O aço na construção civil

Uns dos principais motivos que levaram ao tardio uso de ferro foram as altas temperaturas,

necessária para sua fabricação, e que o seu processo de fabricação dificultando tanto a

popularização quanto a comercialização. Para definirmos o que e aço, partiremos de seu

processo, partir do mineiro de ferro: sua matéria-prima.

Os aços diferenciam-se entre si pela forma tamanho e uniformidade dos grãos que o

compõem e, claro, por sua composição química. Esta pode ser alterada em função do

interesse de sua aplicação final obtendo-se através da química aços com diferentes graus de

resistência mecânica, soldabilidade, ductibilidade, resistência a corrosão entre outros. De

maneira geral, os aços possuem excelentes propriedades mecânicas: resistem bem a tracção, a

compressão, a flexão, e como, forjado, estampado, estriado e suas propriedades podem ainda

ser modificadas por tratamentos térmicos ou químicos.

EX: Rolos de aço laminados ( chapas longas enroladas)

A Estrutura do Aços

O aço, como os demais metais, se solidifica pela formação de cristais, que vão crescendo a

diferentes direcções, formando os denominados eixos de cristalização. A partir de um eixo

principal, crescem eixos secundários, que por sua vez se desdobram em novos eixos e assim

por diante ate que toda a massa do metal se torne. Sólida o conjunto formando pelo eixo

principal e secundários de um cristal e denominado dendrita. Quando duas dendritas se

encontram, origina-se uma superfície de contacto e ao térmico do processo de cristalização,

formam cada uma os grãos que compõem o metal, de modo que todos os constituídos de

inúmero grãos, justapostos e unidos.

O aço e constituído de um agregado cristalino, cujos cristais (grão) se encontram justapostos.

As propriedades dos aços dependem muito de sua estrutura cristalina, ou seja, de sua

composição química, do tamanho dos grãos, de sua uniformidade. Os tratamentos térmicos

bem como os trabalhos mecânicos modificam em maior ou menor intensidade alguns destes

aspectos (arranjo, dimensões, formato dos grãos) e, consequentemente, podem levar a

alterações nas propriedades de um determinado tipo de aço, conferindo-lhe características

específicas: mole ou duro, quebradiço ou tenaz, etc.

Tratamento do aço

Tratamentos térmicos são o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são

submetidos os aços, sobcondicoes controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade

de esfriamento. O tratamento térmico e bastante utilizado em aços de alto teor de carbono ou

com elementos ou elementos de liga seus principais objectivos:

1- Aumentar ou diminuir a dureza;

2- Aumentar a resistência mecânica;

3- Melhorar resistência ao desgaste, a corrosão, ao calor;

4- Modificar propriedades eléctricas e magnéticas;

5- Remover tensões internas, provenientes por exemplo de resfriamento desigual;

6- Melhorar a ductilidade, a trabalhobilidade e as propriedades de corte;

Os principais parâmetros de influência nos tratamentos térmicos são:

- Aquecimento: Geralmente realizado a temperaturas acima da critica (723°), para uma

completa "austerização’’ do aço. Esta austerização e o ponto de partida para as

transformações posteriores desejados, que vão acontecer em função da velocidade de

resfriamento;

-Tempo de permanência a temperatura de aquecimento: deve ser o estritamente

necessário para se obter uma temperatura uniforme através de toda a sessão do aço;

-Velocidade de Resfriamento: é o factor mais importante, pois é o que efectivamente vai

determinar a estrutura e consequentemente as propriedades finais desejados. As siderúrgicas

escolhem os meios de resfriamento ainda em função da secção e da forma da peça.

Dentre os tratamentos térmicos mais utilizados encontram-se o recozimento, a normalização a

tempera e o revenido. Vejamos a seguir as principais características cada um:

- No Recozimento a velocidade de esfriamento e sempre lenta e o aquecimento pode ser

feito a temperaturas superiores a critica recozimento total ou pleno ou inferiores

recozimento para alivio de tensões internos. E utilizado quando se deseja:

-remover tensões devido o tratamentos mecânicos a frio ou quente, tais como o forjamento e

a laminacao;

-diminuir a dureza para melhorar a usimabilidade do aço;

- alterar propriedades mecânicas;

- ajustar o tamanho do grão.

A normalização: e um tratamento semelhante ao anterior quanto aos objectivos. A

diferença consiste no fato de que o resfriamento posterior e menos lento. Visa refinar a

granulação grosseira de pecas de aço fundido, que são também aplicados em pecas depois de

laminas ou forjadas, ou seja na maioria dos produtos siderúrgicos. E também usado como

tratamento preliminar a temperatura e ao revenido visando produzir uma estrutura mais

A têmpera consiste no resfriamento rápido da peca de uma temperatura superior a critica,

com a finalidade de ser obter uma estrutura com alta dureza (denominada estrutura

martensitica). Embora a obtenção deste tipo de estrutura lrve a um aumento do limite de

resistência a tracção do aço. Bem como de sua dureza, há também uma redução da

maleabilidade e o aparecimento do limite de tensões internas. Procuram-se atenuar estes

inconvenientes através do revenido.

Já o revenido geralmente sucede á têmpera pois além de aliviar ou remover tensões internas,

corrige a sucessiva dureza e fragilidade do material e aumenta a maleabilidade e a resistência

ao choque. A temperatura de aquecimento é inferior á 723º (critica), e os constituintes obtidos

dependem da temperatura a que se aquece a peça.

Propriedades do aço

Suas propriedades são de fundamental importância especificamente no campo de estruturas

metálicas cujo projecto e execução nelas se baseiam. Não são exclusivas dos aços, mas de

tracção crescente ela irá apresentar uma de formação progressiva de extensão, ou seja,

submeter uma barra metálica a um esforço de tracção crescente, ela irá apresentar uma

deformação progressiva de extensão ou seja um aumento de comprimento. Através da análise

deste alongamento pode-se chegar alguns conceitos de propriedades de aço.

A elasticidade é a propriedade do metal de retornar a forma original, uma vez removida a

força externa actuante. Deste modo, a deformação segue a lei de Hook, sendo proporcional ao

esforço aplicado.

P = μ.E

Onde P = tensão aplicada

μ = Deformação

E = módulo de elasticidade do material – módulo de Youg

A Plasticidade é a propriedade inversa á elasticidade ou seja do material não voltar á sua

forma inicial após a remoção da carga externa, obtendo-se deformações permanentes. A

deformação plástica altera a estrutura de um metal.

Ductubilidade é a capacidade do material de se deformar sub acção de cargas antes de se

romper, dai sua grande importância, já que estas deformações constituem um aviso prévio á

ruptura final do material o que é de extrema importância para prevenir acidentes em uma

construção. Por exemplo: a fragilidade, oposta a ductibilidade. É característico dos materiais

que rompem bruscamente sem aviso prévio (um dos principais factores responsáveis por

diversos tipos de acidentes ocorridos em pontes e navios.

A resistência – é a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico, ou seja, a

capacidade de restituir a energia mecânica absorvida. Já a tenacidade é a energia total,

plástica ou elástica que o material pode absorver até a ruptura. Assim, um material dúctil com

a mesma resistência de um material frágil irá requerer maior energia para ser rompido,

portanto é mais tenaz.

A fluência – é mais uma outra propriedade apresentada pelo aço e metais em geral. Ela

acontece em função de ajustes plásticos que podem ocorrer em pontos de tensão, ao longo

dos contornos dos grãos do material. Estes pontos de tensão aparecem logo após o metal ser

solicitado por uma carga constante e sofrer a deformação elástica. Após esta fluência ocorre a

deformação continua, levando a uma redução da área do perfil transversal da peça

(denominada estricção). Tem relação com a temperatura a qual o matéria esta submetido:

quanto mais alta, maior ele será porque facilita o inicio e fim da deformação plástica. Nos

aços é significativa para temperaturas superiores a 350º C, ou seja, em caso de incêndios.

- é importante citar ainda a fadiga, sendo a ruptura de um material sob esforços repetidos ou

cíclicos. A ruptura por fadiga é sempre uma ruptura frágil mesmos para materiais dúcteis.

- por fim, temos a dureza, que é a resistência ao risco ou abrasão: a resistência que a

superfície do material aparece á penetração de uma peça de maior dureza. Sua análise é de

fundamental importância nas operações de estampagem de chapas de aços.

Classificação dos aços

Não existe , ainda hoje uma classificação dos aços considerada precisa e completa,

principalmente com relação aos aços – liga em que cada dia é pesquisada a inclusão de novos

elementos