Construo_Cap3

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<p>Construção_Cap3 1</p><p>Construção_Cap3</p><p>3. Propriedades de Materiais de</p><p>Construção</p><p>3.1 Introdução</p><p>Definição de Propriedades:</p><p>Atributos que caracterizam e distinguem um material.</p><p>Permitem avaliar o comportamento do material frente a estímulos</p><p>externos.</p><p>Exemplo de Propriedade:</p><p>Resistência à compressão no concreto, que indica a capacidade</p><p>resistente dos elementos estruturais.</p><p>Tipos de Propriedades:</p><p>Propriedades Mecânicas:</p><p>Relacionadas ao comportamento do material sob carregamentos</p><p>mecânicos (forças).</p><p>Propriedades Físicas:</p><p>Relacionadas à estrutura física do material.</p><p>Propriedades Térmicas, Elétricas e Químicas:</p><p>Relativas ao comportamento do material sob efeitos de agentes</p><p>externos (temperatura, eletricidade, agentes químicos, água, etc.).</p><p>Importância do Conhecimento das Propriedades:</p><p>Necessário para especificar um material de construção considerando</p><p>sua função na edificação.</p><p>Ajuda a identificar os limites de aplicação de um material.</p><p>Construção_Cap3 2</p><p>Importante para assegurar a segurança, durabilidade e conformidade</p><p>com regulamentações técnicas.</p><p>Compreensão das Propriedades:</p><p>Entendimento de seu significado, obtenção experimental, e tratamento</p><p>numérico (unidades, múltiplos, submúltiplos, decimais, etc.).</p><p>Objetivo do Capítulo:</p><p>Apresentar as principais características dos materiais de construção</p><p>para correta especificação e uso em projetos de edificações.</p><p>Relembrar conceitos básicos sobre deformações e propriedades</p><p>físicas.</p><p>3.2 Variações Dimensionais</p><p>Estabilidade Dimensional:</p><p>Fundamental para materiais de construção, refletindo a capacidade de</p><p>manter o tamanho apesar das mudanças de temperatura ou umidade.</p><p>Maior estabilidade significa menor tendência a variações de tamanho.</p><p>Variações Dimensionais:</p><p>Mudanças nas dimensões originais devido à temperatura, umidade ou</p><p>reações químicas.</p><p>Expansão: Aumento no tamanho do material.</p><p>Retração: Diminuição no tamanho do material.</p><p>Deformação Específica:</p><p>Mede as mudanças dimensionais.</p><p>Definida como a razão entre a variação no comprimento (ΔL e o</p><p>comprimento original Lᵢ = inicial).</p><p>ε  ΔL/Li</p><p>ε: Deformação específica.</p><p>ΔL Variação no comprimento.</p><p>Li: Comprimento original.</p><p>Efeitos da Temperatura:</p><p>Construção_Cap3 3</p><p>Expansão: Ocorre com aumento de temperatura, causando aumento</p><p>proporcional no tamanho do material.</p><p>Retração: Ocorre com diminuição de temperatura, causando redução</p><p>no tamanho do material.</p><p>Deformação Térmica:</p><p>Causa comum de danos em edificações quando os materiais e sistemas</p><p>construtivos não são adequadamente escolhidos e projetados</p><p>considerando as deformações térmicas.</p><p>Coeficiente de Dilatação Linear (α): Relaciona mudanças de</p><p>temperatura com mudanças dimensionais.</p><p>ε=α⋅ΔT</p><p>ε: Deformação específica.</p><p>ΔT Variação de temperatura.</p><p>α: Coeficiente de dilatação térmica.</p><p>Compreender e quantificar essas variações dimensionais é essencial para</p><p>projetar construções duráveis e seguras.</p><p>3.3 Propriedades Físicas</p><p>As propriedades físicas de um material de construção estão relacionadas com</p><p>sua estrutura interna e comportamento na presença de água. Essas</p><p>propriedades são essenciais para avaliar a adequação e desempenho dos</p><p>Construção_Cap3 4</p><p>materiais em diferentes condições ambientais e de uso. Aqui estão os</p><p>principais pontos abordados:</p><p>Estrutura e Porosidade</p><p>Parte Sólida e Parte Vazia: Os materiais de construção possuem uma</p><p>estrutura composta por uma parte sólida e outra porosa, com poros</p><p>geralmente preenchidos por ar e/ou água.</p><p>Porosidade: A quantidade de vazios internos no material. A porosidade</p><p>afeta diretamente a densidade e outras propriedades físicas do material.</p><p>Massa Específica</p><p>Definição: Relação entre a massa do material e o volume que ele ocupa. É</p><p>crucial para identificar se um material é mais leve ou mais pesado.</p><p>Importância: Materiais mais leves reduzem a carga nas estruturas e</p><p>fundações de uma edificação.</p><p>Determinação da Massa Específica</p><p>Considerações: Inclui os vazios e a porosidade do material. Existem várias</p><p>formas de calcular a massa específica dependendo de como se</p><p>consideram esses vazios.</p><p>Massa Unitária</p><p>Definição: Relação entre a massa de um material granular e o volume que</p><p>ele ocupa, incluindo os vazios entre os grãos.</p><p>Fórmula:</p><p>γunitaria  Ms/VT</p><p>onde Ms é a massa dos sólidos do material seco e VT é o volume total.</p><p>Massa Específica Aparente</p><p>Definição: Relação entre a massa dos sólidos do material seco e o volume</p><p>aparente, que inclui os poros permeáveis.</p><p>Fórmula:onde Ms é a massa dos sólidos do material seco e Vap é o volume</p><p>aparente.</p><p>γap Ms/Vap</p><p>Construção_Cap3 5</p><p>onde Ms é a massa dos sólidos do material seco e Vap é o volume aparente</p><p>Massa Específica</p><p>Definição: Relação entre a massa dos sólidos do material seco e seu</p><p>volume, excluindo os poros permeáveis.</p><p>Fórmula:</p><p>γ=Ms/Vs</p><p>onde Ms é a massa dos sólidos do material seco e Vs é o volume dos</p><p>sólidos.</p><p>Umidade</p><p>Definição: Relação que indica quanto um material, contendo água na</p><p>superfície e nos vazios, é mais pesado do que o material seco.</p><p>Fórmula:</p><p>h(%)(Mh−Ms)/Ms 100</p><p>onde Mh é a massa do material úmido e Ms é a massa do material seco.</p><p>Porosidade</p><p>Definição: Quantidade de vazios presentes no volume total de um material.</p><p>Fórmula:</p><p>P% 1 Vs/VT 100</p><p>onde Vs é o volume de sólidos e VT é o volume total.</p><p>Compacidade</p><p>Definição: Relação que indica a quantidade de sólidos existentes no</p><p>volume total de um material.</p><p>Fórmula:</p><p>C Vs/VT  1−cv = γunitariaγ</p><p>onde C é a compacidade, Vs é o volume de sólidos, VT é o volume total, cv</p><p>é o coeficiente de vazios, γunitaria é a massa unitária, e γ é a massa</p><p>específica.</p><p>Resumo</p><p>Construção_Cap3 6</p><p>O conhecimento das propriedades físicas dos materiais de construção, como</p><p>massa específica, umidade, porosidade e compacidade, é fundamental para</p><p>selecionar materiais adequados e garantir a durabilidade e segurança das</p><p>edificações. Essas propriedades determinam o comportamento do material em</p><p>diferentes condições ambientais e de carga, influenciando diretamente o</p><p>desempenho estrutural e funcional dos edifícios.</p><p>3.4 Propriedades Mecânicas</p><p>As propriedades mecânicas de um material determinam seu comportamento</p><p>quando submetido a diferentes tipos de carregamentos. Essas propriedades</p><p>são essenciais para entender como os materiais reagem sob diversas</p><p>condições de uso em construções.</p><p>Comportamento sob Compressão</p><p>Tensão de Compressão Quando uma força é aplicada em um material, ele</p><p>é comprimido, gerando uma tensão de compressão (σc), que é a relação</p><p>entre a força aplicada e a área da seção resistente. A fórmula para calcular</p><p>a tensão de compressão é:</p><p>σc  Força/ÁreaResistente</p><p>Deformação Longitudinal e Transversal A compressão provoca</p><p>deformações no material:</p><p>Deformação Longitudinal (ϵl) Relaciona a variação de comprimento à</p><p>dimensão inicial.</p><p>Deformação Transversal (ϵt\) Relaciona a variação de diâmetro à</p><p>dimensão inicial.</p><p>ϵl = Lf−Li  Li = −ΔL/Li</p><p>ϵt  Df−Di/Di</p><p>Resistência à Compressão (fc) Obtida através de ensaios experimentais</p><p>que medem a tensão de compressão máxima suportada pelo material antes</p><p>da ruptura.</p><p>Módulo de Elasticidade E Na fase inicial do carregamento, a relação</p><p>entre tensão e deformação é linear Lei de Hooke), dada pela equação:</p><p>σc=E⋅ϵl</p><p>Construção_Cap3 7</p><p>Comportamento sob Tração</p><p>Tensão de Tração (σt) Força que provoca alongamento no material,</p><p>calculada pela relação entre a força aplicada e a área da seção resistente.</p><p>Resistência à Tração (Ft) Tensão máxima de tração que o material pode</p><p>suportar, determinada por ensaios de tração direta, semelhantes aos de</p><p>compressão, porém geralmente mais difíceis de realizar para certos</p><p>materiais como o concreto.</p><p>Tenacidade e Resiliência</p><p>Tenacidade Medida da energia que um material pode absorver antes de</p><p>fraturar, indicada pela área sob a curva tensão x deformação até a ruptura.</p><p>Materiais com alta tenacidade, como o aço, deformam significativamente</p><p>antes da ruptura.</p><p>Resiliência Capacidade do material de absorver energia no trecho</p><p>elástico,</p><p>até o limite elástico.</p><p>Tenacidade = área sob a curva tensão X deformação até a ruptura</p><p>Resiliência  Área sob a curva tensão x deformacão até o limite elástico</p><p>Materiais dúcteis, como o aço, têm alta tenacidade e resiliência, absorvendo</p><p>grandes quantidades de energia antes de fraturar. Materiais frágeis, como o</p><p>vidro, apresentam baixa tenacidade e resistência a impactos, fraturando</p><p>rapidamente sem grandes deformações.</p>