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CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA
Local: Hotel Fazenda Fonte Colina Verde - São Pedro - SP
De 31 de maio à 04 de Junho de 2000
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO PROCESSO DE CURA NA RESISTÊNCIA À
COMPRESSÃO DE UMA ARGAMASSA POLIMÉRICA DE RESINA POLIÉSTER
Nefitaly Batista de Almeida Filho, Engo Civil, M.Sc; Abraham Zakon, Engo Químico, Dr. Eng. .
Laboratório de Compostos Cerâmicos, Departamento de Processos Inorgânicos
Escola de Química / Centro de Tecnologia da UFRJ
RESUMO
Investigou-se os métodos de cura catalítica e termocatalítica para formulações de argamassa polimérica, com
teores de 10, 15, 20 e 25 % p/p misturada com partículas de areia quartzosa beneficiadas em peneiras ABNT 2,4
mm, 4,8 mm, 6,3 mm e 9,5mm. No caso da cura catalítica, constatou-se que o melhor desempenho mecânico foi
obtido para a argamassa polimérica composta de areia quartzosa 4,8 mm e resina poliéster na proporção de 25%
p/p e suas propriedades em valores médios, foram: 49,3 MPa para a resistência à compressão axial. Para o caso da
cura termocatalítica, o melhor desempenho mecânico foi obtido para a formulação contendo areia de 9,5 mm e
resina de poliéster no teor de 25% p/p, sendo que suas propriedades em valores médios foram 64,8 Mpa para a
resistência à compressão axial. Para o conjunto de resultados experimentais, constatou-se: (a) que o aumento do
teor de resina poliéster nas argamassas ensaiadas favoreceu a obtenção de valores progressivamente maiores da
resistência à compressão axial. (b) que o processo de cura termocatalítico proporcionou uma melhor resistência à
compressão axial.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Analise processo de cura catalitica versus termocatalitica das amostras de argamassas poliméricas com teor de
10% de Resina
O processo de cura termocatalitico apresentou um melhor desempenho nos ensaios de compressão axial na ordem de
2 vezes ao do processo catalitico nas amostras preparada com areia beneficiada pelo processo de peneiramento em
malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5 mm.
A variação da dimensão máxima dos grãos nas amostras preparada com areia beneficiada pela processo de
peneiramento em malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5mm com teor de 10% curado pelo processo
termocatalitico, apresentou um aumento de resistência de 10,3% entre amostra preparada com grão máximo de 2,4 e
4,8 mm; um aumento de 4,2 % entre amostra preparada com grão máximo 4,8 e 6,3 mm; uma redução de 3,6 % entre
amostra preparada com grão máximo 6,3 e 9,5 mm na sua resistência axial nos corpos de prova.
Palavras chaves: Argamassa Polimérica, Métodos de curas, cura catalítico e termocatalítico.
Analise processo de cura catalitica versus termocatalitica das amostras de argamassas poliméricas com teor de
15% de Resina
INTRODUÇÃO
O processo de cura termocatalitico apresentou um melhor desempenho nos ensaios de compressão axial na ordem de
2,5 vezes ao do processo catalitico nas amostras preparada com areia beneficiada pelo processo de peneiramento em
Um argamassa polimérica compõe-se de uma resina, em geral orgânica, e um agregado miúdo inorgânico como a
malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5 mm.
areia. Suas propriedades podem incluir: resistência mecânica elevada, pega e endurecimento rápidos, resistência à
A variação da dimensão máxima dos grãos nas amostras preparada com areia beneficiada pela processo de
corrosão e ataques químicos. Assim, pode ser usada como revestimento (protetor) de estruturas e pré-moldados,
peneiramento em malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5mm curado pelo processo termocatalitico, não
para reparos estruturais, base de máquinas, em pavimentos e pisos industriais. Possibilita efetuar trabalhos
apresentou variação significativa da resistência das amostras preparada com grão máximo de 2,4 e 4,8 mm; um
noturnos de recuperação de pavimentos para uso nas manhãs seguintes(1) e (2). A argamassa de resina resulta da
aumento de 6,9 % entre amostra preparada com grão máximo 4,8 e 6,3 mm; uma aumento de 20,3% entre amostra
mistura de um agregado com um monômetro, seguido de polimerização (cura) após moldagem e adensamento (3).
preparada
com grão
máximo
6,3 ePEDRO
9,5 mm -naSP
sua resistência axial nos corpos de prova.
LOCAL: HOTEL FAZENDA FONTE
COLINA
VERDE
- SÃO
do teor de
DE 31 DE MAIOOÀaumento
04 DE JUNHO
DEresina
2000 de 10% para 15% representou um aumento de resistência axial em todas as dimensão
máxima dos grãos, apresentando um aumento de resistência de 61,1% na amostra preparada com grão máximo 2,4
MATERIAIS E MÉTODOS DE ANÁLISE
mm; um aumento de 43,0% na amostra preparada com grão máximo 4,8 mm; um aumento de 46,8 % na amostra
Foram preparados dois grupos de dezesseis traços de argamassas poliméricas com teores de resina de 10, 15, 20
preparada com grão máximo 6,3 mm e um aumento de 84,5 % na amostra preparada com grão máximo 9,5 mm.
e 25% em peso do agregado, passantes nas peneiras ABNT 9,5, 6,3, 4,8 e 2,4 mm, selecionados para as
As amostras preparada com grão máximo de 9,5 mm com teor de 15% de resina e curado pelo processo
dimensões máximas de 6,3; 4,8; 2,4 e 1,2 mm. Para cada combinação foram moldados 6 (seis) corpos de prova
termocatalitico foi a que melhor desempenho apresentou nos ensaios de compressão axial.
cilíndricos de 5 x 10 cm, e tendo sido cada grupo submetido a um processo de cura catalítico e termocatalítico.
Analise processo de cura catalitica versus termocatalitica das amostras de argamassas poliméricas com teor de
Empregou-se na confeção dos corpos-de-prova a resina Alpolit LP 8242, fabricada pela Hoechst que apresentou
20% de Resina
uma boa e rápida impregnação. A temperatura operacional situou-se a abaixo de 300 C, e neste nível o
O processo de cura termocatalitico apresentou um melhor desempenho nos ensaios de compressão axial na ordem de
endurecimento a frio da resina apenas com o uso de catalizador é dificil e desaconselhável. Assim, empregou-se,
15,4 vezes ao processo catalitico nas amostras preparada com areia beneficiada pelo processo de peneiramento em
além do catalizador um promotor acelerador(4) adicionado no teor de 1 % (em peso) de peróxido de bensoila/metil-pmalha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5 mm.
toluidina, que possibilitou um endurecimento à temperatura ambiente em 30 minutos.
A variação da dimensão máxima dos grãos nas amostras preparada com areia beneficiada pela processo de
O agregado foi preparado com areia seca oriunda do Rio Guandú, formando-se 4 grupo de agregados, e
peneiramento em malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5mm curado pelo processo termocatalitico, não
submetendo-se cada uma ao beneficiado através do peneiramente em uma das peneiras ABNT 9,5, 6,3, 4,8 e 2,4
apresentou variação significativa da resistência das amostras preparada com grão máximo de 2,4 e 4,8 mm; um
mm, após este processo efetuou-se a análises granulométricas destas amostras e os principais resultados
aumento de 22,4 % entre amostra preparada com grão máximo 4,8 e 6,3 mm; uma aumento de 2,4% entre amostra
encontrados são apresentado Tabela I.
preparada com grão máximo 6,3 e 9,5 mm na sua resistência axial nos corpos de prova.
O aumento do teor de resina de 15% para 20% no processo termocatalitico representou um aumento de resistência
axial em todas as dimensão máxima dos grãos, apresentando um aumento de resistência de 34,0% nas amostras
Tabela I: Características granulométricas da areia
preparada com grão máximo 2,4 mm; um aumento de 37,3% na amostra preparada com grão máximo 4,8 mm; um
aumento de 57,3 % na amostra preparada com grão máximo 6,3 mm e um aumento de 26,5% na amostra preparada
com grão máximo 9,5 mm.
Designação ABNT para peneira (mm) 9,5
6,3
4,8
2,4
As amostras preparada com grão máximo de 6,3 mm com teor de 20% de resina e curado pelo processo
Dimensão máxima (mm)
4,8
4,8
2,4
1,2
termocatalitico foi a que melhor desempenho apresentou nos ensaios de compressão axial em relação ao grão
Modulo de finura
3,04 3,02 2,92 2,58
máximo.
Processos de Cura
Processo termocatalítico
É realizado pelo aquecimento de um monômero que sofreu adição de pequenas quantidades de um iniciador;
gerando radicais livres. Este método é empregado para concreto e argamassa impregnado com polímero,
especialmente para aplicações de campo.
Processo catalítico
É realizado pelo emprego de um promotor no monômero para aumentar a velocidade de decomposição do iniciador.
Esse método permite que a polimerização ocorra em temperaturas ambientes, sem a adição de fonte externa de
calor, em temperaturas de 0o C ou superiores.
DETERMINAÇÃO DA CARGA DE RUPTURA À COMPRESSÃO SIMPLES
Os corpos-de-prova, foram colocados diretamente sobre o prato inferior da prensa, de maneira que ficassem
rigorosamente centrados e ensaiados à compressão simples na idade de 28 dias, em máquina de ensaio de
compressão com capacidade de aplicação de carga continua, sem choques, e em velocidade constante durante o
ensaio. A escala dinamométrica utilizada era 10% maior e 90% menor que a carga de ruptura prevista e a máquina
de ensaio apresentava erros de justeza e de fidelidade com tolerâncias máximas de ± 1% da carga real aplicada.
Através de um dispositivo mecânico foi feito o monitoramento da deformação longitudinal até 30% após a respectiva
carga máxima (carga de ruptura) registrada.
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
Os valores da tensão de resistência à compressão axial foram determinadas em relação ao teor de resina,
tamanho máximo dos grãos de areia e o processo de cura. Os resultados das tensões máximas de rupturas
obtidas, são apresentados nas tabelas II e III para facilitar a comparação dos dados experimentais.
Tabela II: Valores médios de rupturas das amostra com cura Catalítica
Percentagem de resina (%)
10
15
20
25
Tensão de ruptura à compressão axial (Mpa)
 2,4 (mm)
 4,8 (mm)
 6,3 (mm)
7,9
9,1
9,7
10,7
11,6
13,8
34,6
38,7
42,2
44,8
50,9
48,3
 9,5 (mm)
9,2
10,8
34,6
48,3
Tabela III: Valores médios de rupturas das amostra com cura termocatalítica
Percentagem de resina (%)
10
15
20
25
Tensão de ruptura à compressão axial (Mpa)
 2,4 (mm)
 4,8 (mm)
 6,3 (mm)
17,5
19,3
20,1
28,2
27,6
29,5
37,8
37,9
46,4
55,1
56,0
51,3
 9,5 (mm)
19,4
35,8
45,3
64,2
Analise processo de cura catalitica versus termocatalitica das amostras de argamassas poliméricas com teor de
25% de Resina
O processo de cura termocatalitico apresentou um melhor desempenho nos ensaios de compressão axial na ordem de
22,0 vezes ao processo nas amostras preparada com areia beneficiada pelo processo de peneiramento em malha de
abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5 mm.
A variação da dimensão máxima dos grãos nas amostras preparada com areia beneficiada pela processo de
peneiramento em malha de abertura nominal 2,4; 4,8; 6,3 e 9,5mm curado pelo processo de cura termocatalitico,
apresentou um aumento de resistência de 1,6% entre as amostras preparadas com grão máximo de 2,4 e 4,8 mm;
uma redução de 9,2 % entre as amostras preparadas com grão máximo 4,8 e 6,3 mm; uma aumento de 2,4% entre as
amostras preparadas com grão máximo 6,3 e 9,5 mm na sua resistência axial nos corpos de prova.
O aumento do teor de resina de 20% para 25% no processo termocatalitico representou um aumento de resistência
axial em todas as dimensão máxima dos grãos, apresentando um aumento de resistência de 25,5% nas amostras
preparadas com grão máximo 2,4 mm; um aumento de 13,6% na amostra preparada com grão máximo 4,8 mm; um
aumento de 8,7 % nas amostras preparadas com grão máximo 6,3 mm e um aumento de 41,7% nas amostras
preparada com grão máximo 9,5 mm.
As amostras preparada com grão máximo de 9,5 mm com teor de 25% de resina e curado pelo processo
termocatalitico foi a que melhor desempenho apresentou nos ensaios de compressão axial.
CONCLUSÃO
O aumento do teor de resina poliéster nas argamassas poliméricas curada pelo Método de
promoção termocatalítica (cura à 80oC) favoreceu o aumento da resistência à compressão axial.
Nas amostras curada pelo método de promoção termocatalítica, foram encontrados valores de
resistência à compressão axial para teor de 10% de resina valores de resistência a ruptura
próximo de 19,1 MPa, para teor de 15% de resina próximo de 30,3 MPa, para teor de 20% de
resina próximo de 41,9 MPa e para teor de 25% de resina próximo de 56,7 Mpa
Das amostras de argamassas poliméricas, a preparada com teor de 25% de resina poliéster
cura pelo método de promoção termocatalítica e areia beneficiada pelo processo de frações
passantes em malha de abertura nominal 9,5 mm, o melhor desempenho de resistência à
compressão axial que se alcançou foi 64,2 MPa.
Com relação ao ensaio de compressão axial, comparando-se os processos catalitico e
termocatalico foi a argamassa polimérica preparada com o teor de 15% de resina poliéster com e
areia beneficiada pelo processo de frações passantes em malha de abertura nominal 9,5 mm
curado pelo método de promoção termocatalítica (cura a 80oC), foi que apresentou o melhor
beneficio (aumento de resistência à compressão axial de aproximadamente de 341%).
A utilização da argamassa polimérica preparada com a resina de poliester, e curada à
temperatura ambiente (cura catalítica), apresentou bom desempenho em relação a resistência à
compressão axial, e também por comparação com os valores desta propriedade obtidos com
argamassas convencionais de cimentos Portland. As amostras de argamassa polimérica
preparadas com 25% de resina e com agregados passantes na peneira de 4,8 mm apresentaram
o melhor resultado, correspondente a 50,9mpa.
Apoio: CNPq, FUJB e NCE/UFRJ
GRUPO DE TECNOLOGIA DE MATERIAIS CERÂMICOS, CIMENTICIOS E RECICLÁVEIS PARA CONSTRUÇÃO - EQ - CT - UFRJ