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Plásticos na construção civil

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by

vitor gorgatti

on 31 March 2014

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Transcript of Plásticos na construção civil

Adesivo para Vergalhões:
chumbar vergalhões de aço no concreto;
rapido endurecimento ;
resistência mecânica superior a do concreto;
Epóxi (EP)
plástico termofixo
Agente Catalizador: Provoca o endurecimento (geralmente álcoois, fenóis, aminas)
Resina: Epicloridrina ou Bisfenol


RESINA + CATALIZADOR = SISTEMA EPÓXI
As características variam para cada proporcionamento entre resina e catalizador
Plásticos na construção civil
Celulóide (1869)
Fabricação
Tubos e conexões
Fios e cabos elétricos
Pisos
Coberturas
PVC

Esquadrias
Utilizações
Propriedades Gerais
Vantagens
Fácil fabricação
Baixa densidade
Resistência à corrosão
Isolamento térmico e acústico
Baixo custo (em geral)

Desvantagens
Baixa resistência (geral)
Dimensões instáveis
Sujeitos à deterioração ao ar e ao Sol
Dificuldade de reparo

A maioria dos itens acima se referem aos plásticos mais antigos. Atualmente, cada setor industrial tem propiciado melhorias nas propriedades.
A composição das cadeias influencia nas propriedades mecânicas, térmicas e ópticas.
Deformação inicial elástica
Escoamento
Deformação plástica
Curva B representa o polímero plástico
Tipos de Plásticos
Elastômeros
Podem ser esticados de 100 a 1000% do seu tamanho original;
A reversibilidade do alongamento é função da temperatura;
Utilizados na impermeabilização do concreto;
Termoplásticos
Amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados;
Processos reversíveis e que podem ser repetidos;
Fabricados através da aplicação simultânea de calor e pressão;
Altamente recicláveis.
Termofixos
Tornam-se permanentemente duros sob aplicação de calor;
Mais duros;
Mais estáveis;
Mais estáveis dimensionalmente.
Resistem a contaminantes presentes na água, possuem custo acessível e boa durabilidade.
A curva B representa o plástico.
Deformação elástica
Escoamento
Deformação plástica
ETFE (Etileno Tetrafluoretileno)
História
Originalmente concebido na década de 70 por engenheiros da Dupont para ser usado como material de isolamento na indústria aeronáutica.
Criado para resistir à corrosão e a grandes variações de temperatura.
No entanto, foi apenas em 1982 que o engenheiro Stefan Lehnert aplicou o material na contrução civil, num zoológico holandês.
Estrutura Química
Aplicações na construção civil
As resinas Epóxis são incluídas na engenharia civil tanto no projeto inicial de edificações quanto na correção de patologias em construções:
Quando a relação molar de unidades polimerizadas é grande, o ETFE apresenta excelente resistência ao calor, resistência química e resistência mecânica.
Poliestireno
Adesivos Estruturais
Característias e Propriedades
Elevada resistência à corrosão e a mudanças de temperatura (pode suportar variações de até 170ºC);
Resistência química e elétrica (polímeros possuem poucos elétrons livres);

Resistência mecânica (principalmente ao cisalhamento e à abrasão).
Elevada resistência aos raios UV, não amarelando à exposição solar;
Autolimpante.
Baixa inflamabilidade;
Muito antiaderente;
Resistência ao rasgamento.
Baixa permeabilidade.
Vantagens em relação ao vidro
Pesa 100 vezes menos que o vidro;
Permite a entrada de mais luz;
A configuração de camada dupla é mais isolante;
Custa de 24% a 75% menos para instalar;
Capaz de suportar 400 vezes o seu próprio peso;
Pode ser esticado até três vezes seu comprimento sem que haja perca de elasticidade;
É esperado para durar cerca de 50 anos.
a energia total necessária para a construção de um edifício de vidro em 200 vezes maior do que um edifício de ETFE
Vantagens:

- Baixa condutibilidade térmica;
-Leveza;
-Resistência mecânica;
-Baixa absorção de água;
-Fácil de manusear e colocar;
-Resistente quimicamente;
-Versátil;
-Econômico;




servem, por exemplo, para a colagem de duas estruturas de concreto
Consumo
Mundo
Brasil
contrução da ponte Rio-Niterói;
colagem de 'gomos' de concreto, através de adesivo epóxi;
Aplicações:
Aplicações :
Lajes:
Fundação de estradas:
Desvantagens
Pode amplificar o ruído da chuva e de ambientes internos;
Só é recomendado para grandes obras, devido a sua complexibilidade.
Juntas de dilatação:
Aplicações
Concreto leve:
Telhados:
Forros e revestimentos, principalmente de tubulações;
Cabos, arames, fios e demais materiais isolantes;
Células de combustível;
Película de circuitos eletrônicos;
Painéis inflados com ar seco em coberturas de grandes construções;
Outras aplicações:
-Isolante térmico de reservatórios e tubulações;
-Forros isolantes e decorativos;
-Isolamento acústico;
-Divisórias de ambientes;
-Drenagem
História
1ª matéria plástica: celulóide
Baquelite
Baquelite (1907)
fenol + formaldeído
1ª resina totalmente sintética
Plástico de mil utilidades
Adesivos
Recuperação de Estruturas
Recuperar pisos
Indicado para estradas e aeroportos;

Realiza reparos rapidamente;


libera o local para tráfego em menos de 3 horas
'
Injeção em concreto
Recupera patologias do concreto;

protege o metal(aditivo anticorrosivo);

alta penetrabilidade;

mao de obra especializada;
Juntas de Dilatação
expansão térmica;

Permite a dilatação e a contração dos materiais;

resina feita de material flexível;

evita infiltração de água;

Preenchemento de juntas de dilatação
Aplicação:
Juntas de dilatação vertical
Reciclagem
e
reutilização

Hoje em dia:
10% voltado para embalagens e 'quinquilharias'
Produçaõ mundial:
90% destinada a indústria aeronáutica, automobilástica e da contrução
Segunda Guerra Mundial
Fiberglass
É constituído por uma combinação de fibras de vidro com resina poliéster ou , mais raramente, com époxis ou melaninas.
Abreviaturas: FRP, PRFV
A produção de fibras de vidro teve início na antiga Síria, Grécia e Egito. A aproximadamente 250 a. C artesãos começaram a produzir as fibras através de uma vara de vidro aquecida para aplicar como relevo sobre a superfície de produto acabados. Comercialmente, as fibras de vidro começou em 1936, quando foi patenteado na Europa um método de tecer vidro maleável.
A fibra de vidro é obtida industrialmente através do vidro ainda em estado líquido. Esse líquido é submetido ao resfriamento sob alta velocidade, onde o controle cinético e térmico favorece a obtenção de fios em tamanhos e diâmetro desejados através da passagem do líquido por finíssimos e reguláveis orifícios de platina.

A fibra de vidro é fornecida em diferentes tipos como:
Leveza: partes de plástico reforçadas ajudam a economizar peso comparadas às partes de aço (até 30% mais leves) com propriedades termo-mecânicas semelhantes.

Reciclagem: Devido a métodos técnicos diferentes, reciclagem de fibra de vidro é agora possível, como também o reciclagem de termoplásticos ou reforços de vidro de thermoset.

Não apodrecimento: Filamento de vidro não deteriora e não apodrece. Não é afetado pela ação de insetos e roedores.
Características do material:
Baixa condutividade térmica: Esta característica é altamente estimada na indústria de construção civil, onde o uso de compostos de fibra de vidro torna possível eliminar passagens térmicas possibilitando economia de calor.

Resistência alta a agentes químicos
Roving:

São os filamentos de vidro. É o tipo mais econômico de fibra de vidro.
O uso mais comum é em um dispositivo que picota e espalha o fio sobre a superfície do molde.
É caracterizado pela facilidade de corte, baixo nível de eletricidade estática, boa dispersão, rápida molhabilidade, boa retenção de propriedades mecânicas em ambientes agressivos e ausência de fibras brancas no laminado.
Roving Moído:

Usado quando se necessita de uma carga que melhore as propriedades de resistência a impactos e flexão.

Tecidos:

Tecido com teares especiais, trançado em uma, duase três direções.
.
Fibra Picada:

São filamentos picotados em pedaços bem pequenos, de 2 a 6 mm, para serem usados na fabricação de “flakes” de revestimentos especiais anti-corrosivos, como carga funcional em alguns laminados e em plástico injetado
Mantas:

Tem como objetivo dar resistência mecânica aos laminados com resinas poliéster e epóxi em geral.




Nexus Style:

Os tecidos Nexus são de fibras de poliéster sem elementos adesivos, de trama com orientação das fibras em ambos os sentidos vertical e horizontal.
Podem ser usados com resinas poliéster, ester-vinílicas e epóxi.São fácil e rapidamente umectados, possuem boa resistência tensil, boa resistência química, resistência ao impacto, etc.
São usados principalmente em tubulações, tanques, aviões, caminhões, piscinas, painéis laminados elétricos, etc., pelos processos de filament winding, pultrusão, laminação contínua, spray-up, hand lay-up, etc.


Véu de Vidro (Surfacing Mat):

São mantas muito finas, também chamadas de véu de superfície. O Surfacing Mat é muito usado com o objetivo de esconder as fibras de vidro, ou seja, não deixar que os desenhos de fibra apareçam na superfície.Tendo a propriedade de aumentar a resistência química.
É usado como reforço para gelcoat e em laminados que devem ter pequena espessura e/ou bom acabamento.
Força mecânica: Filamento de vidro tem uma resistência específica mais alta (resistência à tensão/massa volumétrica) do que a do aço.

Características elétricas: Suas propriedades como um isolador elétrico excelente, até mesmo a espessuras pequenas, combinadas com sua força mecânica e comportamento a temperaturas diferentes, formou a base das primeiras aplicações para o filamento de vidro.

Incombustibilidade: Como um material mineral, fibra de vidro é naturalmente incombustível.Nem propaga nem mantêm uma chama. Quando exposta ao calor, não emite fumaça nem produtos tóxicos.
Estabilidade dimensional: Filamento de vidro é insensível a variações em temperatura e higrometria e tem um baixo coeficiente de expansão linear.

Compatibilidade com matrizes orgânicas: A habilidade da fibra de vidro para aceitar tipos diferentes de tamanho cria uma liga entre o vidro e a matriz, possibilitando que seja combinada com muitas resinas sintéticas, como também, com certas matrizes minerais (gesso, cimento).

Integração de funções: Material composto de fibra de vidro pode ser usado para produzir partes de uma peça que integram várias funções e substituir diversas partes montadas.
Em 1939, tecidos de fibra de vidro foram então colocados pela primeira vez em uma exposição industrial e, por volta de 1840, essa mesma fábrica começou a receber seus primeiros pedidos. Levou praticamente um século até que esse material ressurgisse no mercado mundial para utilização em isolamento de cabos e condutores elétricos. A partir de 1940, o desenvolvimento das resinas sintéticas promoveu uma ampla utilização para esse tipo de fibra e suas aplicações abriram uma grande variedade de mercados.
A laminação contínua é principalmente utilizada para a fabricação de telhas. Este método consiste na deposição de resina sobre um filme contínuo. Simultaneamente, as fibras de vidro são picadas e espalhadas sobre a resina, recebendo em seguida mais uma camada de filme contínuo. Este conjunto entra na estufa, onde começa o processo de cura da resina e conformação da peça.

De acordo com artigos do Departamento de Saúde e Higiene Mental da cidade de Nova York (EUA), a fibra de vidro em sua forma original é um material seguro, mas quando tratada, ela recebe metais pesados, como o cromo, tornando-se tóxica. Sem contar que a fibra de vidro é constituída por uma resina que costuma ser utilizada em conjunto com o estireno, muito nocivo à saúde humana e ao meio ambiente.


No mesmo artigo, há afirmação de que o principal problema se daria no momento da produção da fibra de vidro, quando trabalhadores podem entrar em contato direto com o material ou com seus fragmentos, irritando olhos, pele, nariz e garganta. Portanto, para diminuir ou evitar os danos causados pela fibra de vidro, os trabalhadores devem usar roupas largas, com manga comprida e luvas; utilizar uma máscara respiradora anti-partículas, para evitar inalar qualquer fragmento de fibra de vidro; e os seus olhos devem estar protegidos com óculos de proteção com barreiras laterais. Os produtos finais em que a fibra de vidro é utilizada, não causariam esses problemas quando consumidores o manuseiam, teoricamente.


A fabricação de plástico reciclado economiza 70% de energia
http://www.nyc.gov/html/doh/html/press_archive02/pr08-208.shtml

Outro problema relacionado à laminação de PRFV refere-se às emissões de estireno durante o processo de fabricação. O estireno e alguns produtos fabricados a partir dele, dentre eles a resina poliéster usada na laminação dos PRFV, são muito voláteis e liberam vapores tóxicos prejudiciais à saúde.
Reciclagem Mecânica
O método mais comum

Conversão dos descartes plásticos em grânulos que podem ser reutilizados na produção de outros produtos
Estudos têm sido realizados para verificar a possibilidade do reaproveitamento deste compósito, reincorporando-o ao próprio processo produtivo. Outra possibilidade é a moagem destas rebarbas para utilização na construção civil.

A aplicabilidade do material particulado, obtido a partir da moagem do resíduo de telhas de PRFV em massa de cerâmica vermelha, se justifica, pois se obtêm uma mistura homogênea e de fácil moldagem. Os resultados dos testes se enquadram aos limites especificados para tijolos de alvenaria e furados, telhas e revestimentos cerâmicos.
Reciclagem
Aplicações na construção civil:
O fiberglass possui propriedades altamente
superiores a madeira, ao aço e ao alumínio. Dentre suas inúmeras vantagens, encontram-se a
alta resistência mecânica, baixo peso, facilitando transporte e instalação, resistência a
corrosão, baixo custo de ferramental e menor necessidade de acabamento. Além de que, a
fibra de vidro faz o papel da armadura de ferro no concreto armado: torna as peças resistentes
a choques, tração e flexão. Por suas vantagens, alto desempenho e baixo custo, o plástico reforçado com fibras de vidro (PRFV) tem hoje muitas aplicações conhecidas em muitos segmentos, principalmente, na construção civil. São bastante utilizados na fabricação de banheiras, pisos de box, pias, reforços de conexões de PVC, entre outros.
As fibras de vidro na construção civil são utilizadas
para isolamento térmico e acústico são produzidas a partir de vidros de baixa alcalinidade, além de produção de paredes a partir dessa fibra em conjunto com a fibra de carbono.
Tecwall
Cuidados sobre o material:
Reciclagem Química
História
Mais elaborada
Transforma o plástico em produtos petroquímicos básicos;
Permite tratar mistura de plásticos

Monômeros;
Hidrocarbonetos;
entre outros

ainda não existe no Brasil;
amplamente difundido no exterior;
redução de resíduos e entulhos;


alto poder calorífico dos plásticos;

Reciclagem Energética
Os plásticos termofixos, devido forma como suas moléculas são formadas, não podem ser reciclados, mas sim , Reutilizados
Reutilização
Aplicações
AMIPP(Centro de Materiais Avançados via Processamento de
Polímeros Imiscíveis, da Universidade Rutgers em New Jersey/EUA): referência no desenvolvimento e na aplicação de materiais plásticos em estruturas.


1999 (EUA): dormente para ferrovias a partir de um compósito de plástico reciclado
Perspectivas de Mercado
Aumento de 1% na produção física;
Faturamento 6,6% maior;
Aumento de 3% no número de postos de trabalho;
Aumento de 4% na construção civil;
Diminuição dos investimentos externos devido à intervenção governamental na economia;
Dados de 2012 (Último ano de pesquisa)
Exportamos US$ 1,29 bilhão;
Importamos US$ 3,51 bilhões;
Foram gerados 354,5 mil postos de trabalho;
O faturamento total da indústria de transformados plásticos foi de R$ 52,5 bilhões.
Tais previsões estão baseadas num crescimento de 4% do PIB, o que dificilmente ocorrerá.
Bibliografia
Structural Design With Plastics, B.S.Benjamin;
Fundamental Principles of Polymeric Materials, Stephen Rosen;
Materiais de Construção 2, José Alves;
Materiais de Construção 2, Falcão Bauer;
Materiais de Construção, Eládio Petrucci;
Fundamentos da Ciência e Engenharia e Engenharia de Materiais, William Callister;
Materiais de Construção Civil Vol.2 , Geraldo C. Isaia;
http://www.perfilnews.com.br/artigos/artigo-perspectivas-da-industria-do-plastico-para-2013;
http://www.plastico.com.br/plastico/economia/perspectivas-2013-pvc-as-oportunidades-para-o-pvc/;
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com.ar/2013/03/etfe.html;
http://canteirodiobras.blogspot.com.br/2010/09/etfe-o-substituto-do-vidro.html;
http://www.projetoblog.com.br/2011/etileno-tetrafluoretileno-etfe/;
http://www.metalica.com.br/membranas-tensionadas-filme-etfe;
http://en.wikipedia.org/wiki/ETFE;
http://www.construirsustentavel.com.br/materiais-sustentaveis/629/piso-monolitico-e-melhor-alternativa-nao-poluente-para-revestimentos
http://www.plastivida.org.br/2009/Reciclagem_Quimica.aspx
http://operacaoreciclar.com.br/reciclagem/
http://www.polipox.com.br/CONSTRUCAO_CIVIL_ADESIVOS_ESTRUTURAIS.HTM
http://www.futurenergia.org/ww/pt/pub/futurenergia/chats/plastics.htm
http://tvig.ig.com.br/noticias/ciencia/plastico-reciclado-e-utilizado-na-construcao-de-casas-populares-no-mexico-519f89afd501fa74a4000119.html
institutodopvc.org
2001(EUA) construíram uma ponte de dimensões 9m x 3,35m sobre o rio Hudson, em New York, feita de compósitos plásticos reciclados
Marina construída com pilares de plástico reciclado desenvolvido na AMIPP


Deque e píer com elementos de plástico reciclado
2011(País de Gales): empresa Vertech Limited, construiu sobre o rio Tweed uma ponte com 27 metros de comprimento feita a partir de resíduos plásticos em apenas 4 dias
2013(México):fabricação de placas de plástico reciclável para construir casas de baixo custo
alta adesão;
inerte a muitos agentes corrosivos;
relativamente barato;
diversas funcionalidades;
Acrílico
Dados Gerais
Polimetilmetacrilato (PMMA)
C5 H8 02
Ponto de fusão: -40ºC
Ponto de ebulição: 110ºC
Vantagens e Desvantagens
Vantagens
Alta resistência à quebra
Maior resistência a altas temperaturas que o vidro
Maior resistência a choques térmicos
Menos denso que o vidro
Alta durabilidade
Desvantagens
Inflamável
Menos rígido que o vidro
Sofre rachaduras superficiais quando exposto a altas voltagens
As aberturas no teto de edificações, cobertas por cúpulas com chapas acrílicas e as piscinas
Barreiras acústicas de acrílico permitem transparência sem ruídos
Corrimãos em acrílico: bonitos, seguros e de fácil manutenção
Grupo
Pedro Henrique Costa 148916
João Victor Coelho 148660
Pedro Anastácio150776
Phelipe Ederli 097516
Camila Euphrosino 150577
Vitor Gorgatti 148202
Coberturas: filtro de raios U.V.
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