Engenharia CivilMateriais de Construo

1 Materiais Betuminosos 1.1 Introduo

Betume: material cimentcio natural ou manufaturado, de cor preta ou escura, composto principalmente por hidrocarbonetos de alto peso molecular, solvel no bissulfeto de carbono. O termo inclui alcatres e piches produzidos a partir do carvo.Asfalto: material cimentcio de cor marrom escuro a preto, termoviscoplstico, impermevel gua, pouco reativo, constitudo por mistura de hidrocarbonetos derivados do petrleo de forma natural ou por destilao, cujo principal componente o betume, podendo conter oxignio, nitrognio e enxofre, em pequena proporo.

O desenvolvimento e emprego dos materiais betuminosos deram-se pela necessidade de melhor a qualidade e durabilidade das pavimentaes rodovirias.

1.2 Caractersticas Fundamentais

- Aglomerantes (ligantes)- HidrfugosVantagem: impermeabilizaoDesvantagem: agregados secos (aderncia)- Sensveis temperatura (viscosidade)Vantagem: facilidade de empregoDesvantagem: comportamento sazonal- Insensveis a variaes higromtricas- Quimicamente inertes- Boa durabilidade- Relativamente baratos

1.3 Asfaltos

Quase todo o asfalto em uso atualmente obtido do processamento de petrleo bruto em plantas especiais denominadas refinarias. a base de praticamente todos os outros tipos de materiais asflticos existentes no mercado brasileiro, que so denominados: emulses asflticas; asfaltos diludos; asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial piches; asfaltos modificados por polmero ou por borracha; agentes rejuvenescedores.

Constitudos principalmente por betumes; - Consistncia slida ou semisslida temperatura ambiente; - Cor preta ou parda escura; - Cheiro de leo queimado; - Massa especfica ~ 1 Kg/dm3 (d 1); - Fundem gradualmente pela ao do calor.

1.4 Misturas

Adio de filler:- P mineral de grande finura calcrio, p de pedra, carvo, cinzas volantes, p de rochas asflticas, cimento, etc.- Adio de 15 a 40%Vantagens: aumento de viscosidade; menor sensibilidade temperatura; absoro de constituintes oleosos.

1.5 Propriedades

a) DENSIDADE - 0,9 a 1,4 Kg/dm3 - Permite avaliar o teor de impurezas do material, controlar a uniformidade de propriedades. b) DUREZA PENETRAO - Ensaio de penetrao de uma agulha padro; condies padronizadas de carga, temperatura e tempo de penetrao. 25C 100g 5 seg 0 C 200g 60 seg 46,1C 50g 5 seg c) VISCOSIDADE - Resistncia deformao, de um fluido, sob ao de uma fora. - Determina a consistncia ou fluidez dos materiais betuminosos fluidos: os diludos ou emulsionados. d) PONTO DE AMOLECIMENTO - Ponto onde o produto amolece ou fluidifica. - Ensaio de anel e bola. - a temperatura precisa em que uma esfera metlica atravessa um anel metlico cheio com o material betuminoso at atingir o fundo do recipiente. - Importante quando da aplicao. - Informa tambm a sensibilidade do material temperatura. e) DUCTILIDADE - Capacidade do material se alongar sem se romper. - Ductilidade alta ou baixa distncia em cm que um corpo de prova se distende antes da ruptura. - Material imerso em gua a 25C com velocidade de trao de 5 cm/min. - Alta ductilidade ondulaes nos pavimentos devido ao trfego. - Baixa ductilidade fissuraes quando sobre baixas variaes de temperatura. f) PONTO DE FULGOR - Temperatura na qual, aquecendo-se os vapores, o material se inflama temporariamente quando em contato com uma pequena chama. - Representa a temperatura crtica acima da qual devem ser tomados cuidados especiais durante o aquecimento e manipulao. g) EVAPORAO - Perda de componentes volteis. O asfalto no deve conter gua, pois, ao ser aquecido, pode formar espuma e causar exploses. A presena de gua no asfalto pode causar acidentes nos tanques e no transporte. No h um ensaio determinado, mas avaliao qualitativa. A susceptibilidade trmica indica a sensibilidade da consistncia dos ligantes asflticos variao de temperatura. desejvel que o ligante asfltico apresente variaes pequenas de propriedades mecnicas nas temperaturas de servio, para evitar grandes alteraes de comportamento frente s variaes de temperatura ambiente.

1.6 Utilizao

- Proteo contra gua: impermeabilizao asfaltos oxidados.- Pavimentao.

Os asfaltos oxidados so utilizados em servios de impermeabilizao, em pisos como elemento impermeabilizante e isolante contra umidade, componentes de isolamento e degraus. Em telhados e coberturas como componente de adesivos impermeabilizantes, elementos de isolamento, selagem de juntas e painis laminados para forro. So empregados, ainda, no fabrico de blocos para isolamento acstico, como material de decorao, blocos para construo civil, camada isolante em paredes e muros e como componente de produtos para preenchimento de juntas.

Os agentes rejuvenescedores so produtos utilizados para recuperao de asfaltos envelhecidos, principalmente em servios de reciclagem de revestimentos asflticos, em que so misturados ao material asfltico fresado, recuperando parte das propriedades do asfalto original.

2 Madeira

A madeira um material originrio do tecido vegetal com caractersticas intrnsecas definidas pela fisiologia da rvore. empregada na construo civil como material estrutural, acabamentos, produo de frmas e escoras.

No Brasil, como material estrutural (responsvel por resistir e transmitir esforos) comum seu emprego em telhados e obras provisrias. Na construo bem difundido o uso de frmas e escoras de madeira e como acabamento utiliza-se a madeira para revestimento de piso e paredes, bem como constituindo os forros.

um material vivel devido :- fcil trabalhabilidade;- boa relao entre densidade e resistncia/ rigidez;- suficiente disponibilidade;- possibilidade de perene renovao;- baixo consumo energtico em sua produo.

Em contrapartida, possui como restries:- material inflamvel (tratamento retardante);- material biodegradvel (tratamento preservativo);- insuficiente divulgao das informaes tecnolgicas;- nmero reduzido de projetos por profissionais habilitados.

2.1 Madeira como material estrutural

- ABNT NBR 7190: Dimensionamento de estruturas de madeira.

- Etapas importantes em um projeto de construo com madeira:- Elaborao do projeto com foco para diminuio dos processos de instalao e desenvolvimento de organismos xilfagos (cupins, etc.);- Definio do nvel de desempenho necessrio para o componente ou estrutura de madeira, tais como: vida til, responsabilidade estrutural, garantias comerciais e legais, entre outras;- Avaliao dos riscos biolgicos aos quais a madeira ser submetida durante a sua vida til ataque de fungos e insetos xilfagos e perfuradores marinhos;- Determinao da necessidade de tratamento preservativo, em funo da durabilidade natural e tratabilidade do cerne e alburno das espcies botnicas que sero utilizadas;- Definio do(s) tratamento(s) preservativos, em funo das seguintes escolhas: espcie botnica que deve permitir este tratamento (tratabilidade), umidade da madeira no momento do tratamento, processo de aplicao do produto de preservao.

2.2 Madeira para acabamentos

O documento normativo brasileiro ABNT NBR7203: Madeira serrada e beneficiada especifica os termos utilizados para cada produto e as respectivas dimenses comerciais.

- Principais caractersticas da madeira macia para acabamento:- Visual agradvel (diversidade de cores e texturas)- Confortvel ao tato- Absoro acstica- Baixos impactos no corpo durante o ato de andar

- Caractersticas favorveis dos painis de madeira reconstituda em relao madeira macia:- Estabilidade dimensional- Grandes superfcies.

- No Brasil esto disponveis no mercado duas alternativas:- Pisos em madeira macia (assoalhos, tacos)- Pisos laminados

- Principais requisitos da madeira macia aplicada em pisos:- Estabilidade dimensional- Dureza- Alta resistncia abraso- Textura e cor

- Pisos em madeira laminada - formados por vrias camadas.- Rapidez na instalao, facilidade limpeza e custo mais baixo que os pisos em madeira macia.Lmina de acabamento - espcie com alta densidadeMiolo - espcie nativa de baixo custo ou oriunda de reflorestamento

Figura: Camadas do piso laminado.

2.3 Madeira para paredes e divisrias

A madeira pode ser utilizada como revestimento de paredes, tanto interna quanto externamente. Na escolha das espcies deve-se atentar para: caractersticas fsicas e de resistncia; durabilidade natural; qualidade de acabamento; ndices de contrao.

2.4 Madeira para forros

O mercado oferece peas de espcies tropicais e tambm dos gneros Pinus e Eucalyptus. Principais caractersticas para esta finalidade: densidade de mdia a baixa; fcil processamento mecnico; baixo ndice de contrao; baixo ndice de fendilhamento.

2.5 Produtos derivados da madeira

So os conhecidos painis (chapas) base de madeira. Como aspectos favorveis podem ser citados:- Possibilidade de aproveitamento de quase toda rvore- Possibilidade de aproveitamento das qualidades do material e reduo de suas eventuais limitaes- Reduo do volume de resduos na fabricao- Obteno de produtos que atendam a pr-requisitos tcnicos- Flexibilidade de dimenses das peas- Custo competitivo em comparao madeira macia

a) Laminados chapas de madeira compensada ou de lminas paralelas

Figura: Chapas de madeira compensada.

b) Particulados chapas de madeira aglomerada, chapas de partculas orientadas

Figura: Chapas de madeira aglomerada (ou reconstituda).c) Fibras chapas isolantes de fibras, chapas duras de fibras (HD), chapas de mdia densidade (MDF)

Figura: Chapa de MDF.

2.4 Madeiras para frmas e escoramentos de estruturas

Madeira serrada, chapas compensadas.

FORMAS so construes temporrias destinadas a sustentar o concreto fresco at que o mesmo atinja resistncia suficiente para suportar seu prprio peso. As frmas so, portanto, uma estrutura provisria, que tm trs funes principais:- dar forma ao concreto; - proporcionar a superfcie do concreto a textura requerida e,- suportar o concreto fresco, at que ele adquira capacidade de auto suporte.

FINALIDADE:- Resistncia: peso prprio, do peso e empuxo lateral do concreto, do adensamento, do trnsito de pessoas- Rigidez: manter as dimenses e forma previstas no projeto de estrutura para os elementos de concreto.- Estabilidade: suportes e contraventamentos.- Estanqueidade: perda de gua e finos durante a concretagem.- Possibilitar o correto posicionamento da armadura.- Permitir a desforma sem danos para o concreto- Propiciar o correto lanamento e adensamento do concreto- Textura conforme as exigncias de cada projeto, especialmente nas estruturas de concreto aparente.- Devem ser projetadas e construdas visando a simplicidade, permitindo fcil desforma e reaproveitamento.- Segurana tanto para os trabalhadores como para a estrutura do concreto.- Aderncia da frma/concreto deve ser a menor possvel para facilitar a desforma e as so geralmente tratadas com produto desmoldante.

3 Vidros

Por vidro entende-se um produto fisicamente homogneo obtido pelo resfriamento de uma massa inorgnica em fuso, que enrijece sem cristalizar atravs de um aumento contnuo de viscosidade.

Excluindo-se as substncias orgnicas que possuam propriedades anlogas (polmeros termoplsticos), industrialmente pode-se restringir o conceito de vidro aos produtos resultantes da fuso pelo calor de xidos inorgnicos ou seus derivados e misturas, tendo como constituinte primordial a slica (xido de silcio), que, por resfriamento, enrijece sem cristalizar. Assim, em funo da temperatura, o vidro pode passar a tomar os aspectos: lquido, viscoso e frgil (quebradio).

Figura: Unidade bsica da rede de slica.(a) Representao tridimensional. (b) Representao bidimensional.

3.1 Classificao dos Vidros

3.2 Caractersticas fsicas dos vidros- Propriedades Mecnicas:

- Propriedades Trmicas:

4 Tintas e Vernizes 4.1 Funes bsicas

- Decorao.- Proteo: corroso de metais; reduz absoro de gua de argamassas e a sua lixiviao; reduz absoro de gua de madeiras.- Especiais: higiene; retardar chama; antiesttica; reduz reflexo da radiao trmica IV conforto trmico; sinalizao - a mais importante a viria; segurana de trabalho; identificao de tubulaes.

4.2 Constituintes bsicos

Figura: Composio genrica de tinta do mercado.

Figura: Composio genrica de diferentes tipos de tinta.

a) Resina - Frao no voltil. - Aglutinante das partculas de pigmento. - Caractersticas relacionadas com a resina. *Propriedades mecnicas- trao, elasticidade. *Permeabilidade. *Resistncia ao intemperismo radiao UV, gua, poluentes. *Resistncia qumica alcalinidade da argamassa. *Aderncia.

b) Pigmentos - Partculas finas entre 0,1 m e 5 m praticamente insolveis no meio onde esto dispersos - Orgnicos podem ou no apresentar solubilidade. Solveis: possuem alto poder de tingimento, so mais caros e mais txicos - tambm chamados corantes. - Inorgnicos influem no aspecto da pintura como cor, textura. Inertes ou cargas funes: enchimento, textura, resistncia abraso (carbonato de clcio, talco) Ativos - funes: promover cor (dixido de titnio); propriedade anticorrosiva (zarco, cromato de zinco); reflexivos alta reflexo na regio do infravermelho.

c) Solvente - voltil, por isso chamado de veculo voltil. - No fazem parte da pintura aps a sua secagem e cura. - O teor corrigido conforme a necessidade momentos antes da aplicao. Varia conforme a absoro (porosidade) e rugosidade do substrato. - Tinta ltex (emulso aquosa): tem como solvente a gua - Funes bsicas: Dissolver a resina esmaltes, a leo, epxi; Conferir viscosidade adequada para aplicao; Influir na secagem. - Composio de diferentes naturezas qumicas: Hidrocarbonetos alifticos - aguarrs Hidrocarbonetos aromticos xileno e tolueno Glicis: butil glicol, acetato de etilglicol Cetonas: metil etil cetona (MEK), ciclohexanona lcoois: isoproplico, butlico, etlico

d) Aditivos - Substncias adicionadas em pequenas propores na tinta entre 0,1% a 2% - Proporciona funes especficas: Biocidas: fungicidas, bactericidas, algicidas ao contra microrganismos biolgicos; Reolgicos: estabilizar emulses - manter os pigmentos em suspenso, facilitar a aplicao; Agentes dispersantes: tensoativos facilitam a produo; Secantes: aceleram a secagem de tintas alqudicas; Antibolhas, antinatas.

4.3 Tipos de Sistemas de Pintura

Figura: Principais constituintes do sistema da pintura.

- Fundo: produto destinado primeira demo ou mais demos sobre a superfcie e funciona como uma ponte entre o substrato e a tinta de acabamento *Selador: aplicao em materiais porosos argamassa e madeira *Primer: proteo anticorrosiva de metais e algumas vezes para madeira *Washprimer: aumentar a aderncia de metais no ferrosos *Fundo preparador: promover a coeso de partculas soltas pintura calcinada, argamassa sem coeso, gesso.- Massa: correo de irregularidades da superfcie j selada produto pastoso.- Tinta de acabamento: fornece as propriedades necessrias para o fim a que se destina, inclusive tonalidade parte visvel do sistema de pintura.

4.4 Principais Tintas e Vernizes Classificao

- Substratos minerais porosos: concreto, reboco, argamassa, cermica, gessoLtex (PVAc, acrlico, texturas)Esmalte sinttico (alqudica)Tinta epxiTintas base de cal (caiao), de cimentoTinta de base de silicatos alcalinos (sdio, potssio) Selador para materiais porosos como argamassaVerniz acrlico (base gua e solvente), poliuretnico mono componente e bicomponente (base gua e solvente), epoxi (base gua e solvente)Silicones silanos e siloxanos

- Madeira e derivados leoEsmalte sinttico (alqudica), base solvente e base guaImpregnante (stains), base solvente e base guaVerniz sinttico, poliuretnico mono componente e com filtro solar e poliuretnico bicomponente com filtro solar

- PVC leoEsmalte sinttico (alqudica), base solvente e base gua

- Metlicos, ferrosos e no ferrosos leoEsmalte sinttico (alqudica), base solvente e base guaEsmalte sinttico (alqudica), base solvente e base gua, dupla aoEpxi, base solvente e base gua

5 Materiais Polimricos

Utilizados em diversas reas da construo civil:-Tubulaes hidrossanitrias e eltricas- Materiais de isolamento trmico- Fibras- Pinturas- Adesivos- Aparelhos de apoio- Capas para fios eltricos - Tomadas- Disjuntores- Assentos para vasos sanitrios- Materiais de impermeabilizao

Materiais Polimricos - Origem orgnica: baseados em hidrocarbonetos, hidrognio e carbono.

Materiais Polimricos naturais: couro, seda, l, madeira, borracha.

Materiais Polimricos sintticos: motivado variedade de produtos, uniformidade do material, economia de matria-prima.

Classificao quanto sua relao com a temperatura:

- Termoplsticos*Amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados *Processo totalmente reversvel e que podem ser repetidos *Fabricados pela aplicao simultnea de calor e presso *Maioria dos polmeros com estrutura linear e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com cadeias flexveis *Exemplos- polietileno lona plstica; policloreto de vinila (PVC) tubulaes hidrosanitrias; polipropileno fibras para estruturas de concreto; poliestireno revestimento de pisos e paredes; acetato de vinila (PVA) tintas.

- Termofixos ou Termorrgidos: *Conformados plasticamente apenas em um estgio intermedirio da sua fabricao *Produto final duro que no amolece mais com o aumento da temperatura *Tratamento trmico inicialFormao de ligaes cruzadas covalentes entre cadeias adjacentes Resistncia aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a altas temperaturas*Exemplos epxis adesivos; resinas fenlicas - acessrios eltricos; polisteres tanques e piscinas de fiberglass.

- Elastmetros:*Conformados plasticamente*Propriedades importantesElasticidadeEstado sem tenses Amorfo e composto por cadeias moleculares torcidas, dobradas e espiraladas.Aplicao de carga de trao Desenrola, distorce e retifica apenas parcialmente as cadeiasLiberao da tenso As cadeias se enrolam novamente de acordo com suas conformaes iniciais*Exemplos neoprene aparelho de apoio; borracha de estireno materiais de reparo; borracha de butila impermeabilizaes; borracha de nitrila vedaes.

5.1 Utilizao

- Tintas, vernizes, lacas e esmaltes.- Impermeabilizao- Concretos, Argamassas ou Cimentos modificados com Polmeros.- Membranas Acrlicas e Polimricas

Figura: Aplicao de membrana acrlica.

Figura: Colocao de membrana polimrica.- Adesivos: produzir uma junta com elevada resistncia ao cisalhamento.- Pelculas: lona plstica para embalagens.- Isolamento trmico: isopor.- Fibras para concretos: nilon, propileno.- Aditivos qumicos.- Mstique e Selantes.

Figura: Aplicao de mstique em junta de movimentao.