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Os resultados de um estudo sobre as propriedades físicas e mecânicas de compósitos de gesso e pó de pedra. O autor preparou amostras com diferentes relações água/gesso e teores de incorporação de pó de pedra, observando os efeitos dessas variáveis na absorção, densidade, dureza shore e resistência a compressão e a tração. Os resultados mostraram que a substituição do gesso por pó de pedra influencia positivamente essas propriedades, principalmente na redução da absorção e na aumento da resistência.
Tipologia: Notas de estudo
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DESEMPENHO ESTRUTURAL DE UM PROTÓTIPO EDIFICADO COM BLOCOS DE GESSO - PÓ DE PEDRA E PROPRIEDADES DESSE COMPOSITO
I
TESE APRESENTADA AO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA, COMO UM DOS REQUISITOS PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DOUTOR. ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: DESENVOLVIMENTO E PROPRIEDADES DE MATERIAIS ORIENTADOR: PROF. DR. NORMANDO PERAZZO BARBOSA
III
Defesa de tese de doutorado avaliada por banca examinadora composta pelos seguintes professores, sob a presidência do primeiro: JOÃO PESSOA – PB 2021
IV DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a minha esposa Janaina, companheira obstinada de todos os momentos, a meus filhos, Antônio Neto e Ana Olga, presentes de Deus e razões para continuar evoluindo. Aos meus pais, Antônio e Cleide, a Nair e ao professor Normando Perazzo.
VI RIQUEZAS DA SABEDORIA Desde jovem que eu amei e procurei a sabedoria; esforcei-me por tê-la como esposa, fiquei encantado com a sua beleza. (...) Se a riqueza nesta vida é uma coisa que se deve querer, que haverá de mais rico do que a sabedoria, que faz todas as coisas? Se é a inteligência que nos cria, quem produz melhores coisas do que a sabedoria? Quando alguém ama a justiça, é a sabedoria que produz estas virtudes: ponderação, prudência, justiça e coragem, que são as mais úteis para a vida dos seres humanos. (...) Foi por isso que resolvi ter a sabedoria como minha companheira; sabia que ela me daria bons conselhos e me consolaria nos tempos de tristeza e dor. (...) Quando eu voltar para casa, descansarei ao lado da sabedoria, pois conviver com ela não traz desgosto nem tristeza; pelo contrário, traz alegria e contentamento. Pensei nessas coisas e compreendi que ser da família da sabedoria traz a imortalidade; que a sua amizade produz alegria completa, que conseguimos riquezas sem fim quando fazemos o que ela quer, que nos tornamos inteligentes quando conversamos com ela, que o seu convívio traz consideração. (...) Rei Salomão
XII LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 - Pinturas sobre paredes revestidas com gesso no Egito ................................... Figura 2.2 - Jazidas de gipsita a céu aberto do polo gesseiro do Araripe, PE ................ Figura 2.3 - Ilustração esquemática do fenômeno da retração/expansão da pasta de gesso ......................................................................................................................................... Figura 2.4 - Cristais de gesso em forma de agulhas ......................................................... Figura 2.5 - Cristais de gesso em forma de placas ........................................................... Figura 2.6 - Microestrutura de matriz de gesso (а) - puro (b) - com nanotubos de carbono, (c) - com pó metalurgico; (d) - com pó metalúrgico e nanotubos de carbono ......................................................................................................................................... Figura 2.7 - Dureza do gesso - β (úmido e seco) em função da porosidade ..................... Figura 2.8 - Morfologias da microestrutura das pastas de gesso com uso de aceleradores de pega: (a) referência; (b) adição de gipsita e (c) aditivo K 2 SO 4 ..................................... Figura 2.9 - Morfologias da microestrutura das pastas de gesso com uso de retardadores de pega: (a) referência; (b) ácido succínio (C 4 H 6 O 4 ) e (c) ácido cítrico (C 6 H 8 O 7 ) ............ Figura 2.10 - Decréscimo do módulo de elasticidade em função da umidade relativa, para amostras de gesso com 57% de porosidade ...................................................................... Figura 2.11 - Evolução da dureza do gesso (com 52% de porosidade em volume) em função da porcentagem de água evaporada dos poros ...................................................... Figura 2.12 - Ensaio de dureza utilizando o durômetro Shore C ..................................... Figura 2.13 - Ensaio de Resistencia a Compressão ......................................................... Figura 2.14 - Ensaio de tração na flexão ......................................................................... Figura 2.15 - Fotomicrografia do gesso reciclado no microscópio eletrônico de varredura ......................................................................................................................................... Figura 2.16 - Microscopia Eletrônica de Varredura da superfície de fratura dos corpos de prova com composição: (a) G1/100, aumento de 50X; (b) G1/100, aumento de 200X; (c) G1/65, aumento de 50 X; (d)G1/65 aumento de 300 X(e)G5/100, aumento de 50X; (f) G5/100, aumento de 300X; (g) G5/65 aumento de 50X; (h) G5/65, aumento de 300X. ......................................................................................................................................... Figura 2.17 - Microscopias de compósitos de gesso (a) com 1% e (b) 10% de látex, respectivamente .............................................................................................................. Figura 2.18 - Casas de gesso na região do polo gesseiro do Araripe, PE .........................
XV Figura 4.25 - Correlação entre imersão total e relação a/g para cada teor de substituição ......................................................................................................................................... Figura 4.26 - Absorção por capilaridade em função da relação a/g e do teor de substituição do gesso por pó de pedra .............................................................................. Figura 4.27 - Gráfico de superfície de resposta da absorção por capilaridade ................. Figura 4.28 - Absorção por capilaridade ......................................................................... Figura 4.29 - Densidade dos compósitos em função da relação a/g e do teor de substituição do gesso por pó de pedra .............................................................................. Figura 4.30 - Gráfico de superfície de resposta da densidade ......................................... Figura 4.31 - Correlação entre a densidade e a relação a/g para os diferentes teores de pó de pedra ........................................................................................................................... Figura 4.32 - Dureza Shore em função da relação a/g e do teor de substituição do gesso por pó de pedra ................................................................................................................ Figura 4.33 - Gráfico de superfície de resposta da dureza Shore C ................................. Figura 4.34 - Dureza Shore C para yraços com relação (a/g) de 0,5 a 0,9 ........................ Figura 4.35 - Resistencia a compressão dos compósitos em função da relação a/g e do teor de substituição do gesso por pó de pedra ................................................................... Figura 4.36 - Gráfico de superfície de resposta da resistência a compressão .................. Figura 4.37 - Resistencia a compressão dos compósitos ............................................... Figura 4.38 - Resistencia a tração na flexão dos compósitos em função da relação a/g e do teor de substituição do gesso por pó de pedra ............................................................ Figura 4.39 - Gráfico de superfície de resposta da resistência a tração .......................... Figura 4.40 - Resistência a tração para traços com relação (a/g) de 0,5 a 0,9 ................ Figura 5.1 - Mão - Francesa utilizada no ensaio de carga suspensa ............................... Figura 5.2 – Esquema de mão francesa padrão ABNT NBR 11678:2016 ..................... Figura 5.3 - Relógios comparadores fixados a parede oposta do protótipo ................... Figura 5.4 – Elementos fixadores da peça padrão ......................................................... Figura 5.5 - Desenho esquemático do ensaio de carga suspensa ................................... Figura 5.6 - Aplicação das cargas no ensaio de carga suspensa .................................... Figura 5.7 - Leitura dos relógios comparadores ............................................................ Figura 5.8 - Desenho esquemático do ensaio de fechamento brusco de porta ............... Figura 5.9 - Porta do protótipo para a realização do ensaio de fechamento brusco de porta .......................................................................................................................................
XVIII Figura A.35 - Porta e janelas do protótipo .................................................................... Figura A.36 - Parede rebocada ..................................................................................... Figura A.37 - Protótipo concluído ................................................................................ Figura B.1 - Boxplot da influência das relações (a/g) nos tempos de início de pega ..... Figura B.2 - Boxplot da influência do teor de substituição nos tempos de início de pega ....................................................................................................................................... Figura B.3 - Diferença na média das relações (a/g) para o tempo de início de pega ...... Figura B.4 - Diferença na média dos teores de substituição para o tempo de início de pega ............................................................................................................................... Figura B.5 - Boxplot da influência das relações (a/g) nos tempos de fim de pega ......... Figura B.6 - Boxplot da influência do teor de substituição nos tempos de fim de pega ....................................................................................................................................... Figura B.7 - Diferença na média das relações (a/g) para o tempo de fim de pega .......... Figura B.8 - Diferença na média dos teores de substituição para o tempo de início de pega ............................................................................................................................... Figura B.9 - Boxplot da influência das relações (a/g) na absorção por imersão total .... Figura B.10 - Boxplot da influência dos teores de substituição na absorção por imersão total ............................................................................................................................... Figura B.11 - Diferença na média das relações (a/g) para a absorção por imersão total ....................................................................................................................................... Figura B.12 - Diferença na média dos teores de substituição para a absorção por imersão total ............................................................................................................................... Figura B.13 - Boxplot da influência das relações (a/g) na absorção por capilaridade ... Figura B.14 - Boxplot da influência dos teores de substituição na absorção por capilaridade ................................................................................................................... Figura B.15 - Diferença na média das relações (a/g) para a absorção por capilaridade ....................................................................................................................................... Figura B.16 - Diferença na média dos teores de substituição para a absorção por capilaridade ................................................................................................................... Figura B.17 - Boxplot da influência das relações (a/g) na densidade ............................ Figura B.18 - Boxplot da influência dos teores de substituição na densidade ............... Figura B.19 - Diferença na média das relações (a/g) para a densidade .......................... Figura B.20 - Diferença na média dos teores de substituição para a densidade .............
XIX Figura B.21 - Boxplot da influência das relações (a/g) na dureza Shore (C) ................. Figura B.22 - Boxplot da influência dos teores de substituição na dureza Shore (C) .... Figura B.23 - Diferença na média das relações (a/g) para a dureza Shore (C) ............... Figura B.24 - Diferença na média dos teores de substituição para a dureza Shore (C) .. Figura B.25 - Boxplot da influência das relações (a/g) na resistência a compressão ..... Figura B.26 - Boxplot da influência dos (%) de substituição na resistência a compressão
Figura B.27 - Diferença na média das relações (a/g) para a resistência à compressão ... Figura B.28 - Diferença na média dos (%) de substituição na resistência à compressão ....................................................................................................................................... Figura B.29 - Boxplot da influência das relações (a/g) na resistência a tração .............. Figura B.30 - Boxplot da influência dos teores de substituição na resistência a tração. Figura B.31 - Diferença na média das relações (a/g) para a resistência à tração ............ Figura B.32 - Diferença na média dos teores de substituição para a resistência à tração .......................................................................................................................................
