VIABILIDADE DA APLICAÇÃO DO POLIESTIRENO EXPANDIDO NA

IV EREECJoão Pessoa - PB

19 a 21 de setembro de 2017

VIABILIDADE DA APLICAÇÃO DO POLIESTIRENO EXPANDIDO NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Laerth Nascimento Araújo Junior ([email protected])Cláudio Luis de Araújo Neto ([email protected])

Resumo: O EPS é um plástico celular derivado do petróleo, que no estado compacto, é um material rígido, incolor e transparente. O EPS (Poliestireno Expandido) possui as seguintes características: totalmente reciclável; excelente isolante térmico; leveza; resistência ao envelhecimento; resistência química; resistência mecânica; resistência à umidade; amortização de impacto; versatilidade e facilidade de formatação; facilidade de manipulação. O presente estudo tem como objetivo apresentar a viabilidade da aplicação do poliestireno expandido na construção civil e abordar a utilização do EPS (Poliestireno Expandido) em estradas, rodovias, lajes, paredes de vedação, juntas de dilatação e sua reutilização. Foi realizada uma pesquisa bibliográfi ca a partir de sites como ABRAPEX (Associação Brasileira do Poliestireno), ABIQUIM (Associação Brasileira da Indústria Química), livros e Google Acadêmico. Ao término dessa pesquisa conclui-se que o Poliestireno Expandido é um material economicamente viável por não ser alvo de insetos, fungos e bactérias, é extremamente leve e pode ser inteiramente reciclado. A maior desvantagem do material é o grande volume que ocupa, difi cultando o armazenamento. A reciclagem pode acontecer no próprio canteiro de obras. Palavras-chave: Reciclável. Isolante térmico. Leveza. Resistência.

Abstract: EPS is an oil-derived cellular plastic, which in its compact state is a rigid, colorless and transparent material. EPS (Expanded Polystyrene) has the following characteristics: fully recyclable; Excellent thermal insulation; lightness; Resistance to aging; Chemical resistance; mechanical resistance; Resistance to humidity; Amortization of impact; Versatility and ease of formatting; Ease of handling. The present study aims to present the feasibility of the application of expanded polystyrene in civil construction and to address the use of EPS (Expanded Polystyrene) in roads, highways, slabs, walls, expansion joints and their reuse. A bibliographic search was done from sites such as ABRAPEX (Brazilian Polystyrene Association), ABIQUIM (Brazilian Chemical Industry Association), books and Google Scholar. At the end of this research it is concluded that Expanded Polystyrene is an economically viable material because it is not a target for insects, fungi and bacteria, it is extremely light and can be completely recycled. The biggest disadvantage of the material is the large volume it occupies, making it diffi cult to store. Recycling can happen at the construction site itself.Keywords: Recyclable. Thermal insulation. Lightness. Resistance.

INTRODUÇÃO

Justifi cativaHá várias possibilidades de uso dos polímeros, são ainda hoje pouco estudados por serem muito comple-

xos em sua estrutura, mas mundialmente é muito utilizado e possui inúmeras aplicações na construção civil. A construção civil é um ramo onde existem altos investimentos econômicos e tecnológicos. Ao longo dos anos, pesquisas e testes aplicados a esse ramo permitiram a descoberta de novas técnicas e novos materiais que se aplicados corretamente podem trazer uma série de benefícios em uma obra, exemplo disso é a viabilidade da aplicação do poliestireno expandido na construção civil.

Diferentes materiais podem benefi ciar uma obra de diferenciadas formas, o EPS vem sendo aplicado no canteiro de obras e tem oferecido bons resultados na sua aplicação. Dentre suas aplicações ele oferece van-tagens como isolamento térmico e acústico se usado em paredes e lajes, na promoção da leveza se agregado ao concreto usado para a construção de lajes. (BERLOFA, 2009)

Revista FENEC - 1(2): 594-602, setembro, 2017 594


Laerth N. A. J.; Cláudio L. de A. N. Viabilidade da aplicação do poliestireno expandido na construção civil.

Composto de espuma rígida de poliestireno proveniente da expansão, o EPS é um material isolante, sendo aplicado na construção civil visando economia aplicado em estradas, rodovias, lajes, paredes de vedação, juntas de dilatação e para sua reutilização em concreto, por ser leve, resistente, fácil de operar e possuir baixo custo.

O EPS (Poliestireno Expandido) é um plástico celular rígido, obtido de uma polimerização do estireno em água. São geradas pérolas de até 3 milímetros de diâmetro, que passam por um processo de expan-são. No processo de transformação, o volume dessas pérolas aumentam em até 50 vezes, atráves de vapor, fundindo-se e moldando-se em diferentes formas de tamanhos diversos. (Fonte: http://www.abrapex.com.br/01OqueeEPS.html)

ObjetivosO presente estudo tem como objetivo apresentar a viabilidade da aplicação do poliestireno expandido na

construção civil e abordar a utilização EPS (Poliestireno Expandido) em estradas, rodovias, lajes, paredes de vedação, juntas de dilatação e para sua reutilização.

1. POLIESTIRENO EXPANDIDO E SUAS APLICAÇÕES NA CONSTRUÇÃO CIVIL

EPS é a sigla internacional do Poliestireno Expandido, de acordo com a Norma DIN ISO-1043/78. No Brasil, é mais conhecido como “Isopor”, marca registrada da empresa Knauf. O EPS é um plástico celular de-rivado do petróleo, que no estado compacto é um material rígido, incolor e transparente.

Polímeros termoplásticos, termorrígidos e elastômeros podem ser transformados em materiais expandidos quando são submetidos ao processo de espumação onde ocorre a inclusão em sua batelada de um agente de insuflação que perante aquecimento se decompõe e libera um gás, que proporcionará formação de bolhas por toda a resina termoplástica fundida. (CALLISTER, 2002 apud BERLOFA, 2009)

O EPS microscopicamente é composto de células fechadas, compostas por 2% de poliestireno, sendo o restante de seu volume preenchido com ar (98%). A regra que normatiza o EPS é a NBR 11752/07, sendo ela responsável pelo padrão do composto e da produção do isopor.

O Isopor está dividido em duas classes distintas, a classe P não retardante a chama e a classe F retardan-te a chama. E também dividido em três grupos de massas específicas: I - de 13 a 16 kg/m3, II - de 16 a 20 kg/m3, III - de 20 a 25 kg/m3. (ABRAPEX, 2008)

A Figura 1 indica as características regulamentadas pela NBR 11752/07 ao EPS (Poliestireno Expandido):

Figura 1. Características regulamentadas para EPS

Fonte: http://www.abrapex.com.br/02Caracter.html.



O EPS (Poliestireno Expandido) possui as seguintes características: 100% reciclável; excelente isolante tér-mico; leveza; resistência a envelhecimento; resistência química; resistência mecânica; resistência à umida-de; amortização de impacto; versatilidade e facilidade de formatação; facilidade de manipulação. (Fonte: http://www.epsbrasil.eco.br/eps/index.html)

1.1 Aplicação do Poliestireno Expandido na Construção Civil

1.1.1 Estradas e Rodovias

É constantemente observado à utilização do Poliestireno Expandido na construção civil, devido seu bai-xo peso e boa resistência mecânica a compressão, além de ser um material de fácil manuseio. Sua principal aplicação em obras de estradas e rodovias tem a finalidade de minimizar a probabilidade de ocorrer recalques, deformações verticais, em solos inconsistentes.

Na construção de rodovias e estradas, várias camadas de solos são compactadas progressivamente pa-ra que a futura estrutura viária suporte as cargas aplicadas. Durante a compactação vários testes de resistência do solo são realizados para garantir a estabilidade da via. O método em estudo substitui o aterro comum por blocos de EPS com densidade elevada, de acordo com o projeto, mas que seja superior a 19 kg/m³. Com isso, os ensaios e compactação do solo são eliminados, tornando o método construtivo mais simples. Na Figura 2 é possível observar como os blocos de Eps são utilizados em obras de pavimentação.

Figura 2. Esquema de utilização do EPS em execução de obras de aterro e pavimentação

Fonte: http://www.isoares.com.br/eps/produto.php?id=15.

A incidência de chuvas em áreas de construção de vias, no período de compactação do solo, é um problema que pode atrasar a execução de um projeto, visto que é necessário um limite de umidade para compacta-ção do solo. Essa inconveniência pode ser evitada com a utilização do EPS, pois o mesmo é impermeável. As estradas e rodovias construídas pelo método tradicional geram grandes pressões em tubulações, que acabam sendo danificadas e consequentemente reparadas, gerando prejuízos. Devido o baixo peso do po-liestireno expandido e sua alta resistência a compressão, esses danos causados por cargas elevadas são mi-nimizados e até eliminados.Principais vantagens dos blocos de Isopor de alta densidade: baixo peso volumétrico; excelente desempe-nho térmico; resistência ao fogo: pode ser fornecido com retardante à chama; fácil de instalar e de cortar; baixa absorção de umidade; baixo custo e grande benefício = custo-benefício imbatível; não mofa; não con-tém cfc; fornecido em diversas medidas e densidades para melhor suprimento de necessidades.(Fonte: ht-tp://www.isoares.com.br/eps/produto.php?id=15)

A Tabela 1 indica a densidade, coeficiente de consutibilidade térmica aparaente máxima (24º) e tensão mínima por compressão com 10% de diversos tipos de blocos de EPS.



Tabela 1. Densidades dos blocos de Isopor de alta densidade

Tipo Densidade Coeficiente de condutibilidade térmica aparente máxima (24 ºC)

Tensão mínima por compressãocom deformação de 10%

I 09 a 10 kg/m³ 0,046 W/(m.K) 35 kPaII 11 a 12 kg/m³ 0,046 W/(m.K) 35 kPaIII 13 a 15 kg/m³ 0,042 W/(m.K) 69 kPaIV 16 a 19 kg/m³ 0,039 W/(m.K) 90 kPaV 20 a 23 kg/m³ 0,037 W/(m.K) 104 kPaVI 25 a 28 kg/m³ 0,035 W/(m.K) 135 kPaVII 30 a 32 kg/m³ 0,034 W/(m.K) 173 kPaVIII 35 a 38 kg/m³ 0,033 W/(m.K) 276 kPa

Fonte: http://www.isorecort.com.br/produtos/blocos-de-isopor/blocos-de-isopor-alta-densidade/.

A Tabela 2 indica a tensão por compressão com deformação de 10%, resistência mínima a flexão, resis-tência mínima ao cizalhamento e flambagem de diversos tipos de blocos de EPS.

Tabela 2. Resistências dos blocos de Isopor de alta densidade

NormaEnsaio Un.

Tipos de EPSI II III IV V VI VII

Tensão por compressão com deforma-ção de 10% NBR 8082 kPa ≥35 ≥35 ≥69 ≥90 ≥104 ≥135 ≥173

Resistência mínima à flexão ASTM C203 kPa ≥50 ≥60 ≥120 ≥160 ≥220 ≥275 ≥340

Resistência mínima ao cizalhamento EN 12090 kPa ≥40 ≥60 ≥75 ≥90 ≥100 ≥135 ≥180Flamabilidade EN 12090 - Material retardante à chama

Fonte: http://www.isorecort.com.br/produtos/blocos-de-isopor/blocos-de-isopor-alta-densidade.

1.1.2 Lajes

O EPS para utilização de suporte de enchimentos na concretagem de laje, é muito bem aceito, pois apre-senta uma boa resistência (chegando a 50 KPa), é um excelente isolante térmico e possui uma baixa absorção de água (max. de 5% em volume na classificação P1) o que favorece na cura do concreto, e por ser um ma-terial leve (com até 10 kg/m3), reduz o peso próprio da laje, aliviando as tensões das estruturas e fundações. A Figura 3 mostra o uso do EPS como enchimento na concretagem de laje.

Figura 3. Uso do EPS como enchimento na concretagem de laje

Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z02Enchim.html.



Em lajes industrializadas do tipo nervurada pré-fabricada unidirecional e bidirecional, a utilização do EPS como substituto dos tradicionais blocos cerâmicos ou blocos de concreto, muda completamente aspec-tos negativos como perdas de concreto devido a vazamentos na concretagem da laje, redução de mão de obra e com economia de quase 50%, pois não há desperdício de quebras no manuseio e como geralmente as placas possuem um comprimento de cerca de 1 metro, facilita o corte e não desperdiça o material, que pode ser usa-do posteriormente em outra seção do vão entre as nervuras. A Figura 4 mostra a utilização de blocos de EPS em enchimento de lajes.

Figura 4. EPS utilizado em enchimento de lajes

Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z03LajesInd.html.

O EPS também pode ser utilizado como isolante térmico em lajes impermeabilizadas, obtendo um iso-lamento desejado com espessuras bem delgadas. Com isso, é possível proporcionar um conforto térmico a construção e reduzir fissuras em lajes de cobertura expostas ao sol, por conta da dilatação que destruirá a im-permeabilização rapidamente. Hoje para o clima brasileiro, utiliza-se placas de EPS de 30 mm de espessuras, para isolar com eficiência esse tipo de laje sobre a impermeabilização. A Figura 5 mostra o uso de placas de EPS para lajes sobre impermeabilização.

Figura 5. Uso de placas de EPS para laje sobre impermeabilização

Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z04ITLImper.html.

1.1.3 Paredes de vedação

Paredes de edificações que recebem diretamente radiação solar constantemente podem superaquecer o ambiente interno. No período noturno este calor se propaga pela casa, aumentando ainda mais a temperatura interna da edificação, sendo necessário o uso de equipamentos elétricos para controle desta temperatura, como ar condicionados e ventiladores, elevando o consumo de energia. Para reduzir essa transferência de calor pelas paredes é necessário fazer o seu isolamento térmico. Para essa vedação térmica é necessário utilizar um mate-rial de baixo custo, mas com uma ótima eficiência, o EPS surge como uma excelente alternativa para paredes de vedação. O poliestireno em placas pode ser utilizado como isolamento térmico e acústico.



O uso do EPS é mais indicado na parte externa da parede para uma melhor eficiência, onde proteção é mais efetiva com o restante das camadas. O sistema mais convencional de isolamento térmico é utilizando o revestimento de argamassa sobre as placas, como mostra a Figura 6.

Figura 6. Uso do EPS em paredes externas

Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z05ITTelha.html.

As placas do EPS são fixadas diretamente nos tijolos com adesivos a base de água, logo após recebe o chapisco, emboço e o reboco. O substrato deverá ser pintado com tinta impermeável e de cor preferencialmen-te branca, para que não absorva calor e prejudique o isolamento.

1.1.4 Juntas de dilatação

As juntas de dilatação devem possuir uma extensão maior de 35 metros para execução em estruturas de concreto, o EPS é utilizado nas juntas seladas com material elástico. Segundo Lima e Brito (2009) estas juntas consistem na aplicação de um cordão de um material ligado aos bordos da junta e que, pelas suas característi-cas elásticas, permite acomodar pequenos deslocamentos onde os materiais utilizados devem ter estabilidade volumétrica. O EPS é o material ideal para essa finalidade por possuir elasticidade, resistência, durável, não absorve água e baixo custo. Na Figura 7 mostra o uso do EPS em juntas de dilatação.

Figura 7. Uso do EPS em junta de dilatação

Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z15JuntasDil.html.



Ao concretar uma estrutura com junta de dilatação, o primeiro lance a ser conformado utiliza formas convencionais. Ao concretar o segundo lance, usam-se placas de EPS como forma entre as partes.

1.1.5 Reutilização do EPS

O EPS é um material 100% reciclável, porém não há muito interesse por parte das empresas devido as grandes proporções volumétricas que o polímero ocupa. Para transportá-lo, o ideal é que ele seja triturado, mas para isso é compensatório possuir uma máquina de alto custo-benefício.

Existem alguns processos para a reciclagem dos materiais à base de EPS, estes são aplicados conforme a utilização final do produto. Os rejeitos podem ser processados para serem novamente moldados em forma de blocos, injetados para formar peças para embalagens, entre outros; podem ser reutilizados na construção civil; ou até gerar energia elétrica ou calorífica por combustão direta e também podem ser aplicados como complemento em moldes de peças injetadas ou fundição no ramo industrial. (GROTE e SILVEIRA s.d.)

Uma das melhores formas de reutilização do EPS na construção civil é a sua introdução no concreto, além de não agredir o meio ambiente e ser economicamente viável o chamado concreto celular pode ser utili-zado na própria obra, obtendo assim um concreto leve. O concreto é preparado de acordo com sua utilização, a principal diferenciação a ser considerada na engenharia civil é a densidade do mesmo.

Segundo Brasipor apud Soares (2011), o concreto leve é formado a partir da introdução de células de EPS na massa do concreto convencional, desse modo o concreto fica consideravelmente mais leve mantendo a sua resistência, podendo ser utilizado de várias formas desde que não haja grandes esforços sobre o mesmo e que não seja utilizado estruturalmente.

O concreto leve de Poliestireno Expandido é do tipo cimento-areia, que no lugar da pedra britada é uti-lizado o EPS em forma de pérola pré-expandida, ou “flocos” de EPS reciclado através da moagem de peças descartadas. Ambos os casos descritos são agregados leves que servem para a preparação de concreto leve de EPS. Usando esse agregado leve com cimento, areia, água e aditivo mono massa em proporções e sequência específica de mistura, é possível obter concreto com densidade aparente de 700 a 1600 kg/m³.

O concreto leve é economicamente viável, uma das comprovações é o seu coeficiente de dilatação, che-gam a ser menor que os concretos convencionais. Cidades que possuem programa de coleta seletiva de lixo podem utilizar o EPS moído na produção de concreto leve para calçadas, quadras esportivas, bancos de jar-dim, vasos, balaústres, casas pré-fabricadas. Contudo, apenas as estruturas são exceção para a não utilização do concreto celular.

O concreto leve pode ser aplicado na: regularização de lajes em geral e aplicação e inclinação para escoa-mento de água; painéis de fechamento para: edifícios, casas pré-fabricadas e galpões; elementos pré-fabri-cados: lajotas/blocos vazados, pilares para muros, elementos vazados, elementos decorativos para fachadas e jardins; pavimentos: calçadas, painéis para fechamento de galerias; elementos tipo “móveis”: bancos para ambientes externos, base para montagem de sofás, balcões e camas; áreas de lazer: quadras de esporte, base para dispositivos de exercícios. (Fonte: http://www.abrapex.com.br/31z09ConcrLeve.html)

2. METODOLOGIA

Na elaboração deste estudo, procurou-se elaborar uma pesquisa bibliográfica na área de Materiais de Construção, com foco nos materiais plásticos, pois essa é uma fase inicial e de grande importância para dar suporte aos objetivos que se desejam alcançar. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica a partir de sites como ABRAPEX Associação Brasileira do Poliestireno, ABIQUIM Associação Brasileira da Indústria Química, livros e Google Acadêmico. Em seguida foi realizado um levantamento de dados sobre as possíveis aplica-ções do poliestireno expandido na construção civil. Para fundamentação da pesquisa, foi realizada uma re-visão bibliográfica envolvendo pesquisas em base de dados de artigos científicos com autores que dissertam sobre o tema.



3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com objetivo de verificar as possibilidades do material e expandir o seu uso na produção de edificações, o estudo para o artigo sistematizou as principais propriedades encontradas do material, como: a baixa condu-tividade térmica; as estruturas de células fechadas, cheias de ar, dificultam a passagem do calor o que confere um grande poder isolante térmico. Baixo peso, as densidades do material variam entre os 10-30 kg/m³, permi-tindo uma redução substancial do peso das construções quando utilizado como sistema construtivo, redução do uso de materiais em canteiros; redução de peso e materiais na fundação. Resistência a intempéries, o EPS está ausente de qualquer valor nutritivo, por isso fungos e microorganismos não podem se desenvolverem no material. Resistência mecânica, apesar de muito leve, o isopor tem uma resistência mecânica elevada, que per-mite o seu emprego onde esta característica é necessária. Baixa absorção de água, o EPS não é higroscópico, absorve apenas pequenas quantidades de água. Facilidade de manueseio, o baixo peso facilita o manuseio do mesmo em obra. Versatilidade, flexibilidade na forma e facilmente cortado e moldado, possui resistência quí-mica capaz de ser compatível com a maioria dos materis utilizados na construção civil, tais como o cimento, gesso, cal, água, entre outros

Algumas vantagens foram observadas para a produção de edificações, como: a redução significativa da densidade aparente do concreto, agilidade na movimentação de peças pré-fabricadas, reduzida absorção de umidade, integração no processo de produção da edificação, redução de desperdício e resíduos em canteiro de obras, durabilidade do material, conforto hidrotérmico, conforto termo acústico, redução do consumo de ener-gia, são resultados de extrema importância encontrados na aplicabilidade do poliestireno expandido na cons-trução civil.

CONCLUSÕES

A necessidade da utilização de materiais que acompanhem o desenvolvimento sustentável dentro da in-dústria da construção civil, no que tange desde pequenas habitações a grandes rodovias, que gere maior redu-ção de impactos ambientais tem levado profissionais a desenvolver tecnologias que se adéquem as construções convencionais. Com isso, o poliestireno expandido se destaca por possuir baixo peso e boa resistência mecâ-nica a compressão.

O EPS pode ser aplicado em solos instáveis, lajes, paredes e podem ser facilmente reutilizados. Além de ser economicamente viável, o material não é alvo de insetos, fungos e bactérias, é extremamente leve e po-de ser inteiramente reciclado. A maior desvantagem do material é o grande volume que ocupa, dificultando o armazenamento. A partir dos estudos foi possível identificar as vantagens do EPS em diversas áreas da cons-trução civil no que tange ao processo produtivo, flexibilidade do material e sustentabilidade da edificação e canteiro.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ABRAPEX Associação Brasileira do Poliestireno Expandido. Aplicações do EPS. São Paulo, 2008.

[2] BERLOFA, Aline. A viabilidade do uso do poliestireno expandido na indústria da construção civil, 2009. 74p. (Trabalho de conclusão de curso. FATEC Zona Leste).

[3] COZZA, Eric. MANUAL DE UTILIZAÇÃO EPS na construção civil, s.d. Disponível em: <http://www.acessuscri.com.br/pdf/manual_eps.pdf>. Acesso em: 27 abr. 2013.

[4] FENILLI, R. J. Sistemas termoisolantes: tipos, finalidades e aplicação. Revista Climatização e Refrigera-ção. Editora Nova Técnica, ISSN 1678-6866, Jun 2008, São Paulo, SP, 2008.

[5] NBR 11752/07 – Materiais celulares de poliestireno para isolamento térmico na construção civil e câmaras frigoríficas.



[6] ISOARES. Fundação para estrada. Disponível em: <http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes- tecnicas/22/os-cuidados-da-estabilizacao-de-aterros-com-blocos-de-eps-275118-1.aspx>. Acesso em: 28 mar. 2017.

[7] ISORECORT. Blocos de Isopor de alta densidade (Poliestireno Expandido - EPS). Disponível em: <http://www.isorecort.com.br/produtos/blocos-de-isopor/blocos-de-isopor-alta-densidade/>. Acesso em: 28 mar. 2017.

[8] http://www.isoares.com.br/eps/produto.php?id=15/ 09:34, 17/03/2017.

[9] ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE NORMALIZAÇÃO. ISO-1043/78: Poliestireno Expandido. 1978.

[10] EPS BRASIL. O que é um EPS? Disponível em: <http://www.epsbrasil.eco.br/eps/index.html/>. Acesso em: 17 março. 2017.

[11] CONSTRUPOR. Eps. Disponível em: <http://www.construpor.com/index.php?p=item4-1/>. Acesso em: 17 março. 2017.

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