Capítulo 43. Materiais e Produtos Poliméricos

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1 Capítulo 43 Materiais e Produtos Poliméricos Prof. Dr. Enio José Pazini Figueiredo - UFG Prof. Dr. João Henrique da Silva Rêgo - UFG

2 Introdução Materiais Poliméricos Utilizados em diversas áreas da construção civil Tubulações hidrosanitárias e elétricas Materiais de isolamento térmico Fibras Pinturas Adesivos Aparelhos de apoio Capas para fios elétricos Tomadas Disjuntores Assentos para vasos sanitários Materiais de impermeabilização Outros

3 Introdução Materiais Poliméricos Origem orgânica Baseados em hidrocarbonetos Hidrogênio e carbono Cadeias longas e flexíveis Esqueleto principal Átomos de carbono Unidades estruturais Meros Monômero Polímeros Moléculas compostas de vários meros

4 Introdução Materiais Poliméricos naturais Utilizados a milênios Couro, seda, lã, madeira, borracha Materiais Poliméricos sintéticos Motivado Variedade de produtos Uniformidade do material Economia de matéria-prima

5 Introdução Construção civil Maior mercado da indústria dos polímeros Aumento da demanda Baixa densidade, alta resistência elétrica, baixa condutividade térmica, ductilidade e alta resistência à corrosão Capítulo 21 e 38 Estudo aprofundado das propriedades dos polímeros Objetivo do Capítulo 40 Demonstrar as principais aplicações desses materiais dentro da construção civil

6 Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização Classificação mais encontrada e aceita Termoplásticos Termofixos ou Termorígidos Elastômeros Tipo de Classificação Resposta mecânica do polímero em relação à temperatura

7 Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização Termoplásticos Amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados Processo totalmente reversível e que podem ser repetidos Fabricados pela aplicação simultânea de calor e pressão Maioria dos polímeros com estrutura linear e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com cadeias flexíveis Exemplos Polietileno lona plástica Policloreto de vinila (PVC) tubulações hidrosanitárias Polipropileno fibras para estruturas de concreto Poliestireno revestimento de pisos e paredes Acetato de vinila (PVA) - tintas

8 Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização Termofixos Conformados plasticamente apenas em um estágio intermediário da sua fabricação Produto final duro que não amolece mais com o aumento da temperatura Tratamento térmico inicial Formação de ligações cruzadas covalentes entre cadeias adjacentes Resistência aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a altas temperaturas Exemplos Époxis - adesivos Resinas fenólicas - acessórios elétricos Poliésteres - Tanques e piscinas de fiberglass

9 Classificação dos Materiais Poliméricos visando sua utilização Elastômeros Conformados plasticamente Propriedade importante Elasticidade Estado sem tensões Amorfo e composto por cadeias moleculares torcidas, dobradas e espiraladas Aplicação de carga de tração Desenrola, distorce e retifica apenas parcialmente as cadeias Liberação da tensão As cadeias se enrolam novamente de acordo com suas conformações iniciais Exemplos Neoprene aparelho de apoio Borracha de estireno materiais de reparo Borracha de butila impermeabilizações Borracha de nitrila vedações

10 Utilização dos Materiais Poliméricos Materiais poliméricos Materiais de destaque na Construção civil Dependendo de suas propriedades, um determinado polímero pode ser usado em uma ou mais tipos de aplicações A seguir, estão listadas as principais aplicações dos materiais poliméricos na construção civil

11 Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes Funções das pinturas Proteger o material do ambiente Melhorar a aparência Proporcionar isolamento elétrico Muitos dos materiais utilizados nas pinturas são polímeros Tintas Constituídas essencialmente de uma suspensão de polímeros e pigmentos, os quais podem ser ativos ou não, em um veículo fluído Capítulo 44 Maiores informações sobre tintas

12 Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes Vernizes Soluções de resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo secativo ou solvente volátil), os quais são convertidos em uma película transparente ou translúcida, após a aplicação em finas camadas Lacas Compostas de um veículo volátil, uma resina sintética, um plastificante, grande quantidade de pigmento não ativo, um solvente muito ativo e, ocasionalmente, um corante. Esmaltes Obtidos adicionando-se pigmentos aos vernizes ou lacas, resultando numa tinta caracterizada pela capacidade de formar um filme extremamente liso

13 Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes Não são considerados como impermeabilização capacidade de impermeabilizar é bastante inferior à dos sistemas normalmente utilizados para esse fim têm baixa durabilidade, desgastando-se num tempo relativamente curto uso de pinturas é indicado para situações em que possam ser refeitas periodicamente. Existem várias pinturas impermeáveis à base de materiais poliméricos base acrílica, PVA, poliéster, poliuretano, butílicas, alquídicas, silicones, poliestireno e epóxi

14 Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Acrílicas: resinas do ácido acrílico ou metacrílico, são termoplásticas, estáveis ao calor, luz, agentes químicos e água. Largo emprego na execução de pinturas externas em edificações em geral, além das tintas de sinalização horizontal em ruas, estradas e pistas de pouso. Látex acrílico interior e exterior semi-brilho: são à base de látex acrílico estirenado, aditivos, pigmentos orgânicos e inorgânicos de dióxido de titânio e cargas selecionadas; proporcionam acabamento semi-brilho aveludado com ótima resistência em ambientes internos e externos. Esmalte sintético: tem base de resinas alquídicas especiais em combinação com pigmentos de alta qualidade; são de fácil aplicação, proporcionando ótimo nivelamento, cobertura e rendimento, ótima aderência às superfícies, ótimo brilho, rápida secagem, ótima flexibilidade e resistências às intempéries. Seu uso é recomendado para quem busca obter acabamento de alto desempenho em ambientes internos e externos, sobre paredes de concreto e alvenaria. Recomendado para acabamentos em ambientes internos e externos, sobre superfícies de madeiras e metais ferrosos, para aplicações de fins imobiliários, proporcionando excelente alastramento e brilhos.

15 Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Látex PVA: resina à base de dispersão aquosa de polímeros vinílicos, pigmentos isentos de metais pesados, cargas minerais inertes, glicois e tensoativos etoxilados e carboxilados. Acrílica para pisos: resina à base de dispersão aquosa de copolímero estireno-acrílico, pigmentos isentos de metais pesados, cargas minerais inertes, hidrocarbonetos alifáticos, álcoois e tenso-ativos etoxilados e carboxilados. Tinta a óleo: resina alquídica à base de óleo vegetal semi-secativo, pigmentos orgânicos e inorgânicos, cargas minerais inertes, hidrocarbonetos alifáticos e secantes organometálicos; não contém benzeno. Silicone: tem como base a resina de silicone, apresenta total penetração da tinta no substrato poroso, protegendo a superfície da água e da sujeira sem deixar uma camada visível. Pintura aplicada sobre reboco, massa acrílica, texturas, concreto, fibro-cimento, gesso e superfícies internas de massa corrida. Pintura externa e interna de pisos cimentados, áreas de lazer, escadas, varandas, quadras poliesportivas e outras superfícies de concreto rústico, liso ou, ainda, para repintura de pisos. Superfícies externas e internas de madeira e metais. É um produto brilhante, de fácil aplicação, boa resistência às intempéries e bom alastramento. Utilizada em fachadas de concreto e muros ou paredes de tijolos aparentes.

16 Quadro 1 - Relação entre a base da pintura e o substrato. Tipo Aplicação Vinil-acrílica: mistura os dois tipos de resina (PVA e acrílica). Indicada para reboco, massa corrida, concreto ou gesso. Emborrachadas: à base de policloropleno ou neoprene, são fornecidas em solução com solventes aromáticos em cores escuras (preto, verde, cinza). Necessitam de catalisador para aplicação, são resistentes a vários tipos de materiais tais como óleos, ácidos, álcoois, sais etc e são susceptíveis à ação dos raios ultravioletas os quais atuam quebrando as cadeias moleculares. Epóxi: as resinas epóxi, por serem resinas termofixas, têm maior resistência mecânica e à abrasão, dada a sua maior dureza, do que as resinas termoplásticas. Apresentam grande estabilidade frente ao ataque de agentes químicos, uma vez que a quebra das ligações fortes e a remoção de plastificantes é muito mais difícil. Utilizadas em ambientes molhados. Aplicada em substituição dos azulejos, como revestimentos de bancadas de laboratório e em ambientes industriais, não sendo recomendado o seu uso em ambientes externos dado o fato de serem susceptíveis ao ataque dos raios ultravioletas.

17 Impermeabilização Proteção das construções contra a infiltração de água na forma líquida ou na de vapor Os materiais poliméricos são, juntamente com os materiais betuminosos, os materiais mais utilizados nos serviços de impermeabilização. Materiais Betuminosos Capítulo 39 Os principais materiais que possuem polímeros em sua composição utilizados em impermeabilização são: (1) Concretos, argamassas ou cimentos modificados com polímeros, (2) Membranas acrílicas e poliméricas, e (3) Mantas poliméricas

18 Concretos, Argamassas ou Cimentos modificados com Polímeros Materiais cimentícios com a incorporação de resinas poliméricas acrílicas e estireno butadieno (SBR) e aditivos diversos Impermeabilizados pela ação físico-química dos materiais poliméricos que reagem com a cal livre do cimento, formando sais insolúveis que atuam por hidrofugação do sistema capilar São consideradas impermeabilizações rígidas Baixa capacidade de absorver deformações da base Podem ser de dois tipos: Pré-dosada, consistindo de cimento modificado com polímero ou argamassa polimérica, segundo as normas NBR (ABNT,1992) e NBR 9575 (ABNT,2003) Dosada em canteiro, quando a argamassa é modificada com polímeros, segundo as normas NBR (ABNT,1992) e NBR 9575 (ABNT, 2003) e misturada com resinas adequadas

19 Concretos, Argamassas ou Cimentos modificados com Polímeros Usadas para impermeabilização em situações em que existe água de percolação e condensação Pisos não sujeitos a movimentações excessivas da base Paredes expostas Cozinha Banheiros Varandas Impermeabilizações em situações de água sobre pressão Reservatórios de água potável.

20 Membranas Acrílicas e Poliméricas Membranas acrílicas e poliméricas são consideradas impermeabilizações flexíveis Capacidade de absorver as deformações da base Moldadas no local da obra Membranas Acrílicas Compostas basicamente de emulsões acrílicas puras ou estirenadas Material estruturante - tela de poliéster ou de poliamida Classificadas em dois tipos: Sem a adição de cimentos, regida pela NBR (ABNT, 1995); Com a adição de cimentos (Membrana Acrílica Impermeável)

21 Membranas Acrílicas A aplicação das Membranas Acrílicas sem adição de cimento é semelhante à das emulsões asfálticas Imprimação da região a ser impermeabilizada com o próprio produto diluído (emulsão acrílica) ou com produtos especiais Aplicação de várias demãos das emulsões acrílicas intercaladas com o material estruturante Figura 1

22 Figura 1 - Aplicação de Membrana Acrílica como sistema de impermeabilização de laje de cobertura (cortesia da Vedacit).

23 Membranas Acrílicas Devem ter uma espessura mínima de 1,5mm Necessárias mais de sete demãos de aplicação e um consumo mínimo de resina de 2,5kg/m 2 Aplicações Lajes Abóbadas sujeitas a intempéries Reservatórios Lajes de térreo

24 Membranas Acrílicas Membranas acrílicas com a adição de cimento Impermeabilização por membrana, moldada no local, constituída por resina acrílica em combinação com cimento Portland. Espessura mínima é de 1,0mm, com um mínimo de três demãos e seu consumo mínimo é de 0,8 a 1,0 Kg/m 2 Utilizadas Superfícies não submetidas à pressão do lençol freático Reservatórios superiores Calhas Jardineiras

25 Membranas Poliméricas Produtos ou conjuntos impermeabilizantes, moldados no local, com ou sem material estruturante, cujo produto impermeável básico é um polímero Elastômeros sintéticos, solubilizados em solventes apropriados, que possuem boas características de elasticidade, resistência à fadiga etc Normalizados pela NBR 9396 Utilizadas Impermeabilização em grandes áreas, não requerendo proteção mecânica Deve-se proteger a impermeabilização contra os raios solares Não existem restrições para aplicação em superfícies inclinadas ou verticais

26 Mantas Poliméricas Materiais impermeáveis, industrializados, obtidos por calandragem, extensão ou outros processos, com características definidas e tendo como componente básico o material polimérico Consideradas impermeabilizações flexíveis e pré-formadas Classificadas em dois grupos de materiais Mantas elastoméricas pré-fabricadas de base butílica (NBR 9229, ABNT, 1986) ou de EPDM (NBR 11797, ABNT, 1992) Mantas plásticas à base de PVC (NBR 9690, ABNT, 1986) ou de PEAD (NBR 15352, ABNT, 2006) Aplicação de forma aderida ou não aderida ao substrato Normalmente não são aderidas ao substrato

27 Mantas Poliméricas Forma de aplicação Aderida Imprimação, aplicação de adesivo, distribuição das mantas e soldagem com adesivos, aplicação de fitas de caldeação e realização de autofusão por ar quente ou aparelhos elétricos. Não aderida ao substrato Criação de um berço amortecedor, distribuição das mantas, soldagem e colocação de camada de amortecimento

28 Mantas Poliméricas Espessura mínima das mantas é de 0,8mm, sendo recomendada a espessura de 1,0 mm a 1,2 mm, com consumo médio de 1,10 m 2 / m 2. Utilização Cuidados especiais Perfurações provocadas por ausência de limpeza prévia, trânsito ou quedas de objetos antes da aplicação da proteção mecânica Água de percolação, de solo ou de pressão hidrostática positiva, como no caso de impermeabilização de piscinas Lajes com trânsito de pedestres ou tráfego de veículos - Figura 2

29 Figura 2 - Colocação de Mantas Poliméricas em laje (cortesia da Impermab).

30 Adesivos Substâncias usadas para colar as superfícies de dois materiais sólidos Produzir uma junta com elevada resistência ao cisalhamento Materiais poliméricos usados como adesivos Epóxis, elastômeros, acrílico, poliuretano e adesivos naturais (cola animal, caseína, amido e rosina) Principal desvantagem Limitação da temperatura de serviço As forças de ligação entre o adesivo e as superfícies aderidas são consideradas eletrostáticas, assim como as forças de ligações secundárias entre as cadeias moleculares em polímeros termoplásticos

31 Adesivos Adesivos estruturais à base de epóxi Pastas ou líquidos obtidos pela mistura de dois componentes, um catalisador e uma resina à base de epóxi, que reagem entre si, proporcionando aderência das partes que se quer colar Apresentam grande dureza e adesão às mais variadas superfícies tais como: o concreto, o aço, o alumínio, o vidro, a cerâmica, a madeira etc Adesivos à base de elastômeros (borrachas) e acrílico Solventes que permitem a mobilidade das moléculas do adesivo Proporcionam grande aderência de chapiscos e argamassas aos mais diversos substratos Adesivos à base de poliuretano Monocomponentes, tixotrópicos prontos para uso, ativados por agentes externos Utilizados para realizar colagens flexíveis, reparos de azulejos, cubas de pia, espelhos etc

32 Películas Possuem espessuras entre 0,025mm e 0,125 mm Fabricadas e usadas como lona plástica e sacos para proteção e embalagem de produtos da construção civil - Figura 3

33 Figura 3 - Lona plástica para proteção de materiais de construção contra as intempéries.

34 Películas Características importantes Baixa densidade, alto grau de flexibilidade, elevados limites de resistência à tração e resistência à ruptura, resistências aos ataques da umidade e de outros produtos químicos e baixa permeabilidade a alguns gases, especialmente o vapor de água Polímeros utilizados O polietileno, o polipropileno, o celofane e o acetato de celulose

35 Isolamento Térmico Poliestireno expandido - Isopor Polímero mais utilizado como isolante térmico Origem sintética com grande quantidade de bolhas de ar em seu interior Produto termoplástico com estrutura de células fechadas obtido pela expansão do estireno polimerizado por intermédio de um gás que se dilata quando aquecido Produzido nas formas de placas de várias espessuras, blocos maciços ou vazados, meia cana, segmentos, perfis, recipientes granulados etc Aplicado em pisos flutuantes, sanduíches em painéis para paredes divisórias, decoração, forros, isolamento acústico e isolamento térmico e como formas de estruturas nervuradas Figuras 4 e Figura 5

36 Figura 4 - Poliestireno expandido como isolante térmico em sistema de cobertura (cortesia da Isoeste).

37 Figura 5 - Poliestireno expandido como fôrma EPS para laje pré-moldada (cortesia da Isoeste).

38 Fibras Poliméricas Estruturas alongadas de origem natural ou sintética que, agrupadas unidirecionalmente, apresentam e atribuem aos compósitos maior resistência à tração Polímeros em fibras Estirados na forma de longos filamentos com uma relação comprimento-diâmetro de pelo menos 100:1 Maioria dos polímeros em fibras é usada na indústria têxtil Fibras aramides são empregadas em materiais compósitos Nos últimos anos tem sido cada vez maior a utilização de concretos com fibras Mais usos das Fibras Capítulo 43

39 Fibras para Concretos Concreto reforçado com Fibras Material feito com cimento Portland, agregados e fibras descontínuas misturadas Vem sendo utilizado desde 1960 Fibras de asbestos misturadas ao cimento Outros tipos de fibras Aço, polipropileno, carbono, vidro, náilon, celulose, acrílico, polietileno, madeira, sisal etc As mais utilizadas são as de aço, polipropileno e náilon A real contribuição das fibras é aumentar a ductilidade do concreto

40 Fibras para Concretos Fibra de polipropileno Fibra de polímero mais utilizada em concretos Encontradas no mercado Monofilamentos cilíndricos e na forma de multifilamentos fibrilados (Quadro 2 e Figura 6) Fibras de náilon para reforço de concreto, argamassa e gesso Monofilamentos de náilon 6.6 puro (Quadro 2 e Figura 6) Usados Execução de pavimentos rígidos, pavimentação de pontes, estradas, aeroportos, concreto projeto para revestimento de túneis, pisos industriais, estacionamentos, obras hidráulicas e concreto projetado para estabilização de taludes

41 Quadro 2 - Principais características das Fibras utilizadas em Concretos (Pereira e Figueiredo, 2002) Características Náilon 6.6 Polipropileno monofilado Polipropileno fibrilado Peso específico (g/cm 3 ) 1,14 0,80 0,91 Diâmetro (µm) Comprimento (mm) Tensão de Ruptura (MPa) Absorção de água (%) Ponto de fusão (º C) ,50 Módulo de elasticidade (MPa) < 8000

42 Figura 6 - Fibras para confecção de Concretos com Fibras (Pereira e Figueiredo, 2002)

43 Aditivos Químicos Produtos empregados na elaboração de concretos, argamassas e caldas de cimento Modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido Devem ser usados com muito cuidado Efeitos secundários indesejáveis e porque a dosagem influi muito no resultado São largamente utilizados no preparo de concretos, argamassas e caldas de cimento Quarto componente do concreto, além da água, do cimento e dos agregados Tendência crescente da utilização dos aditivos Melhoria da relação custo-benefício com a utilização desses materiais

44 Aditivos Químicos Vários tipos de aditivos para concreto têm sua composição baseada em polímeros Aditivos aceleradores de pega Naftaleno sufonados e melanina sulfonada Aditivos plastificantes e superplastificantes Naftaleno sulfonado, lignosulfatos, melanina formaldeído, policarboxilatos, alquil-aril sulfonado Incorporadores de ar Resinas alqui-aril sulfonadas Desmoldantes Parafina Outros

45 Mástiques ou Selantes Composições pastosas usadas para calafetar juntas de dilatação, fissuras, furos etc Propriedades Dúctil, elástico e aderente Tipos de mástiques à base de materiais poliméricos Resina alquídica, acrílica, silicone, poliuretano, borracha clorada (Figura 7) e polisulfeto, dentre outros

46 Figura 7 - Selante à base de Borracha Clorada em junta de dilatação

47 Mástiques ou Selantes Silicone Monocomponente, tendo como matérias-primas o silício e o cloro e, como principal característica, a colagem, vedação e selagem de materiais como a cerâmica, o metal, o vidro, o plástico, a madeira, o concreto, o gesso e outros Acrílicos Polimerização de derivados acrílicos, principalmente dos ésteres do ácido acrílico e do ácido metacrílico Poliuretano Juntamente com os de silicone são os mais utilizados na construção civil (Figura 8)

48 Figura 8 - Aplicação de mástique a base de Poliuretano em junta de movimentação (cortesia da Vedacit).

49 Materiais para Reabilitação de Estruturas de Concreto Reparos, recuperações e reforços de estruturas de concreto Materiais poliméricos ou que possuam polímeros nas suas composições Os polímeros mais encontrados na composição de argamassas, grautes e concretos empregados nos materiais de reparo Acrílico, o SBR (Borracha de Estireno Butadieno), o epóxi e o PVA Injeção de fissuras passivas das estruturas de concreto Epóxi Natas de cimento aditivadas com plastificantes ou superplastificante à base de naftaleno sulfonado, lignosulfatos, melanina formaldeído, policarboxilatos e alquil-aril sulfonado Adesivos empregados na união de concreto velho com o material de reforço Epóxi ou acrílica Argamassas de reparo ou reforço projetadas Emulsões de base acrílica ou SBR

50 Eletrodutos e Materiais Elétricos Principal propriedade dos Materiais Poliméricos para fabricação de eletrodutos e materiais elétricos Alta resistência elétrica - isolantes elétricos Tipos de polímeros utilizados PVC, o polietileno, o poliéster, o poliamida, o formaldeído, as alquídicas, o poliestireno, as acrílicas, dentre outras Principais polímeros Cloreto de polivinila (PVC) ou de polietileno de alto impacto

51 Eletrodutos e Materiais Elétricos Cloreto de polivinila (PVC) Maior número de aplicações na construção civil Baixo custo Materiais elétricos Canaletas de embutir fios elétricos (Figura 9) e o próprio revestimento dos fios elétricos (Figura 10)

52 Figura 9 - PVC utilizado na fabricação de canaletas de embutir fiação elétrica (cortesia da Pial Legrand).

53 Figura 10 - PVC utilizado para revestimentos de fios elétricos, identificado como item 2 (cortesia da Reiplas).

54 Eletrodutos e Materiais Elétricos Resinas poliésteres Conectores, carretéis de bobinas e outros componentes elétricos Polietileno de alto impacto Eletrodutos flexíveis Estrutura anelar e são encontrados em rolos de 50 e 25 metros (Figura 11)

55 Figura 11 - Eletrodutos flexíveis de Polietileno de alta densidade (cortesia da Fortilit)

56 Eletrodutos e Materiais Elétricos Resinas à base de poliamida (náilon) e acrílicas Transformadores, relés, motores e outros componentes elétricos Poliestirenos Materiais elétricos mais econômicos, tais como tampas de caixas de passagem elétricas, interruptores, tomadas, entre outros (Figura 12)

57 Figura 12 - Poliestireno utilizado na fabricação de espelhos e tomadas elétricas

58 Tubulações e Conexões Hidrosanitárias Cloreto de Polivinila (PVC) Polímero que é mais utilizado Possui inúmeras vantagens sobre as canalizações metálicas Baixo preço, facilidade de manuseio, imunidade à ferrugem e economia de mão-de-obra (Figura 13)

59 Figura 13 - Tubulação hidrosanitária de PVC (cortesia da Duro Tubos )

60 Tubulações e Conexões Hidrosanitárias Poliestireno de alta densidade Alta tenacidade Alguns tipos de conexões de material sanitário e, também assentos de vaso sanitário, maciços, inquebráveis e inalteráveis à ação de ácidos ou corrosivos (Figura 14)

61 Figura 14 - Poliestireno de alta densidade utilizado na fabricação de assentos sanitários

62 Espumas Materiais plásticos muito porosos Espumação Inclusão de um agente de insuflação Mediante aquecimento, se decompõe com a liberação de um gás Bolhas de gás são geradas Com o resfriamento permanecem na forma de poros, dando origem a uma estrutura tal qual uma esponja Borbulhamento de um gás inerte através de um material Estado fundido Polímeros comumente submetidos à espumação O poliuretano, o polietileno, a borracha, o poliestireno e o cloreto de polivinila (PVC) Usadas geralmente como almofadas em automóveis e mobílias, como embalagens e como isolante térmico

63 Espumas As aplicações do poliestireno expandido (isopor) já foram tratadas Espuma rígida de poliuretano Usadas em marcenarias e em peças ornamentais O poliuretano e o poliestireno podem formar espumas flexíveis Usadas como material de base em revestimentos e também em juntas de dilatação Espumas rígidas de PVC de alta densidade Extrudadas em vários perfis, usadas principalmente em substituição à madeira Espuma flexível à base de poliuretano Material de isolamento de tubulações de ar-condicionado (Figura 15)

64 Figura 15 - Espuma rígida de Poliuretano utilizada como proteção e isolamento de tubulações de arcondicionado

65 Aparelho de Apoio Elastomérico Dispositivos que fazem a transição entre a superestrutura e a mesoestrutura ou a infra-estrutura, nas pontes não aporticadas Três principais funções dos aparelhos de apoio Transmitir esforços da superestrutura à mesoestrutura ou infraestrutura Permitir os movimentos longitudinais, devidos à retração própria da superestrutura e aos efeitos da temperatura, expansão e retração Permitir as rotações da superestrutura provocadas pela carga permanentes e pela carga móvel, conforme a NORMA DNIT 091 (DNIT, 2006)

66 Aparelho de Apoio Elastomérico Têm comportamento vertical elástico e acomodam movimentos verticais e rotações comprimindo e deslocando as camadas de neoprene que são utilizadas para esse fim Neoprene Elastômero ou borracha sintética que apresenta qualidades excepcionais de resistência à ação do ozônio, das intempéries, da luz solar e do calor, não alterando suas condições de elasticidade e aderência sob condições diversas (Figura 16)

67 Figura 16 - Placa de Neoprene utilizada como aparelho de apoio de pontes, indicada pelas setas

68 Coberturas Telhas onduladas de poliéster (fiberglass) Chapas de poliéster reforçados por fibras de vidro Juntamente com as telhas de policarbonato e acrílico Transparência duradoura Utilizado como domo plástico para iluminação zenital Propiciar um aproveitamento melhor da luz natural e uma economia de energia elétrica São recomendadas para todas as aplicações onde se requeira iluminação natural com baixo custo tais como coberturas industriais, comerciais, residenciais e esportivas, fechamentos laterais, sheds, bem como ambientes confinados como banheiros e corredores de circulação (Figura 17)

69 Figura 17 - Fiberglass utilizada para iluminação zenital (cortesia da Fiberplastic)

70 Resumo das características dos Polímeros e aplicações potenciais na construção civil Nos quadros a seguir, são apresentados os principais materiais poliméricos classificados em termoplásticos, termofixos e elastômeros e suas principais características e aplicações. Em seguida, são relatados os principais polímeros utilizados na construção civil e suas propriedades

71 Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) Excepcional resistência e tenacidade, boas propriedades elétricas, inflamável e solúvel em alguns solventes orgânicos. Revestimentos de refrigeradores, equipamentos para cortar grama e jardim, brinquedos e componentes rígidos para construção civil. Polimetil metacrilato (Acrílicos) Excepcional transmissão da luz e resistência a intempéries. Propriedades mecânicas regulares. Lentes, equipamentos de desenho, chapas transparentes resistentes ao choque e tintas. Fluorcarbonos (Teflon) Quimicamente inerte em quase todos os ambientes. Ótimas propriedades de resistência mecânica e elétrica, embora caros. Baixo coeficiente de fricção. Vedações anticorrosivas, revestimentos antiadesivos, peças de componentes eletrônicos, conectores, vedações, tubulações.

72 Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Poliamidas (Náilons) Policarbonatos Excelentes propriedades mecânicas e químicas, boa resistência à abrasão e ao desgaste. Baixo coeficiente de atrito e capacidade de produzir fios. Dimensionalmente estáveis, baixa absorção de água, transparentes, boa resistência ao impacto e ductilidade, resistência aos raios ultravioleta Engrenagens, rolamentos, tubulações, cabos e revestimentos para fios, reforço nas telhas plásticas, fios e fibras. Capacetes de segurança, lentes, globos de luz, bases para filmes fotográficos, telhas e coberturas Polietilenos Polipropilenos Propriedades elétricas e clareza ótica excelentes. Boa estabilidade térmica e dimensional. Relativamente barato. Resistente ao impacto. Excelente resistência elétrica e à fadiga. Quimicamente inerte, apresenta baixa resistência à luz ultravioleta. Relativamente baratos. Azulejos de paredes, caixas de baterias, brinquedos, painéis de iluminação, carcaças de instrumentos, conexões de material sanitário e assentos de vaso sanitário. Garrafas esterilizáveis, películas para embalagens, malas de viagem e para guardar ferramentas, conexões, tubulações.

73 Quadro 3 - Principais tipos de Polímeros Termoplásticos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Poliestirenos Propriedades elétricas e clareza ótica excelentes. Boa estabilidade térmica e dimensional. Relativamente barato. Resistente ao impacto. Azulejos de paredes, caixas de baterias, brinquedos, painéis de iluminação, carcaças de instrumentos, conexões de material sanitário e assentos de vaso sanitário. Vinis (PVC e PVA) Custo reduzido. Normalmente rígidos. Tornam-se flexíveis pela adição de plastificantes. Excelente resistência a produtos químicos Pinturas, pisos, tubulações, isolamento elétrico de fios, mangueiras, espaçadores, tintas e telhas plásticas, materiais de reparo. Poliésteres (PET) Uma das películas plásticas mais resistentes. Excelentes resistências à fadiga, à ruptura, à umidade, às graxas, aos óleos e aos solventes. Vestimentas, recipientes de bebidas, cordões de pneus de automóveis, domos, telhas plásticas.

74 Principais Polímeros Termoplásticos utilizados na construção civil O Cloreto de Polivinila (PVC) É mais usado na fabricação de tubulações de água, esgoto e eletricidade. No setor das coberturas, as telhas de PVC substituem as telhas de vidro, aumentando a iluminação natural em grandes áreas do telhado. Na eletrotécnica, o PVC substitui a borracha isolante na maioria das aplicações e atua como isolamento devido à sua pequena absorção de água. E muito utilizado como piso vinílico O Poliestireno - polímero do monômero estireno É um material de grande emprego. Muito utilizado em aparelhos de iluminação mais econômicos. Quando poliestireno é de alta densidade são feitas conexões de material sanitário e assentos de banheiro; quando o poliestireno é do tipo expandido (isopor), é usado como isolamento térmico

75 Principais Polímeros Termoplásticos utilizados na construção civil O Polietileno - Polímero do etileno É muito utilizado pelo seu baixo custo e pela facilidade de ser trabalhado. É utilizado para proteção de paredes e lajes contra chuva, eletrodutos, cobertura de materiais e equipamentos e proteção contra poeira O Náilon - Polímero das amida É um dos plásticos mais nobres e de melhor qualidade. É usado como reforço nas telhas plásticas, em buchas de fixação e na fabricação de dobradiças. É usado na eletrotécnica por sua grande resistência à dissolução Os Acrílicos São plásticos nobres, de qualidade óticas e aparência semelhantes ao vidro. São usados em decoração como paredes divisórias, tapa-vistas e em substituição ao vidro em portas para box

76 Quadro 4 - Principais tipos de Polímeros Termofixos e suas características e aplicações (Callister Jr., 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicações Époxis Excelente combinação de propriedades mecânicas e resistência à corrosão e elétrica, estáveis dimensionalmente, boa adesão e relativamente baratos, Moldes elétricos, ralos, adesivos, revestimentos protetores, laminados de fibra de vidro, tintas, materiais de reparo, recuperação e reforço de estruturas de concreto. Fenólicos Excelente estabilidade térmica. Podem ser combinados com outras resinas. São baratos. Carcaça de motores, telefones, acessórios elétricos e tintas Poliésteres Excelentes propriedades elétricas e baixo custo. Geralmente são reforçados com fibras Capacetes, barcos em fibra de vidro, cadeiras, ventiladores, domos e telhas transparentes para iluminação zenital

77 Principais Polímeros Termofixos utilizados na construção civil. As resinas fenólicas e alquídicas Usadas na indústria de tintas e vernizes. A resina fenólica é bastante empregada nos laminados plásticos e no revestimento de chapas. Os epóxis Estão sendo aplicados na construção civil, principalmente, como revestimentos, por sua dureza e resistência à abrasão e como adesivos de alta resistência para concreto. As resinas epóxi são empregadas para as seguintes finalidades: adesivos, selante, revestimento e pavimentação

78 Quadro 5 - Principais Elastômeros e suas características e aplicações (Callister Jr. 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicação Poli-isopreno natural (Borracha natural) - NR Excelentes propriedades físicas. Boa resistência ao corte, ao entalho e à abrasão. Baixa resistência ao calor, ao ozônio e ao óleo. Boas propriedades elétricas Pneus e tubos, biqueira e sola, juntas e gaxetas Copolímero estireno-butadieno - SBR Boas propriedades físicas, excelente resistência à abrasão, não possui resistência ao óleo, ozônio ou à intempéries. Propriedades elétricas boas. As mesmas que as da borracha natural. Materiais de reparo para estruturas de concreto. Copolímero acrilonitrilabutadieno - NBR Excelente resistência a óleos vegetais, animais e de petróleo. Propriedades ruins a baixas temperaturas. As propriedades elétricas não são excepcionais. Mangueiras para gasolina, para produtos químicos e para óleo. Vedações. Biqueiras e solas.

79 Quadro 5 - Principais Elastômeros e suas características e aplicações (Callister Jr. 2002; Albuquerque, 2001) Tipo de Polímero Características Aplicação PoliCloropreno - CR (Neoprene) Excelente resistência ao ozônio, ao calor e às intempéries. Boa resistência ao óleo. Excelente resistência à chama. Não é bom para aplicações elétricas. Fios e cabos, revestimentos de tanques para produtos químicos. Correias, Mangueiras, Vedações, Aparelho de apoio. Polissiloxano - VMQ (Silicone) Excelente resistência às temperaturas altas e baixas. Excelentes propriedades elétricas. Isolamento térmico para temperaturas altas e baixas. Vedações. Diafragmas, tintas e vernizes.

80 Principais Elastômeros utilizados na construção civil O Neoprene - polímeros do cloropreno São elastômeros ou borrachas sintéticas usadas em impermeabilizações. O Neoprene possui diversas outras aplicações, como, por exemplo, gaxetas, para vedação de paredes de vidro e esquadrias. Também é usado em juntas de expansão e como base antivibratória em pontes Os Silicones - polímeros do siloxano Os silicones possuem um campo de aplicação limitado na construção civil, sendo especificamente indicados para a proteção de superfícies sujeitas às intempéries. Recentemente surgiu uma nova utilização dos silicones como mástiques para a vedação de juntas

81 Referências Bibliográficas ALBUQUERQUE, J. A. C. Planeta Plástico. 1 ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 1797: Mantas de etilenopropileno-dieno-monômero (EPDM) para impermeabilização. Rio de Janeiro. ABNT NBR 9229: Mantas de Butil para Impermeabilização. Rio de Janeiro NBR 9396: Elastômeros em Solução para Impermeabilização Rio de Janeiro NBR 9575: Impermeabilização - Seleção e Projeto. Rio de Janeiro NBR 9690: Mantas de polímeros para impermeabilização (PVC). Rio de Janeiro NBR 11905: Sistema de Impermeabilização Composto por Cimento Impermeabilizante e Polímeros. Rio de Janeiro. 1992

82 Referências Bibliográficas NBR 11997: Mantas de etileno-propileno-diemo-monômero (EPDM) para impermeabilização. Rio de Janeiro NBR13321: Membrana Acrílica com Armadura para Impermeabilização. Rio de Janeiro NBR 15352: Mantas termoplásticas de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) e de Polietileno Linear (PEBDL) para Impermeabilização. Rio de Janeiro BAUER, L.A. Materiais de Construção. v ed. Rio de Janeiro: LTC CALLISTER Jr., W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução. 5 ed. Tradução de Soares, S. M. S. Rio de Janeiro: LTC DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Norma DNIT 091: Tratamento de Aparelhos de Apoio: Concreto, Neoprene e Metálicos - Especificação de Serviço. Norma DNIT 091. Rio de Janeiro

83 Referências Bibliográficas FIGUEIREDO, E.J. P. Terapia das Construções de Concreto - Metodologia de Avaliação de Sistemas Epóxi destinados à Injeção de Fissuras Passivas das Estruturas de Concreto. Porto Alegre: UFRGS Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, Avaliação de Desempenho de Revestimentos para Proteção da Armadura contra Corrosão através de Técnicas Eletroquímicas - Contribuição ao Estudo de Reparo de Estruturas de Concreto Armado. São Paulo: USP, Tese (Doutorado em Engenharia). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, FIGUEIREDO, E. J. P, et al. Adesivos. Trabalho da Disciplina de Ciência dos Materiais do curso de Doutorado em Materiais e Componentes de Construção. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, mimeo. GUEDES, M. F. Caderno de encargos. 4 ed. São Paulo: PINI MOFFAT, W.G., PEARSALL. G.W., WULFF, J. Ciência dos Materiais - Estrutura. v 1. 1ª edição. Rio de Janeiro: LTC

84 Referências Bibliográficas NEPOMUCENO, A. A. Comportamiento de los Morteros de Reparación Frente a la Carbonatación y la Penetración de Clorutos en Estructuras de Hormigón Armado Dañado por Corrosión de Armaduras. Madri: UPM Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Universidade Politécnica de Madri. Madri, PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia - microestrutura e propriedades. 1 ed. Rio de Janeiro. Hemus PANEK, J. Building Seals and Sealants. ASTM STP 606. Philadelphia. USA PAZINI, E. F., BORGES, P.C., HELENE, P. Sistemas de Reparación para Estruturas Dañadas por Corrosão. In: IMCYC. Corrosión en Estructuras de Concreto Armado. 1º edição. DF. México: IMCYC p PEREIRA, C. H. A. F.; FIGUEIREDO, E. P. Avaliação da Influência da Adição de Fibras Poliméricas quanto à Penetração de íons Cloretos. A Construção em Goiás. n ISSN Goiânia: Qualicor. Maio p.9-12.

85 Referências Bibliográficas SILVA. J. Z. R. Argamassa de Reparo. Boletim Técnico. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, VERÇOZA, E. J. Materiais de Construção. v 2. 4 ed. Porto Alegre: Sagra YAZIGI, W. A Técnica de Edificar. 2 ed. São Paulo: PINI

86 Sugestões para Estudo Complementar NAVARRO, R. F. Materiais e Ambiente. 1ª ed. João Pessoa: Universitária VLACK. L. H. V. Princípios de Ciência dos Materiais. São Paulo: Edgard Blucher MANO. E.B. Introdução a Polímero. São Paulo: Edgard Blucher RIPPER, E. Manual Prático de Materiais de Construção. São Paulo: PINI SIKA. Manual Técnico. São Paulo. Brasil TEIXEIRA. L. M. Contribuição para o Estudo da Durabilidade de Concretos de Cimento e Polímero. Goiânia: UFG Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade Federal de Goiás. Goiânia VEDACIT, Manual Técnico - Aditivos para Concreto e Argamassas. 4 ed. São Paulo Manual Técnico. 43 ed. São Paulo VIAPOL. Manual Técnico. São Paulo