DETERMINAO DA RESISTNCIA SOLVENTE EM POLMEROS E

DETERMINAO DA ABSORO DA GUA EM TELHAS CERMICAS Gustavo Forster Rocha, Jenifer Luana Gasparetto, Kssia Thamara Santos Koslowski, Mayara

Piaz e Priscila Bandeira Thibes

Centro Universitrio Catlica de Santa Catarina Campus Jaragu do Sul/SC Engenharia Civil Semestre IV Materiais de Construo IV

Professora: Luciana Faganello

1 INTRODUO

1.1 POLMEROS

Conhecer as caractersticas dos polmeros fundamental para a determinao

das resistncias dos polmeros que podem ser utilizados na construo civil. Atravs

dessa aula pratica em laboratrio foi possvel conciliar as substncias que formam os

polmeros, e entender como agem em contato com diferentes solventes, e entender quais

propriedades so indicadas para determinadas reas da construo civil. Foram

efetuados ensaios com o PP, EPS e PS com trs diferentes solventes, lcool, gasolina e

acetona.

1.2 CERMICAS

Na aula prtica de cermicas a equipe aprendeu sobre a determinao da

absoro da gua em telhas cermicas, analise visual e verificao da planaridade

(flecha mxima medida em um dos vrtices de uma telha estando os outros trs

apoiados em um mesmo plano horizontal), retilineidade e sonoridade, onde foi feito um

comparativo entre as caractersticas geomtricas das amostras.

Compreendeu-se que os materiais cermicos absorvem gua e se estes valores esto

dentro dos limites especificados na norma, bem como analise visual das amostras, na

verificao de trincas, quebras, uniformidade da cor e regularidade da superfcie.

2 REVISO DA LITERATURA

2.1 POLMEROS

Polmeros so materiais compostos de origem natural ou sinttica que

apresentam massa molar elevada, formados pela repetio de um grande nmero de

unidades estruturais bsicas. Tais materiais apresentam como caractersticas principais a

boa resistncia corroso, baixa massa especfica e boas caractersticas de isolamento

trmico e eltrico (ISAIA, 2010).

De acordo com Mano (1991) em relao resistncia dos polmeros solventes

e reagentes a solubilidade depende fundamentalmente da interao das molculas do

soluto com o solvente. Quando as molculas do solvente so mais afins como o

polmero do que com elas prprias, podem penetrar entre as cadeias macromoleculares,

gerando interaes de carter fsico-qumico. Foras intermoleculares, como pontes de

hidrognio, ligaes dipolo-dipolo ou mesmo foras de Vander Waals, permitem a

disperso, a nvel molecular, dos polmeros, isto , a sua dissoluo. Polmeros pouco

polares, como os poli hidrocarbonetos, so mais sensveis aos solventes do mesmo tipo

(isto , de mesma qumica), que tm afinidade pelo material e penetram entre as

macromolculas, afastando-as. O mesmo ocorre com polmeros polares, que so

sensveis a solventes polares. Quando as macromolculas so mais afins com elas

prprias do que com a solvente, elas no dissolvem. Quando a macromolcula muito

cristalina, os cristalitos dificultam a penetrao dos solventes, aumentando a

insolubilidade do material. Se o polmero tem estrutura reticulada, adquirida aps a

cura, a macromolcula torna-se gigantesca e a disperso molecular impossvel.

Quando a macromolcula apresenta estrutura aromtica ou saturada, oferece tambm

resistncia a solventes e reagentes. Assim, com o conhecimento qumico, pode-se prever

o comportamento dos polmeros diante dos solventes.

Bauer (2011) diz que:

Os polmeros termoplsticos so aqueles que amolecem quando aquecidos,

sendo ento moldados e posteriormente resfriados. No entanto no perdem

suas propriedades neste processo, podendo ser novamente amolecidos e

moldados.

Mano (1991) completa dizendo que so caracterizados por possuir ligaes

qumicas fracas (Vander Waals) entre as cadeias que, assim, podem ser facilmente

rompidas com a introduo de energia. Dessa forma, quando aquecidos, suas ligaes

so quebradas permitindo uma maior facilidade para a movimentao de cadeias

polimricas umas em relao s outras. A capacidade das cadeias de fluir com a

aplicao de temperatura garante a esses materiais sua caracterstica fundamental: a de

serem reciclveis. O comportamento desses polmeros frente ao de solventes

tambm pode ser explicado pelas ligaes existentes entre as cadeias, e possvel

porque as molculas do solvente so capazes de romper essas ligaes.

Diante dos polmeros utilizados para a aula prtica esto os PP, PS, e EPS, todos

classificados como termoplsticos. O PP (Polipropileno), segundo Kloss (1996) obtido

pelo craquea-mento do propano para formar etileno. Apresenta boa resistncia qumica

e a solventes e suas aplicaes esto na produo de recipientes para embalagens,

sacarias, pisos tipo carpete, seringas de injeo descartveis, dentre outras aplicaes.

J o PS (Poliestireno), de acordo com Mano (1991) um material rgido, com

alta resistncia qumica, baixa resistncia a solventes orgnicos e baixa resistncia

intempries. utilizado em utenslios domsticos, tais como: brinquedos, escovas,

embalagens rgidas para cosmticos. Sob a forma celular tambm utilizado no

isolamento ao frio, na embalagem de equipamentos.

O EPS (Poliestireno Expandido), mais conhecido como isopor, possui uma

estrutura rgida oriunda da expanso da resina de poliestireno no seu processo de

produo por meio do emprego de um agente qumico. Na engenharia civil o EPS pode

ser empregado para isolamento trmico de coberturas e em construes como cmaras

frigorficas, no preenchimento de juntas de dilatao, nas lajes nervuradas e na

fabricao de concreto leve (ISAIA, 2010).

2.2 CERMICAS

Segundo BISPO (2009), que na construo civil so utilizados diversos tipos de

materiais e muitos deles so materiais cermicos, como: telhas, louas sanitrias,

azulejos, pisos, pastilhas, manilhas, materiais refratrios e bloco. Os produtos cermicos

apresentam vantagens de uso e qualidade, tais como: constituio de unidades de

pequenas dimenses; detalhamento esttico; estrutura leve, resultando menor custo para

fundaes, acabamento com uso aparente, abundancia de matria prima na maioria das

regies do pas, bom isolamento trmico e acstico, boa resistncia ao fogo entre outros.

As argilas mais utilizadas na fabricao de telhas cermicas so dos tipos ilita e

montmorilonita, sendo necessria uma seleo criteriosa de mistura de argilas que iro

compor a massa, em funo do tipo de telha a ser fabricada. (EFFTING, 2014 ).

Uma das principais exigncias para um telhado que no permita a passagem

de gua, quando submetido ao concomitante de chuva e vento. As telhas

devem ser projetadas de modo a atenderem a essa exigncia, quando

montadas em um telhado com uma declividade adequada s condies de

exposio. Alm de atender a exigncia de impermeabilidade, as telhas

devem apresentar retilineidade e planidade, sem as quais ocorrero problemas

de encaixe, que podem comprometer o desempenho do telhado.

(KAZMIERCZAK, 2010, p. 282). As cermicas vermelhas so provenientes de argilas sedimentares, com altos

teores de compostos de ferro (EFFTING, 2014).

Segundo Bispo (2009) ampla a variao das propriedades dos materiais

cermicos que dependem principalmente da argila utilizada na produo, do processo de

moldagem, secagem e cozimento. As principais propriedades so:

Peso especfico aparente;

Resistncia ao desgaste;

Absoro dgua ou porosidade;

Resistncia mecnica.

A norma NBR 15310:2005 classifica as telhas cermicas de acordo com sua

seo transversal, juno entre si e sua estrutura, essa classificao se d em quatro

tipos:

Telhas planas de encaixe: so telhas cermicas planas que se encaixam por meio

de sulcos e salincias, apresentando pinos, ou pinos e furos de amarrao, para

sua fixao na estrutura de apoio. Exemplo: Telha Francesa; Telha Romana e

Telha Termoplan.

Telhas compostas de encaixe: so telhas cermicas planas que possuem

geometria formada por capa e canal no mesmo componente, apresentando pinos,

ou pinos e furos de amarrao, para sua fixao na estrutura de apoio. Exemplo:

a) Tipo Colonial: caracteriza-se por possuir um nico tipo de pea, destinada

tanto para os canais como para as capas. b) Paulista: a capa com largura

ligeiramente inferior largura do canal. c) Plana: apresenta formas

acentuadamente retas.

Telhas simples de sobreposio: so telhas cermicas formadas pelos

componentes capa e canal independentes (o canal deve possuir pinos, furos ou

pinos e furos de amarrao, para a sua fixao na estrutura de apoio).

Telhas planas de sobreposio: so telhas cermicas planas que somente se

sobrepem e que podem ter pinos para o encaixe na estrutura de apoio ou pinos

e furos de amarrao para fixao.

Figura 1 Tipos de telhas: plana de encaixe, composta de encaixe, simples de sobreposio e plana de sobreposio.

Fonte: NBR 15310 (ABNT, 2009)

As verificaes das propriedades exigidas para telhas cermicas so retilineidade

e planicidade, para encaixarem perfeitamente, baixa absoro de gua

(impermeabilidade) e resistncia compatvel com os esforos decorrentes das atividades

de transporte e de montagem do telhado, como tambm resistir ao trnsito eventual de

pessoas sobre o telhado, aps sua execuo BISPO (2009)

A telha pode apresentar ocorrncias tais como esfoliaes, quebras, lascadas e

rebarbas que no prejudiquem o seu desempenho; igualmente so admissveis eventuais

riscos, escoriaes e raspagens causadas por atrito feitas nas telhas durante o seu

fabrico, embalagem, manuteno ou transporte. NBR 15310 (ABNT, 2009)

Produtos cermicos so empregados como material de cobertura sob a forma

de telhas, que podem ser: Curvas (coloniais, portuguesas ou rabes), planas

(ou de escamas) e de encaixe (francesas ou de Marselha) e deve representar

as seguintes caractersticas: Regularidade de forma e dimenses, arestas finas

e superfcies sem rugosidades, homogeneidade de massas, com ausncia de

trincas, peso reduzido [...]. (PETRUCCI, 1976, p. 39). A telha deve apresentar som semelhante ao metlico, quando suspensa por uma

extremidade e percutida, o valor da planaridade no deve ser superior a 5 mm, e a

absoro de gua possui o limite mximo admissvel de 20 % (ISAIA, 2010).

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 POLMEROS

O ensaio de polmeros consistiu basicamente em colocar as amostras do PP, EPS

e PS em recipientes com solventes diferentes (Gasolina, lcool e Acetona) e analisar a

reao dos polmeros.

3.2. CERMICAS

3.2.1 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS:

Balana com capacidade de 2000g e preciso de 0,1g;

Estufa;

Amostras de telhas cermicas;

Rgua metlica;

Pano limpo;

Recipiente com gua.

Figura 01: 04 amostras de telhas

Fonte: Os Autores, 2014

3.2.2 EXECUO:

As quatro telhas foram medidas com rguas e abaixo esto as medidas (Tabela

01) antes de serem colocadas em tanque com gua:

Tabela 01: Medidas das telhas

AMOSTRAS MEDIDAS

TELHA 01 43,0cm x 26,5cm

TELHA 02 - ESMALATADA 40,5cm x 22,0cm

TELHA 03 41,5cm x 23,0cm

TELHA 04 40,0cm x 23,8 cm

Fonte: Dos autores, 2014

Verificou-se a planaridade e retilineidade;

Verificou-se a sonoridade das amostras: Neste quesito, as telhas 4, 3 e 1

apresentaram som metlico, j a telha 2 no apresentou som metlico. Esta

sonoridade pode estar ligado ao tempo de queima da cermica.

As amostras foram colocadas em um recipiente com gua, de forma de ficaram

totalmente submersas;

Aps 40min retiramos as amostras, deixamos escorrer o excesso de gua,

secamos com um pano seco;

Procedemos com a pesagem das amostras;

Foi efetuado o clculo do teor de absoro de gua atravs da equao:

(

)

4 RESULTADOS E DISCUSSES

4.1 RESISTNCIA SOLVENTES EM POLMEROS

Com os solventes foram analisadas a resistncia corroso dos polmeros e

verificado o comportamento das amostras de polmeros. Na amostra de gasolina o PP

degradou e amoleceu, apresentando nenhuma propriedade mecnica. O EPS oxidou e

teve o tamanho diminudo e o PE no se alterou.

Em acetona, os polmeros reagiro mais rapidamente, o PP degradou se

desmanchando quase que completamente, o EPS oxidou mais rpido, de forma

instantnea, se desmanchando por completo. E o PE tambm se degradou totalmente,

mas num espao de tempo maior. Em lcool, nenhum dos polmeros teve sua forma

modificada, pois no ocorreu reao.

4.2 DETERMINAO DA ABSORO DE GUA EM TELHAS CERMICAS

Anteriormente ao ensaio foi feita a anlise visual das mostras, demonstrando que

todas as telhas esto de acordo com as normas estabelecidas para confeco das mesmas

e que a telha 04, possui o melhor som de todas as amostras, o que provavelmente indica

que esta possui a melhor queima de todas.

Aps as amostras colocadas em um recipiente com gua, de forma de ficaram

totalmente submersas e retiradas depois de 40min, escorrendo o excesso de gua,

procedemos com a pesagem das amostras para efetuamos o calculo do teor de absoro:

(

)

Onde,

Mu a massa da amostra mida

Ms a massa da amostra seca.

Tabela 2: Teor de absoro

AMOSTRAS MASSA

SECA

MASSA

MIDA

Absoro

(

)

TELHA 01 2,842 kg 3,101 kg 9%

TELHA 02 2,561 kg 2,673 kg 4,37%

TELHA 03 2,369 kg 2,502 kg 5,6%

TELHA 04 2,635 kg 2,957 kg 12,2%

Fonte: Dos autores

De acordo com a NBR (15310/2009), observou-se na Tabela 2 que as telhas

cermicas tem um percentual que esta de acordo, sendo percentual de absoro mximo

das amostras das telhas de qualidade de 20%, conforme demostramos acima so

inferiores a esse limite.

5 CONSIDERAES FINAIS

5.1 RESISTNCIA SOLVENTES EM POLMEROS

Os polmeros utilizados nos ensaios apresentaram reaes diversas conforme o

solvente. Essa deformao sendo total, parcial ou no havendo no caso do lcool, indica

a resistncia do polmero, bem como ele responde a agressividade do Solvente. Aliando

esse conhecimento sobre a agressividade com as propriedades dos solventes pode-se

determinar qual ambiente mais indicado para cada polmero na construo civil.

5.2 DETERMINAO DA ABSORO DE GUA EM TELHAS CERMICAS

Aps o ensaio proposto ser realizado na aula prtica foi estabelecido que as

amostras das telhas analisadas visualmente no apresentaram ocorrncias que

prejudiquem o seu desempenho, apenas conclumos que a telha 04, possui o melhor som

de todas as amostras, som semelhante ao metlico, possuindo ento a melhor queima de

todas.

Aps o procedimento de ensaio, foi observado que as telhas cermicas tem um

percentual que esta de acordo com a norma NBR (15310/2009), pois o percentual de

absoro mximo de uma telha de qualidade de 20%, como visto as telhas apresentam

um percentual inferior a esse limite.

Com a realizao do ensaio foi possvel concluir que a absoro de gua

importante, pois se a telha cermica no for capaz de escorrer a gua e absorve mais do

que o permitido poder haver infiltraes, assim prejudicando pinturas e acabamento

interno da obra.

REFERNCIAS

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICA. Norma Brasileira 15310.

Rio de Janeiro. 2005.

BAUER, L. A. Falco. Materiais de construo. 5. ed. rev. Rio de Janeiro: LTC, 2011.

BISPO, Jnio Oliveira. Avaliao da qualidade de telhas cermicas: estudo de caso

em Feira de Santana. Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana

2009.

EFFTING, Carmeane. Produtos de cermica vermelha: telhas. Joinville, Santa

Catarina, 2014.

ISAIA, Geraldo Cechella. Materiais de construo civil: e princpios de cincia e

engenharia de materiais. 2. ed., atual. e ampl. So Paulo: Instituto Brasileiro do

Concreto, 2010.

KAZMIERCZAK, Claudio de Souza. Materiais de Construo Civil e Principio de

Cincia e Engenharia de Materiais. Volume 1. 2 edi. SO PAULO: IBRACON,

2010.

KLOSS, Cesar Luiz. Materiais para construo civil. 2. ed., rev. e ampl. Curitiba:

CEFET-PR, 1996.

MANO, Eloisa Biasotto. Polmeros como materiais de engenharia. So Paulo: Edgard

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PETRUCCI, Eldio Geraldo Requio. Materiais de Construo. 1 edi. Porto Alegre:

Globo, 1976.