PLÁSTICOS

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PLÁSTICOS

Materiais de Construção

PLÁSTICOS

rui santos

joão guerra martins

série MATERIAIS

2.ª edição / 2010


Apresentação

No final do processo de pesquisa e compilação, o presente documento acaba por ser,

genericamente, o repositório da Monografia do Eng.º Rui Santos.

Pretende, contudo, o seu teor evoluir permanentemente, no sentido de responder quer à

especificidade dos cursos da UFP, como contrair-se ainda mais ao que se julga pertinente e

alargar-se ao que se pensa omitido.

Esta sebenta insere-se num conjunto que perfaz o total do programa da disciplina, existindo

uma por cada um dos temas base do mesmo, ou seja:

1. Movimentos de terras.

2. Desmontes.

3. Demolições.

4. Rochas.

5. Ligantes.

6. Colas e mástiques.

7. Argamassas e rebocos.

8. Betões.

9. Metais.

10. Execução de estruturas metálicas.

11. Execução de estruturas de betão armado e/ou pré-esforçado.

12. Plásticos.

13. Distribuição de água (fria e quente) e drenagem de águas residuais (domésticas e

pluviais).

14. Climatização (aquecimento e refrigeração) e ventilação.

Embora o texto tenha sido revisto, esta versão não é considerada definitiva, sendo de supor a

existência de erros e imprecisões. Conta-se não só com uma crítica atenta, como com todos os

contributos técnicos que possam ser endereçados. Ambos se aceitam e agradecem.

João Guerra Martins


ÍNDICE DE TEXTO

Os plásticos na Construção Civil

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 9

I. GENERALIDADES ............................................................................................................ 11

1.1. Introdução ........................................................................................................................ 11

1.2. Histórico ........................................................................................................................... 11

II. MATERIAIS PLÁSTICOS .............................................................................................. 18

2.1. Os polímeros ..................................................................................................................... 18

2.1.1. Origem ................................................................................................................... 19

2.1.2. Natureza química .................................................................................................. 22

2.1.3. Classificação .......................................................................................................... 27

2.2. Características genéricas dos materiais plásticos ......................................................... 30

2.2.1. Massa volúmica ..................................................................................................... 31

2.2.2. Peso molecular ...................................................................................................... 32

2.2.3. Cristalinidade e amorfismo ................................................................................. 32

2.2.4. Características mecânicas .................................................................................... 34

2.2.5. Características térmicas ....................................................................................... 36

2.2.6. Características eléctricas ..................................................................................... 39

2.2.7. Características acústicas ...................................................................................... 39

2.2.8. Resistência à corrosão .......................................................................................... 39

2.2.9. Absorção de água .................................................................................................. 39

2.2.10. Resistência à degradação e durabilidade ......................................................... 40

2.2.11. Características óptico-visuais ............................................................................ 40

2.2.12. Vantagens e desvantagens .................................................................................. 40

III. PROCESSAMENTO DE MATERIAIS PLÁSTICOS ................................................. 43

3.1. Introdução ........................................................................................................................ 43

3.2. Processos industriais de polimerização ......................................................................... 43

3.2.1. Polimerização em volume (massa) ...................................................................... 43

3.2.2. Polimerização em solução .................................................................................... 43

3.2.3. Polimerização em suspensão ................................................................................ 44

3.2.4. Polimerização em emulsão ................................................................................... 44

3.3. Processamento de termoplásticos ................................................................................... 45

3.3.1. Extrusão ................................................................................................................. 45

3.3.2. Injecção .................................................................................................................. 46

3.3.3. Calandragem ......................................................................................................... 47

3.3.4. Termomoldagem ................................................................................................... 47

3.3.5. Moldagem por sopro ............................................................................................ 48

3.4. Processamento de termoendurecíveis ............................................................................ 48

3.4.1. Moldagem por compressão .................................................................................. 48

3.4.2. Moldagem por transferência ............................................................................... 48

3.5. Processamento de compósitos ......................................................................................... 49

3.5.1. Laminação manual ............................................................................................... 49

3.5.2. Projecção simultânea ............................................................................................ 49

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Os plásticos na Construção Civil

3.5.3. Moldagem por injecção ........................................................................................ 50

3.5.4. Moldagem em contínuo ........................................................................................ 50

3.5.5. Pultrusão ............................................................................................................... 51

3.5.6. Centrifugação ........................................................................................................ 51

3.5.7. Moldagem por enrolamento filamentar ............................................................. 52

3.6. Principais aditivos ........................................................................................................... 52

3.6.1. Adjuvantes ............................................................................................................. 53

3.6.2. Cargas .................................................................................................................... 55

3.7. Técnicas de união de materiais plásticos ....................................................................... 55

3.7.1. Uniões por peças acessórias ................................................................................. 55

3.7.2. União por colagem ................................................................................................ 56

3.7.3. União por soldadura ............................................................................................. 56

3.7.4. Uniões em plásticos reforçados com fibras ........................................................ 56

IV. PRINCIPAIS MATERIAIS PLÁSTICOS USADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ... 58

4.1. Materiais plásticos e respectivas siglas .......................................................................... 58

4.2. Polietileno (PE) ................................................................................................................ 59

4.3. Polipropileno (PP) ........................................................................................................... 61

4.4. Policloreto de vinilo (PVC) ............................................................................................. 62

4.5. Poliacetato de vinilo (PVAC) .......................................................................................... 63

4.6. Poliestireno (PS) ............................................................................................................... 64

4.6.1. Poliestireno butadieno (SB) ................................................................................. 64

4.6.2. Poliestireno acrilonitrilo (SAN) ........................................................................... 64

4.6.3. Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) ............................................................... 65

4.6.4. Espuma de poliestireno expandido (EPS) .......................................................... 65

4.6.5. Espuma de poliestireno extrudido (XPS) ........................................................... 66

4.7. Polimetacrilato de metilo (PMMA) ................................................................................ 66

4.8. Policarbonato (PC) .......................................................................................................... 67

4.9. Poliamida (PA) ................................................................................................................. 67

4.10. Polibutileno (PB) ............................................................................................................ 68

4.11. Poliuretanos (PUR) ........................................................................................................ 68

4.12. Resinas epoxídicas (EP) ................................................................................................ 69

4.13. Resinas Fenólicas (PF) .................................................................................................. 70

4.14. Resinas de ureia formaldeído (UF) e de melamina formaldéido (MF) ..................... 70

4.15. Poliéster insaturado (UP) .............................................................................................. 71

4.16. Silicones (SI) ................................................................................................................... 72

4.17. Plásticos compostos ....................................................................................................... 73

4.17.1. Plásticos compostos de fibra de vidro (PRFV) ................................................. 73

V. UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL .......... 75

5.1. Tubagens .......................................................................................................................... 76

5.1.1. Tubagem para água fria no interior e exterior dos edifícios ............................ 77

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Os plásticos na Construção Civil

5.1.2. Tubagem para água quente no interior dos edifícios ........................................ 79

5.1.3. Tubagem para drenagem de águas residuais e ventilação ................................ 83

5.1.4. Tubagem para distribuição de gás ...................................................................... 84

5.2. Perfis ................................................................................................................................. 85

5.3. Isolamento térmico e acústico ......................................................................................... 86

5.4. Revestimentos e Impermeabilizações ............................................................................ 89

5.4.1. Revestimentos de pavimentos .............................................................................. 89

5.4.2. Revestimentos de paredes .................................................................................... 91

5.4.3. Impermeabilizações .............................................................................................. 93

5.5. Geotêxteis ......................................................................................................................... 96

5.5.1. Noções gerais ......................................................................................................... 96

5.5.2. Aplicações .............................................................................................................. 99

5.6. Vidro sintético .................................................................................................................. 99

5.7. Artigos sanitários ........................................................................................................... 102

5.8. Aditivos para betão ........................................................................................................ 102

5.9. Elementos auxiliares no trabalho com betão .............................................................. 103

5.10. Instalações eléctricas ................................................................................................... 104

CONCLUSÃO ....................................................................................................................... 105

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 107

ANEXO I ............................................................................................................................... 110

ANEXO II .............................................................................................................................. 117

ANEXO III ............................................................................................................................ 117

5


ÍNDICE DE FIGURAS

Os plásticos na Construção Civil

Fig. 1.1. Alexander Parkes, inventor da Parkesine (1862) [46]............................................... 12

Fig. 1.2. John Wesley Hyatt [46] ............................................................................................ 13

Fig. 1.3. Relógio de resina fenólica (baquelite) e celulóide (1920) [46] .................................. 14

Fig. 1.4. Hermann Staudinger [54] .......................................................................................... 15

Fig. 2.1. Plataforma petrolífera [http://www.galpenergia.com/] .............................................. 19

Fig. 2.2. Refinação do petróleo bruto [37] ............................................................................... 21

Fig. 2.3. Relação monómero-polímero [41] ............................................................................ 22

Fig. 2.4. Poliadição e policondensação [41] ............................................................................ 23

Fig. 2.5. Homopolímero e copolímeros [32] ............................................................................ 25

Fig. 2.6. Copolímero de inserção (ramificado) [25] ................................................................. 26

Fig. 2.7. Polímero de estrutura linear (ex: Polietileno de alta densidade - PEAD) [32] .......... 26

Fig. 2.8. Polímero de estrutura ramificada (ex: Polietileno de baixa densidade - PEBD) [32] 27

Fig. 2.9. Polímero de estrutura em rede (ex: Resina fenol formaldeído) [32] .......................... 27

Fig. 2.10. Classificação dos plásticos segundo a sua origem [43] ........................................... 28

Fig. 2.11. Volume vs temperatura para dois polímeros, um amorfo e um semicristalino [32] 33

Fig. 2.12. Aparelho para ensaio de choque Izod e choque Charpy [25] ................................... 35

Fig. 3.1. Polimerização em emulsão [32] ................................................................................. 44

Fig. 3.2. Esquema de uma extrusora, mostrando as diversas zonas funcionais [27] ................ 45

Fig. 3.3. Extrusor de Polietileno [20] ....................................................................................... 46

Fig. 3.4. Esquema de uma máquina injectora [12] ................................................................... 47

Fig. 3.5. Projecção simultânea [3] ............................................................................................ 50

Fig. 3.6. Vista geral do processo de pultrusão [3] .................................................................... 51

Fig. 3.7. Vista geral do processo de centrifugação [3] ............................................................. 52

Fig. 3.8. Vista geral do processo de enrolamento [3] ............................................................... 52

Fig. 4.1. Estrutura química do polietileno [30] ........................................................................ 60

Fig. 4.2. Protecção de obra em polietileno [15] ....................................................................... 60

Fig. 4.3. Estrutura química do polipropileno [30] .................................................................... 61

Fig. 4.4. Estrutura química do policloreto de vinilo [30] ......................................................... 62

Fig. 4.5. Estrutura química do poliacetato de vinilo [8] ........................................................... 63

Fig. 4.6. Estrutura química do poliestireno [30] ....................................................................... 64

Fig. 4.7. Construir com EPS [33] ............................................................................................. 65

Fig. 4.8. Isolar com poliestireno extrudido [44] ....................................................................... 66

Fig. 4.9. Estrutura química do polimetacrilato de metilo [8] ................................................... 66

Fig. 4.10. Estrutura química do policarbonato [30] .................................................................. 67

Fig. 4.11. Estrutura química da poliamida [8] .......................................................................... 68

Fig. 4.12. Estrutura química do polibutileno [8] ...................................................................... 68

Fig. 4.13. Estrutura química do poliuretano [8] ....................................................................... 69

Fig. 4.14. Estrutura química das resinas epoxídicas [8] ........................................................... 69

Fig. 4.15. Estrutura química das resinas fenólicas [8] .............................................................. 70

Fig. 4.16. Estrutura química da melamina [8] .......................................................................... 70

Fig. 4.17. Estrutura química de um póliester insaturado [8] .................................................... 71

Fig. 4.18. Estrutura química de um silicone [8] ....................................................................... 72

Fig. 4.19. Amostra de fibra de vidro [15] ................................................................................. 73

Fig. 5.1. Acessórios em PVC [http://www.asc.pt/poliresine.htm] ........................................... 79

Fig. 5.2. Tubos e acessórios de polipropileno copolímero random (PP-R) [40] ..................... 81

Fig. 5.3. Técnicas de união de tubos de polietileno para condução de gás [50] ....................... 84

Fig. 5.4. Perfis em PVC [49] .................................................................................................... 85

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Os plásticos na Construção Civil

Fig. 5.5. Revestimento de pavimentos em PVC [49] ............................................................... 90

Fig. 5.6. Revestimento plástico contínuo de paredes [http://www.imperbor.pt/] ..................... 91

Fig. 5.7. Papel de parede em PVC [49] .................................................................................... 92

Fig. 5.8. Membrana de impermeabilização polietileno de alta densidade[http://www.sigsasa.com]

...................................................................................................................................... 93

Fig. 5.9. Membrana de impermeabilização em PVC [49] ........................................................ 94

Fig. 5.10. Silicones [http://www.plastimix.pt/] ....................................................................... 95

Fig. 5.11. Geosintéticos [35] .................................................................................................... 98

Fig. 5.12. Cobertura em chapas acrílicas [http://www.dicopesa.com.br/].............................. 100

Fig. 5.13. Cobertura em policarbonato [http://www.poliwork.com.br/] ............................... 101

Fig. 5.14. Espaçadores plásticos para pilares, vigas e paredes [45] ....................................... 104

Fig. 5.15. Calhas e caixas plásticas [49] ................................................................................. 104

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ÍNDICE DE QUADROS

Os plásticos na Construção Civil

Quadro 1 – Desenvolvimento histórico da produção dos principais polímeros sintéticos [8].

.................................................................................................................................................. 16

Quadro 2 – Diferenças entre as polimerizações em cadeia e em etapas [41].......................... 24

Quadro 3 – Comparação das três categorias de polímeros [8]. ............................................... 29

Quadro 4 – Valores indicativos da massa volúmica de alguns dos materiais com aplicação na

construção civil [8]. .................................................................................................................. 31

Quadro 5 – Valores indicativos de algumas propriedades mecânicas de alguns dos materiais

com aplicação na construção civil [8]. ..................................................................................... 36

Quadro 6 – Valores indicativos de algumas propriedades térmicas de alguns dos materiais

com aplicação na construção civil [8]. ..................................................................................... 37

Quadro 7 – Identificação física de alguns materiais plásticos através da combustão [12]. .... 38

Quadro 8 – Principais vantagens e desvantagens dos materiais plásticos [15]. ...................... 41

Quadro 9 – Comparação dos sistemas de polimerização [41]. ............................................... 45

Quadro 10 – Vantagens e desvantagens das uniões por colagem de materiais compostos de

fibra de vido [2]. ....................................................................................................................... 57

Quadro 11 – Principais materiais plásticos e respectivas siglas [8]. ....................................... 58

Quadro 12 – Principais aplicações de materiais plásticos na construção civil [25]. ............... 75

Quadro 13 – Características físicas dos polietilenos de média e de alta densidade [8]. ......... 77

Quadro 14 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno. .......................................... 77

Quadro 15 – Características físicas do policloreto de vinilo rígido [8]. ................................. 78

Quadro 16 – Vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo. .......................... 78

Quadro 17 – Vantagens e desvantagens dos tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro.

.................................................................................................................................................. 79

Quadro 18 – Características físicas do polietileno reticulado [8]. .......................................... 80

Quadro 19 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno reticulado. ......................... 80

Quadro 20 – Características físicas do polipropileno homopolímero e copolímero [8]. ........ 81

Quadro 21 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polipropileno. ..................................... 81

Quadro 22 – Características físicas do policloreto de vinilo clorado [8]. ............................... 82

Quadro 23 – Vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo clorado. ............. 82

Quadro 24 – Vantagens e desvantagens dos tubos de parede composta por plástico e metal. 83

Quadro 25 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno. .......................................... 85

Quadro 26 – Vantagens do policloreto de vinilo para perfis................................................... 86

Quadro 27 – Vantagens e desvantagens do poliestireno expandido. ...................................... 87

Quadro 28 – Vantagens e desvantagens do policloreto de vinilo. .......................................... 87

Quadro 29 – Vantagens do uso de espumas rígidas de poliuretano em isolamentos [26]. ..... 88

Quadro 30 – Vantagens das resinas de fenol formaldeído. ..................................................... 88

Quadro 31 – Vantagens das resinas de fenol formaldeído de célula fechada. ........................ 88

Quadro 32 – Vantagens e desvantagens das resinas de ureia formaldeído. ............................ 89

Quadro 33 – Propriedades isolantes de alguns materiais usados em isolamento [26]. ........... 89

Quadro 34 – Vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de pavimentos. ............... 90

Quadro 35 – Vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de paredes....................... 92

Quadro 36 – Comparação das propriedades dos polímeros sintéticos, para igual peso [14]. . 97

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INTRODUÇÃO

Os plásticos na Construção Civil

Pretendeu-se com o presente trabalho fazer uma análise dos materiais plásticos mais

utilizados em construção civil, bem como, avaliar a sua utilidade e importância face às

necessidades e exigências da construção civil actual.

Para a sua concretização, numa fase inicial, utilizou-se fundamentalmente como método o

recurso a literatura técnica sobre a matéria. No decorrer do processo de pesquisa verificámos

que em relação a outros temas, aquela, sobretudo a de autores nacionais ou em língua

portuguesa, é escassa. No entanto, estávamos longe de imaginar existir uma tão grande

profusão de páginas na Internet, à qual acabaríamos por recorrer, sobre os materiais plásticos,

ou com eles relacionadas. Aqui a quantidade de informação é imensa, embora nem sempre

utilizável porque, não raras vezes, é duvidosa por falta de referências, quer quanto aos autores

quer quanto às fontes.

Ao longo do trabalho fomos verificando que, fruto de intensa investigação no sector, em

resposta às necessidades de consumo e às necessidades concorrenciais das empresas, mal um

livro é posto nas bancas rapidamente fica desactualizado. Na verdade, este facto deve-se à

quantidade e variedade de produtos plásticos que frequentemente são lançados no mercado,

não sendo possível uma actualidade duradoura de qualquer publicação. Assim, entendemos

por bem evitar fazer referências comerciais específicas, falar de características peculiares que

dão originalidade ou diferenciação a determinados produtos, mas cuja existência é muitas

vezes efémera, fazendo antes o enfoque de características genéricas comuns aos polímeros

base para alguns materiais plásticos de maior interesse para o sector da construção civil,

tentando deste modo produzir um documento, que se espera, útil no imediato e susceptível de

ser melhorado no futuro.

O trabalho desenvolve-se em cinco capítulos.

No primeiro capítulo, intitulado “Generalidades”, depois de uma breve introdução, é feita uma

ligeira resenha histórica, na qual se entendeu não dever ser feita uma referência cronológica

exaustiva da evolução dos materiais plásticos. Isto porque, se por um lado não era esse o

propósito do trabalho, também se apercebeu que seria difícil evitar erros de datação, uma vez

que no decorrer da pesquisa se foram encontrando divergências entre os vários autores

referenciados, no que às datas de aparecimento dos diversos materiais plásticos diz respeito.

Privilegiou-se então, situar apenas aqueles que, no nosso entender, terão sido os momentos

9


Os plásticos na Construção Civil

chave no seu processo evolutivo, da origem aos nossos dias. Assim sendo, fica desde já

ressalvada a eventualidade da existência de incorrecções nas datas referidas no texto.

No capítulo seguinte, designado por “Materiais Plásticos”, é feita uma abordagem sucinta aos

polímeros sintéticos, no que à origem, natureza química, classificação e características

genéricas essenciais, diz respeito (evitando-se referências a fórmulas químicas, ou aprofundar

o estudo das estruturas moleculares, por nos pareceu possuir pouco valor prático para

profissionais da construção civil, em particular para os engenheiros civis e arquitectos).

O terceiro capítulo, intitulado “Processamento de Materiais Plásticos”, trata do fabrico, das

técnicas de união e dos principais aditivos usados nos materiais plásticos.

No quarto capítulo, “Principais Materiais Plásticos Usados na Construção Civil”, é feita uma

descrição das características dos materiais plásticos com maior utilização no sector da

construção civil, tendo-se procurado focalizar a atenção para os aspectos mais relevantes e,

sobretudo, mais interessantes para os profissionais da área.

No quinto e último capítulo, sob o título “Utilização dos Materiais Plásticos na Construção

Civil”, é feita uma referência sintética às principais utilizações possíveis dos materiais

plásticos com maior implantação no actual mercado nacional da construção civil, quer pela

quantidade de uso quer pela qualidade da utilidade.

Em anexo apresenta-se um quadro resumo das características médias, físicas, mecânicas,

térmicas, ópticas, químicas e tecnológicas dos principais materiais plásticos usados na

construção civil e um quadro com a indicação de algumas classes de plásticos, bem como as

correspondentes designações comerciais, propriedades, aplicações e, a título indicativo, os

preços praticado em meados de 1994 nos EUA (entendemos que não seria correcto, e

necessário, efectuar o seu câmbio para a realidade e moeda corrente europeia).

10


I. GENERALIDADES

1.1. Introdução

Os plásticos na Construção Civil

Ao falar-se de plásticos 1 é difícil não associar de imediato a ideia de um saco de compras, ou

um “tupperware” doméstico. Esta é, no entanto, uma imagem demasiado redutora de um

material cuja popularidade pode levar os menos avisados a associá-lo a produtos de pouco

valor. Pelo contrário, o elevado desenvolvimento tecnológico, associado à crescente evolução

no mundo da química orgânica, tem permitido um notável nível de procura, descoberta e

utilização de materiais plásticos. De facto, as suas extraordinárias propriedades, versatilidade

de tipologia e formas, possibilitam um vasto leque de aplicações, tornando-o num produto

moderno, apetecível e cada vez mais importante.

Sectores como os de utilidades domésticas, brinquedos e construção civil, até aos que

empregam tecnologias mais sofisticadas, como os de saúde, informática, electrónicos,

automóveis e aviação, entre outros, vêm ampliando a utilização desta matéria-prima nos seus

produtos.

No caso particular da construção civil e no decurso do século XX, com destaque para a sua

segunda metade e início deste século, alguns dos materiais convencionais utilizados foram

progressivamente sendo substituídos por materiais poliméricos. Pode-se dizer que se verifica,

hoje em dia, que nos países mais industrializados cerca de 25 % dos polímeros produzidos são

utilizados nesta indústria.

De facto, desde as instalações hidráulicas e eléctricas até ao acabamento de uma obra (como

em revestimentos de pavimentos e caixilharias), o plástico tem-se revelado como elemento

fundamental para o sector de construção civil. Embora nem sempre aparente (caso das

tubagens que se escondem atrás das paredes) e em certos casos disfarçados (como em pisos ou

telhas que imitam peças de cerâmica), o plástico vem aumentando a cada ano a sua

importância e peso, sobretudo no segmento dos edifícios.

Hoje em dia, já é possível construir uma casa utilizando apenas materiais plásticos.

1.2. Histórico

DuBois e Jonh atribuem a primeira moldagem de materiais plásticos deliberada aos índios

malaios em 1843 (cit. In Throne 1979).

1 Do gr. plástikós, «relativo a obras de barro», pelo lat. Plastìcu-, «plástico; relativo à modelação». [54]

11


Os plásticos na Construção Civil

Após tomar conhecimento de uma substância chamada nitrato de celulose ("descoberta" em

1845, em Basileia, Suíça, por C. F. Schönbein) [43;54], Alexander Parkes desenvolveu um

novo material que podia ser usado em estado sólido, plástico ou fluído, por vezes duro como

marfim, opaco, flexível, impermeável, durável, colorável e ser empregue em utensílios e

ferramentas. Este material, que se viria a designar por Parkesine (c. 1855, com patente

registada em 1861) [54], divulgado por toda a Grã-Bretanha a partir da Grande Exposição de

Londres de 1862 [46;48], foi quimicamente obtido a partir de uma mistura de clorofórmio e

óleo de rícino, processo esse que conduziria ao desenvolvimento do primeiro material semisintético:

o celulóide 2 .

Fig. 1.1. Alexander Parkes 3 , inventor da Parkesine (1862) [46]

Seria contudo John Wesley Hyatt o verdadeiro impulsionador da introdução deste novo

produto no mercado. Na realidade, pese embora não ter sido o seu verdadeiro inventor, foi

Hyatt quem desenvolveu a produção e aplicação industrial do celulóide de Parkes, quando em

1869 se propôs encontrar um substituto do marfim das bolas de bilhar [5;54]. Este produziu

uma bola a partir de nitrocelulose, que no entanto não funcionou graças à grande instabilidade

do material, altamente inflamável e explosivo [48]. Não teria sido, portanto, um bom começo

para um material que, embora nos anos seguintes tenha vindo a resolver o problema da

escassez de marfim nos Estados Unidos e mesmo substituísse com êxito alguns materiais

tradicionais, estava longe de conseguir o estatuto de qualidade que nos anos vindouros os

materiais plásticos granjeariam. De facto, e conforme Guedes e Filkauskas (1987, p. 13)

2 O termo celulóide só aparece em 1872 como designativo de todos os materiais plásticos obtidos a partir da

celulose, estendendo-se a outros plásticos não derivados desta matéria-prima. [54]

3 Químico, metalúrgico e inventor britânico (1813-1890), notabilizou-se pelo estudo laboratorial e científico,

bem como no desenvolvimento de vários processos e materiais industriais [54].

12


Os plásticos na Construção Civil

argumentam, “Não era um material estável, decompunha-se facilmente quando exposto à luz

ou ao calor e era altamente inflamável.”.

Em 1870 os irmãos John e Isaías Hyatt começaram a fabricar o celulóide na Albany Dental

Plate Company, cuja curiosa designação derivava do facto daquele material ter sido

inicialmente utilizado pelos dentistas, para substituição da borracha vulcanizada 4 utilizada

pelas marcas dentárias. Este produto era obtido através da adição, ao nitrato de celulose, de

um plastificante à base de cânfora (substituía o óleo de rícino usado na Parkesine) [41] que

lhe reduzia a fragilidade, aumentando a sua utilidade, desse modo.

Fig. 1.2. John Wesley Hyatt 5 [46]

Dois anos mais tarde a Albany Dental Plate Company daria origem à Celluloid Manufacturing

Company, com uma fábrica em Newark no New Jersey, sendo nessa altura que surgiria pela

primeira vez a designação Celulóide (marca que obterá um sucesso tão grande, nos anos

seguintes, que virá a ser o nome que definirá as matérias plásticas feitas de celulose, mas não

somente estas).

Na prática, o celulóide, acima de tudo, veio substituir a borracha vulcanizada, muito onerosa

em certas aplicações industriais. Seria, no entanto, a partir deste material desenvolvido por

Hyatt que outros polímeros surgiram.

4 Vulcanização é o processo (estudado pelo químico americano Charles Goodyear em 1839) que impede a

separação das cadeias da borracha natural, interligando-as com enxofre, usando um catalizador de óxido de zinco

[8].

5 Inventor norte-americano (1837-1920) que ficou conhecido, fundamentalmente, por ter desenvolvido o

celulóide descoberto por Alexander Parkes e ser o fundador da moderna indústria de polímeros (plásticos) [54].

13


Os plásticos na Construção Civil

Até ao limiar do século XX os materiais plásticos evoluiriam muito pouco em virtude do

reduzido conhecimento científico sobre materiais poliméricos.

A partir da década de trinta, daquele século, assistiu-se a um incremento inusitado na

comercialização de produtos plásticos, como foi dito na revista "Busines Week", em 1935, "as

tendências modernistas impulsionaram o uso de plásticos em edifícios, mobílias e decoração,

e os plásticos, pela sua beleza, impulsionaram o modernismo" (cit. In A Era do plástico) [29].

Tudo graças ao facto de, em 1909, Leo Hendrik Baekeland 6 ter concebido uma resina plástica

pelo processo de condensação, que seria o primeiro plástico completamente artificial,

baptizado em sua homenagem com o nome de baquelite.

A baquelite era um material sintético, totalmente produzido em laboratório, ao contrário do

celulóide que era feito a partir da celulose e de outras matérias vegetais.

Fig. 1.3. Relógio de resina fenólica (baquelite) e celulóide (1920) [46]

O plástico artificial de Baekeland, ou baquelite, largamente usado até ao presente, era algo de

formidável, com um considerável potencial de negócio, pelo que rapidamente proliferaram

imitações com o propósito de serem concorrenciais. Desta situação surgiram uma série de

conflitos de patentes a que Baekeland sentiu necessidade de pôr cobro, pelo que propôs a

fusão de todos os produtores, formando uma grande concentração empresarial da qual esteve

à frente.

A baquelite tornar-se-ia o material de base a milhares de novos produtos, como ainda hoje

sucede, tendo o plástico destronado o aço no papel de símbolo da indústria.

6 Inventor norte-americano (1863-1944), de origem belga, que se notabilizou pelo facto de ter concebido, ao fim

de várias experiências, o primeiro plástico totalmente artificial, que baptizou de baquelite (de Baekeland), ou

poli-oxibenzilmetileno-glicol anidro [54].

14


Os plásticos na Construção Civil

Foi, contudo, com o contributo de um dos pioneiros no estudo dos polímeros, Hermann

Staudinger, que se abriu caminho para o seu desenvolvimento, a partir do reconhecimento de

que estes são constituídos por moléculas gigantes de milhares de átomos unidos por ligações

covalentes, as quais apelidou de macromoléculas. Embora inicialmente mal aceites por alguns

cientistas, gerando inclusive discussão ao longo dos anos vinte do século passado [13;46], as

teorias de Staudinger acabariam por vingar junto da comunidade cientifica de então, até

porque, ao contrário dos percursores Parkes e Hyatt cujas invenções foram casuais, ele

provaria que a razão estava do seu lado através de demonstrações experimentais com raios X

dos vários polímeros existentes na altura.

Fig. 1.4. Hermann Staudinger 7 [54]

No segundo quartel do século XX, em virtude dos conhecimentos entretanto apurados e do

estímulo de desenvolvimento inerente às Grandes Guerras, começaram a ser produzidos, em

grande variedade, produtos sintéticos constituídos por macromoléculas (que obtiveram, e

continuam a obter, grande sucesso comercial).

Nos últimos cinquenta anos a indústria das matérias plásticas desenvolveu-se imenso, vindo

mesmo a superar a indústria do aço. Materiais como o poliestireno, o polietileno, o policloreto

de vinilo (PVC), a poliamida (Nylon), ou o polipropileno, fazem parte do quotidiano de todos,

independentemente da sua condição social, e estão presentes quer nas mais remotas aldeias

quer nas grandes cidades.

O desenvolvimento da indústria dos plásticos foi de tal maneira vertiginoso que se assistiu à

substituição progressiva dos materiais tradicionais, o que tornou possível a realização de

7 Químico alemão (1881-1965), nascido em Worms e falecido em Freiburg em Breisgau, foi galardoado com o

Prémio Nobel da Química em 1953, pelo contributo que deu para o desenvolvimento dos plásticos. [54]

15


Os plásticos na Construção Civil

aplicações absolutamente fantásticas, como, por exemplo, um motor de combustão interna

feito de plástico, ou uma barreira transparente contra raios X.

No quadro 1 apresenta-se o ano aproximado do lançamento dos principais plásticos

industriais, conforme Esgalhado e Rocha (2002, p. 2). De notar que vários autores apontam

datas diferentes para o aparecimento desses diversos materiais plásticos. Como exemplo,

verifica-se que para o silicone se aponta a data de origem para 1900 [30]; 1930 [31]; 1943

[13;25;32;43;46] e 1945 [5].

Quadro 1 – Desenvolvimento histórico da produção dos principais polímeros sintéticos [8].

Plástico

Celulóide

Baque1ite

Acetato de celulose

Ureia formaldeído

Polimetacrilato de metilo

Polic1oreto de vinilo

Poliacetato de vinilo

Poliestireno

Polietileno (baixa densidade)

Poliamida (nylon 6-6)

Melamina

Poliéster insaturado

Silicone

Politetrafluoretileno

Po1ietilenoteraftalato

Acrilonitrilo butadieno estireno

Resinas epoxídicas

Poliuretanos

Po1ietileno (alta densidade)

Policarbonato

Po1ipropileno

Po1iacetal

Poliéter clorado

Resinas fenoxídicas

Polioxifenileno

Polibutileno

Poli 4-metilpenteno

Polissulfona

Polissulfureto de etileno

Polissulfureto de fenileno

Politereftalato de butileno

Poliamidas aromáticas

Poliéster aromático

Poliarilato

Poliéter-éter cetona

Poliéterimida

Poliésteres termotrópicos

16

Ano de

lançamento

1870

1909

1927

1928

1931

1936

1938

1938

1939

1939

1939

1942

1943

1943

1945

1946

1947

1953

1954

1958

1959

1959

1959

1962

1964

1965

1965

1965

1966

1968

1971

1972

1974

1978

1982

1982

1984


Os plásticos na Construção Civil

Da análise do quadro 1 verifica-se que a partir de 1984 não há referência ao aparecimento de

qualquer tipo de novo material plástico, isso porém, não se deve a uma estagnação industrial,

ou a nada mais haver para inventar, mas sim ao facto de que, depois dos anos setenta, se ter

dado um certo amadurecimento da tecnologia dos polímeros. Por outro lado, o ritmo dos

desenvolvimentos diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços

conseguidos. Ainda assim, pode-se ressaltar algumas inovações tais como:

• Os polímeros de cristal líquido;

• Os polímeros condutores de electricidade;

• Os polisilanos;

• Os novos polímeros de engenharia, ver em 2.2.2., como poli(eter-imida),

poli(éter-éter-cetona) nele referidos.

Na última década do século passado assiste-se ao aparecimento dos catalisadores de

metaloceno, dos biopolímeros, do uso em larga escala dos elastómeros termoplásticos e

plásticos de engenharia e sobretudo a uma preocupação com a reciclagem dos plásticos. Este

processo de conservação ambiental torna-se quase uma obsessão, pois dele depende a

viabilização comercial dos polímeros e daí a reciclagem em grande escala de garrafas de PE

(polietileno) e PETB (politereftalato de etileno).

17


II. MATERIAIS PLÁSTICOS

2.1. Os polímeros

Os plásticos na Construção Civil

Embora apenas se tenha começado a sintetizar polímeros no século XIX, eles já eram usados

pelo homem desde a pré-história. De facto os polímeros naturais, assim designados por se

formarem naturalmente, sempre tiverem um papel importante ao longo dos tempos na medida

em estão presentes, entre outras coisas, no suporte essencial da vida, a alimentação. As

proteínas, os polissacarídeos, os ácidos nucleícos, a celulose e a borracha são exemplos de

polímeros naturais.

Os materiais que são constituídos à base de polímeros apresentam-se sob as mais variadas

formas, que vão desde os materiais sólidos e flexíveis, às fibras e aos materiais celulares

rígidos ou não, aos filmes, às pinturas, aos adesivos, etc. e tem propriedades tão diferentes

como, por exemplo:

• Uns podem-se fundir por aquecimento, enquanto outros endurecem pelo calor;

• Outros são solúveis na água ou em solventes apropriados, enquanto que outros

são insolúveis;

• Muitos decompõem-se pelo calor, a baixas temperaturas, enquanto que outros

resistem ao aquecimento, sem decomposição nem qualquer alteração química.

Esta possibilidade de dar aos materiais uma grande variedade de características, torna-os

particularmente interessantes nas suas diversas utilizações e é uma das principais causas da

sua enorme divulgação.

Nos últimos anos, o conhecimento das relações existentes entre a estrutura e as propriedades

dos polímeros, e ainda o aparecimento de novas técnicas de fabrico destes novos materiais,

permitiu que se lograsse atingir o objectivo de se sintetizarem produtos com características

previamente estabelecidas.

Perante este cenário diríamos que os polímeros sintéticos são o material ideal, tecnicamente

perfeitos. Mas, na verdade, existe um grande senão, um problema de vital importância para o

futuro do planeta e que se tem vindo a agravar com o decorrer dos anos em função do

aumento progressivo do consumo dos plásticos é que, estes polímeros, desenvolvidos para

durar eternamente e resistirem a todas as formas de degradação são de difícil colocação

quando deixam de ser úteis.

18


Os plásticos na Construção Civil

Apenas um tipo de polímeros sintéticos, os termoplásticos (ver referência em 2.1.3), são

recicláveis, pelo que, não será de estranhar que hoje a preocupação com a reciclagem seja

assunto da máxima importância. O desenvolvimento e uso dos materiais plásticos será

inviável caso este problema não seja adequadamente resolvido. O futuro poderá passar, quase

seguramente, pelos nos plásticos biodegradáveis.

2.1.1. Origem

Os materiais poliméricos, vulgarmente designados por plásticos, abrangem uma extensa gama

de materiais fabricados pelo homem a partir de dois elementos: o carbono e o hidrogénio.

Estes são provenientes de um produto natural: o petróleo bruto. Este é constituído por uma

mistura complexa de hidrocarbonetos a que se associam certas impurezas tais como,

compostos de enxofre, azoto ou oxigénio.

De facto, a matéria-prima que dá origem aos polímeros são os monómeros, ver em 2.1.2., e

estes por sua vez são normalmente obtidos a partir do petróleo ou gás natural. Esta não é,

contudo, a única forma de os obter. Embora com acréscimo de preço, que os torna menos ou

nada competitivos, os monómeros podem ser obtidos a partir da madeira, álcool, carvão e até

do CO2, uma vez que todas essas matérias-primas são ricas em carbono, o átomo principal que

constitui os materiais poliméricos.

No passado, os monómeros eram obtidos de resíduos do refino do petróleo. Porém, hoje o

consumo de polímeros é tão elevado que esses “resíduos” tem de ser produzidos

intencionalmente nas refinarias, para dar conta do consumo.

Fig. 2.1. Plataforma petrolífera [http://www.galpenergia.com/]

19


Os plásticos na Construção Civil

É do petróleo bruto que se obtém um elevado número de produtos, que lhe são derivados, e de

grande interesse económico, como: combustíveis, óleos base, óleos lubrificantes, ceras do

petróleo, parafinas, betumes e as matérias-primas para a indústria petroquímica, usualmente

classificadas em olefinas 8 (etileno, propileno, butilenos, butadieno, etc.) e aromáticos 9

(benzeno, tolueno e xileno), que através de processamentos característicos, darão origem a

vários materiais intermediários, tais como: o polietileno, o polipropileno, o polibuteno, etc., e,

subsequentemente, a diversos produtos acabados.

A proveniência e as características das ramas de petróleo bruto são factores preponderantes no

programa de fabrico das refinarias, que é concebido para fazer face às exigências qualitativas

e quantitativas do mercado consumidor. De referir que a génese do petróleo bruto é complexa

e ainda não completamente conhecida, embora a teoria orgânica aceite e considere que os

petróleos resultaram da decomposição em ambiente anaeróbico, e sob a acção de

microrganismos, de componentes gordos do sapropel 10 , acumulados no fundo de certas

lagunas [54].

Antes de ser consumido na forma de produto final, o petróleo bruto tem que passar por uma

refinação, figura 2.2, que consiste numa série de tratamentos físicos e químicos que visam a

separação em numerosos componentes, os chamados derivados.

A diversidade de produtos derivados e as suas características implicam uma grande

complexidade nas operações a efectuar na refinaria, as quais se podem reunir em três grupos

fundamentais:

1. As operações físicas de separação, que incluem:

i. A destilação;

ii. O fraccionamento;

iii. A extracção por solvente;

8 Nome genérico dos hidrocarbonetos acíclicos, de fórmula geral Cn H2n, homólogos do etileno ou eteno C2 H4)

[54].

9 Compostos orgânicos, de estrutura cíclica, em que se admite a existência de ligações deslocalizadas por todos

os átomos do ciclo (alguns destes compostos - benzeno, naftaleno, fenantreno, antraceno, piridina, etc. - podem

ser obtidos do alcatrão da hulha) [54].

10 Lodo castanho, escuro ou negro, com aspecto gelatinoso, rico em substâncias betuminosas, resultante da

putrefacção de matéria orgânica constituída essencialmente por organismos aquáticos. [54]

20


Os plásticos na Construção Civil

2. As operações químicas de conversão molecular, que se destinam a alterar a estrutura

molecular dos compostos de forma a obter produtos com determinadas características;

3. As operações físicas e químicas, destinadas a melhorar a qualidade dos vários

derivados do petróleo por eliminação de certas impurezas [37;42].

O processo de refinação consiste, basicamente, em submeter inicialmente o petróleo bruto a

uma destilação fraccionada, isto é, a uma separação puramente física das diferentes

substâncias nele misturadas. Este processo não altera a estrutura das moléculas e, assim

sendo, as substâncias conservam a sua identidade química. Para a obtenção de maior número

e variedade de produtos, as fracções mais pesadas são partidas em fracções leves pelo

processo de Cracking (processo oposto à polimerização), que consiste, essencialmente, em

decompor, pelo calor e/ou por catálise (uso de um catalisador), as moléculas grandes das

substâncias pesadas. O ponto de ebulição destas substâncias é elevado.

Para obter substâncias constituídas por moléculas de tamanho menor, às quais correspondem

substâncias mais voláteis, o ponto de ebulição mais baixo. As fracções assim obtidas podem,

posteriormente, ser misturadas umas às outras para a obtenção de produtos com as

propriedades desejadas [37].

Fig. 2.2. Refinação do petróleo bruto [37]

21


2.1.2. Natureza química

Os plásticos na Construção Civil

Um polímero 11 é uma molécula de grandes dimensões (macromolécula), natural ou artificial,

constituída por unidades moleculares mais pequenas (monómeros) que se repetem um grande

número de vezes.

Na figura 2.3 o etileno é o monómero que, após reagir com várias outras moléculas iguais a

ele, forma o polímero polietileno. A reacção química para obtenção do polímero é

denominada polimerização.

Fig. 2.3. Relação monómero-polímero [41]

Na reacção de polimerização em cadeia do monómero etileno em polietileno, à subunidade de

repetição (isto é: que se repete) chama-se mero. No exemplo apresentado na figura 2.3 o mero

é o CH 2 e n o número de subunidades, ou meros da cadeia molecular do polímero, a que se

chama grau de polimerização (GP) da cadeia polimérica [8;27;30;41].

Em 1929, Wallace Carothers 12 dividiu as polimerizações em dois grupos, de acordo com a

composição ou estrutura dos polímeros. Segundo esta classificação, as polimerizações podem

ser por adição em cadeia (poliadição) ou por condensação (policondensação), figura 2.4

[25;41].

A poliadição é um tipo de reacção em que as moléculas de monómero se ligam entre si sem

qualquer modificação da sua composição e caracteriza-se fundamentalmente pela existência

de três fases:

A fase da iniciação, que consiste na quebra de uma ligação química na molécula de

monómero, com formação de um grupo reactivo, através da junção de um aditivo que

funciona como catalizador da reacção. Podem ser usados vários tipos de catalizadores,

11 Polímero (do grego: poli - muitas, mero - partes). [16;27;41]

12 Químico norte-americano (1896-1937), foi pioneiro no desenvolvimento comercial de polímeros, tendo

produzido a borracha sintética - o neopreno - e o nylon. Sintetizou muitos polímeros condensados,

especialmente, poliésteres, poliéteres e uma poliamida [54].

22


Os plásticos na Construção Civil

tais como os peróxidos orgânicos (que actuam como formadores de radicais livres 13 )

[25;41];

A fase de propagação, que é aquela em que se dá o crescimento da cadeia molecular

por adição sucessiva de unidades de monómero [25;41];

A fase de finalização (terminação), que corresponde ao crescimento as cadeias

moleculares que reagem entre si, conduzindo ao fim da reacção [25;41;54].

Fig. 2.4. Poliadição e policondensação [41]

A policondensação é um tipo de reacção em que duas ou mais moléculas de monómeros, que

podem ser idênticas ou diferentes, reagem entre si, com eliminação de pequenas moléculas

[25].

Em 1953 esta classificação foi aperfeiçoada por Paul Flory 14 , que utilizou como critério o

mecanismo de reacção envolvido na polimerização, para dividir as reacções características em cadeias

e em etapas, a que correspondem, respectivamente, às poliadições e policondensações.

13 Pode definir-se um radical livre como um grupo de átomos que tem um electrão desemparelhado (electrão

livre), que se pode ligar covalentemente a outro electrão desemparelhado (electrão livre), de outra molécula. [27]

23


Os plásticos na Construção Civil

As polimerizações em cadeia e em etapas possuem características diferentes, como é mostrado no

quadro 2.

Quadro 2 – Diferenças entre as polimerizações em cadeia e em etapas [41].

POLIMERIZAÇÃO EM CADEIA POLIMERIZAÇÃO EM ETAPAS

Apenas o monómero e as espécies

propagantes podem reagir entre si.

A polimerização possui no mínimo

dois processos cinéticos.

A concentração do monómero decresce

gradativamente durante a reacção.

A velocidade da reacção cresce com o

tempo até alcançar um valor máximo,

a partir do qual permanece constante.

Polímeros com um alto peso molecular

formam-se desde o início da reacção, não

se modificando com o tempo.

A composição percentual do polímero é

igual à do mero que lhe dá origem.

Quaisquer duas espécies moleculares presentes no

sistema podem reagir.

A polimerização só possui um processo cinético.

O monómero é todo consumido no início da reacção,

restando menos de 1% do monómero ao fim da reacção.

A velocidade da reacção é máxima no início e decresce

com o tempo.

Um longo tempo reaccional é essencial para se obter um

polímero com elevado peso molecular, que cresce

durante a reacção.

A composição percentual do polímero é diferente do

mero que lhe dá origem.

Com esta nova classificação, alguns polímeros, como os poliuretanos (que não libertam

moléculas de baixo peso molecular, mas são caracteristicamente obtidos por uma reacção de

condensação), passaram a ser classificados de forma mais precisa, sendo considerados

provenientes de polimerizações em etapas [41]. Antes eram incorrectamente considerados

como produtos de poliadição,

Durante um processo polimerização o número de moléculas que se unem é variável, daí que o

polimerizado resultante tenha também, consequentemente, um peso molecular variável. Na

verdade, e segundo Throne (1979, p. 74), “(…) a maioria dos polímeros comerciais não tem

peso molecular idêntico (…)”. Quanto maior for o grau de polimerização, mais elevado será o

peso molecular do polímero (ver 2.2.3.), sendo esta uma característica particularmente

importante, se atentarmos que um peso molecular alto afecta significativamente as suas

propriedades químicas e físicas. De facto, e segundo McCrum et al. (1999, p. 19), “Há dois

factores moleculares que governam as propriedades mecânicas dum polímero. O primeiro é o

comprimento da molécula, (…). O segundo é a forma da molécula.”.

14 Químico e físico norte-americano (1910-1985) nascido no Illinois e falecido na Califórnia. Recebeu o Prémio

Nobel da Química em 1974, pelas investigações que realizou sobre as macromoléculas sintéticas e naturais [54].

24


Os plásticos na Construção Civil

Se somente um único tipo de monómeros está presente na estrutura do polímero, este designase

homopolímero. Se os polímeros são constituídos por dois ou mais tipos de monómeros

denominam-se copolímeros (ou heteropolímeros [25]) e constituem uma sequência mais ou

menos desordenada das unidades monómeras, em função das quantidades respectivas de

monómeros ligados e da sua reactividade em relação à cadeia que se forma [25;27;32;41;54].

Podem obter-se diferentes tipos de copolímeros em função da forma como as moléculas de

monómeros se unem entre si. Assim, as unidades podem ser distribuídas aleatoriamente

(“randomicamente”), alternadas, em blocos, ou ramificadas, permitindo estas combinações

dar origem a polímeros com diferentes propriedades, baseados nas estruturas obtidas.

Na figura 2.5 estão representadas formas esquemáticas de um homopolímero, de um

copolímero aleatório (“randômico”), de um copolímero alternado e de um copolímero em

bloco.

Fig. 2.5. Homopolímero e copolímeros [32]

Na figura 2.6 está representado um copolímero de inserção (ramificado), em que A e B

representam moléculas de dois monómeros diferentes.

25


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 2.6. Copolímero de inserção (ramificado) [25]

Em função da natureza química dos monómeros, e da técnica empregada para a

polimerização, os polímeros podem exibir diferentes tipos de arquitecturas. Os mais comuns

são os de estrutura linear, ramificada ou em rede.

A figura 2.7 ilustra o polietileno de alta densidade (PEAD), uma molécula de cadeia longa e

linear, feita pela polimerização do etileno, um composto cuja fórmula estrutural é CH2=CH2

[32].

Fig. 2.7. Polímero de estrutura linear (ex: Polietileno de alta densidade - PEAD) [32]

A indústria também produz uma outra variedade de polietileno, que possui cadeias

ramificadas. Este é conhecido como polietileno de baixa densidade (PEBD) e está ilustrado na

figura 2.8. O impedimento espacial provocado pelas ramificações dificulta um

"empilhamento" das cadeias poliméricas. Por esta razão, as forças intermoleculares que

mantém as cadeias poliméricas unidas tendem a ser mais fracas em polímeros ramificados.

Por isso o PEBD é bastante flexível e pode ser utilizado como filme plástico para embalagens,

enquanto que o PEAD é bastante duro e resistente, sendo utilizado em garrafas, brinquedos,

etc. [32].

A figura 2.9 mostra um polímero cujas cadeias estão entrelaçadas numa complexa rede de

ligações covalentes. O exemplo da figura é a resina fenol formaldeído, onde moléculas de

fenol são unidas pelo formaldeído [32].

26


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 2.8. Polímero de estrutura ramificada (ex: Polietileno de baixa densidade - PEBD) [32]

Fig. 2.9. Polímero de estrutura em rede (ex: Resina fenol formaldeído) [32]

2.1.3. Classificação

Os polímeros podem ser classificados tendo em conta vários factores, como por exemplo:

Quanto à sua natureza química, tal como vimos em 2.1.2;

Quanto à sua estereoquímica 15 - Os que têm todos os resíduos orgânicos orientados

para o mesmo lado da cadeia chamam-se isotácticos, enquanto aqueles que possuem

os grupos alternados regularmente de ambos os lados da cadeia tomam a designação

de sindiotácticos. Ainda os que necessitam de uma estereoquímica definida, por

possuírem os resíduos orgânicos orientados ao acaso, designam-se atácticos [27];

15 Parte da química que trata da estrutura e propriedades dos estereoisómeros (isómero, semelhante a outro pelo

que respeita às ligações, mas que difere dele pelo modo como os núcleos atómicos se encontram orientados no

espaço) [54].

27


Os plásticos na Construção Civil

Quanto à sua morfologia - Os polímeros exibem 2 tipos de morfologia no estado

sólido: o amorfo e o semicristalino [25;27;32], ver em 2.2.4;

Segundo o tipo de aplicação, isto é, se são plásticos de uso geral (polímeros utilizados

nas mais variadas aplicações, como o polietileno, o polipropileno, o poliestireno, o

polimetacrilato de metila, o policloreto de vinilo, baquelite, etc.), ou se são plásticos

de engenharia (polímeros, tais como o poliacetal, o policarbonato e o

politetrafluoretileno, empregados em substituição de materiais clássicos usados na

engenharia, como por exemplo a madeira e os metais);

Quanto ao comportamento mecânico; etc.

A figura 2.10 apresenta uma classificação dos polímeros em função da sua origem.

Fig. 2.10. Classificação dos plásticos segundo a sua origem [43]

O método mais usual de agrupar os polímeros é, segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 3),

“(…) de acordo com a sua estrutura e sistema de ligação, consequentemente, em termos do

28


Os plásticos na Construção Civil

seu comportamento mecânico e térmico.”. De acordo com aquela classificação, as principais

categorias de polímeros são os termoplásticos 16 , os termoendurecíveis 17 e os elastómeros.

De notar que os termoplásticos e os termoendurecíveis pertencem ao grupo de polímeros

vulgarmente designado por plásticos 18 e os elastómeros ou borrachas a outro grupo de

polímeros [27]. No quadro 3 encontram-se representações esquemáticas dessas três categorias

de polímeros.

Quadro 3 – Comparação das três categorias de polímeros [8].

Comportamento Estrutura Diagrama

Termoplástico Cadeias lineares flexíveis

Termoendurecível Rede tridimensional rígida

Elastómero Cadeias lineares interligadas

O facto de um polímero estar incluído na classe dos termoplásticos ou na classe dos

termoendurecíveis está intimamente relacionado com a funcionalidade do monómero, isto é,

com o número de ligações covalentes que cada uma das suas moléculas pode estabelecer

(ligações químicas que unem entre si os átomos constituintes das cadeias moleculares) [25].

Os termoplásticos, produzidos por poliadição ou policondensação, são plásticos que

necessitam de calor para serem enformados (temperaturas elevadas podem causar degradação

ou decomposição) e que mantém estável a forma adquirida durante a enformação, assim que

se dá o seu arrefecimento. Estes materiais podem, teoricamente, ser várias vezes reaquecidos

e reenformados em novas formas, sem que ocorra alteração significativa das suas

propriedades. Contudo, na prática, deve haver o cuidado de definir um limite de

reprocessamento destes materiais, já que este processo pode levar à degradação [8;27].

16 Plástico que amolece sempre que é aquecido [55].

17 Plástico que amolece ao calor e endurece quando submetido a um segundo aquecimento [55]. É comum

também designar esta categoria de plásticos por termofixos [43] ou termoestáveis [53].

18 A palavra plástico enquanto substantivo pode assumir o significado de classe de materiais que podem ser

moldados ou enformados por efeito do calor ou da pressão, de modo a adquirirem uma determinada forma, e

como adjectivo pode significar capacidade de ser moldado. De notar que plástico pode ainda ter o significado de

deformação contínua e permanente de um aço sem que se dê a rotura [27].

29


Os plásticos na Construção Civil

A maior parte dos termoplásticos é constituída por cadeias principais, muito longas, de

átomos de carbono ligados covalentemente. Porém, e eventualmente, podem haver ainda

átomos de azoto, oxigénio ou enxofre também ligados covalentemente na cadeia molecular

principal. Pode haver, ainda, átomos ou grupos de átomos pendentes ligados covalentemente

aos átomos da cadeia principal. As cadeias moleculares longas dos termoplásticos estão

ligadas umas às outras através de ligações secundárias [27].

Os termoendurecíveis, produzidos por policondensação, são plásticos enformados para uma

determinada forma permanente e depois curados (ou endurecidos). Durante o processo de

solidificação, através da adição de determinados agentes químicos, formam uma massa

estável que não pode voltar a amolecer sob pena de se degradar ou decompor. Estes plásticos

são geralmente mais rígidos, são também mais frágeis e não podem ser reciclados [8;27].

Para se obter um plástico termoendurecível na sua forma permanente é necessário calor (a

palavra grega que designa calor é therme). Todavia, existem muitos plásticos designados por

termoendurecíveis cuja cura ocorre à temperatura ambiente, através de uma simples reacção

química.

A maior parte dos plásticos termoendurecíveis é constituída por uma rede de átomos de

carbono ligados covalentemente uns aos outros, de modo a formar um sólido rígido. Podem,

por vezes, haver ainda átomos de azoto, oxigénio, enxofre e outros, também ligados

covalentemente na sua estrutura reticular [27].

Os elastómeros são polímeros que podem receber elevadas deformações elásticas sem que se

deformem permanentemente, isto é, podem sempre readquirir a sua forma original [27].

Segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 4), “A importância da borracha natural hoje em dia, tem

decrescido consideravelmente e muitas das borrachas comercializadas são termoplásticos. Consequentemente a

distinção entre borrachas e plásticos está a desvanecer-se (…)”.

2.2. Características genéricas dos materiais plásticos

A quantidade de materiais poliméricos já disponíveis, bem como, a possibilidade de em

laboratório alterar a forma de se combinarem, criando portanto produtos novos e

consequentemente diferentes, aliada à procura incessante da satisfação das necessidades de

mercado, quer introduzindo materiais com características inovadoras, quer criando produtos

mais eficientes justificados por razões de natureza económica (materiais mais baratos), por

razões de natureza estética (materiais modernos adequados às tendências da moda), ou outras,

faz com que não seja tarefa fácil identificar todos os polímeros e em particular as suas

30


Os plásticos na Construção Civil

características intrínsecas. Assim torna-se necessário definir algumas características base que

facilitem a identificação e agrupamento dos materiais poliméricos.

No âmbito restrito da construção civil, e atendendo à cada vez maior importância dos

materiais plásticos, quer pela quantidade com que aparecem em obra, particularmente nos

edifícios, quer pela qualidade que os torna cada vez mais apetecíveis, importa referenciar

algumas características que possibilitem aos interessados um melhor conhecimento do

material em si e das suas vantagens e desvantagens, de modo a adequar a cada caso a solução

mais próxima do ideal. Neste sentido referir-se-ão em seguida algumas das características

genéricas dos materiais plásticos mais relevantes para a construção civil.

Em anexo apresenta-se um quadro resumo das características médias, físicas, mecânicas, térmicas,

ópticas, químicas e tecnológicas dos principais materiais plásticos usados na construção civil (anexo I)

e um quadro com a indicação de algumas classes de plásticos, as correspondentes designações

comerciais, propriedades, aplicações e a título comparativo os preços praticados em meados de 1994

nos EUA (anexo II).

2.2.1. Massa volúmica

Uma característica comum a todo o tipo de plásticos é a sua pequena massa volúmica. Esta

característica confere-lhes uma leveza apreciável, tornando-se por vezes numa vantagem em

relação aos outros materiais vulgarmente utilizados em construção civil. No quadro 4

comparam-se valores indicativos das massas volúmicas de alguns dos materiais mais

utilizados na construção civil actual.

Quadro 4 – Valores indicativos da massa volúmica de alguns dos materiais com aplicação na

construção civil [8].

MATERIAL

Materiais plásticos

Outros materiais

Plásticos reforçados

Plásticos rígidos não reforçados

Espumas rígidas

Aço

Betão

Madeira

Alumínio

31

MASSAVOLUMICA

( g/cm3)

1,2 - 2,3

0,8 - 2,2

0,01 - 0,1

7,8 -7,9

2,5 - 2,8

0,27 - 0,97

2,56 - 2,80


2.2.2. Peso molecular

Os plásticos na Construção Civil

Referiu-se em 2.1.2 que durante um processo polimerização o número de moléculas que se

unem é variável. De facto, um polímero é uma substância heteromolecular no que respeita ao

comprimento das cadeias moleculares, isto é, estas tem diferentes comprimentos resultantes

de circunstâncias aleatórias que ocorrem durante a polimerização [25].

Assim, da polimerização dum monómero não se obtêm moléculas com o mesmo peso

molecular, mas antes moléculas cujo peso molecular abrange uma gama de valores, logo o

valor do peso molecular dum dado polímero, que se determina, não pode ser mais do que um

valor médio, conforme Ehrenstein (2001, p. 50), “(…) materiais poliméricos não têm um peso

molecular uniforme. Isto porque o processo da polimerização origina macromoléculas de

comprimento diferente.”.

Estas médias estão relacionadas com as propriedades dos polímeros (em particular mecânicas)

mediante relações empíricas, daqui deriva a importância daquela característica estrutural (as

propriedades dependem, além disso, do modo de distribuição dos valores do peso molecular).

Polímeros de peso molecular muito baixo não têm propriedades convenientes, mas por outro

lado, os de peso molecular muito elevado são difíceis de processar. Polímeros com variações

de índice de heterogeneidade, de amostra para amostra, apresentam significativas variações

nas suas propriedades [25].

2.2.3. Cristalinidade e amorfismo

Outra característica estrutural que influencia as características mecânicas dos polímeros é a

cristalinidade. Os polímeros quando em estado sólido podem ter dois tipos de morfologia: o

amorfo 19 e semicristalino.

Num polímero as cadeias moleculares não se dispõem no espaço de forma rectilínea, mas

antes estão orientadas aleatoriamente e entrelaçadas facilitando o amorfismo. Efectivamente,

a ordenação das moléculas, ou dos segmentos duma mesma molécula, implica um estado

cristalino.

Devido às suas dimensões, as moléculas dos polímeros não atingem um grau de cristalinidade

equivalente à das substâncias cristalinas de pequeno peso molecular. A razão desta diferença é

que os fenómenos de enrolamento, dobragem e entrelaçamento das longas cadeias, que se dão

19

Smith (1998, p. 347) chama ao estado amorfo não cristalino e ao estado semicristalino parcialmente cristalino

[27].

32


Os plásticos na Construção Civil

tanto mais quanto maior for o seu comprimento, ou seja o peso molecular, originam na

disposição dessas cadeias uma certa desordem. Esta desordem das moléculas significa

estrutura amorfa.

Face ao que ficou dito, poder-se-ia pensar que todos os polímeros são consequentemente

amorfos. No entanto, observações usando a técnica dos raios X possibilitam verificar que em

certos polímeros existe alguma cristalinidade, que se manifesta pela existência de zonas em

que as cadeias estão orientadas entre si (cristalites), embora imersas numa massa amorfa. Este

é, aliás, o comportamento mais comum em polímeros lineares. A este tipo de polímeros

chama-se semicristalinos ou parcialmente cristalinos [25;27;32].

Devido às fortes interacções intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros,

resistentes e, como as regiões cristalinas espalham a luz, mais opacos que os polímeros

amorfos, que são normalmente transparentes [32].

Em baixas temperaturas, tanto as moléculas dos polímeros amorfos como dos semicristalinos

vibram com baixa energia. Dir-se-ia que se encontram congelados numa situação de estado

sólido, conhecida como "estado vítreo". À medida que o polímero é aquecido as moléculas

vibram com mais energia e dá-se a transição do estado vítreo para o estado “rubbery”. Neste

estado, o polímero possui um maior volume, maior dilatação térmica e maior elasticidade. O

ponto onde esta transição ocorre é conhecido como temperatura de transição vítrea e está

denotado no gráfico da figura 2.11 como Tg. Quando aquecidos, os polímeros podem vir a

derreter. A temperatura de fusão ou de amolecimento dos polímeros é indicada naquele

gráfico como Tm. No estado líquido, os polímeros podem ser moldados ou divididos em

micro-fibras, por exemplo. Somente alguns polímeros, os termoplásticos, podem ser

derretidos [27;32].

Fig. 2.11. Volume vs temperatura para dois polímeros, um amorfo e um semicristalino [32]

33


Os plásticos na Construção Civil

Os polímeros amorfos são constituídos, em geral, por moléculas assimétricas e por isso têm

menos tendência a empilharem-se ou disporem paralelamente. Um polímero linear tem mais

facilidade em cristalizar que um polímero da mesma natureza, mas de estrutura ramificada

(por exemplo o polietileno). Se um polímero cristalizável, fundido ou amolecido, for

arrefecido bruscamente a uma temperatura inferior ao seu ponto de fusão, será solidificado

com uma estrutura própria do estado líquido, isto é, desordenada e por isso amorfa. Se as

moléculas forem mantidas a uma temperatura tal que sejam possíveis deslocamentos, embora

limitados, dos seus segmentos, pode com o tempo desenvolver-se a cristalinidade.

A cristalinidade também pode ser desenvolvida por meios mecânicos. Assim, as moléculas

dum polímero submetido a esforço de tracção podem ser orientadas, em maior ou menor grau,

na direcção do estiramento. No processo de extrusão (ver 3.2.1) também a isotropia 20 do

material é, em geral, eliminada. Num ou noutro caso as características mecânicas

consideradas na direcção das moléculas, assim alinhadas, diferem das mesmas características

quando relativas a outras direcções.

2.2.4. Características mecânicas

O comportamento mecânico dos materiais plásticos não pode ser dissociado da temperatura

ambiente, estes materiais manifestam comportamentos díspares ao calor e ao frio, podendo

em condições estremas ser rígidos e quebradiços ou flexíveis e elásticos.

Para além desta característica os materiais plásticos possuem propriedades comuns aos sólidos

de Hooke 21 , segundo Ogorkiewicz (1969, p. 36) “(…) os plásticos não tem um módulo de

young definido (…)”, e aos fluidos Newtonianos 22 , designando-se frequentemente este

comportamento por viscoelástico, o que significa que é fortemente afectado pela temperatura

e pelo tempo de actuação das solicitações a que está sujeito [8;19;25].

Assim, quando se quantificam valores de características mecânicas de um material plástico

eles devem vir sempre associados às condições em que foram determinados, isto é, o tempo

de actuação das solicitações e a temperatura a que foram realizados os ensaios [25].

20

Característica de certos meios cujas propriedades físicas são as mesmas, qualquer que seja a direcção em que

forem medidas [54].

21 A lei de Hooke foi descoberta e enunciada em 1678 pelo cientista inglês Robert Hooke. Segundo esta lei, a

tensão aplicada a qualquer sólido é directamente proporcional ao alongamento relativo que lhe é produzido

dentro dos limites elásticos do sólido. A constante de proporcionalidade é designada por módulo de elasticidade

ou módulo de Young [54].

22 Fluidos em que a deformação é proporcional à tensão e ao tempo [54].

34


Os plásticos na Construção Civil

Mas não só a temperatura e o tempo de actuação das solicitações influencia o comportamento

mecânico dos materiais plásticos, como este também é afectado por outros factores externos

que dependem do meio ambiente.

De facto, agentes como a radiação solar, o oxigénio, a humidade e os poluentes, também o

influenciam. Para além disso ele é ainda afectado por factores intrínsecos ao próprio material,

tais como: a sua estrutura química, o grau de cristalinidade, a presença de grupos polares e

grupos volumosos, a massa molecular, os aditivos utilizados e a natureza da copolímerização

quando presente [25].

Os materiais plásticos apresentam características de resistência mecânica muito diversas, além

disso o mesmo material pode também dar origem a valores de resistência diferentes, quer seja

no seu comportamento sob tracção, sob compressão, ou sob flexão. Esta diversidade

representa, naturalmente, uma dificuldade no estudo das características mecânicas destes

materiais considerados na sua generalidade, ao contrário do que sucede com os materiais

tradicionais, para os quais essas características são praticamente constantes.

Em consequência disso as curvas de tensão-deformação que os ensaios fornecem são de difícil

interpretação, visto que os valores das tensões de rotura ou de cedência neles indicados podem

não representar as suas verdadeiras capacidades funcionais.

Assim como no caso da resistência, também a rigidez dos materiais plásticos é muito variável.

Encontram-se plásticos com valores praticamente insignificantes, tais como os filmes e

plásticos flexíveis, bem como outros com valores de rigidez relativamente elevados [19].

Fig. 2.12. Aparelho para ensaio de choque Izod e choque Charpy [25]

A resistência ao impacto dos materiais plásticos é também variável. Plásticos há que

apresentam tenacidade elevada, isto é, conseguem absorver energia e deformar-se

35


Os plásticos na Construção Civil

plasticamente sem fracturar, enquanto outros se mostram bastante quebradiços, sem qualquer

capacidade de oposição ao choque.

No que respeita à dureza, pese embora existirem plásticos bastante duros, quando comparados

com o aço ou até com vidro os seus valores de dureza ficam aquém dos manifestados por

estes materiais, riscando mais facilmente.

No quadro resumo em anexo (I) poder-se-ão aferir as características mecânicas dos principais

materiais plásticos usados na construção civil.

No quadro 5 comparam-se valores indicativos de algumas propriedades mecânicas de alguns

dos materiais mais utilizados na construção civil actual [8].

Quadro 5 – Valores indicativos de algumas propriedades mecânicas de alguns dos materiais

com aplicação na construção civil [8].

Materiais plásticos

Outros materiais

MATERIAL

Plásticos reforçados

Plásticos rígidos não reforçados

Espumas rígidas

Aço

Betão

Madeira

RESISTÊNCIA

À TRACÇÃO

36

( MPa )

200-1000

10-150

0,2-2

370-800

1,5-3,5

90-140 / 3-7٭

٭respectivamente no sentido paralelo / perpendicular às fibras

٭٭no sentido paralelo às fibras

Propriedades mecânicas

MÓDULO DE

ELASTICIDADE

( MPa )

10000

120-9500

-

190000-224000

5000-21000

7500-16000٭٭

RESISTÊNCIA

AO IMPACTO

( cm.kg/cm² )

A relaxação e a fluência são também características deste material, contudo o seu valor varia

significativamente entre tipos diferentes, não existindo valores que possam ser apontados

como indicativos de um média genérica.

2.2.5. Características térmicas

As propriedades térmicas dos materiais plásticos, tal como em geral acontece com as restantes

propriedades físicas, estão intimamente condicionadas pela estrutura e pela composição

molecular do material [25]. “Se, por um lado, o aumento da temperatura de utilização dos materiais

plásticos pode conduzir a uma diminuição da sua resistência mecânica, por outro, uma diminuição torná-los-á

mais frágeis e quebradiços”, Esgalhado e Rocha (2002, p. 9).

200

2-15

-

2000

-

-


Os plásticos na Construção Civil

Muito embora as temperaturas, a que se encontram expostas as construções, estarem

normalmente abaixo do limite recomendado para uso contínuo, o seu conhecimento torna-se

importante [8], porquanto a escolha do material a usar depende do seu comportamento

térmico.

Se para temperaturas baixas os plásticos são frágeis e quebradiços, adquirindo uma certa

elasticidade à medida que a temperatura aumenta, também é certo que continuando este

incremento térmico se quebram as ligações inter-moleculares e não só. De facto, também as

próprias cadeias moleculares se movem livremente, até que se atinge o estado de fundido. A

temperaturas suficientemente elevadas as ligações covalentes das cadeias moleculares

quebram-se dando-se a decomposição do plástico [19;25]. Daí que a escolha do material

plástico a utilizar não deva ser indiferente à temperatura de serviços que terão de suportar,

atendendo ao nível a que os comportamentos referidos acontecem. Aliás, segundo

Ogorkiewicz (1969, p. 48), “A temperatura é obviamente um parâmetro que deve ser estudado

em qualquer apresentação de dados para projecto de selecção de material”.

Comparativamente a outros materiais, a maioria dos plásticos tem elevados coeficientes de

dilatação térmica. Contraem ou dilatam de acordo, respectivamente, com a diminuição ou

aumento de temperatura (como seria expectável).

Quadro 6 – Valores indicativos de algumas propriedades térmicas de alguns dos materiais

com aplicação na construção civil [8].

Materiais plásticos

Outros materiais

MATERIAL

Plásticos reforçados

Plásticos rígidos não reforçados

Espumas rígidas

Aço

Betão

Madeira

Vidro

Fibra de vidro/mineral

Cortiça

TEMPERATURA

DE UTILIZAÇÃO

Máx.

(ºC)

37

150-250

60-150٭

70

400-500

250

٭no caso do PTFE o valor é de 250ºC

٭٭respectivamente no sentido paralelo / perpendicular às fibras

-

-

-

-

Propriedades térmicas

COEFICIENTE

DE DILATAÇÃO

TÉRMICA

LINEAR

( x 6

10 − /ºC)

15-30

50-250

100-200

10,6-12,4

10-12

5/0,5٭٭

9

-

-

CONDUTIVIDADE

TÉRMICA

(kCal/ºC.h.m)

0,18-0,20

0,12-0,32

0,017-0,034

35-45

1,3-1,6

0,1-0,3

0,8

0,035-0,039

0,033-0,038


Os plásticos na Construção Civil

Da observação do quadro 6, no qual se comparam valores indicativos de algumas

propriedades térmicas de diversos materiais, entre os mais utilizados na construção civil

actual, verifica-se que existe uma enorme diferença no comportamento à dilatação térmica

linear dos materiais plásticos, pelo que, as dilatações destes materiais, produzidas pelo

aumento de temperatura, não devem ser menosprezadas aquando do dimensionamento dos

equipamentos e, sobretudo, quando da sua instalação em obra. Verifica-se ainda que a

condutividade térmica dos materiais plásticos é relativamente baixa, pelo que estes materiais

apresentam boas propriedades de isolamento.

No que respeita à incombustibilidade pode-se afirmar que os materiais plásticos não são de

todo recomendados, se esta característica for importante na escolha do material a utilizar. De

acordo com Esgalhado e Rocha (2002, p. 10) “(…) não existe nenhum material plástico que

seja incombustível, isto é, que permaneça inalterado ao contacto com a chama”.

Quadro 7 – Identificação física de alguns materiais plásticos através da combustão [12].

Tipo de

Termoplástico

Acetato de

Celulose

Propagação

da Chama

Extinção

da chama

rápida não há

Acetal lenta não há

Acrílico rápida não há

ABS rápida não há

Nylon lenta há

Poliestireno rápida não há

Polietileno lenta não há

Polipropileno lenta não há

Características da chama

cor amarela escura desprende

pouca fumaça preta durante a

queima e fumaça branca após a

queima

38

Comportamento do material

durante e após a Combustão

Funde, goteja e as gotas comtinuam

a queimar

Cor azul claro, sem fumaça Funde, goteja e as gotas comtinuam

a queimar

Cor amarela no topo e azul nos

cantos da base, fumaça preta,

crepita

Amolece e apresenta pouca

carbonização superficial

Cor amarela com fuligem preta Amolece e carboniza superficialmente,

evidência de

porosidade

Cor azul na base com topo amarelo,

sem fumaça

Cor amarela alaranjada, fuma-

maça preta densa com fuligem

Cor azul da base com topo amarelo,

desprende fumaça durante

e após a queima

Cor azul da base com topo amarelo,

desprende fumaça durante

e após a queima

Policarbonato difícil há Cor amarela desprende fumaça

cinza durante a queima

PVC difícil há Cor amarela, verde nos cantos

da base, fumaça branca, crepita

SAN rápida não há

Cor amarela com forte fuligem

preta

Funde, goteja e espuma

Amolece, forma bolhas e

carboniza superficialmente,

após esfriar a superfície fica

aperolada

Odor

Açúcar queimado

formaldéido, ape-

nas após a queima

Característico do

monómero acrílico

(frutas)

Característico

adocicado

levemente ardido

no final

Proteínas

queimadas

Característico de

monómero

estireno

Funde e goteja Parafina

queimada (vela)

Funde e goteja Parafina

queimada com um

leve toque ardido

Amolece, forma bolhas e

carboniza

Amolece e carboniza

superficialmente

Funde borbulha e carboniza

superficialmente, evidência

de poros após esfriar

Característico de

medicamentos

Característico de

cloretos

Característico de

monómero

estireno


Os plásticos na Construção Civil

Há plásticos que ardem lentamente e que após o fim da chama, que provoca a combustão,

continuam a arder, tais como o polietileno e o polimetracrilato de metilo e que, por isso, são

considerados combustíveis. Outros existem que ardem rapidamente, tal como o poliestireno

expandido e que libertam gases tóxicos durante a sua combustão, considerados inflamáveis. E

ainda outros considerados auto-extínguiveis, já que se incendeiam em contacto com a chama,

mas cuja combustão se extingue logo após o fim daquela, como por exemplo o policloreto de

vinilo, o policarbonato e a poliamida [8].

O quadro 7 dá indicações quanto à forma de identificação física de alguns materiais plásticos

durante a combustão.

2.2.6. Características eléctricas

Os materiais plásticos possuem, devido à sua estrutura orgânica, boas propriedades de

isolamento eléctrico, o que contudo não significa que não existam plásticos condutores

eléctricos, como se refere em 3.6.1..

2.2.7. Características acústicas

Alguns materiais plásticos, como por exemplo o poliestireno extrudido e o poliestireno

expandido, devido à sua estrutura celular, apresentam boas propriedades de isolamento

acústico.

2.2.8. Resistência à corrosão

O facto de a maior parte dos materiais plásticos serem de superfície lisa e sem poros, o que

impede a penetração e acumulação de impurezas, e da sua estrutura orgânica impedir reacções

iónicas, faz com que estes materiais sejam resistentes à absorção de água (impermeabilidade)

e à reacção com muitos dos agentes químicos mais comuns (inalterabilidade).

2.2.9. Absorção de água

Segundo Rocha (1990, p. 33), “Apesar de a maior parte dos materiais plásticos ser insolúvel

em água, eles podem absorvê-la, afectando de forma variável algumas das suas propriedades.

O efeito mais nefasto verifica-se na resistência eléctrica”.

A absorção de água provoca em alguns plásticos, como as poliamidas e os poliésteres,

alteração de propriedades mecânicas e noutros, tal como as poliamidas, uma alteração

39


Os plásticos na Construção Civil

significativa na tensão e extensão na rotura, quando se passa de um ambiente seco para um

ambiente saturado [25].

No quadro resumo em anexo poder-se-à avaliar a capacidade de absorção de água dos

principais materiais plásticos usados na construção civil.

2.2.10. Resistência à degradação e durabilidade

A resistência dos materiais plásticos à degradação provocada pelas condições ambientais varia

de plástico para plástico. Factores como o clima (se é seco ou húmido), a acção dos raios

solares e a temperatura (alternância entre o calor e o frio), podem provocar degradação e levar

ao envelhecimento do material plástico, pelo que nem todos os plásticos podem ser usados em

aplicações exteriores.

Tal como a maior parte dos compostos orgânicos, os materiais plásticos são sensíveis aos

raios ultravioleta e sabe-se que o Sol é a principal fonte deste tipo de raios [3]. Para obstar a

esta contrariedade torna-se necessário que na formulação dos materiais plásticos seja

necessário juntar aditivos (ver em 3.6.1.) [22] que evitem, atenuem ou retardem a sua

degradação e envelhecimento.

2.2.11. Características óptico-visuais

Tanto os termoplásticos como os termoendurecíveis podem apresentar-se transparentes,

translúcidos ou opacos, tal como se refere em 2.2.4..

Existem aditivos que alteram as características dos polímeros de forma a que os materiais

plásticos, a que dão origem, tenham características programadas. Entre estas encontram-se

certos corantes que dão ao produto final uma transparência colorida, ou pigmentos que podem

diminuir a transmissão da luz tornando o produto final totalmente opaco.

2.2.12. Vantagens e desvantagens

Vimos já que estes materiais poliméricos assumem cada vez maior importância na construção

civil, a justificação para tal reside nas suas vantagens em relação aos materiais tradicionais.

Assim, vejamos [5;15;22]:

• Os materiais plásticos têm baixo peso;

• Aparência agradável;

• Uma resistência mecânica adequada a um conjunto considerável de aplicações;

40


• Elevada resistência à corrosão;

• Moldabilidade;

• Maleabilidade;

• Flexibilidade arquitectónica.

Os plásticos na Construção Civil

Por outro lado estes materiais têm também algumas desvantagens, sendo as principais

[5;15;22]:

• Fraca resistência ao fogo e a temperaturas elevadas;

• Preço;

• Baixo módulo de elasticidade/alta deformabilidade;

• Perda de qualidades (como a tonalidade) resultante da deterioração produzida pela

radiação ultravioleta e pela fluência;

• Baixa dureza.

Existem, contudo, aditivos (ver à frente em 3.4.) que se não eliminam estas deficiências pelo

menos atenuam-nas.

No quadro 8 indicam-se as principais vantagens e desvantagens dos materiais plásticos

segundo a perspectiva de Martinho (1996, p. 101).

Quadro 8 – Principais vantagens e desvantagens dos materiais plásticos [15].

Vantagens Desvantagens

• Fácil utilização

• Baixa densidade

• Resistente à corrosão

• Isolante eléctrico

• Isolante térmico

• Fraca resistência mecânica (em geral)

• Dimensões instáveis

• Termicamente instáveis

• Baixa resistência ao calor e intempéries

• Dificuldade de reparação quando danificados

• Custo elevado (eventualmente)

Relativamente ao factor custo, quiçá aquele que, na indústria da construção civil, tem maior

peso tem na escolha do material a adoptar, quando existe mais que uma solução, verifica-se

que se considerarmos o custo por unidade de massa, os plásticos continuam a ser mais caros

que os seus concorrentes. Contudo, se os analisarmos em função do custo por unidade de

volume útil verificamos o contrário. De qualquer modo, o preço dos plásticos tende a

diminuir, pelo menos tem sido esta a tendência de mercado até aos dias de hoje, em virtude de

41


Os plásticos na Construção Civil

uma produção cada vez mais eficiente em resultado do relevante desenvolvimento que se tem

vindo a verificar na indústria dos plásticos [8].

42


Os plásticos na Construção Civil

III. PROCESSAMENTO DE MATERIAIS PLÁSTICOS

3.1. Introdução

Uma das mais importantes características dos plásticos é a facilidade com que podem ser

processados. Em alguns casos, artigos semi-acabados, tais como chapas ou varões, são

produzidas usando métodos convencionais como o caldeamento. No entanto, na maior parte

dos casos, o artigo acabado, que pode ter de uma forma complexa, é produzido numa única

operação. As etapas de processamento, de aquecimento, de moldagem e arrefecimento podem

ser contínuas, como no caso da produção de tubos por extrusão, ver à frente em 3.3.1., ou um

repetido ciclo de acções, mas na maioria dos casos os processos podem ser automatizados e

por isso são particularmente adequados a produção em massa [6].

Há um sem número de métodos de processamento (fabrico) que podem ser usados para os

plásticos. Na maior parte dos casos a escolha do método baseia-se na forma do componente e

se é um termoplástico ou um termoendurecível. É importante, no entanto, que durante o

processo de criação o projectista tenha uma compreensão básica da gama de métodos de

processamento para plásticos, já que uma forma inconcebível, ou um detalhe do desenho,

podem limitar a escolha de métodos por moldagem [6].

Far-se-á de seguida referência aos principais métodos de processamento de plásticos.

3.2. Processos industriais de polimerização

A produção industrial de plásticos pode ser feita recorrendo a processos diferentes nos quais

existe uma dinâmica de alteração constante devida ao desenvolvimento permanente de novas

tecnologias. Existem, contudo, alguns processos de polimerização que assumem maior

relevância que os restantes, como são os casos que a seguir se apresentam.

3.2.1. Polimerização em volume (massa)

Neste processo, muito utilizado na polimerização por condensação, o monómero e o activador

são misturados num reactor que é aquecido e arrefecido consoante as exigências do processo

[27;41].

3.2.2. Polimerização em solução

A polimerização em solução é um processo em que o monómero é dissolvido num solvente

não reactivo que contém um catalizador [27;41].

43


3.2.3. Polimerização em suspensão

Os plásticos na Construção Civil

O processo consiste em misturar o monómero com um catalizador e em seguida dispersá-lo

numa solução aquosa [27;41].

3.2.4. Polimerização em emulsão

O processo de emulsão é semelhante ao processo de suspensão, uma vez que envolve uma

emulsão estável de água, todavia adiciona-se um emulsionante (surfactante) para dispersar o

monómero sob a forma de partículas pequenas [27;32;41].

Fig. 3.1. Polimerização em emulsão [32]

O quadro 9 compara as características das polimerizações em massa, solução, suspensão e

emulsão.

44


Os plásticos na Construção Civil

Quadro 9 – Comparação dos sistemas de polimerização [41].

TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS

Volume (Massa) Alto grau de pureza

Requer equipamentos simples

Solução

Fácil controlo da temperatura

A solução polimérica formada

pode ser directamente utilizada

Emulsão Polimerização rápida

Obtenção de polímeros com alto

peso molecular

Fácil controlo da temperatura

Suspensão Fácil controlo da temperatura

Obtenção do polímero na forma

de pérolas

3.3. Processamento de termoplásticos

3.3.1. Extrusão

45

Difícil controlo de temperatura

Distribuição de peso molecular larga

O solvente reduz o peso molecular e

a velocidade da reacção

Dificuldades na remoção dos

solventes

Contaminação do polímero com

agentes emulsionantes e água

Contaminação do polímero com

agentes estabilizantes e água

Requer agitação contínua

Este processo, representado esquematicamente na figura 3.2., consiste na colocação da

matéria-prima numa tremonha, que a conduz a um parafuso de extrusão, onde é sujeita a

temperatura elevada. De seguida a matéria fundida e comprimida passa por uma cabeça

extrusora onde lhe é dada a forma desejada [13;19;25;27;43].

Fig. 3.2. Esquema de uma extrusora, mostrando as diversas zonas funcionais [27]


Os plásticos na Construção Civil

Através deste processo podem produzir-se tubos, perfis, chapas, filmes, revestimentos de

cabos eléctricos, etc., e todos os termoplásticos podem ser trabalhados com maior ou menor

dificuldade. No entanto, aqueles mais vulgarmente trabalhados por extrusão são o policloreto

de vinilo (PVC), o polietileno, as poliamidas e os acrílicos.

3.3.2. Injecção

Fig. 3.3. Extrusor de Polietileno [20]

O processamento por injecção (figura 3.4.) consiste em fundir a matéria-prima para que possa

ser injectada num molde com a geometria da peça desejada, onde permanece até se atingir um

arrefecimento que permita a sua desmoldagem. Quando isso acontece o molde abre-se e a

peça é expelida, reiniciando-se então a o processo para criação de uma nova peça

[12;13;19;25;27]. Ao contrário da extrusão, a injecção é um processo descontínuo.

Este processo tem algumas vantagens, tais como [27]:

i. Podem produzir-se peças de elevada qualidade com velocidade de produção alta;

ii. O processo tem custos laborais relativamente baixos;

46


Os plásticos na Construção Civil

iii. Pode atingir-se um bom acabamento superficial na peça moldada;

iv. O processo pode ser grandemente automatizado;

v. Podem fabricar-se formas complicadas.

E algumas desvantagens, tais como [27]:

i. O elevado custo do equipamento faz com que seja necessário produzir um grande

volume de peças, de modo a compensar o custo da máquina;

ii. O processo tem de ser rigorosamente controlado, para que se obtenham produtos de

qualidade.

Plásticos como o policloreto de vinilo, o polietileno, o poliestireno e os acrílicos são

produzidos por este processo.

3.3.3. Calandragem

1. Reservatório para matéria-prima 2. Canhão 3. Cilindro de injecção

4. Bico de injecção 5. Sistema de fecho e abertura do molde 6. Molde

Fig. 3.4. Esquema de uma máquina injectora [12]

Este é um processo em que a matéria-prima é forçada a passar entre cilindros aquecidos que

rodam a diferentes velocidades e é usado na produção de filmes e chapas [25].

3.3.4. Termomoldagem

A termomoldagem, ou termoenformação, de folha é um modo de processamento de

termoplásticos que consiste em impelir contra a superfície do molde, por acção de uma

pressão mecânica (quando se trata de moldes fechados), ou usando vácuo (quando se trata de

moldes abertos), uma folha de plástico aquecida. Esta técnica é usada fundamentalmente para

fabrico de chapas onduladas de PVC [25;27].

47


3.3.5. Moldagem por sopro

Os plásticos na Construção Civil

Neste processo, utilizado na produção de objectos de formas cilíndricas, tais como garrafas,

tambores e cântaros, um cilindro ou tubo de plástico aquecido, a que vulgarmente se chama

pré-forma, é colocado entre as mandíbulas dum molde, que depois é fechado prendendo as

extremidades do cilindro. A forma do objecto é adquirida injectando-se ar comprimido que

empurra o plástico contra as paredes do molde [27].

3.4. Processamento de termoendurecíveis

3.4.1. Moldagem por compressão

É um processo de moldagem que consiste em introduzir a resina termoendurecível, que pode

ser pré-aquecida, num molde quente contendo uma ou mais cavidades na parte inferior. A

parte superior, vulgarmente designada por molde macho, desce e comprime a resina plástica.

Pode ser feito a frio ou a quente, por via húmida ou por via seca, e é basicamente usado para

processamento de peças lisas para aplicar no fabrico de carroçaria para indústria automóvel

[25;27].

Este processo tem algumas vantagens, tais como [27]:

i. Devido à sua relativa simplicidade os custos de produção dos moldes são baixos;

ii. O fluxo relativamente curto do material reduz o desgaste e a abrasão dos moldes;

iii. É mais viável a produção de peças de grandes dimensões;

iv. Dada a simplicidade do molde é possível a utilização de moldes mais compactos;

v. Os gases libertados durante a reacção de cura podem libertar-se durante o processo de

moldagem.

E algumas desvantagens, como, por exemplo [27]:

i. Neste processo a produção de formas complicadas é difícil;

ii. É difícil que os componentes de uma peça mantenham tolerâncias apertadas;

iii. É necessário retirar as rebarbas às peças moldadas.

3.4.2. Moldagem por transferência

Este é também um método de moldagem de plásticos termoendurecíveis, como as resinas

fenólicas, ureias, melaminas e resinas alquilamidas [27], que difere da moldagem por

48


Os plásticos na Construção Civil

compressão no modo como o material é introduzido nas cavidades do molde. Neste método o

material não é introduzido directamente na cavidade do molde, mas sim numa câmara exterior

(câmara de carga). Depois do molde estar fechado, o material previamente aquecido é

transferido da câmara de carga por um êmbolo que o injecta através de canais apropriados no

molde. Após o material moldado ter tempo para que cura ocorra, de modo a formar-se um

material polimérico rígido reticulado, a peça é ejectada do molde [27].

Este processo tem algumas vantagens, tais como [27]:

i. Em relação à moldagem por compressão a moldagem por transferência tem a

vantagem de não se formarem rebarbas durante o processo, pelo que as peças

necessitam de menos operações de acabamento.

ii. Podem produzir-se muitas peças ao mesmo tempo, usando um sistema de gitagem.

iii. A moldagem por transferência é especialmente útil para fazer peças pequenas com

formas complicadas, que seriam difíceis de produzir por moldagem por compressão.

Por este processo é também possível moldar termoplásticos.

3.5. Processamento de compósitos 23

3.5.1. Laminação manual

Neste processo é feita uma impregnação da fibra de vidro com resina de forma manual e em

camadas sucessivas A resina é aplicada à trincha ou rolo, ou ainda por meio de um

pulverizador, como se se tratasse de uma pintura, sendo os moldes normalmente de madeira

ou em poliéster reforçado com fibra de vidro e a polimerização realizada à temperatura

ambiente [25].

Fabricam-se por este processo, por exemplo, peças sanitárias, chapas para coberturas e

revestimento de paredes, revestimento de barcos e de aeronaves, etc.

3.5.2. Projecção simultânea

Este processo consiste em cortar em pequenos troços fibra de vidro, na forma de fio contínuo,

e projectá-los simultaneamente com resina sobre a superfície do molde. Os moldes são

idênticos aos usados na laminação natural.

23 Compósito é um material formado por uma mistura ou combinação de dois ou mais micro ou

macroconstituintes, que diferem na forma e na composição química e que, na sua essência, são insolúveis entre

si [27].

49


Os plásticos na Construção Civil

Tal como na laminação natural, a projecção simultânea permite fabricar peças de grandes

dimensões, mas com a vantagem de obterem cadências de produção mais rápidas [3;25].

3.5.3. Moldagem por injecção

Fig. 3.5. Projecção simultânea [3]

Trata-se de um processo de moldagem em que a resina é injectada no reforço de fibra de

vidro, e que, dependendo do molde utilizado, tanto pode ser realizado à temperatura ambiente

(moldes de poliéster reforçado com fibras de vidro), como a temperaturas elevadas (máximo

de 120 ºC) se o molde for metálico.

Através deste método de moldagem são criadas peças quer para a indústria náutica (pranchas

de vela), quer para a indústria automóvel (carroçarias).

3.5.4. Moldagem em contínuo

Neste processo as fibras de vidro são depositadas sobre um filme termoplástico, previamente

coberto com resina, o mesmo acontecendo na superfície superior (também ela coberta com

resina, para que da moldagem resulte uma espécie de sandwich que irá adquirir a forma

pretendida, numa câmara de formatação e polimerização a quente).

Este método é utilizado para o fabrico de chapas planas ou onduladas [25].

50


3.5.5. Pultrusão

Os plásticos na Construção Civil

A pultrusão, ou extrusão por tracção, é um processo utilizado no fabrico de plásticos

reforçados por fibras, com a forma de perfis de secção constante, tais como vigas, calhas,

tubos cilíndricos ou mesmo com outras secções. Consiste em impregnar de resina um fio

contínuo de fibra de vidro. A mistura passa depois por um dispositivo que lhe dá a forma

(conformador) e numa câmara aquecida onde se dá a polimerização da resina. Obtém-se um

perfil que depois de puxado é cortado nas dimensões desejadas [3;25;27].

Fig. 3.6. Vista geral do processo de pultrusão [3]

Este processo tem algumas vantagens [3], tais como:

i. A produção é feita em contínuo e a cadência elevada;

ii. Pouca necessidade de mão-de-obra;

iii. Grande variedade de formas de perfis;

iv. Grande variedade de propriedades mecânicas, em função da natureza e percentagem

de reforço utilizado.

E algumas desvantagens [3], nomeadamente:

i. Os investimentos necessários são muito elevados;

ii. A conclusão da instalação deve ser feita por pessoal muito qualificado;

iii. O trabalho manual necessita determinada qualificação.

3.5.6. Centrifugação

Utiliza-se no fabrico de peças circulares de grandes diâmetros, tais como tubos e cisternas em

plásticos reforçados [3;11;25]. O material finamente dividido é colocado num molde

51


Os plásticos na Construção Civil

cilíndrico animado de movimento de rotação e aquecido do exterior. O material por acção

centrífuga distribui-se na superfície interior do cilindro, segundo uma espessura constante.

Após arrefecimento é feita a desmoldagem.

Fig. 3.7. Vista geral do processo de centrifugação [3]

3.5.7. Moldagem por enrolamento filamentar

Neste tipo de moldagem o material, fio contínuo, manta ou tecido, depois de impregnado de

resina termoendurecível, é enrolado em torno de um mandril que lhe dá a forma [3;25].

Este processo é usado no fabrico de tubos ou outras peças de grandes dimensões com forma

de revolução [3;25].

3.6. Principais aditivos

Fig. 3.8. Vista geral do processo de enrolamento [3]

No fabrico de materiais plásticos os polímeros são os constituintes básicos, mas não únicos,

em geral. Juntam-se-lhes normalmente aditivos em concentrações variadas cujas funções são

muito diversificadas, algumas de enorme relevância, destinando-se fundamentalmente a

melhorar as condições de processamento, as propriedades e a apresentação estética do produto

acabado.

52


Os plásticos na Construção Civil

Efectivamente, alguns aditivos têm por finalidade facilitar as operações de moldagem, outros

destinam-se a proteger o material contra alterações provocadas pelo calor durante aquela

operação, outros a limitar o seu envelhecimento durante a utilização, outros promovem um

desejado ajustamento de algumas das suas propriedades às funções a exercer, outros ainda

têm funções estéticas, modificando-lhes a cor e melhorando a sua apresentação, etc.

[3;8;21;34;43;53].

Na utilização dos aditivos é necessário ter em atenção alguns factores, tais como a

compatibilidade entre o aditivo e o polímero, grau de dispersão dos aditivos e a possibilidade

de antagonismos (ou sinergismos 24 ) de acções. Na realidade, um aditivo pode

simultaneamente melhorar uma dada característica num polímero e modificar, de forma

indesejável, uma outra propriedade base desse polímero [21]. De notar que a utilização de

aditivos não é apenas fruto de formulações dos polímeros e respectivas utilizações, “mas

também da legislação, da pressão dos consumidores, de factores ambientais e toxicológicos e

do desenvolvimento tecnológico”, Real (1999, p. 9).

Os aditivos para plásticos subdividem-se em adjuvantes e cargas. “Os adjuvantes são todas as

substâncias não poliméricas introduzidas num polímero, em pequenas quantidades, com o objectivo de facilitar o

seu processamento, modificando ou melhorando o seu comportamento reológico e/ou as suas propriedades

físicas e para lhe conferir estabilidade ao longo do tempo, fundamentalmente à acção do calor, da radiação

ultravioleta, à oxidação e ao impacto. Estas substâncias são normalmente, produtos orgânicos ou

organometálicos e possuem, geralmente, baixo peso molecular quando comparadas com os próprios polímeros.

As restantes substâncias são geralmente minerais, utilizadas em concentrações elevadas e designam-se por

cargas. No entanto, certos produtos minerais podem também classificar-se como adjuvantes, desde que a sua

função assim o justifique. Exemplo disso são os carbonatos mistos de alumínio e magnésio, usados na

estabilização térmica do PVC, ou o negro de carbono, usado também como pigmento, protector à radiação

ultravioleta e antioxidante em poliolefinas”, Real (1999, p. 9).

A aditivação faz-se após a polimerização, muitas vezes na fase de granulação ou durante a

transformação do polímero em produto acabado [8;21].

3.6.1. Adjuvantes

Este tipo de aditivos classifica-se em categorias, de acordo com a sua função [21]. Os tipos de

aditivos da classe dos adjuvantes usados com maior frequência são os corantes ou pigmentos,

os lubrificantes, os estabilizantes, os antioxidantes, os plastificantes, os retardadores de

chama, os agentes anti-estáticos e os agentes de formação de espumas [8;12].

24 Sinergia, acção conjunta de coisas, pessoas ou organizações, especialmente quando o efeito é superior ao que

é obtido através da totalidade das acções separadas de cada uma das partes [54].

53


Os plásticos na Construção Civil

Os corantes (substâncias solúveis) ou pigmentos (substâncias não solúveis) são aditivos que

permitem alterar a cor e melhorar a aparência estética do plástico [8;25].

Os lubrificantes externos são utilizados para o processo de desmoldagem de modo a evitar ou

atenuar as consequências do contacto directo entre o polímero e as partes metálicas quentes da

máquina. Os lubrificantes internos são usados para aumentar a facilidade com que as

moléculas do polímero deslizam umas sobre as outras [8;12;21;25].

Os estabilizantes são aditivos utilizados para proteger o polímero da degradação provocada

principalmente pela luz ultravioleta e pelo calor [3;8;12;21;25]. Neste tipo de aditivos podemse

encontrar os absorventes de raios ultra violeta, que se utilizam para proteger os plásticos da

nefasta acção dos raios solares. São aditivos que absorvem selectivamente este tipo de raios

mais enérgicos, devolvendo a energia absorvida em forma de radiações menos nocivas,

Antequera et al. (1994, p. 70).

Os antioxidantes são aditivos usados para evitar ou retardar a degradação dos termoplásticos

causada pela oxidação 25 das suas cadeias, por influência atmosférica ou por altas temperaturas

atingidas durante o seu processamento, tanto na fase de fabrico (na extrusão após a

polimerização), quanto durante a sua transformação [12].

Os plastificantes são produtos químicos utilizados para modificar as propriedades mecânicas

dos polímeros, no sentido de lhes suprimir ou reduzir o carácter frágil e vítreo e lhes

transmitir ductilidade e flexibilidade [8;12;21;25].

Os Retardadores de chama são aditivos incorporados aos plásticos com o objectivo de

modificar o seu comportamento quando expostos à chama, quer impedindo-os de pegar fogo,

quer impedindo a propagação da chama, a formação de fumo, ou ainda de pingar quando

estão a arder [8;12].

Os agentes anti-estáticos são aditivos que têm por finalidade impedir a criação ou

armazenamento de electricidade estática na superfície das peças ou produtos fabricados de

termoplásticos [8;12;21]. De referir que, pese embora a maioria dos termoplásticos serem

bons isolantes eléctricos 26 , não evita que sob determinadas condições estes materiais

25 Na presença de oxigénio dão-se reacções de fotoxidação que originam novas espécies químicas, geralmente

radicais, que por sua vez podem iniciar reacções químicas secundárias (de propagação ou de terminação), as

quais são fortemente dependentes da natureza e concentração daqueles radicais e também da temperatura [23].

26 Em 2000, o prémio Nobel da Química foi atribuído a um trio de investigadores, Hideki Shirakawa, do Japão,

Alan Heeger e Alan MacDiarmid, dos Estados Unidos. Estes investigadores colaboraram nos anos 70 no estudo

das propriedades de polímeros orgânicos, como o poliacetileno, isto é, plásticos e demonstraram que estes

54


Os plásticos na Construção Civil

adquiram facilmente, mas não percam com a mesma facilidade, cargas de electricidade

estática.

Os agentes de formação de espumas são espumas obtidas a partir dos polímeros que contém

no seu seio um aditivo capaz de, por volatilização, produzir um gás que actua como agente

espumante, ou o aditivo participa numa reacção química que gera um gás responsável pela

formação de espuma [8;25].

3.6.2. Cargas

Existe uma grande variedade de cargas, quer de uso frequente, quer de uso específico em

determinadas situações para resolver problemas pontuais. De qualquer modo, é sempre

necessário que as cargas utilizadas reúnam uma série de condições indispensáveis para a sua

correcta aplicação, em especial a neutralidade e a compatibilidade com a resina e resistência

dos agentes químicos [3].

As cargas podem ser inactivas, se o seu objectivo é a redução dos custos do produto acabado

sem induzir grandes alterações nas propriedades dos plásticos, ou funcionais se o seu

objectivo é a introdução de uma alteração específica nas propriedades do plástico tal como,

um aumento de resistência ao impacto, ou um melhoramento superficial. Este tipo de cargas,

de acordo com Real (1999, p. 10), “(…) normalmente acarretam um aumento de preço do

polímero”.

3.7. Técnicas de união de materiais plásticos

Os materiais plásticos podem ser unidos entre si através de um dos três processos

fundamentais a seguir indicados, ou por combinações entre eles.

3.7.1. Uniões por peças acessórias

A ligação de materiais plásticos por peças acessórias resulta da adopção, neste domínio, das

concepções utilizadas com os materiais tradicionais.

Este processo de união tem sobre os outros dois processos, a que a seguir se faz referência, a

vantagem de utilizar dispositivos desmontáveis, sendo a execução relativamente independente

da instabilidade das condições atmosféricas, o que nem sempre sucede com aqueles.

materiais, usualmente isolantes eléctricos, podem ser transformados em condutores eléctricos ([31]) através de

tratamentos apropriados. Por exemplo, oxidando alguns desses polímeros com iodo, aumenta a sua

condutividade eléctrica 10 milhões de vezes. Esta descoberta abriu uma área de possibilidades infinitas, que está

em grande expansão [38].

55


Os plásticos na Construção Civil

No âmbito da construção civil é corrente a união de materiais por meio de acessórios.

3.7.2. União por colagem

No âmbito da indústria da construção o processo de colagem é utilizado de preferência dentro

de oficinas, onde existem em geral melhores condições, sobretudo de carácter ambiental. No

entanto, a colagem pode também ser feita nos estaleiros, onde os adesivos podem ser também

utilizados na reparação de materiais, para além de ser utilizados em uniões.

A indústria de síntese põe à disposição dos construtores uma gama extensa de adesivos à base

de polímeros, que naturalmente devem ser devidamente escolhidos em função das condições

de uso.

3.7.3. União por soldadura

O processo de união por soldadura está, evidentemente, reservado aos materiais

termoplásticos.

A soldadura por meio de gás aquecido inspira-se na soldadura dos metais. Utilizam-se,

também neste domínio, varetas de material de adição, em geral idêntico ao material a soldar,

que por fusão preenche os sulcos criados por corte conveniente nos materiais a unir. O gás

deve ser quimicamente inerte (como o azoto), para que não possa originar alterações químicas

no material. Este processo é utilizado, sobretudo, para unir peças relativamente espessas. O

aquecimento dos materiais a soldar pode também ser feito por meio de ferramenta aquecida a

temperatura conveniente.

3.7.4. Uniões em plásticos reforçados com fibras

A ligação deste tipo de materiais plásticos é normalmente feita por uniões aparafusadas ou por

colagem.

De um modo geral, os métodos aplicados para uniões estruturais nos metais podem ser

aplicados aos materiais plásticos reforçados com fibras (PRF). Não obstante, a natureza física

dos PRF introduz problemas que não existiam com aqueles materiais e, embora determinadas

tendências possam estabelecer-se, não é normalmente possível para um determinado material

composto generalizar o comportamento.

A rigidez e a resistência anisotrópica, a baixa resistência ao corte inter-laminar e as

resistências de tracção ao longo da espessura produzem modos de rotura inesperados. O

comportamento da união pode também estar condicionado pelo tipo e forma da fibra, tipo de

56


Os plásticos na Construção Civil

resina e pela percentagem de fibra. Para além disso, a resistência é influenciada pelo tipo de

união, dimensões da união, etc. Logo, estas características fazem com que cada caso tenha

que ser analisado individualmente, sempre que se opta por uniões aparafusadas [2].

As ligações por colagem utilizam-se cada vez mais, uma vez que a qualidade dos adesivos e o

conhecimento técnico que se possui sobre o seu comportamento, tem vindo a aumentar nos

últimos anos. O quadro 10 foi elaborado de acordo as vantagens e desvantagens das uniões

por colagem, segundo Antequera et al. (1993, p. 10-28).

Quadro 10 – Vantagens e desvantagens das uniões por colagem de materiais compostos de

fibra de vido [2].

Vantagens Desvantagens

A concentração de tensões pode ser

minimizada.

A eficiência da união é alta,

obtendo-se economia de peso

relativamente às uniões mecânicas.

Não é possível eliminar a união sem

danificar os componentes.

A união pode ficar debilitada de forma

grave por efeitos ambientais.

As superfícies a colar requerem

preparação.

A integridade da união é dificilmente

observável por inspecção.

57


Os plásticos na Construção Civil

IV. PRINCIPAIS MATERIAIS PLÁSTICOS USADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

4.1. Materiais plásticos e respectivas siglas

No quadro 11 indicam-se alguns dos principais materiais plásticos e elastómeros, bem como

as respectivas siglas usualmente utilizadas para os indicar.

Quadro 11 – Principais materiais plásticos e respectivas siglas [8].

Designação do material plástico Sigla

TERMOPLÁSTICOS

Polietileno

Polietileno de baixa densidade

Polietileno de alta densidade

Polietileno reticulado

Polipropileno

Policloreto de vinilo

Poliacetato de vinilo

Poliestireno

Polimetacrilato de metilo

Policarbonato

Poliamida

Polibutileno (Polibuteno-l)

Polioxifenileno

Politereftalato de butileno

Politereftalato de etileno

Polioxirnetileno

Politetrafluoretileno

Politriclorofluoretileno

TERMOENDURECÍVEIS

Poliuretanos *

Resina epoxídica

Resina de fenol formaldeído

Resina de ureia formaldeído

Resina de melamina formaldeído

Poliéster insaturado

Silicone

ELASTÓMEROS

Silicone

Poliestireno butadieno

Poliestireno acrilonitrilo

Acrilonitrilo butadieno estireno

Polibutadieno

Poliisobutileno

Policloropreno (ou Neopreno)

Poliisopreno

58

PE

PEBD

PEAD

PER / PEX

PP

PVC

PVAC

PS

PMMA

PC

PA

PB

PPO

PBTB

PETB

POM

PTFE

PTC

PUR

EP

PF

UF

MF

UP

SI

SI

SB

SAN

ABS

PBD

PIB

-

PIP

٭ podem também apresentar-se como termoplásticos ou elastómeros

De notar que existe uma norma portuguesa sobre esta matéria [52], a qual contempla alguns

plásticos e respectivas siglas não indicados no quadro em questão. Como curiosidade referirase

ainda que Guedes e Filkauskas (1987, p. 93) acrescentam outros plásticos e respectivas


Os plásticos na Construção Civil

siglas em função da padronização feita pela norma ASTM 27 D 1600 e que Hall (1981, p. 2)

apresenta outras siglas para alguns elastómeros.

Dos plásticos indicados no quadro 11 far-se-á, de seguida, uma abordagem sucinta daqueles

que mais interesse têm para a construção civil, referindo-se a forma de processamento, a

respectiva estrutura química e as principais características e aplicações.

4.2. Polietileno (PE)

O polietileno é um termoplástico pertencente ao grupo dos polímeros poliolefínicos, sendo

uma das matérias plásticas mais desenvolvidas e conhecidas. De aspecto transparente ou

opaco, incolor ou colorido em diversas cores e tonalidades, embora a sua cor natural seja o

branco leitoso, de sensação ao tacto semelhante à cera, é obtido, tal como se faz referência em

2.1.1., a partir da polimerização do gás etileno, que resulta da desidratação do álcool etílico ou

da destilação do petróleo. Possui propriedades que podem variar em função da temperatura e,

sobretudo, das condições de pressão a que reacção ocorre [8;12;25].

Os tipos de polietileno obtidos de acordo com as condições da reacção são usualmente

distinguidos entre polietileno de baixa densidade ramificado (a reacção ocorre a alta pressão,

entre os 120 e 300 MPa e a temperaturas da ordem dos 150 a 300ºC), polietileno de baixa

densidade linear (produto recente produzido por processos diversos), ambos conhecidos pela

sigla PEBD, e o polietileno de alta densidade (a reacção ocorre a baixa pressão, entre os 2 e 5

MPa e a temperaturas da ordem dos 50 a 100ºC), conhecido pela sigla PEAD.

A partir do polietileno de alta densidade, usando determinados processos físicos ou químicos

para sujeitar as macromoléculas a reticulação, obtém-se um polietileno reticulado de sigla

PER, cuja resistência térmica é superior aos demais [8;25]. Segundo Esgalhado e Rocha

(2002, p. 15) argumenta ”O polietileno pode, em função do seu grau de cristalinidade, ter diferentes

densidades que permitem classificá-lo como polietileno de baixa densidade PEBD (densidade entre 0,910 e

0,925), polietileno de média densidade PEMD (densidade entre 0,926 e 0,940) e polietileno de alta densidade

PEAD (densidade entre 0,941 e 0,970) “.

Segundo Smith (1998, p. 333) “O GP médio do polietileno pode variar entre cerca de 3 500 e

25 000, correspondendo a massas moleculares médias entre 100 000 e 700 000 g/mol.”.

A estrutura química do polietileno é do tipo representado na figura 4.1.

27 ASTM é a sigla que identifica a “American Society For Testing And Material”.

59


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 4.1. Estrutura química do polietileno [30]

As principais características do polietileno podem ser resumidas a um baixo custo, facilidade

de ser trabalhado, isolante eléctrico, combustível e sensível à radiação solar, intumescência

em contacto com gorduras, colagem difícil, propriedades mecânicas dependentes do grau de

polimerização e cristalinidade, boa resistência ao choque, embora sensível à fissuração sob

tensão, inodoro, atóxico, o que segundo Guedes e Filkauskas (1987, p. 102) “(…) implica o

uso de pigmentos exclusivamente orgânicos”, permeável a certos gases ou vapores, como,

por, exemplo o dióxido de carbono, o oxigénio, o azoto e o vapor de água, boa resistência aos

ácidos fracos e fortes não oxidantes, às bases e à maioria dos solventes orgânicos e quando

reticulado tem boa resistência térmica, [8;12;25;27;30].

As principais aplicações genéricas do polietileno são as embalagens, garrafas, brinquedos e

conservantes de madeira. No sector da construção civil o polietileno é aplicado em filmes

geotêxteis, geomembranas, barreiras de humidade, protecção temporária de paredes contra a

chuva, cobertura de materiais depositados ao ar livre, coberturas protectoras para

equipamentos, protecção contra poeira em obras de construção, isolantes de cabos eléctricos,

canalizações de água, de esgoto e de gás.

Fig. 4.2. Protecção de obra em polietileno [15]

O Polietileno, quando reticulado, pode ainda ser utilizado em condução de água quente e no

fabrico de material hospitalar com necessidade de esterilização [8;15;25;27;30;43].

60


4.3. Polipropileno (PP)

Os plásticos na Construção Civil

O polipropileno é também um termoplástico com origem no grupo dos polímeros

poliolefínicos, sendo um dos mais importantes plásticos de massa, devido às suas inerentes

versatilidades, aliadas a um custo adequado a um consumo em larga escala. De aspecto

transparente ou opaco, incolor ou colorido em todas as cores e tonalidades, embora a sua cor

natural seja o branco leitoso, é obtido a partir da polimerização do propileno, que resulta da

destilação do petróleo, num procedimento semelhante ao do polietileno de alta densidade, isto

é, sob pressão e na presença de catalizadores [8;12;25].

É um polímero com enorme mercado devido às propriedades que lhe são inerentes, aliado à

possibilidade de ser adicionado com inertes (cargas), ou ser reforçado com fibras de vidro, ou

ainda copolimerizado de etileno e propileno (polipropileno copolímero) originando materiais

com características muito apreciadas do ponto de vista técnico comercial [8;12;25].

A estrutura química do polipropileno é do tipo representado na figura 4.3.

Fig. 4.3. Estrutura química do polipropileno [30]

O polipropileno possui propriedades muito semelhantes às do polietileno de alta densidade,

todavia tem uma menor densidade, mas uma maior rigidez e dureza, bem como um ponto de

amolecimento mais elevado.

Das suas principais características há a destacar o baixo custo, elevada resistência química,

excepto a ácidos oxidantes, fácil moldagem, fácil coloração, alta resistência à fractura por

flexão ou fadiga, boa resistência ao impacto acima de 15 o C, boa estabilidade térmica, maior

sensibilidade à luz UV e agentes de oxidação, sofrendo degradação com maior facilidade que

o polietileno. É o mais rígido entre os polímeros poliolefinicos e mantém esta característica se

submetido a mais de 100°C, tem resistência à fluência superior ao PEAD, possui muita

resistência a abrasão e ao calor, tem excelentes qualidades dieléctricas e de isolamento, uma

muito especial resistência às repetidas dobragens (10 milhões de flexões), uma colagem

difícil, é combustível e permeável a gases e solventes orgânicos [8;12;25;27;30;43].

61


Os plásticos na Construção Civil

As principais aplicações genéricas do polipropileno são os brinquedos, calçados, utensílios

domésticos, componentes de electrodomésticos, embalagens, componentes para a indústria do

automóvel, artigos de desporto, isolamento de cabos eléctricos, etc. Na construção civil

utilizam-se materiais de polipropileno em sistemas de tubagem para distribuição de água e

drenagem de águas residuais a temperatura elevada (é um forte concorrente do PER), em

sistemas de aquecimento a água e na drenagem exterior de águas residuais [8;12;25;27;30].

4.4. Policloreto de vinilo (PVC)

O policloreto de vinilo, ou abreviadamente PVC, é um termoplástico de massa de uso e forma

de apresentação diversificada. É o único material plástico que não é 100% originário do

petróleo. O PVC contém, em peso, 57% de cloro (derivado do cloreto de sódio - sal de

cozinha) e 43% de eteno (derivado do petróleo). Obtido pela reacção de polimerização do

cloreto de vinilo sob a acção do calor e na presença de catalizadores apropriados. Existem

algumas variantes do PVC, tais como o PVCH, o PVCW e o PVCC, sendo esta última a

variante mais conhecida. Denominada por policloreto de vinilo colorado, obtém-se

provocando a fixação de átomos de cloro sobre o PVC [8;12;25;47].

São poucas as aplicações em que o PVC é utilizado sem que haja necessidade de adicionar

compostos ao material base, de modo a permitir o seu processamento e conversão em

produtos finais. Os componentes a adicionar podem ser plastificantes, estabilizadores de

temperatura, lubrificantes, materiais de enchimento e corantes orgânicos e inorgânicos [27].

A estrutura química do policloreto de vinilo é do tipo representado na figura 4.4.

Fig. 4.4. Estrutura química do policloreto de vinilo [30]

O PVC é um material de elevada resistência química e grande capacidade de se misturar com

aditivos, o que permite a produção de uma vasta gama de produtos com diferentes

propriedades físicas e químicas. Podem-se, no entanto, generalizar a todas as variantes

características como: versatilidade, leveza (1,4 g/cm 3 ), o que facilita seu manuseio e

aplicação, fabricado com baixo consumo de energia, solidez e resistência a choques,

62


Os plásticos na Construção Civil

impermeabilidade a gases e líquidos, boa resistência à abrasão, à acção de fungos, bactérias,

insectos e roedores, boa estabilidade dimensional, bom isolamento térmico, eléctrico e

acústico, sensibilidade ao choque a baixas temperaturas, não propaga a chama, sendo autoextinguível,

quimicamente inerte à maioria dos produtos químicos, não resiste bem a

temperaturas superiores a 70ºC (o PVCC resiste bem a temperaturas até 100 ºC) e decompõese

a temperaturas superiores a 150 ºC, sendo ainda sensível à radiação solar

[8;12;25;27;30;47].

O PVC tem variadas aplicações que vão desde os isoladores eléctricos, mangueiras, sapatos e

malas de mão, aos discos áudio. No sector da construção civil, o PVC é de todos os plásticos

utilizados o mais conhecido e mais facilmente identificável, quer por leigos quer por

entendidos, sendo principalmente usado em redes de distribuição de água potável domiciliar e

pública, redes de saneamento básico domiciliar e público, revestimento de paredes,

revestimento de piscinas, calhas técnicas, esquadrias, portas e janelas, recobrimento de fios e

cabos eléctricos, forros e divisórias, mantas de impermeabilização, persianas e venezianas,

papel de parede e chapas onduladas para coberturas [8;12;25;27;47].

4.5. Poliacetato de vinilo (PVAC)

O poliacetato de vinilo, ou abreviadamente PVAC, obtém-se por copolimerização do acetato

de vinilo resultante da reacção entre o acetileno e o ácido acético glacial, na presença de

catalizadores [8;25]. A sua estrutura química é do tipo representado na figura 4.5.

Fig. 4.5. Estrutura química do poliacetato de vinilo [8]

O PVAC é um material de grande plasticidade, com poder de aderência, solúvel a frio (o que

o torna adequado para entrar na composição de copolímeros e polímeros pouco solúveis), boa

resistência a óleos e gorduras e uma resistência térmica superior à do PVC [8;25].

O PVAC é utilizado na preparação de soluções ou emulsões para revestimentos ou

impregnações para impermeabilizações [8;25].

63


4.6. Poliestireno (PS)

Os plásticos na Construção Civil

O poliestireno standard, de sigla PS, obtém-se a partir da polimerização do estireno, sendo

este obtido a partir do etilbenzeno, depois de sofrer desidrogenação, vaporização e

condensação. Termoplástico duro e quebradiço, com transparência cristalina, sem odor e sem

sabor [8;12;25;27], a sua estrutura química é do tipo representado na figura 4.6.

Fig. 4.6. Estrutura química do poliestireno [30]

De um modo geral, os poliestirenos têm boa estabilidade dimensional, baixa retracção na

moldagem e são fáceis de processar a um baixo custo, baixa densidade, elevada resistência à

absorção de água e à difusão do vapor de água, baixa resistência a óleos e solventes

orgânicos, e baixa resistência à radiação solar, calor e intempéries, boa resistência à tracção e

má resistência ao choque [8;12;25;27].

O Poliestireno é um plástico límpido utilizado em utensílios de cozinha. Na forma de espuma

serve para isolamentos (nomeadamente térmicos) e coberturas.

Existem no mercado vários tipos de poliestireno, indicam-se a seguir alguns desses tipos.

4.6.1. Poliestireno butadieno (SB)

O poliestireno butadieno obtém-se por copolimerização do estireno com o butadieno. Este

tipo de poliestireno tem, em relação ao standard, a vantagem de ser mais resistente ao impacto

[25;27].

4.6.2. Poliestireno acrilonitrilo (SAN)

O poliestireno acrilonitrilo é um copolímero aleatório e amorfo de estireno e acrilonitrilo. Este

tipo de poliestireno tem, em relação ao standard, a vantagem de ser mais resistente

quimicamente, tem temperaturas de deflexão superiores, maior tenacidade e maior capacidade

de suportar cargas [25;27].

As principais aplicações são as lentes, instrumentos para automóveis, seringas etc. No sector

da construção civil utilizam-se na substituição de vidros.

64


4.6.3. Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)

Os plásticos na Construção Civil

É um termoplástico, obtido por copolimerização do estireno com o acrilonitrilo e com o

butadieno. Este tipo de poliestireno tem, em relação ao standard, a vantagem de ser mais

resistente ao impacto e ter maior resistência mecânica [25;27].

As principais aplicações são as tubagens e acessórios, em particular tubos para esgotos de

edifícios.

4.6.4. Espuma de poliestireno expandido (EPS)

O poliestireno expandido é um plástico celular e rígido, que se pode apresentar numa grande

variedade de formas e aplicações. Trata-se de uma espuma de poliestireno moldada,

constituída por um aglomerado de grânulos produzida por polimerização inicial do monómero

estireno, por aquecimento numa suspensão de água. Durante o processo de polimerização é

introduzido um agente de formação de espumas que provoca a expansão das esferas, criando

um favo de esferas fechadas que depois de colocadas num molde e aquecidas de novo dão

origem a uma espuma inodora, inerte e atóxica [8;33]

Fig. 4.7. Construir com EPS [33]

O EPS é versátil, fácil de manusear e colocar, apesar de muito leve tem uma resistência

mecânica elevada, baixa condutibilidade térmica, isolante térmico, amortecedor de impactos,

resistente à compressão, totalmente inócuo, impermeável e resistente à humidade, resistente

quimicamente (é compatível com a maioria dos materiais correntemente utilizados na

construção de edifícios, tais como cimento, gesso, cal, água, etc.), baixa absorção de água e

insensível à humidade, sendo resistente ao envelhecimento.

As aplicações do EPS na construção civil são extraordinariamente variadas, para além de ser

um excelente material de isolamento térmico, pode também ser um sistema construtivo.

65


Os plásticos na Construção Civil

As suas principais características tornam-no num material especialmente apropriado para uma

utilização como isolante, elemento de aligeiramento e enchimento, substrato para a realização

de formas decorativas de acabamento.

4.6.5. Espuma de poliestireno extrudido (XPS)

O poliestireno extrudido é também uma espuma rígida de poliestireno, mas diferencia-se do

EPS por ser obtida por um processo de extrusão em contínuo e por empregar outros gases

expansores. A sua única aplicação corrente é como isolamento na construção civil,

apresentando-se sob a forma de placas coloridas, existindo no entanto um sucedâneo, O PSP

(poliestireno papel), que é também uma espuma rígida de poliestireno extrudida produzida

com uma fraca espessura (2 - 3 mm) e cuja aplicação básica são as bandejas e tabuleiros para

acondicionar produtos alimentares [33].

O XPS tem elevada resistência térmica e grande resistência à compressão.

4.7. Polimetacrilato de metilo (PMMA)

Fig. 4.8. Isolar com poliestireno extrudido [44]

O polimetacrilato de metilo (plástico acrílico) é um termoplástico homopolímero, cuja

principal característica é a transparência. Obtém-se a partir da reacção de polimerização do

metacrilato de metilo na presença de catalizadores [8;12;25;27]. A estrutura química do tipo

representado na figura 4.9.

Fig. 4.9. Estrutura química do polimetacrilato de metilo [8]

66


Os plásticos na Construção Civil

As principais características deste plástico são a transmissão de luz (92%), leve, brilhante,

combustível, não estilhaça, é resistente à intempérie, pode fissurar sob tensão, tem um

coeficiente de dilatação térmica linear elevado e uma resistência química limitada pela acção

dos ácidos oxidantes [8;12;25;27;48].

Na construção civil o PMMA é utilizado em vidros sintéticos anti-vandalismo (conhecido por

vidro acrílico), sinalizadores de tráfego, clarabóias e banheiras [8;12;25;27].

4.8. Policarbonato (PC)

Importante plástico de engenharia, da família dos poliésteres aromáticos, acidentalmente

descoberto em 1898 na Alemanha, mas cujo desenvolvimento apenas seria retomado em

1950, passando a ser comercializado a partir de 1958 [12]. O policarbonato obtém-se a partir

da reacção de policondensação entre o fosfogeno e o bisfenol-A. Termoplástico sólido, de

estrutura amorfa, apresenta-se transparente no seu estado original, podendo ser tingido com

qualquer tipo de corantes [8;12;25;27]. Tem estrutura química do tipo representado na figura

4.10.

Fig. 4.10. Estrutura química do policarbonato [30]

A excelente resistência à fluência e ao impacto, a boa transparência (85%), estabilidade

dimensional e térmica, resistência aos raios ultravioleta, alta temperatura de deflexão, boas

características de isolamento eléctrico são as suas principais propriedades [8;12;25;27;30;48].

O policarbonato é aplicado em compact-discs (CD’s/DVD’s), janelas e óculos de segurança,

carcaças para ferramentas eléctricas, computadores, copiadoras e impressoras, frascos,

escudos de polícia anti-choque, aquários, etc. Na construção civil também é usado como vidro

sintético anti-vandalismo e telhas para coberturas transparentes/translúcidas com propriedades

de isolamento térmico (por introdução de almofada de ar entre duas lâminas deste material)

[8;12;25;27;30].

4.9. Poliamida (PA)

As poliamidas, comercialmente conhecidas por nylons, são termoplásticos aromáticos obtidos

por polimerização e condensação de um diácido orgânico com uma diamina alifática

[8;12;25;27]. A estrutura química é do tipo representado na figura 4.11.

67


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 4.11. Estrutura química da poliamida [8]

As poliamidas podem ser reforçadas com fibra de vidro, com o objectivo de melhorar o seu

desempenho mecânico e térmico. Podem ainda ser copolimerizadas de forma diversificada.

As principais características são a elevada resistência ao desgaste, ao choque e à tracção,

resistência à fadiga e à riscagem, baixo coeficiente de atrito, boa resistência térmica,

excelentes propriedades eléctricas, auto-extinguíveis, bastante higroscópicas e resistentes ao

ataque químico da maioria dos produtos químicos [8;12;25;27].

As principais aplicações são o fabrico de componentes de engenharia, tais como parafusos,

porcas, buchas, acessórios para portas e janelas, etc. [8;12;25;27].

4.10. Polibutileno (PB)

O polibutileno é obtido a partir da polimerização do monómero butileno, cuja estrutura

química é do tipo representado na figura 4.12.

Fig. 4.12. Estrutura química do polibutileno [8]

Este termoplástico é leve, apresenta resistência elevada, é flexível, dúctil e tenaz, resistente a

temperaturas elevadas, possui boa resistência química, embora atacado por alguns ácidos

fortes e algumas bases fortes, de preço elevado, é sobretudo aplicado em tubagem para

distribuição de água quente [8].

4.11. Poliuretanos (PUR)

Os poliuretanos obtêm-se da reacção de compostos de isocianato com compostos que

possuem hidrogénios reactivos [8;25;27]. A estrutura química é do tipo representado na figura

4.13.

68


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 4.13. Estrutura química do poliuretano [8]

Além do seu extraordinário coeficiente de transferência de calor, tenacidade, resistência à

abrasão, desgaste e envelhecimento, os poliuretanos também são isolantes eficazes contra

chuva, vento, neve, poeira e correntes de ar, absorvem barulho e vibrações estruturais. As

espumas de poliuretano para coberturas industriais são resistentes e podem ser feitas em

várias cores [8;25;27;36].

Os poliuretanos são usados em engenharia civil como isolantes térmicos e acústicos em

estruturas de coberturas, janelas, persianas e vários tipos de telhados, além de equipamentos

de aquecimento e refrigeração, incluindo enchimento de espaços ao redor de oleodutos para

transportes de energia e outras tubagens, preenchimento de cavidades e fendas, ajuste de préfabricados,

fixação de batentes e de guarnições de portas e janelas, colchões e estofos.

Quando preparados na forma líquida servem para tintas ou vernizes, e na forma de espuma

para estofos e enchimentos [8;25;27;36].

4.12. Resinas epoxídicas (EP)

As resinas epoxídicas constituem uma família de materiais poliméricos termoendurecíveis,

obtidas a partir de diferentes compostos químicos. Os plásticos epoxídicos obtêm-se a partir

de epoxídos adicionados com compostos com átomo de hidrogénio reactivo [8;25;27]. A

estrutura química é do tipo representado na figura 4.14.

As características deste tipo de materiais dependem do grau de reticulação das cadeias

moleculares do polímero, podem contudo considerar-se como comuns a todos eles algumas

características genéricas, tais como boa resistência química (excepto para acetonas, bases e

ácidos fortes), boas propriedades eléctricas, grande poder de aderência, boa resistência à

humidade e aos agentes atmosféricos, boas propriedades mecânicas, elevada dureza e

flexibilidade e boa resistência à temperatura [8;25;27].

Fig. 4.14. Estrutura química das resinas epoxídicas [8]

69


Os plásticos na Construção Civil

As resinas epoxídicas são utilizadas em tintas, vernizes, na laminação da madeira e cola,

cisternas e tubagens e adesivos para reparação de betão e outros materiais pétreos.

4.13. Resinas Fenólicas (PF)

Os plásticos fenólicos, também conhecidos por fenoplásticos, resinas fenólicas, resinas de

fenol-formal ou pela designação comercial baquelite, obtêm-se por reacção de polimerização

de um aldeído (normalmente o formaldeído) com um fenol [8;25;27]. A estrutura química é

do tipo representado na figura 4.15..

Fig. 4.15. Estrutura química das resinas fenólicas [8]

Os fenoplásticos são extremamente duros, possuem boas propriedades mecânicas, elevado

módulo de elasticidade, boa estabilidade dimensional, resistem a elevadas temperaturas

(podem suportar continuamente temperaturas da ordem dos 150 ºC) e tem um coeficiente de

dilatação térmica linear reduzido, quimicamente inertes excepto para ácidos e bases fortes e

quando expostos à radiação solar tendem a escurecer gradualmente [8;25;27].

Aplicam-se na indústria eléctrica no fabrico de diversos tipos de isolantes, quadros eléctricos

e cabos de ferramentas, são também utilizados no fabrico de colas (metal-metal e metalmadeira)

usadas em aeronáutica e ainda na imitação do marfim e tartaruga (depois de

coloridos) para fabrico de brinquedos. Na construção civil são usados para isolamento térmico

e como aglomerantes de diversos materiais [8;25].

4.14. Resinas de ureia formaldeído (UF) e de melamina formaldéido (MF)

Os aminoplásticos são obtidos pela policondensação da ureia e formol, ou de melamina com

formol e são termoendurecíveis, tal como os fenoplastos [8;25;27]. A estrutura química é do

tipo representado na figura 4.16.

Fig. 4.16. Estrutura química da melamina [8]

70


Os plásticos na Construção Civil

Estas resinas são incolores, inodoras, transparentes, duras e de bom acabamento superficial.

Podem suportar temperaturas até 120 ºC em regime contínuo, resistem bem a ácidos e bases

fracas, são excelentes isolantes eléctricos, têm resistência ao impacto medíocre e boa

resistência aos agentes atmosféricos [8;25;27].

Têm como principais aplicações o fabrico de colas para contraplacados e madeira, fabrico de

corpos moldados para electrodomésticos (misturadores, máquinas de barbear, etc.), de

vernizes para soalho. Devido à sua grande dureza e transparência, os aminoplásticos de

melamina-formol são muito utilizados no fabrico de laminados decorativos, em mesas e

cadeiras e outros móveis para cozinhas e restaurantes [8;25;27].

4.15. Poliéster insaturado (UP)

Os poliésteres resultam da policondensação de um ou vários ácidos dicarboxilicos (diácidos)

com um ou vários álcoois divalentes (diálcoois). Podem apresentar uma cadeia linear ou

tridimensional (esta conseguida pela adição de uma substância polimerizável como, por

exemplo, o estireno) e, consequentemente, podem ser termoplásticos ou termoendurecíveis

[8;25;27]. A estrutura química é do tipo representado na figura 4.17.

As características deste tipo de materiais dependem do monómero e do grau de reticulação.

Podem, contudo, considerar-se algumas características genéricas, tais como boa resistência

química, boas propriedades eléctricas, resistência à corrosão, combustibilidade reduzida,

possuem grande poder de absorção e amortecimento de vibrações sonoras, bons isolantes

térmicos, resistem bem à humidade e possuem boa resistência mecânica que pode ser

melhorada quando reforçados com fibra de vidro ou amianto [8;25;27].

Fig. 4.17. Estrutura química de um póliester insaturado [8]

Têm como principais aplicações a construção de tubos e recipientes para produtos químicos,

construção de grandes depósitos e tanques de camiões, carroçarias para automóveis, barcos de

71


Os plásticos na Construção Civil

recreio, etc. Na construção civil, quando reforçados, aplicam-se em chapas planas e onduladas

para coberturas, moldes para cofragens de betão, tubagem de grande diâmetro e louça

sanitária, quando não reforçados aplicam-se em mástiques, mármores sintéticos, vernizes e

gel-coats [8;25;27].

4.16. Silicones (SI)

Os silicones podem ser obtidos na forma de ceras, óleos lubrificantes, de resinas plásticas

termoendurecíveis e de elastómeros. São polímeros organo-silícicos nos quais o silício

substitui o carbono dos compostos orgânicos, obtendo-se pela hidrólise dos clorosilanos,

seguida da condensação do produto instável assim obtido [8;25;27]. A estrutura química é do

tipo representado na figura 4.18.

Fig. 4.18. Estrutura química de um silicone [8]

Os óleos lubrificantes possuem boas características, a sua viscosidade varia muito pouco com

a temperatura e apresentam pequena tensão superficial. Aplicam-se em agentes de

desmoldagem, lubrificantes e protecção contra a corrosão [8;25;27].

Os silicones plásticos possuem boa estabilidade térmica, podendo suportar temperaturas até

250 ºC, sendo bons isoladores eléctricos, principalmente quando prensados com amianto e

fibra de vidro. Por estas razões, são utilizados em revestimentos sujeitos a variações de

temperatura consideráveis, revestimentos anti-aderentes e, em electrotecnia, como isolantes

[8;25;27].

Os elastómeros possuem uma importante propriedade, que é a de manterem a sua elasticidade

e resistência à tracção num grande intervalo de temperaturas (-110 a +200 ºC). Apresentam,

ainda, grande inércia química e são antiaderentes. Usam-se como vedantes e isolantes em

situações térmicas severas, em correias de transporte para a indústria alimentar; na indústria

farmacêutica e aplicações cirúrgicas, em tubos para transformações e válvulas artificiais para

o coração [8;25;27].

Na construção civil utilizam-se para colagem e vedação in situ (bancas, banheiras,

caixilharias, fissuras, etc).

72


4.17. Plásticos compostos

Os plásticos na Construção Civil

Os compósitos são materiais fabricados expressamente para melhorar os valores e

propriedades que os materiais que os constituem apresentam individualmente. De um modo

geral, poder-se-á afirmar que nos compósitos as fibras suportam os esforços mecânicos e as

resinas a configuração final do produto acabado, por analogia com o betão armado, as fibras

desempenham o papel da armadura e as resinas o do betão [3].

Entre os compósitos distinguem-se os três tipos seguintes [3]:

i. Materiais compostos de matriz orgânica, em que a matriz utilizada tanto pode ser um

termoendurecível como os poliésteres, resinas epóxidicas, resinas fenólicas, entre

outros, ou um termoplástico, como o propileno, poliamida, ou como fibras são usadas

as de vidro, carbono, aramida, boro, etc.

ii. Materiais compostos de matriz cerâmica, em que a matriz é cerâmica, sendo a mais

utilizada o carboneto de silício de carbono, sendo as fibras de carbono, cerâmicas,

metálicas, etc.

iii. Materiais compostos de matriz metálica, em que as matrizes utilizadas são de

alumínio, de titânio, prata, cobre, entre outras, e as fibras usadas são de boro,

cerâmicas, carbono, alumínio, etc.

4.17.1. Plásticos compostos de fibra de vidro (PRFV)

Actualmente o mercado dos compósitos é quase totalmente formado por compostos de matriz

orgânica com diferentes tipos de fibras, sendo as mais comuns de vidro, os PRFV, também

conhecidos por GFRP (do inglês: Glass Fiber Reinforced Polymer [39]).

Fig. 4.19. Amostra de fibra de vidro [15]

73


Os plásticos na Construção Civil

A utilização em trabalhos de engenharia civil de polímeros reforçados com fibra de vidro data

de antes de 1950, segundo Gaylord (1974, p. 3), “(…) aplicação comercial (desde

aproximadamente 1946) (…)”, quando foram pela primeira vez estudados para uso estrutural.

No entanto, apenas após os anos setenta é que eles foram, finalmente, considerados para

aplicação em estruturas de engenharia e a sua superior performance sobre o aço foi

reconhecida [11;24].

Pese embora estes materiais terem sido aplicados com sucesso a uma grande variedade de

usos, isto não significa utilização indiscriminada para substituírem outros materiais, aliás de

acordo com Gaylord (1974, p. 4), “ Os plásticos reforçados têm sido mal aplicados e não é

legítimo afirmar que não têm limites”.

Os plásticos reforçados com fibras de vidro têm, em relação a outros materiais, algumas

vantagens, tais como: grandes e complexas formas, reparações ou substituições podem ser

rapidamente criadas ou fabricadas, laminados feitos por processos mecânicos apresentam

propriedades físicas, mecânicas e eléctricas facilmente reproduzidas, é possível maior

liberdade de projecto com plásticos reforçados com fibras de vidro do que com a maior parte

de outros materiais, maior relação força-peso, são extremamente elásticos e duros e não

amolgam como o metal, além de possuírem boas qualidades de resistência ao tempo não

corroem e são resistentes a ataques químicos assim como a fungos, sendo bons isolantes

eléctricos e térmicos. E, com certeza, algumas desvantagens, tais como: não podem ser

utilizados se a temperatura for superior a 400 ºF (aproximadamente 205 ºC), a rigidez não é

muito alta se comparada com alguns metais, as propriedades dos laminados manufacturados

são difíceis de reproduzir repetitivamente, o custo das matérias brutas é relativamente alto,

tendo contudo menores custos de instalação, de equipamento e menos trabalho, sendo que

alguns processos de laminagem são lentos se comparados com os usados para os metais [11].

74


Os plásticos na Construção Civil

V. UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Tal como foi sendo dito ao longo do texto, os materiais plásticos têm vindo a crescer de

importância nos mais variados domínios. No quadro 12 é feita uma abordagem às

potencialidades destes materiais em relação ao tipo de aplicação pretendido no âmbito da

construção civil.

Quadro 12 – Principais aplicações de materiais plásticos na construção civil [25].

Tubagem

Designação do produto Aplicação Material plástico utilizado (a)

Condutas de água fria PVC, PEAD, PEBD

Condutas de água quente e

aquecimento

75

PER, PVCC, PP, PB, PEX

(utilizáveis também em condutas de

água fria)

Condutas de esgoto e ventilação PVC, PEAD, PEBD

Perfis Persianas. caixilharia, rodapés PVC

Moldes para cofragem

Construção de estruturas de

betão

Betão impregnado com plásticos:

PS, PP, PUR

elementos resistentes a agentes

PMMA, PVAC

Betão com aditivos plásticos

químicos agressivos, e com boa

resistência mecânica

Betão celular: prefabricados de

grandes dimensões e elementos

isolantes

PS (esferas pré-expandidas)

Tijolos cerâmicos celulares

Substituição do tijolo tradicional PS (esferas pré-expandidas)

Placas delgadas (ladrilho e rolo) Revestimento de piso e de parede PVC, PVAC

Placas de mármore sintético UP (com granulado pétreo)

Painéis

Cobertura de fachadas UP, PVC (com ou sem alma

em PS expandido)

Revestimento de tectos PS expandido

Placas e espumas

injectadas. em

espaços confinados

Isolamento térmico e acústico

PS expandido, PUR

Impermeabilização

EP, SI, PUR

Argamassas sintéticas

Revestimento de piso

PVAC, PUR (interiores)

Epoxídicos e copolímeros

EVAC (muito resistentes -

estradas, naves industriais)

Chapa ondulada

Cobertura (horizontal e vertical) PVC, UP:(reforçado com fibra

de vidro)

Vidro sintético

Substituição do vidro-iluminação

cobertura, clarabóias, divisórias

PMMA, PC

Telas

Impermeabilização

PVC, PEAD, PP, PA, propileno

copolímero

Geotêxteis

Filtragem, drenagem, consolidação

de terrenos

PVC, PEAD, PP

Juntas

Absorção da dilatação de elementos de PVC, neopreno, propileno

betão

copolímero

Mástiques

Estanquidade de uniões em carpintaria

metálica e de madeira,

em obras hidráulicas e em aeroportos

Borracha de silicone, PUR

Apoios

Apoios de estruturas para

absorção de cargas e/ou facilidade de

deslizamento

Borracha sintética, Neoprene

Louça sanitária (banheiras, bases Instalações sanitárias

UP (reforçado com fibras

de chuveiro, WC monobloco, etc.]

de vidro)

(a) O significado das siglas está indicado no quadro 11.


Os plásticos na Construção Civil

Hoje, olhamos para um tubo de queda de águas pluviais em plástico e quase nos esquecemos

que não era este o material que ainda há pouco tempo se utilizava para este tipo de função. De

facto, a competitividade no que à qualidade versus preço diz respeito, não permite grandes

veleidades aos projectistas, pelo que estes apenas utilizam materiais tradicionais, no caso em

apreço, por exemplo o zinco, cujo preço é pouco convidativo, por razões meramente estéticas.

Contudo, os plásticos não se têm vindo a impor apenas pelo seu baixo custo, na realidade a

indústria dos materiais plásticos propõe-se oferecer produtos cujas potencialidades, embora

não respondam totalmente a todas as solicitações do sector da construção civil, constituem

alternativa para a resolução de alguns problemas para os quais os materiais tradicionais não

conseguem dar resposta cabal.

Indicam-se de seguida algumas das utilizações de materiais plásticos na construção civil.

5.1. Tubagens

A aplicação de tubagem de materiais plásticos no interior de edifícios surgiu em Portugal na

década de 60, não parando de crescer desde aí.

As vantagens dos tubos de materiais plásticos sobre os tubos de materiais tradicionais são, em

especial, a sua boa resistência química, a sua leveza e a consequente facilidade de transporte,

manuseamento e montagem. O seu baixo coeficiente de condutividade térmica é também uma

vantagem, na medida em que contribui para uma redução dos inconvenientes de circulação do

fluido circulante, aspecto que se reveste de interesse, em especial nas regiões frias.

Como desvantagens, aponta-se a sua pequena rigidez e o seu elevado coeficiente de dilatação

térmica, relativamente ao dos materiais estruturais usuais. A pequena rigidez dos materiais

plásticos pode ser compensada fabricando tubos de parede suficientemente espessa. Mas para

grandes diâmetros esse procedimento obrigaria à utilização de uma quantidade de material tão

elevada que os tubos passariam a ter pouco interesse económico. O aparecimento recente de

tubos de materiais plásticos reforçados com fibras de vidro pode vir a minimizar o

inconveniente acabado de referir. O elevado coeficiente de dilatação térmica obriga a ter

certos cuidados na montagem dos tubos, que se prendem com aspectos relativos a juntas de

dilatação e à distribuição dos pontos de fixação à estrutura (número, espaçamento, etc.).

São vários os materiais plásticos utilizados no processamento de tubagens e acessórios. Em

seguida é feita uma análise aos materiais plásticos mais utilizados para algumas funções mais

comuns, quer para o interior quer para o exterior dos edifícios.

76


Os plásticos na Construção Civil

5.1.1. Tubagem para água fria no interior e exterior dos edifícios

POLIETILENO (PE)

Existem no mercado dois tipos de tubos em polietileno usados em redes de distribuição de

água, o de média densidade (PEMD) e o de alta densidade (PEAD). Os tubos de baixa

densidade não são actualmente usados em distribuição de água. No quadro 13 indicam-se as

características físicas destes dois tipos de polietileno.

Quadro 13 – Características físicas dos polietilenos de média e de alta densidade [8].

Características Unidades

Massa volúmica

Coeficiente de dilatação térmica linear

Tensão de rotura (tracção)

Extensão na rotura (tracção)

Módulo de elasticidade (tracção)

77

kgm 3 −

10 5 − x ºC 1 −

MPa

%

MPa

Valor usual

PEMD PEAD

926-940

18

18

600-1000

800

>940

20

18

1000

1000

A tendência actual vai no sentido de classificar os polietilenos em função da tensão de

segurança, em detrimento da classificação em função da densidade. Assim classificam-se

segundo as tensões de segurança de: σs = 5 MPa, σs = 6,3 MPa e σs = 8 MPa [8].

O quadro 14, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 37 e 38), apresenta um

conjunto de vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno.

Quadro 14 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui uma vantagem durante o manuseamento e

a instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas excepções

que no entanto não constituem problema para as aplicações em

causa;

• Flexibilidade, particularmente nos pequenos diâmetros, o que

facilita as mudanças de direcção sem recurso a acessórios

especiais;

• Boa resistência aos entalhes superficiais (até 10% da espessura da

parede do tubo);

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Facilidade de união por soldadura que, se bem executada, permite

obter uma união de muito boa qualidade;

• Boa resistência ao choque, às vibrações e aos movimentos do

solo;

• Facilidade de instalação em valas estreitas.

• Sensibilidade a solos contaminados com oxidantes,

detergentes, solventes e hidrocarbonetos;

• Exigência de equipamento e pessoal especializado para a

execução de uniões por soldadura;

• Degradação por radiação solar, no caso dos tubos azuis;

• Difícil execução de ensaios de pressão interior de tubos de

grandes diâmetros, devido à fluência do material;

• Difícil detecção de fugas;

• Necessidade de serem complementados em obra com cintas

metálicas para detecção de tubos enterrados.

Os tubos de polietileno, fabricados por extrusão, são normalmente aditivados com negro de

carbono, que lhes dá cor preta, para protecção contra a degradação produzida pela radiação


Os plásticos na Construção Civil

solar [8]. Os seus diâmetros variam dos 12 até aos 1600 mm, contudo os diâmetros das classes

de maior pressão não ultrapassam os 500 mm.

POLICLORETO DE VINILO (PVC)

As características físicas mais relevantes do PVC encontram-se no quadro 15. Estas

características dizem respeito ao policloreto de vinilo sem plastificante, também designado

por policloreto de vinilo rígido e representado pela sigla PVC-U [8].

O policloreto de vinilo não plastificado, que constitui a maior parte os tubos de distribuição de

água, tem hoje vários tipos. As principais são duas e a que correspondem as tensões de

segurança de 10 MPa e de 6 MPa, que se identificam respectivamente por PVC 10 e PVC 6

(normalmente a primeira para distribuição de água fria e a segunda para drenagem de águas

pluviais). Os tubos fabricados por extrusão devem apresentar cor cinzenta e ser opacos. Os

seus diâmetros exteriores variam desde os 16 até os 315 mm [51].

Existem ainda na classe de 4 MPa, sendo usado para tubagens de águas residuais domesticas.

Quadro 15 – Características físicas do policloreto de vinilo rígido [8].

Massa volúmica

Características Unidades Valor usual

Coeficiente de dilatação térmica linear

Tensão de rotura (tracção)

Extensão na rotura (tracção)

Módulo de elasticidade (tracção)

78

kgm 3 −

10 5 − x ºC 1 −

MPa

%

MPa

1350-1460

6

55-65

200

2500-4200

O quadro 16, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 40), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo.

Quadro 16 – Vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui uma vantagem durante o

manuseamento e a instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que no entanto não constituem problema para as

aplicações em causa;

• Técnicas de união de fácil execução;

• Pequeno coeficiente de atrito.

• Sensibilidade aos entalhes;

• Sensibilidade ao choque, em especial a baixas temperaturas;

• Sensibilidade a más condições de instalação, nomeadamente à má

compactação do terreno envolvente;

• Sensibilidade à radiação solar;

• Sensibilidade a solos contaminados com solventes orgânicos,

compostos halogenados e alguns derivados do petróleo;

• Necessidade de serem complementados em obra com cintas

metálicas para detecção de tubos enterrados.


Os plásticos na Construção Civil

Fig. 5.1. Acessórios em PVC [http://www.asc.pt/poliresine.htm]

POLIÉSTER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO (PRFV)

Os tubos de poliéster reforçado com fibras de vidro são produzidos, com vantagens técnicas e

económicas, pelos processos de moldagem por contacto, de enrolamento filamentar, ou de

centrifugação, nos diâmetros nominais de 100 a 3000 mm. Aplicam-se, em geral, em condutas

enterradas de abastecimento de água potável. Os acessórios a aplicar podem ser PRFV, de

ferro fundido e de aço [8;10].

O quadro 17, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 43) apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro.

Quadro 17 – Vantagens e desvantagens dos tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Relativa leveza, o que constitui uma vantagem durante o

manuseamento e a instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que não constituem problema para as aplicações

em causa;

• Facilidade de fabrico de acordo com as exigências

específicas relativas à lasse de pressão e à rigidez

circunferencial;

• Disponibilidade em grandes dimensões.

5.1.2. Tubagem para água quente no interior dos edifícios

• Sensibilidade ao choque, existindo a possibilidade de se iniciarem

fissuras difíceis de detectar, que podem ser responsáveis por

delaminação da parede do tubo;

• Sensibilidade à corrosão sob tensão em alguns ambientes

orgânicos e inorgânicos;

• Comportamento a pressões cíclicas pouco estudado;

• Exigência de boas condições de compactação do terreno

envolvente, para evitar deformações indesejáveis, em especial

nos tubos de baixa rigidez circunferencial;

• Necessidade de serem complementados em obra com cintas

metálicas para detecção de tubos enterrados.

A tubagem para água quente que a seguir se faz referência, é constituída por materiais

plásticos com resistência térmica acrescida relativamente ao polietileno e ao policloreto de

vinilo e que pode naturalmente também ser usada para distribuição de água fria.

POLIETILENO RETICULADO (PEX)

O polietileno reticulado conhecido pelas siglas PER ou PEX, obtido conforme descrito em

4.2., processado por extrusão, é comercializado em tubos ou rolos, nos diâmetros que vão

desde os 12 mm até aos 110 mm. Os acessórios a aplicar são metálicos, geralmente fabricados

79


Os plásticos na Construção Civil

em latão [8]. No quadro 18 indicam-se algumas das características físicas do polietileno

reticulado.

Quadro 18 – Características físicas do polietileno reticulado [8].

Características Unidades Valor usual

Massa volúmica

Temperatura de amolecimento de Vicat (1 Kg) 28

Condutibilidade térmica

Coeficiente de dilatação térmica linear

Tensão de rotura (tracção)

Extensão na rotura (tracção)

Módulo de elasticidade (tracção)

80

kgm 3 −

ºC

W/mºC

10 5 − x ºC 1 −

MPa

%

MPa

940

133

0,38

14

20-26

500

1150

O quadro 19, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 47), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno reticulado.

Quadro 19 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno reticulado.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui uma vantagem durante o

manuseamento e a instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que não constituem problema para as aplicações

em causa;

• Flexibilidade, particularmente nos pequenos diâmetros, o que

facilita mudanças de direcção sem recurso a acessórios

especiais;

• Boa resistência à temperatura, o que permite a sua utilização

em sistemas de distribuição de água quente a temperaturas de

operação até 70 ºC (para pressões de 4,6 e 10 bar); a

temperatura máxima durante o uso pode atingir os 95 ºC

desde que tal ocorra em períodos interpolados, que somados

não excedam um ano, no total de 50 anos de funcionamento

do sistema;

• Boa resistência à rotura frágil, mesmo a baixas temperaturas;

• Boa resistência aos entalhes superficiais (até 10% da

espessura da parede do tubo);

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Boa resistência ao choque, às vibrações e ao movimento da

envolvente (parede ou pavimento) em que estão instalados;

• Facilidade de instalação dos tubos de pequeno diâmetro

dentro da manga corrugada.

POLIPROPILENO (PP)

• Sensibilidade à radiação solar;

• Permeabilidade da parede ao oxigénio. Para evitar os

inconvenientes daqui resultantes os tubos podem ser fornecidos

com uma camada que constitui uma barreira à entrada de

oxigénio para o interior dos tubos.

Os tubos de polipropileno existentes no mercado são fabricados a partir do polipropileno

homopolímero, obtido pela reacção de polimerização do propileno, ou do polipropileno

28 Destina-se a avaliar as características de amolecimento dos materiais plásticos, pela determinação da

temperatura à qual ocorre a penetração de uma agulha sob condições de ensaio controladas. [8]


Os plásticos na Construção Civil

copolímero, obtido pela reacção de polimerização do propileno com o etileno. Os

polipropilenos copolímeros podem ser em bloco (PP-B) ou em random (PP-R) [8].

Fig. 5.2. Tubos e acessórios de polipropileno

copolímero random (PP-R) [40]

No quadro 20 indicam-se algumas das características físicas do polipropileno homopolímero e

copolímero.

Quadro 20 – Características físicas do polipropileno homopolímero e copolímero [8].

Características Unidades

Massa volúmica

Temperatura de amolecimento de Vicat (1 Kg)

Condutibilidade térmica

Coeficiente de dilatação térmica linear

Tensão de rotura (tracção)

Extensão na rotura (tracção)

Módulo de elasticidade (tracção)

81

kgm 3 −

ºC

W/mºC

10 5 − x ºC 1 −

MPa

%

MPa

Valor usual

Homopolímero Copolímero

915

149

0,22

15

31-42

100-600

1100-1600

912

147

0,22

15

23-38

500-1000

1000-1400

O quadro 21, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 49), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de polipropileno.

Quadro 21 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polipropileno.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui um factor favorável nas operações de

manuseamento e a instalação. O polipropileno é, de entre os

materiais plásticos presentemente usados nesta aplicação, o

de menor densidade;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que, no entanto, não constituem problema na

utilização destes tubos para a distribuição de água quente e

fria para aquecimento;

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Boa resistência à temperatura, o que permite a sua utilização

em sistemas de distribuição de água quente a temperaturas de

operação de 70 ºC (para pressões de 4,6 e 10 bar); a

temperatura máxima durante o uso pode atingir os 95 ºC

desde que tal ocorra em períodos interpolados, que somados

não excedam um ano, no total de 50 anos de funcionamento

do sistema.

• Exigência de equipamentos e pessoal especializados para

execução das uniões por soldadura. Em contra partida a esta

particularidade, refere-se que as uniões, se convenientemente

executadas, são de muito boa qualidade, uma vez que a soldadura

funde o material do tubo com o material do acessório, originando

uma única peça;

• Rigidez, o que impossibilita pequenas mudanças de direcção sem

o recurso à execução de uniões por soldadura utilizando

acessórios, eles também de polipropileno.


Os plásticos na Construção Civil

POLICLORETO DE VINILO CLORADO (PVCC)

O PVCC tem uma temperatura de transição vítrea superior à do PVC, consequentemente uma

temperatura de amolecimento superior. Por esta razão o PVCC é adequado para o fabrico de

tubagem para condução de água quente.

Os tubos de PVCC são fabricados nos diâmetros de 12 a 160 mm, a sua cor deve ser begecinzento

esverdeado (norma NF T54-090) e, em virtude da sua rigidez, são fornecidos em

varas [8;17].

No quadro 22 indicam-se algumas das características físicas do policloreto de vinilo clorado.

Quadro 22 – Características físicas do policloreto de vinilo clorado [8].

Características Unidades Valor usual

Massa volúmica

Temperatura de amolecimento de Vicat (1 Kg)

Condutibilidade térmica

Coeficiente de dilatação térmica linear

Tensão de rotura (tracção)

Extensão na rotura (tracção)

Módulo de elasticidade (tracção)

82

kgm 3 −

ºC

W/mºC

10 5 − x ºC 1 −

MPa

%

MPa

1480-1560

110

0,14

6,8

50-60

50-300

2550-4000

O quadro 23, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 51), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo clorado.

Quadro 23 – Vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo clorado.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui um factor favorável nas operações de

manuseamento e de instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que, no entanto, não constituem problema para a

aplicação em causa;

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Boa resistência à temperatura, o que permite a sua utilização

em sistemas de distribuição de água quente a temperaturas de

operação de 70 ºC (para pressões de 4,6 e 10 bar); a

temperatura máxima durante o uso pode atingir os 95 ºC

desde que tal ocorra em períodos interpolados, que somados

não excedam um ano, no total de 50 anos de funcionamento

do sistema.

• Sensibilidade aos entalhes;

• Sensibilidade ao choque, em especial a baixas temperaturas;

• Rigidez, o que impossibilita a execução de pequenas mudanças

de direcção sem o recurso a acessórios.

TUBO DE PAREDE COMPOSTA POR PLÁSTICO E METAL

O quadro 24, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 52), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de parede composta por plástico e metal.


Os plásticos na Construção Civil

Quadro 24 – Vantagens e desvantagens dos tubos de parede composta por plástico e metal.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui uma vantagem nas operações de

manuseamento e de instalação;

• Boa resistência aos produtos químicos, com algumas

excepções que, no entanto, não constituem problema para a

aplicação em causa;

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Boa resistência à temperatura, o que permite a sua utilização

em sistemas de distribuição de água quente a temperaturas de

operação até 70 ºC e 10 bar de pressão;

• Técnica de união de fácil execução.

• Sensibilidade aos entalhes devido às pequenas espessuras da

camada exterior da parede constituinte dos tubos;

• Morosidade no estabelecimento das condições de utilização,

devido ao facto das curvas de regressão serem dependentes das

variáveis atrás indicadas.

Os tubos de parede composta por plástico e metal são constituídos por três camadas, uma

interior de plástico, uma intermédia de alumínio e uma exterior de material plástico igual ou

diferente do que constitui a camada interior. Os materiais plásticos utilizados podem ser de

polietileno reticulado, de polipropileno, de polietileno de média e de alta densidade. Estes

tubos são fabricados de modo a garantir uma vida útil de 50 anos para pressões de operação

até 10 bar e temperaturas até 70 ºC, nos diâmetros 12, 16, 20, 6, 32, 40 e 50 mm [8].

5.1.3. Tubagem para drenagem de águas residuais e ventilação

Tubagem exterior enterrada sem pressão

Os tubos para este tipo de função são fabricados com diferentes materiais plásticos, sendo os

de utilização mais comum o policloreto de vinilo, o polietileno, o polipropileno

(homopolímero e copolímero) e poliéster reforçado com fibras de vidro [8].

Os tubos são geralmente dimensionados entre os 110 e os 1200 milímetros, dependendo as

ligações do tubo-tubo ou tubo-acessório e do tipo de material constituinte dos componentes a

ligar e do tipo de parede (lisa ou corrugada) [8].

Tubagem no interior dos edifícios, sem pressão, para fluidos de alta e baixa temperatura

Os tubos para este tipo de função são fabricados com diferentes materiais plásticos, sendo os

de utilização mais comum o policloreto de vinilo, o polietileno e o polipropileno [8].

Este tipo de tubos são geralmente fabricados com parede compacta e superfícies interna e

externa lisas, ou terem a parede constituinte estruturada, nos diâmetros entre 32 e 315 mm,

destinando-se a drenagem de águas residuais domésticas de baixa e alta temperatura,

ventilação e drenagem de águas pluviais [8].

A recolha de águas pluviais em coberturas e o seu escoamento em tubos de queda através de

caldeiras e acessórios em PVC, tem vindo a ser amplamente utilizada em edifícios.

83


5.1.4. Tubagem para distribuição de gás

Os plásticos na Construção Civil

Os tubos de plástico podem ser também empregues em redes de distribuição de gás, sendo os

mais utilizados o PE de alta ou média densidade, e num futuro próximo segundo Esgalhado e

Rocha (2002, p. 59) o PEX.

POLIETILENO (PE)

Os tubos de PE devem ser de cor amarela ou preta, devendo neste caso apresentar listas

longitudinais, de identificação amarelas (quatro no mínimo), co-extrudidas na superfície

exterior do tubo e uniformemente espaçadas da sua periferia. Os seus diâmetros vão dos 20

até aos 630 mm [8].

Os sistemas de união possíveis de usar na montagem de tubos e acessórios são a

electrossoldadura, a soldadura topo a topo e a junta mecânica [8].

A electrossoldadura, figura 5.3. a), é um processo de união por fusão através de uma

resistência eléctrica, incorporada num acessório. Os acessórios electrossoldáveis são

geralmente moldados por injecção e equipados com uma resistência eléctrica na superfície de

contacto com a peça a soldar [50].

A soldadura topo a topo, figura 5.3. b), é uma técnica de soldadura que consiste na ligação dos

topos dos tubos ou dos acessórios por pressão, depois de devidamente amolecidas as

superfícies de contacto [50].

Os acessórios dos sistemas de união podem ser fabricados em PE ou noutros materiais, desde

que adequados ao contacto com gases combustíveis. As peças metálicas dos acessórios

susceptíveis de sofrer corrosão devem ser protegidas [8].

a) electrossoldadura b) soldadura topo a topo

Fig. 5.3. Técnicas de união de tubos de polietileno para condução de gás [50]

84


Os plásticos na Construção Civil

O quadro 25, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 60), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno.

Quadro 25 – Vantagens e desvantagens dos tubos de polietileno.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Leveza, o que constitui um factor favorável nas operações de

manuseamento e de instalação;

• Boa resistência aos combustíveis gasosos, como o gás

natural, butano e propano;

• Boa resistência à corrosão;

• Boa flexibilidade, permitindo ser encurvados, adaptando-se a

mudanças de direcção, conseguindo-se uma redução na

quantidade de acessórios necessária à instalação de uma rede;

• Boa resistência aos entalhes superficiais (até 10% da

espessura da parede do tubo);

• Pequeno coeficiente de atrito;

• Facilidade de união por soldadura que, se bem executada,

permite obter uma união de muito boa qualidade;

• Boa resistência ao choque, às vibrações e aos movimentos do

solo;

• Boa resistência ao impacto;

• Adequados para entubamento interior de condutas já

existentes;

• Facilidade de instalação em valas estreitas.

POLIETILENO RETICULADO (PEX)

• Sensibilidade a solos contaminados com oxidantes, detergentes,

solventes e hidrocarbonetos;

• Exigência de equipamento e pessoal especializado para a

execução de uniões por soldadura;

• Difícil execução de ensaios de pressão interior de tubos de

grandes diâmetros, devido à fluência do material;

• Difícil detecção de fugas,

• Necessidade de serem complementados em obra com cintas

metálicas para detecção de tubos enterrados.

As propriedades inerentes ao PEX, tais como a boa resistência à rotura e a capacidade de

união por fusão, fazem prever que, num futuro próximo, venha a ser usado com elevado

desempenho em redes de distribuição de gás [8].

5.2. Perfis

Os materiais plásticos também podem ser utilizados em perfis, nomeadamente para caixilharia

de portas e janelas, persianas, estores e respectivas caixas de resguardo, coberturas diversas,

rodapés sob a forma de caixa (calhas técnicas), podendo acomodar componentes de instalação

eléctrica, informática, etc.

a) caixilharia b) persiana

Fig. 5.4. Perfis em PVC [49]

85


Os plásticos na Construção Civil

O material plástico mais utilizado no fabrico de perfis é o policloreto de vinilo rígido, contudo

recentemente têm vindo a ser utilizados outros materiais plásticos, tais como as resinas de

poliéster reforçadas com fibra de vidro [8].

O quadro 26, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 85), apresenta um conjunto de

vantagens do policloreto de vinilo para perfis.

VANTAGENS

• Leveza;

Quadro 26 – Vantagens do policloreto de vinilo para perfis.

• Boa estabilidade dimensional e resistência ao impacto;

• Elevada rigidez entre – 30ºc e 60ºC;

• Bom isolamento térmico, acústico e eléctrico (este ultimo particularmente útil no caso de perfis para caixas de rodapés que

acomodam material eléctrico);

• Elevada estanquidade que, juntamente com o processo de termo-soldadura dos perfis, permite o melhoramento da

hermeticidade das juntas,

• Resistência ao vento e às variações de humidade e temperatura;

• Resistência à corrosão/poluição,

• Auto-extinguibilidade da chama;

• Ausência de manutenção;

• Possibilidade de obtenção de perfis cada vez mais finos, conduzindo a uma iluminação mais ampla dos interiores;

• Maleabilidade, permitindo a construção de perfis complexos;

• Cor incorporada, dispensando a pintura;

• Simplicidade de técnicas de instalação e montagem,

• Reciclabilidade tanto ao nível do material em si como dos próprios perfis em fim de vida útil;, sendo para além disso um

material quimicamente inerte e insolúvel em água, não originando problemas de poluição quer sob o solo quer na atmosfera.

5.3. Isolamento térmico e acústico

Dadas as crescentes exigências ao nível do conforto, o isolamento acústico e térmico tem

adquirido uma importância cada vez maior. Consequentemente o número de soluções para

resolver este tipo de solicitações é também grande, tanto ao nível dos produtos como das

marcas.

Dos produtos plásticos utilizados em isolamento, com maior implantação no mercado

nacional, far-se-ão seguidamente algumas considerações.

POLIESTIRENO (PS)

O poliestireno é actualmente o material mais utilizado em isolamentos. Sob a forma

expandida ou extrudida, existem no mercado uma grande variedade de produtos, disponíveis

em blocos e placas. Das características genéricas deste tipo de materiais fez-se já referência

em 4.6.

86


Os plásticos na Construção Civil

No caso particular do isolamento acústico, o poliestireno expandido não absorve o som

através da massa e é menos eficiente em relação às espumas de PVC e de poliuretano [8].

O quadro 27, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 68), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo clorado.

Quadro 27 – Vantagens e desvantagens do poliestireno expandido.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Boas propriedades térmicas;

• Boas propriedades mecânicas;

• Durabilidade;

• Leveza;

• Preço reduzido;

• Facilidade de fabrico;

• Facilidade de manuseamento.

POLICLORETO DE VINILO (PVC)

• Apesar de existirem certas classes auto-extinguíveis, em caso de

fogo o material amolece e colapsa rapidamente, embora a sua

contribuição para a carga global total seja muito pouco

significativa;

• Apesar da pequena permeabilidade ao vapor de água, torna-se

necessária a utilização duma barreira de vapor de água, para

evitar qualquer perda possível das propriedades de isolamento.

Deste tipo de plástico fizeram-se já considerações em 4.4. As espumas de PVC são flexíveis e

resistentes, embora permeáveis à passagem de gás e de líquido. A espuma de PVC de célula

aberta possui boas propriedades de isolamento acústico [8].

O quadro 28, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 69), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens dos tubos de policloreto de vinilo.

Quadro 28 – Vantagens e desvantagens do policloreto de vinilo.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Pequena transmissão e absorção de vapor de água;

• Auto-extinguibilidade em caso de fogo;

• Elevada resistência mecânica;

• Elevada rigidez.

• Sensibilidade à radiação solar.

ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO (PUR)

A espuma rígida de PUR é uma estrutura de células predominantemente fechada preenchidas

com um gás inerte usado na formação de espuma [8]. Material com extraordinárias

propriedades isolantes, em virtude da sua baixa condutividade térmica, cuja baixa densidade

permite a obtenção de um isolamento de menor peso. A capacidade de moldagem, aliada à

simplicidade de fabrico e ao poder de adesão da espuma, permite a sua produção no próprio

local da obra, por vazamento dos componentes líquidos pré-misturados entre duas paredes a

isolar. A rapidez, a simplicidade de execução e o menor custo de exploração, tornam

vantajoso este processo de isolamento térmico sendo crescente a sua utilização, pese embora

87


Os plásticos na Construção Civil

os inconvenientes resultantes da ausência de caixa de ar: inexistência de ventilação e

drenagem das condensações [26].

No quadro 29 indicam-se as vantagens do uso de espumas rígidas de poliuretano em

isolamentos segundo Silva e Capelo (1981, p. 14).

Quadro 29 – Vantagens do uso de espumas rígidas de poliuretano em isolamentos [26].

VANTAGENS

- Alta eficiência: menores espessuras de isolamento;

- Baixa densidade: menor peso do isolamento;

- Reforço estrutural: em painéis-sanduiche a espuma contribui para reforçar a estrutura;

- Capacidade de moldagem: a espuma pode ser fabricada no interior de moldes mesmo com formas complicadas;

- Adesão: a espuma adere durante a formação à maioria dos materiais como metais, papel, madeira, grande número de plásticos

e minerais;

- Simplicidade de fabrico: fabrico simples e rápido num só passo a partir dos componentes líquidos. Não necessita de qualquer

tratamento posterior.

ESPUMA FLEXÍVEL DE POLIURETANO (PUR)

A estrutura de células aberta da espuma flexível de PUR possibilita uma excelente absorção

acústica a elevadas frequências. Este tipo de espumas são resistentes ao ataque por fungos,

bactérias e bolores, tendo contudo a desvantagem de serem muito caras [8].

RESINAS DE FENOL FORMALDEÍDO (PF)

As espumas fenólicas encontram-se disponíveis em placas, blocos ou secções moldadas, quer

em estrutura de célula aberta, quer em estrutura de célula fechada [8].

O quadro 30, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 71), apresenta um conjunto de

vantagens das resinas de fenol formaldeído.

Quadro 30 – Vantagens das resinas de fenol formaldeído.

VANTAGENS

• Elevada resistência mecânica;

• Elevada resistência às temperaturas elevadas;

• Baixo custo.

O quadro 31, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 71), apresenta um conjunto de

vantagens das resinas de fenol formaldeído de célula fechada.

Quadro 31 – Vantagens das resinas de fenol formaldeído de célula fechada.

VANTAGENS

• Pequena absorção de água;

• Pequena taxa de difusão de vapor de água.

88


Os plásticos na Construção Civil

RESINAS DE UREIA FORMALDEÍDO (UF)

O quadro 32, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 71), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens das resinas de ureia formaldeído.

Quadro 32 – Vantagens e desvantagens das resinas de ureia formaldeído.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Simples de obter;

• Preço reduzido;

• Pode ser aplicada in-situ.

• Resistência mecânica pequena;

• Absorção de água;

• Provoca irritabilidade no momento da sua aplicação.

No quadro 33 comparam-se as propriedades isolantes de alguns dos materiais mais usados em

isolamento. Da sua análise verifica-se que quando comparados com os materiais tradicionais

os plásticos são mais eficientes e económicos, isso deve-se a um conjunto de características

das quais se destaca o reduzido peso e baixo coeficiente de condutividade térmica

Quadro 33 – Propriedades isolantes de alguns materiais usados em isolamento [26].

MATERIAL

Espuma rígida de PU

Poliestireno expandido

Resina fenólica

Fibra de vidro

Lã mineral

Cortiça

Amianto (fibra)

Espuma de vidro

Betão celular

K TIP. (TEM.

AMB.)

W/m°C

0,023

0,033

0,033

0,034

0,041

0,045

0,052

0,054

0,139

Kcal/

hm ºC

0,020

0,028

0,028

0,029

0,035

0,039

0,044

0,047

0,120

PESO

ESPECIF.

TÍPICO

(Kgm3)

35

15

30

65

100

100

160

144

550

5.4. Revestimentos e Impermeabilizações

89

GAMA DE

TEMPERAT.

DE TRABALHO

(ºC)

-180 a 110

- 150 a 70

- 200 a 130

-180 a 315

- 100 a 980

- 180 a 94

- 100 a 450

- 220 a 430

--

ESPESSURA

EQUIVAL.

1

1,4

1,4

1,5

1,8

2,0

2,2

2,4

6,0

IGUAL ISOLAMENTO

PESO

EQUIVAL.

1,0

0,6

1,2

2,8

5,1

5,7

10,1

9,9

94,3

CUSTOS

RELATIVOS

Os materiais plásticos têm vindo gradualmente a adquirir importância no campo dos

revestimentos e impermeabilizações.

5.4.1. Revestimentos de pavimentos

São inúmeros os materiais plásticos para revestimentos de pavimentos existentes no mercado.

Fabricados numa larga gama de cores, padrões e formas, apresentam algumas vantagens em

1

1,1

?

4,0

2,0

3,0

9,3

16,6

1,7


Os plásticos na Construção Civil

relação a outros materiais, nomeadamente a facilidade de colocação, a pequena necessidade

de manutenção, a resistência ao desgaste e à derrapagem, sendo ainda relativamente baratos e

duráveis [8].

POLICLORETO DE VINILO (PVC)

Pese embora alguma controvérsia em relação ao uso deste material em revestimentos de

pavimentos, devido ao facto da sua combustão gerar fumos tóxicos, a sua comercialização

continua em vigor [8].

Habitualmente designado simplesmente por vinil, o PVC é bastante utilizado para a confecção

de diversos tipos de pisos, tais como parquet, imitações de cerâmica, de madeira e de

mármore.

Fig. 5.5. Revestimento de pavimentos em PVC [49]

O quadro 34, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 73), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de pavimentos.

Quadro 34 – Vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de pavimentos.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Resistência ao fogo, apesar do policloreto de vinilo arder em

contacto com uma chama, a combustão auto-extingue-se,

quando a chama é retirada;

• Flexibilidade, sendo de fácil aplicação;

• Resistência à fluência por acção de cargas (melhorada com

um ligeiro aumento de temperatura);

• Resistência adequada ao desgaste;

• Resistência adequada à abrasão;

• Vastas possibilidades de decoração (revestimentos impressos

com gravuras de diversas cores e padrões, com possibilidade

infinita de combinações);

• Boa resistência a agentes químicos (excepto cetonas, ésteres,

éteres e hidrocarbonetos clorados e intumescência na

presença de hidrocarbonetos aromáticos);

• Comportamento adequado em locais onde a limpeza diária se

faça por via húmida, suportando sem qualquer dano a

presença de água.

• Resistência limitada às temperaturas elevadas(superiores a 70ºC;

• Podem ocorrer pequenas marcas devido à acção dos cigarros

incandescentes;

• A temperatura baixas, próximas dos 0ºC, podem tornar-se

quebradiços, sendo a fase de montagem a que pode oferecer

maiores problemas.

90


OUTROS PLÁSTICOS

Os plásticos na Construção Civil

O peso que as preocupações ambientais têm na valorização dos materiais, fez com que se

tivessem procurado alternativas ao PVC. Assim as borrachas sintéticas para revestimentos

tem vindo a crescer de importância, nomeadamente as resinas epoxídicas (muito resistentes ao

desgaste e aos agentes químicos), as resinas de poliéster (possuem excelente resistência à

abrasão e ao desgaste, bem como aos agentes químicos e à água, além de boas propriedades

mecânicas e boa capacidade de isolamento térmico e acústico), as resinas acrílicas (possuem

boa resistência química e boa resiliência) e os poliacetato de vinilo (facilidade de aplicação à

temperatura ambiente, mas têm fraca resistência à humidade) [8].

5.4.2. Revestimentos de paredes

PAREDES EXTERIORES

As paredes exteriores podem ser revestidas com alguns materiais plásticos, nomeadamente

com pinturas e com emulsões sintéticas. As resinas que mais se empregam neste tipo de

aplicações são do tipo que formam filme por evaporação, ou do tipo que formam filme por

transformação química, isto é, necessitam dum processo de polimerização [8].

Na figura 5.6. estão representadas três amostras de revestimento de paredes, num produto à

base de polímeros sintéticos em emulsão aquosa com grãos de mármore nas cores naturais.

Fig. 5.6. Revestimento plástico contínuo de paredes [http://www.imperbor.pt/]

PAREDES INTERIORES

Existem no mercado imensos produtos de revestimento de paredes interiores, para além das

pinturas e emulsões sintéticas. Far-se-á seguidamente referência aos mais utilizados.

REVESTIMENTOS DE LIGANTES SINTÉTICOS

Conhecidos como “estuques sintéticos”, são executados a partir de produtos comercializados

em forma de pastas prontas a aplicar, constituídas essencialmente por resinas sintéticas em

91


Os plásticos na Construção Civil

dispersões aquosas, por cargas sílicas ou de calcite, por adjuvantes diversos e, eventualmente,

por um complemento de água e pigmentos, quando necessário.

POLICLORETO DE VINILO (PVC)

Encontram-se no mercado uma vasta gama de produtos de várias cores e padrões, sob a forma

de ladrilhos ou rolos, revestidos produzindo efeitos especiais, ou até mesmo um acabamento

acolchoado 29 , que contribui também para o isolamento acústico [8].

Os papéis de parede, figura 5.7, são fabricados pelo processo de espalmagem, podem ser

feitos com plastisol, uma pasta líquida de PVC, e constituem uma alternativa aos

revestimentos tradicionais.

Fig. 5.7. Papel de parede em PVC [49]

O quadro 35, elaborado segundo Esgalhado e Rocha (2002, p. 76), apresenta um conjunto de

vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de paredes.

Quadro 35 – Vantagens e desvantagens do PVC em revestimento de paredes.

VANTAGENS DESVANTAGENS

• Facilidade de montagem;

• Leveza;

• Flexibilidade;

• Grande variedade de cores, padrões e texturas;

• Resistência à abrasão;

• Resistência aos agentes de lavagem;

• Resistência à formação de manchas;

• Resistência ao fogo (auto-extinguibilidade), apesar da sua

combustão originar fumos tóxicos;

• Boas características de isolamento acústico;

• Durabilidade;

• Higiénico, uma vez que agarra pouca sujidade e esta é fácil

de limpar;

• Preços baixos comparativamente a certos materiais

tradicionais.

• Resistência mecânica relativamente baixa, daí o desenvolvimento

das telas vínilicas com suporte têxtil ou de papel.

29 Normalmente consiste numa estrutura tipo sandwich de duas camadas estritas de filme, com uma camada de

borracha entre elas, sendo o conjunto soldado na sua globalidade. [8]

92


5.4.3. Impermeabilizações

Os plásticos na Construção Civil

Os materiais plásticos vieram contribuir fortemente para a resolução de problemas de

impermeabilização de forma simples e económica.

Os materiais mais frequentemente utilizados são os filmes de polietileno e de policloreto de

vinilo, colocados em paredes, em pavimentos ou sob revestimentos de coberturas, bem como

os produtos à base de resinas de silicone aplicadas por pulverização para impermeabilização,

por impregnação, de substratos como o cimento, a pedra e a madeira [8].

Os materiais plásticos têm, em relação aos concorrentes, além da grande flexibilidade,

resistência mecânica e espessuras adequadas, a vantagem de serem resistentes aos bolores e

outros microorganismos.

FILMES DE POLIETILENO

Os filmes de polietileno são uma eficiente barreira contra a humidade. Leves e flexíveis,

quando enterrados podem durar indefinidamente, uma vez que não estão expostos à sua

principal causa de degradação: a radiação solar [8].

Podem ser usados como sub-cobertura na construção de estradas, como membranas de

impermeabilização em aterros sanitários, placas de pavimentos sujeitas a vapor ou a

esterilização de água quente (nomeadamente em hospitais e determinado tipo de fábricas), na

separação entre pisos flutuantes e o piso do pavimento (permitindo os movimentos do

primeiro), pavimentos com aquecimento embutido, para protecção de betão fresco em lajes

(tanto para protecção contra água pluviais, quer assegurando que a humidade que está na

superfície seja retida pelo período de tempo necessário a assegurar uma cura adequada), etc.

[8].

Fig. 5.8. Membrana de impermeabilização polietileno

de alta densidade[http://www.sigsa-sa.com]

93


Os plásticos na Construção Civil

FILMES DE POLICLORETO DE VINILO

As membranas são feitas pela técnica de impregnação de PVC plastificado, sobre telas

naturais ou sintéticas, podendo também ser feitas por calandragem ou extrusão “fat die” [49].

Fig. 5.9. Membrana de impermeabilização em PVC [49]

De fácil instalação, transporte e manipulação em obra, as membranas de impermeabilização

em PVC têm um tempo de vida útil elevado, excelente resistência à humidade, relativa boa

resistência ao impacto e boa resistência aos agentes químicos. Sua flexibilidade permite boa

resposta a movimentos de juntas, quer de origem térmica, quer de origem mecânica [8;49].

São aplicáveis em pavimentos e paredes, com elevado tempo de vida útil esperado e muito

usadas em fundações, protecção de estradas, encostas, lagos e efluentes.

TRATAMENTO HIDRÓFUGO DE PAREDES E TELHADOS COM RESINAS DE

SILICONE

As resinas de silicone têm uma grande capacidade de impermeabilizar, permitindo

simultaneamente a respiração dos suportes. Isto deve-se à pequena quantidade de material

necessário para hidrofugar uma superfície. O tratamento de fachadas com este tipo de

materiais evita a formação de sujidade, devido à pequena aderência do pó às paredes secas e

ao facto das águas da chuva escorrerem pelas superfícies [8].

MATERIAIS PARA SELAGEM DE JUNTAS

Para colmatar as fissuras provocadas pelas contracções e expansões estruturais, podem usar-se

materiais plásticos que sejam capazes de recuperar a posição inicial, após sofrerem

compressão. É desse tipo de produtos que se falará de seguida.

94


Massas

Os plásticos na Construção Civil

Existem no mercado massas de um só componente, que se baseiam em elastómeros sintéticos

(normalmente o poliisobutileno), adequadas para vedação de juntas de dilatação em placas de

cimento e juntas entre vidro e perfis de janelas, selagem de chapas onduladas em telhados

com inclinação até 10º, selagem de perfis de caixilharia e selagem de pontos onde a parede ou

telhado sejam atravessados por tubos ou cabos [8].

Existem ainda massas de dois componentes, constituídas por um elastómero sintético líquido

ao qual se junta um elastómero no momento de utilização. Estas massas tem a vantagem de

possuir maior dureza e uma resistência à abrasão elevadas, sendo normalmente utilizadas na

reparação de pisos de cimento [8].

Cintas

Fig. 5.10. Silicones [http://www.plastimix.pt/]

As cintas são fabricadas em espumas de poliuretano impregnada com um material

betuminoso. São leves, extremamente flexíveis e completamente impermeáveis à água, ao pó

e ao vento quando comprimidas. São materiais que não sofrem envelhecimento por acção de

agentes climatéricos e as suas propriedades não se alteram entre os -10 ºC e 80 ºC. Para além

disso, recuperam a forma e dimensão original quando desaparece a compressão [8].

Perfis elásticos

Os perfis elásticos de elastómeros, ou plásticos, obtêm-se por extrusão, sendo os mais

utilizados o PVC e o neopreno. A utilização do neopreno é mais comum pelo facto de ser

mais resistente à temperatura e de suportar melhor os efeitos dos agentes atmosféricos.

95


Os plásticos na Construção Civil

Estes perfis têm elevada elasticidade e resiliência 30 , bem como a vantagem de não

necessitarem de adesivos para aplicação, o que facilita o seu emprego em uniões [8].

5.5. Geotêxteis

Os geotêxteis, designação dada aos produtos constituídos por fibras têxteis especialmente

empregues em Geotecnia, foram, na forma de tecido de algodão, utilizados pela primeira vez

entre 1926 e 1935, para reforço da super-estrutura de estradas nos Estados Unidos.

A primeira aplicação de um geotêxtil de fibras sintéticas aconteceu em 1950, nos EUA

(Florida), para protecção contra a erosão.

A primeira aplicação de geotêxteis não-tecidos teve lugar em 1969, em França, com o

objectivo de separar uma camada de solo mole de uma camada drenante [14].

Nas últimas décadas do século passado era já grande a aceitação deste tipo de plásticos,

sobretudo em obras geotécnicas, que foram substituindo os materiais tradicionais devido à sua

versatilidade, baixo custo e facilidade de aplicação. De acordo com Lopes (1997, p. 1), no

final do século passado havia “(…) pelo menos uma centena de produtores de geotêxteis e os

seus diferentes tipos, bem como os produtos afins (geogrelhas, georedes, etc.) devem

ultrapassar algumas centenas.”.

5.5.1. Noções gerais

Os geosintéticos (geotêxteis e produtos afins constituídos por fibras de polímeros sintéticos),

figura 5.11, são predominantemente de poliéster, poliamida, polipropileno e polietileno.

No quadro 36 comparam-se algumas das propriedades mais importantes destes polímeros

sintéticos.

Os tipos de geotêxteis mais correntes são [18]:

i. Tecidos, obtidos pelo interlaçamento de dois conjuntos de fios paralelos, podendo

aparecer como um verdadeiro tecido ou uma rede;

ii. Não-tecidos, por vezes chamados tapetes ou feltros, obtidos usando fibras de 5 a 15

cm de comprimento, formando flocos, e podendo ser ligados por agulhagem,

soldagem ou colagem;

30 Capacidade de resistência ao choque de um material definida e medida pela energia absorvida pela rotura de

uma amostra de secção unitária desse material [54].

96


Os plásticos na Construção Civil

a. Grelhas, obtidas por moldação, conseguindo-se uma espécie de chapa com

aspecto mais ou menos aberta.

Quadro 36 – Comparação das propriedades dos polímeros sintéticos, para igual peso [14].

PROPRIEDADES

Resistência

aos raios

ultra-violetas

Resistência

à tracção

Deformação na

rotura

Taxa de

fluência

POLÍMEROS

POLIÉSTER POLIAMIDA POLIPROPILENO POLIETILENO

*** ** * *

** ** *** ***

* ** *** ***

Massa surfácica *** ** * *

Preço *** ** * *

Não

estabilizado

Resistência aos

álcalis

Resistência aos

microorganismos

Resistência aos

óleos

Resistência aos

detergentes

*** Grande

** Média

* Fraca

*** ** ** *

Estabilizado *** ** *** ***

* *** *** ***

** ** ** ***

** ** * *

*** *** *** ***

As principais funções dos geotêxteis são a drenagem, filtração, separação, reforço, protecção

e contenção. Embora, quase sempre, estas funções sejam complementares, o geotêxtil deve

ser caracterizado apenas por uma dessas funções, aquela que for considerada principal

[14;18].

A função de drenagem consiste em evacuar a água do solo confinante. As exigências são,

portanto, ao nível hidráulico, isto é, o geotêxtil deve garantir uma certa permeabilidade

transversal e longitudinal, logo a permissividade e distribuição dos poros são propriedades

determinantes, devendo-se ainda assegurar a estabilidade mecânica, impedindo-se a lixiviação

dos finos e o seu arrastamento para o interior do geotêxtil [14;18].

A filtragem deve ser garantida através de uma boa permeabilidade, quer transversal quer

longitudinal, deve conseguir separar solos de diferentes granulometrias, permitindo o

escoamento da água e impedindo a colmatação, isto é, acumulação da água a montante do

filtro (originando um aumento de pressões neutras e a consequente perda de capacidade

resistente do solo), devendo efectuar a retenção dos finos do solo [9;14;18].

97


Os plásticos na Construção Civil

De notar que as funções de drenagem e filtragem estão inevitavelmente associadas, exigindo

que os filtros tenham características aparentemente contraditórias. Se, por um lado, a acção de

drenagem obriga o geotêxtil a ser mais permeável que o solo a drenar, implicando grandes

aberturas dos poros, por outro lado, a acção de filtragem implica que a abertura dos poros não

permita a passagem de partículas dos solos. Esta é contudo uma contradição aparente. De

facto, e de acordo com Ferreira (1988, p.2), “(…) a exigência de drenagem (permeabilidade) constitui

um limite inferior das dimensões das aberturas enquanto a exigência de filtro (retenção) constitui um limite

superior. A dimensão da abertura dos poros dos filtros é assim limitada pelas duas exigências referidas,

constituindo os dois critérios usuais cumulativos de dimensionamento de filtros”.

a) geotêxteis b) geogrelhas c) geomembranas e) geodrenos d) protecção

contra a erosão

Fig. 5.11. Geosintéticos [35]

Na função de separação, o geotêxtil permite a demarcação física entre duas camadas de

materiais de natureza diferente, impedindo que, por efeito de solicitações mecânicas, a

camada superior se misture com a camada base, permitindo manter a integridade desta

[14;18].

Os geotêxteis, contrariamente aos solos, possuem resistência à tracção, podendo esta

característica proporcionar uma espécie de armadura que constitui uma interface que permite

assegurar uma boa transmissão e repartição das tensões na envolvente [14;18].

98


Os plásticos na Construção Civil

Os geotêxteis podem assegurar a transição entre dois meios diferentes, servido de protecção a

determinadas solicitações pontuais.

A função de anti-fissuras é uma característica dos geotêxteis que lhes permite fazer a

transição entre uma camada base, eventualmente fissurada e a necessitar de recobrimento, e a

nova camada de revestimento.

5.5.2. Aplicações

Os geotêxteis em geral são aplicados para funções de drenagem, filtragem, separação, reforço

e protecção em obras geotécnicas.

As geogrelhas bidireccionais são aplicadas em reforço (sub-bases, bases e pavimentos), uma

vez que permitem maior degradação de cargas com diminuição de assentamentos diferenciais.

As geogrelhas unidireccionais são aplicadas em contenção de terras/aterros armados, com

taludes inclinados até 90º e paramentos com revestimento vegetal ou pré-fabricados de betão.

As geomembranas são aplicadas em depósitos e reservatórios de água, ETAR's e aterros

sanitários, lagos artificiais e canais de rega.

As protecções contra a erosão têm como função proteger a camada superficial, onde são

aplicados e reter a terra vegetal.

Os geocompósitos para drenagem (geodrenos) são aplicados em drenagem de superfícies

verticais ou horizontais, caves de construções, muros de suporte, terraços, drenagem de

lixiviados em aterros sanitários, valas de drenagem ou encontros de pontes.

5.6. Vidro sintético

Todos os substitutos comuns do vidro são materiais plásticos, tais como o polimetacrilato de

metilo (acrílico), o policloreto de vinilo, o poliestireno, o policarbonato e o poliéster reforçado

com fibra de vidro [48].

Estes materiais possuem boas propriedades óptico-visuais, podendo apresentar-se

transparentes, translúcidos ou opacos, incolores, ou coloridos através da adição de corantes

que absorvam determinados comprimentos de onda e transmitam outros. A opacidade obtémse

através da adição de pigmentos que diminuem a transmissão de luz, podendo ser reduzida

até à total obstrução. De salientar que os materiais plásticos possuem ainda algumas

características que os tornam mais apetecidos em relação ao vidro, tais como a sua leveza, boa

resistência e facilidade de adaptação a diversos tipos de aplicações [8].

99


Os plásticos na Construção Civil

Os materiais plásticos, dado o seu baixo peso específico, têm particular interesse para

aplicações em coberturas, existindo no mercado especificamente para este tipo de aplicação

variados produtos, quer quanto à transmissão de luz, cor e textura, quer quanto à forma e

geometria.

Assim, pode-se encontrar placas opacas planas ou onduladas em policloreto de vinilo, placas

translúcidas, planas ou onduladas, normalmente em poliéster reforçado com fibra de vidro ou

policloreto de vinilo e placas transparentes, como por exemplo clarabóias, ou outros

elementos de pequena superfície, normalmente em polimetacrilato de metilo, ou em

policarbonato [8].

ACRÍLICO

O polimetacrilato de metilo é produzido em placas moldadas, sendo a moldagem realizada

entre folhas de vidro, o que lhes garante excelente planimetria. Existem no mercado chapas

transparentes, ou translúcidas, de várias cores, com texturas superficiais diversas, nas

espessuras entre 1mm e 100 mm [8;48].

O vidro acrílico possui uma boa resistência à flexão, boa resistência química à maior parte dos

agentes químicos, insensibilidade aos agentes atmosféricos, não amarelecendo durante um

prazo de 10 anos, boa resistência à fractura, não tem tendência para estilhaçar, boa

estabilidade dimensional e temperatura máxima de serviço rondando os 80/85 ºC, para painéis

planos não sujeitos a cargas, e os 75/80 ºC, para produtos termomoldados. Possui ainda forte

resistência ao envelhecimento.

A figura 5.12. retrata uma vista geral do Estádio Olímpico de Munique, marco da arquitectura

alemã, todo coberto com chapas acrílicas.

Fig. 5.12. Cobertura em chapas acrílicas [http://www.dicopesa.com.br/]

100


Os plásticos na Construção Civil

Este tipo de materiais apresenta problemas de combustibilidade, pelo que, atendendo que a

resistência ao fogo é um factor de primordial importância em edifícios, o seu emprego em

construção pode não ser aconselhável [8;48].

O seu peso específico é quase idêntico ao dos policarbonatos, e menos de metade em relação

ao do vidro, podendo transmitir a luz de forma muito intensa (chegando a 92% para

espessuras entre 1 e 25mm), com reduções quando se trata de folhas coloridas [48].

POLICARBONATO

O policarbonato arquitectónico é produzido numa grande variedade de formas, podendo ser

utilizado em substituição do vidro, figura 5.13. É bastante leve em relação ao vidro normal,

fácil de instalar, aparecendo no mercado em placas com espessuras de 1mm à 12mm,

transparentes, coloridas e opacas e em diversas texturas de superfície [48].

Este material, a partir de 1960, começou a substituir o vidro e os acrílicos, mas a sua limitada

resistência à maioria dos produtos químicos e à radiação ultravioleta levou a que a sua

aplicação fosse progressivamente reduzida a partir de 1980 [8].

Os laminados de policarbonato plano, resistentes a balas, podem ser fabricados com

espessuras até 33mm. O revestimento da superfície com silicone proporciona à folha

resistência adicional à abrasão [48].

A transmissão da luz varia entre 82%, para 12mm, e 90%, para 1mm, de espessura do

material. O produto característico de 5 ou 6mm possui uma transmissão de 85%, semelhante

ao vidro (84%). Estes valores são reduzidos em 50% para a folha de cor bronze [48].

O policarbonato é recomendado para instalações industriais que necessitem de forte

iluminação natural [8].

Fig. 5.13. Cobertura em policarbonato [http://www.poliwork.com.br/]

101


POLICLORETO DE VINILO

Os plásticos na Construção Civil

O PVC rígido é ideal para a fabricação de chapas extrudidas flexíveis planas ou onduladas. As

telhas onduladas em PVC têm como vantagens a transparência, a resistência ao impacto e às

condições de tempo adversas.

POLIÉSTER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO

As placas onduladas translúcidas de poliéster reforçado com fibra de vidro são muito

utilizadas em coberturas e telheiros, em que é importante assegurar níveis interiores de

iluminação natural adequados. Conseguem-se durações superiores a dez anos se as placas

forem devidamente fixadas, com as sobreposições aos limites efectuados correctamente e

desde que a qualidade da chapa seja certificada.

As características da resina poliéster utilizada na produção das placas, em particular a

resistência à radiação ultra-violeta, resistência ao fogo e propriedades mecânicas, são critérios

a utilizar na selecção e controle de qualidade das placas.

Estas apresentam normalmente transmissão de radiação visível superiores a 70%, mas

utilizando resinas com índice de refracção ajustado ao índice de refracção das fibras de vidro,

conseguem-se transmissões de luz superiores a 80%.

Para resistência das chapas aos elementos climáticos devem-se escolher resinas com

resistência à hidrólise e não devem ser utilizadas fibras com ligantes ou tratamentos

superficiais de emulsão.

5.7. Artigos sanitários

Algumas das propriedades dos materiais plásticos têm vindo a permitir a sua utilização numa

grande variedade de artigos e acessórios para instalações sanitárias, nomeadamente o poliéster

reforçado com fibra de vidro, utilizado no fabrico de banheiras, polibans, bacias de retrete,

lavatórios e lava louças.

O plástico acrílico utilizado em chapas rígidas separadoras para banheiras e polibans e a

resina fenólica (baquelite) utilizada em tampos de bacias de retrete e bidés [8;53].

5.8. Aditivos para betão

Apesar de, face às suas características mecânicas, não poderem ser usados como materiais

base para elementos estruturais, os plásticos podem ser aproveitados como aglomerantes nos

betões e argamassas [8].

102


POLIACETATO DE VINILO

Os plásticos na Construção Civil

A incorporação no betão de um aditivo, constituído por uma dispersão de PVAC, permite

melhorar apreciavelmente a resistência à flexão e compressão, proporcionando um aumento

da resistência ao impacto e à abrasão [8;53].

POLIESTIRENO EXPANDIDO

O poliestireno expandido, quando incorporado no betão, permite que este melhore a sua

capacidade de isolamento térmico, se torne mais leve e mais fácil de transportar e colocar [8].

RESINAS EPOXÍDICAS

As resinas epoxídicas aditivadas com um endurecedor possuem propriedades interessantes,

nomeadamente excelente aderência sobre materiais de construção e ausência de contracções

em relação ao momento da sua preparação. Podem, ainda, ser adicionadas cargas com o

objectivo de baixar o seu preço ou melhorar a resistência mecânica [8].

Aplicam-se em uniões entre estruturas de betão, protecção de betão, união de elementos préfabricados

e reparação de fendas e imperfeições.

5.9. Elementos auxiliares no trabalho com betão

Os materiais plásticos podem também ser utilizados como elementos auxiliares na técnica do

fabrico e colocação do betão, em diversas tarefas, tais como [8;53]:

Recobrimento do betão fresco com películas de polietileno para protecção contra a

secagem rápida;

Revestimento de cofragens para facilitar a desmoldagem (materiais que anulam os

inconvenientes da adesão de partes do betão às cofragens, em particular as de

madeira);

Moldes para cofragem em policloreto de vinilo e poliéster reforçado com fibras de

vidro;

Filmes de polietileno para revestimento interior de moldes;

Cofragem perdida das placas de poliestireno expandido para o isolamento térmico de

vigas e pilares;

Vedação de juntas de dilatação com perfis elásticos de PVC ou de espuma de

poliuretano impregnada de betuminoso.

103


Os plásticos na Construção Civil

Mais recentemente apareceram no mercado espaçadores, figura 5.14, de plástico para auxílio

na manutenção da posição das armaduras no decorrer das betonagens [45].

5.10. Instalações eléctricas

Fig. 5.14. Espaçadores plásticos para pilares, vigas e paredes [45]

Os materiais plásticos, dada a sua excelência em isolamento eléctrico, são aplicados no

fabrico de peças e acessórios diversos para instalações eléctricas, figura 5.15. Os mais

utilizados são o policloreto de vinilo, o polietileno, as resinas fenólicas de ureia formaldeído e

de melamina formaldeído [8].

Fig. 5.15. Calhas e caixas plásticas [49]

104


CONCLUSÃO

Os plásticos na Construção Civil

Os plásticos adquiriram em poucos anos, a nível mundial, estatuto próprio e uma notável

importância social, técnica e económica. Pouco a pouco, os mais diversos campos de

actividade foram invadidos por estes novos produtos, devido às suas características intrínsecas

e excelentes propriedades. Os plásticos ultrapassaram, nas suas aplicações, os materiais

tradicionais que fizeram a história da revolução industrial e ganharam rapidamente uma

posição de destaque.

O forte incremento que, a partir da segunda metade do século passado, se verificou na

indústria dos materiais plásticos, reflectiu-se com particular relevo no sector da construção

civil. No decorrer das últimas décadas alguns dos materiais convencionais utilizados foram

progressivamente sendo substituídos por materiais poliméricos. Hoje, algumas aplicações

destes materiais em engenharia civil são já tradicionais.

As características técnicas, e fundamentalmente económicas, dos materiais plásticos fazem

com que estes materiais se venham revelando como elementos fundamentais para o sector da

construção civil. Em aplicações mais nobres, tais como perfis utilizados em caixilharia,

estores e persianas, chapas de cobertura e elementos ornamentais, etc., ou menos visíveis

como, por exemplo, os aditivos para betões, os mástiques e os geotêxteis, os plásticos vêm

aumentando a cada ano a sua importância e peso, sobretudo no segmento dos edifícios.

Esta proliferação de utilizações, aliada à tradicional aplicação de materiais poliméricos em

produtos de consumo com baixa vida expectável, não deve induzir a sua aplicação sem

cuidados especiais em construção civil, em que os tempos de duração de projecto são quase

sempre superiores a quarenta anos. A este respeito, particular atenção deve ser dada aos níveis

de protecção contra a radiação ultra-violeta, hidrólise e migração de componentes.

A utilização precipitada de materiais poliméricos, como aliás quaisquer outros, pode resultar

em duração inferior à pretendida e em certas aplicações ocasionar riscos. De facto, a aplicação

dos materiais plásticos deve ser sempre antecedida de prévio estudo do fim específico a que se

destinam, verificando-se algumas condições particulares no que respeita a determinados

parâmetros, nomeadamente os relativos às condições ambientais que estarão presentes ao

longo do seu tempo de vida útil esperado. Paralelamente, há que dar especial atenção à

correcta instalação destes materiais. Na verdade, não existem plásticos bons e plásticos maus,

mas sim boas e más escolhas de produtos a utilizar e, ou, boas e más instalações desses

produtos.

105


Os plásticos na Construção Civil

Criados para durar “eternamente”, os plásticos têm colocado problemas ao nível da deposição

após tempo de vida útil. Se por um lado alguns destes materiais podem ser reciclados e

utilizados para produção de novos produtos, ou serem incorporados noutros materiais, por

outro lado, a toxicidade e nocividade que alguns deles comportam, aliadas às consequências

do excesso de sucata, podem ser preocupantes para o futuro da humanidade. Contudo, admitese

que serão tomadas medidas preventivas eficazes, como a introdução maioritária dos

plásticos biodegradáveis (a alquimia das próximas gerações?).

Uma nota final para referir que temos consciência de que este trabalho poderia ser diferente,

quiçá ter explorado melhor determinadas matérias ou aflorado outras, mas fica a esperança

que ele seja, de alguma forma, um contributo e um instrumento auxiliar para futuros estudos

mais aprofundados sobre uma matéria, que fruto do enorme dinamismo provocado pela

evolução tecnológica, aliado à cada vez mais acentuada procura e utilização dos materiais

plásticos, nunca estará fechada.

106


BIBLIOGRAFIA

Os plásticos na Construção Civil

[1] Antequera, P. , Jiménez, L. , Mitavete, A. e Ullod, J. (1994), Procesos de

Transformación de la Fibra de Vidrio (1) Contacto a Mano Proyección Simultánea.

Zaragoça, Vetrotex España, S.A..

[2] Antequera, P. , Jiménez, L. e Mitavete, A. (1993), Calculo y Diseño de Estructuras de

Materiales Compuestos de Fibra de Vidrio. Zaragoça, Secretariado de Publicaciones

Ciudad Universitária (Geológicas) 50009 Zaraçoça (España).

[3] Antequera, P. , Jiménez, L. e Mitavete, A. (sem data), Los Materiales Compuestos de

Fibra de Vidrio. Zaragoça, Secretariado de Publicaciones Ciudad Universitária

(Geológicas) 50009 Zaraçoça (España).

[4] Askeland, D. R. (1996), The Science and Engineering of Materials. Londres, Chapman

& Hall.

[5] Bauer, L. A. F. (2000), Volume 2, 5.ª Edição, Materiais de Construção. Rio de Janeiro,

LTC-Livros Técnicos e Científicos.

[6] Crawford, R. J. (2002), 3.ª Edição, Plastics Engineering. Oxford, Butterworth

Heinemann.

[7] Ehrenstein, G. W. (2001), Polymeric Materials. Munique, Carl Hanser Verlag.

[8] Esgalhado, H. e Rocha, A. (2002), Materiais Plásticos Para a Construção Civil

Características e Tipos de Aplicação. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia

Civil.

[9] Ferreira, H. N. (1988), A Função de Filtro dos Geotêxteis. Lisboa, Laboratório Nacional

de Engenharia Civil.

[10] Fonseca, S. B. C. (2003), Tubagem de Plástico Reforçado com Fibra de Vidro Baseado

em Resinas de Poliéster Insaturado Para Aplicação em Condutas Enterradas de

Abastecimento de Água Potável, Saneamento e Águas Residuais, com e sem Pressão.

Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

[11] Gaylord, M. W. (1974), Second Edition, Reinforced Plastics Theory and Pratice. Boston,

Cahners Publishing Company, Inc..

[12] Guedes, B. e Filkauskas, M. E. (1987), 2.ª edição, O Plástico. S. Paulo, Livros Érica

Editora Ltda.

[13] Hall, C. (1981), Polymer Materials An Introduction for Technologists and Scientist.

Londres, The Macmillan Press LTD.

[14] Lopes, M. G. D. A. (1997), Geotêxteis em Vias de Comunicação. Lisboa, Laboratório

Nacional de Engenharia Civil.

[15] Martinho, J. B. (1996), Curso Tecnológico de Construção Civil Tecnologias 11.º ano.

Porto, Porto Editora, Lda..

[16] McCrum, N. G., Buckley, C. P. and Bucknall, C. B. (1999), Second Edition, Principles

of Polymer Engineering. New York, Oxford University Press Inc.

[17] Núcleo de Cerâmica e Plásticos – Departamento de Materiais de Construção – Relatório

264/84 – NCP. (1984), Estudo da Aplicação de Tubos de Poli(cloreto de vinilo) Clorado

em Canalizações de Esgoto (alta e baixa temperatura). Características Exigidas.

Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

107


Os plásticos na Construção Civil

[18] Núcleo de Geotecnia Aplicada – Departamento de Vias de Comunicação – Relatório

105/85 – NGR. (1985), Os Geotêxteis Como Material de Construção. Lisboa,

Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

[19] Ogorkiewicz, R. M. (1969), Thermoplastics Effects of Processing. London, London

Iliffe Books LTD.

[20] Patton, W. J. (1978), Materiais de Construção Para Engenharia Civil. São Paulo, E.P.

U. – Editora Pedagógica e Universitária Ltda.

[21] Real, L. E. P. (1999), Aditivos Para PVC e Outros Plásticos. Lisboa, Laboratório

Nacional de Engenharia Civil.

[22] Real, L. E. P. (2001), Degradação de Materiais Plásticos Usados em Aplicações

Exteriores. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

[23] Real, L. P. (2004), Absorção e Emissão de Radiação Sua Interacção com os Materiais

Poliméricos. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

[24] Rizkalla, S. e Mufti, A. (Setembro de 2001), Reinforcing Concrete Strutures with Fibre

Reinforced Polymers Design Manual No. 3. ISIS Canada Corporation.

[25] Rocha, A. C. P. F. (1990), Materiais Plásticos Para a Construção Civil. Lisboa,

Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

[26] Silva A. G. e Capelo A. J. C. (1981). A Espuma Rígida de Poliuretano Como Material

Isolante, Revista Portuguesa do Frio, N.º 15/Março/Ano 5, p. 13.

[27] Smith, W. F. (1998), 3.ª edição, Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais.

Amadora, Mc Graw-Hill de Portugal, Lda.

[28] Throne J. L. (1979), Plastics Process Engineering. New York, Marcel Dekker INC..

[29] A Era do plástico. [Em linha]. Disponível em http://www.bricabrac.com.br/.

[Consultado em 05/09/2004].

[30] A Evolução dos Materiais Poliméricos ao Longo do Tempo. [Em linha]. Disponível em

http://www.gorni.eng.br/textpol.html. [Consultado em 05/09/2004].

[31] A Página da Química, Ano 1, número 14. [Em linha]. Disponível em http://

www.qmc.ufsc.br/qmcweb/ exemplar14.html. [Consultado em 10/09/2004].

[32] A Página da Química, Ano 2, número 29. [Em linha]. Disponível em http://www.qmc.

ufsc.br/qmcweb/exemplar29.html. [Consultado em 10/09/2004].

[33] ACEPE - Associação Industrial do Poliestireno Expandido. [Em linha]. Disponível em

http://www.acepe.pt/. [Consultado em 08/10/2004].

[34] Aditivos para plásticos. [Em linha]. Disponível em http://www.specialchem.com/

index.aspx [Consultado em 17/09/2004].

[35] Arco Sistems. [Em linha]. Disponível em http://www.arcosystems.pt/. [Consultado em

28/09/2004].

[36] BASF. [Em linha]. Disponível em http://www.basf.com/~. [Consultado em 28/09/2004].

[37] Breve História do Petróleo. [Em linha]. Disponível em http://histpetroleo.no.sapo.

bpt/index.htm. [Consultado em 16/09/2004].

[38] Ciência J, Número 18 - Novembro/Dezembro 2000. [Em linha]. Disponível em

http://www.ajc.pt/cienciaj/n18/abrir.php. [Consultado em 18/09/2004].

108


Os plásticos na Construção Civil

[39] Composites Basics: Materials (Part 1). [Em linha]. Disponível em http://www.

mdacomposites.org/mda/psgbridge_cb_materials.html. [Consultado em 11/09/2004].

[40] Coprax. [Em linha]. Disponível em http://www.coprax.com/~. [Consultado em

28/09/2004].

[41] Curso Básico Intensivo de Plásticos. [Em linha]. Disponível em http://www. jorplast.

com.br/. [Consultado em 10/09/2004].

[42] Do Petróleo Bruto ao Produto Final. [Em linha]. Disponível em http://www.

galpenergia.com/. [Consultado em 06/09/2004].

[43] Instituto Avançado do Plástico. [Em linha]. Disponível em http://www. planeta

plastico.com.br/. [Consultado em 05/09/2004].

[44] Isolar com Styrofoam. [Em linha]. Disponível em http://www.dow.com/styrofoam/

europe/pt/. [Consultado em 28/09/2004].

[45] Jeruel Plásticos. [Em linha]. Disponível em http://www.jeruelplast.com.br/. [Consultado

em 30/09/2004].

[46] Museu do Plástico Sandretto. [Em linha]. Disponível em http://www.sandretto.it/.

[Consultado em 04/09/2004].

[47] O PVC na Construção Civil. [Em linha]. Disponível em http://www. institutodopvc.org/.

[Consultado em 11/09/2004].

[48] Plásticos Translúcidos. [Em linha]. Disponível em http://www.usp.br/fau/deptecnologia/

docs/bancovidros/. [Consultado em 10/09/2004].

[49] SOLVIN. [Em linha]. Disponível em http://www.solvinpvc.com/. [Consultado em

30/09/2004].

[50] UPONOR. [Em linha]. Disponível em http://www.uponor.pt/pt/solucoes/gas/ sistema

_ligacao.htm. [Consultado em 29/09/2004].

[51] Norma Portuguesa NP-1487 (1977), Tubos de Poli(cloreto de vinilo) Não Plastificado

Para Canalizações de Água e Esgoto.

[52] Norma Portuguesa NP-490 (1970), Plásticos. Siglas de Identificação.

[53] Ferreira, V. e Farinha, B. (1977), 8.ª edição, Tabelas Técnicas. Lisboa, Técnica –

Associação dos Estudantes do I.S.T..

[54] Porto Editora Multimédia (2002). Diciopédia 2003 O Poder do Conhecimento. [DVD-

ROM]. Porto, Porto Editora, Lda., compatível com Windows 98, 2000, Me, XP, ou

Windows NT (SP6).

[55] Dicionário Mais-Da Ideia às Palavras. Edição Portuguesa (1996). Selecções do Reader’s

Digest, S.A.. Lisboa, Lisboa Editora.

109


Os plásticos na Construção Civil

ANEXO I

110


Os plásticos na Construção Civil

Quadro Resumo - Características médias dos principais materiais plásticos usados na construção

civil [8].

Propriedades Unidades

Polietileno

Alta

densidade

(PEAD)

FÍSICAS

111

Polietileno

Alta

densidade

ramificado

(PEBD)

Polietileno

baixa

densidade

linear

(PEBD)

Polipropileno

(PP)

Massa volúmica gcm 3 − 0,941 0,93-1,10 1,07-1,08 1,01-1,04

Absorção de água (24h) % 80ºC) em*

TECNOLÓGICAS

Solúvel em

Solv. Aromát.

Resistente

Resistente

(T>80ºC)

Possibilidades de moldagem - Muito boas Muito boas - Boas mto boas

* Hidrocarbonetos (HC); hidrocarbonetos halogenados e aromáticos; principais ésteres alifáticos; di-n-amil éter.


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo (continuação) - Características médias dos principais materiais plásticos usados na

construção civil [8].

Propriedades Unidades

Poliestireno

(PS)

FÍSICAS

112

Poliestireno

butadieno

(SB)

Poliestireno

acrilonitrilo

(SAN)

Acrilonitrilo

butadieno

estireno

(ABS)

impacto elevado

Massa volúmica gcm 3 − 1,04-1,065 0,93-1,10 1,07-1,08 1,01-1,04

Absorção de água (24h) % 0,03-0,05 0,19-0,39 0,15-0,25 0,2-0,45

Permeabilidade aos gases

Comportamento em tracção

m²/Pa.s -

MECÂNICAS

- - -

Tensão de rotura MPa 35,9-51,7 28-46 69-82 33-43

Alongamento na rotura % 1,2-2,5 10-60 2-3 5-70

Módulo de elasticidade

Comportamento em compressão

10³ Mpa 2,3-3,3 2,1-3,2 2,8-3,9 1,59-2,8

Tensão de cedência MPa 82,8-89,7 28-63٭ 96,6-103 31-55

Módulo de elasticidade

Comportamento em flexão

10³ Mpa 3,31-3,38 - 3,7-4 0,97-2,07

Tensão de cedência MPa 69-100,7 35-57٭ 75,9-103 55-75,9

Módulo de elasticidade 10³ Mpa 2,62-3,38 - 3,45-4 1,72-2,41

Impacto Izod (c/entalhe) Jm 1 − 19-24 30-200 21-32 160-640

Dureza

M60-M75

Rockwell

TÉRMICAS

M65-M70

Rockwell

M80

Rockwell

R85-R105

Rockwell

Temp. máx de utilização ºC 70 70 90 80

Coef. dilatação linear 10 5 − ºC 1 − 6-8 3,4-21 6,5-6,8 9,5-11

Condutibilidade térmica Cal/s.cm.ºC 2,4-3,3x10 4 −

1-3x10 4 −

3x10 4 − 3,4-6x10 4 −

Calor específico Cal/g.ºC 0,32 0,32-0,35 0,32-0,34 0,35-0,38

Temp. deformação sob carga ºC 66-91 65-93 91-93 76-96

Propagação da chama - Lenta Lenta Lenta Lenta

ÓPTICAS

Índice de refracção - 1,59-1,60 1,52-1,55 1,57 -

Transmissão luminosa - Transparente Transparente

a opaco

Transparente Transparente

a opaco

Possibilidades de coloração - Ilimitadas

QUÍMICAS

Ilimitadas Ilimitadas Ilimitadas

Acção da luz solar - Arnarelece

Diminuição

resis. mecâ.

Ligeiro

amarelecim.

Nulo a

ligeiro

amarelecim

Acção dos ácidos fortes -

Atacado por

ác. oxidantes

Atacado por

ác. oxidantes

Atacado por

ác. oxidantes

Atacado por

ác. oxidantes

Acção dos ácidos fracos - Nula Nula Nula Nula

Acção das bases fortes - Nula Nula Nula Nula

Acção das bases fracas - Nula Nula Nula Nula

Solúvel em Solúvel em Solúvel em Solúvel em

Acção de solventes orgânicos -

HC,

Aromáticos e

HC,

Aromáticos e

cetonas,

ésteres e HC

cetonas,

ésteres e HC

cIorados cIorados cIorados cIorados

Possibilidades de moldagem

* determinados na rotura

-

TECNOLÓGICAS

Muito boas Muito boas Boas Boas mto boas


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo (continuação) - Características médias dos principais materiais plásticos usados na

construção civil [8].

Propriedades Unidades

Policarbonato

(PC)

FÍSICAS

113

Polimetacrilato

(PMMA)

Poliamida

(PA)

“nylon 6,6”

Polibutileno

(PB-1)

Massa volúmica gcm 3 − 1,2 1,17-1,20 1,13-1,15 0,910-0,925

Absorção de água (24h) % 0,15 0,3-0,4 1-1,3 100ºC)Solv.

aromáticos

Possibilidades de moldagem -

TECNOLÓGICAS

Razoável/boas Boas Muito boas -


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo (continuação) - Características médias dos principais materiais plásticos

usados na construção civil [8].

Propriedades Unidades

FÍSICAS

114

Policloreto de

vinilo rígido

(PCV-U)

Policloreto de

vinilo

plastificado

(PVC)

Poliacetato de

vinilo

(PVAC)

Massa volúmica gcm 3 − 1,30-1,58 1,16-1,35 1,19

Absorção de água (24h) % 0,04-0,4 0,15-0,75 -

Permeabilidade aos gases m²/Pa.s - - -

MECÂNICAS

Comportamento em tracção

Tensão de rotura MPa 41-52 48-76 62-83

Alongamento na rotura % 40-80 2-10 60-300

Módulo de elasticidade

Comportamento em compressão

10³ Mpa 2,4-4,1 2,62-3,10 1,3-2,9

Tensão de cedência MPa 55-90 6,2-11,7 -

Módulo de elasticidade

Comportamento em flexão

10³ Mpa - - -

Tensão de cedência MPa 69-110 - -

Módulo de elasticidade 10³ Mpa 2,1-3,4 - -

Impacto Izod (c/entalhe) Jm 1 − 21-1068 - 102,4

Dureza

D65-D85

Shore

TÉRMICAS

A50-A100

Shore

82-85

Shore

Temp. máx de utilização ºC 60 35 -

Coef. dilatação linear 10 5 − ºC 1 − 5-10 7-25 28-72

Condutibilidade térmica Cal/s.cm.ºC 3,5-5x10 4 −

3-4x10 4 − 3,8x10 4 −

Calor específico Cal/g.ºC 0,2-0,28 0,3-0,5 -

Temp. deformação sob carga ºC 54-74 - -

Propagação da chama -

Auto

extinguível

Auto

extinguível

-

Índice de refracção -

ÓPTICAS

1,52-1,55 - 1,4669

Transmissão luminosa -

Transparente

a opaco

Transparente

a opaco

-

Possibilidades de coloração - Ilimitadas

QUÍMICAS

Ilimitadas -

Acção da luz solar -

Requer

protecção

Requer

protecção

Boa estabilidade

Acção dos ácidos fortes - Nula

Nula a ligeira

(ác.oxidantes)

Resistência

limitada

(ác. carboxílicos)

Acção dos ácidos fracos - Nula Nula

Resistência limitada

(ác. carboxílicos)

Acção das bases fortes - Nula Limitada Não resistente

Acção das bases fracas - Nula Nula Resistente

Acção de solventes orgânicos -

Solúvel em

Cetonas,

ésteres,

éteres, e HC

colorados,

Intumescência

em HC

aromáticos

Solúvel em

Cetonas,

ésteres,

éteres, e HC

colorados,

Intumescência

em HC

aromáticos

Solúvel em

Cetonas, ésteres,

éteres, álcoois,

aromáticos, HC

halogenados, HC

Aromáticos, entre

outros

TECNOLÓGICAS

Possibilidades de moldagem -

Medíocres a

boas

- Boas


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo (continuação) - Características médias dos principais materiais plásticos usados na

construção civil [8].

Propriedades Unidades

Poliuretano

(PUR)

FÍSICAS

115

Poliéster

insaturado

S/reforço٭

(UP)

Poliéster

insaturado

S/reforço٭

(UP)

Silicone

(SI)

Massa volúmica gcm 3 − 1,05 1,04-1,46 1,50-2,10 0,99-1,5

Absorção de água (24h) % 0,1-0,2 0,15-0,6 0,05-0,5 0,02

Permeabilidade aos gases

Comportamento em tracção

m²/Pa.s -

MECÂNICAS

- -

Tensão de rotura MPa 69-76 41-90 210-340 2,4-6,9

Alongamento na rotura % 3-6


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo (continuação) - Características médias dos principais materiais plásticos usados na

construção civil [8].

Propriedades Unidades

Resinas

epoxídicas

(EP)

FÍSICAS

116

Resinas

fenólicas

(PF)

Resinas de

ureia

formaldeído٭

(UF)

Resinas de

melamina

formaldeído٭

(MF)

Massa volúmica gcm 3 − 1,11-1,40 1,24-1,32 1,47-1,52 1,47-1,52

Absorção de água (24h) % 0,08-0,15 0,1-0,36 0,48 0,1-0,6

Permeabilidade aos gases

Comportamento em tracção

m²/Pa.s -

MECÂNICAS

- - -

Tensão de rotura MPa 28-90 34-62 38-48 48-90

Alongamento na rotura % 3-6 1,5-2,0 0,5-1 0,6-0,9

Módulo de elasticidade

Comportamento em compressão

10³ Mpa 2,4 2,8-4,8 9-9,7 9,3

Tensão de cedência MPa 103-172 83-103 172-310 228-310

Módulo de elasticidade

Comportamento em flexão

10³ Mpa - - - -

Tensão de cedência MPa 90-145 76-117 70-124 83-104

Módulo de elasticidade 10³ Mpa - - 9,7-10,3 7,6

Impacto Izod (c/entalhe) Jm 1 − 11-53 12-21 14-28 13-19

Dureza

M80-M110 M93-M120 M110-M120 M120

Rockwell

TÉRMICAS

Rockwell Rockwell Rockwell

Temp. máx de utilização ºC 120 200 77 99

Coef. dilatação linear 10 5 − ºC 1 − 4,5-6,5 6,8 2,2-3,6 2,0-5,7

Condutibilidade térmica Cal/s.cm.ºC 4-5x10 4 −

3,5x10 4 −

10x10 4 − 7-10x10 4 −

Calor específico Cal/g.ºC - - 0,4 -

Temp. deformação sob carga ºC 46-288 - 132-138 204

Propagação da chama - Lenta Muito lenta Muito lenta Nula

ÓPTICAS

Índice de refracção - 1,55 - 1,54-1,56 -

Transmissão luminosa - Translúcida -

Translúcida

a opaco

Translúcido

Possibilidades de coloração - -

QUÍMICAS

- Ilimitadas Ilimitadas

Acção da luz solar

- Nula

Escurecimento

Ligeira

modificação

de cor

Ligeira

modificação

de cor

Acção dos ácidos fortes

Atacado

- Não resistente (ácidos

oxidantes)

Decompõe-se Decompõe-se

Acção dos ácidos fracos - Nula Resistente Nula Nula a ligeira

Acção das bases fortes

-

Resistência

limitada

Não resistente Atacada

Nula a

ligeiro

ataque

Acção das bases fracas

Nula a muito

- Nula Resistente Nula ligeiro

ataque

Acção de solventes orgânicos

-

Geralmente

resistente

Resistente Nula Nula

Possibilidades de moldagem

* carga: alfa-celulose

-

TECNOLÓGICAS

- - Muito boas Boas


Os plásticos na Construção Civil

ANEXO II

117


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo II - Classes, designações comerciais, propriedades, aplicações e preços de alguns materiais plásticos para selecção de materiais [27].

Classe de material

Polietileno

(varia entre

os tipos de baixa e

de alta densidade)

Polipropileno

Poliestireno

(transparente)

Poliestireno

(resistente ao

impacto)

Policloreto de

vinilo (rígido)

Policloreto de vinilo

(flexível)

Acrílicos

Politereftalato de

etileno (PET) (tipos

para engenharia)

Designações

comerciais

Dowlex

Rexene

Fortiflex

Petrothene

Pro-fax

Rexene

Fortilene

Styron

Replay

Ladene

Styron

VaItra

Novablend

Unichem

Ultra

Kohinn

Plexiglass

Acrylite

Perspex

Valox

Impet

Petra

Propriedades Aplicações Tipo Preços em

Meados de 1994

(US$/kg)

Tenaz, baixa resistência mecânica;

Baixo coeficiente de atrito; boa

resistência química e eléctrica.

Tenaz, resistência mecânica relativa"

mente baixa, mas melhor que a do

polietileno; boa resistência à

fadiga; baixa densidade; boa resistência

química e eléctrica.

Transparência óptica; fabrico fácil;

boa estabilidade térmica e dimensional;

excelente isolador.

Facilidade de processamento; boa

resistência ao impacto e rigidez;

bom isolador; baixo custo.

Resistência mecânica, alongamento;

resistência química.

Flexibilidade, resistência química

e à humidade; colorabilidade;

durabilidade; baixo custo.

Transparência cristalina; boa dureza

superficial; boa resistência química em

vários meios; estabilidade mecânica;

resistência às condições atmosféricas.

Reforçados ou tendo como materiais

de enchimento fibras de vidro, Iamelas de

vidro, minerais ou micas para melhorar o

desempenho em termos de rigidez,

resistência mecânica e ao calor; boa

moldabilidade e resistência química.

Parte I - Termoplásticos

Filmes, tubos, chapas; moldagem

por sopro; isolamento de fios e de

cabos.

Recipientes, fechos, utensílios domésticos,

brinquedos; fibras e isolamentos

eléctricos; em automóveis, os copolímeros

são utilizados em painéis e

decorações de interiores e baterias.

Garrafas e tampas; brinquedos;

dispositivos de

utilização médica.

Embalagens; descartáveis;

consumíveis de electrónica;

brinquedos.

Tubos e condutas, canais

e janelas de vinilo;

pavimentos.

Revestimentos; tecidos sintéticos,

couro sintético; isolamento

de fios eléctricos;

folhas de vinilo; luvas.

Substituição do vidro em janelas e

utilizações com transmissão da luz;

sinais de iluminação; luzes traseiras

de automóveis.

Aplicações em automóveis, eléctricas/

/electrónicas e electrodomésticos;

caixas de motores, casquilhos de

lâmpadas, sensores, interruptores, relés

e bobinas; peças em espiral para trans-

formadores de fornos e micro-ondas.

carcaças para pequenos aparelhos

domésticos.

118

(Railcar)

LDPE, utilização geral para

moldagem

HMW-HDPE,

moldagem por sopro

(Railcar)

Homopolímero de utilização

geral para injecção

Copolímero aleatório

para injecção

(Railcar)

"Cristal" de utilização geral

alta temperatura

HIPS: óptima resistência

ao impacto

Reforçado por fibras

(Railcar)

Homopolímero de utilização

geral

Tubos

Misturas cloretadas

para tubos de PVC

Uso geral

Impacto

30% fibra de vidro

55% fibra de vidro

Copolímero, PETG

1,21-1,32

1,32-1,39

1,21-1,32

1,32-1,43

1,32-1,46

1,39-1,46

1,59-1,61

2,00-2,10

0,82-0,84

0,79-0,82

3,02

2,58

3,35

3,88

4,42

2,16


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo II - Classes, designações comerciais, propriedades, aplicações e preços de alguns materiais plásticos para selecção de materiais [27].

Classe de material

Politereftalato

butileno (PBT)

ABS

(acrilonitrilo- -butilenoestireno)

Acetal

Óxido de polifenileno

(modificado)

Nylon (poliamida linear)

Designações

comerciais

Valox

Cleanex

Ultradur

Magnum

Cycolac

Lustran

Delrin

(homopolímero)

Celcon

(copolímero)

Tenac

Noryl

Prevex

Zytel

Nylamid

Propriedades Aplicações Tipo Preços em

Meados de 1994

(US$/kg)

Facilmente obtido por moldagem por

injecção; utilizado em ligações eléc-

tricas devido às propriedades eléctricas,

resistência ao calor e química, e facili-

dade de vazamento em secções finas.

O acrolinitrilo confere resistência quí-

mica e estabilidade ao calor; o buta-

dieno confere tenacidade e resistência ao

impacto; o estireno confere rigidez e

processabilidade a baixo custo.

Duro, resistente, rígido; alguma

sensibilidade ao entalhe; boa resistência

química; estabilidade dimensional; baixo

coeficiente de atrito.

Boas propriedades eléctricas numa larga

gama de condições de humidade e

temperatura; boa resistência ao impacto e

rigidez com reforço de fibras ou outro;

boa processabilidade.

Resistência mecânica, tenacidade,

rigidez, resistência ao desgaste e à

abrasão elevadas; baixo coeficiente de

atrito; absorve alguma humidade; elevada

resistência ao impacto e rigidez.

Parte I - Termoplásticos (cont.)

Dispositivos eléctricos de ligação,

bobinas, blocos terminais e suportes de

fusíveis; tampas dos distribuidores,

componentes para portas e janelas de

automóveis; peças de bombas.

Painéis de instrumentos e consolas de

automóveis; grelhas de radiadores;

caixas de faróis de automóveis; portas

extrudidas e termoenformadas de

electrodomésticos; pequenos aparelhos

domésticos e caixas de computadores;

tubos de drenagem e de escape.

Componentes do sistema de

combustível de automóveis, engre-

nagens e mecanismos de elevação de

janelas; puxadores e manivelas;

engrenagens industriais, válvulas,

excêntricos e bombas; roldanas,

parafusos, porcas e elos de ligação;

peças de canalização tais como

válvulas e suportes.

Painéis de instrumentos e encostos dos

assentos de automóveis; caixas e

teclados de computadores; caixas de

bombas e impulsores.

Engrenagens, chumaceiras, peças anti-

-atrito; peças submetidas a

temperaturas elevadas e tendo que

resistir a hidrocarbonetos e solventes;

peças eléctricas submetidas a

temperaturas elevadas; rodízios; caixas

para ferramentas

eléctricas.

119

Sem enchimento

Resistência ao impacto alta

30% fibra de vidro

Resistência ao

impacto média

Resistência ao

impacto alta

Tubos

Liga ABS/PC

Homopolímero

20% fibra de vidro

Copolímero

25% fibra de vidro

Injecção

20% fibra de vidro

30% fibra de vidro

Extrusão

Tipo 6,6

Reforço mineral

30% fibra de vidro

Tipo 6

Reforço mineral

30% fibra de vidro

3,62-3,86

4,30-4,53

3,75-4,19

2,82-3,05

2,98-3,11

2,43-2,54

3,27-3,39

3,97-4,06

4,04-4,35

3,97-4,06

4,19-4,44

3,09-4,86

4,72-4,98

4,42-4,86

3.75-5,29

5,29-5,32

2,98-4,30

5,29-5,39

5,03-7,62

3,75-3,91

3,77-5,39


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo II - Classes, designações comerciais, propriedades, aplicações e preços de alguns materiais plásticos para selecção de materiais [27].

Classe de material

Policarbonato

Polissulfona

.Polissulfureto

Polieterimida

Politetra- fluoroe-tileno

Designações

comerciais

Lexan

Makrolon

Calibre

Udel

Ultrason

Ryton

Fortron

Supec

Ultem

Teflon

Neoflon

Fluorocomp

Propriedades Aplicações Tipo Preços em

Meados de 1994

(US$/kg)

Transparência, excelente resistência

ao impacto; elevada temperatura de

deflexão pelo calor; estabilidade

dimensional;

boa resistência eléctrica.

Transparente, resistente ao calor, baixa

inflamabilidade; boas propriedades

eléctricas até cerca de 190°C; boa

rigidez e estabilidade a temperaturas

elevadas; boa resistência ao impacto e

resistência química.

Combinação excelente de resistência

a alta temperatura, resistência química,

fluidez, propriedades eléctricas

e estabilidade dimensional.

Resistência mecânica e rigidez elevadas

a temperaturas elevadas; boas

propriedades

eléctricas, resistência química

e processabilidade.

Inerte quimicamente em muitos meios;

propriedades mecânicas úteis desde

temperaturas criogénicas até 260°C;

baixo coeficiente de atrito.

Parte I - Termoplásticos (cont.)

Substituição do vidro; caixas de

máquinas de escritório e painéis de

instrumentos; dispositivos de ligação

eléctrica e interruptores; CDs

(compact disc) de leitura laser;

lentes oftálmicas.

Instrumentos médicos e tabuleiros

para colocar instrumentos durante

a esterilização; dispositivos de

ligação eléctrica, bobinas e núcleos,

componentes de TV; equipamento

de processamento químico para

tubagens, bombas, módulos de

filtros, placas de suporte e torres

de enchimento resistentes à corrosão.

Essencialmente para dispositivos

de ligação eléctrica funcionando

a alta temperatura; devido à resistência

química utilizam-se em

bombas, válvulas, uniões de tubos

e peças de campos petrolíferos.

Boa resistência ao calor e química

para peças a funcionar com fluidos

e ao ar; utilizações eléctricas que

requerem uma elevada resistência

mecânica e estabilidade

dimensional; dispositivos de ligação

eléctrica e placas de circuitos

impressos; sensores debaixo da

tampa do motor em automóveis.

Tubagens e válvulas químicas;

vedantes e anéis; revestimentos

não aderentes; revestimentos de

tubos de combustível.

120

Moldagem por

injecção

20% fibra de vidro

30% fibra de vidro

Extrusão

Reforçado por fibras

Disco compacto (CO)

Utilização geral

10% fibra de vidro

20% fibra de vidro

40% fibra de vidro

20% fibra de vidro/35%

material de enchimento

35% fibra de vidro/35%

material de enchimento

Não reforçado

30% fibra de vidro

5,34-5,49

5,29-7,26

4,83-5,45

5,34-5,49

5,63-6,38

6,20

9,34-10,82

9,14-10,59

7,92-9,27

6,91-7,28

3,46

4,35

10,26

8,39

14,13-15,89


Os plásticos na Construção Civil

Quadro resumo II - Classes, designações comerciais, propriedades, aplicações e preços de alguns materiais plásticos para selecção de materiais [27].

Classe de material

Fenólicos

Poliésteres

(insaturados)

Designações

comerciais

Baquelite

Durez

Plenco

Valite

Rosite

Premi

Polyrite

Epoxídicos Ciba-Geigy

(RP-)

Fiberite

Ureias e melaminas

Silicones

Farboset

Perstop

Cymel

Fiberite

Plenco

Silastic

Baysilon

LIM

(silicones GE)

Propriedades Aplicações Tipo Preços em

Meados de 1994

(US$/kg)

Boa resistência ao calor até cerca de

150°C; boa estabilidade dimensional

e resistência à fluência; boa

resistência eléctrica.

Pode ser utilizado sem materiais de

enchimento, com materiais de

enchimento ou reforçado (fibra de

vidro); rígido; resiliente; resistente à

corrosão e às condições atmosféricas.

Boas propriedades mecânicas; boa

adesão e propriedades de isolamento

eléctrico.

Componentes moldados; boa

durabilidade

e dureza superficial; boa resistência

a cargas aplicadas e resistência

a solventes orgânicos; boa resistência

eléctrica.

Propriedades elastoméricas; bom

isolador eléctrico; vedante; boa

resistência química.

Parte II - Termoendurecíveis

Aplicações de resistência térmica

e eléctrica a alta temperatura;

acessórios de fixação eléctricos;

adesivos.

Assentos de cadeiras; peças exteriores

de automóveis; barcos; portas protectoras

de chuveiros; componentes eléctricos;

reparação de automóveis; matriz

de compósitos reforçados com fibra de

vidro ou de carbono.

Revestimentos de protecção; adesivos;

moldagem eléctrica; matriz de compósitos

com fibras de carbono.

Os componentes moldados tendo como

materiais de enchimento a celulose alfa

são utilizados em aparelhos para instalações

eléctricas, tais como placas para

parede, receptáculos e interruptores de

circuito, fechos, caixas, maçanetas

e puxadores.

Revestimentos e adesivos, isoladores

de alta temperatura.

121

Misturas para moldagem

Tipos reforçados

Orto de utilização geral (GP

Ortho)

Isoftálico

Bis A

Resinas de utilização geral (GP

resin)

Semiconduc Novolac

Misturas para moldagem

Bk & Bw

Wh * Iv

Misturas para moldagem

Tipo especial

Silicone-epoxídica

1,37-2,21

2,54-6,62

1,50-1,74

1,61-1,79

2,65-3,31

2,82-3,02

4,26-5,03

1,48-1,72

1,59

12,82-14,12

19,67-69,49

12,82-14,12


Os plásticos na Construção Civil

ANEXO III

122


Os plásticos na Construção Civil

123


Os plásticos na Construção Civil

124


Os plásticos na Construção Civil

125

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