Laboratório de Materiais de Construção (LMC)

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O Laboratório de Materiais de Construção (LMC) oferece apoio ao desenvolvimento de trabalhos de pesquisa relacionados à caracterização de materiais de construção, em geral. Dispõe de uma ampla gama de equipamentos para realização de ensaios de caracterização de propriedades físicas e mecânicas de materiais de construção, incluindo uma máquina universal de ensaio, peneiras vibratórias, betoneira, prensas manuais, estufas, fornos, vários conjuntos de anéis dinamométricos, células de carga, câmara úmida, balanças de diversas capacidades, 15 termopares tipo K para ensaios de materiais em altas temperaturas, dentre outros diversos equipamentos.

Na área de tintas: Desenvolve estudos na área de produção e avaliação do desempenho de tintas. Esse Laboratório apresenta infraestrutura para produção de tintas (contando com um agitador mecânico de bancada com capacidade de agitação de até 20 litros de água ou 7,2 litros de tinta e rotação variável de 50 até 3600 rpm – Figura 1); avaliação da viscosidade de fluidos (tendo à disposição o viscosímetro cinemático Copo Ford com orifício número 4 – Figura 2 – ABNT NBR 5849:2015, ASTM 1200 e MB 1117; e o viscosímetro rotacional modelo 35 Fann com seis velocidades: 600, 300, 200, 100, 6 e 3 rpm- Figura 3 – API 13B:2012 ); determinação do pH da solução (através do pHmetro de bancada, com faixa de pH entre 0 à 14 – Figura 4) ; determinação do poder de cobertura da tinta seca (utilizando metodologia adaptada da ABNT NBR 14942:2016, onde a tinta é aplicada em cartão de opacidade com rolo de lã de carneiro – Figura 5 – e a refletância é determinada através da leitura do fator B (Brilho) do padrão de cores HSB, por meio do software Photoshop®); determinação da resistência à abrasão úmida sem pasta abrasiva (utilizando metodologia adaptada da ABNT NBR 15078:2006, onde a tinta é estendida em cartela de PVC e a abrasão é feita através de máquina de lavabilidade manual construída a partir de modelo criado pelo Projeto Cores da Terra – Figura 6).

Figura 1- Agitador Mecânico: Promove agitação mecânica em fluídos, líquidos semi-viscosos e material em suspensão através de movimento circular de hélices.

Figura 2- Viscosímetro Copo Ford com orifício número 4: usado para determinação da viscosidade cinemática através da determinação do tempo de escoamento do fluido pelo orifício.

Figura 3- Fann Viscosímetro 35 A / SR 12: viscosímetro rotacional usado para determinar a viscosidade plástica e o limite de escoamento de um fluido.

Figura 4- Medidor de pH de bancada.

Figura 5- Cartela BYK ref. PA 2811 com aplicação de película de tinta para ensaio de poder de cobertura.

Figura 6- Máquina de lavabilidade manual.

Na área de Durabilidade dos Materiais:

Desenvolve estudos sobre durabilidade e vida útil de diversos tipos de materiais, além do desenvolvimento de novos materiais de construção, sistemas de reparo, tratamentos de superfície, ensaios não destrutivos para concreto, entre outros temas. Sua infraestrutura possibilita a realização de ensaios como esclerometria, extração de testemunhos, determinação de pH, ultrassom, resistividade elétrica, migração de íons cloretos, absorção de água por imersão e por capilaridade, monitoramento de temperatura interna em blocos de concreto, atividade pozolânica de adições minerais, ataque por sulfato, duas câmaras de carbonatação, uma câmara de névoa salina incrementada com ataque por raios UV, além de equipamentos para desempenho em painéis, como a câmara de estanquidade e choque térmico, de acordo com a ABNT NBR 15575:2021.

Na área de Argamassas e Concretos:

Estudos na área de dosagem e reologia de materiais cimentícios, além da incorporação de resíduos industriais. Este laboratório apresenta infraestrutura para realização de ensaios de resistência de aderência, deslizamento em argamassas colantes, SqueezeFlow, resistência à compressão, à flexão e módulo de elasticidade de argamassas, retenção de água, superfície específica de materiais em pó, viscosidade, análise de retração no estado fresco e endurecido, módulo dinâmico (ultrassom e frequências naturais).

Na área de metais:

Além de contar com dois durômetros, desenvolve estudos sobre corrosão em metais, sua infraestrutura possibilita a realização de ensaios como leituras de potencial de corrosão.

Na área de álcali-ativação:

O desenvolvimento de materiais por meio da ativação alcalina de fontes aluminossilicatas é uma das alternativas discutidas para produção de aglomerantes mais ecoeficientes frente ao Cimento Portland. Sua produção com a reutilização de resíduos industriais, tanto no fornecimento de álcalis quanto no de aluminossilicatos, melhora sua viabilidade econômica e ambiental. Além disso, algumas pastas, argamassas e concretos álcali-ativados já apresentam características como alta resistência mecânica, baixa retração, resistência a ácidos, resistência ao fogo e baixa condutividade térmica, mostrando que seu desempenho na construção civil é potencialmente competitivo.

No laboratório de materiais de construção (LMC-UFV) são desenvolvidos estudos de produção e avaliação do desempenho de materiais álcali-ativados. Na ausência de normas específicas, os ensaios comumente realizados são adaptações daqueles realizados para cimento, agregados, pastas, argamassas e concretos. Dentre os ensaios utilizados destacam-se:

1 –  Para caracterização das matérias-primas:

• ABNT NBR 11579 – Cimento Portland – Determinação do índice de finura por meio da peneira 75 μm (nº 200)  
• ABNT NBR 16372 – Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (Método de Blaine)           
• ABNT NBR 16605 – Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica
• ABNT NBR NM 18 – Cimento Portland – Análise química – Determinação de perda ao fogo
• ABNT NBR NM 52 – Agregado miúdo – Determinação da massa específica e massa específica aparente
• ABNT NBR NM 53 – Agregado graúdo – Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água
• ABNT NBR NM 248 – Agregados – Determinação da composição granulométrica

2 –  Para caracterização dos compósitos:

• ABNT NBR 7215 – Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos
• ABNT NBR 16606 – Cimento Portland – Determinação da pasta de consistência normal 
• ABNT NBR 16607 – Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega
• ABNT NBR 9778 –  Argamassa e concreto endurecidos: Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica
• ABNT NBR 13276 – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação do índice de consistência
• ABNT NBR 13278 – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado
• ABNT NBR 13279 – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos: Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão
• ABNT NBR 15259 – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de capilaridade.
• ABNT NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova

3 – Ensaios complementares em laboratórios parceiros:

• Fluorescência de raios X (FRX) – Departamento de Solos/UFV
• Difratometria de raios X (DRX) – Departamento de Física/UFV
• Análise Termogravimétrica e diferencial (TGA/DTA) – Departamento de Engenharia de Alimentos/UFV e Departamento de Engenharia Florestal/UFV
• Espectroscopia no infravermelha com transformada de Fourier (FTIR) – Departamento de Química/UFV
• Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) – Departamento de Física/UFV e Núcleo de Microscopia e Microanálise/UFV
• Granulometria a laser – UFOP
• Calorimetria isotérmica – UENF

Na área de cerâmica:

O Laboratório de Materiais de Construção (LMC) da UFV conta com estrutura e equipamentos próprios para o estudo e desenvolvimento de materiais cerâmicos (cerâmica vermelha) com a adição de resíduos sólidos. Os materiais cerâmicos são produzidos à base de uma fonte de argilominerais (como os solos argilosos) que, quando misturada à água, apresenta plasticidade suficiente para ser conformada em determinado formato. Posteriormente, as peças moldadas são submetidas aos processos de secagem em estufa (100°C) e queima (800-1000°C). Após esses processos, o corpo cerâmico adquire resistência mecânica suficiente para ser aplicado em edificações. Deve apresentar, também, boas características de porosidade e absorção d’água, tendo em vista as especificações definidas pela ABNT NBR 15270:2017. 

A estrutura do LMC possibilita a fabricação de peças cerâmicas por meio de dois processos distintos: prensagem (Figura 1) e extrusão (Figura 2). No caso da extrusão, o laboratório possui uma mini-extrusora com dois bocais diferentes, permitindo a obtenção de peças em formato cilíndrico ou de blocos furados em tamanho reduzido, além de estufas, dois fornos elétricos grandes e um pequeno, e balança apropriada.

Figura 1 – Método de conformação por prensagem.

Figura 2 – Método de conformação por extrusão.

O processo de secagem é realizado em estufas de secagem, e a queima em forno elétrico laboratorial programável (Figura 3). Os ensaios de caracterização das peças cerâmicas, após a queima, consistem em:

• Determinação da retração linear na queima, com a utilização de paquímetros;
• Determinação do índice de absorção d’água, de acordo com os procedimentos da ABNT NBR 15270:2017-2 para imersão em água fria;
• Determinação porosidade aparente, com o auxílio de balança hidrostática para obtenção da massa imersa; 
• Determinação da densidade aparente; e
• Determinação da resistência à compressão axial, por meio de ensaio de compressão uniaxial direta, sem confinamento.

Alguns dos ensaios supracitados são mostrados na Figura 4.

Figura 3 – Forno elétrico laboratorial.

Figura 4 – Ensaios de caracterização de materiais cerâmicos.

O LMC ainda conta com um laboratório de química, incorporado à sua estrutura, auxiliando nos ensaios principalmente preparando as soluções utilizadas nas pesquisas, determinando pH, resíduo insolúvel em cimento Portland, Pozolanicidade, Cal livre, sais solúveis em agregados para concreto e sulfatos em agregados.

Para comodidade dos estudantes de pós-graduação, além de um espaço amplo para o desenvolvimento de suas atividades, uma sala de estudos, três técnicos, sendo um em química e um pedreiro. 

Destaca-se ainda que o LMC atua de forma integrada com as áreas de Geotecnia e Engenharia Sanitária e Ambiental, contemplando pesquisas no desenvolvimento de novos compósitos e reaproveitamento de resíduos industriais.