AULA 15 Materiais de Construção II

Transcrição

1 Faculdade de Engenharia - Licenciatura em Engenharia Civil AULA 15 Materiais de Construção II Capítulo Aula 15 VI O Plástico na Construção Introdução ao estudo do plástico: Definição; Fabricação; Classificação; Propriedades. Alguns plásticos na construção. 1. Introdução A Construção Civil tem-se constituído, nos últimos anos, como o mais importante mercado dentre todos os atendidos pela indústria plástica. Absorve cerca de 90% da produção juntamente com a indústria aerodinâmica, mecânica, automobilística, etc.. Os restantes 10% são usados na fabricação de quinquilharias. Existe uma grande variedade desse produto, estando o sector sob intensa pesquisa visando melhorar, concretamente, as propriedades físico-mecânicas e avaliar o seu desempenho a longo prazo. Os plásticos existem desde 1869 com a descoberta da matéria-prima plástica denominada Celulóide, pelo que, grande parte dos compostos hoje famosos já eram conhecidos antes da Segunda Grande Guerra, apenas foram aprimorados. Definição: Os plásticos são materiais artificiais formados pela combinação de carbono com oxigénio, hidrogénio, nitrogénio e outros elementos orgânicos ou inorgânicos constituindo um ou mais polímeros que, embora sólidos no seu estado final, em alguma fase da sua produção apresentam-se sob condição de líquidos, podendo então ser moldados nas formas desejadas. Fabricação: O processo de fabricação dos plásticos passa pela obtenção da matéria-prima básica seguida de transformação em matéria-prima intermédia onde se obtêm os monómeros que constituem os polímeros ou copolímeros. As matérias-primas básicas podem ser produtos de origem mineral, vegetal ou animal, tais como: nitrogénio, areia, calcário, sal, carvão, petróleo, resinas, madeira, leite, etc.. Não se usam essas matérias-primas ao natural, e sim seus derivados (matéria-prima intermédia). A partir dos derivados obtêm-se os monómeros (constituído por moléculas simples), que vão formar, por adição ou condensação, os polímeros (quando formado por monómeros iguais) ou copolímeros (quando formado por monómeros desiguais). De um modo geral, o monómero é um produto fornecido pelas grandes indústrias químicas, para posterior fabricação dos artefactos plásticos. Materiais de Construção II Aula 15 (Introdução ao estudo dos Plásticos para Construção Civil) 1

2 Classificação: Os plásticos são comummente divididos em três grandes grupos: 1º) Termoplásticos são aqueles que amolecem quando aquecidos, sendo então moldados e posteriormente resfriados. No entanto, não perdem suas propriedades neste processo, podendo ser novamente amolecidos e moldados. Ex.: Cloreto de Polivinila (PVC), Poliestireno, Polietileno, Náilon, Fiberglass, Acrílicos, etc.. 2º) Termofixos - nestes, o processo de moldagem resulta da reacção química irreversível entre as moléculas do material, tornando-o duro e quebradiço, não podendo ser moldado outra vez. Ex.: Resinas (Alquídicas, Epóxi), Poliéster, Fenol Formaldeído, Uréia Formaldeído, Melaminas, etc.. 3º) Elastoméricos são um grupo à parte, assim chamados por apresentarem grande elasticidade, sendo, também, denominados borracha sintética. Ex.: Neoprene, Silicone, Teflon, Butyl, Hypalon, etc.. Propriedades: No âmbito das propriedades dos plásticos, podemos citar as seguintes vantagens: Pequeno peso específico (0,90 a 1,40 g/cm 3 ); Isolador eléctrico; Possível de integrar coloração na sua massa; Baixo custo; Facilidade de adaptação de produção em massa e processos de industrialização; Imune à corrosão. Relativamente às desvantagens, não podendo generalizá-las a todos os plásticos, resume-se a fraca resistência aos esforços de tracção, ao impacto, dilatação, deformação sob carga, rigidez, ao calor e às intempéries. A principal dificuldade na aplicação dos plásticos é de ordem económica, pois os materiais obtidos ainda não concorrem em preço com os existentes. Há a necessidade de melhorar em particular quatro (4) características físico-mecânicas, a fim de que o material possa tornar-se realmente competitivo, tanto em preço como em qualidade, com os demais materiais de construção, a citar: 1. Ponto de fusão os plásticos comuns fundem entre 100 e C, devendo ultrapassar os C para competir com as cerâmicas e metais. 2. Módulo de rigidez os índices actuais são aproximadamente iguais a metade do do cobre devendo, pelo menos, empatar para ampliar o seu campo de aplicação. 3. Alongamento de rotura não é ainda satisfatório devendo conseguir-se o máximo de 10%. 4. Resistência a dissolução a maioria dos plásticos ainda se dissolve diante se substâncias químicas precisando ser muito melhorados sobre este aspecto. 2. Alguns plásticos na construção De forma sintética nos debruçaremos em relação a alguns plásticos comummente usados na construção civil: Cloreto de Polivinila (PVC) É o plástico mais usado na construção devido ao seu baixo custo. Obtem-se a partir do acetileno e cloreto de hidrogénio. Seu uso maior é na fabricação de tubulações de água esgoto e electricidade. Possui inúmeras vantagens sobre as canalizações metálicas: baixo preço, facilidade de manuseio, imunidade à ferrugem e economia de mão-de-obra. Peças de arremate, como chuveiros, sifões, válvulas, junções, etc., completam a linha de fabricação. No sector das coberturas, as telhas de plástico substituíram as de vidro solucionando o problema da iluminação natural em grande áreas de telhados. Pela fraca resistência deste material aos raios solares, apresentando descoloramento, rachas e quebras em poucos meses, investigações levaram à descoberta de produtos químicos que adicionados a matéria-prima superavam essa dificuldade (ex.: o CYASORB-UV 24, da American Cyanamid Co.). Materiais de Construção II Aula 15 (Introdução ao estudo dos Plásticos para Construção Civil) 2

3 Em espessuras bem menores, o PVC substitui a borracha isolante na maioria das aplicações na electrotécnica, por sua pequena absorção de humidade. Canalização em PVC Fiberglass É constituído por uma combinação de fibras de vidro corn resna poliéster ou, mais raramente, corn epôxis ou melaminas. Convenientemente projetado, forma uma estrutura semelhante ao concreto armado em que a resina é o cimento e as fibras de vidro são as barras de ferro, material considerado tão nobre quanto o aço inoxidável. Sua resistência é superior a chapa de aço, quando cuidadosamente calculada sua forma, percentagem e disposição das fibras de vidro a serem combinadas corn as resinas. Na construção, seu ernprego estende-se largamente, seja para usos estruturais, painéis de vedacäo, paredes divisórias ou equipamento (lavatórios, pias, bebedouros, etc.). Outro sector em que o material tem encontrado larga aplicação é o de coberturas em chapas onduladas (as chapas FILON, fabricadas em fibra de vidro reforçadas com náilon). Sua principal vantagem é a facilidade com que se adapta aos processos de industrialização, sendo, portarito, de grande valor para o ramo da pré-fabricação. Resinas Alquídicas, Fenólicas, Vinílicas Lava-loiça fabricado com fiberglass Largamente utilizadas pela indústria de tintas e vernizes. Como sabemos, uma tinta é composta essencialmente de dois elementos: o pigmento (que 1he dá a cor e opacidade) e o veículo (que é o meio dispersante dos pigmentos). Ao pigmento deve ser adicionada uma liga que proporcione uma formação uniforme da película colorida e opaca. Essa liga é obtida das mais diversas fontes, porém as resinas sintéticas estão sobrepujando as naturais pelas suas qualidades superiores e facilidade de obtenção. Uma grande variedade de produtos é apresentada com base em resinas sintéticas: tintas de emulsão (em que o diluente é a água), vernizes, tinta tipo óleo e tintas combinadas com vernizes, dando superfícies acabadas de grande durabilidade. A resina sintética mais ernpregada nesses produtos é o acetato de polivinila (PVA). Materiais de Construção II Aula 15 (Introdução ao estudo dos Plásticos para Construção Civil) 3

4 Resinas vinilicas, associadas comn outros elementos, são usadas na fabricação de revestimentos plásticos para pisos de pequena espessura e grande resistência, por vezes associados com o cimento-amianto. A resina empregada é o cloreto de polivinila. As resinas fenólicas são bastante empregadas nos laminados plásticos e no revestimento de chapas. Um plástico sobejamente conhecido é a Baquelite (fenol formaldéido), com pouca resistência e flexibilidade, sendo quebradiço, emprega-se em eletrotécnica para placas e elementos de tomadas, interruptores, etc.. Resinas Epóxi São dos mais novos e versáteis plásticos. Seu emprego somente há pouco tempo foi desenvolvido em bases comerciais. São formadas de epicloridrina e bisfenol, matérias obtidas do gás natural. Podemos dizer que as resinas epóxi possuem boa analogia com o cimento Portland, pois ambos, por si sós, näo apresentam características físicas para utilizacão prática, devendo ser combinados em sistemas com outros materiais. Os epóxis estão sendo aplicados, principalmente, como revestimentos, por sua dureza e resistência a abrasão e como adesivos de aita resistência para concreto. No entanto, ainda é limitado o campo de aplicaçao, devido especiairnene ao seu elevado custo. Hypelon e Neoprene São elastômeros ou borrachas sintéticas usadas para impermeabilizações, apresentando qualidades excepcionais de resistência a acção do ozônio, das intempéries, da luz solar e do calor, não alterando suas condiçoes de elasticidade e aderência sob condições as mais diversas. O neoprene apresenta-se somente em duas cores: vermelho e cinza ao passo que o hypalon pode ser composto em cores, em uma larga variedade de matrizes. 0 revestirnento é aplicado por meio de rolo, pincel ou pulverização sobre vários tipos de superficies, vulcanizando ao ar Iivre e transformando-se em uma película impermeável e elástica. Possui o neoprene diversas outras aplicacões, como para vedação de paredes de vidro e esquadrias. Usado em estruturas de pontes como aparelho de apoio, em juntas de expansão e como base antivibratória. Também já estão sendo fabricadas placas para revestimento de pisos internos e externos a base de hypalon. Silicones Pertencem a família das resinas sintéticas e são obtidos a partir do silício. Os silicones possuem um campo de aplicação limitado na construção, sendo especificamente indicados para a protecção de superficies sujeitas as intempéries. E interessante saber que os silicones não realizam uma vedação mecânica da superfície em que sao aplicados. 0 rnaterial que constitui a superficie continua com seus poros livres para respirar e pode, ai mesmo, absorver água, dependendo da pressão com que ela for impelida contra a superfície. 0 que acontece, realmenie, é que a aplicação do silicone confere ao material de construção uma tensão superficial sensivelmente menor que a da água. Esta, sem ter sua tensão superficial rompida, escorre sobre a superficie sem encharcá-ia. Essa aplicação protectora é denominada tecnicamenle por hidrofugação. Recentemente surgiu uma nova utilização dos silicones como mástiques para a vedação de juntas. Materiais de Construção II Aula 15 (Introdução ao estudo dos Plásticos para Construção Civil) 4

5 Alvenaria ao natural e hidrofugada, respectivamente. Materiais de Construção II Aula 15 (Introdução ao estudo dos Plásticos para Construção Civil) 5