Inovação Tecnológica - projetos e aplicações na construção ... · Polímeros em geral sofrem...

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Grupo de Materiais de Construção

Departamento de Construção Civil

Universidade Federal do Paraná

Direitos Reservados UFPR

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Grupo de Materiais de ConstruçãoMateriais de Construção I – TC 030

Prof. Dr. Marcelo Medeiros

Polímeros(Parte 1)

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A aplicação dos polímeros na construção civil:

Produtos utilizados há um bom tempo:

• Tubos de PVC,

• Telhas plásticas,

• Equipamentos elétricos,

• Tintas, etc.

POLÍMEROS

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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.

POLÍMEROS

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POLÍMEROS

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POLÍMEROS– Definição:

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).

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Palavras gregas:

"plastikos” - moldável

“poli” – muitos

“mono” – um

“meros” – parte, unidades de repetição

POLÍMEROS – Definição:

• Moléculas longas;

• Compostas por repetição

de monômeros.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Styropian.JPG

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Resinas contêm carbono e derivam de:

• Carvão

• Celulose

• Petróleo

• Ar

• Sal marinho

• Vegetais

• Substâncias gordas

• etc.

Amolecem à quente com ou sem pressão.


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Polimerização:

Processo que consiste em um conjunto de

reações químicas que levam monômeros a

formar polímeros.

Monômero:

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.

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Macromolécula:

As resinas são formadas por macromoléculas.

(longas cadeias de átomos)

As cadeias se unem formando fibras.

Macromoléculas são obtidas por reações de

polimerização.

POLÍMEROS– Formação:

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Três grupos:


Termofixos

Elastômeros

Termoplásticos

Plástico

Borracha

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Termofixos

• Polimeriza c/ calor na moldagem (reações

exotérmicas).

• Grande quantidade de ligações cruzadas nas

moléculas.

• Não remolda depois de polimerizado, se aquecido

decompõe.


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Termoplásticos

• Amolecem pelo aumento da temperatura e

endurecem com o resfriamento.

• Processo reversível.

• Pode fundir novamente c/ calor ou dissolução em

solventes.

Ex: PVC


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Elastômeros

• Grupo à parte de polímeros, apresentam grande

elasticidade.

Ex: Borrachas sintéticas.


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POLÍMEROS– Degradação:

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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:

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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.


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(Jo

sé

de

A. F

reitas J

r.)


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TERMOFIXOS:

4





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Resinas de condensação:

Características seguintes:

• Boa resistência ao calor

• Alta resistência elétrica

• Insolubilidade.

TERMOFIXOS:

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Resinas epóxi:

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

http://pt.wikipedia.org

TERMOFIXOS:

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Pinturas:

Tintas de baixa permeabilidade e alta resistência à abrasão.

Pinturas de pisos e paredes altamente duráveis e

impermeáveis.

TERMOFIXOS:


Resinas epóxi:

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Piso industrial

TERMOFIXOS:


Resinas epóxi:

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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:


Resinas epóxi:

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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.

RESINAS EPOXI:

Aplicações na construção civil

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26




Armaduras pintadas com

epoxi

www.portlandcement.com

RESINAS EPOXI:


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Chumbadores químicos:

• Fixa armaduras em orifícios feitos em concreto endurecido.

• Alta aderência.

• Grande resistência mecânica.

• Endurecimento em minutos.

RESINAS EPOXI:


28




www.ancora.com.br

RESINAS EPOXI:


29





Mistura dos componentes

(A + B) do adesivo epóxi estrutural

Perfuração da peça de concreto

www.impercia.com.br

www.impercia.com.br

RESINAS EPOXI:


30





Aplicação vertendo por gravidade nos

furos

Fixação das armaduras de

espera no concreto www.impercia.com.br

www.impercia.com.br

ww

w.im

pe

rcia

.co

m.b

r

RESINAS EPOXI:


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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)

• Alta aderência (aço, concretos antigos, mantas de fibras de

carbono)

• Alta resistência química (ambientes agressivos) Fosroc

RESINAS EPOXI:


6





33




Argamassas de polímeros (sem cimento Portland):

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.

RESINAS EPOXI:


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Injeção de epoxi em trincas:

Finalidade estrutural – deixar a estrutura monolítica

(Granato- BASF) (Granato- BASF)

RESINAS EPOXI:


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Aspecto das fissuras já seladas. (Granato- BASF)

(Granato- BASF)

Injeção de epoxi em trincas:

Finalidade estrutural – deixar a estrutura monolítica

RESINAS EPOXI:


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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.

RESINAS EPOXI:


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Acabamento

liso ou

antiderrapante

RESINAS EPOXI:


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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.

RESINAS EPOXI:


ww

w.r

ep

ox.c

om

.b

r

ww

w.r

ep

ox.c

om

.br

7





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(Marcelo Medeiros)

RESINAS EPOXI:


União aço/concreto:

(Marcelo Medeiros)

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RESINAS EPOXI:



(Marcelo Medeiros)

(Marcelo Medeiros)

41




RESINAS EPOXI:



(Marcelo Medeiros)

42




RESINAS EPOXI:



(Marcelo Medeiros)

(Marcelo Medeiros)

43




Assentamento de

estrutura metálica com

graute à base de epóxi.

Fosroc

RESINAS EPOXI:



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Reforço c/ fibras de carbono:

RESINAS EPOXI:


8





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RESINAS EPOXI:



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(MBrace- BASF)

Tiras de mantas de fibras

de carbono aplicadas

Revestimento de proteção

e acabamento aplicado

RESINAS EPOXI:



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(Marcelo Medeiros)

RESINAS EPOXI:


(Marcelo Medeiros)

Torres de telefonia celular:


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RESINAS EPOXI:


Proteção superficial para

concreto

(Marcelo Medeiros) Vista do alto da torre

(Marcelo Medeiros)

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sistema duplo epóxi + poliuretano

(Marcelo Medeiros)

RESINAS EPOXI:


Para colar a fibra

(áreas com fibra de carbono)

Locais sem fibra

(p/ proteção elevada em função do ambiente agressivo)

Radiação UV

Proteção superficial para

concreto

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Silicones:

Extraídos de areia SiO, quartzo, ou sal NaCI.

Cadeias c/ uma dezena de átomos de silício:

http

://p

t.w

ikip

ed

ia.o

rg

TERMOFIXOS: Resinas

de condensação

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TERMOFIXOS: Resinas

de condensaçãoSilicones:

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 + 360 oC, mantêm consistência até

200 oC.

Aplicações na construção civil:

• Selantes p/ juntas

• Tratamentos hidrorrepelentes

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Silicones:

Tipos de silicone:

• Ácidos: Acético

• Neutros: Oxímicos; Alcoólicos

e Amínico

(Granato- BASF)

TERMOFIXOS: Resinas

de condensação

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Silicones:

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.

(Granato- BASF)

TERMOFIXOS: Resinas

de condensação

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SILICONES:


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.

(Granato- BASF)

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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

SILICONES:


Tratamento de superfície de concreto com silicone líquido

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Tratamento hidrorrepelente com silicone líquido:Apresentam boa resistência contra os raios U.V.

Não selam a superfície, repelem a água por repulsão elétrica.

Tratamento de concreto c/ silano para melhorar a resistência contra RAA (B.F

ourn

ier,

M.A

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bé

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ho

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s e

K.J

.Fo

llia

rd)

SILICONES:


Tratado Controle

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SILICONES:



Sem tratamento Com tratamento

(Marcelo Medeiros, 2005)

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SILICONES:





59




SILICONES:




Após 10 minutos

Tratamento hidrorepelente com silicone líquido:

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Silicones:

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.

SILICONES:


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BA

SF

BASF

Silicones:

SILICONES:


62




Juntas de dilatação

moldadas “in loco”:

Silicones:

SILICONES:


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Juntas de dilatação moldadas “in loco”:

Selante perde flexibilidade

BA

SF

BA

SF

BA

SF

Silicones:

SILICONES:


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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.

wik

ipe

dia

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Geotêxtil não tecido:

Têxtil de fibras de: poliéster, polipropileno ou

PET reciclado, cortadas em filamentos

contínuos.

RESINAS POLIÉSTER:


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RESINAS POLIÉSTER:


Geotêxtil não tecido:

Distribuídos aleatoriamente.

Mantas permeáveis p/ filtro, drenagem, reforço e proteção.

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RESINAS POLIÉSTER:


Geotêxtil tecido:

Distribuídos direcionalmente.Reforço de terreno para

contenção.

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RESINAS POLIÉSTER:


Geogrelha:

Distribuídos direcionalmente.Reforço de terreno para

contenção.

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Muro de arrimo segmentado

RESINAS POLIÉSTER:


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Muro de arrimo segmentado

RESINAS POLIÉSTER:


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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.

RESINAS POLIÉSTER:


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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:

SANEFIBRA

Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV) :

RESINAS POLIÉSTER:


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MAKROCAIXA

Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV):

RESINAS POLIÉSTER:


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Referências bibliográficas:

-MATERIAIS, A. Rermy, M. Gray e R. Gonthier, São Paulo – SP, Ed.

Hemus, 1993.

http://pt.wikipedia.org/wiki/polimero

Palestras José Eduardo Granato - BASF Construction Chemicals Brasil

www.solvayindupa.com

www.owenscorning.com.br

-MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL– Capítulo 12, Microestrutura dos

polímeros, Gorninski,J. P.; Kamierczack C. S.,IBRACON 2007

-MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL– Capítulo 13, Corrosão e

Degradação dos Materiais; Enio José Pazini Figueiredo, IBRACON,

2007.

http://pt.wikipedia.org/wiki/polimero

http://www.solvayindupa.com/

http://www.owenscorning.com.br/

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http://poliquimica3dmat.blog-br.com/16505/Introdu%E7%E3o.html

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Polietileno

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