite, Phyllostachys edulis and Alternative

construction material.

xi

NDICE

Resumo ...................................................................................................................... vii

Palavras-chave ................................................................................................................. vii

Abstract ....................................................................................................................... ix

Keywords ....................................................................................................................... ix

ndice ....................................................................................................................... xi

ndice de figuras ............................................................................................................... xv

ndice de quadros .......................................................................................................... xviii

ndice de anexos .............................................................................................................. xix

1. Introduo geral ............................................................................................... 1

2. Reviso bibliogrfica ........................................................................................ 3

2.1. Gipsita ............................................................................................................. 3

2.2. Gesso ............................................................................................................... 4

2.2.1. Processo de obteno do Gesso por extrao do minrio Gipsita ...................... 5

2.2.2. Gessos sintcticos ............................................................................................. 8

2.2.3. Propriedades qumicas e fsicas do gesso ........................................................ 10

2.2.4. Factores que influem o Tempo de Presa e a expanso .................................... 12

2.2.5. gua no gesso: gua livre (AL) e gua combinada (AC) .............................. 15

2.3. Gesso laminado .............................................................................................. 15

2.3.1. Placas de gesso laminado ............................................................................... 15

2.3.1.1. Tipos comuns de gesso laminado .................................................................... 18

xii

2.3.1.1.1. Standard PGL - Placas de Gesso Laminado .................................................. 18

2.3.1.1.2. Placas de Gesso Laminado Hidrofugada ........................................................ 19

2.3.1.1.3. Placas de Gesso Laminado Anti-fogo ............................................................. 21

2.3.1.2. Processo de fabrico ........................................................................................ 22

2.3.1.3. Especificaes da Norma UNE-EN 520:2005+A1:2010 ................................... 24

2.3.1.3.1. Tipos de placas de gesso laminado ................................................................. 24

2.3.1.3.1.1. Placa de gesso laminado do Tipo A ............................................................... 25

2.3.1.3.1.2. Placa de gesso laminado do Tipo H ............................................................... 25

2.3.1.3.1.3. Placa de gesso laminado do Tipo E ............................................................... 25

2.3.1.3.1.4. Placa de gesso laminado do Tipo F ............................................................... 26

2.3.1.3.1.5. Placa de gesso laminado do Tipo P ............................................................... 26

2.3.1.3.1.6. Placas de gesso laminado do Tipo D .............................................................. 26

2.3.1.3.1.7. Placas de gesso laminado do Tipo R .............................................................. 27

2.3.1.3.1.8. Placas de gesso laminado do Tipo I ............................................................... 27

2.3.1.3.2. Perfis de bordo longitudinal e transversal ...................................................... 27

2.3.1.3.3. Resistncia flexo ....................................................................................... 28

2.4. Bambu........................................................................................................... 29

2.4.1. Propriedades do bambu ................................................................................. 29

2.4.2. Espcies de bambu mais usadas na construo civil ....................................... 32

2.4.2.1. Phyllostachys pubescens ou Phyllostachys edulis ........................................... 36

2.4.3. Fibra de Bambu ............................................................................................ 37

xiii

2.4.4. Caractersticas mecnicas do bambu .............................................................. 38

2.4.4.1. Compresso .................................................................................................... 40

2.4.4.2. Traco .......................................................................................................... 42

2.4.4.3. Flexo ............................................................................................................ 44

2.4.4.4. Toro ........................................................................................................... 46

2.4.4.5. Cisalhamento ................................................................................................. 46

2.4.5. Compsitos de fibras de bambu ..................................................................... 47

2.4.5.1. Aglomerados base de cimento e partculas de bambu .................................. 47

2.4.5.2. Retraco plstica e retraco elstica em compsitos cimentcios ................. 51

2.4.6. Aglomerados base de gesso e partculas de bambu ...................................... 51

2.4.7. Associao da madeira com um ligante inorgnico ......................................... 52

2.4.7.1. Influncia sobre a presa do gesso .................................................................... 52

2.4.7.2. Comportamento mecnico do Material ........................................................... 54

3. Materiais ........................................................................................................ 55

3.1. Bambu ........................................................................................................... 55

3.2. Gesso ............................................................................................................. 58

3.3. Adjuvantes ........................................................... Erro! Marcador no definido.

3.3.1. Superplastificante ........................................................................................... 58

3.3.2. Introdutor de ar ............................................................................................. 59

3.3.3. Amido ............................................................................................................ 61

3.4. Papel ............................................................................................................. 61

xiv

4. Metodologias ................................................................................................. 62

4.1. Preparao da argamassa e compsito de gesso-bambu ................................. 63

4.2. Preparao das placas para ensaio de flexo e anlise de humidade ............... 67

4.3. Controlo da gua perdia aps secagem .......................................................... 70

4.4. Preparao de cubos para ensaio de compresso simples ............................... 72

4.5. Ensaios de caracterizao do material em estudo ........................................... 73

4.5.1. Ensaios de flexo ........................................................................................... 73

4.5.2. Ensaio de Compresso ................................................................................... 75

4.5.3. Anlise de humidade Dihidrato .................................................................. 75

5. Apresentao de resultados ............................................................................ 78

5.1. Apresentao e anlise dos resultados de controlo de secagem em estufa ....... 79

5.2. Apresentao de resultados do ensaio de Flexo ............................................ 85

5.3. Apresentao de resultados do ensaio de Anlise trmica .............................. 89

5.4. Apresentao de resultados do ensaio de Compresso .................................... 93

6. Concluses ..................................................................................................... 95

7. Perspectivas futuras ...................................................................................... 97

8. Referncias bibliogrficas ............................................................................... 99

9. Anexos ......................................................................................................... 104

xv

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Britador de martelo de etapa simples ................................................................ 6

Figura 2 - Forno rotativo para calcinao da Gipsita ......................................................... 7

Figura 3 - Paredes internas de uma habitao, em gesso cartonado. ................................ 16

Figura 4 - Esquema de duplicao de painis KNAUF ..................................................... 18

Figura 5 - Processo de fabrico das placas de gesso ........................................................... 24

Figura 6 - Placa de gesso laminado standard ................................................................... 19

Figura 7 - Placas de gesso laminado hidrfugo ................................................................. 19

Figura 8 Placas de gesso reforado com fibra de vidro .................................................. 21

Figura 9 - Bordo longitudinal quadrado ........................................................................... 28

Figura 10 - Bordo longitudinal biselado ........................................................................... 28

Figura 11 - Bordo longitudinal afinado ............................................................................ 28

Figura 12 - Bordo longitudinal semi-arredondado ............................................................ 28

Figura 13 - Bordo longitudinal semi-arredondado afinado ................................................ 28

Figura 14 - Bordo longitudinal arredondado ..................................................................... 28

Figura 15 - Organograma de aplicaes possveis para utilizao do bambu ..................... 30

Figura 16 - Morfologia do bambu ..................................................................................... 31

Figura 17 - Ponte em bambu na Colmbia ....................................................................... 38

Figura 18 - Ponte em bambu na China ............................................................................ 38

Figura 19 - Provetes submetidos a ensaio de traco ........................................................ 43

Figura 20 - Equipamento de ensaios traco ................................................................. 44

Figura 21 - Efeito de tratamentos aplicados s partculas de bambu (D. giganteus) para a

produo de compsitos base de dois tipos de cimento (CP-II-E-32 e CP-V-ARI) ......... 49

Figura 22 - Ensaio de compresso simples no compsito bambu e cimento ....................... 50

xvi

Figura 23 - Efeito da adio de partculas de bambu na resistncia compresso do

compsito gesso-bambu.................................................................................................... 52

Figura 24 - Representao esquemtica do comportamento em flexo de trs pontos: (a)

gesso puro (b) compostos de gesso - fibra de sisal (Jorillo, et al., 1995). .......................... 55

Figura 25 - Armazenamento das canas de bambu, nas instalaes da Bambuparque,

utilizadas no estudo ......................................................................................................... 56

Figura 26 - Cana de Phyllostachus pubescens utilizada no estudo ................................... 56

Figura 27 - Partculas de bambu sada do triturador de eixo nico ............................... 57

Figura 28 - Canas de bambu no triturador de eixo nico ................................................. 57

Figura 29 - Partculas de bambu aps lavagem e peneirao ........................................... 57

Figura 30 - Adjuvante superplastificante / redutor de gua de alta gama ....................... 59

Figura 31 - Adjuvante Introdutor de ar Sika ERA-5 .................................................... 60

Figura 32 - Utilizao de amido na produo das placas de ensaio .................................. 61

Figura 33 - Papel utilizado na produo de gesso laminado 190g/m2 ............................ 62

Figura 34 - Determinao emprica da relao de gua / gesso ........................................ 64

Figura 35 - Amostras com 15% e 40% de bambu, respectivamente .................................. 65

Figura 36 - Determinao emprica da relao gua/gesso na argamassa com 15% de

bambu ............................................................................................................................. 66

Figura 37 - Resultado final do estudo da relao de gua/gesso ...................................... 66

Figura 38 - Molde de madeira para execuo das placas de gesso .................................... 68

Figura 39 - Molde para produo das placas revestido com filme plstico ........................ 69

Figura 40 - Produo de placas de gesso laminado em meio industrial ............................. 69

Figura 41 - Esquema de prensagem para adeso do papel ao gesso .................................. 70

Figura 42 - Secagem das placas em laboratrio, estufa com ventilao de ar forada ....... 71

Figura 43 - Pesagem das placas aps secagem em estufa ................................................. 71

xvii

Figura 44 - Molde em ao inoxidvel para provetes cbicos - Ensaio compresso ............. 72

Figura 45 - Ensaio flexo esttica .................................................................................... 74

Figura 46 - Prensa hidrulica de accionamento elctrico de ensaio universal .................... 75

Figura 47 - Analisador de humidade AnD MX-50 ............................................................ 76

Figura 48 - Esquema grfico da anlise de humidade ao gesso ......................................... 77

Figura 49- Controlo de peso antes e aps secagem em estufa Grupo de controlo ........... 79

Figura 50 - Controlo de peso antes e aps secagem em estufa Grupo Com Bambu ....... 81

Figura 51- Grfico do ensaio de flexo s amostras controlo (SEM Bambu) ..................... 86

Figura 52 - Valores mximos da fora de rotura (ensaio flexo) SEM Bambu ............... 86

Figura 53 - Grfico do ensaio de flexo s amostras COM Bambu ................................... 87

Figura 54 - Fissura em placa de gesso e bambu aps ensaio ............................................. 88

Figura 55 - Placa de gesso e bambu partida com recurso a fora muscular aps ensaio .... 88

Figura 56 - Valores mximos da fora de rotura (ensaio flexo) COM Bambu .............. 88

Figura 57 - Anlise humidade Amostras Controlo ......................................................... 90

Figura 58 - Anlise humidade Amostras COM Bambu .................................................. 91

Figura 59 - Ensaio de compresso; provetes de controlo ................................................... 93

xviii

NDICE DE QUADROS

Tabela 1 - Propriedades fsicas e mecnicas do bambu tropical Guadua Angustifolia ........ 2

Tabela 2 - Propriedades fsicas do mineral gipsita ............................................................. 4

Tabela 3 - Resumo de designaes do desempenho de cada tipo de placa ........................ 24

Tabela 4 - Valores mnimos da carga de rotura flexo para placas de gesso laminado dos

tipos A,D,E,F,H e I; UNE EN 520:2005+A1:2010 ......................................................... 28

Tabela 5 - Valores mnimos da carga de rotura flexo para placas de gesso laminado do

tipo R; UNE EN 520:2005+A1:2010 ............................................................................. 29

Tabela 6 - Caractersticas de algumas espcies com maior interesse na construo civil ... 32

Tabela 7 - Quadro resumo de caractersticas da espcie Phyllostachys pubescens ............ 37

Tabela 8 - Relao entre a tenso de trao e o peso especfico de alguns materiais. ....... 42

Tabela 9 - Resistncia dos bambus flexo ..................................................................... 46

Tabela 10- Caractersticas tcnicas do p de Gesso.......................................................... 64

Tabela 11 - Caractersticas do analisador de humidade AnD MX-50 ............................... 76

Tabela 12 - Controlo de peso antes e aps secagem em estufa Grupo controlo .............. 81

Tabela 13 - Controlo de peso antes e aps secagem em estufa Grupo Com Bambu ....... 82

Tabela 14 - Valores mdios e desvio padro do controlo de gua aps secagem. .............. 83

Tabela 15 - Carga e tenso de rotura - Amostras controlo ............................................... 89

Tabela 16 - Carga e tenso de rotura - Amostras Com Bambu ........................................ 89

Tabela 17 - Resultados da anlise de humidade ............................................................... 92

Tabela 18 - Resultados do ensaio de compresso ............................................................. 93

Tabela 19 - Anlise estatstica, ensaio de compresso ...................................................... 94

xix

NDICE DE ANEXOS

Anexo A - Ensaio de flexo Amostras controlo............................................................ 104

Anexo B - Ensaio de flexo Amostras com bambu ...................................................... 105

Anexo C Resultados da anlise de humidade Amostras controlo .............................. 106

Anexo D Resultados da anlise de humidade Amostras com Bambu ........................ 108

Anexo E Ficha de caractersticas SIKA-AER ........................................................... 108

Anexo F Ficha de caractersticas SIKA VISCOCRETE G-2 ................................ 108

xxi

Lista de abreviaturas

m Micrmetro

mm Milmetro

cm Centmetro

m Metro

C Grau centgrado

kg Quilograma

g Grama

yg Yoctograma

ml Mililitro

m2 Metro quadrado

m3 Metro cbico

N Newton

h Hora

min Minuto

s Segundo

MPa Megapascal

Pa Pascal

xxii

W Watt

Wh Watt hora

cal Caloria

1

1. INTRODUO GERAL

A procura de um desenvolvimento sustentvel aplicado aos materiais na indstria da

construo civil no cada vez mais, uma preocupao real para a indstria da construo a

nvel mundial. As actividades relacionadas com esta provocam um grande impacte ambiental,

o sector consome individualmente a maior parte dos recursos naturais existentes. Tal facto

tem vindo a incentivar novas pesquisas, visando a preservao da natureza e a melhoria da

qualidade de vida do homem, com recurso a materiais alternativos. Na procura de solues

que possam responder aos actuais desafios h um crescente interesse na procura por materiais

alternativos que possam auxiliar preservao da natureza e melhoria da qualidade de vida

das espcies. Surge assim o interesse em atribuir uma nova aplicao planta j conhecida

como tendo mil e uma, o bambu.

As caractersticas fsicas do bambu, o seu baixo custo, facilidade de obteno, e forma

geomtrica peculiar tornam-no largamente utilizado como material de construo em vrios

pases nos quais cresce com abundncia, principalmente nas zonas tropicais e subtropicais da

sia. Alm de ser um substituto da madeira pela sua durabilidade e mltipla funcionalidade,

seu cultivo no causa danos ao meio ambiente.

O bambu um dos materiais de construo mais antigos no mundo, as populaes das regies

tropicais na sia, Ocenia e Amrica do Sul, de onde as mais de 1000 espcies de bambu so

originrias, souberam aproveitar as mltiplas qualidades deste material secular, no s na

construo mas tambm na alimentao, produo txtil, ornamentao, produo de pasta

de papel e ainda medicinal.

Sendo o bambu uma planta com mais de 1000 espcies diferentes, nem todas so utilizveis

na construo. Os gneros tropicais Bambusa, Chusquea, Dendrocalamus, Gigantochloa,

2

Guadua, Melocanna e Otatea, e os gneros temperados Phyllostachys (utilizado neste estudo)

e Pseudosasa agregam as espcies adequadas para a construo. Como exemplo, seguem

algumas das propriedades fsicas e mecnicas do bambu tropical Guadua Angustifolia,

considerado um dos melhores bambus para usos construtivos:

Tabela 1 - Propriedades fsicas e mecnicas do bambu tropical Guadua Angustifolia (Pereira, et al.,

2008)

Resistncia mdia trao 87MPa

Mdulo de elasticidade mdio 15,1GPa

Resistncia mdia compresso 29,5MPa

Mdulo de elasticidade mdio compresso 12,6GPa

Resistncia mdia de cisalhamento 87MPa

Bambu um recurso inesgotvel, cuja alta taxa de crescimento que permite uma rotatividade

de colheita de seis meses a um ano e representa uma fonte de biomassa significativa podendo

esta ser utilizada para produo de energia.

O bambu tem sido ainda usado desde 1999 em Portugal em sistemas de fitotratamento de

guas residuais demonstrando um melhor desempenho que as plantas tradicionalmente usadas

nesta tecnologia (Phragmites Australis). Algumas das suas vantagens so o seu mesmo nvel

de tratamento, menor densidade de plantao (1 planta/m em vez de 6 a 11 plantas/m),

mantm-se verdes todo o ano enquanto as Phragmites Australis ficam castanhas durante o

inverno, menor vulnerabilidade competio de outras plantas e menor necessidade de

manuteno.

3

2. REVISO BIBLIOGRFICA

A reviso bibliogrfica efectuada aborda temas sobre a utilizao de materiais aglomerados

de cimento ou gesso com fibras naturais, onde ficou evidenciada a escassez de dados

encontrados na literatura cientfica sobretudo inerentes interaco de partculas de

bambu com gesso. Artigos tcnicos, dissertaes e teses de doutoramento tambm foram

consultados para a realizao desta reviso.

O bambu, devido falta de divulgao no meio ocidental aqui abordado sobre uma

forma mais extensa, envolvendo desde seu processo de produo at sua utilizao final,

focando as suas propriedades fsicas e qumicas numa anlise que permite evidenciar o seu

potencial como um material de construo.

2.1. GIPSITA

O minrio de gesso (gipsita), formado entre 100 e 200 milhes de anos atrs, est presente

em grande parte da superfcie terrestre. Sua extraco no gera resduos txicos e requer

pouca interferncia na superfcie.

Mineral abundante na natureza, a gipsita um sulfato de clcio hidratado cuja frmula

qumica , que geralmente ocorre associado anidrita, sulfato de clcio

anidro (Ralph, 2005).

A gipsita uma rocha sedimentar composta basicamente por sulfato de clcio. Os

depsitos de gipsita, matria-prima utilizada para a produo de gesso, tm sua origem na

precipitao do sulfato de clcio contido em guas marinhas submetidas evaporao

(PEREIRA, 1973).

4

Tabela 2 - Propriedades fsicas do mineral gipsita (Dana, 1976).

Dureza na escala de Mohs 2

Densidade [g/cm3] 2,35

ndice de refraco 1,53

Cor (depende do grau impurezas contidas nos

cristais)

Incolor, branca, amarela, cinza e

avermelhada

Brilho Perlceo

Clivagem 1 perfeita e 2 indistintas

Fratura Fibrosa

Transparncia Transparente e translcido

Hbito Fibroso, tabular

Trao Branco

Morfologia e tamanho dos cristais Varia de acordo com as condies e

ambientes de formao

A sua composio qumica mdia apresenta 32,5% de xido de clcio ou cal viva (CaO),

46,6% de trixido de enxofre ( ) e 20,9% de gua ( ). Trata-se de um mineral muito

pouco resistente que, sob a aco do calor (cerca de 160C), desidrata-se parcialmente,

originando um semi-hidrato conhecido comercialmente como gesso ( ). Os

termos gipsita, gipso e gesso, so frequentemente usados como sinnimos. Contudo,

a denominao gipsita reconhecidamente a mais adequada ao mineral em estado natural,

enquanto gesso o termo mais apropriado para designar o produto calcinado (Sobrinho, et

al., 2001).

2.2. GESSO

O gesso um produto que se utiliza na construo h sculos. resistente deformao,

incombustvel, quimicamente neutro e livre de substncia nocivas; portanto um material

de construo incuo, fcil de trabalhar e aplicar. O gesso mantm um equilbrio

5

higromtrico relativamente humidade ambiente, contribuindo para criar uma atmosfera

saudvel e agradvel.

O gesso um aglomerante produzido a partir da gipsita (tambm denominada por pedra

de gesso), composto basicamente de sulfato de clcio di-hidratado ( ). um

material branco fino que em contacto com a gua se hidrata, num processo exotrmico,

formando um produto, no hidrulico e rgido. Encontra a sua maior aplicao na

indstria da construo civil, embora tambm seja muito utilizado na confeco de moldes

para as indstrias cermica, metalrgica e de plsticos; em moldes artsticos, ortopdicos e

dentrios; como agente desidratante; como aglomerante do giz entre outros.

2.2.1. PROCESSO DE OBTENO DO GESSO POR EXTRAO DO MINRIO GIPSITA

A produo de gesso feita mediante a calcinao controlada da gipsita bruta em fornos

especficos de diversos tipos. A produo do gesso d-se pela extraco e calcinao da

gipsita, mineral natural produzido pela evaporao de mares. As fbricas de placas de

gesso e outros derivados da gipsita so instalaes limpas, que somente libertam vapor de

gua para a atmosfera.

2.2.1.1. EXTRAO DO MINRIO

A produo de gesso, em escala industrial, envolve basicamente cinco etapas: extraco da

gipsita; fragmentao; calcinao, pulverizao e embalamento. No caso do minrio se

encontrar praticamente superfcie ou em profundidades at vinte metros, a extraco da

gipsita envolve equipamentos convencionais de extraco de minrio, e o desmonte

realizado com explosivos convencionais com exploses controladas que criam uma grande

variedade na dimenso dos blocos.

6

2.2.1.2. FRAGMENTAO

Aps a extraco, os blocos de gipsita so britados at se obter a granulometria necessria

para o forno de calcinao. O minrio reduzido a tamanhos que no ultrapassam os vinte

milmetros, atravs da utilizao de moinhos de impacto e de mandbulas, muito eficazes

com este tipo de rocha. A homogeneizao do tamanho do minrio permite uma maior

regularidade no processo industrial de produo. Na Figura 1 mostra-se um pequeno

britador de martelo que pode ser usado na fragmentao da gipsita.

Figura 1 - Britador de martelo de etapa simples

2.2.1.3. CALCINAO

O gesso o resultado do processo de calcinao a que a gipsita sujeita. Esta pode ser

feita em fornos simples ou industriais. A calcinao a fase mais importante do processo

produtivo do gesso, exigindo condies termodinmicas e cinticas bem definidas para cada

tipo de produto desejado. A gipsita, em sua forma natural Sulfato de Clcio di-hidratado

( ), normalmente est associada s impurezas como xidos metlicos. Quando

encontrado sob forma de anidrita ( ), no tem muito valor industrial uma vez que

sua estrutura estvel e no susceptvel decomposio trmica.

A gipsita quando processada adequadamente, decompe-se, segundo a reaco:

7

transformando-se em hemi-hidratado, nas suas morfologias alfa () ou beta (). A

temperatura terica para que a reaco de desidratao ocorra de 106C, porm a

velocidade da reaco ser razovel. Considerando a produo industrial, indicam-se

temperaturas superiores: entre os 145 a 170C (SANTOS, 1999).

H dois tipos de gesso hemi-hidratado: Alfa () e Beta (), dependendo se o processo de

calcinao seja feito por via seca ou hmida. Se a gipsita for calcinada a seco sob presso

atmosfrica, ou baixa presso, ser obtido o hemidrato . Caso a calcinao ocorra sob

presso de vapor de gua saturante, ser obtido o hemihidrato . Devido ao menor

tempo de presa, maior resistncia mecnica e custo mais elevado, o hemihidrato tem sua

maior utilizao como gesso hospitalar. Ao passo que o , com custo de produo mais

baixo, predomina no gesso de construo civil (Cincotto, et al., 1988).

Figura 2 - Forno rotativo para calcinao da Gipsita

Dependendo da temperatura de calcinao obtm-se diferentes tipos de gesso. Se a gipsita

calcinada numa faixa de temperatura da ordem de 140C a 160C, obtm-se o hemi-

hidratado ( ).

8

A anidrita III ( ) obtida entre os 160C e 200C, e pode conter gua de

cristalizao, embora em baixo teor. Esta fase solvel, como o hemihidrato, porm

instvel, transformando-se em hemihidrato com a humidade do ar. Quando a calcinao

ocorre em temperaturas de 250C a 800C obtm-se a anidrita II ( ) cuja velocidade

de hidratao lenta. Se a temperatura de queima for acima de 800C, chega-se anidrita

I (Nolhier, 1986) (Cincotto, et al., 1988).

2.2.1.4. PULVERIZAO E EMBALAMENTO

O gesso em forma de p fino obtido passando o material calcinado por moinhos especiais

combinados com crivos que asseguram uma granulometria adequada para a sua aplicao.

O material modo seleccionado em fraces granulomtricas e classificado de acordo com

o tempo de presa, e embalado em sacos de papel multifolhados de acordo com as normas

EN 13279-1: 2008.

2.2.2. GESSOS SINTCTICOS

A procura por novas formas de reaproveitar resduos da construo ou subprodutos de

processos qumicos conduziu ao aparecimento dos gessos sintcticos ou vulgarmente

designados por gessos reciclados.

Os pases mais desenvolvidos, com problemas de ordem ambiental gravssimos, incentivam

em muito o uso destes subprodutos na sua produo industrial de gesso como alternativa

extraco do minrio.

2.2.2.1. REA GYPSUM (GESSO FGD)

Na Europa muito comum a queima de carvo mineral na produo de energia elctrica

em centrais termoelctricas. Para diminuir a poluio atmosfrica, os gases emitidos so

lavados em soluo de carbonato de clcio. A reaco qumica da lavagem combina o

9

enxofre contido no carvo com o clcio, precipitando assim um fino p de sulfato de clcio

(gesso sintctico). Trata-se de um gesso sinttico de aparncia suja que consumido, em

sua maioria, na construo civil (Bernardo Hhl, 1998).

2.2.2.2. FOSFO-GESSO

O termo fosfogesso frequentemente referenciado na literatura tcnica como subproduto

de gesso, gesso qumico, resduo de gesso, gesso agrcola ou gesso sinttico. Por conter

resduos de fsforo na sua composio (0,7% a 0,9%) este designado por fosfogesso

(NUERNBERG, 2005).

O composto qumico fosfogesso um resduo da produo de cido fosfrico (P2O5),

matria-prima para a produo de fertilizantes fosfatados. A sua produo em

propores de 4 a 6 vezes maior que a do prprio cido fosfrico, sendo assim considerado

um grande passivo ambiental para as empresas produtoras de fertilizantes.

Em alguns pases onde no so escassas as reservas de gesso, o fosfogesso tem um valor

econmico altamente competitivo em relao ao gesso, como por exemplo no Japo, onde o

material utilizado como gesso na produo de artefactos para a construo civil (BARTL

e ALBUQUERQUE, 1992).

2.2.2.3. GESSO QUMICO

Obtido como subproduto de reaces na purificao do cido fosfrico e produo de cido

ctrico e lctico (Hhl, 2010).

As propriedades especficas do gesso como a elevada plasticidade da pasta, presa e

endurecimento rpido, granulometria equivalente do cimento, baixo nvel de retraco

na secagem e estabilidade volumtrica, garantem um desempenho satisfatrio quando

utilizado como aglomerante na produo de prefabricados ou aplicado como revestimento.

10

A propriedade de absorver e libertar humidade do ambiente confere aos revestimentos

base de gesso um elevado poder de equilbrio higroscpio, alm de funcionar como inibidor

da propagao do fogo, libertando molculas de gua quando em contacto com este.

Por outro lado, devido a solubilidade dos produtos de gesso (1,8 g/l), a utilizao destes

fica restrito a ambientes interiores, onde no ocorra o contacto directo e constante com

gua (reas molhadas) e desde que se considerem certos cuidados, tais como: o alto poder

oxidante do gesso quando em contacto com componentes ferrosos; o alto poder expansivo

das molculas de etringita, formadas pela associao do gesso com o cimento em fase de

hidratao; diminuio da resistncia com o grau de humidade absorvida; a solubilidade e

lixiviao com a percolao de gua constante (Hhl, 2010).

2.2.3. PROPRIEDADES QUMICAS E FSICAS DO GESSO

A gua fixa ou gua de cristalizao, representada pelas duas molculas de gua (2H2O)

contidas na molcula da gipsita no pode ser confundida com a percentagem de humidade

no minrio. gua fixa ou combinada s evapora a temperaturas que excedam 106C

quando acontece a formao do gesso. Por outro lado, toda a humidade da gipsita pode ser

removida aquecendo-a a 40C (gua livre).

O gesso aps re-hidratado e seco apresenta caractersticas fsicas que dependem de

variveis associadas s condies de produo do gesso e variveis associadas

manipulao e preparao da pasta. Assim algumas caractersticas fsicas podem ser

analisadas:

2.2.3.1. CONSISTNCIA

A relao gua/gesso, conhecida como consistncia, a mais bsica das informaes para

se prever o comportamento do gesso. A relao gua/gesso influencia directamente a

11

absoro, dureza, porosidade, tempo de expanso, e outras caractersticas fsicas de gesso

aps hidratao e secagem;

2.2.3.2. ABSORO

A capacidade de o gesso absorver gua muito importante no processo da moldagem das

peas. Uma taxa de absoro anormalmente rpida torna difcil a moldagem, enfraquece o

material que depois de endurecido apresenta imperfeies de superfcie.

2.2.3.3. PH

O Gesso levemente cido, apresenta um pH de soluo de aproximadamente 6,5.

2.2.3.4. DENSIDADE

A Gipsita apresenta um peso especfico aproximado entre 2254 a 2334 kg/m. A gipsita

triturada tem um peso especfico que varia entre 1200 e 2300 kg/m (PERES, 1982). O

Gesso calcinado apresenta densidade entre 885 e 1127 kg/m.

2.2.3.5. NDICE DE REFRACO

Situa-se entre 1,520 a 1,529.

2.2.3.6. COR

A gipsita apresenta vrias cores e tonalidades como, por exemplo, branca ou incolor

quando pura e variando entre cinza e preta, cor-de-rosa clara a vermelho e castanho,

dependendo do grau de impurezas. J a cor de gesso quando refinado em p branca

excepto em variedades muito impuras, atingindo uma colorao cinza.

12

2.2.3.7. SOLUBILIDADE

Gesso solvel em nitratos e cidos clordricos. ligeiramente solvel em gua; 100 partes

de gua a 20C dissolvero 0,222 partes de gesso. O Gesso quase insolvel em cido

sulfrico.

2.2.3.8. TEMPO DE PRESA

O tempo de incio de presa deve ser entendido como o intervalo de tempo entre a mistura

do gesso com a gua e o instante em que comea o processo de endurecimento do material.

A partir da, a pasta j no deve ser manuseada sob o risco de se quebrarem os cristais j

formados.

A relao gua/gesso, o parmetro de maior influncia na cintica da reaco de

hidratao e consequentemente, na presa do gesso.

Quanto maior a quantidade de gua da amassadura, maior o intervalo de tempo necessrio

para saturar a soluo. Isto causa a ampliao do perodo de induo retardando o incio

da precipitao dos cristais de dihidrato e, por conseguinte, aumenta o tempo de presa.

2.2.4. FACTORES QUE INFLUEM O TEMPO DE PRESA E A EXPANSO

O controlo do tempo de presa geralmente realizado alterando-se um ou mais dos

seguintes factores:

Tempo de mistura: Aumentando o tempo da mistura (dentro dos limites prticos) o tempo

de presa ser diminudo. Isto acontece porque sero criados mais ncleos de cristalizao

por volume de unidade. Quanto maior for o nmero de ncleos de cristalizao, mais

rpido os cristais de dihidrato sero formados e mais rpido o material se fixar malha

interna dos cristais.

13

Relao gua/gesso (a/g): Diminuindo a relao de a/g o tempo de presa diminuir

tambm porque mais ncleos de cristalizao de dihidrato por unidade de volume so

criados.

Temperatura: Aumentando-se a temperatura da mistura de gua, diminui-se o tempo de

presa, porque a taxa de difuso dos ies tambm aumenta acelerando ento, a taxa de

reaco. Acima de 50C, o efeito torna-se contrrio porque a solubilidade de hemihidrato

comparado com o dihidrato diminui. O hemihidrato normalmente 4,5 vezes mais solvel

que o dihidrato a 20 C e isto condiciona a velocidade da reaco. Quando a temperatura

da mistura da gua exceder 100 C, a reaco no ocorre porque a taxa de solubilidade

para o hemihidrato e dihidrato a mesma.

Aceleradores e Retardadores: Este mtodo mais prtico de se controlar a taxa de reaco e

o tempo de presa. Um acelerador o sulfato de potssio ( ). Outro acelerador o

cloreto de sdio (NaCl), que em uma concentrao de menos de 20% actua aumentando a

solubilidade do hemihidrato. Um retardador bem conhecido de gesso brax (sal de boro)

que age formando uma camada no hemihidrato e nas partculas de dihidrato, isto reduz a

solubilidade inibindo seu crescimento.

Materiais coloidais: Sangue, saliva, agarose (polissacardeo presente no bambo), actuam

prolongando o tempo de presa afectando os ncleos de cristalizao das partculas de

dihidrato.

Gesso: O sulfato de clcio dihidratado em sua forma de pasta na mistura com gua actua

como um forte acelerador de presa porque fornece ncleos de cristalizao do dihidrato

(Ryge, et al., 1955) (Mahler, et al., 1960).

14

Como j referido, as argamassas de gesso expandem-se durante a presa, principalmente

porque os cristais de dihidrato se empurram uns contra os outros durante a sua formao.

Muitos factores podem alterar o ndice de Expanso, dos quais de enunciam:

Tempo de mistura: Aumentando o tempo da mistura dentro de limites prticos, crescer o

ndice de expanso, aumentando o nmero de ncleos de cristalizao das partculas de

dihidrato.

Relao de gua/gesso (a/g): Diminuindo a relao a/g aumenta a expanso aumentando

tambm o nmero de ncleos de cristalizao das partculas de dihidrato.

Aceleradores e Retardadores: Aceleradores e retardadores no s afectam o tempo de presa

como actuam na expanso do gesso. Ambos diminuem a expanso mudando a forma dos

cristais de dihidrato em desenvolvimento (Ryge, et al., 1955) (Mahler, et al., 1960).

Resumindo, pode dizer-se que:

Aumentando o tempo de mistura ou diminuindo a relao a/g provoca a reduo

do tempo de presa e aumenta o ndice de expanso.

Aceleradores e retardadores encurtam ou prolongam o tempo de presa (dependendo

de qual material adicionado), porm ambos diminuem a resistncia compresso e a

expanso mudando o aspecto dos cristais de dihidrato formados.

Material Coloidal no s aumenta o tempo de presa como resulta num produto

mais fraco, alterando os ncleos de cristalizao.

Cloreto de clcio e a contaminao de argila na mistura com gua actuam como

um potente acelerador de presa na reaco, mas no afectam sua resistncia ou expanso.

(Ryge, et al., 1955) (Mahler, et al., 1960).

15

2.2.5. GUA NO GESSO: GUA LIVRE (AL) E GUA COMBINADA (AC)

As caractersticas trmicas do gesso produzem as seguintes alteraes trmicas:

Estas so as reaces de equilbrio. O endurecimento do gesso calcinado amassado em gua

indica a transio de hemihidrato de gesso para gesso cristalino (gesso dihidratado).

gua livre: aquela fracamente ligada, funcionando como solvente, permitindo a reaco

qumica, sendo eliminada facilmente com recurso a baixas temperaturas;

gua combinada: fortemente ligada e por conseguinte mais difcil de ser eliminada; a

gua quimicamente combinada com a substncia de tal forma que apenas pode ser

removida com recurso ao aquecimento, sem alterao substancial da composio qumica

da substncia.

2.3. GESSO LAMINADO

2.3.1. PLACAS DE GESSO LAMINADO

Gesso laminado o nome da famlia de produtos do tipo painis que consistem num ncleo

incombustvel, constitudo essencialmente por gesso, com uma superfcie de papel em

ambas as faces e bordo longo.

O gesso laminado, muitas vezes designado de placa de gesso, gesso cartonado ou Pladur,

(numa das suas inmeras denominaes comerciais), difere de produtos como aglomerados

e laminados de madeira, devido s caractersticas incombustveis do seu ncleo. O sistema

foi desenvolvido de modo a obter-se uma superfcie monoltica quando as juntas e topos de

16

fecho so recobertos com um sistema de tratamento comum (fita, argamassa, perfis de

remate, etc).

Figura 3 - Paredes internas de uma habitao, em gesso cartonado.

Os painis de gesso laminado devido sua rapidez de instalao, acabamento liso e pronto

a receber o revestimento final rene as caractersticas ptimas para o tornar amplamente

utilizado em espaos interiores. Alm destas vantagens, resistente ao fogo, pelo que se

torna ideal para aplicaes interiores em edifcios com estruturas que devam ficar

protegidas, como o caso da madeira ou do ao.

Ainda que o painel de gesso laminado seja incombustvel (M1) e proporcione alguma

proteco ao fogo, a sua resistncia pode aumentar-se com a adio de produtos qumicos

ou fibra de vidro na pasta de gesso. Neste caso temos um material compsito, com outras

caractersticas, nomeadamente maior dificuldade de reciclagem. O painel tratado (M0)

utiliza-se apenas em solicitaes especiais, sendo que no caso de habitao apenas se torna

necessrio em garagens ou em paredes de meao com exigncias especiais de corta-fogo.

Existe tambm um tratamento para tornar o painel hidrfugo, para utilizaes interiores

em zonas hmidas da habitao, como Cozinhas e Casas de Banho e eventualmente zonas

17

exteriores protegidas (por exemplo tectos exteriores). A resistncia gua obtm-se

atravs duma emulso de cera asfltica que se combina com o gesso (Mendona, 2005).

Comercialmente, as dimenses de placas de gesso laminado mais usuais so: 3000; 2800;

2700; 2600; 2500; 2400; 2000mm de comprimento, por 1200mm de largura e uma espessura

que pode variar entre 9,5; 12,5; 15; 18; 20; 25mm (Ibria, 2010).

Os painis podem ser colocados horizontal ou verticalmente, sendo que no primeiro caso a

soluo apresenta a vantagem de um menor nmero de juntas verticais, contudo requer

travessas se a separao entre montantes for superior a 400mm (Peraza Sanchez, 1995).

Os painis podem ser fixados mecanicamente, no entanto a sua reutilizao quase sempre

impossvel, uma vez que as fixaes e as juntas ficam ocultas pelas massas e fita de papel e

tornam-se assim praticamente invisveis aps o acabamento final, caso este seja bem

executado. A reciclagem possvel, ainda que geralmente no se faa por questes

econmicas, sendo difcil separar o carto do gesso, pelo que normalmente os resduos vo

para aterro. No entanto, tem sempre a vantagem de ser muito menor quantidade de

material de resduo do que na soluo convencional de alvenaria de tijolo cermico vazado.

Existem diversas solues no mercado de divisrias interiores com estrutura em perfis de

ao galvanizado (tambm se pode utilizar madeira) e acabamento a gesso laminado,

podendo esta soluo ser tambm utilizada na face interior da parede exterior ou formando

ela mesma o suporte da parede exterior, em solues de vrios tipos, na maior parte dos

casos com utilizao de um material de isolamento acstico na caixa-de-ar. Nas solues

de fachada exterior ter, no entanto, de se aplicar outro tipo de painel, com mais

resistncia mecnica e humidade.

18

Para efeitos de proteco ao fogo, de isolamento acstico e de resistncia mecnica

recomendvel a duplicao dos painis em cada face.

Figura 4 - Esquema de duplicao de painis KNAUF

2.3.1.1. TIPOS COMUNS DE GESSO LAMINADO

2.3.1.1.1. STANDARD PGL - PLACA DE GESSO LAMINADO

Na sua forma mais conhecida ou combinado com outros materiais, o gesso esttico,

saudvel e proporciona conforto aos espaos habitveis em qualquer uma das suas formas

de aplicaes, quer seja utilizado na sua forma tradicional, guarnecido, estucado ou

projectado mecanicamente. Tambm se pode aplicar na sua forma mais fcil e mais rpida,

como a placa de gesso. A placa de gesso laminado contribui para poupar energia em

combinao com os materiais isolantes clssicos.

19

Figura 5 - Placa de gesso laminado standard

2.3.1.1.2. PLACA DE GESSO LAMINADO HIDROFUGADA

As placas de gesso laminado hidrofugadas (ou hidrfugas) so obtidas atravs duma

emulso de cera asfltica que se combina com o gesso.

Figura 6 - Placas de gesso laminado hidrfugo

Uma das caractersticas do gesso consiste na sua tendncia em absorver gua. Esta

caracterstica embora vantajosa e satisfatria em diversos casos, como na manuteno do

equilbrio higromtrico relativamente humidade ambiente, apresenta-se com um efeito

muito negativo uma vez provoca a diminuio da resistncia do produto.

20

O gesso laminado frequentemente usado em zonas hmidas como quartos de banho ou

coberturas como superfcie sob telha cermica. O uso de gesso laminado em aplicaes

como as referidas pode resultar na deteriorao da resistncia do gesso caso no sejam

tomadas medidas para tornar as superfcies impermeveis.

Muitos aditivos tm sido relatados como eficazes para a transmisso de propriedades

resistente gua a produtos de gesso. Exemplos de alguns aditivos resistentes gua so:

Resinatos metlicos;

Cera ou betume asfltico e suas misturas;

Mistura de cera e/ou de betume, aciano (Centaura Cyanus) e permanganato de

potssio;

Materiais orgnicos termoplsticos insolveis em gua, como petrleo e betumes

asflticos, piche (resduo da destilao de alcatro ou de petrleo), carvo e resinas

termoplsticas sintticas, tais como acetato de polivinila (PVAc), cloreto de polivinila e

um copolmero de acetato de vinila e cloreto de vinila;

Mistura de cera de petrleo sob a forma de emulso e leo combustvel residual, ou

pinheiro, piche ou alcatro de carvo;

Mistura de leo combustvel residual e resina;

Isocianatos e diisocianatos aromticos;

Hidrogeno-organo-polissiloxano;

O uso de tais aditivos resistentes gua tem um ou mais deficincias. Por exemplo,

verificou-se que o seu uso tende a conferir ao gesso diferentes graus de resistncia gua,

ou seja, os produtos no tm consistentemente um nvel uniforme de resistncia gua.

Foi constatado tambm que algumas das emulses divulgadas acima no so estveis,

tendem a retardar o tempo de presa do gesso, so relativamente caros e devem ser

21

utilizados em quantidades relativamente grandes de modo a proporcionar o desejado grau

de resistncia gua. Os custos envolvidos no uso desses aditivos representam uma

elevada percentagem no custo global do produto de gesso.

2.3.1.1.3. PLACA DE GESSO LAMINADO ANTIFOGO (GESSO REFORADO COM FIBRA DE VIDRO)

As placas de gesso reforado com fibra de vidro tm como principal utilizao os tectos

falsos. A resistncia do gesso reforado com fibra de vidro aproximadamente duas vezes

superior ao gesso standard (Mendona, 2005).

Figura 7 Placas de gesso reforado com fibra de vidro

Para determinar o tipo e a qualidade da fibra de vidro a utilizar nas placas de gesso,

consideram-se trs parmetros: a ensimagem1 (lubrificao), o comprimento do fio e a

relao de peso entre a fibra de vidro e o produto final seco.

A ensimagem do fio poderia implicar uma dificuldade de aderncia dos dois materiais

durante a mistura, por isso o tipo de lubrificao dever ser o adequado para que

aderncia entre o gesso e o fio ocorra. O contedo de fibra ptimo encontra-se entre 0.9 e

1 A ENSIMAGEM uma mistura de substncias qumicas aplicadas aos fios de vidro. A maior

parte dessa mistura formada essencialmente por polmeros de elevado peso molecular no

reactivos.

22

1% em relao com o peso do gesso seco. Acima desta percentagem apresentam-se

problemas de disperso das fibras e as propriedades vem-se notavelmente diminudas. As

medidas ptimas para o comprimento dos fios so de 12,5mm. Com estes factores a ser

cumpridos, as placas apresentam, relativamente a placas de gesso sem reforo, um

aumento das caractersticas de flexo (o momento flector triplica), traco e resistncia ao

choque (o que se revela importante na facilidade de manipulao e transporte) (Miravete,

1994).

2.3.1.2. PROCESSO DE FABRICO

O processo de fabrico das placas de gesso laminado contempla diversas fases desde a

extraco do minrio at ao armazenamento.

Aps a extraco da gipsita na mina, o gesso proveniente da pedreira, atravs da

utilizao de moinhos de impacto e de mandbulas reduz-se de tamanho obtendo-se um

produto com dimenso no superior a 20mm. A homogeneizao do tamanho do mineral

de gesso permite uma maior regularidade no processo de produo industrial e um produto

mais adequado para alimentar a prensagem.

O gesso que sai da britadeira armazenado em silos que, alm de servirem de local de

armazenamento, permite homogeneizar as variaes da qualidade do gesso que provm das

pedreiras, de tal forma que a pureza do gesso que alimenta o moinho tem um controlo

constante.

Seguidamente, o gesso submetido compresso entre cilindros e um prato de prensagem,

reduzindo o seu tamanho progressivamente at uns 200m, tamanho adequado para ser

calcinado e posteriormente formar o gesso para o fabrico de placas.

23

As instalaes de triturao e prensagem so isoladas, pelo que no existe sada de p nem

de ar para o exterior. Todo o p arrastado por uma corrente de ar que passa atravs de

uns filtros que o retm deixando passar apenas o ar limpo para o exterior permitindo ter

locais de trabalho limpos e saudveis.

Atravs da calcinao, processo de aquecimento do gesso a 160 C durante cerca de 30

minutos, o gesso adquire a propriedade hidrulica, ou seja, amassado com gua torna-se

duro passados uns minutos. Esta propriedade a que permite o fabrico e a moldagem das

placas laminadas. O ar quente que sai do processo de calcinao pode utilizar-se para

aquecer e eliminar a humidade do gesso na prensagem, aproveitando assim a temperatura

residual deste ar optimizando a produo.

Na linha de produo das placas, ao gesso em p calcinado acrescenta-se gua e aditivos

com que se forma uma pasta (gesso) que solidifica em poucos minutos. Atravs da

maquinaria na linha de produo, a pasta ento espalhada inicialmente sobre uma folha

de papel, sendo submetida a um processo de vibrao. Tal aco realizada para expulsar

as bolhas de ar internas pasta, evitando que a placa fique com vazios, o que

comprometeria a resistncia mecnica. Uma outra folha de papel cobre a pasta, formando

um ncleo de gesso entre duas camadas de papel obtendo-se a placa de gesso laminado. A

seguir, esta placa cortada medida adequada, seca-se num forno e armazenada,

terminando assim o processo de fabrico.

24

Figura 8 -Processo de fabrico das placas de gesso adaptado de LAFARGE CORPORATION

2.3.1.3. ESPECIFICAES DA NORMA UNE-EN 520:2005+A1:2010

2.3.1.3.1. TIPOS DE PLACAS DE GESSO LAMINADO

A norma descreve diversos desempenhos de placas de gesso laminado, esses podem

combinar-se para designar uma s placa e nesse caso, a designao deve incluir a letra de

cada tipo de desempenho.

Tabela 3 - Resumo de designaes do desempenho de cada tipo de placa

Tipo A Standard Tipo P Standard com face preparada para

receber revestimentos sob a forma de

painel

Tipo H Capacidade de absoro

de gua reduzida

Tipo D Densidade controlada

25

Tipo E Utilizao exterior Tipo R Resistncia melhorada

Tipo F Coeso da alma melhorada

a altas temperaturas

Tipo I Dureza superficial melhorada ou de

alta dureza

2.3.1.3.1.1. PLACA DE GESSO LAMINADO DO TIPO A:

Placa base (standard) de gesso laminado, numa das faces pode aplicar-se um revestimento

decorativo ou argamassas base de gesso.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como de Tipo A.

2.3.1.3.1.2. PLACA DE GESSO LAMINADO DO TIPO H (PLACA DE GESSO LAMINADO COM

CAPACIDADE DE ABSORO DE GUA REDUZIDA):

Tipo de placas que levam aditivos para reduzir a capacidade de absoro de gua. Podem

ser adequadas para aplicaes especiais onde se exijam propriedades de absoro de gua

reduzidas para melhorar as prestaes das placas.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo H1, H2 e H3, dependendo

da sua capacidade de absoro de gua.

2.3.1.3.1.3. PLACA DE GESSO LAMINADO DO TIPO E (PLACA DE GESSO PARA EXTERIORES):

Placas especialmente concebidas para utilizao em revestimentos de paramentos

exteriores. No prev a utilizao de acabamento final posterior sua colocao. Estas

placas no so concebidas para permanecerem expostas permanentemente a condies

ambientais exteriores. Este tipo de placa tem uma capacidade de absoro de gua

reduzida e a permeabilidade ao vapor de gua deve ser mnimo.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo E.

26

2.3.1.3.1.4. PLACA DE GESSO LAMINADO DO TIPO F (PLACA DE GESSO LAMINADO COM COESO DA

ALMA MELHORADA A ALTAS TEMPERATURAS):

Placas com uma face sobre a qual se pode aplicar um revestimento decorativo ou

argamassas base de gesso. Estas placas tm incorporadas fibras minerais e/ou outros

aditivos na sua alma em gesso de modo a melhorar a sua coeso quando expostas a

temperaturas altas.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo F.

2.3.1.3.1.5. PLACA DE GESSO LAMINADO DO TIPO P:

Placas que tm uma face preparada para receber argamassas base de gesso, ou para ser

combinada por colagem com outros materiais como placas cermicas, painis ou outro tipo

de revestimentos sob a forma de painel. No caso das placas destinadas a receber um

acabamento base de gesso os bordos so quadrados ou redondos.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo P.

2.3.1.3.1.6. PLACAS DE GESSO LAMINADO DO TIPO D (PLACA DE GESSO LAMINADO COM DENSIDADE

CONTROLADA):

Placas com uma face sobre a qual se pode aplicar um revestimento decorativo ou

argamassas base de gesso. Apresentam uma densidade controlada que permite melhorar

as prestaes em algumas aplicaes especficas.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo D.

27

2.3.1.3.1.7. PLACAS DE GESSO LAMINADO DO TIPO R (PLACA DE GESSO LAMINADO COM

RESISTNCIA MELHORADA):

Placas utilizadas em aplicaes onde se requeira uma resistncia mais elevada a cargas de

rotura, tanto no sentido longitudinal como transversal. Placas com uma face sobre a qual

se pode aplicar um revestimento decorativo ou argamassas base de gesso.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo R.

2.3.1.3.1.8. PLACAS DE GESSO LAMINADO DO TIPO I (PLACAS DE GESSO LAMINADO COM DUREZA

SUPERFICIAL MELHORADA OU DE ALTA DUREZA):

Placas que se utilizam em aplicaes onde seja requerida uma maior dureza superficial.

Placas com uma face sobre a qual se pode aplicar um revestimento decorativo ou

argamassas base de gesso.

Para efeitos de identificao estas placas designam-se como Tipo I.

2.3.1.3.2. PERFIS DE BORDO LONGITUDINAL E TRANSVERSAL

Existem diferentes tipos de bordo nas placas de gesso laminado. Nas placas de gesso

laminado, os bordos longitudinais recobertos com carto so do tipo quadrado, biselado,

afinado, semi-arredondado, arredondado, ou uma combinao de vrios de vrios.

28

Figura 9 - Bordo longitudinal quadrado

Figura 10 - Bordo longitudinal biselado

Figura 11 - Bordo longitudinal afinado

Figura 12 - Bordo longitudinal semi-

arredondado

Figura 13 - Bordo longitudinal semi-

arredondado afinado

Figura 14 - Bordo longitudinal arredondado

2.3.1.3.3. RESISTNCIA FLEXO (EXPRESSA COMO CARGA DE ROTURA FLEXO)

A Norma UNE EN 520:2005+A1:2010 define que a carga de rotura flexo nas placas

de gesso laminado dos tipos A, D, E, F, H e I, determinada segundo o mtodo de ensaio

descrito no deve ser inferior aos valores indicados no Tabela 4.

Estabelece ainda que nenhum resultado individual do produto pode ser inferior a 10% do

valor tabelado como mnimo.

Tabela 4 - Valores mnimos da carga de rotura flexo para placas de gesso laminado dos tipos

A,D,E,F,H e I; UNE EN 520:2005+A1:2010

Espessuras Espessura nominal

da placa [mm]

Carga de rotura flexo [N]

Transversal Longitudinal

Comuns 9,5 160 400

12,5 210 550

15,0 250 650

Outras espessuras t 16,8 x t 43 x t

29

Para placas com resistncia melhorada (placas do tipo R) os valores da carga de rotura

flexo nas placas de gesso laminado no devem ser inferiores aos indicados no Tabela 5.

Tabela 5 - Valores mnimos da carga de rotura flexo para placas de gesso laminado do tipo R;

UNE EN 520:2005+A1:2010

Espessuras Espessura nominal

da placa [mm]

Carga de rotura flexo [N]

Transversal Longitudinal

Comuns 9,5 160 400

12,5 300 725

Outras espessuras t 24 x t 58 x t

2.4. BAMBU

2.4.1. PROPRIEDADES DO BAMBU

Na China, homem e bambu esto unidos desde os tempos pr-histricos, uma planta

importante no Sudeste da sia, usado como material de construo, alimento (rebentos),

e como planta ornamental. uma figura proeminente na pintura chinesa clssica. O

caracter chins para o bambu tem a representao , e pronuncia-se Zhu. uma imagem

grfica que mostra dois talos de bambu inclusive um dos primeiros radicais da ideologia

chinesa que existiu (Pereira, 2001).

A China lder na produo mundial de bambu, tendo catalogada mais de quatro mil

aplicaes para a planta nas reas de construo civil, artesanato, agricultura, irrigao,

paisagismo, artesanato, produo de carvo, papel, tecido, mveis, instrumentos musicais,

utenslios domsticos, estabilizao de solos, regenerador ambiental, cultura, actividades

dirias das populaes de dentre inmeras outras utilidades alm de assumir um

importante papel na economia rural de pases em desenvolvimento (Hsiung, 1988).

30

Tanto na sua forma natural como aps processamento o bambu demonstra ter diversas

reas de aplicao. A Figura 15 mostra um organograma que resume algumas dessas

aplicaes (Pereira, et al., 2006).

Figura 15 - Organograma de aplicaes possveis para utilizao do bambu (PEREIRA 2006)

Botanicamente o Bambu o nome que se d s plantas da subfamlia Bambusoideae, da

famlia das gramneas (Poaceae ou Gramineae). Essa subfamlia subdivide-se em duas

tribos, a Bambuseae (os bambus chamados de lenhosos) e a Olyrae (os bambus chamados

herbceos).

O ciclo de vida, de algumas espcies, est estimado entre 100 a 120 anos e so plantas que

se desenvolvem muito depressa (Martins, et al., 2004).

Tal como nas rvores, o bambu constitudo por uma parte area e uma parte

subterrnea. A parte area (tronco ou caule das rvores) denominada de colmo no

bambu, sendo normalmente oco. A parte subterrnea constituda de rizoma e razes. Os

colmos do bambu caracterizam-se por ter uma forma cilndrica e por apresentarem uma

31

sequncia de entrens (interns) ocos separados transversalmente uns dos outros por

diafragmas que aparecem externamente como ns, de onde saem ramos e folhas. Estes

diafragmas que fornecem maior rigidez, flexibilidade e resistncia aos colmos sendo a

parte mais resistente prxima aos ns e quanto mais espessa a parede do bambu maior a

sua resistncia (Pereira, 2001).

Figura 16 - Morfologia do bambu (Pereira, 2008)

a cavidade

b diafragma

c n

d ramo

e interno

f parede

A sua resistncia varia entre as espcies e so conhecidos entre 60 a 90 gneros e 1.100 a

1.500 espcies de bambu.

32

2.4.2. ESPCIES DE BAMBU MAIS USADAS NA CONSTRUO CIVIL

Tabela 6 - Quadro resumo de caractersticas de algumas das espcies com maior interesse na

construo civil (Pereira, 2008).

Bambusa bambos

Altura dos colmos 15 a 25 m

Dimetro dos colmos 10 a 15 cm

Espessura da parede 10 a 15 mm

Interns 20 a 25 cm

Uso comum Construo, bambu

laminado colado

Bambusa blumeana

Altura dos colmos 15 a 20 m

Dimetro dos colmos 6 a 10 cm

Espessura da parede 10 a 15 mm

Interns 20 a 35 cm

Uso comum Construo, bambu

laminado colado

Bambusa polymorpha

Altura dos colmos At 25 m

Dimetro dos colmos At 15 cm

Espessura da parede Parede fina

Uso comum Construo

33

Bambusa tulda

Altura dos colmos At 30 m

Dimetro dos colmos 7 cm

Espessura da parede Parede fina

Uso comum Construo

Bambusa vulgaris

Altura dos colmos 15 a 25 m

Dimetro dos colmos 6 a 15 cm

Espessura da parede 7 a 15 mm

Interns 25 a 35 cm

Uso comum Construo

Cephalostacyium pergracile

Altura dos colmos At 15 m

Dimetro dos colmos Cerca de 7 cm

Espessura da parede Parede fina

Uso comum Construo temporria

Dendrocalamus asper

Altura dos colmos 20 a 30 m

Dimetro dos colmos 8 a 20 cm

Espessura da parede 11 a 20mm

Interns 20 a 45 cm

Uso comum Construo em meio

rural

34

Dendrocalamus giganteus

Altura dos colmos 24 a 40 m

Dimetro dos colmos 10 a 20 cm

Espessura da parede 10 a 30 mm

Uso comum Construo, bambu

laminado colado

(plybamboo)

Dendrocalamus latiflorus

Altura dos colmos 20 a 25 m

Dimetro dos colmos 8 a 15 cm

Espessura da parede Parede grossa

Interns 35 a 45 cm

Uso comum Construo

Dendrocalamus strictus

Altura dos colmos 8 m

Dimetro dos colmos 5 cm

Espessura da parede Parede grossa (por vezes

o colmo macio)

Uso comum Material de construo

35

Gigantochloa apus

Altura dos colmos 10 a 15 m

Dimetro dos colmos 6 a 10 cm

Espessura da parede Parede mdia

Interns 36 a 45 cm

Uso comum Material de construo

Gigantochloa levis

Altura dos colmos At 30 m

Dimetro dos colmos 5 a 14 cm

Espessura da parede 10 a 12 mm

Uso comum Construo

Gigantochloa psudoarundinacea

Altura dos colmos 15 a 20 m

Dimetro dos colmos 6 a 10 cm

Espessura da parede 10 a 15 mm

Interns 36 a 45 cm

Uso comum Colmos fortes e valiosos

para uso em construo

36

Guadua angustifolia

Altura dos colmos At 30 m

Dimetro dos colmos At 20 cm

Espessura da parede 15 a 20 mm

Uso comum Construo para casas de

baixo custo (programa

habitacional no Equador)

Melocanna baccifera

Altura dos colmos 10 a 20 cm

Dimetro dos colmos 5 a 7 cm

Espessura da parede 5 a 10 mm

Uso comum Material de construo

2.4.2.1. PHYLLOSTACHYS PUBESCENS OU PHYLLOSTACHYS EDULIS

Espcie de bambu alastrante, de mdio porte, tambm conhecido como Mos uma das

melhores espcies de bambu de clima temperado. Este bambu a espcie que atinge maior

desenvolvimento no sul de Frana, os seus colmos so fortes, vigorosos e rectos, adequados

ornamentao e construo.

37

Tabela 7 - Quadro resumo de caractersticas da espcie Phyllostachys pubescens (Pereira, 2008).

Altura dos colmos 10 a 20 cm

Dimetro dos colmos 8 a 15 cm

Espessura da parede Mdia

Uso comum Material de construo

Mas, embora o bambu seja conhecido e utilizado desde os tempos pr-histricos, ele ainda

no explorado em todo o seu potencial. Em pases do oriente, o bambu explorado em

diversos segmentos, sendo reconhecido como uma planta ancestral, presente na histria da

humanidade desde os tempos mais antigos, j no ocidente ele bem menos conhecido.

2.4.3. FIBRA DE BAMBU

Conhecido pela sua resistncia o bambu pode diminuir o custo de produo de uma

habitao em madeira em cerca de 50% (NASCIMENTO, et al., 2004)(Martins, et al.,

2004). Os exemplos mais antigos da utilizao do bambu na arquitectura encontram-se na

sia, na construo de templos japoneses, chineses e indianos, cujo smbolo maior o Taj

Mahal, cuja abbada em metal, recentemente reconstruda substitui a estrutura milenar

em bambu. Pases como a Costa Rica, a Colmbia e o Equador utilizam o bambu para a

produo de unidades habitacionais. A Costa Rica produzia em mdia cerca de 1.500 casas

de bambu por ano, cujos requisitos atendiam aos exigidos pela ONU para construes de

unidades habitacionais, sendo um dos pases mais desenvolvidos na produo de habitaes

de interesse social com bambu (Cortez, et al., 1998).

38

possvel encontrar na China, construes espetaculares como pontes com grandes vos

tencionadas com cordas de bambu, enquanto na frica existem muitas habitaes

populares tambm utilizando este material.

Figura 17 - Ponte em bambu na Colmbia

Figura 18 - Ponte em bambu na China

Na ndia e na China os produtos manufacturados representam bilies em trocas comerciais

e na Amrica do Sul o bambu possui j um crescimento nesse sentido, no Brasil

utilizado, quase exclusivamente, em construes temticas e de luxo. J na Colmbia e

Equador onde tambm se adoptou o uso de bambu na construo de habitaes populares,

que sobreviveram a terramotos sem grandes danos na sua estrutura.

2.4.4. CARACTERSTICAS MECNICAS DO BAMBU

As caractersticas mecnicas do bambu variam devido a diversos factores: tipo de espcie,

idade dos colmos, tipo de solo onde se desenvolveu, condies climatricas locais, poca do

ano na altura da colheita, teor de humidade nas amostras, localizao das amostras em

relao comprimento total do colmo, presena ou ausncia de ns nas amostras testadas e

o tipo de testes realizados. O excelente desempenho a nvel estrutural do bambu quanto

toro, compresso, flexo e traco conferido pela sua volumetria tubular e pelo arranjo

longitudinal das fibras que formam os feixes de micro tubos (Ghavami, 1992).

39

Resultados revelaram que, para uma mesma espcie de bambu, ocorre uma grande

variao na sua resistncia, quando comparada com outros materiais como por exemplo o

ao. A grande disperso de resultados apresenta-se como uma vantagem quando

consideradas cargas dinmicas, como em tremores de terra ou tornados. Esta vantagem

pode ser melhor visualizada em curvas de distribuio normal para ao e bambu, quando

se considera a tenso de trabalho ou carga de rotura. No caso do ao em que o desvio

padro da distribuio normal pequeno, qualquer erro no projecto ou na construo

poder levar ao colapso rpido da estrutura. Ao contrrio da distribuio normal no caso

de estudo do bambu, para o qual o desvio padro maior.

O bambu muito usado em estruturas e pode absorver grandes quantidades de energia

sendo muito seguro quando usado em zonas ssmicas (Janssen, 1989).

Uma das grandes dificuldades no estudo das caractersticas mecnicas do bambu refere-se

sua forma geomtrica. Essa forma peculiar nem sempre permite que se possam adoptar

directamente as normas utilizadas no ensaio de madeiras. Os colmos de bambus podem

apresentar uma grande variao o que impede a obteno de amostras homogneas

escolhidas de um mesmo colmo, podendo influenciar bastante o resultado final dos ensaios

(Hidalgo Lpez, 1974). Esta peculiaridade geomtrica presente no bambu destacada por

diversos autores como a razo essencial da necessidade haver uma normalizao nos

ensaios de bambu. Os resultados obtidos dependem fortemente de vrios parmetros

inerentes s diferentes espcies: relao entre as suas dimenses caractersticas, idade dos

colmos e amostragem

Os valores de resistncia compresso e traco do bambu so mais elevados em colmos

com seis anos de idade e amostras com idade superior a oito anos apresentam uma

resistncia mais elevada a flexo. importante correlacionar a resistncia mecnica do

40

bambu com sua anatomia. O mdulo de elasticidade e a tenso de rotura so fortemente

correlacionados com o comprimento das fibras. Por sua vez, a distribuio dos feixes

vasculares de uma forma mais homognea, favorece a fendilhao do colmo. Devido

orientao das fibras ter o mesmo sentido ao longo de toda a pea, o uso do bambu

quando predominam solicitaes de traco e compresso bastante usual em estruturas

com essa exigncia (Liese, 1998).

2.4.4.1. COMPRESSO

O ensaio de amostras de bambu normalmente feito com o uso de um pedao da cana.

Nesse caso, a quantidade de ns na regio considerada, a sua posio e distncia entre os

mesmos ao longo do colmo podem ter grande influncia nos resultados (Beraldo, et al.,

2003). Os colmos de bambu com maior dimetro permitem a recolha de pequenas

amostras trabalhadas, o que torna os ensaios mais precisos, por evitar os provveis

deslizamentos entre a amostra e os pratos da mquina de ensaio, sobretudo nos casos em

que a altura da amostra considervel. Em de ensaio directo de alguns colmos, pode ser

atingida uma carga na ordem de 20t a 40t, que alm de ultrapassar a capacidade de

algumas mquinas de ensaio, requer condies particulares de segurana (Beraldo, et al.,

2003).

A resistncia mdia dos provetes cilndricos sempre superior quela obtida com a

utilizao de provetes que tenham sofrido modificaes geomtricas. Dessa forma, torna-se

evidente a importncia que a presena de ns tem para o endurecimento do colmo. A

determinao do mdulo de elasticidade do bambu em compresso tambm apresenta

certas dificuldades. A deformao do provete varivel, dependendo se o sensor utilizado

para medir a deformao (extensmetro) se encontra prximo da camada externa do

colmo ou prximo de um n. A camada externa deforma-se menos do que a camada

41

interna, por aco da diferena na distribuio dos elementos anatmicos. O mdulo de

elasticidade obtido nas camadas pode ento apresentar um valor duas a trs vezes superior

mdia da espcie (Beraldo, et al., 2003).

Para provetes com 30cm de altura e 3cm de dimetro, determinou-se uma tenso de

rotura de 80MPa e um mdulo de elasticidade de cerda de 20GPa. Desse modo, conclui-se

que o bambu poderia reforar adequadamente o beto em obras cujas solicitaes sejam

menores. A curva de tenso/deformao no ensaio de compresso quase linear. A

resistncia compresso situa-se entre 20MPa a 120MPa, e o mdulo de elasticidade varia

entre 2,6GPa e 20GPa (Hidalgo Lpez, 1974).

Um estudo realizado por (Beraldo, et al., 2003) determinou para a espcie de bambu

Phyllostachys, com um dimetro externo de 43mm e um dimetro interno igual a 34mm,

uma resistncia compresso de 55MPa. Para provetes paralelepipdicos da espcie

Dendrocalamus giganteus uma resistncia compresso de 93MPa e para a espcie

Phyllostachys purpurata, de dimetro igual a 22mm e dimetro interno de 10mm, com

uma distncia ente dois ns de 120mm, um valor mdio de 65MPa.

Para a espcie de Phyllostachys purpurata observou-se que provetes com trs ns

apresentavam uma resistncia compresso 10% superior dos que apresentavam apenas

dois (Maral, 2011).

O bambu, assim como a madeira, apresenta uma dependncia estreita entre propriedades

mecnicas e peso especfico. A resistncia compreenso [MPa] pode ser estimada como

igual ao produto do peso especfico [Kg/m] por um factor 0,094 e o valor da resistncia

depende fortemente da proporo de fibras existentes nos provetes (JANSSEN, 1988).

42

2.4.4.2. TRACO

Os exemplos de pontes antigas asiticas construdas com tecidos entranados provenientes

das camadas externas de colmos de bambu, tornaram-se exemplos de uma combinao de

leveza e excelente resistncia traco (Figura 18). A grande longevidade das pontes deveu-

se ausncia de tecidos provenientes das camadas internas do colmo, os quais, conforme

relatado anteriormente apresentam uma maior concentrao de substncias passveis de

atrair insectos (LOPEZ, 1981). Em teoria a resistncia de tecidos da regio externa do

bambu, submetidos traco paralela, pode atingir valores da ordem de 260MPa (ONU,

1992).

A resistncia traco de 2,5 a 3,5 vezes aquela obtida em ensaios de compreenso

(Schniewind, 1988). A resistncia traco do bambu elevada e, em algumas espcies

pode atingir os 370MPa. Isso torna-o capaz ao uso como um substituto para o ao,

especialmente quando considerada a relao entre a sua resistncia traco e o seu peso

especfico Tabela 8.

A relao entre a resistncia traco do bambu e o seu peso especfico (s/g) mais do

que 2,34 vezes do que a obtida para o ao A500. Em geral, a resistncia traco do

bambu, com ou sem n, situa-se entre os 40MPa e 215MPa, e o seu mdulo de elasticidade

varia entre os 5,5GPa e 18GPa (Maral, 2011).

Tabela 8 - Relao entre a tenso de trao e o peso especfico de alguns materiais (Tecnologias e

materiais alternativos de construo, 2003).

Tipo de

Material

Tenso de rotura

traco [MPa]

Peso especfico

[N/mm x 10 ] R=

Ao A500 500 7,83 0,64 1,00

Alumnio 300 2,79 1,07 1,67

Ferro Fundido 280 7,70 0,39 0,61

Bambu 120 0,80 1,50 2,34

43

A preparao de um ensaio de traco para o bambu uma operao especialmente

delicada. Somente a presso das pinas da mquina de ensaio pode causar a rotura dos

provetes por compresso transversal e se a presso no for suficiente, pode dar-se o

deslizamento do colmo durante a realizao do ensaio. Assim, para que os ensaios sejam

realizados em condies ptimas torna-se necessrio ter alguns cuidados como a utilizao

de provetes de ensaio provenientes da regio central do colmo e devidamente

transformados para o ensaio, como no caso da madeira. Dever ainda ser acautelada a

proteco da aco das pinas da mquina de ensaio com o uso de proteces de borracha,

resinas ou placas de alumnio visando, igualmente, eliminar o deslize (Ghavami, 1992).

Figura 19 - Provetes submetidos a ensaio de traco

No caso de ensaio de espcies com dimetros maiores, podem obter-se provetes

paralelepipdicos com recurso a serra e plaina. Para as espcies com dimetros inferiores,

onde a curvatura do colmo mais acentuada, ser necessrio proteger essa forma curva

das extremidades do colmo com o envolvimento em pastas de cimento ou com resinas,

para permitir que ocorra um encaixe perfeito com as pinas da mquina de ensaio.

Apesar da resistncia do bambu traco no depender da regio do colmo onde foi

efectuada a amostragem (Ghavami, 1992), pode ser substancialmente reduzida devido

presena de ns (Hidalgo Lpez, 1974).

44

Figura 20 - Equipamento de ensaios traco

Durante o ensaio ocorre uma concentrao de tenses na regio do colmo onde se verifica

a presena de ns, devido a um desvio lateral sobre os feixes das fibras originarem pontos

de menor resistncia. Teoricamente, os provetes que apresentam ns na regio central

tendero a apresentar resultados inferiores mdia da espcie em estudo.

2.4.4.3. FLEXO

Conforme referido anteriormente, as espcies que apresentam dimetros maiores e uma

distncia maior entre ns, permitem a execuo de provetes semelhantes aos das madeiras.

Nas madeiras deve-se adoptar uma posio dos provetes adequada disposio do fio

(paralelo ou perpendicular ao carregamento) e no caso do bambu dever ser tomado um

cuidado idntico em relao disposio da camada externa do colmo, a casca. A maior

concentrao de feixes de fibras nessa camada indica que o provete apresentar uma maior

resistncia se a camada externa estiver abaixo da linha neutra, na regio onde o provete

est traccionado.

No entanto, ensaios de flexo esttica num vo de 150mm realizados sobre provetes da

espcie Dendrocalamus giganteus apresentaram resultados contraditrios suposio

acima descrita, porm concordantes com o relatrio da ONU (ONU, 1992). Tambm o

45

efeito da baixa resistncia nas camadas superiores na regio de compresso, o que induzia

rotura prematura do provete (Beraldo, 1994). Apesar de inmeros ensaios com a espcie

Guadua angustifolia, no se confirmou a possvel contribuio que a posio da camada

externa durante o ensaio de flexo poder inferir na resistncia rotura, denotando no

haver uma influncia significativa desse factor nos resultados obtidos (Hidalgo Lpez,

1974).

Em geral, os resultados observados na literatura analisada indicam valores da resistncia

do bambu flexo entre os 30MPa e 170MPa. Uma variao to grande de resultados

prende-se no apenas com a prpria resistncia flexo do material, mas tambm pelo

tipo de ensaio flexo realizado bem como pelo tamanho da amostra usada nos testes. O

mdulo de elasticidade dos colmos de bambus estudados na flexo, com recurso a

segmentos de bambu, variou entre 6Gpa e 14Gpa, e sua resistncia flexo entre 57MPa e

os 133MPa (BERALDO, et al., 2003).

No caso de bambus de pequeno dimetro, possvel determinar teoricamente os resultados

supondo-se que os provetes sejam tubos com paredes finas e homogneas. No entanto, os

colmos de bambu apresentam espessuras que variam significativamente nas proximidades

dos ns. Nessa regio ocorre um aumento na espessura da parede, alm de mudanas na

direco dos feixes de fibras (Maral, 2011).

As diferentes espcies e amostras recolhidas de um mesmo colmo apresentam diferenas

quer nas distncias entre ns consecutivos como no nmero de ns existentes na regio do

colmo situada entre os apoios. Desse modo, torna-se extremamente difcil a comparao

dos resultados apresentados na Tabela 9 (Beraldo, 1987). Observa-se, no entanto, que o

mdulo de elasticidade da ordem do observado em madeiras de boa resistncia.

46

Tabela 9 - Resistncia dos bambus flexo (BERALDO, 1987)

Nome botnico Limite elstico

[MPa]

Tenso na rotura

[MPa]

Mdulo de elasticidade

[GPa]

B. tuldoides 95 153 20

B. vulgaris 48 106 8

B.v. Vittata 40 75 5

D. giganteus 86 151 12

P.purpuratta 42 69 8

2.4.4.4. TORO

A seco circular a nica seco ou arranjo geomtrico possvel capaz de gerar o mximo

de rea com o mnimo de permetro ou superfcie. Esta uma qualidade natural e inerente

da circunferncia e manifesta-se na natureza sob diversas formas como nos caules e razes

das plantas ou nas artrias e veias do corpo humano, entre outras. Devido ao seu formato

cilndrico o bambu possui boas propriedades quando submetido a foras de toro.

Contudo as fibras do bambu so facilmente descoladas e esse deslocamento pode ser muito

prejudicial ao sistema de tenses, provocando uma descontinuidade no mesmo. Essa

descontinuidade tende a diminuir a resistncia toro de uma cana (Maral, 2011).

2.4.4.5. CISALHAMENTO

A fora de cisalhamento no bambu paralela ao sentido das fibras e esse o ponto fraco

do bambu, os valores mais baixos que foram obtidos em testes laboratoriais so para a

resistncia ao cisalhamento. Tal facto deve-se unio entre fibras se dar unicamente por

elementos ligantes naturais e o descolamento das fibras ocorrer com baixos valores de

tenso. O aparecimento de fissuras, por aco de foras de cisalhamento, pode representar

um srio problema em estruturas de bambu pois alm de surgirem preocupaes quanto

47

estabilidade estru