Polímeros. Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná. Direitos Reservados UFPR POLÍMEROS

Transcrição

1 Polímeros (Parte 1) A aplicação dos polímeros na construção civil: Produtos utilizados há um bom tempo: Tubos de PVC, Telhas plásticas, Equipamentos elétricos, Tintas, etc. POLÍMEROS 1 2 POLÍMEROS POLÍMEROS A aplicação dos polímeros na construção civil: Diversas aplicações mais recentes: Colas de alto desempenho a base de epoxi, poliéster e meta-acrilato Tubos de polieltileno reticulado Selantes de poliuretano, etc. 3 4 Materiais de origem natural ou artificial, de origem orgânica ou inorgânica, constituídos por muitas macromoléculas. Cada uma destas macromoléculas possui uma estrutura interna em que há a repetição de pequenas unidades (meros). Palavras gregas: "plastikos - moldável poli muitos mono um meros parte, unidades de repetição Moléculas longas; Compostas por repetição de monômeros

2 Resinas contêm carbono e derivam de: Carvão Celulose Petróleo Ar Sal marinho Vegetais Substâncias gordas etc. Amolecem à quente com ou sem pressão. Monômero: Polimerização: Matéria-prima para a obtenção de cada polímero. É uma molécula simples e pelo menos bifuncional, ou seja, capaz de reagir por pelo menos duas de suas terminações. Processo que consiste em um conjunto de reações químicas que levam monômeros a formar polímeros. 8 9 POLÍMEROS Formação: Macromolécula: As resinas são formadas por macromoléculas. (longas cadeias de átomos) As cadeias se unem formando fibras. Três grupos: Termofixos Termoplásticos Plástico Macromoléculas são obtidas por reações de polimerização. Elastômeros Borracha Termofixos Polimeriza c/ calor na moldagem (reações exotérmicas). Grande quantidade de ligações cruzadas nas moléculas. Não remolda depois de polimerizado, se aquecido decompõe. Termoplásticos Amolecem pelo aumento da temperatura e endurecem com o resfriamento. Processo reversível. Pode fundir novamente c/ calor ou dissolução em solventes. Ex: PVC

3 (José de A. Freitas Jr.) Elastômeros Grupo à parte de polímeros, apresentam grande elasticidade. Ex: Borrachas sintéticas. POLÍMEROS Degradação: POLÍMEROS Degradação: Ruptura das cadeias moleculares: Radiação UV remove elétrons das camadas superiores, podendo também quebrar as macromoléculas (reduz peso molecular), afetando as características dos polímeros. Polímeros em geral sofrem drasticamente com os raios UV. POLÍMEROS Degradação: Oxidação das macromoléculas: Foto-oxidação, termo-oxidação, umidade, ação química (poluentes e microrganismos). Degradação por: absorção da radiação UV, calor, agentes químicos, e reações oxidativas prejudicam as propriedades mecânicas e químicas dos polímeros POLÍMEROS Degradação: TERMOFIXOS:

4 Resinas de condensação: Características seguintes: Boa resistência ao calor Alta resistência elétrica Insolubilidade. TERMOFIXOS: Resinas de condensação Resinas epóxi: TERMOFIXOS: Epoxi - polímero termofixo que endurece (polimeriza e cria ligações cruzadas) quando misturado com catalisador. O produto é formado por resinas sólidas, duras e infusíveis Resinas de condensação TERMOFIXOS: Resinas de condensação TERMOFIXOS: Resinas epóxi: Resinas epóxi: Pinturas: Tintas de baixa permeabilidade e alta resistência à abrasão. Piso industrial Pinturas de pisos e paredes altamente duráveis e impermeáveis Resinas de condensação Resinas epóxi: Adesivos epóxi: Suportam e endurecem sob a água. Adesivos estruturais ou resinas de engenharia. Usados onde a alta resistência é necessária. (Até 80 MPa em 24h) Cola epóxi comum TERMOFIXOS: Pintura epóxi p/ proteção de armaduras: Corrosão do aço em estruturas de C.A - Proteção do aço, em ambientes agressivos, película epóxi nos vergalhões. Impermeabiliza e isola eletricamente as armaduras. Pintura a termo fusão em pó sobre as armaduras já montadas. Vergalhões jateados, pintados e depois aquecidos p/ polimerização

5 Chumbadores químicos: Armaduras pintadas com epoxi Fixa armaduras em orifícios feitos em concreto endurecido. Alta aderência. Grande resistência mecânica. Endurecimento em minutos Chumbadores químicos: Perfuração da peça de concreto Mistura dos componentes (A + B) do adesivo epóxi estrutural Chumbadores químicos: Argamassas de polímeros (sem cimento Portland): Argamassas de polímeros como aglomerantes, com ou sem agregados. Materiais de alto custo e uso limitado. Situações que necessitam de: Alta resistência mecânica (até 80 MPa em algumas horas) Aplicação vertendo por gravidade nos furos Fixação das armaduras de espera no concreto 30 Alta aderência (aço, concretos antigos, mantas de fibras de carbono) Alta resistência química (ambientes agressivos) Fosroc 31 5

6 r Argamassas de polímeros (sem cimento Portland): Injeção de epoxi em trincas: Finalidade estrutural deixar a estrutura monolítica Aplicações: Reparos estruturais de pequeno volume Colagens de peças estruturais Colagem de reforços estruturais de aço ou fibra de carbono Execução de revestimentos impermeáveis, até subaquáticos Injeção de epoxi em trincas: Finalidade estrutural deixar a estrutura monolítica Pisos epoxi: Revestimento de alta resistência aplicado em camadas tornando o piso liso e com elevada resistência mecânica e química. Combinações de compostos poliméricos epoxis, agregados a cargas minerais. Aspecto das fissuras já seladas Acabamento liso ou antiderrapante Pisos epoxi: - Aplicações: Cozinhas industriais, áreas comerciais, industriais, laboratórios, depósitos, galpões, pisos de concreto, áreas com tráfego intenso e pesado, postos de gasolina, industrias alimentícias, superfícies metálicas

7 União aço/concreto: União aço/concreto: União aço/concreto: União aço/concreto: União aço/concreto: Reforço c/ fibras de carbono: Assentamento de estrutura metálica com graute à base de epóxi. Fosroc

8 Reforço c/ fibras de carbono: Reforço c/ fibras de carbono: Revestimento de proteção e acabamento aplicado 45 (MBrace- BASF) Tiras de mantas de fibras de carbono aplicadas 46 Reforço c/ fibras de carbono: Torres de telefonia celular: Proteção superficial para concreto Vista do alto da torre Proteção superficial para concreto Para colar a fibra (áreas com fibra de carbono) Radiação UV TERMOFIXOS: Resinas de condensação Extraídos de areia SiO, quartzo, ou sal NaCI. Cadeias c/ uma dezena de átomos de silício: sistema duplo epóxi + poliuretano Locais sem fibra (p/ proteção elevada em função do ambiente agressivo)

9 (B.Fournier, M.A. Bérubé, M.D.A. Thomas e K.J.Folliard) TERMOFIXOS: Resinas de condensação Cadeias c/ dois mil ou mais átomos de silício: Material elástico, tipo borracha. Bom isolamento elétrico, resistente aos agentes químicos, suporta variações de temperatura, de -60 a o C, mantêm consistência até 200 o C. : Selantes p/ juntas Tratamentos hidrorrepelentes Tipos de silicone: Ácidos: Acético Neutros: Oxímicos; Alcoólicos e Amínico TERMOFIXOS: Resinas de condensação Tipos de silicone: Em concreto ou argamassas de cimento/cal: não usar silicones acéticos. (solvente = ácido acético). Ácido reage c/ compostos básicos do cimento ou da cal. Ocorre descolamento da camada de silicone. TERMOFIXOS: Resinas de condensação Fixação de vidros e selagem de esquadrias: Devido à boa aderência, flexibilidade e impermeabilidade, aplica-se com pistolas filetes de silicone para a selagem de esquadrias de alumínio Tratamento hidrorrepelente com silicone líquido: Evita penetração de água que causa eflorescências, corrosão ou manchamento. Silicones, silanos e siloxanos líquidos. Para superfícies: Mármores e granitos Tijolos e azulejos Fibrocimento Concreto Tratamento de superfície de concreto com silicone líquido 55 Tratamento hidrorrepelente com silicone líquido: Apresentam boa resistência contra os raios U.V. Não selam a superfície, repelem a água por repulsão elétrica. Controle Tratado Tratamento de concreto c/ silano para melhorar a resistência contra RAA 56 9

10 BASF Tratamento hidrorrepelente com silicone líquido: (Marcelo Medeiros, 2005) Tratamento hidrorrepelente com silicone líquido: (Marcelo Medeiros, 2005) Sem tratamento Com tratamento 57 Sem tratamento Com tratamento 58 Tratamento hidrorepelente com silicone líquido: Após 10 minutos (Marcelo Medeiros, 2005) Juntas de dilatação moldadas in loco : Fachadas de edifícios - importante a existência de juntas p/ possibilitar funcionamento adequado - estanqueidade e durabilidade. Subdividir o revestimento p/ aliviar tensões provocadas pela movimentação da base ou do próprio revestimento. Juntas com mastiques elásticos a base de silicones. Sem tratamento Com tratamento Juntas de dilatação moldadas in loco : BASF

11 BASF wikipedia BASF BASF Juntas de dilatação moldadas in loco : TERMOFIXOS: RESINAS POLIÉSTER Resinas de poliéster: Neste polímero todas as unidades de repetição são idênticas. Fibras têxteis - Dacron (50% das fibras sintéticas em vestimentas). Fitas magnéticas - Mylar p/ gravação de som, vídeos e dados. Selante perde flexibilidade Geotêxtil não tecido: Têxtil de fibras de: poliéster, polipropileno ou PET reciclado, cortadas em filamentos contínuos. Geotêxtil não tecido: Distribuídos aleatoriamente. Mantas permeáveis p/ filtro, drenagem, reforço e proteção Geotêxtil tecido: Distribuídos direcionalmente. Reforço de terreno para contenção. Geogrelha: Distribuídos direcionalmente. Reforço de terreno para contenção

12 Muro de arrimo segmentado Muro de arrimo segmentado Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV) : Aglomeração de filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outra) e catalisador p/ polimerização. É altamente resistente, excelentes propriedades mecânicas. Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV) : Peças com grande variedade de formatos e tamanhos. EX: cascos de barcos, fuselagens de aviões, caixas d'água, piscinas, recipientes de armazenamento, carrocerias de automóveis e etc... Fossas sépticas: Resinas: 71 SANEFIBRA 72 Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV): MAKROCAIXA 73 Referências bibliográficas: -MATERIAIS, A. Rermy, M. Gray e R. Gonthier, São Paulo SP, Ed. Hemus, Palestras José Eduardo Granato - BASF Construction Chemicals Brasil -MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Capítulo 12, Microestrutura dos polímeros, Gorninski,J. P.; Kamierczack C. S.,IBRACON MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Capítulo 13, Corrosão e Degradação dos Materiais; Enio José Pazini Figueiredo, IBRACON,

13 Polietileno