Anais do 45º Congresso Brasileiro de Cerâmica 0405801 30 de maio a 2 de junho de 2001 - Florianópolis – SC.

Normalização em Cerâmica Vermelha: Alternativas de Procedimento.

Silva, N.C. (FAPESP); Silva A. D.; Guimarães, M. C.; Sordi, V. L.; Martins, C. A.

Universidade Federal de São Carlos

Departamento de Engenharia de Materiais

Rod. Washington Luiz, km 235- São Carlos-SP CEP 13565-905

cmartins@power.ufscar.br

RESUMO

A normalização brasileira padroniza ensaios para a verificação da qualidade

dos produtos de cerâmica vermelha, onde o processo de preparação dos corpos de

prova é demorado e dispendioso, como no caso do capeamento de blocos

cerâmicos e telhas romanas.

O objetivo desse estudo foi ensaiar novos equipamentos e procedimentos

para a realização dos ensaios, visando maior rapidez e economia. No caso do novo

método de ensaio, o capeamento foi substituído pelo equipamento desenvolvido.

Pudemos concluir que, dentro dos casos estudados, o equipamento e o novo

procedimento podem ser aplicados em substituição ao ensaio padronizado pela

ABNT, com redução de custos e ganho significativo de tempo na preparação dos

corpos de prova.

INTRODUÇÃO

A normalização técnica da ABNT para cerâmica vermelha, constitui-se em um

conjunto de procedimentos para o controle de diversos itens referentes à qualidade dos

materiais envolvidos. Está disponibilizada a normalização referente à tijolos maciços, blocos

cerâmicos, telhas de vários tipos, e outros elementos, além de outras informações

envolvendo tais produtos (1).

A utilização da normalização técnica em estudos envolvendo qualidade de materiais

empregados na indústria da construção civil é extensa (2-10), mas relativamente poucos

estudos tem procurado focalizar a normalização, em qualquer dos aspectos(11,12).

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Um dos aspectos relevantes presentes na normalização, é a indicação

pormenorizada dos métodos e procedimentos para a preparação dos corpos de prova

envolvidos nos diversos ensaios, para determinação de alguma propriedade de interesse.

Especificamente, no caso de blocos cerâmicos para vedação, a NBR 6461(13)

especifica a preparação dos corpos de prova, através de procedimento para regularização

das superfícies onde serão aplicadas as cargas para determinação da resistência à

compressão do corpo de prova.

Também, no caso de telhas cerâmicas, a NBR 13582(14) especifica a regularização de

superfícies visando a distribuição homogênea da carga aplicada, no ensaio para

determinação da carga máxima de ruptura em flexão.

Problemas experimentais para a regularização das superfícies já foram detectados

durante a execução de alguns trabalhos. A variação entre as regularizações, executadas

isoladamente para cada corpo de prova, algumas vezes detectadas durante a realização dos

ensaios, pode resultar em dispersão ainda maior nos valores determinados, e tem onerado

mais ainda a obtenção de resultados confiáveis.

Também, essa fase de preparação dos corpos de prova tem se mostrado

extremamente trabalhosa, com custo significativo, e envolvendo pelo menos 60% do tempo

total consumido no ensaio para verificação da propriedade de interesse.

O desenvolvimento de metodologia alternativa, seja pela adaptação de equipamentos

ou métodos de preparação, ou ainda através da introdução de novos equipamentos e

metodologia, pode ser uma ferramenta útil para a realização de ensaios confiáveis, mais

rápidos e com menor custo.

MATERIAIS E MÉTODOS

Parte I- Telha romana

Foram obtidas amostras de telha romana de dois fabricantes de Barra Bonita, SP.

Para cada fabricante, foram formados dois lotes de 25 peças cada lote. Um lote de cada

fabricante foi preparado com o capeamento, conforme a NBR 13582.

Para a realização dos ensaios conforme as especificações da NBR 13582, foi

desenvolvido um dispositivo articulado que suporta o corpo de prova, e que possibilita o

assentamento nas três direções, além do correto alinhamento do corpo de prova, quando na

aplicação da carga. O dispositivo foi instalado na máquina universal de ensaios Instron

modelo 5500R. A Figura 1 mostra o dispositivo já montado, e um corpo de prova preparado

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com o capeamento, pronto para o ensaio de determinação da carga máxima de ruptura para

a telha. Para a articulação nas três direções, foram utilizadas esferas de aço como elementos

de assentamento.

Na realização do ensaio no modo alternativo ou modificado, as telhas não foram

capeadas, permanecendo sem qualquer regularização das superfícies. Juntamente com o

dispositivo articulado já citado, foram utilizados elementos de contato, com possibilidade de

regulagem de altura, em três locais distintos. No caso do novo método proposto para o

ensaio, os capeamentos são substituídos por seis áreas de contato com a telha: três por

contato direto do dispositivo articulado com o corpo de prova, e outros três através do

conjunto de 3 peças com regulagem de altura. A utilização dos elementos de contato

permitiu, em princípio, que a aplicação de carga fosse realizada de maneira similar ao ensaio

com a telha capeada. Esse ponto é um dos enfoques principais do estudo. A Figura 2 mostra

um dos elementos de contato.

Todos os quatro lotes foram imersos em água durante 24 horas, antes da realização

dos ensaios para determinação da carga máxima de ruptura.

Em todos os arranjos para os ensaios, foram utilizadas tiras de borracha com

espessura de 1 mm, nos pontos de contato do equipamento com o corpo de prova ou com o

capeamento, para amenizar irregularidades das superfícies.

1 2

Figura 1- Vista geral do dispositivo articulado desenvolvido e construído, preparado

para o ensaio de determinação da carga máxima de ruptura à flexão de acordo com

a NBR 13582, capeamento na face superior (uma região) e na face inferior (duas

regiões).

Figura 2: Telha preparada para o ensaio de carga de ruptura à flexão de acordo com o

método proposto; em evidencia uma das peças de contato com a telha, cujo conjunto de 3

delas, pode substituir o capeamento.

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Parte II – Blocos cerâmicos

Foram obtidas amostras de bloco cerâmico para vedação, de seis furos, de um

fabricante de Barra Bonita, SP. Foram formados dois lotes de 25 peças cada lote. Um lote foi

preparado com o capeamento, conforme a NBR 6461(13).

Para a determinação da resistência à compressão, foi utilizado uma parte do

dispositivo articulado construído, especificamente, uma das partes laterais que pode ser

observada na Figura 1.

Para o ensaio normalizado, os blocos foram capeados conforme as determinações

contidas na NBR 6461(13).

No caso do procedimento ou método alternativo, não foi utilizado o capeamento.

Para os ensaios em qualquer dos casos, os blocos foram imersos antes, em água,

durante 24 horas.

Nos dois casos, o bloco cerâmico era assentado na base da máquina de ensaios,

sendo a face superior (capeada ou não) recoberta com uma tira de borracha com 1 mm de

espessura, sobre a qual se assentou uma placa de aço com 1 cm de espessura e que

recobria a face do bloco, sobre a qual de acomodou a parte do dispositivo articulado citada,

centralizando a mesma nessa face. A carga era aplicada então, diretamente sobre o

dispositivo articulado, até a ruptura do corpo de prova.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Parte I- Telha romana

A redução da área de apoio e de aplicação das cargas em função do uso dos

elementos de contato, aparentemente não alterou de modo significativo o comportamento

dos esforços resultantes no material ensaiado, já que a ruptura ocorreu nos dois métodos de

ensaio, da mesma forma e praticamente sempre no centro da telha.

As Figuras 3 e 4 mostram a variação da carga máxima de ruptura para os dois modos

de ensaio, para o material dos fabricantes A e B.

Os resultados médios encontrados na determinação da carga máxima de

ruptura para os corpos de prova relativos aos dois fabricantes estão mostrados na

Tabela 1.

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Figura 3 - Cargas de ruptura obtidas nos ensaios realizados com e sem capeamento, e

médias dos resultados para o fabricante A.

Figura 4 - Cargas de ruptura obtidas nos ensaios realizados com e sem capeamento, e

médias dos resultados para o fabricante B.

Colocar a Tabela 1 antes das Figuras 3 e 4.

Tabela 1- Carga de ruptura média para os resultados dos ensaios realizados com os

corpos de prova dos fabricantes A e B.

Ensaios FABRICANTE A FABRICANTE BCarga de ruptura média, com capeamento

300,1 kgf 224,5 kgf

Carga de ruptura média sem capeamento

290,8 kgf 217,8 kgf

Diferença 3,2 % 3%

O fabricante A produz material mais resistente que o fabricante B, mas ambos

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superam em muito a resistência mínima especificada pela NBR 13582, para a telha

romana (130 kgf). Essa tendência de valores mais elevados para a resistência

mecânica de telhas já foi detectada em outros trabalhos (3-8 ).

A diferença de 3% entre os valores observados nos dois modos de ensaio

não é significativa para cerâmica vermelha, pois normalmente ocorrem dispersões

maiores, em resultados associados à propriedades mecânicas de cerâmicas em

geral.

Para o método alternativo proposto, nos dois casos (fabricantes A e B), a

dispersão dos resultados dos ensaios foi menor do que a do método padronizado

pela ABNT, como pode ser observado nas Figuras 3 e 4. Entretanto, ainda é um

universo relativamente pequeno que foi considerado, mas a tendência parece se

manter.

Parte II – Blocos cerâmicos

A Figura 5 mostra os resultados obtidos nos ensaios para determinação da

resistência à compressão para blocos cerâmicos de vedação, nos dois lotes, sendo

um deles preparado conforme a normalização técnica vigente, e o outro lote

ensaiado sem qualquer preparo de regularização da superfície das faces.

A média dos valores de resistência à compressão no lote preparado conforme

as especificações da NBR 6461 foi de 0,48 MPa, e a média dos valores de

resistência à compressão para os lotes testados conforme o procedimento

alternativo foi de 0,49 MPa.

Praticamente não ocorreu diferença entre as médias observadas, o que em

princípio pode indicar que o método alternativo apresentou resultados similares ao

padronizado pela ABNT. Se bem que isso tenha acontecido nesse lote específico, os

valores de resistência à compressão estão muito abaixo do valor mínimo

especificado pela normalização, que é de 1 MPa. Essa tendência de valores de

resistência mecânica para blocos de vedação, muito abaixo do valor especificado

pela normalização, também já foi verificada em outro trabalho (5-8 ).

Portanto, para valores muito baixos de resistência mecânica, não podemos

afirmar que ocorre alguma interferência pela mudança de método, ou seja, a

resistência mecânica pode ter sido tão baixa a ponto método de ensaio não interferir

significativamente nos resultados.

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Isso mostra a necessidade de ampliar o número de corpos de prova, e de

variar a origem do material analisado.

Figura 5- Resultados da determinação da resistência à compressão para blocos cerâmicos

de vedação, no lote preparado conforme a normalização técnica vigente, e no lote ensaiado

sem qualquer preparo da superfície das faces.

CONCLUSÕES

As modificações propostas para o procedimento normalizado, excluindo o

capeamento e introduzindo o sistema articulado e os elementos de contato, produziram

resultados similares àqueles realizados conforme a normalização técnica vigente.

A variação encontrada não é significativa, em razão da dispersão de resultados

normalmente encontrados em cerâmica vermelha.

Os resultados utilizando o novo procedimento ou procedimento alternativo mostraram

menor variação do que os obtidos com o procedimento normalizado.

Essas constatações indicam que as modificações sugeridas provavelmente poderão

substituir o procedimento normalizado, agilizando e reduzindo os custos de parte dos ensaios

para verificação da qualidade desses materiais.

Para o caso de blocos cerâmicos de vedação, embora a tendência tenha sido

observada, os valores de resistência mecânica resultantes sugerem análises posteriores com

variação da origem do material estudado.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1)- ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas – “Coletânea de Normas- Cerâmica”,

Comitê Brasileiro de Construção Civil, RJ, 1992.

(2)- Martins, C. A., Sordi, V. L., Mariano, W.A. e Binoto, J. R.- “Tijolos Maciços para Alvenaria:

Comparativo de Qualidade em Algumas Indústrias da Região de Porto Ferreira(SP) e Batovi

(SP)”, Anais do 12o Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Águas de

Lindóia, SP, 8 a 11 de Dezembro de 1996, p.330-33.

(3)- Martins, C. A.; Sordi, V. L.; Santos, J. L.; Binoto, J. R.- “ Telhas Cerâmicas: Comparativo

de Qualidade de Produtos Comerciais”, Anais do 13o Congresso Brasileiro de Engenharia e

Ciência dos Materiais, Curitiba, PR, 6 a 9 de Dezembro de 1998.

(4)- Araújo, Tatiana Vital de Castro; Sordi, Vitor L.; Martins, C. A.; Sales, Almir – “Materiais

Empregados na Indústria da Construção Civil na Região de São Carlos”, Anais do VI CIC,

UFSCar, 14 a 16 de Outubro de 1998.

(5) Sordi, V. L.; Martins, C. A., Silva, N. C.; Silva, A. D. -. “Qualidade dos Produtos de

Cerâmica Vermelha na Região de São Carlos” - 44o Congresso Brasileiro de Cerâmica,

31/05 a 04/06/2000, São Pedro, SP, programa geral, p.8

(6)- Silva, N. C.; Silva, A. D.; Guimarães, M. C.; Sordi, V. L.; Martins, C. A. - “Qualidade dos

Produtos de Cerâmica Vermelha Empregados na Construção Civil na Região de São Carlos”

- Anais do VIII Simpósio Internacional de Iniciação Científica da USP, Out/2000.

(7)- Silva, N. C.; Silva, A. D.; Guimarães, M. C.; Sordi, V. L.; Martins, C. A. - “Tendência de

Cescimento e Aspectos da Qualidade na Construção Civil da Cidade de São Carlos” - Anais

do VIII Simpósio Internacional de Iniciação Científica da USP, Out/2000.

(8)- Sordi, V. L.; Martins, C. A.; Guimarães, M. C.; Pinto, S. N.; Silva, N. C.- “Tendência de

Crescimento e Aspectos da Qualidade na Construção Civil”, VII CIC UFSCar, 23 a

25/08/2000, Anais, p. 26.

(9)- Macedo, R.; Ferreira, H.- “ Os Tijolos da Paraíba”, Mundo Cerâmico, p. 30-33, junho,

1998.

(10)- Galdino, A G. S. e outros- “ Estudo das Propriedades Físico-Mecânicas de Tijolos

Produzidos no Estado da Paraíba, Cerâmica, 42(275), 259, 1996.

(11)- Baldo, J. B., Martins, C. A. e Libardi, W.- “Considerações sobre a Normalização da

Resistência Mecânica de Tubos Cerâmicos à Luz da Mecânica da Fratura Frágil”, Anais do

33o Congresso Brasileiro de Cerâmica, Serra Negra, MG, 28 a 31 de Maio de 1989, Cap. 4,

Anais do 45º Congresso Brasileiro de Cerâmica 0405809 30 de maio a 2 de junho de 2001 - Florianópolis – SC.

V. II, p. 532.

(12)- Baldo, J. B., Martins, C. A. e Libardi, W.- “Parâmetros Relevantes na Normalização de

Blocos de Alvenaria”, Anais do 34o Congresso Brasileiro de Cerâmica, Blumenau, SC, 26 a

29 de Maio de 1990, Cap. 5, V. II, p. 370.

(13)- NBR 6461- Bloco Cerâmico para Alvenaria - Verificação da Resistência à Compressão

- Coletânea de Normas Técnicas, ABNT, Rio de Janeiro, 1988.

(14)- NBR 13582- Telha Cerâmica tipo Romana – Especificação

QUALITY ASPECTS AND NORMALIZATION OF CERAMICSABSTRACT

The quality verification of ceramics products, through standardized tests of Brazilian

normalization, makes use of very slowly and expensive sample’s preparation process. The

aim of this study is to propose, test and develop new methods to the test realizations aiming at

becoming them easier, faster, cheaper and more repeated.

In the rupture load determination test of roof, the regularization covers the roof's

entire surface in three regions indicated by normalization. It was verified that the result

dispersion without the surface's regularization was smaller. That happened because the new

test isn't affected by differences between the surface's regularization on the several samples.

The reduction of the load application area on the roof that didn't have the surface's

regularization didn't change the behavior of the resultant efforts. This could be verified

because the trine in both test methods happened at the same way and almost always on the

middle of the roof.

Word-key: red ceramic, structural ceramics, ceramic roofs, flexure testing,

mechanical testing