Download - MAT. CONST. I - 1ª Aula
Histórico, Normas, Esforços, Elasticidade,
Aglomerante = Cimento
MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO I2° semestre / 2015
Prof. Antônio Augusto G. Abreu
Faculdade Anhanguera
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1- INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO
1.1) Importância da Disciplina: ”Materiais de Construção”
Ao Eng°, profissional que irá formar e atuar no Mercado, este deverá ter conhecimento dos materiais que compõem principalmente:
As especificações das argamassas conforme as finalidades e local a serem aplicadas, com a qualidade do produtos que a compõem, durabilidade, aparência e economia. Exemplo: Tetos, paredes, Fachadas, áreas molhadas, emboços, pisos. Qual o tipo e qual as possibilidades de cada opção??
O Concreto, sabendo dosar e prever a resistência projetada e indicada!! E as particularidades de cada Obra?? Exemplo: Necessidade de se obter a resistência característica em 3 dias? O que fazer? Existe solução?? E se durante a concretagem estiver chovendo, ou ao contrário, numa condição absurda de uma dia muito quente e seco?? Quais seriam as providências?? O Eng° tem que entender a condição de “pega” ou da desagregação do concreto por tempo sem o lançamento! Ele teria poder técnico de devolver um caminhão betoneira, para a concreteira?? Quais são as análises que deveria fazer, para ter esta convicção?? Ensaios, Normas??
1ª AULA – 11,12,18 e 19/08/14
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Pergunta:
Do que vale o profissional entender somente de cálculo das peças
estruturais de uma Obra, ter conhecimento da resistência de
materiais, cálculo de tensões, estática e mecânica, esforços
atuantes externos e internas; conforme as outras disciplinas de
precisão matemática ??
As principais perguntas mais frequentes no Meio: “Obras civis”
1. Qual Fundação profunda ou estaca deverá ser escolhida, para os
esforços atuantes?? Pode ser madeira? Tubulão? Radier, ou
sapata rasa?? Trilho ou pré-moldada??
2. Na parede deverá ser aplicado argamassa ou gesso corrido?
Qual o traço da argamassa para o teto de câmera úmida? Qual
o tipo de areia a ser utilizado na Fachada? E o traço??
Teremos Juntas de dilatação?? As juntas são utilizadas para qual
objetivo?
3. Qual a argamassa colante, I, II ou III, para ser utilizada na
colocação de determinado produto cerâmico no devido local??
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4. Qual tipo de rejunte deve ser aplicado no piso daquela
Cozinha, para alcançarmos maior qualidade/propriedade e
higienização? A cerâmica tem qual PEI? Tem que ser
antiderrapante?
5. Qual tinta é a mais específica para tal Fachada? A “empena”
daquele Edifício tem muita insolação?
Resposta:
A Disciplina: “Materiais de Construção”, é de essencial importância
no contexto de uma Obra/Projeto, quanto a sua Qualidade,
Economia, durabilidade, beleza e funcionalidade.
Para isto teremos que entender de vários assuntos, que veremos
nesta Disciplina, como:
1. Especificação de Materiais
2. Normalização
3. Ensaios de verificação da Qualidade e propriedades dos
Agregados, e Aglomerantes.
4. Padronizações
5. Simbologias
6. Classificações dos Materiais
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1.2 Evolução Histórica dos Materiais de Construção:
• Nas civilizações Primitivas: O Homem utilizava os
materiais como encontrava na Natureza, e assim os
aplicava nas construções conforme as suas
necessidades e condições. Nesta fase predominava:
Pedra, madeira e barro, metais em menor escala, e mais
diminutivas como os couros e fibras vegetais.
• A medida que a Civilização se transformaram e foram
obtendo maior desenvolvimento, as necessidades e
exigências foram aumentando, com grande
desenvolvimento técnico do “concreto armado”,
argamassas e outros produtos industrializados como
cerâmicos, uso do gesso, cal, laminados, etc.
1.3 Especificações Técnicas:
• Elementos escritos de um Projeto de Engenharia: Os mesmos
contêm: Projetos, plantas e desenhos, cálculos, Memorial descritivo
e especificações técnicas.
• As Especificações e os Padrões de Qualidade: Verificam as
propriedades dos materiais e defeitos, para ter um plano de produto
final, com tal Qualidade requerida e preterida.
1.4 Normalização:
1.4.1 Finalidade: Foram elaboradas para regulamentar a Qualidade, a
classificação, a produção e o empregos dos diversos
materiais(Exemplo: Concreto). Anteriormente a reputação do
fabricante era suficiente para atestar a qualidade do produto ou material
, o que não durou muito tempo, por não generalizar, e ser bastante
regionalizado.
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Ilustrações: “Norma” atriz famosa x “Norma” = Lei da Construção civil
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Exemplos de Melhorias através de Normatizações.
1.4.2 Entidades Normalizadoras:
1) ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, sociedade
civil, sem fins lucrativos, com Sede no RJ.. Se dedica à
elaboração das normas técnicas, sua difusão e o incentivo de
aplicação
2) Outras Nacionais e independentes:
ABCP (Associação Brasileira do Cimento Portland), IBC (Instituto
Brasileiro do concreto), IBP (Instituto Brasileiro do Pinho)
3) Internacionais:
ABCP (Associação Brasileira do Cimento Portland), IBC (Instituto
Brasileiro do concreto), IBP (Instituto Brasileiro do Pinho)
ASA: American Standard Assosiation. (EUA)
ASTM: American Socyciet for Testing. (EUA)
DIN: Deutsche Normenausschuss. (Alemanha)
BS: British Standards Institution
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1.4.3 Vigência de uma Norma:
As Normas não são estáticas, e as mesmas estão sempre em aperfeiçoamento e alterando com o tempo, conforme a evolução e aperfeiçoamento da Indústria. A ABNT estabelece Revisão de 05 em 05 anos, no máximo.
Estabelecem e divulgam Marcas de conformidade da Qualidade desejada e alcançada, para os produtos nos respectivos campos.
1.4.4 Tipos de Normas:
Normas: São aquelas que dão os parâmetros para cálculos e métodos de execução de Obras e Serviços, com condições mínimas de segurança.
Especificações: Estabelecem as prescrições para os materiais.
Métodos de Ensaio: Estabelecem procedimentos para formação e exame das amostras.
Padronizações: Estabelecem as dimensões para os materiais
Terminologia: Regulam a nomenclatura técnica
Simbologia: Para convenções de desenhos.
Classificações: Para ordenar e dividir conjuntos de produtos.
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1.4.5 Nascimento de uma nova Norma:
Os sócios da ABNT elegem os elementos para os diversos comitês
permanentes brasileiros (Total de 22), para os determinados e
variados assuntos.
Exemplos: Mineração e Metalurgia; Construção Civil, Mecânica,
Transporte e tráfego, Cimento, concreto e agregados, Isolação térmica,
e outros.
Processo: Os comitês criam as comissões de estudos, na elaboração
de uma Norma sobre um determinado assunto, com participação da
sociedade em geral e órgãos técnicos sobre a matéria.
A comissão a partir de um texto básico elaborado, elabora um
Anteprojeto, que é enviado ao Comitê, que o examina e verifica as
implicações com outras Normas já em vigor e o encaminha aos seus
sócios. Após ser votado passa ser de Projeto para uma Norma,
que pode não ser obrigatória ou simplesmente recomendada, e entra
em vigor 60 dias após sua publicação.
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1.4.6 Marcas de Conformidade:
As entidades normalizadoras concedem marcas de conformidade, ou
seja é o reconhecimento público que os materiais estão corretos com
suas especificações, desde que sejam solicitados. Pode ser indicada
por um símbolo, fixado no produto ou embalagem.
1.5 Propriedades dos Corpos:
É conveniente para o construtor estudar ou ter de forma acessível, às
propriedades e qualidades exteriores dos materiais, para deduzir seu
comportamento na prática, em função do seu uso e local de aplicação.
São elas as principais:
1.5.1 Propriedades Gerais:
Extensão: Ocupação de um lugar no espaço
Impenetrabilidade: Indica a impossibilidade de dois corpos
ocuparem o mesmo lugar no espaço.
Inércia: É a impedição dos corpos se modificarem por si mesmo,
seja no estado inicial, em repouso, ou movimento.
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Atração: É a atração da matéria por matéria, de acordo com a Lei
de atração de massas.
Porosidade: A matéria não ser contínua, havendo espaço entre as
massas.
Divisibilidade: Os corpos se dividem em fragmento cada vez
menores
Indestrutibilidade: A matéria tem de ser indestrutível
1.5.2 Propriedades dos Corpos Sólidos:
Dureza: É a resistência dos corpos a serem riscados.
Tenacidade: É a resistência ao choque ou a percussão.
Exemplo: O vidro tem grande dureza, mas pequena tenacidade;
portanto os termos não são sinônimos.
Maleabilidade ou Plasticidade: É a capacidade dos corpos se
alongarem em forma de lâminas, sem se romperem.
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Ductibilidade: É a capacidade dos corpos se reduzirem a fios sem
se romperem.
Exemplo: A argila tem boa plasticidade e pequena Ductibilidade
Durabilidade: Os corpos apresentam sem alterações com o tempo.
Desgaste: É a perda de qualidades ou dimensões, com o uso
contínuo
Elasticidade: É a propriedade dos corpos se apresentarem
incialmente, modificarem e retornarem a forma, quando submetidos
de um esforço.
1.5.3 Esforços Mecânicos:
São solicitações simples que um corpo é submetido. São eles:
Compressão
Tração
Flexão
Torção
Cisalhamento
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Tensão: É relação entre a força atuante sobre a área da seção
resistente.
Exercícios:
1. Uma barra de aço de área 10cm² submetida a um esforço de
3000Kgf. Calcule a Tensão!
2. Analogamente para outra barra de área 30cm² submetia um
esforço de 6000Kgf.
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Módulo de Elasticidade: É a relação entre a Tensão e a deformação
unitária resultante.
Exercício: Seja um fio de 1cm de diâmetro que, submetido a uma
tração de 500Kgf, passa do comprimento 3m para 3,02m. Calcule o
Módulo de Elasticidade.
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1.5.4 Peso específico, Massa Específica e Densidade:
Massa: É a quantidade de matéria e é constante para o mesmo
corpo, em qualquer local
Peso: É a força com qual esta massa deste corpo é atraída para o
centro da Terra (Atuação da aceleração da gravidade – g=9,81m/s²)
Peso Específico: É a relação entre o peso de um corpo e seu
volume.
Massa Específica: É a relação entre a massa de um corpo e seu
volume.
Densidade: É a relação entre a massa de um corpo e a massa de
um mesmo volume de água destilada a 4°C, no vácuo
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2. AGLOMERANTES:
2.1 Definição: É um produto constituído por substâncias ligantes,
geralmente pulverolentas, que se hidratam em presença de um fluido
ou líquido, e produz “pega”, formando uma pasta uniforme, consistente
e resistente, com capacidade de aglutinar “agregados”.
2.2 Classificações:
Rígidos: Quando o líquido é a água
Os principais são: Cimento, Cal, gesso
Plásticos: Quando o líquido é viscoso de matéria hidro carbonada,
de cor preta, após submetidos a procedimentos do petróleo cru,
obtém-se o asfalto
Os principais são: Cimentos asfálticos, Asfaltos líquidos, Emulsões
asfálticas.
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2.3 Cimento:
É o Aglomerante mais utilizado na construção civil, conhecido
mundialmente como: “Cimento Portland”, que é um pó fino
acinzentado, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, com
inúmeras propriedades e características, dentre as quais quando
moldado e misturado com água tem a capacidade de desenvolver
elevada resistência mecânica ao longo do tempo.
A denominação: “Cimento Portland”, é decorrente da semelhança do
cimento fabricado industrialmente com a pedra de Portland, calcário
extraído em Dorset, na Inglaterrra.
Fabricação:
1° Passo: Obtenção do clínquer, que é a mistura entre a argila e
mistura crua do calcário, em dosagens e homogeneização
convenientemente.
2° Passo: Calcinação do clínquer em forno até às temperaturas de
1450°C, com várias reações químicas.
3° Passo: Moagem do clínquer , que sai em forma de nódulos
escurecidos
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4° Passo: Depois do clínquer resfriado e moido, este recebe a
adição do gesso (CaSO4 – Sulfato de Cálcio)
5° Passo: Moagem da mistura.
6° Passo: Cimento a ser embalado.
Quadro – Sequência de reações no processo de fabricação:
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Temperatura Processo
Até 100°C Evaporação da água livre
100°C – 500°C Calcinação das argilas
500°C – 900°C Modificações estruturais nos
silicatos, e decomposição dos
carbonatos
900°C – 1200°C Reação de CaO com os silico-
aluminatos
> 1280°C Formação dos compostos do
cimento - clinquerização
Tipos de Cimento:
Temos vários tipos, que se diferenciam na suas propriedades pela
composição do clínquer, e também pela adição, tais como: escória de
alto-forno, pozolana, materiais carbonáticos, e outras.
As características e propriedades vão definir o seu real uso e emprego
nas mais diversas condições da construção civil.
Escória: É um resíduo siderúrgico, proveniente da produção do aço.
Pozolonas: São materiais silicosos, que finamente pulverizados e
em presença da umidade, reagem com o Hodróxido de cálcio,
liberado pela hidratação do cimento Portland, formando compostos
com propriedades aglomerantes, como: Microssílica, carvão ativado
e a própria escória de alto forno.
Materiais carbonáticos: São minerais moídos, que tornam as
argamassa e concretos maior plasticidade, mais trabalháveis, como
o próprio calcário, mais conhecido como “filer calcário”
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Os principais tipos de Cimento são:
1. Cimento Portland Comum – CP I
2. Cimento Portland composto – CP II
3. Cimento Portland de Alto Forno – CP III
4. Cimento Portland Pozolânico – CP IV
5. Cimento Portland de Alta Resistência Inicial – CP V
Trabalho Prático em grupo: Entrega próxima aula.
Completar Tabela representativa a seguir, dos Tipos de Cimento
acima, destacando a composição dos mesmos com as adições dos
produtos apresentados em percentuais, e a sua melhor aplicação nas
Obras de construção civil, serviços específicos e particularidades.
Utilizar bibliografia fornecida e a Biblioteca da Faculdade.
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TIPOS DE
CIMENTOSIGLA
COMPOSIÇÃO (% DE MASSA) USOS
OBRAS E
SERVIÇOSCLÍNQUER ESCÓRIA POZOLANAMATERIAIS
CARBONÁTICOS
CP COMUM CP I
CP COM
ADIÇÃOCP I - S
CP C/
ESCÓRIACP II - E
CP C/
POZOLANACP II - Z
CP C/ FILER CP II - F
CP DE ALTO
FORNOCP III
CP
POZOLÂNICOCP IV
CP DE ALTA
RESISTÊNCIA
INICIAL
CP V
ARI
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FIM