FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

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1 FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PROCESSO DE FABRICAÇÃO E CARCTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS DE VEDAÇÃO DA CERÂMICA VASCONCELOS SITUADA NA REGIÃO DE SANTA CRUZ DO CAPIBARIBE - PE Bruna Aparecida Pontes Caruaru

2 FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PROCESSO DE FABRICAÇÃO E CARCTERIZAÇÃO DOS BLOCOS CERÂMICOS DE VEDAÇÃO DA CERÂMICA VASCONCELOS SITUADA NA REGIÃO DE SANTA CRUZ DO CAPIBARIBE - PE Trabalho de Conclusão de Curso apresentada a Faculdade do Vale do Ipojuca Favip, como requisito para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Bruna Aparecida Pontes Orientador: Prof. Dr. João Manuel de Freitas Mota Caruaru 2011

3 P814p Pontes, Bruna Aparecida. Processo de fabricação e caracterização dos blocos cerâmicos de vedação da Cerâmica Vasconcelos situada na região de Santa Cruz do Capibaripe - PE / Bruna Aparecida Pontes. -- Caruaru : FAVIP, f. : il. Orientador(a) : João Manoel de Freitas Mota. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia) -- Faculdade do Vale do Ipojuca. 1. Blocos de vedação. 2. Cerâmica vermelha. 3. Santa Cruz do Capibaribe. I. Título. CDU 624[12.1] Ficha catalográfica elaborada pelo bibliotecário: Jadinilson Afonso CRB-4/1367

4 AGRADECIMETOS À Deus, por me ajudar nessa caminhada, me dando forças sempre para seguir em frente. À minha Mãe que sempre me ajudou, para que conseguisse concluir os meus estudos. A meu esposo e minha filha Ana por estarem ao meu lado. Ao meu Professor orientador João Manoel de Freitas Mota, pelas suas orientações e caminhos de pesquisa para que conseguisse realizar esse trabalho. Aos laboratoristas Kelvin e Verinaldo, por me ajudarem na realização dos ensaios. Aos meus professores e colegas de classe. À Faculdade do Vale do Ipojuca, por oferecer o curso de graduação. À Cerâmica Vasconcelos, pelo fornecimento de blocos cerâmicos para realização dos ensaios necessários.

5 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... 6 LISTA DE TABELAS... 6 RESUMO INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS LIMITAÇÃO DO TRABALHO EMBASAMENTO TEÓRICO HISTÓRICO DA CERÂMICA VERMELHA DEFINIÇÕES CERÂMICA VERMELHA BLOCO CEÂMICO DE VEDAÇÃO ALVENARIA DE VEDAÇÃO REQUISITOS DE DESEMPENHOS DOS BLOCOS CERÂMICOS REQUISITOS GERAIS CARACTERÍSTICAS VISUAIS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS CARACTERÍSTICA MECÂNICA ESTUDO DE CASO DA PRODUÇÃO DA CERÂMICA VASCONCELOS CARACTERÍSTICAS DA EMPRESA PROCESSO DE FABRICAÇÃO... 19

6 3.2.1 MATÉRIAS PRIMAS ESTOCAGEM DA ARGILA PREPARAÇÃO DA MASSA CONFORMAÇÃO DAS PEÇAS SECAGEM QUEIMA INSPEÇÃO E ESTOCAGEM EXPEDIÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DETERMINAÇÃO DAS DIMENSÕES DESVIO EM RELAÇÃO AO ESQUADRO (D) DETERMINAÇÃO DA PLANEZA DAS FACES (F) DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE ABSORÇÃO DA ÁGUA DETERMINAÇÃO DA TAXA INICIAL DE ABSORÇÃO DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍTICAS MECÂNICAS RESULTADOS CARACTERÍTICAS GEOMÉTRICAS CARACTERISTICAS FISÍCAS CARACTERISTICAS MECÂNICA CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 46

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Blocos cerâmicos de vedação Figura 2 - Locais para medição da largura (L) do bloco Figura 3 Locais para medição da altura (H) do bloco Figura 4 Locais para medição do comprimento (C) do bloco Figura 5 - Fluxograma do processo de fabricação do blocos cerâmicos Figura 6 Chegada da argila vermelha a fabrica Figura 7 - Argila de Várzea estocada no pátio da empresa Figura 8 Argila vermelha estocada no pátio da empresa Figura 9 - Carregadeira alimentando o caixão alimentador Figura 10 - Argila ao sair do desintegrador Figura 11 Laminação da argila Figura 12 Chegada da argila em laminas na maromba Figura 13 Maromba de extrusão Figura 14 Extrusão dos blocos cerâmicos Figura 15 Secagem dos blocos Figura 16 Blocos sendo queimados Figura 17 Forno contínuo tipo Hoffman Figura 18 - Produto finalizado Figura 19 Medidas mínimas dos septos internos e externos Figura 20 Desvio em relação ao esquadro Figura 21 Planeza das faces Figura 22 Blocos na estufa Figura 23 Bloco sendo pesado Figura 24- Submersão dos blocos em 3 mm de profundidade Figura 25 - Blocos capeados Figura 26 - Blocos submersos Figura 27 - Blocos na prensa na posição galga Figura 28 - Bloco na prensa na posição a espelho Figura 29 - Bloco na prensa na posição com os furos na vertical Figura 30 Gráfico dos resultados comparativos... 44

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos de vedação Tabela 2 Resistência à compressão (fb) Tabela 3- Recomendações das faixas ideais da taxa inicial de sucção para ocorrência de aderência máxima entre argamassa e substrato Tabela 4 - Resultados das características geométricas Tabela 5 Resultados das características geométricas Tabela 6 - Índice de absorção de água Tabela 7 - Initial Rate of Absorption IRA Tabela 8 Resultados dos blocos rompidos na posição galga saturados Tabela 9 - Resultados dos blocos rompidos na posição galga secos Tabela 10 - Resultados dos blocos rompidos na posição espelho saturados Tabela 11 - Resultados dos blocos rompidos na posição com furos na vertical saturados

9 RESUMO Este trabalho objetiva apresentar a produção de blocos cerâmicos de vedação com a caracterização de algumas propriedades. Para isso foi realizado pesquisa bibliográfica e ensaio do material bloco cerâmico fornecido pela Cerâmica Vasconcelos situada na região de Santa Cruz do Capibaribe PE. Os ensaios realizados foram: Dimensões, Absorção total, Resistência a compressão ( a galga, a espelho e ao furo) e Initial Rate of Absorption IRA. Verificou-se que os blocos das amostras estudadas atendem as normas pertinentes. Palavra-chave: blocos de vedação,cerâmica vermelha.

10 1 INTRODUÇÃO A alvenaria de vedação com blocos cerâmicos, é o método mais utilizado na região em estudo, mesmo sendo um processo construtivo antigo, há falta de controle e informações sobre o tema abordado. 1.1 JUSTIFICATIVA O trabalho surgiu devido à falta de controle nas características dos blocos cerâmicos de vedação, e foi motivado pelos estudos desenvolvidos na disciplina de Materiais de construção, onde foi abordado o tema alvenaria de vedação com blocos cerâmicos. Dos estudos realizados durante a disciplina, constatou-se que há falta de informações sobre a alvenaria de vedação com blocos cerâmicos entre os profissionais da região, e que a alvenaria de vedação com blocos cerâmicos é a técnica mais utilizada na região de Santa Cruz do Capibaribe que tem como sua principal fornecedora dos blocos a cerâmica Vasconcelos, que produz 50 mil blocos por dia. Portanto, devido à falta de informações, percebe-se a necessidade da realização de estudos e pesquisas, sobre o tema abordado. 1.2 OBJETIVOS OBJETIVO GERAL O objetivo geral deste trabalho é apresentar o processo de produção e algumas características dos blocos cerâmicos produzidos na cerâmica Vasconcelos, e compartilhar as informações obtidas com os profissionais da área da construção civil. Ressalta-se a importância do tema devido os blocos cerâmicos serem o método mais utilizado para vedação na região. 9

11 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Para alcançar o objetivo geral proposto, enumeram-se os seguintes objetivos específicos deste trabalho: Realizar breve revisão bibliográfica sobre cerâmica vermelha e o processo de fabricação dos blocos de vedação; Realizar ensaios de laboratório para a caracterização dos blocos cerâmicos, para o uso em alvenaria de vedação; Determinar a qualidade e conformidade dos blocos estudados em relação às especificações das normas brasileiras e literatura para os blocos; 1.3 LIMITAÇÃO DO TRABALHO Este trabalho é limitado ao estudo da alvenaria de vedação cerâmica, os ensaios laboratoriais limita-se ao estudo do bloco com dimensões de 9x19x19 cm com 8 furos. 10

12 2 EMBASAMENTO TEÓRICO 2.1 HISTÓRICO DA CERÂMICA VERMELHA Quando o homem saiu das cavernas necessitava de uma outra forma de abrigo e também de vasilhas para armazenar a água, os alimentos colhidos e as sementes para a próxima safra. O abrigo e as vasilhas tinham que ser resistentes ao uso, impermeáveis a umidade e de fácil fabricação. Essas facilidades foram encontradas na argila, endurecida pelo fogo (ANFACER, 2011). No Brasil a cerâmica foi trazida pelos portugueses. Porém antes da introdução da cerâmica pelos portugueses no Brasil, já existia a atividade de fabricação de cerâmicas, representada por potes, baixelas e outros artefatos cerâmicos encontrados na região amazônica (ANFACER, 2011). Sobre o início da produção de cerâmica vermelha, as informações referem-se à utilização no período Colonial, introduzidas pelos jesuítas, que necessitavam de tijolos para construção de colégios e conventos. Com técnicas de produção rudimentares (SEBRAE, 2008). Com a chegada de Tomé de Sousa ao país, havia a necessidade de do desenvolvimento da produção de materiais de construção para o desenvolvimento de cidades mais planejadas e elaboradas, ocorrendo a partir de As olarias foi o marco inicial da indústria em São Paulo. Com maior concentração nas últimas décadas do século XIX, a produção nas olarias se dava por meio de processos manuais, e em pequenos estabelecimentos, e tinham como produto final tijolos, telhas, tubos, manilhas, vasos, potes e moringas, os quais eram comercializados localmente (SEBRAE, 2008). A primeira grande fábrica de produtos cerâmicos do Brasil foi fundada em São Paulo, em 1893, por quatro irmãos franceses, naturais de Marselha, com o nome de Estabelecimentos Sacoman Frères, posteriormente alterado para Cerâmica Sacoman S.A., a qual encerrousuas atividades em O nome das telhas conhecidas por francesas ou marselhesas é devido à origem destes empresários (ABC, 1979). 11

13 No início do século XX houve um processo de especialização nas empresas cerâmicas, o que gerou uma separação entre olarias (produtoras de tijolos e telhas) e cerâmicas (produtoras de itens mais sofisticados, como manilhas, tubos, azulejos, louças, potes, talhas etc.) (SEBRAE, 2008). 2.2 DEFINIÇÕES CERÂMICA VERMELHA Os produtos da cerâmica vermelha são caracterizados por apresentarem a cor vermelha após a queima. Os principais produtos fabricados por setor, destinados a construção civil, são tijolos maciços, blocos de vedação e estrutural, telhas, ladrilhos de piso, manilhas e elementos vazados. A cor vermelha que caracteriza esses produtos é resultante da oxidação de compostos de ferro presente ou liberado pela argila, matéria-prima utilizada na sua fabricação durante a queima (JORDÃO ; ZANDONADI, 2002) BLOCO CEÂMICO DE VEDAÇÃO Componente vazado, com furos prismáticos perpendiculares às faces que os contêm, que integra alvenarias de vedação intercaladas nos vãos de estruturas de concreto armado, aço ou outros materiais. Normalmente são empregados com os furos dispostos horizontalmente, devendo resistir somente ao peso próprio e a pequenas cargas de ocupação. (THOMAZ et al.,2009) ALVENARIA DE VEDAÇÃO São paredes constituídas pelo assentamento de tijolos maciços ou blocos vazados com argamassa. Tem a função de compartimentar espaços, preenchendo os vãos de estruturas de concreto armado, aço ou outras. A alvenaria de vedação é destinada a suportar o peso próprio, e as cargas de utilização, como armários, prateleiras, rede de dormir e outros. (THOMAZ et al.,2009). 12

14 As alvenarias de vedação devem apresentar adequada resistência às cargas laterais estáticas e dinâmicas, advindas, por exemplo, da atuação do vento, impactos acidentais dentre outras. Também a alvenaria tem um bom desempenho termo-acústico e resistência à ação do fogo. (THOMAZ et al.,2009). 2.3 REQUISITOS DE DESEMPENHOS DOS BLOCOS CERÂMICOS Os blocos cerâmicos para vedação constituem as alvenarias externas ou internas que não têm a função de resistir a outras cargas verticais, além do peso da alvenaria da qual faz parte (NBR-15270/2005). Figura 1 representação dos blocos cerâmicos de vedação. Figura 1 - Blocos cerâmicos de vedação.(fonte: THOMAZ et al.,2009) REQUISITOS GERAIS O bloco cerâmico de vedação deve trazer obrigatoriamente gravada em uma das faces externas a identificação do fabricante e do bloco, devendo constar a identificação da empresa e dimensões na sequência largura (L) x altura (H) x comprimento (C) (NBR-15270/2005). 13

15 2.3.2 CARACTERÍSTICAS VISUAIS Os blocos devem ter forma de prisma reto e não apresentar defeitos, tais como quebra, superfícies irregulares ou deformações que impeçam o seu emprego na função especificada. (NBR-15270/2005) CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS Especificações técnicas referente às características geométricas do bloco cerâmico de vedação são as seguintes: Medidas das faces dimensões efetivas, de acordo com a NBR 15270, é aceito uma tolerância de ± 5 mm nas dimensões individuais e ± 3 mm relacionadas à média das dimensões efetivas. Espessuras dos septos e paredes externas dos blocos, onde devem ser no mínimo 6 mm para os septos e 7 mm para as paredes externas. As medições dos septos devem ser obtidas na região central destes, utilizando mínimo quatro medições, buscando os septos de menor espessura. Desvio em relação ao esquadro (D) deve ser no máximo 3 mm. Planeza das faces (F), a flecha deve ser no máximo 3 mm. Área bruta (Ab) é área da seção de assentamento delimitada pelas arestas do bloco, sem desconto das áreas dos furos, quando houver. As figuras 2, 3 e 4 mostram os locais onde os blocos devem ser medidos para determinar suas dimensões efetivas: 14

16 igura 2 - Locais para medição da largura (L) do bloco. F Figura 3 Locais para medição da altura (H) do bloco. Figura 4 Locais para medição do comprimento (C) do bloco. 15

17 vedação. A Tabela 1 apresenta os valores das dimensões de fabricação dos blocos de Tabela 1 Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos de vedação (fonte: NBR 15270/2005) Dimensões de fabricação cm Dimensões Comprimento L x H x C Módulo dimensional Largura (L) Altura (H) Bloco principal 1/2 Bloco (1) M X (1) M (2)M (1) M X (1) M (5/2)M 24 11,5 (1) M X (3/2) M (2)M 19 9 (1) M X (3/2) M (5/2)M ,5 (1) M X (3/2) M (3)M (1) M X (2) M (2)M 19 9 (1) M X (2) M (5/2)M 24 11,5 19 (1) M X (2) M (3)M (1) M X (2) M (4)M (5/4)M X (5/4)M (5/2)M 11, ,5 (5/4) M X (3/2) M (5/2)M ,5 (5/4) M X (2) M (2)M 11, (5/4) M X (2) M (5/2)M ,5 (5/4) M X (2) M (3)M (5/4) M X (2) M (4)M (3/2) M X (2) M (2)M 19 9 (3/2) M X (2) M (5/2)M 24 11,5 14 (3/2) M X (2) M (3)M (3/2) M X (2) M (4)M (2) M X (2) M (2)M 19 9 (2) M X (2) M (5/2)M 24 11,5 (2) M X (2) M (3)M (2) M X (2) M (4)M (5/2) M X (5/2) M (5/2)M 24 11,5 (5/2) M X (5/2) M (3)M (5/2) M X (5/2) M (4)M

18 2.3.4 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Índice de absorção de água (AA), o índice de absorção de água não deve ser inferior a 8%, pois o bloco não terá capacidade de sucção, sendo assim, ele não irá conseguir desenvolver a ancoragem física com a argamassa, pois, ela não conseguirá penetra no bloco. Com (AA) maior que 22%, o bloco estará muito poroso necessitando de água, onde irá buscar suprir sua necessidade retirando à água da argamassa, onde faltará água na argamassa para que desenvolva suas propriedades para seu correto desempenho. O índice de absorção de água (AA) de cada corpo-de-prova é determinado pela expressão (fonte: NBR 15270/2005): Onde mu e ms representam massa úmida e massa seca de cada corpo de prova, respectivamente, expressas em gramas CARACTERÍSTICA MECÂNICA A característica mecânica dos blocos cerâmicos de vedação é a resistência a compressão individual (fb), calculada na área bruta onde deve atender aos valores mínimos indicados na Tabela 2. Tabela 2 Resistência à compressão (fb). (Fonte NBR/15270/2005) fb Posição dos furos MPA Blocos usados com furos na horizontal 1,5 Blocos usados com furos na vertical 3,O 17

19 3 ESTUDO DE CASO DA PRODUÇÃO DA CERÂMICA VASCONCELOS Foi acompanhado o processo de produção dos blocos cerâmicos, onde para Zandonadi (1991), o processo produtivo consiste numa série de operações onde as matérias-primas passam por uma seqüência de processamento, adquirindo em cada etapa novas propriedades ou alterando suas características físicas e químicas até a obtenção do produto final. 3.1 CARACTERÍSTICAS DA EMPRESA DADOS GERAIS DA EMPRESA: Nome da empresa F J VASCONCELOS PRODUTOS CERÂMICOS LTDA ME Nome fantasia: Cerâmica Vasconcelos Endereço completo: Sitio Barrinhas s/n, São Domingos, Brejo da Madre de Deus-PE Telefone: (81) ou (81) Área de atuação: Produção de produtos cerâmicos não refratários Números de empregados da empresa: cinqüenta funcionários PRODUTOS DA EMPRESA A Cerâmica Vasconcelos produz blocos cerâmicos de vedação com 8 furos com dimensões 9 x 19x 19 e blocos com 6 furos com dimensões 9x15x19. 18

20 3.2 PROCESSO DE FABRICAÇÃO O processo de fabricação consiste basicamente no fluxograma representado pela figura 5 abaixo: Matérias primas Argila A e B Alimentação e dosagem Preparação da massa Conformação das peças Secagem Queima Inspeção Estocagem Expedição Figura 5 - Fluxograma do processo de fabricação do blocos cerâmicos MATÉRIAS PRIMAS Para fabricação dos blocos são utilizados dois tipos de argilas, que são a argila de encosta (vermelha), argila de várzea (preta) que tem as seguintes características: 19

21 Argila vermelha: extraída a céu aberto através de escavadeira na cidade de Barra de Guabirara PE. O transporte da argila da jazida à fábrica, em geral, é feito em caminhões Basculantes. A Figura 6 abaixo representa a chegada da argila vermelha na fabrica. Figura 6 Chegada da argila vermelha a fabrica. Argila preta: extraída da várzea do rio Capibaribe localizado no município de Brejo da Madre de Deus PE. O transporte da argila da jazida à fábrica, em geral, é feito em caminhões Basculantes ESTOCAGEM DA ARGILA A estocagem da argila é feita a céu aberto no pátio da empresa entre seis meses e um ano, pois a exposição destes materiais a intempéries provoca a lavagem de sais solúveis, e o alívio de tensões nos blocos de argilas, melhorando sua plasticidade e homogeneizando a umidade. As argilas são estocadas separadamente e depois é feito o deposito por camadas fazendo uma mistura com as quantidades necessárias para obtenção da massa. Nesse caso é utilizada uma concentração de 30% da argila vermelha e 70% da argila preta. Essa fase deve ser seguida com muita cautela, pois um erro não percebido nessa fase compromete todo processo de fabricação. A Figura 7 representa a estocagem da argila de várzea no pátio da empresa, e a Figura 8 a estocagem da argila vermelha. 20

22 Figura 7 - Argila de Várzea estocada no pátio da empresa. Figura 8 Argila vermelha estocada no pátio da empresa PREPARAÇÃO DA MASSA Após a estocagem, a argila é transportada através de uma carregadeira para o caixão alimentador, onde é feita a dosagem da quantidade de material necessária para dar entrada na linha de produção. A Figura 9 apresenta a carregadeira colocando a massa pronta para produção no caixão alimentador dando inicio ao processo de produção. 21

23 Figura 9 - Carregadeira alimentando o caixão alimentador. A mistura dosada é conduzida ao desintegrador, onde os grandes blocos de argila são desintegrados e as pedras, quando existirem, são separadas por centrifugação. Nessa etapa, a massa não pode estar muito úmida, pois se estiver muito úmida o desintegrador irá amassar a massa e não desintegrar. A Figura 10 mostra o conjunto: caixão alimentador, desintegrador e argila saindo do deseintegrador. Figura 10 - Argila ao sair do desintegrador. O material desintegrado é transportado para o misturador, onde se inicia a homogeneização, sendo adicionada água quando necessário. Ao sair do misturador a massa é transferida através de esteira rolante com velocidades ajustada ao 22

24 equipamento, para o laminador, que tem a função de ajustar a granulometria através de rolos compressores e completar a homogeneização cortando a massa em lâminas com 2 mm de espessura. A Figura 11 apresenta a laminação da argila. de extrusão. Figura 11 Laminação da argila. Após a massa passar pelos dois laminadores é transferida para a maromba CONFORMAÇÃO DAS PEÇAS Na maromba ocorre a conformação por extrusão, onde a massa em lâminas é extrusada na forma de uma coluna, de seção variável de acordo com a boquilha acoplada à máquina. A coluna é então secionada através de uma cortadeira automática realizando 10 cortes por minuto onde são produzidos 160 blocos por minuto nas dimensões e modelo desejadas. A Figura 12 mostra a argila laminada chegando a maromba de extrusão e a Figura 13 a maromba de extrusão. 23

25 Figura 12 Chegada da argila em laminas na maromba. Figura 13 Maromba de extrusão. A maromba utilizada na empresa é do modelo AV40 MAN, que são dotadas de câmara de vácuo, onde o ar é retirado da massa diminuindo a porosidade e melhorando a resistência mecânica, melhorando sua plasticidade com menor consumo de água, facilitando a secagem. A maromba é constituída de uma carcaça metálica, cilíndrica, percorrida internamente por um eixo giratório. A movimentação é 24

26 fornecida por meio do acionamento do motor elétrico em conjunto com um sistema de engrenagens e polias. A qualidade da extrusão influencia diretamente as propriedades finais do produto verde ou queima. (IOSHIMOTO; THOMAZ, 1990). Os tijolos moldados mecanicamente apresentam maior resistência mecânica e menor porosidade que os moldados manualmente. (SILVA et al., 2001). A Figura 14 apresenta os blocos cerâmicos sendo extrusados da maromba. Figura 14 Extrusão dos blocos cerâmicos SECAGEM Na secagem deve ser retirada toda a água adicionada à peça durante a moldagem. Então bloco seco adquire consistência suficiente que permite o transporte e o empilhamento no forno ele deve está em condições de resistir às transformações físicas e químicas que ocorrem na queima. Na empresa em estudo a secagem é feita de forma natural, onde as peças são dispostas nos galpões cobertos e secas pelo ar ambiente. Permanecendo nos galpões em média 5 dias. A Figura 15 mostra a secagem dos blocos no galpão da fábrica. 25

27 Figura 15 Secagem dos blocos QUEIMA A queima é a fase mais importante do processo cerâmico, pois através dela os blocos adquirem as propriedades adequadas a seu uso, como dureza, resistência mecânica, resistência às intempéries e agentes químicos (SILVA;COSTA, 2007). A temperatura ideal de queima está entre 900 C e 1000 C. É importante um rígido controle de aquecimento até atingir a temperatura máxima desejada, para evitar o aparecimento de defeitos ou inutilizações do produto. Normalmente, o tempo necessário é de 10 a 30 horas para o aquecimento (730 C a 870 C), 6 a 8 horas de temperatura máxima (900 C a 1100 C) e 6 a 25 horas para o resfriamento. (ROMAN, 1983). Figura 16 mostra os blocos queimando dentro do forno, vista superior. Figura 16 Blocos sendo queimados O forno utilizado na fábrica é forno continuo tipo Hoffman. Onde as peças são colocadas em um dos vagões do forno e vão sendo pré-aquecidas lentamente pela 26

28 temperatura dos vagões anteriores onde estão sendo queimadas as peças colocadas anteriormente até chegarem a uma temperatura de 850 C, então estarão prontas para serem queimadas até alcançar a temperatura de 950. Enquanto as peças estão sendo queimadas, sua alta temperatura vai pré aquecendo os blocos que foram colocados nos vagões posteriores, formando um ciclo no forno. Quando alcançada a temperatura desejada, as peças começam a serem resfriados, e o forno passa a queimar os vagões posteriores. A Figura 17 apresenta o forno tipo Hoffman com a vista lateral e interior do forno. Figura 17 Forno contínuo tipo Hoffman INSPEÇÃO E ESTOCAGEM Ao serem retirados do forno os blocos são analisados quanto a sua qualidade se há presença de fissuras, peças deformadas ou mal queimadas, as quais deverão ser descartadas. As retiradas das peças do forno são feitas através de carrinho de mão e estocadas no pátio da empresa em local limpo e livre da umidade, com superfície plana e altura máxima de 1,80m. Os blocos devem ser empilhados com os furos na horizontal. Como mostra a Figura 18, blocos após a queima e resfriamento, pronto para serem retirados do forno. 27

29 Figura 18 - Produto finalizado EXPEDIÇÃO Os blocos são levados até os caminhões em carrinhos de mão, onde devem ser empilhados com os furos na posição horizontal, mantendo os blocos juntos e organizados. Após atingir a quantidade para transporte por tipo de veículo acrescenta-se as grades aos caminhões e amarra-se com cordas a carga para evitar que o movimento do transporte prejudique as propriedades dos blocos. 28

30 4 MATERIAIS E MÉTODOS Este trabalho trata-se de um estudo de caso do processo de fabricação e caracterização dos blocos cerâmicos da cerâmica Vasconcelos. O planejamento para a execução dos ensaios tem como base, obter as características dos blocos de vedação. O trabalho se inicia com a visita a olaria, para acompanhamento de seu processo de produção dos blocos, desde a chegada da matéria até a expedição do produto acabado. Foi feita a coleta dos blocos para a realização dos ensaios nos laboratórios do SENAI (Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial) e FAVIP (Faculdade do Vale do Ipojuca). Os blocos coletados são cerâmicos de vedação e paredes vazadas, onde serão realizados os seguintes ensaios: Resistência a compressão com blocos saturados e secos, ruptura nos três planos. Absorção de água; Dimensões efetivas; Características visuais e geométricas; Initial Rate of Absorption IRA. 4.1 MATERIAIS Blocos cerâmicos; Cimento; Água da concessionária (Companhia Pernambucana de Saneamento COMPESA). 29

31 4.2 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS Para determinação das características geométricas foram utilizados 13 blocos como amostra, onde foram verificadas suas dimensões (largura, altura e comprimento) e dimensões das paredes externas e septos, também foi determinado o desvio em relação ao esquadro e a planeza das faces DETERMINAÇÃO DAS DIMENSÕES As dimensões dos blocos, largura, altura e comprimento foram verificadas nos locais indicados pela norma 15270/2005, conforme as Figuras 2, 3 e 4. A tolerância dimensional individual relacionada à dimensão efetiva é de ± 5 mm e a tolerância dimensional relacionada à média das dimensões efetivas é de ± 3 mm. Depois de efetuar essas medições foram medidos os septos internos e externos, utilizando quatro medições buscando os septos de menor espessura, conforme a Figura 19. A norma 15270/2005, prevê que os septos internos tenham no mínimo 6 mm e os externos 7 mm. Figura 19 Medidas mínimas dos septos internos e externos (fonte:nbr 15270/2005). 30

32 4.2.2 DESVIO EM RELAÇÃO AO ESQUADRO (D) O próximo passo foi verificar o esquadro, onde os corpos de prova foram colocados em uma superfície plana e indeformável. E medido o desvio em relação ao esquadro entre uma das faces destinadas ao assentamento e a maior face destinada ao revestimento do bloco, conforme a Figura 20, empregando-se o esquadro metálico e a régua metálica. O desvio máximo deve ser de 3 mm. Figura 20 Desvio em relação ao esquadro (fonte:nbr 15270/2005) DETERMINAÇÃO DA PLANEZA DAS FACES (F) Para verificação da planeza das faces, os blocos foram colocados em uma sobre uma superfície plana e indeformável. A planeza é determinada através da flecha formada na diagonal de uma das faces destinadas ao revestimento. Conforme a Figura 21, empregando-se o esquadro metálico e a régua metálica. A flecha máxima deve ser de 3 mm. 31

33 Figura 21 Planeza das faces (fonte:nbr 15270/2005). 4.3 DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE ABSORÇÃO DA ÁGUA Para a realização deste ensaio a norma especifica uma amostragem de 6 blocos. Os 6 blocos foram colocados na estufa como mostra a Figura 22, onde permaneceram por 24 horas. Após essas 24 horas foram tirados, pesados e colocados novamente na estufa por mais 2 horas, então retirados e pesados novamente. A variação de peso de uma pesagem para a outro deve ser de no máximo de 0,5%. 32

34 Figura 22 Blocos na estufa. Depois de pesados e identificados, os blocos foram colocados imersos na água, onde permaneceram por 24 horas. Após passar o tempo de 24 horas os blocos foram retirados da água, colocados para escorrerem por alguns minutos, secados superficialmente e pesados como mostra a Figura 23, obtendo-se assim a massa saturada. Figura 23 Bloco sendo pesado. Com os valores da massa saturada e da massa seca, utilizamos a fórmula para determinação do índice de absorção de água de cada bloco: 33

35 4.3.2 DETERMINAÇÃO DA TAXA INICIAL DE ABSORÇÃO Para determinação da taxa inicial de absorção, foi utilizado o ensaio Initial Rate of Absorption IRA, seguindo as orientações da norma AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS C - 67( ASTM C - 67). Foram recolhidos 6 blocos e verificado suas medidas de largura e comprimento para determinação da área, esses blocos foram colocados na estufa, onde permaneceram por 24 horas. Após essas 24 horas foram tirados, pesados e colocados novamente na estufa por mais 2 horas para verificar a consistência da massa, então retirados e pesados novamente para obtenção da Massa seca (Ms). Após pesado e identificado os blocos devem ficar em temperatura ambiente por duas horas. Em uma bandeja foi colocado uma lamina de água de 3 mm então é colocado um bloco de cada vez e cronometrado o tempo de 1 minuto como mostra a Figura 24. Figura 24- Submersão dos blocos em 3 mm de profundidade. 34

36 Depois de passado esse tempo o bloco é pesado novamente obtendo a Massa úmida (Mu). Onde temos como referência a Tabela 3, onde nela são apresentados valores de recomendações das faixas ideais da taxa inicial de sucção para ocorrência de aderência máxima entre argamassa e substrato. Tabela 3- Recomendações das faixas ideais da taxa inicial de sucção para ocorrência de aderência máxima entre argamassa e substrato. Autores Tipo de bloco analisado Faixa de recomendação da taxa Incial de sucção (IRA) PALMAR & PARSON (1934) Cerâmico 20 a 30g /200 cm²/min Bristish Ceramic Research Association (WEST, 1975) Cerâmico 10 a 25g /200 cm²/min National Building Research Institute - NBRI ( 1978) Sílico-calcário 14 a 35g /200 cm²/min HAN & KISHITANI (1984) Cerâmico 12 a 22g /200 cm²/min MCGILEY (1990) Cerâmico 5 a 15g /200 cm²/min ASTM C-62 (1992) Cerâmico < 30g /200 cm²/min GROOT &LARBI (1999) Cerâmico 30 a 50g /200 cm²/min Fonte: CARASEK; CASCUDO & SCARTEZINI (2004), apud MOTA(2006) 4.3 DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍTICAS MECÂNICAS Com a intenção de se aproximar das condições mais próximas do processo executivo os blocos foram rompidos nos três planos. Na posição galga que é a mais utilizada, foi feito um comparativo da na situação seco e saturado. Para realização dos ensaios foram utilizados 6 os blocos para cada ensaio, onde foram capeados com pasta de cimento com espessura de aproximadamente 3 mm com determina a norma NBR-15270/2005, como mostra a Figura 25, e medidos comprimento e largura. 35

37 Figura 25 - Blocos capeados Dois dias após o capeamento, os blocos foram submersos por um período de 6 horas, conforme a Figura 26. Para poder então ser rompidos na prensa como apresenta as Figuras 27, 28 e 29. Figura 26 - Blocos submersos 36

38 Figura 27 - Blocos na prensa na posição galga. Figura 28 - Bloco na prensa na posição a espelho. 37

39 Figura 29 - Bloco na prensa na posição com os furos na vertical. A resistência a compressão é dada pela fórmula abaixo: A medida de largura e comprimento de cada bloco, são inseridas no computador da prensa, para obtenção da resistência. Para cada amostra foram utilizados uma amostra de 6 blocos réplicas. Nas propriedades estudadas calculou-se a média aritmética, entretanto realizou um sucinto tratamento estatístico. Este tratamento consiste em calcular o desvio padrão com a intenção de obter uma medida de dispersão dos valores de uma distribuição normal em relação à sua média. O desvio padrão nos indica como os valores se comportam quando distantes da média, ou seja, seu grau de dispersão e sua probabilidade de acontecer a certa distância da média. Nesse tratamento, buscouse acondicionar os valores que estavam entre a média menos e mais o desvio padrão. 38

40 4. RESULTADOS 4.1 CARACTERÍTICAS GEOMÉTRICAS As Tabela 4 e 5 apresenta os resultados das características geométricas dos blocos cerâmicos em estudo. Tabela 4 - Resultados das características geométricas BLOCOS LARGURA (mm) ALTURA (mm) COMPRIMENTO (mm) 1 91,26 190,24 188, ,08 193,04 185, ,75 192,71 188, ,18 192,01 188, ,21 194,08 188, ,08 190,17 188, ,22 190,73 188, ,54 193,99 193, ,57 193,20 188, ,18 193,91 185, ,82 192,82 188, ,69 193,67 188, ,27 193,78 188,21 MÉDIA 91,30 192,84 188,57 De acordo com os resultados apresentados na tabela acima, todos os corpos de prova estão em conformidade com a NBR 15270/2005, que determina uma variação de ±5 mm nas dimensões individuais e ±3 mm na média das dimensões. 39

41 Tabela 5 Resultados das características geométricas. BLOCOS DESVIO (mm) PLANEZA (mm) PAREDES EXTERNAS (mm) SEPTOS (mm) 1 1,98 1,33 7,04 6,33 2 1,29 1,1 7,01 6,15 3 2,44 1,55 7,23 6,4 4 1,42 0,48 7,02 6,31 5 0,7 0 7,03 6,22 6 2,92 2,11 7,3 6,12 7 1,16 0 7,32 6,25 8 0,83 0 7,36 6, ,03 7,54 6, ,69 1,15 7,41 6, ,13 0,86 7,39 6,3 12 0,31 0,7 7,22 6, ,95 1,39 7,12 6,61 MÉDIA 1,30 0,9 7,23 6,36 Referente ao valor do desvio aos blocos 3, 6 e 13 tiveram valores maior que 2,4 mm chegando próximo do valor tolerado pela NBR 15270/2005 que é 3 mm, os outros blocos tiveram desvio em relação ao esquadro, com exceção do bloco 9, porém com valores baixos. Em relação planeza das faces ou flechas os blocos apresentaram valores baixos chegando a uma média de 0,9 mm. A NBR 15270/2005 permite uma flecha máxima de 3 mm. As paredes externas e os septos foram todos aprovados, pois tiveram valores maiores que 7 mm para as paredes externas e 6 mm para os septos. 40

42 4.2 CARACTERISTICAS FISÍCAS São apresentados a seguir, na Tabela 6 as características físicas referente a absorção de água. Tabela 6 - Índice de absorção de água. nº bloco Massa inicial (g) 1º pesagem (g) 2º pesagem (g) Massa Seca (g) Massa Saturada (g) Índice de absorção% ,3 2448,6 2447, , ,9 2444, , ,5 2402, , ,2 2469,7 2468, , ,7 2269,8 2268, , , , ,55 MÉDIA ,76 Todos os blocos ensaiados para a obtenção do índice de absorção de água estavam conformes, já que os índices ficaram dentro do intervalo de 8% a 22%. IRA. A tabela 7 apresenta os valores obtidos no ensaio Initial Rate of Absorption BLOCOS COMPRIM ENTO (cm) Tabela 7 - Initial Rate of Absorption IRA. LARGUR A (cm) ÁREA (cm²) MS (g) MU (g) ΔP = Um-Ms (g) IRA= 193,55(Δp\área)(g\cm ²) 1 18,7 8,8 164, ,6 2432,2 7,6 8, ,5 8,7 160, ,8 2504,6 6,8 8, ,6 8,7 161, ,4 2421,7 8,3 9, ,5 8,8 162,8 2430,1 2437,4 7,3 8, ,8 8,7 163, ,4 2482,4 9 10, ,8 8,7 163, ,9 2549,7 7,8 9,23 IRA MÉDIO 9,27 Baseando-se nos valores de referência apresentados na tabela 3, os blocos se encontram em conformidade. 41

43 4.3 CARACTERISTICAS MECÂNICA A tabela 8 apresenta os valores de resistência dos blocos rompidos na posição galga saturados que se encontram no intervalo do desvio padrão. BLOCOS Tabela 8 Resultados dos blocos rompidos na posição galga saturados. LARGURA (cm) COMPRIMENTO (cm) ÁREA (cm²) CARGA (N) RESITÊNCIA A COMPRESSÃO (Mpa) 1 9,13 18,85 172, ,9 2 9,21 18,59 171, ,2 3 9,08 18,86 171, ,9 4 9,12 18,9 172, ,1 5 9,11 18,9 172, ,1 MÉDIA 9,13 18,82 171, ,00 2,06 Todos os blocos foram aprovados em relação a resistência a compressão pois seu valor de resistência foi > 1,5 MPa, atendendo aos requisitos da NBR secos. BLOCOS A Tabela 9 apresenta os valores dos blocos rompidos na posição galga Tabela 9 - Resultados dos blocos rompidos na posição galga secos. LARGURA (cm) COMPRIMENTO (cm) ÁREA (cm²) CARGA (N) RESITÊNCIA A COMPRESSÃO (MPa) 1 9,00 18,50 166, ,85 2 8,80 19,30 169, ,32 3 9,00 18,60 167, ,33 4 9,25 18,70 172, ,05 MÉDIA 9,01 18,78 169, ,25 1,89 Verifica-se que os valores de resistência do blocos galga saturados o blocos galga secos apresentaram valores muito próximos. 42

44 saturados. A Tabela 10 apresenta os valores do blocos rompidos na posição espelho Tabela 10 - Resultados dos blocos rompidos na posição espelho saturados. BLOCOS LARGURA (cm) COMPRIMENTO (cm) ÁREA (cm²) CARGA (N) RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO (MPa) 1 18,70 18,70 349, , ,70 19,20 359, , ,80 18,70 351, , ,70 18,70 349, ,74 MÉDIA 18,73 18,83 352, ,54 2,21 Os blocos rompidos na posição espelho apresentaram uma média de resistência a compressão maior do que o blocos rompidos na posição galga. furo. A Tabela 11 mostra os valores dos blocos rompidos na posição vertical ao Tabela 11 - Resultados dos blocos rompidos na posição com furos na vertical saturados. BLOCOS LARGURA (cm) COMPRIMENTO (cm) ÁREA (cm²) CARGA (N) RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO (MPa) 1 9,20 19,00 174, ,50 2 8,90 19,10 169, ,22 3 9,00 18,80 169, ,40 4 8,80 18,80 165, ,42 5 8,70 18,90 164, ,22 MÉDIA 8,92 18,92 168, ,40 7,15 Os blocos rompidos com os furos na vertical obtiveram o maior valor de resistência a compressão em relação a suas outras duas faces. A figura 30 apresenta o gráfico com os valores comparativos dos resultados do ensaio de resitência a compressão nas três faces dos blocos cerâmicos. 43

45 Resistência á compressão (MPa) 8,00 Resultados comparativos 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 Blocos galga saturados Blocos galga secos Blocos espelho saturados Blocos furos na vertical saturados 1,00 0,00 Figura 30 Gráfico dos resultados comparativos 44

46 6 CONCLUSÕES Este trabalho consistiu em apresentar o processo de fabricação e caracterização dos blocos cerâmicos de vedação, para ampliar o conhecimento no assunto e ressaltar a importância do tema. Para isso foi feita uma pesquisa bibliográfica e realizados ensaios do material bloco cerâmico disponível na cerâmica Vasconcelos localizada região de Santa Cruz do Capibaribe. Com a realização dos ensaios de caracterização dos blocos e sobre absorção de água, e resistência à compressão, constatou-se que os blocos produzidos pela empresa estudada (dentro das amostras) estão de acordo com os parâmetros que a NBR Para um melhor conhecimento da propriedades mecânicas dos blocos cerâmicos de vedação, foram feitos ensaios em suas três faces para obter uma comparativo de resultados de resistência, onde observou-se que o bloco na posição galga e espelho tiveram resistência a compressão muito próximas. Já os blocos com furos na vertical, como era de se esperar, tiveram um resistência bem elevada comparada a resistência das outras duas faces. Foi realizado um comparativo entre os valores dos blocos rompidos na posição galga saturado e seco, onde verificou-se que o valor da resistência nas diferentes condições são muito próximos. A taxa inicial de absorção, mostra que os blocos se encontram com valores próximos a literatura. A verificação desse parâmetro é importante, pois com baixa absorção o bloco perde a capacidade de sucção, diminuindo a condição de ancoragem física com a argamassa. 45

47 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABC - Associação Brasileira de Cerâmica. Anuário brasileiro de cerâmica. São Paulo, ANICER- ASSOCIAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA CERÂMICA. Cerâmica vermelha.disponível em: < Acesso em: 26 de março de ANFACER - Associação dos Fabricantes de Cerâmica para Revestimento. História da Cerâmica. Disponível em:< Acesso em: 22 de maio de ASTM C-67 - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS C -67, Standard Test Methods for Sampling and Testing Brick and Structural Clay Tile,1983. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : componentes cerâmicos parte 1: blocos cerâmicos para alvenaria vedação termologia e requisitos. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : componentes cerâmicos parte 3: blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e de vedação métodos de ensaio. Rio de Janeiro, IOSHIMOTO, E. ; THOMAZ, E. Materiais cerâmicos para construção civil. São Paulo: USP, f. JORDÃO, M. A. P. ; ZANDONADI, A. R. Informações técnicas Anuário Brasileiro de Cerâmica Associação Brasileira de Cerâmica, São Paulo, MOTA, J. M F. Influência da argamassa de revestimento na resistência à compressão axial em primas de alvenaria resistente de blocos cerâmicos. Recife: UFPE, Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Universidade Federal de Pernambuco,

48 .Notas de Aula da Disciplina: Tecnologia das Construções Graduação em Engenharia Civil, FAVIP Faculdade do Vale do Ipojuca. Caruaru,2009. ROMAN, H. R. Determinação das características físicas e análise estática da capacidade resistente de tijolos cerâmicos maciços. Porto Alegre: UFGRS, f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Universidade Federal do Rio Grande do Sul, SEBRAE - Serviço Brasileiro de Apoio às Micros e Pequenas Empresa. Cerâmica vermelha para construção: telhas, tijolos e tubos. Setembro SILVA, André; COSTA, Cláiser.Alvenaria estrutural com blocos cerâmicos.tese de Graduação, UNISUL Universidade do Sul de Santa Catarina,2007. SILVA, A. J. da C.; MOTA, J. M. F.; BARBOSA, F. R.; OLIVEIRA, S. M. L. C. Influencia da ação de agentes agressivos na capacidade resistente de blocos cerâmicos. Anais do 5º Congresso Internacional sobre Patologia e Reabilitação de Estruturas, CINPAR THOMAS, ERCIO; VICENTE, C; CLETO,F; CARDOSO, F. Códigos de práticas nº 1: alvenaria de vedação em blocos cerâmicos. Instituto de pesquisas tecnológicas de São Paulo. São Paulo, ZANDONADI, A. R. Processos cerâmicos. Curso internacional de treinamento e, grupo em tecnologia cerâmica. São Paulo: IPT/JICA,