Seminário “Tecnologia de vedações com foco em
desempenho e produtividade”
Porto Alegre – 29 de junho de 2017
Utilização de GRC – Glass
Reinforced Concrete e de
Dióxido de Titânio como
materiais inovadores para
fachadas de edificações.
Denise C. C. Dal Molin
Profa. Titular do Departamento de Engenharia
Civil e do Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil – NORIE, da UFRGS.
Canteiro de obras da década de 50
chapisco
aplicação da argamassa
sarrafeamento
NOVAS PERSPECTIVAS
GRC – Glass reinforced concrete
Concreto reforçado com fibra de vidro
Materiais inovadores
para fachadas de
edificações
Passageway of Ceremonial Court in Education City. Doha, Qatar
Le opere di Zaha Hadid
l'Heydar Aliyev Center di Baku, Azerbaijan
London Olympic
Aquatic Centre
-2012
Incombustível
Flexível
Excelentes propriedades mecânicas
Produzidas de modo econômico
Novas perspectivas
SC-GRCC – Self Compacting Glass fibre
Reinforced Cement Composit
Compósito cimentício auto-adensável reforçado
com fibra de vidro
GRC – Self compacting glass reinforced concrete
MATERIAIS CONSTITUINTES
Fibra de
vidro AR
Água
Aditivo
Adição
Aglomerante
Ar
Agregado
miúdo
ETAPAS DO ESTUDO
PARTE A: Otimizar esqueleto granular
PARTE B: Otimizar pasta
PARTE C: Otimizar adição de fibra
PARTE D: Caracterizar compósito
PARTE E: Desenhar diagrama de dosagem
PARTE F: Utilizar método de dosagem
PARTE G: Testar adição de outra fibra
PARTE H: Comparar com GRC convencional
0 50 100 150 200 250 300 350 0 2 4 6 8 10 12 FLOP (N) ΔLOP(mm)
B15.3 F7 -
fibra paralela ao esforço
0 50 100 150 200 250 300 350 0 2 4 6 8 10 12 FLOP (N) ΔLOP(mm)B15.3 F3 -
fibra perpendicular ao
esforço
Tenacidade na flexão (J)
0,09 0,16 0,27 0,37 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 A20.3 B15.3Tb (J = N.m)
Perpendicular ParalelaMuseu Iberê Camargo - Porto Alegre – término da construção
(2008)
UTILIZAÇÃO
Museu Iberê Camargo - Porto Alegre
Museu Iberê Camargo - Porto Alegre – término da construção
(2008)
NOVAS PERSPECTIVAS
Dióxido de Titânio
Materiais inovadores
para fachadas de
TiO
2 -
FOTOCATÁLISE HETEROGÊNEA
Um fotocatalisador é uma substância
semicondutora que pode ser
quimicamente ativada pela incidência
de luz resultando em uma reação de
oxi-redução.
Dióxido de titânio (TiO
2
): semicondutor, autolimpante
(QUADROS; SCHIRMER, 2008)
Degradação compostos orgânicos
Condutividade Elétrica
Banda de condução
Banda de valência
ABSORÇÃO DE LUZ PELA CLOROFILA
ABSOÇÃO DE LUZ PELO FOTOCATALISADOR TiO2
TiO
2
– Mecanismo de ação
(Benedix et al., 2000)
Hidrofilicidade
formação de lâminas d'água formação de gotas com TiO2 sem TiO2degradação dos poluentes
autolimpeza da superfície
Dióxido de titânio (TiO
2
):
A partir de fontes renováveis (radiação solar e água da chuva):
(adaptado de BENEDIX et al., 2000)
Luz +
TiO
2
Efeito
antiembaçante
Antibactericida
Efeito
autolimpante
Purificação da
água
Purificação do
ar
Dióxido de titânio (TiO
2
)
Quimicamente estável
Não apresenta toxicidade
Disponível (9º material mais abundante na superfície da Terra)
Relativamente barato (R$ 250,00/kg)
Atividade fotocatalítica alta
Compatibilidade com os materiais tradicionais da construção civil:
Adicionado à mistura, em pó ou suspensão aquosa
Análise microestrutural do TiO
2a
partir do MEV – elétrons secundários
Caracterização química do TiO
2Composição mineralógica do TiO
2obtida a partir de análise por
Difração de Raios X
TiO
2
– Utilizações
Catedral de Misericórdia (Roma): estrutura em concreto branco aparente com
utilização do cimento com TiO
2na composição
(Áustria, Dal Molin e Masuero, 2015 – NORIE)
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
0 %
5 %
10% TiO
2
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
(Treviso e Dal Molin, 2016 – NORIE)
Norte
Sul
Leste
Oeste
Exposição das amostras
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
Manchamento: Rodamina B
TiO
2incorporado às argamassas
0° de inclinação
Influência do teor de
TiO
2
, orientação solar e
inclinação da superfície
Manchamento: Rodamina B
TiO
2incorporado às argamassas
7 dias
14 dias
3 dias
0% TiO
25% TiO
210% TiO
215% TiO
2Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
Influência do teor de
TiO
2
, orientação solar e
inclinação da superfície
N 45°
N 90°
10%
15%
0 dias 3 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
0%
5%
42 dias 56 dias 70 dias 84 dias
0 dias 3 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
0%
5%
10%
15%
42 dias 56 dias 70 dias 84 dias
Manchamento: Rodamina B
TiO
2incorporado às argamassas
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
N 45°
N 90°
S 45°
S 90°
0 dias 3 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
0%
5%
10%
15%
42 dias 56 dias 70 dias 84 dias
0 dias 3 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
0%
5%
10%
15%
42 dias 56 dias 70 dias 84 dias
Influência do teor de
TiO
2
, orientação solar e
inclinação da superfície
Manchamento: Rodamina B
TiO
2incorporado às argamassas
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
promotor da autolimpeza de fachadas expostas ao
microclima urbano
Estudo exploratório
Métodos para a análise:
1. Duas áreas de fachada: uma foi limpa
outra não;
2. Dividiu-se as mesmas em 4 amostras;
3. Aplicou-se uma solução de 5% de TiO
2em 2 amostras.
4. A solução foi preparada com agitador
magnético, por 30 minutos, e a
aplicação foi feita com pistola de
pressão a fim de manter uma forma
uniforme e constante;
Estudo exploratório
Solução de TiO
2em água deionizada sendo
solubilizada em agitador magnético para
melhor dispersão das partículas.
Aspersor ou pistola de pressão
para aplicação da solução nas
superfícies a serem tratadas
Aplicação superficial
de solução de TiO2
sobre crescimento
biológico.
Superfície após
seis meses da
aplicação
com TiO
2com TiO
2sem TiO
2sem TiO
2(Lamego Guerra, Masuero e Dal Molin, 2016 – NORIE)
FASE 1
FASE 2
Análises a partir de
amostras históricas
Análises a partir de
amostras moldadas
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
agente de prevenção e recuperação da
biodeterioração de prédios históricos
Amo
str
as
da sup
erfície con
tr
ole
(Sem
TiO2
)
Amo
str
as
da sup
erfície tr
at
ada
(Com
TiO2
)
Mai
or
di
ver
si
dade
de
fun
gos
Menor
di
ver
sid
ade
de
fun
gos
Avaliação da eficiência do fotocatalizador TiO
2
como
agente de prevenção e recuperação da
biodeterioração de prédios históricos
FACHADAS AUTOLIMPANTES
50 µm
50 µm
Filamento de fungo
Estruturas biológicas
Ovo de ácaro
Filamento de fungo
“ressecado”
Redução das
estruturas
biológicas
(Lamego Guerra, Masuero e Dal Molin, 2016 – NORIE)
APLICAÇÃO DE TITÂNIO – EXPOSIÇÃO À LUZ NATURAL POR
APROXIMADAMENTE 30 DIAS
➢ A PARTIR DA CARACTERIZAÇÃO DAS AMOSTRAS DE MATERIAIS;
➢ SELEÇÃO DOS ISOLADOS MAIS ATIVOS;
➢ MOLDAGEM DE AMOSTRAS, APLICAÇÃO DO TiO2 E INOCULAÇÃO
➢ MONITORAMENTO LUZ UVA
Avaliação do fotocatalisador em condições
controladas, com diferentes concentrações
para dois isolados de fungos.
Avaliação
do
fotocatalisador
em
condições controladas de laboratório (umidade
relativa,
temperatura
e
incidência
de
luz
constantes),
adicionado
em
substrato
de
argamassa, traço em massa 1:2 (cal:areia) para o
fungo Cladosporium.
AMOSTRA COM FOTOCATALISADOR
AMOSTRA SEM FOTOCATALISADOR
Crescimento mais evidente
4 concentrações do TiO2/água deionizada
Fungo isolado Aspergillus Fungo isolado Fusarium Suspensão e contagem de esporos Inóculo – concentração de 10 esporos/mL
Placa com meio nutricional
6
Repetições em placas para os dois fungos
Estudo para aplicação prática
Prédio da antiga loja Guaspari:
estudo da viabilidade do uso de
1 dia
6 dias
10 dias
13 dias
Estudo para aplicação prática
(Pedrollo, Masuero e Dal Molin, 2017 – NORIE)
com TiO
2sem TiO
21 dia
6 dias
10 dias
13 dias
Estudo para aplicação prática
(Pedrollo, Masuero e Dal Molin, 2017 – NORIE)
