ESTUDO DA CONFORMIDADE DE COMPONENTES CERMICOS: …

Anais do 50º Congresso Brasileiro de Cerâmica Proceedings of the 50th Annual Meeting of the Brazilian Ceramic Society

22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC ESTUDO DA CONFORMIDADE DE COMPONENTES CERÂMICOS: TELHAS

SIMPLES DE SOBREPOSIÇÃO DE CAPA E CANAL COLONIAL DA CERÂMICA PROGRESSO LTDA DO VALE DO ASSÚ-RN, SEGUNDO A NOVA NORMA DA

ABNT

W. B.N. de Sousa1*; U. U. Gomes2; R. M. do Nascimento 3; E. C. da Silva 1; P.C.A. Gondin1

1 Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFRN, Lagoa Nova, S/N, 59072-970, Natal-RN, *[email protected]

2 Departamento de Física Teórica e Experimental, UFRN, 59072-970, Natal-RN; 3 Departamento de Engenharia Mecânica, UFRN, 59072-970, Natal-RN

RESUMO

O setor de cerâmica estrutural no Estado do Rio Grande do Norte, está

passando por momento de inovação no que diz respeito à busca incessante da

qualidade do produto final; com o intuito de otimizar tanto os recursos naturais como

energéticos, bem como satisfazer as normas vigentes e garantir os direitos dos

consumidores. Este trabalho tem como objetivo a caracterização das telhas simples

de sobreposição de capa e canal colonial da Cerâmica Progresso Ltda, a qual

encontra-se localizada no Vale do Assú-RN, utilizando os procedimentos dos

métodos de ensaio, de acordo com a ABNT NBR 15310:2005. Os resultados obtidos

mostram que as telhas atenderam tanto os requisitos gerais como os específicos da

norma vigente.

Palavras-chave: Cerâmica estrutural, qualidade, processamento cerâmico, caracterização. INTRODUÇÃO

O setor de cerâmica vermelha a nível nacional, e principalmente, no Estado

do Rio Grande do Norte está passando por um momento de inovação. Os

empresários deste segmento estão buscando junto com os órgãos responsáveis,

traçar diretrizes e ações que venham somar na melhoria contínua da qualidade dos

produtos; sempre com o pensamento de se otimizar os recursos naturais e

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC energéticos, bem como preservar tanto o meio ambiente como também os direitos

dos consumidores.

Entretanto, em virtude da cadeia produtiva da Construção Civil ter um

histórico de grandes desigualdades nos padrões de qualidade tanto dos produtos

quanto dos serviços oferecidos, o Governo Federal, através do Ministério das

Cidades, criou o Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade (PBQP), em

1990; cujo principal objetivo era modernizar a cadeia produtiva nacional, dar

orientação e auxiliar as empresas no enfrentamento da abertura comercial brasileira.

Porém, houve a necessidade de se ampliar o seu escopo, o qual havia sido

instituído pela Portaria MPO nº134 (em 18 de dezembro de 1998) do Programa

Brasileiro da Qualidade e Produtividade na Construção Habitacional para Programa

Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat, em 21 de julho de 2000. Em 26

de outubro de 2001, o Plano Plurianual (PPA) do Governo Federal, sofreu algumas

alterações para o período de 2000/2003 e com isso, o PBQP foi excluído; optando-

se pela inauguração de uma nova forma de atuação, atualmente, intitulada por

“Movimento da Qualidade e Produtividade no Brasil para a década de 2001-

2010”. Em virtude disso, o PBQP-H, permanece cada vez mais fortalecido; ficando

sob a responsabilidade da SEDU/PR – Secretaria Especial de Desenvolvimento

Urbano da Presidência da República (1), (2).

O Programa Setorial da Qualidade (PSQ) tem como objetivo assegurar a

implantação de mecanismos específicos de combate à não conformidade na

fabricação e nas revendas dos produtos, garantindo, por meio da adequação às

Normas Técnicas Brasileiras as condições exigíveis no recebimento destes

produtos, com o intuito de aprimorar e padronizar os produtos deste setor, tendo a

sociedade civil como a principal beneficiária destas ações (3).

Diante deste contexto, foi criado o Arranjo Produtivo Local (APL) da Cerâmica

Vermelha do RN, em julho de 2005, que tem como objetivo primordial, ajudar as

pequenas e médias empresas com financiamento e ações para o seu

desenvolvimento. Atualmente, há 15 empresas fazendo parte do APL, onde a

Cerâmica Progresso Ltda encontra-se inserida, as quais estão buscando

incessantemente atingir a qualidade dos seus produtos cerâmicos, por meio da

implantação do Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ), que visa a melhoria

contínua tanto do produto como do processo produtivo; conseqüentemente,

ocasionará a otimização dos recursos naturais e energéticos (6).

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC Em função da inovação das Universidades Federias em abrir para a

sociedade civil a empregabilidade dos conhecimentos, o que é uma realidade da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), foi feita uma parceria entre a

Cerâmica Progresso Ltda, localizada na cidade do Assú-RN e a UFRN para o

desenvolvimento deste trabalho a nível de pós-graduação; onde aquela colocou

suas instalações à disposição para que fosse realizado a implantação de alguns

controles no processo produtivo e esta com a infra-estrutura laboratorial para o

desenvolvimento dos ensaios cerâmicos necessários para a realizar caracterização

do produto final.

Este trabalho faz parte de uma pesquisa que está sendo desenvolvida na

UFRN e objetivou estudar a conformidade das telhas simples de sobreposição de

capa e canal colonial da Cerâmica Progresso Ltda por meio dos resultados obtidos

da caracterização do produto, a qual foi realizada seguindo os procedimentos

laboratoriais, que por sua vez, são baseados nos anexos normativos da norma

ABNT NBR 15310:2005.

MATERIAIS E MÉTODOS

O material utilizado para o desenvolvimento do presente trabalho foi telhas

simples de sobreposição de capa e canal colonial fornecidas pela Cerâmica

Progresso Ltda. A caracterização das telhas foi realizada em duas etapas. Onde na

primeira etapa realizou-se a coleta das mesmas diretamente no pátio da empresa,

adotando-se a dupla amostragem, sendo cada amostra constituída por 30 telhas,

que por sua vez, foi feita a inspeção geral, segundo o item 7.3 da ABNT NBR

15310:2005; de acordo com a TABELA I. Na seqüência, após os corpos-de-prova

terem sido aprovados na inspeção geral, realizou-se a segunda etapa por meio da

caracterização dos corpos-de-prova de acordo com o item 7.4 inspeção por ensaios.

TABELA I - Número de telhas amostradas para a inspeção geral.

NÚMEROS DE TELHAS VERIFICAÇÕES

1ª AMOSTRAGEM 2ª AMOSTRAGEM

30 30

IDENTIFICAÇÃO, CARACTERÍSTICAS VISUAIS E SONORIDADE

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC A amostragem para a inspeção por ensaios foi feita de acordo com a TABELA

II e os ensaios foram realizados segundo os procedimentos laboratoriais, que tem

como base, os Anexos Normativos (A, B, C, D e E) da ABNT NBR 15310:2005.

TABELA II - Número de telhas amostradas para a realização dos ensaios.

NÚMEROS DE TELHAS

1ª AMOSTRAGEM 2ª AMOSTRAGEMVERIFICAÇÕES

6 6 CARGA DE RUPTURA À FLEXÃO CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS

PLANARIDADE ABSORÇÃO DE ÁGUA (AA)

AMOSTRAGEM SIMPLES 6

IMPERMEABILIDADE

Determinação das características dimensionais

O ensaio de determinação das características dimensionais foi realizado

utilizando-se uma trena metálica e um paquímetro, ambos com sensibilidade de 1

mm. As telhas, em um total de 12 corpos-de-prova (sendo 6 capa e 6 canal), foram

dispostas em uma superfície plana e indeformável onde foi realizada a medição

dimensional, tais como: comprimento de fabricação (C), largura de fabricação (L),

posição do pino (Lp) e a altura do pino (Hp), efetuando a medição no sentido

transversal e longitudinal, sempre na maior dimensão da telha, ou seja, medindo-se

tanto o maior comprimento como a maior largura, segundo ilustrado na FIGURA 1.

FIGURA 1 - Determinação das características dimensionais.

Determinação do rendimento médio (RM)

O ensaio de determinação do rendimento médio foi realizado utilizando-se de

um paquímetro e uma trena metálica, ambos graduados com sensibilidade de 1 mm.

Para a realização deste ensaio, as telhas foram arranjadas de acordo com a

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC FIGURA 2, onde uma telha é fixada no centro e as demais são ajustadas em volta.

Em cada novo conjunto de medições, a telha central foi substituída quatro vezes. A

cada substituição da posição das telhas, foram feitas duas medições da largura útil,

mínima e máxima, e duas medições do comprimento útil, mínimo e máximo. Esses

valores mínimos e máximos são obtidos conforme o menor e o maior afastamento

entre si das telhas. Levando-se em consideração a menor sobreposição longitudinal

(14%) e maior sobreposição longitudinal (18%).

FIGURA 2 - Determinação do rendimento médio.

De mãos dos valores mínimos e máximos da largura útil e do comprimento útil,

calcula-se a média aritmética. Logo, esses valores médios são utilizados na

determinação da área útil média, definida como a Área Útil da Telha (Au), a qual é

obtida pelo produto da Largura Útil Média (Lu,m) e Comprimento Útil Médio (Cu,m), de

acordo com a expressão: (A) (Au) = (Lu,m) x (Cu,m)

Então, o rendimento médio (Rm) é calculado segundo a seguinte expressão:

(B) (Rm) = 1 / Au

Determinação da planaridade (Pl)

As telhas foram ensaiadas sobre uma superfície plana e indeformável, de

dimensões maiores que as telhas. As medições nas telhas foram realizadas

apoiando-as em três pontos e medindo-se o afastamento máximo da superfície de

apoio, conforme mostrado esquematicamente na FIGURA 3.

FIGURA 3 - Medição esquemática da planaridade.

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC Determinação da absorção de água (AA)

Para a determinação da absorção de água foram usados uma balança Modelo

B-TEC-4100 da Tecnal, com capacidade de 4100 g e sensibilidade de 0,01 g; estufa

FANEM com temperatura controlada em (105 ± 5)ºC, um termohigrômetro para

medir a temperatura ambiente e umidade relativa do ar, concomitantemente, durante

a realização do ensaio; um recipiente para acomodar os corpos-de-prova,

totalmente, imersos em água durante o ensaio; pano limpo e úmido.

Para a obtenção da absorção de água (AA) realizou-se o procedimento a

seguir: Determinação da Massa Seca (ms)

a) Realizou-se a limpeza dos corpos-de-prova retirando pó, partículas e

rebarbas;

b) Identificou-se cada corpo-de-prova;

c) Submeteu-se os corpos-de-prova à secagem em estufa a (105 ± 5)ºC;

d) Determinou-se a massa individual, em intervalos de 1 hora, até que as

duas pesagens consecutivas de cada um dos corpos-de-prova diferissem

em no máximo 0,25%, pesando-os imediatamente após a remoção da

estufa;

e) Mediu-se a massa seca (ms) dos corpos-de-prova após a estabilização

das pesagens, nas condições acima estabelecidas, expressando-as em

gramas.

Determinação da Massa Úmida (mu)

a) Após a determinação da massa seca (ms), os corpos-de-prova foram

colocados em recipiente cujas dimensões apropriadas, preenchido com

água à temperatura ambiente, em volume suficiente para mantê-los

totalmente imersos;

b) Os corpos-de-prova permaneceram em água à temperatura ambiente, isto

é, sem fervê-la; durante 24 horas;

c) A água remanescente foi removida com o auxílio de um pano limpo e

úmido, tendo cuidado para que o tempo decorrido entre a remoção do

excesso de água na superfície e o término das pesagens não ultrapasse

15 minutos;

d) A massa úmida (mu) expressa em gramas, é determinada pela pesagem

de cada corpo-de-prova saturado;

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC Os resultados das pesagens são expressos em gramas e a determinação do

índice de absorção de água (AA) de cada corpo-de-prova foi determinado pela

expressão: mu - ms AA (%) (C) = x 100 ms

Onde mu e ms representam a massa úmida e a massa seca de cada corpo-de-prova,

respectivamente, expressas em gramas.

Determinação da impermeabilidade

Para a determinação da impermeabilidade foram utilizados uma pistola de cola

quente, bastões de silicone, isopor de espessura suficiente para que não houvesse

vazamento, porta amostra, espelho, termohigrômetro e uma estufa FANEM. Para a

realização deste ensaio, as telhas sofreram um tratamento preliminar que englobou

as operações:

a) As telhas utilizadas foram aquelas que já haviam sido ensaiadas para

determinação da absorção de água, devido as mesmas já terem ficado

um período de no mínimo 24 horas imersas em água à temperatura

ambiente, conforme item B4 alínea a) da ABNT NBR 15310:2005;

b) Em seguida os corpos-de-prova foram colocados e secados em uma

estufa FANEM, onde a temperatura de (105ºC ± 5)ºC foi mantida

constante durante esta etapa;

c) Os corpos-de-prova foram pesados imediatamente após a remoção da

estufa, sendo sua massa determinada em intervalos de 1 hora, até que

duas pesagens consecutivas de cada corpo-de-prova diferissem no

máximo em 0,25%;

d) Após a estabilização das pesagens de acordo com o critério acima

declarado, os corpos-de-prova foram resfriados naturalmente até

atingirem a temperatura ambiente;

e) Em seguida, os corpos-de-prova foram selados (com uma área recoberta

de 70% do tamanho total da telha, isto é, 35 cm) e colocados nos porta

amostras conforme indicado na FIGURA 4. Posteriormente, preencheu-se

com água o canal da telha, suficientemente, para que a coluna de água

se mantivesse constante durante a realização do ensaio por meio da

reposição de água, caso necessitasse;

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC f) Os corpos-de-prova foram submetidos à pressão da coluna de água

durante no mínimo 24 horas;

FIGURA 4 - Determinação da impermeabilidade.

Determinação da carga de ruptura (FR)

A determinação da carga de ruptura foi medida utilizando-se um Flexímetro CT-

237, uma trena metálica e um paquímetro, ambos com sensibilidade de 1 mm e um

termohigrômetro. Para a realização deste ensaio se utilizou de 12 telhas íntegras de

defeitos e desenvolveu os seguintes passos:

a) Os corpos-de-prova foram previamente imersos em água à temperatura

ambiente por 24 horas;

b) Após o período de imersão (no mínimo 24 horas), removeu-se a água

remanescente dos corpos-de-prova saturados em água, com o auxílio de

um pano limpo e úmido;

c) Utilizou-se dois apoios inferiores e um cutelo de madeira dura, cujas

dimensões longitudinais são superiores aos dos corpos-de-prova e

aproximadamente 20 mm x 40 mm de seção transversal, revestidos com tira

de feltro nas faces de contato;

d) Assentou-se o cutelo de madeira dura a meia distância das duas arestas

longitudinais do corpo-de-prova. Em seguida pressionou sobre o cutelo a

barra de aço, aplicando-se a carga a uma velocidade constante de (50 ± 5)

N/s, sem golpes, até a ruptura do corpo-de-prova, em ponto correspondente

à metade do comprimento corpo-de-prova, conforme indicado na FIGURA

5;

e) Registrou-se o valor da carga máxima de ruptura, individualmente, dos

corpos-de-prova em newtons, arredondando para uma casa decimal; para

que se fosse calculada a carga máxima de ruptura média;

f) Registrou-se a temperatura ambiente e a umidade relativa do ar durante a

realização do ensaio.

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC

FIGURA 5 - Ensaio de determinação de carga de ruptura.

Determinação da galga média (Gm)

Para a realização deste ensaio utilizou-se de um equipamento específico e

trena metálica graduada com sensibilidade de 1 mm, onde os corpos-de-prova

foram arranjados conforme a FIGURA 6.

FIGURA 6 - Determinação de galga média.

Em seguida, para se determinar a galga média realizou-se as atividades:

a) Ajustou-se os apoios considerando a situação de afastamento mínimo entre

as telhas (sobreposição de 18%), registrando a medição do comprimento

total mínimo (Ctmín), que corresponde à medida do primeiro ao sexto apoio,

isto é, de cinco vãos. Calculou-se e registrou-se o valor da galga mínima

(Gmín) por meio da expressão:

(D) Gmín = Ctmín / 5

b) Reajustou-se os apoios, considerando o afastamento máximo entre as

telhas (sobreposição de 14%), registrando a medição do comprimento total

máximo (Ctmáx), que corresponde à medida do primeiro ao sexto apoio, ou

seja, cinco vãos; (E) Gmáx = Ctmáx / 5

c) Com os resultados da galga mínima e da galga máxima, calcula-se a galga

média utilizando a equação a seguir: (F) Gm = (Ctmín + Ctmáx) / 2

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados dos ensaios de caracterização estão apresentados na TABELA

III. Todos os resultados obtidos estão dentro do valor admissível especificados pela

NBR ABNT 15310:2005. Os valores numéricos das características dimensionais

estão todos dentro da faixa que é permitida pela norma. Os valores determinados

para as propriedades físicas, tais como: impermeabilidade e absorção de água,

foram bastante significativos resultando em um produto alta impermeabilidade e com

um índice de absorção de água de 6,7 %. Finalmente, a resistência mecânica

caracterizada pela carga de ruptura à flexão teve como resultado 1570 N (157

kgf/cm2) atendendo confortavelmente aos valores normatizados.

TABELA III - Resultados finais da caracterização do produto.

RESULTADO FINAL DA CARACTERIZAÇÃO

Itens Resultados Temp. Ambiente (ºC)

Umid. Relativa do Ar (%)

Comp. de Fabricação 497,8 mm - - Largura de Fabricação 157,6 mm - - Posição do Pino 464,0 mm - - Altura do Pino 3,3 mm - - Planaridade 3,5 mm - - Rendimento Médio 28 T/m2 - - Galga Média 40,0 cm - - Impermeabilidade Status (impermeável) 29,8 33 Absorção de Água 6,7 % 31,7 51 Carga de Ruptura 1570 N (157 kgf/cm2) 25,5 42 Prescrições da Norma: A tolerância dimensional admitida é de ± 2,0% para as dimensões de fabricação. Para telhas extrudadas, o pino deve ter altura mínima (Hp) de 3 mm. A planaridade não deve ser superior a 5 mm. A telha não deve apresentar vazamentos ou formação de gotas em sua face inferior do ensaio, sendo tolerado o aparecimento de manchas de umidade. O limite máximo admissível para a absorção de água é de 20 %. A carga de ruptura à flexão não deve ser inferior a 1000 N (100 kgf/cm2), para esse tipo de telha. CONCLUSÕES

Os resultados obtidos demonstram que as telhas simples de sobreposição

capa e canal colonial da Cerâmica Progresso Ltda, encontram-se dentro dos

critérios admissíveis pela ABNT NBR 15310:2005.

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22 a 25 de maio 2006 – Blumenau, SC No entanto, quando se é implantado controles específicos no processo

produtivo, consegue-se minimizar o máximo possível defeitos oriundos do

processamento da matéria-prima até a confecção do produto final, garantido

qualidade permanente ao processo industrial.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de

Nível Superior (CAPES) pelo auxílio financeiro à realização deste estudo, a

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) por ter disponibilizado as

suas instalações para a realização dos ensaios e a Cerâmica Progresso Ltda por ter

fornecido as telhas para a realização deste trabalho.

REFERÊNCIAS

1. Ambrozewicz, Paulo Henrique Lporte – Sistema de Qualidade: programa

brasileiro de qualidade e produtividade no habitat. – Curitiba: Serviço

Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional do Paraná,

2003.

2. Mistério das Cidades. Disponível em: http://www.cidades.gov.br. Acesso em

06 de março de 2006.

3. Associação Nacional da Indústria Cerâmica. Disponível em:

hhtp://www.anicer.com.br. Acesso em 07 de março de 2006.

4. Centro Cerâmico do Brasil. Disponível em: http://www.ccb.org.br. Acesso em

09 de março de 2006.

5. Associação Brasileira de Cerâmica. Disponível em:

http://www.abceram.org.br. Acesso em 13 de março de 2006.

6. Federação das Indústrias do Estado do Rio Grande do Norte. Disponível

em: http://www.fiern.org.br. Acesso em 14 de março de 2006.

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STUDY OF THE CONFORMITY OF CERAMIC COMPONENTS: SIMPLES ROOFING TILES OF OVERLAPPING AND LAYER COLONIAL OF CERÂMICA PROGRESSO LTDA FROM VALE DO ASSÚ-RN, ACCORDING TO ABNT NEW

NORM

ABSTRACT

The structural ceramics sector in the State of the Rio Grande do Norte, it is

going by a moment of innovation in that concerns the incessant search of the finished

product quality; with intention to optimize the natural and energetic resources, as well

as satisfying the norms effective and guaranteeing the consumers’ law. This work

has as objective the characterization of the simples roofing tiles of overlapping of

layer colonial of the Cerâmica Progresso Ltda, which meets located in the Vale do

Assú RN, using the procedures of the testing methods, in accordance with ABNT

NBR 15310:2005. The results show that the roofing tiles its according with general

and specifics requirements of vigour norm.

Key-words: structural ceramics, quality, ceramic processing, characterization

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