Influência da ação de agentes agressivos na capacidade resistente de blocos cerâmicos

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    Influncia da ao de agentes agressivos na capacidade resistente deblocos cermicos

    The influence of aggressive water in mechanic behavior of ceramic bricks

    Angelo Just da Costa e Silva (1); Joo Manoel Fretas Mota (2); Fred Rodrigues Barbosa (3);Samantha M. L. Cruz de Oliveira (4)

    (1) Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Catlica de Pernambuco(2) Professor Mestre, Departamento de Engenharia Civil, Faculdade do Vale do Ipojuca.

    (3) Mestrando, Universidade Federal de Pernambuco.

    (4) Engenheira Civil, especialista, Universidade Catlica de Pernambuco.Rua Serra da Canastra, n 391, Bongi Recife/PE

    ResumoO presente trabalho discute a influncia do contato permanente de agentes agressivos presentes na guado lenol fretico na perda de capacidade mecnica de blocos cermicos utilizados como elementos deembasamento de edificaes. No so raros os relatos de prdios executados sobre terreno com guascontaminadas que apresentam srios problemas de estabilidade, chegando at mesmo ao colapso, emalguns casos. Assim, nesse estudo se tem a inteno de avaliar a participao desses agentes nadeteriorao. Para isso foram separadas amostras de blocos cermicos obtidas junto ao mesmo fornecedorsubmetidas s seguintes condies de exposio: condio seca, condio saturada com gua normal daconcessionria, e saturado com gua coletada no subsolo de regio da cidade de Olinda onde houve

    desabamento de duas edificaes no ano de 2000. Os resultados preliminares obtidos indicaram diferenade comportamento entre as famlias de estudo, confirmando a influncia desses agentes.

    Palavra-Chave: durabilidade, alvenaria cermica, gua

    Abstract

    This paper discusses the loss of mechanic behavior on ceramic bricks used as basement in buildings, inpermanent contact with aggressive water. There are cases of collapses in buildings in with it was usedceramic blocks in basement with presence of contaminated water. This study intends evaluate the influenceof these agents in the deterioration. There was obtained samples from the same supplier subject's followingconditions: wet condition, exposure on clean water, and exposure on contaminated water, removed from theunderground region of the city of Olinda, where there collapse of two buildings in 2000. Preliminary results

    indicate differences between the behavior among the samples, confirming the influence of these agents.Keywords: durability, ceramic bricks, water.

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    1. Introduo

    Os materiais cermicos se destacam pela sua durabilidade, alm da abundncia damatria-prima (argila) utilizada. H indicaes de que sua utilizao esteja presente navida do homem desde 4.000 a.C; entretanto, no se sabe ao certo a poca e o local deorigem do primeiro tijolo. Presume-se que a alvenaria tenha sido criada h cerca de15.000 anos em funo da necessidade de um refgio natural para sua proteo contraintempries e ataques de animais selvagens. Com este objetivo, o homem decidiuempilhar pedras e, depois de algum tempo, passou a substitu-la pelo tijolo seco ao sol,uma vez que ela comeou a escassear. Este advento marca o surgimento do bloco

    cermico. O registro mais antigo do tijolo foi encontrado nas escavaes arqueolgicasem Jeric Oriente Mdio, no perodo Neoltico inicial (ANICER, 2008).

    Segundo a ANICER (2008), estes blocos cermicos pesavam cerca de 15 kg/pea e eramfabricados (moldados) mo, de forma que sua geometria adquiria um aspecto similar aodo po. Uma particularidade interessante encontra-se no fato de que os registroshistricos indicam que esta forma cnica pode ser observada em lugares completamentedistintos e sem ligaes ou situaes semelhantes, como, por exemplo: Mesopotmia, hcerca de 7.000 anos, e na zona da costa norte do Peru, no Vale do Rio Chicama.

    Mesmo com toda a difuso na utilizao de produtos cermicos, o registro da construodo primeiro edifcio com muros de alvenaria desenhados racionalmente apenas ocorre em

    1954, em Zurique (Sua). Como destaques da sua configurao observam-seespessuras dos muros de alvenaria que chegaram a atingir a marca dos 32 cm, para umaedificao de 20 andares. Tais definies surgiram a partir de consideraes dascondies de isolamento trmico (ANICER, 2008).

    De 1954 at os dias de hoje pode-se dizer que tanto a utilizao quanto a tecnologiaenvolvida na produo e aplicao da alvenaria de peas cermicas vem sedesenvolvendo e adquirindo aspectos de industrializao, ou seja, de larga escala. Empases desenvolvidos constata-se a importncia do uso da alvenaria como material deconstruo civil, permitindo inclusive a implantao de grandes projetos de habitaes deinteresse social. Nestes casos so utilizados sistemas de alvenaria estrutural.

    Outro sistema empregado em algumas vezes o de alvenaria resistente, onde seuselementos no so produzidos com a finalidade de suportar as cargas da edificao. Estesistema muito utilizado na Regio Metropolitana do Recife (RMR) no apenas paraedificaes de interesse social, como tambm para edificaes de padro mdio. Nestecenrio, o trabalho em pauta tem por objetivo principal contribuir com as pesquisas dedesempenho dos sistemas resistentes atravs de uma avaliao do comportamento desuas fundaes quando em presena de agentes agressivos.

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    2. Justificativa

    Com o crescimento das cidades, tem surgido uma necessidade cada vez maior de seconstruir habitaes multifamiliares, muitas vezes em regies adversas, tanto sob o pontode vista urbanstico como tecnolgico, ou seja, os projetos precisam ser inseridos emreas degradadas e de difcil utilizao.

    Exemplos evidentes so os prdios tipo caixo, executados em larga escala na RMR.Estas edificaes adotam um sistema com superestrutura em alvenaria resistente einfraestrutura em fundao direta, usualmente empregando uma sapata corrida emconcreto armado e sobre ela um embasamento em alvenaria de vedao singela ou

    dobrada.Ocorre que muitas destas fundaes esto implantadas em reas submetidas a fluxosconstantes de mar, os quais decorrem do elevado nvel do lenol fretico na regio. Umaconseqncia direta desta ao est nos constantes ciclos de molhagem e secagem queso impostos a esta estrutura. Some-se a isto a presena de agentes agressivosdiludos nestas guas e que so provenientes de contaminao gerada pela precariedadedo sistema de saneamento bsico de diversas reas da RMR.

    Com base no contedo exposto, contata-se a necessidade de estudar os danoseventualmente causados nas construes executadas em regies submetidas aosdesgastes mencionados a fim de avaliar-se a influncia de cada um destes agentes, bem

    como os nveis de degradao e informaes para criao de modelos de orientaoconstrutiva e recuperao.

    3. Objetivo geral

    O objetivo desse estudo analisar o efeito da saturao e da presena de agentesdeletrios, encontrados em guas contaminadas dos subsolos, na resistncia mecnica compresso de amostras de blocos cermicos.

    4. Utilizao de bloco cermico em embasamento de alvenaria

    Alguns casos de construo na RMR utilizam na infra-estrutura modelos de fundaodireta. Esta escolha normalmente vivel para profundidades de implantao de at 1,50metros, e nos casos onde sejam evidenciadas cargas leves, como ocorre em residnciasunifamiliares ou multifamiliares de at 2 pavimentos, desde que se constate a presenade solo com boa capacidade de carga. A figura 1 apresenta um modelo esquemticodeste tipo de fundao, da forma como normalmente executada na RMR.

    Um aspecto relevante para este sistema encontra-se na necessidade da execuo de umrevestimento de boa qualidade aplicado sobre o embasamento, alm de algum tratamentoimpermeabilizante de forma a minimizar a presena de foras expansivas provocadaspela ao da Expanso por Umidade (EPU).

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    Figura 1 - Detalhe caracterstico da Fundao Direta para Prdios Tipo Caixoexecutados na RMR.

    5. Materiais e mtodos

    O estudo foi realizado a partir de ensaios para avaliao da capacidade resistente deblocos cermicos submetidos a diferentes condies de exposio, simulando a situaoem que se encontram elementos de fundao em obras diversas. Foram coletados 36blocos cermicos de um mesmo lote, divididos em 3 famlias conforme a condio deexposio: seca, submersos gua da concessionria (Companhia Pernambucana deSaneamento), e submersos em gua com agentes deletrios, coletada em regio prximade onde ocorreram alguns desabamentos de edifcios em OlindaPE.

    5.1. Materiais utilizados

    5.1.1. gua

    gua da concessionriaObtido na torneira de qualquer residncia.

    gua do subsolo (regio de Olinda)coletada a 1,5 metros de profundidade a umadistncia de 100 metros do local onde ocorreram desabamentos.

    5.1.2. Blocos cermicos

    Os blocos foram coletados em armazm popular, obtidos num mesmo lote, de formaaleatria, simulando situao normal de compra.

    Para melhor caracterizao do material foram encaminhados 4 blocos para avaliao

    dimensional e ensaios de ndice de absoro de gua e IRA (taxa inicial de absoro).

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    Para a realizao dos ensaios de absoro, inicialmente colocaram-se os 4 blocos naestufa por 24h, temperatura variando entre 100C e 110C. O ensaio de absoro foiexecutado em conformidade com a norma NBR 8947 e o ensaio de IRA foi executado emconformidade com a norma ASTM C-67 (Foto 1 e Foto 2). Os resultados soapresentados nas tabelas 1 e 2. Os resultados de referncia para estes ensaios soapresentados na tabela 3.

    Tabela 1: Dados obtidos no ensaio de IRA

    Bloco Comp.(cm) Larg.(cm) rea(cm) Ms'(g) Mu'(g) p(g)IRA=193,55.(p/rea)

    (g/cm2/min)

    1 18,80 9,00 169,20 1.955,00 1.968,00 13,00 14,87

    2 18,80 9,00 169,20 2.203,00 2.213,00 10,00 11,44

    3 19,20 8,90 170,88 2.203,00 2.212,00 9,00 10,19

    4 19,20 9,00 172,80 2.283,00 2.295,00 12,00 13,44

    IRA Mdia = 12,49Onde:Ms = Massa seca pesada a temperatura ambienteMu' = Massa mida medida com 3 mm submerso durante 1 minp = Variao de peso

    Foto 1 - Equipamentos para ensaio de IRA.

    Foto 2 - Submerso dos blocos em 3mm de profundidade.

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    Tabela 2: Dados obtidos no ensaio de ndice de absoro de gua

    Bloco Ms(g) Mu(g)AA = [(Mu-Ms)/Ms]*100

    (%)

    1 1.949,00 2.237,00 14,78

    2 2.196,00 2.515,00 14,53

    3 2.197,00 2.513,00 14,38

    4 2.276,00 2.604,00 14,41

    ndice de absoro de gua mdio = 14,52Onde:

    Ms = Massa seca pesada logo em seguida da retirada da estufaMu = Massa mida pesada aps submerso em gua de 24h

    As etapas do ensaio verificam-se nas fotos 18, 19 e 20.

    Tabela 3: ndices referenciais, ensaios de Mota (2006)

    Ensaios MtodoResultados

    Mdios

    Dimenses: comprimento, largura e altura (cm) NBR 8042 19,5, 9,0 e 18,9

    Peso (g) NBR 8947 2.372,83

    Resistncia compresso (MPa) NBR 7184 / 6461 2,85

    IRAInitial Rate of Absorption (g/cm2/min) ASTM C-67 12,53

    Absoro de gua (%) NBR 8947 15,8

    Baseando-se pela tabela 3, verificou-se que os blocos tm uma satisfatriacaracterizao, pois os ndices mdios no divergem de forma significativa dos ndicespadres dos ensaios de Mota (2006). No entanto, pelo carter visual, observou-se umavariao de geometria entre os mesmos.

    5.2. Descrio dos ensaios

    Para a realizao do estudo os blocos foram separados nas seguintes famlias:

    Famlia 1: Amostras submetidas ao ar (condio seca).

    Famlia 2: Amostras submetidas gua da concessionria.

    Famlia 3: Amostras submetidas gua do subsolo de Olinda (Foto 3).

    Foram utilizados 12 blocos para cada famlia de estudo, as quais permaneceram nasrespectivas condies de exposio durante 50 dias corridos. Concluda essa etapa, asamostras foram encaminhadas ao Laboratrio de Materiais de Construo Civil daUniversidade Catlica de Pernambuco, onde receberam capeamento com pasta decimento seguido de ruptura compresso em prensa hidrulica (Foto 4), todas na posiogalga.

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    Foto 3 - Imagem dos blocos submersos em guas extradas do subsolo (Olinda/PE).

    Foto 4 - Detalhe dos blocos capeados preparados para a etapa de ruptura compresso (posio

    galga).

    6. RESULTADOS E DISCUSSES

    6.1. Resultado de anlise da gua do subsolo em laboratrio

    A gua selecionada para representao dos agentes deletrios foi encaminhada para um

    rgo estadual credenciado. Os resultados obtidos na anlise de laboratrio da guaesto apresentados na tabela 4:

    Tabela 4: Resultado anlise de gua

    Parmetro Resultado Unidade Mtodo

    Alcalinidade e bicarbonatos 2 mg/L CaCO3 LQA-PT-023 / LQA-PT-031

    Cloretos 141,8 mg/L CL LQA-PT-014 / LQA-PT-029

    Magnsio 64,2 mg/L Mg LQA-PT-015/016

    pH 4,82 - LQA-PT-001 / LQA-PT-031

    Slidos dissolvidos totais 1681 mg/L LQA-PT-020 / LQA-PT-027

    Sulfeto de hidrognio

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    6.2. Resultados dos blocos submetidos ao ensaio de compresso

    Os blocos foram medidos um a um, para os clculos de tenso. Os grupos foram divididosem cores (vermelho, azul e preto), que representavam condio seca, gua daconcessionria e gua do subsolo, respectivamente (Foto 5). A Foto 6 indica a forma deruptura caracterstica dos blocos ensaiados compresso, cujos resultados estoapresentados nas tabelas 5 e 6.

    Foto 5 - Amostras indicadas com diferentes cores de famlias.

    Foto 6 - Detalhe da ruptura dos blocos submetidos aos ensaios de compresso.

    Tabela 5: Resultados obtidos no ensaio de resistncia compresso

    Famlia

    Resistncia compresso mdia

    (MPa)

    DesvioPadro(MPa)

    Coeficiente deVariao (%)

    1 2,36 0,33 13,94

    2 2,31 0,27 11,72

    3 2,19 0,22 10,12

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    Tabela 6: Resumo dos dados obtidos em ensaiosEnsaio Resultados Mdios

    Dimenses: comprimento, largura e altura (19x19x9) cm

    IRAInitial Rate of Absorption 12,49 g/cm/min

    Absoro 14,52%

    Resistncia compresso (amostra seca) 2,36 MPa

    Resistncia compresso (amostra submetida gua da concessionria) 2,27 MPa

    Resistncia compresso (amostra submetida gua agressiva) 2,19 MPa

    Uma anlise dos resultados da Tabela 5 e da Figura 2 mostra que a saturao doselementos guarda uma tendncia de reduo da capacidade resistente dos blocoscermicos. Tal fato pode ser observado quando se compara os resultados das famlias 1e 2; embora neste caso a perda de resistncia tenha sido pequena (aproximadamente2%).

    2,1

    2,15

    2,2

    2,25

    2,3

    2,35

    2,4

    Fam 1 - cond. seca Fam 2 - gua concessionria Fam 3 - gua agressiva

    Resistnciacompresso(MPa)

    Resultados comparativos

    Figura 2Grfico indicativo dos resultados comparativos de resistncia compresso.

    Quando a anlise aborda a influncia dos agentes deletrios, observam-se pontosinteressantes. O primeiro deles quando da anlise entre as famlias 1 e 3. Neste caso, aperda de resistncia observada foi acentuadamente maior (8%) do que aquela obtida nacomparao entre as famlias 1 e 2. Alm disso, uma relao entre os valores verificadosnas famlias 2 e 3 mostra que os agentes deletrios apresentam uma reduo de 5,6%em relao ao de simples saturao por gua potvel.

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    7. CONSIDERAES FINAIS

    Analisando os resultados dos ensaios de compresso observou-se que a proposta dapesquisa foi atendida, uma vez que as variaes aplicadas nos ensaios, atravs dasdiferentes famlias, mostraram influncia sobre os resultados obtidos. Conforme eraesperado, os menores resultados foram evidenciados para a famlia 3 devido,possivelmente, presena dos agentes deletrios na gua do subsolo, fato que deve tercontribudo para a deteriorao dos elementos cermicos. Esta realidade indica umpossvel aspecto desfavorvel a que se encontram submetidas diversas edificaes na

    RMR. importante salientar que, nesta pesquisa, foram empregados apenas 49 dias para asaturao dos corpos de prova. Este perodo pode ser pequeno para caracterizar toda aao deletria que pode ser provocada tanto pelo fenmeno de EPU quanto pela aodos agentes agressivos, uma vez que as edificaes reais j esto submetidas a estasaes por perodos consideravelmente mais longos. Os sinistros ocorridos foramverificados em edificaes com mais de 10 anos de servio.

    Diante do exposto sugere-se a repetio destes ensaios para um perodo de tempomaiores, considerando-se tambm uma metodologia de ensaios acelerados por meio demolhagem e secagem, de forma a reproduzir em condies mais fiis os nveis de

    agresso reais a que se encontram submetidas s edificaes do tipo caixo.

    8. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    ANICER ASSOCIAO NACIONAL DA INDSTRIA CERMICA. Citao dereferencias de documentos eletrnicos. Manual de bloco cermico. Disponvel emhttp://www.anicer.com.br/manuais/bloco.rtf.Acesso em 18 de fevereiro de 2008.

    INMETRO - INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAO EQUALIDADE INDUSTRIAL. Bloco Cermico (Tijolo). Citao de referencias dedocumentos eletrnicos. Disponvel em

    http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/tijolo.asp. Acesso em 18 de fevereiro de2008.

    MENEZES, R.R.; SEGADES, A.M.; FERREIRA H.S.; FERREIRA, H.C. Anlise daexpanso por umidade e absoro de gua de pisos cermicos comerciais emrelao composio qumica e quantidade estimada de fase vtrea. RevistaCermica, v 49, 2003. p.72-81.

    MOTA, J.M.F. Influncia da argamassa de revestimento na resistncia compressoaxial em prismas de alvenaria resistente de blocos cermicos. Dissertao(Mestrado). Universidade Federal de Pernambuco, 2006.

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    MOTA, J.M.F.; OLIVEIRA, R.A. Formas de ruptura em prismas de alvenaria resistentede blocos cermicos. In: II Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas. Rios deJaneiro, 2007.

    USP PCC - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUO CIVILESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE DE SO PAULO. Citao de referencias dedocumentos eletrnicos. Material didtico de apoio - Materiais cermicos. Disponvelem http://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplacaceramicaPCC2339.pdf.Acesso em 20 de fevereiro de 2008.

    http://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdfhttp://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdfhttp://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdfhttp://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdfhttp://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdfhttp://pcc2436.pcc.usp.br/Textostecnicos/revestimentosceramicos/apostilaplaca%20ceramicaPCC2339.pdf