Fabricação e análise das propriedades mecânicas de pedra sintética a base de vermiculita e perlita

Abstract

Os materiais compósitos são materiais formados pela união de dois ou mais materiais com o objetivo de melhorar das propriedades específicas do material. O calcário é um minério bastante usual na fabricação de compósitos, principalmente em mármores sintéticos como carga mineral. Contudo, a vermiculita e a perlita são rochas que quando hidratadas se expandem, apresentando alta leveza, são higroscópicos e bastante usuais na indústria agrícola, mas na atualidade, tem se tornado fonte de estudos para aplicações na construção civil como isolantes térmicos e acústicos. Este trabalho propõe o estudo das propriedades mecânicas de um compósito utilizando a vermiculita e a perlita como substituto do calcário na fabricação de pedras sintéticas. Para tanto, foram fabricados os corpos de prova de compósito de matriz polimérica com diferentes adições de carga mineral de vermiculita e perlita, além da fabricação de compósito, com adição de calcário, utilizado como referência para a avaliação. Trezentos e trinta corpos de prova foram fabricados em molde aberto semelhante aos utilizados pela indústria com dez diferentes percentuais de adição de cargas minerais. Durante a fabricação, pode ser que corpos de prova com composições acima de 40% de carga mineral de vermiculita apresentaram misturas incompletas entre a matriz e o reforço inviabilizando as análises destes materiais. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de flexão a três pontos e de atrito interno para a determinação dos módulos elásticos, tensões máxima, deformações, módulo elástico dinâmico e capacidade de amortecimento. Nas análises, o compósito com adição de calcário apresentou maiores resistências mecânicas e maiores capacidades de amortecimento. Os compósitos com adição de vermiculita ou perlita apresentaram redução da tensão máxima, frequência de amortecimento e módulos de elasticidade em relação ao compósito de referência. No entanto a adição dos minerais apresentou um aumento progressivo do amortecimento das estruturas. Contudo, quando analisado as propriedades mecânicas em função da densidade pode-se verificar valores maiores para os compósitos com 20% de vermiculita , 20% de Perlita e 60% de perlita e em relação a propriedade mecânica em função dos custos dos materiais, o compósito com 100% de perlita como carga mineral apresentou a melhor relação entre custo e benefício.