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FICHA DE Atividades Práticas Supervisionadas (APS) NOME: ALAN VITOR DE MATO TURMA: 10TT0P14 RA: T6277C2 CURSO: ENGENHARIA CIVIL CAMPUS: ARAÇATUBA - SP SEMESTRE: 10° TURNO: NOITE CÓDIGO DA ATIVIDADE: 203V SEMESTRE 10° ANO GRADE: 2020 DATA DA ATIVIDADE DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE TOTAL DE HORAS ASSINATURA DO ALUNO HORAS ATRIBUÍDAS (1) ASSINATURA DO PROFESSOR 27/08/2020 DISCUSSÃO DE IDÉIAS 5 HORAS 28/08/2020 ELABORAÇÃO DO PROJETO 5 HORAS 29/08/2020 PESQUISA DAS BIOGRAFIAS 5 HORAS 30/08/2020 PESQUISA SOBRE O ASSUNTO 3 HORAS 01/09/2020 TABELAS E GRAFICOS 2 HORAS 02/09/2020 DISSERTAÇÃO 5 HORAS 03/09/2020 DIGITAÇÃO DO TRABALHO 5 HORAS 04/09/2020 PROJETO SENDO EXECUTADO 5 HORAS 05/09/2020 PROJETO SENDO EXECUTADO 10 HORAS 06/09/2020 BIBLIOGRAFIA DO TRABALHO 5 HORAS (1) Horas atribuídas de acordo com o regulamento das Atividades Complementares do curso. TOTAL DE HORAS ATRIBUÍDAS: 50 HORAS AVALIAÇÃO:_______________________________ Aprovado ou Reprovado NOTA:__________________ DATA:_____/______/_____ _________________________________ CARIMBO E ASSINATURA DO COORDENADOR DO CURSO UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA ENGENHARIA CIVIL ALAN VITOR DE MATO RA: T6277C2 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS: MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS ARAÇATUBA-SP 2020 UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA ENGENHARIA CIVIL ALAN VITOR DE MATO RA: T6277C2 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS: MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS Projeto de pesquisa apresentado pelo professor coordenador do curso de Engenharia Civil, sendo avaliado como Atividades Práticas Supervisionadas. ARAÇATUBA-SP 2020 INTRODUÇÃO A disciplina Materiais de Construção tem a sua importância na formação e no exercício profissional por ser um pré-requisito a ser aplicado em Técnicas Construtivas, que posteriormente serão aplicadas nos diversos órgãos de uma obra de construção civil. Definição de materiais: São compostos de matéria (sustância) que, à temperatura ambiente +/- 200C, podem estar na natureza dos 3 estados: Solido: ferro Liquido: mercúrio Gasoso: ar Definição de materiais de construção civil: Materiais de construção são todos os corpos, objetos ou substâncias que são usados em qualquer obra de engenharia. Classificação dos materiais de construção quanto à origem ou obtenção: NATURAIS: são encontrados na natureza e não exigem tratamentos especiais para poderem ser usados. Exemplos: areia, madeira, pedra etc. ARTIFICIAIS: são obtidos por processos industriais. Exemplos: tijolos, telhas etc. COMBINADOS: são resultantes da combinação de materiais naturais e artificiais. Exemplos: argamassa, concreto etc. Classificação dos materiais quanto à função: MATERIAIS DE VEDAÇÃO: não têm função resistente na estrutura. Exemplos: vidros, tijolos em certos casos etc. MATERIAIS DE PROTEÇÃO: servem de proteção aos materiais propriamente ditos. Exemplos: tintas, vernizes etc. MATERIAIS COM FUNÇÃO ESTRUTURAL: resistem aos esforços atuantes na estrutura. Exemplos: madeira, aço, concreto etc. Classificação dos materiais quanto à estrutura interna: LAMELAR - Exemplo: argila. FIBROSA - Exemplo: amianto. -Vítrea -Exemplo: vidro. CRISTALINA - Exemplo: metais. AGREGADOS COMPLEXOS - Exemplo: concreto. FIBROSOS COM ESTRUTURA COMPLEXA - Exemplo: madeira. Materiais Metais: são corpos minerais simples que se encontram em camadas do solo e subsolo. São extraídos das minas e tratados e consequentemente transformados Propriedades Elementos com valência 1, 2 ou 3 Ligação metálica (compartilh. dos elétrons livres) Microestrutura cristalina Dúcteis (alta plasticidade) Rígidos (alto módulo de elasticidade) Tenazes (resistentes a trincas) Encruáveis (endurecem por deformação) Opacos Bons condutores de calor e eletricidade Temperáveis (mais de uma fase alotrópica) Ligas endurecíveis por precipitação Ativos quimicamente Propagação de discordâncias muito mais fácil Tipos de ligas Polímeros: são materiais extensíveis e moldáveis Propriedades: Longas cadeias de moléculas repetidas, Ligações covalentes nas cadeias (entre as cadeias é secundária nos, Termoplásticos e covalente nos termofixos) Baixa temperatura de fusão ou de decomposição Microestrutura amorfa ou pouco cristalina Pouco rígidos Maus condutores de calor Visco elásticos e dúcteis acima da temperatura de transição vítrea Pouco densos Bons isolantes elétricos Podem ter boa resistência química e Ótima fabricabilidade Tipos de ligas Cerâmicos: Compostos químicos envolvendo elementos metálicos e não metálicos e são materiais frágeis. Propriedades: Em geral a combinação de metais com não-metais (valência 5, 6 ou 7), Ligação iônica ou covalente , Microestrutura cristalina (complexa) ou vítrea, Alta rigidez Alta dureza, Frágeis, Não encruáveis nem maleáveis, Quimicamente estáveis Propagação de discordâncias quase impossível, Alto ponto de fusão, Isolantes elétricos, Maus condutores de calor. Tipos de ligas Madeira: é um material orgânico de origem vegetal obtido a partir da arvore. Propriedades, Umidade: tem uma grande importância, pois influência nas demais propriedades desse material. A umidade considerada normal para a madeira é de 15%, quando ela atinge a estabilidade com a umidade do ar. Retratilidade: é a perda de volume provocada pela redução da umidade da madeira. É variável conforme o sentido das fibras. Para amenizar os efeitos da retratilidade, recomenda-se além da secagem adequada, a impermeabilização superficial, pintura ou envernizamento. Massa específica: é constante em todas as espécies, e é igual a 1,5 g/cm³. Já a massa específica aparente varia de espécie para espécie, e até mesmo numa mesma árvore. A massa específica da madeira pode variar de acordo com a sua localização no tronco e com o teor de umidade. Dilatação térmica: que a madeira experimenta é alterada pela retratilidade contrária, devido à perda de umidade que acompanha o aumento da temperatura. Condutibilidade térmica: é mau condutor de calor. Varia segundo a essência, o grau de umidade e também segundo a direção de transmissão do calor: é maior paralelamente que transversalmente às fibras. Condutibilidade elétrica: a madeira está bem seca, ela é praticamente um isolante. Quando tem um determinado grau de umidade, a resistividade elétrica depende da espécie, da massa específica e da direção. Dureza: é a resistência que a madeira oferece à penetração de outro corpo. Trata-se de uma característica importante em termos de trabalhabilidade, e na sua utilização para determinados fins. Os diversos tipos de madeira apresentam variados graus de dureza. As madeiras de lei apresentam dureza alta, pois provêm de árvores mais longevas, com o cerne bastante desenvolvido. Tipos de madeiras Materiais: critério de seleção para a escolha dos materiais devem ser levados em conta três critérios básicos: Critério de ordem técnica: é um critério de ordem geral onde se deve conhecer formas padronizadas, dimensões, propriedades físicas, químicas e mecânicas, resistências ao intemperismo e ao meio, resistência mecânica e moldabilidade, para se obter resistência, trabalhabilidade, durabilidade e higiene. Critério de ordem econômica: é um critério de ordem geral onde se deve conhecer o valor aquisitivo do material (preço em função da qualidade e da quantidade), o custo da aplicação e dos equipamentos para aplicação, o custo de conservação (materiaismão-de-obra e equipamentos) e a durabilidade da obra, para melhor transporte, aplicação e conservação. Critério de ordem estética: é um critério de ordem pessoal onde se deve leva em conta a quantidade de material sob a ação dos olhos, o tipo de mão-de-obra, o acabamento e a conservação da estética, considerando-se o colorido, a textura e a forma do material. Classificação dos materiais quanto sua obtenção, função, composição e estruturas: Obtenção: Naturais - areia, granito, madeira Artificiais - cimento, tijolo, telha, brita. Função: Estrutural - aço, concreto, madeira Vedação - vidro, tijolo Proteção - tintas, vernizes, madeira Composição Simples: telha, tijolo, vidro Compósitos: concreto, azulejo QUÍMICA: Minerais, Mistos, Orgânicos 'vegetal e animal' Estrutura: Lamelar, argila Fibrosa, amianto Vítrea, vidro, cerâmica Cristalina, metais Complexos, concreto Fibrosos com estrutura complexa, madeira. ROCHAS Considerações iniciais. Um dos mais antigos materiais de construção, junto com a madeira; Uso decrescente em função do desenvolvimento tecnológico de outros materiais; Crosta terrestre: 95% de rochas ígneas e metamórficas; 5% de rochas sedimentares. Direcionando nosso estudo para as rochas como parte da engenharia, podemos destacar duas finalidades das mesmas: Local de instalações de obras: as rochas podem ser utilizadas como fundações de obras, como material de base para túneis, galerias, entre outros. Material de construção: materiais como pedras brita, areia, componentes de misturas cerâmicas, pedras para revestimento, matérias-primas da cal e do cimento, são originários de rochas estudadas pela geologia; independente da área de aplicação, cada rocha tem características próprias que influenciam no seu comportamento. Entre as principais podemos citar: Composição mineralógica: refere-se aos minerais que compõem cada rocha. Textura: é o modo como os minerais estão distribuídos. Estrutura: refere-se à homogeneidade ou heterogeneidade dos cristais constituintes. Definição. Rochas ou pedras naturais: associações compatíveis e estáveis de um ou mais minerais. São definidos como substâncias sólidas, naturais, inorgânicas e homogêneas, que possuem composição química definida e estrutura atômica característica. São compostos químicos resultantes da associação de átomos de dois ou mais elementos. Tipos. A seguir são apresentados, de forma resumida, os principais minerais que compõem as rochas mais utilizadas como material de construção e suas características: Caulinita: É o principal componente de argilas. Sua massa específica é de 2,6 e sua dureza é de 1. Feldspato: É o material mais abundante na natureza. Apresenta-se nas cores branca, cinza, rosa e avermelhada. Quartzo: É um dos minerais mais comuns na natureza. Possui as cores incolor, leitosa e cinza, sua dureza é 7 e a massa específica é de 2,65. Está presente na composição das rochas ígneas (granito), sedimentares (arenito) e metamórficas (quartzitos, gnaisses). Mica: Possui composição química complexa. Possui dureza de 2 a 3 na escala Mohs. Calcita: Mineral solúvel em meio ácido. Apresenta cores incolor e branca. Tem massa específica de 2,7 e dureza 3. Está presente nas rochas sedimentares (calcáreo) e metamórficas (mármores). Dolomita: Mineral menos solúvel em meio ácido que a calcita. Apresenta cor branca e dureza de 3,5. Formação e Classificação das Rochas. Uma rocha é resultante de um processo geológico determinado, formado por agregados de um ou mais minerais arranjados, segundo condições de temperatura e pressão existentes durante sua formação. De acordo com o processo de formação, podemos classificar as rochas em: Rochas Ígneas, Rochas Sedimentares, Rochas Metamórficas, Rocha Ígneas ou magmáticas. Resultam da solidificação do magma. Quando formadas em profundidade (dentro da crosta) são chamadas de rochas plutônicas ou intrusivas e neste caso são formadas por uma estrutura cristalina e apresentam textura de graduação grossa. Rochas plutônicas ou intrusivas; exemplo: Granito Caso sejam formadas na superfície terrestre pelo extravasamento de lava por condutos vulcânicos são chamadas de rochas vulcânicas ou extrusivas e são caracterizadas por uma estrutura que pode ser vítrea ou cristalina e apresentam textura com graduação fina. Rochas vulcânicas ou extrusivas; exemplo: Basalto. . Rocha Sedimentares: São resultantes da consolidação de sedimentos, ou seja, formam se a partir de partículas minerais provenientes da desagregação e transporte de rochas préexistentes. Geralmente são rochas mais brandas, isto é, com menor resistência mecânica. Constituem uma camada relativamente fina (aproximadamente 0,8 km de espessura) da crosta terrestre, que recobre as rochas ígneas e metamórficas. O processo de formação das rochas sedimentares pode ser dividido em duas etapas: quando ocorre a deposição, ou seja, o arranjo dos fragmentos de rochas em camadas diferentes, temos as rochas primárias e o processo é de origem mecânica. Rocha Metamórfica. Resultam de outras rochas pré-existentes que, no decorrer dos processos geológicos, sofreram mudanças mineralógicas, químicas e estruturais, que provocaram a instabilidade dos minerais, os quais tendem a se transformar e rearranjar sob novas condições. Como exemplos de rochas metamórficas podemos citar: gnaisses, quartzitos, mármores, ardósias, entre outras. Principais características das rochas como materiais de construção. A escolha de uma rocha natural como material de construção depende de diversos fatores dentre os quais podemos destacar os critérios técnicos e econômicos. Os critérios econômicos referem-se ao custo do material e a sua disponibilidade no local ou próximo ao local de utilização. Os critérios técnicos referem-se à caraterísticas que o material possui que atendem às finalidades da aplicação pretendida. Para definir se uma rocha é ou não adequada a determinado uso, precisamos analisar suas propriedades e, para isso, é necessário conhecer as principais propriedades das pedras naturais e como influenciam nas caraterísticas do material. Resistência mecânica: definida como a resistência que a pedra oferece ao ser submetida aos diferentes tipos de esforços mecânicos, como compressão, tração, flexão e cisalhamento, além da resistência ao desgaste e ao choque (tenacidade). De maneira geral, as pedras naturais resistem melhor à compressão do que aos demais esforços. Durabilidade: a durabilidade é a capacidade que tem o material de manter suas propriedades e desempenhar sua função no decorrer do tempo, dependendo de várias características entre elas a porosidade, a compacidade e a permeabilidade. Portanto, quanto mais permeável é uma rocha, mais suscetível está à ação de agentes agressivos. Trabalhabilidade: é a facilidade de moldar a pedra de acordo com o uso. Depende de fatores como a dureza e da homogeneidade da rocha. De acordo com Petrucci (1975), peças mais brandas podem ser cortadas com serras de dentes enquanto peças mais duras demandam corte com diamante. Dessa forma, a homogeneidade permite a obtenção de peças com formatos adequados. Estética: dependem da textura, da estrutura e coloração da pedra, características que estão relacionadas aos minerais que compõem a mesma. Principais rochas utilizadas como material de construção. Granito: Na construção civil é utilizado na confecção de fundações (em forma de bloco), de muros, calçamentos, como agregado para concreto e rocha ornamental em pisos, paredes, tampos de pias, lavatórios, bancadas e mesas, e em detalhes diversos. Basalto: Na construção civil, o basalto é muito utilizado com pedra britada em agregados asfálticos, para concretos e lastros de ferrovias. Assim como o granito possui larga aplicação como pedra para calçamento e em outras formas de pavimentação. Dioritos:É uma rocha ígnea com características físicomecânicas e usos semelhantes aos granitos, sendo chamados de granitos pretos. Diferem dos granitos na composição mineralógica, mas são utilizados para os mesmos fins, tendo larga aplicação como rocha ornamental em arte mortuária Arenitos: São utilizados principalmente em revestimentos de pisos e paredes e são muito empregados na confecção de mosaicos. Calcários e dolomitos: A principal aplicação na construção civil é como matéria prima para a indústria cimenteira, de cal, vidreira, siderúrgica e como corretor de solos. Ardósia: Como material de construção é utilizada como rocha ornamental em coberturas de casas, pisos, tampos e bancadas. Quatzitos: Como material de construção é utilizado em pisos e calçamentos. A fixação do quartzito como rocha ornamental é feita com o uso de argamassas próprias para o tipo de rocha. Mármores: São utilizados principalmente como rocha ornamental em ambientes interiores, podendo ser aplicados em pisos e paredes, lavatórios, lareiras, mesas, balcões, tampos e outros detalhes. A fixação do mármore como rocha ornamental é feita com o uso de argamassas próprias para o tipo de rocha. Gnaisse: De uso geral na engenharia mas e comumente usado como agregados em concretos SOLO Solos é todo material que recobre a crosta terrestre, acima ou abaixo do mar, resultante do intemperismo das rochas podendo ou não conter matéria orgânica. Classificação quanto à origem geológica. a) Solo Residual: que permanecem no local da decomposição da rocha Solo Transportado: que foram levados ao seu local atual por alguns agentes de transporte. Composição mineralógica das partículas. Solos Granulares: Provenientes do intemperismo físico e são formados por minerais primários Silicatos (quartzo, feldspato, mica). Solos Argilosos: Provenientes do intemperismo químico. São formados por minerais secundários. Termos relativos a solos. Argila: solo de granulação fina constituído por partículas com dimensões menores que 0,002mm, apresentando coesão e plasticidade. Silte: solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, e que exibe baixa resistência quando seco o ar; suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte; é formado por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm. Areia: solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm. Pedregulho: solos formados por minerais ou partículas de rochas, com diâmetro compreendido entre 2,0 mm e 60 mm; quando arredondados ou semiarredondados, são denominados cascalho ou seixo. Matacão: fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1 m. Classe de tamanho de partícula do solo. Identificação dos solos. Cor dos solos: A cor fornece indicações referentes à composição do solo. Preto: presença de matéria orgânica. Vermelho e amarelo: presença de hematita e magnita, Cores claras: presença de quartzo. Textura do solo: A textura de um solo é sua aparência ou “sensação ao toque” e depende dos tamanhos relativos e formas das partículas, bem como da faixa ou distribuição desses tamanhos. Influi sobre: Retenção, movimentação e disponibilidade de agua; Arejamento; Disponibilidade de nutrientes; Resistencia a penetração de raízes; Estabilidade de agregados; Compatibilidade do solo; Erodibildiade. Estrutura do Solo É a agregação de partículas primarias: Areia; Silte; Argila. Em unidades chamados agregados (Importância): Deixa o solo argiloso menos duro; Reduz a erosão; Aumenta a macroporosidade. Diz respeito a: Dureza (solo seco); Friabilidade (solo úmido); Plasticidade e pegajosidade (solo molhado). 6.4. Porosidade do solo Como tem poros, o solo pode absorver água, assim como ocorre na esponja. A porosidade pode ser definida como o volume de solo ocupado pela fase líquida e pela fase gasosa do solo. AGREGADOS Agregados para construção civil são materiais minerais, sólidos inertes que, de acordo com granulometrias adequadas, são utilizados para fabricação de produtos artificiais resistentes mediante a mistura com materiais aglomerantes de ativação hidráulica ou com ligantes betuminosos. É geralmente, granular, sem forma e volume definidos, com dimensões características e propriedades adequadas para a preparação de argamassas e concretos (NBR 9935/05). Uma vez que cerca de ¾ do volume do concreto são ocupados pelos agregados, não é de se surpreender que a qualidade destes seja de importância básica na obtenção de um bom concreto, exercendo nítida influência não apenas na resistência mecânica do produto acabado como, também, em sua durabilidade e no desempenho estrutural. Classificação dos agregados Os agregados podem ser classificados quanto: À origem; Às dimensões das partículas, À massa unitária, Composição mineralógica. Quanto à origem: Naturais: já são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização: areia de rios, seixos rolados, cascalhos, pedregulhos. Artificiais: são obtidos pelo britamento de rochas: pedrisco, pedra britada. Industrializados: aqueles que são obtidos por processos industriais. Ex.: argila expandida, escória britada, deve-se observar aqui que o termo artificial indica o modo de obtenção e não se relaciona com o material em si. Quanto à dimensão de suas partículas, a Norma Brasileira (NBR 7211) define agregado da seguinte forma: Agregado miúdo: Areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT de 4,8 mm (peneira de malha quadrada com abertura nominal de “x” mm, neste caso 4,8 mm) e ficam retidos na peneira ABNT 0,150 mm. Agregado graúdo: o agregado graúdo é o pedregulho natural, ou a pedra britada proveniente do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm. Tipos Agregados Naturais: Areia natural: considerada como material de construção, areia é o agregado miúdo. A areia pode originar-se de rios, de cavas ou de praias e dunas. As areias das praias e dunas não são usadas, em geral, para o preparo de concreto por causa de sua grande finura e teor de cloreto de sódio. Cascalho: também denominado pedregulho, é um sedimento fluvial de rocha ígnea, formado de grãos de diâmetro em geral superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar diâmetros até superiores a cerca de 100 mm. O cascalho também pode ser de origem litorânea marítima. O concreto executado com pedregulho é menos resistente ao desgaste e à tração do que aquele fabricado com brita. O pedregulho deve ser limpo, quer dizer, lavado antes de ser fornecido. Deve ser de granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos ocupem os vãos entre os graúdos. Agregados Artificiais: Pedra britada: agregado obtido a partir de rochas compactas que ocorrem em jazidas, pelo processo industrial da cominuição (fragmentação) controlada da rocha maciça. Os produtos finais enquadram-se em diversas categorias Agregados Industrializados: Agregados Leves: Argila expandida: a argila é um material muito fino, constituído de grãos lamelares de dimensões inferiores a 2 m, formada, em proporções muito variáveis, de silicato de alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros elementos. O principal uso é como agregado leve para concreto, seja concreto de enchimento, seja concreto estrutural ou pré-moldados. O concreto de argila expandida, além da baixa densidade de 1,0 a 1,8, apresenta muito baixa condutividade térmica – cerca de 15 x do concreto de britas de granito. Escória de alto-forno: é um resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos,constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio. A escória simplesmente resfriada ao ar, ao sair do alto forno (escória bruta), uma vez britada, pode produzir um agregado graúdo. A escória granulada é usada na fabricação do cimento Portland de alto-forno. Usa-se a escória expandida como agregado graúdo e miúdo no preparo de concreto leve em peças isolantes térmicas e acústicas, e também em concreto estrutural, com resistência a 28 dias da ordem de 8-20 MPa e densidade da ordem de 1,4. Vermiculita: é um dos muitos minérios da argila. A vermiculita expandida tem os mesmos empregos da argila expandida. Agregados Pesados: Hematita: a hematita britada constitui os agregados miúdo e graúdo que são usados no preparo do concreto de alta densidade (dito “concreto pesado”) destinado à absorção de radiações em usinas nucleares (escudos biológicos ou blindagens). O grau de absorção cresce com o aumento da densidade do concreto, Barita: pela sua alta densidade, a barita também é usada no preparo de concretos densos. Finalidade dos agregados. Técnica: aumentar a resistência das argamassas e concreto diminuindo a retração (diminuição do volume). Econômica: reduzir o consumo de aglomerantes de custos mais elevados. 5. Exigências normativas da NBR 7211 a) Granulometria: É a ciência cujo objetivo é medir e determinar a forma do grão do agregado. Ela é feita numa série de peneiras normalizadas, com aberturas de malhas quadradas, conforme especificações da ABNT. O procedimento do ensaio consiste no peneiramento do agregado e determinação das porcentagens retidas em cada peneira. A granulometria dos agregados é característica essencial para estudo das dosagens do concreto. Para caracterizar um agregado é, então, necessário conhecer quais são as parcelas constituídas de grãos de cada diâmetro, expressas em função da massa total do agregado. Para conseguir isto, divide-se, por peneiramento, a massa total em faixas de tamanhos de grãos e exprime-se a massa retida de cada faixa em porcentagem da massa total. AGLOMERANTES Considerações iniciais: São produtos utilizados na Construção Civil para fixar ou aglomerar materiais entre si. Apresentam-se na forma pulverulenta (mais comum) e quando misturados com água tem a capacidade de aglutinar. Ex: cimento (vários tipos), gesso, cal aérea, cal hidráulica. Caracterização: Materiais naturais ou artificiais que em estado plástico ou fluído, envolvem outros materiais sólidos, inertes e que ao endurecerem (física ou quimicamente), aglutina-os, tomando as mais diversas formas e resistências. Endurecimento: simples secagem e/ou consequência de reações químicas aderindo à superfície a quais estão em contato. Função: Aglutinação e colagem dos componentes e elementos e preenchimento de vazios existentes no conjunto. Consideração inicial sobre as matérias-primas. Pelo grande volume normalmente envolvido quando se fala de aglomerantes na construção civil, para se utilizar um aglomerante comercialmente, devemos levar em conta alguns aspectos quando da produção do mesmo: ASPECTO TÉCNICO: as Matérias Primas (MPs) devem ser abundantes na natureza e apresentar certa pureza. ASPECTO ECONÔMICO: apresentar boas condições econômicas o seu Aproveitamento. ASPECTO AMBIENTAL: causar o menor impacto ambiental possível. É muito o uso de adições, seja na produção de cimentos, ou na adição ao concreto argila calcinadas, filler calcário, dolomitos, cinzas volantes, cinza de bagaço de cana, pozolanas, escórias de alto forno, metacaulim, etc. O interesse se fixa nos aglomerantes quimicamente ativos. Daí uma nova divisão pode ser feita: Aglomerantes Aéreos: Aglomerante cuja pasta apresenta propriedade de endurecer por reação de hidratação ou pela ação química do CO2 presente na atmosfera e que, após endurecer, não resiste satisfatoriamente quando submetida a ação da água (NBR 11172/90). (Exemplos: Gesso e cal aérea). Aglomerantes hidráulicos: Aglomerante cuja pasta apresenta a propriedade de endurecer apenas pela reação com a água e que, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água (NBR 11172/90). (Exemplos: Cal hidráulica e cimento Portland). CIMENTO Definição: O cimento é um dos materiais de construção mais utilizados na construção civil, por conta da sua larga utilização em diversas fases da construção. O cimento pertence à classe dos materiais classificados como aglomerantes hidráulicos, esse tipo de material em contato com a água entra em processo físico-químico, através de uma reação exotérmica de cristalização tornando-se um elemento sólido com grande resistência a compressão e resistente a água e a sulfatos. A história do cimento inicia-se no Egito antigo, Grécia e Roma, onde as grandes obras eram construídas com o uso de certas terras de origem vulcânicas, com propriedades de endurecimento sob a ação da água. Os primeiros aglomerantes usados eram compostos de cal, areia e cinza vulcânica. A denominação "cimento Portland", foi dada em 1824 por Joseph Aspdin, um químico e construtor britânico. No mesmo ano, ele queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto às pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland. O cimento Portland é um aglomerante hidráulico fabricado pela moagem do clínquer, compostos de silicato e cálcio hidráulicos. Os silicatos de cálcio são os principais constituintes do cimento Portland, as matérias primas para a fabricação devem possuir cálcio e sílica em proporções adequadas de dosagem. Definição de cimento Portland. É um aglomerante hidráulico, resultante da moagem do clínquer, obtido pelo cozimento até a fusão parcial, de mistura de calcário e argila, convenientemente dosada e homogeneizada, de tal forma que, após o cozimento não resulte cal livre em proporções prejudiciais. METAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL Definição. Metal (do ponto de vista tecnológico): pode ser definido como substancia química que existe como cristal, no estado sólido que possui uma estrutura cristalina definida, e: São caracterizados pelas seguintes propriedades: Alta dureza, Grande resistência mecânica, Elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura) e Alta condutibilidade térmica e elétrica Metal (do de vista químico): pode ser definido como elemento químico que tem grande tendência em doar elétrons da sua ultima camada, caracterizado por sua eletropositividade. Obtenção. Geralmente, obedece a duas fases: A Mineração e A Metalurgia. Na mineração tem-se a extração, trituração e lavagem. Na metalurgia o metal puro é extraído do minério por um dos seguintes processos eletrolíticos: Redução, Precipitação química ou eletrólise e Fusão. Ligas. Os metais são um dos grupos mais importantes entre os materiais de construção, devido às propriedades que possuem (diversos empregos na construção). A utilização de ligas metálicas fez ampliar o campo de aplicações desses materiais. Os metais em geral não são empregados puros, mas fazendo parte de ligas. A liga é uma mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos. Neste caso busca-se obter propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros. Para a construção civil são importantes as seguintes propriedades: Aparência: Sólidos a temperaturas ordinárias, Porosidade não aparente, Brilho característico, que pode ser aumentado por polimento ou tratamento químico. Densidade: Razão entre massa do metal e o volume ocupado por ele. Os metais podem ser divididosem quatro grupos, de acordo com a densidade: Leves (alumínio e magnésio), Pouco pesados (zinco, estanho, ferro, cobre, níquel), Metais pesados (prata, chumbo, mercúrio) e Metais muito pesados (ouro, platina) MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL A madeira é um dos materiais de utilização mais antiga nas construções, no oriente ou ocidente. Com a revolução industrial a Inglaterra, como grande potência impõe a arquitetura em metal. Com a invenção do concreto armado os engenheiros concentraram esforços no estudo do novo material, desprezando a utilização da madeira. elétrica. O uso da madeira como constituinte principal da estrutura de edificações, não é a principal aplicação como o concreto e o metal, mas tem sido usada em diversas etapas das construções desde fundações até acabamentos. A madeira é empregada na construção civil, de forma temporária, na instalação do canteiro de obras, nos andaimes, nos escoramentos e nas fôrmas. De forma definitiva, é utilizada nas esquadrias, nas estruturas de cobertura, nos forros e nos pisos. No Brasil, a madeira serrada ainda é o principal dos produtos de madeira empregados na construção civil, enquanto que em países desenvolvidos os painéis poliméricos têm participação mais significativa. Vantagens do uso da madeira. A Mineração e Alta resistência mecânica (tração e compressão); Baixa massa específica; Boa elasticidade; Baixa condutibilidade térmica; Isolante elétrico e acústico; Baixo custo; Encontra-se em grande abundância; Facilmente cortada nas dimensões exigidas; Material natural de fácil obtenção e renovável; Grande diversidade de tipos; Desvantagens do uso da madeira. Higroscopiscidade (absorve e devolve umidade); Combustibilidade; Deterioração; Retratilidade (alteração dimensional, de acordo com a umidade e a temperatura); Anisotropia (estrutura fibrosa, propriedade direcional); Limitação dimensional (tamanhos padronizados); Heterogeneidade na estrutura. CERÂMICA NA CONSTRUÇÃO CIVIL Cerâmica compreende todos os materiais inorgânicos, não metálicos, obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. Cerâmica vem da palavra grega keramus que significa coisa queimada. Numa definição simplificada, materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos, com exceção do carbono. Podem ser simples ou complexos. Exemplos: SiO2(sílica), Al2O3 (alumina), Mg3Si4O10(OH)2 (talco). Classificação: Cerâmica Vermelha: tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos, argilas expandidas e utensílios de uso doméstico e de adorno. Materiais de Revestimento: azulejos, pastilhas, porcelanato, grês, lajota, pisos, tozetos e etc. Cerâmica Branca: Materiais constituídos por um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea. Louça sanitária, Louça de mesa, Isoladores elétricos para alta e baixa tensão Cerâmica artística (decorativa e utilitária). Cerâmica técnica para fins diversos, tais como: químico, elétrico, térmico e mecânico. Materiais Refratários: Têm como finalidade suportar temperaturas elevadas, que em geral envolvem esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras solicitações. Exemplo: sílica, sílico-aluminoso, aluminoso, mulita, carbeto de silício, grafita, carbono, zircônia, zirconita e outros. Isolantes Térmicos: Isolantes térmicos não refratários: vermiculita expandida, sílica diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã de vidro e lã de rocha (até 1100ºC). Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam composições tais como sílica, sílicaalumina, alumina e zircônia (até 2000º C ou mais). Corantes: Corantes constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos Abrasivos: Parte da indústria de abrasivos, por utilizarem matérias-primas e processos semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico. Entre os produtos mais conhecidos podemos citar o óxido de alumínio eletro fundido e o carbeto de silício. Vidro, Cimento e Cal: São três importantes segmentos cerâmicos e que, por suas particularidades, são muitas vezes considerados à parte da cerâmica. Cerâmica de Alta Tecnologia/Cerâmica Avançada: São classificados, de acordo com suas funções, em: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biológicos e nucleares. Características das cerâmicas. Maior dureza e rigidez quando comparadas aos aços. Maior resistência ao calor e à corrosão que metais e polímeros. São menos densas que a maioria dos metais e suas ligas. Os materiais usados na produção das cerâmicas são abundantes e mais baratos. Processo de fabricação. Produtos Cerâmicos para Construção Civil. Blocos cerâmicos: São unidades para edificações que compõem a alvenaria e podem ser constituídos de diferentes materiais, sendo mais utilizados os cerâmicos ou de concreto. Maciços (tijolos moldados ou extrudados). Vazados (vedação ou estruturais). Qualquer que seja o material utilizado as propriedades desejáveis são: Ter resistência à compressão adequada. Ter capacidade de aderir à argamassa tornando homogênea a parede. Possuir durabilidade frente aos agentes agressivos (umidade, variação de temperatura e ataque por agentes químicos). Possuir dimensões uniformes. Tijolos Maciço Cerâmicos: São blocos de argila comum, moldados, extrudados ou prensados com arestas vivas e retilíneas e queimados em temperaturas em torno de 1000ºC. Devem possuir a forma de um paralelepípedo retângulo. Devem possuir todas as faces planas. Ausência de eflorescências e queima uniforme, podem apresentar rebaixos de fabricação em uma das faces de maior área. Os tijolos comuns são classificados em A, B ou C de acordo com as suas propriedades mecânicas prescritas pela NBR 7170 “ Tijolo maciço cerâmico para alvenaria”. Sua resistência à compressão deve ser testada segundo encaminhamento prescrito pela NBR 6460 “ Tijolo maciço cerâmico para alvenaria, Verificação da resistência à compressão” e atender aos valores indicados pela tabela abaixo: Blocos Cerâmicos Vazados: São blocos vazados produzidos por extrusão e queima da argila vermelha com arestas vivas retilíneas, sendo os furos cilíndricos ou prismáticos. Os blocos vazados são classificados num primeiro momento como blocos de: b.1) Vedação: • suportam somente o peso próprio; • furos na vertical ou na horizontal. • podem possuir quatro, seis, oito ou nove furos. Estruturais (portantes) • suportam cargas previstas em alvenaria estrutural; • furos na vertical; • três tipos: blocos com paredes maciças; blocos com paredes vazadas; blocos perfurados. Tipos: As dimensões nominais são recomendadas pela NBR 8042 “Bloco Cerâmico Vazado para Alvenaria – Formas e Dimensões”: Referências bibliográficas ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Normas, especificações e métodos de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1989. Coletânea de Normas. BAUER, L.A.F. Materiais de Construção. V. 1. São Paulo: LTC, 2000. GERE, J.M., GOODNO, B.J. Mecânica dos materiais. São Paulo: Cengage Learning, 2009. VAN VLACK, L.H. Princípios da ciência e tecnologia dos materiais. São Paulo: Campos, 2000. Caputo, H. P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1996. 234p. V.1. DNIT. Manual Técnico de Pavimentação. Disponível em: www1. dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr_new/manuais/Manual_de_Pavimentação_Vers ão_Final.pdf de Pavimentação.2006. Acesso em 22/03/2010. Pinto, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 247p.