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Engenharia Civil – Turma ECN131AN

Projeto Unificado 1

Professora Orientadora Christine Carvalho

1° Etapa (Resistência do material utilizado)

Diego Firmino Lucas

Gabriel Oliveira Santos

Michelly Lopes Tavares

João José Mello de Almeida

Paulo Cézar Ramos de Oliveira

Taiane Euracy Oliveira da Silva

Joarez Soares de Oliveira Junior

Lowrrayny Franchesca de Paula Gonçalves

Várzea Grande-MT

01/04/2013

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Sumário

1 – Resistência do material utilizado pag.03

- Introdução à resistência dos materiais pag.03

- Esforços comuns pag.03

- Tensão pag.04

1.1 – Macarrão pag.05

- Tipos de macarrão e suas composições pag.05

- Espaguete a ser utilizado pag.06

- Dados gerais do espaguete grano duro N°8 pag.05

- Dados sobre a resistência à compressão pag.06

- Teste de resistência com o macarrão (puro) pag.06

1.2- Cola branca escolar pag.07

- Cola a ser utilizada pag.07

- Dados sobre a cola branca escolares Pritt Tenaz pag.07

- Modo de aplicação da cola Pritt Tenaz pag.08

- Teste de resistência da cola pag.08

2 - Junção do macarrão e da cola pag.09

- Macarrão hidratado e cola pag.10

- Macarrão e cola pag.11

- Macarrão com cola e água pag.11

3 – Referências pag.12

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1 – Resistência do material utilizado

- Introdução à resistência dos materiais

A Resistência dos materiais é um ramo da mecânica que estuda as relações entre cargas

externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças internas que atuam

dentro do corpo. Na engenharia dos materiais, a resistência dos materiais significa a

capacidade do material de resistir a uma força a ele aplicada. A resistência de um

material é dada em função de seu processo de fabricação e os cientistas empregam uma

variedade de processos para alterar essa resistência posteriormente. Estes processos

incluem encrua mento (deformação a frio), adição de elementos químicos, tratamento

térmico e alteração do tamanho dos grãos. Estes métodos podem ser perfeitamente

quantificados e qualificados. Entretanto, tornar materiais mais fortes pode estar

associado a uma de teorização de outras propriedades mecânicas. Por exemplo,

na alteração do tamanho dos grãos, embora o limite de escoamento seja maximizado

com a diminuição do tamanho dos grãos, grãos muito pequenos tornam o material

quebradiço. Em geral, o limite de escoamento de um material é um indicador adequado

de sua resistência mecânica.

O dimensionamento de peças, que é o maior objetivo de resistência dos materiais, se

resume em analisar as forças atuantes na peça, para que a inércia da mesma continue

existindo e para que ela suporte os esforços empregados. Para isso é preciso conhecer o

limite do material. Isso pode ser obtido através de ensaios que, basicamente, submetem

a peça ao esforço que ela deverá sofrer onde será empregada, a condições padrão, para

que se possa analisar o seu comportamento. Esses dados são demonstrados em gráficos

de tensão X deformação. A tensão em que nos baseamos é o limite entre o regime

elástico e o plástico. Mas para fins de segurança é utilizado um c.s. (coeficiente de

segurança) que faz com que dimensionemos a peça para suportar uma tensão maior que

a tensão limite mencionada acima. Tudo isso é necessário para que se obtenha total

certeza nos resultados, já que pequenos erros podem acarretar grandes problemas mais

adiante, isso se agrava mais ainda se estivermos falando de pessoas que podem ter suas

vidas colocadas em perigo por um cálculo mal feito. A ciência de resistência dos

materiais é também muito importante para que não se tenha prejuízos gastando mais

material do que o necessário, acarretando também em outro problema que é o excesso

de peso. Pois a forma da peça também influencia na sua resistência, assim pode – se

diminuir a quantidade de material sem interferir na mesma.

- Esforços comuns

Os esforços mecânicos são o principal foco da resistência dos materiais, pois todo o

estudo gira em torno de como dimensionar uma peça ou elemento de máquina para que

suporte os efeitos que os esforços mecânicos gerados por uma estrutura geral ou

específica estarão atuando sobre a mesma. Cada tipo de esforço possui uma forma

específica de ser analisado, estudado e calculado. Para isso, é necessário utilizar-se dos

conhecimentos de um dos ramos da Física: a estática, para que o equilíbrio de forças

demonstre o que acontecerá com dada peça de determinado material quando submetida

a certo tipo de esforço. Os cálculos de esforço mecânico estão profundamente

conectados com cálculos geométricos, envolvendo estudos de secções transversais de

materiais, trazendo conceitos como: momento de inércia, módulo de resistência, raio de

giração. Estes conceitos estão interligados com os cálculos de análise de tensões, sendo

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a junção de conceitos geométricos, estática e dados referentes ao material que surge o

cálculo de dimensionamento, onde procura-se desenvolver um elemento capaz de

resistir a todos os esforços que estarão sendo aplicados nele durante o funcionamento da

máquina, estrutura ou em qualquer lugar onde ele seja submetido a esforços.

Tipos de esforços mais comuns a que são submetidos os elementos construtivos:

Tração: caracteriza- se pela tendência de alongamento do elemento na direção da força

atuante.

Compressão: a tendência é uma redução do elemento na direção da força de

compressão.

Flexão: ocorre uma deformação na direção perpendicular à da força atuante.

Torção: forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção transversal tende

a girar em relação às demais.

Flambagem: é um esforço de compressão em uma barra de seção transversal pequena

em relação ao comprimento, que tende a produzir uma curvatura na barra.

Cisalhamento: forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é, um

deslocamento linear entre seções transversais.

Em muitas situações práticas ocorre uma combinação de dois ou mais tipos de esforços.

Em alguns casos há um tipo predominante e os demais podem ser desprezados, mas há

outros casos em que eles precisam ser considerados conjuntamente.

- Tensão

As tensões classificam-se como de tração, de compressão (tensões normais) ou

de cisalhamento (tensão tangencial ou de corte).

O esforço de flexão ou Momento Fletor é um caso particular de tração e compressão

agindo juntos na mesma seção, causando deformações predominantes nas faces opostas

do corpo ou estrutura e menores deformações e consequentes tensões na parte central, se

anulando no eixo de inércia.

O conjunto de pontos de tensão nula no interior do copo é denominado Linha neutra.

No esforço de torção predomina a tensão de cisalhamento angular, e como na flexão,

causa maiores deformações e consequentes tensões nas faces ou bordas externas da

peça, corpo ou estrutura, se reduzindo na parte central onde as deformações são

menores, se anulando no centro de inércia onde não há deformação.

Todo corpo solicitado por uma força ou pela resultante de um conjunto de forças

quaisquer se deforma gerando tensão (ões) interna (as).

As tensões operam em dois regimes distintos: No regime Elástico ou no

regime Plástico.

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Tensões menores que determinado limite característico de cada material denominado

de limite de elasticidade do material, operam no regime elástico, provocando

deformações elásticas em que o corpo volta às dimensões originais quando cessada a

força. O intervalo de tensões no regime elástico pode ser maior ou menor, sendo uma

característica de resistência do material denominada elasticidade. Tensões neste regime

trabalham na faixa de proporcionalidade onde as deformações são proporcionais às

tensões.

Tensões maiores que a do limite de elasticidade levam ao regime plástico onde causam

deformações permanentes quando cessada a solicitação. Neste regime há grande

deformação com tensão constante ou com pouca variação. O intervalo de tensões no

regime plástico pode ser maior ou menor, sendo uma das características de resistência

do material denominada ductilidade.

Tensão extrema, maior que determinado valor característico de cada material,

denominado limite de ruptura, causará o colapso ou ruptura do corpo, peça ou estrutura

que se caracteriza pela desagregação das partes que o compõe.

1.1. - Macarrão

E um tipo de massa alimentícia com o formato de tubos

curtos, em que se incluem os penne, ravioli e

os cotovelos.

No entanto, existem lugares em que se usa o termo para

se referir a qualquer tipo de massa alimentícia, desde

o espaguete às letras e outras formas usadas em

vários cozinhados esopas.

Segundo uma antiga teoria, teria sido o explorador

italiano Marco Polo a levar o macarrão da China para a Itália durante o século XIII.

Hoje se sabe que as massas alimentícias já eram conhecidas na Europa muito antes

disso.

- Tipos de macarrão e suas composições

* Macarrão de Sêmola (é elaborado com farinha de trigo especial e, portanto, resulta

num produto mais claro), * Macarrão com ovos (é elaborado com a adição de três ovos

por quilo grama de farinha), * Macarrão comum (é elaborado na forma mais elementar,

ou seja, farinha de trigo e água, resultando num produto de preço mais acessível), *

Macarrão caseiro (é elaborado de forma artesanal através da qual a massa é laminada,

apresentando maior porosidade e absorção), * Macarrão grano duro (é elaborado a partir

de um trigo especial chamado trigo durum, fica naturalmente AL dente, ou seja,

soltinho, porém consistente), * Macarrão integral (é elaborado com farinha de trigo

integral e contém mais fibra em sua composição).

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- Espaguete a ser utilizado

Descartamos os tipos integrais e os com ovos, optamos pelo espaguete grano duro N°8,

separando os fios retos, homogêneo, sem falhas e curvas.

- Dados gerais do espaguete grano duro N°8

Número médio de fios de espaguete em cada pacote de 500g: 618

Diâmetro médio: 1,7mm

Raio médio: 0,85mm

Comprimento médio de cada fio: 25,8cm

Peso médio de cada fio inteiro: 0,8g

- Dados sobre a resistência à compressão

A carga de ruptura por compressão dos fios de espaguete está relacionada com o

fenômeno da flambagem, que depende do comprimento do fio de espaguete, das

propriedades geométricas da sua seção transversal e das condições de vinculação das

extremidades.

- Teste de resistência com o macarrão (puro)

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Foram utilizados 30 fios de macarrão, o equivalente a 24gramas do mesmo e suportou

747 gramas, sendo eles:

6 potes de iogurte ( 100g cd ) = 600g

14 tabletes de k-nor ( 9,5g cd ) = 133g

2 pacotes de k-nor ( 7g cd ) = 14g

Relação = 747 kg/24 kg = 31.125

1.2 – Cola branca escolar

É uma substância capaz de unir materiais

porosos que absorvem água como madeiras,

couros, panos, papéis, papelão, fotos, algodão

entre outros. Possui flexibilidade e

transparência quando seca, mas não é resistente

à água.

Indispensável para realizar artes manuais, À

base de água, em forma ergonômica não tem

solvente nem PVC, não é tóxica e 100% lavável mesmo depois de seca na roupa,

produto não classificado como perigoso, não requerendo indicações especiais, além das

identificações convencionais, é multiuso e cumpre com a normativa européia EN71. A

utilização da cola correta pode fazer qualquer fixação mais rápida e durar mais tempo.

Na construção civil, pode ser utilizada como massa niveladora, misturando-se 1kg de

cimento para cada 150g gramas de cola branca e 450ml de água.

- Cola a ser utilizada

Cola branca escolar Pritt Tenaz

Escolhemos essa marca por apresentar ser até três vezes mais forte do que os principais

concorrentes no mercado.

- Dados sobre a cola branca escolares Pritt Tenaz

Tempo de secagem: de 30 minutos a 1 hora

Tempo de cura: de 18 a 24 horas

Teor de umidade da superfície a ser colada entre 10 e 15%

Pressão da prensa fria na colagem de multicamadas: 10 a 15kgf/cm²

Tempo de prensagem na colagem de multicamadas: de 3 a 4 horas

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Viscosidade Brookfield RVT (Fuso 4/20 rpm/25°C/cP): 5000 a 8000

Temperatura na qual deve ser mantida: entre 5°C e 30°C

PH (25°C): 4,00 a 5,00, Teor de sólidos: 52,00 a 54,00 %

Tempo máximo para a colocação do objeto a ser colado após passar a cola: 5 minutos

O produto tem vida útil de 24 meses em condições normais de estocagem

Após o use deve-se manter o frasco fechado e em ambiente ventilado, protegido de

intempéries e na embalagem original.

- Modo de aplicação da cola Pritt Tenaz

Devem-se preparar as superfícies a serem coladas, as quais devem estar limpas,

perfeitamente planas e secas.

Aplicando o adesivo em umas das superfícies, em camadas uniformes. A aplicação pode

ser efetuada através de coladeiras mecanizadas, ou manualmente, utilizando-se trincha

rolo, espátula, etc.

Após a aplicação do adesivo devem-se juntar as partes imediatamente para evitar a

secagem precoce do adesivo e assim comprometendo a colagem.

Manter as partes sob pressão, a qual dependerá do tipo material utilizado (alta, média ou

baixa densidade), de modo que as peças fiquem unidas até a secagem completa.

- Teste de resistência da cola

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Foram utilizados dois palitos de picolé, posicionados em formato de cruz e duas gotas

de cola pritt tenaz, Nas quais suportaram 1307,5 gramas, sendo eles:

2 garrafinhas de água mineral ( 300g cd ) = 600g

4 potes de iogurte ( 100g cd ) = 400g

1 copo de iogurte natural ( 170g cd ) = 170g

13 tabletes de k-nor ( 9,5g cd ) = 123,5g

2 pacotes de k-nor ( 7g cd ) = 14g

2- Junção do macarrão e da cola

A hidratação do macarrão pelo solvente da cola permite a penetração de seu polímero

(PVA) na estrutura do macarrão, tornando-o um material menos quebradiço e mais

resistente à tensão.

Foram realizados três tipos de testes ( macarrão hidratado e cola, macarrão com cola,

macarrão com cola e água ).

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- Macarrão hidratado e cola

Foram utilizados 30 fios de macarrão hidratado, colados com cola branca pritt tenaz.

Suportou 360g, sendo eles:

3 potes de iogurte ( 100g cd ) = 300g

3 bombons ( 20g cd ) = 60g

- Macarrão com cola

Foram utilizados apenas 30 fios de macarrão e cola branca pritt tenaz. Suportou 557g,

sendo eles:

5 potes de iogurte ( 100g cd ) = 500g

1 caixa de k-nor ( 57g cd ) = 557g

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- Macarrão com cola e água

Foram utilizados 30 fios de macarrão, colados com a mistura da cola branca pritt tenaz e

água. Suportou 733g, sendo eles:

1 pote de margarina ( 500g cd ) = 500g

2 potes de iogurte ( 100g cd ) = 200g

1 bombom duplo ( 33g cd ) = 33g

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2 – Referências

Disponível em:

http://www.prittworld.com.br/pt/prittworld/pais-inicio/produtos/colas/col-branca-pritt-

tenaz.html

http://casa.hsw.uol.com.br/materiais-basicos-para-consertos-da-casa2.htm

http://www.correiogourmand.com.br/

http://www.ppt2txt.com/r/10b2fc1d/

http://www.formica.com.br/produtos/datasheets/AdesivoColaBranca.pdf

Imagens:

http://www.prittworld.com.br/content/uac/pritt/brazil/www/pt/consumer/parents-

home/products/glueing/pritt-glue-

tube/_jcr_content/product/image.img.jpg/1330073950070.jpg

http://www.emporiumsaopaulo.com.br/images/produtos_mini/prod_07930.jpg