Materiais de Construção

Prévia do material em texto

Introdução aos materiais de 
construção 
Profª. Erica Natasche de Medeiros Gurgel Pinto
Objetivos da aula
✓ Apresentar os conceitos básicos dos materiais de construção
✓ Apontar as principais inovações tecnológicas
✓ Entender os desafios pra a sustentabilidade
✓ Discutir soluções técnicas sob o ponto de vista da sustentabilidade 
✓ Apresentar o conceito de desempenho associado à construção civil.
História dos materiais de construção
Renováveis 
Trabalho com os materiais in natura
Modelar e adaptar as necessidades
História dos materiais de construção
Renováveis 
Aos poucos foram aumentando as exigências do homem e, consequentemente,
os padrões requeridos. Ele passou a demandar materiais de maior resistência,
maior durabilidade e melhor aparência do que aqueles até então empregados.
História dos materiais de construção
Renováveis 
Melhores materiais 
possibilitavam melhores 
resultados e melhores 
técnicas
NECESSIDADE DE MATERIAIS 
AINDA MELHORES
Sua evolução é tão rápida que o 
profissional que não deseja ficar 
desatualizado deve permanecer sempre 
atento aos novos conhecimentos e 
invenções, de modo que é necessário 
que o estudo desta matéria seja uma 
constante em toda a sua vida 
profissional.
Ciência e Engenharia dos Materiais
Renováveis 
Ciência e Engenharia dos Materiais (CEM) definida, 
segundo Cohen (1987), como “a área da atividade 
humana associada com a geração e aplicação de 
conhecimento que relaciona composição, estrutura e 
processamento dos materiais às suas propriedades e 
usos.”
Ciência e Engenharia dos Materiais
ESTRUTURA
• Está geralmente relacionada ao arranjo de seus componentes internos
PROPRIEDADE
• É uma peculiaridade do material em termos do tipo e da intensidade
da resposta a um estímulo específico que lhe é imposto. As definições das
propriedades são feitas de maneira independente da forma e do tamanho do material.
PROCESSAMENTO
• Conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades específicas.
DESEMPENHO
• Resposta do material a um estímulo externo, presente nas condições reais de utilização.
A ciência dos materiais envolve a investigação das relações entre as 
propriedades e as estruturas dos materiais. 
Ciência e Engenharia dos Materiais
ESTRUTURA
ESTRUTURA 
MACROSCÓPICA: 
pode ser vista a 
olho nu.
ESTRUTURA SUB-
ATÔMICA: 
envolve elétrons 
no interior dos 
átomos 
individuais
e as interações 
com seus 
núcleos;
ESTRUTURA 
ATÔMICA: 
engloba a 
organização dos 
átomos ou 
moléculas em
relação uns aos 
outros;
ESTRUTURA 
MICROSCÓPICA: 
contém grandes 
grupos de 
átomos 
normalmente
conglomerados;
Ciência e Engenharia dos Materiais
PROPRIEDADES
MECÂNICA: relaciona deformação com uma carga ou força aplicada;
ELÉTRICA: o estímulo é um campo elétrico;
TÉRMICA: capacidade calorífica e condutividade térmica;
MAGNÉTICA: demonstram a resposta de um material à aplicação de um campo
magnético;
ÓTICA: o estímulo é a radiação eletromagnética ou a luminosa;
DETERIORATIVA: indica a reatividade química dos materiais. 
Ciência e Engenharia dos Materiais
PROCESSAMENTO
Conjunto de técnicas para 
obtenção de materiais 
com formas e 
propriedades específicas.
Resposta do material a um 
estímulo externo, presente 
nas condições reais de 
utilização. 
DESEMPENHO
Como produzir da 
forma e obter as 
mesmas propriedades?
Existem outras formas 
de produzir esse 
material?
Qual é a facilidade de 
produção em relação 
as propriedades?
Qual a forma de 
produzir com o menor 
custo?
Classificação dos materiais
Metais
Cerâmicos
Polímeros
Compósitos
Semicondutores
Biomateriais
Materiais formados por compostos de 
elementos metálicos (Al, Na, K, Mg, Ca, Si, etc) e 
um dos cinco seguintes elementos não-
metálicos: O, S, N, C e P.
Classificação dos materiais
Condutores de 
eletricidade e calor;
Não transparentes 
à luz visível;
Têm aparência 
lustrosa quando 
polidos;
Geralmente são 
resistentes e 
deformáveis;
São muito 
utilizados para 
aplicações 
estruturais. 
METAIS
São normalmente combinações de elementos 
metálicos. Possuem grande número de elétrons 
não-localizados, ou seja, não estão ligados a 
qualquer átomo em particular.
Classificação dos materiais
Isolantes de 
eletricidade e calor
Resistentes à alta 
temperatura e 
ambientes 
abrasivos
Duros, porém 
muito quebradiços 
CERÂMICOS
Macromoléculas orgânicas formadas pela união 
de substâncias simples, chamadas de 
monômeros, podem ser de origem natural ou 
sintética.
Classificação dos materiais
Alta flexibilidade Baixa densidade
Baixo isolamento 
térmico e 
elétrico
Alta dureza e 
baixo coeficiente 
de expansão
POLÍMEROS
São formados pela união de dois ou mais 
materiais com o objetivo de obterem-se 
propriedades especiais não apresentadas 
isoladamente.
✓ Muitos dos recentes desenvolvimento em
materiais envolvem materiais compósitos;
✓ Um exemplo clássico é o compósito de matriz
polimérica com fibra de vidro. O material
compósito apresenta a resistência da fibra de
vidro associado a flexibilidade do polímero.
Classificação dos materiais
COMPÓSITO
✓ Apresentam propriedades elétricas que são
intermediárias entre metais e isolantes;
✓ As características elétricas são extremamente
sensíveis à presença de pequenas
quantidades de impurezas, cuja concentração
pode ser controlada em pequenas regiões do
material;
✓ Os semicondutores tornaram possível o
advento do circuito integrado que
revolucionou as indústrias de eletrônica e
computadores.
Classificação dos materiais
SEMICONDUTORES
✓ São empregados em componentes para
implantes de partes em seres humanos;
✓ Esses materiais não devem produzir
substâncias tóxicas e devem ser compatíveis
com o tecido humano (isto é, não deve
causar rejeição);
✓ Metais, cerâmicos, compósitos e polímeros
podem ser usados como biomateriais.
Classificação dos materiais
BIOMATERIAIS
São aqueles que possuem aplicações em alta 
tecnologia, isto é, dispositivos ou produtos que 
operam utilizando princípios sofisticados, como 
equipamentos eletrônicos, sistemas de fibra 
ótica, espaçonaves, aeronaves, foguetes, etc.
Classificação dos materiais
MATERIAIS AVANÇADOS
Por questões de sustentabilidade do planeta, 
alguns setores da construção têm desenvolvido 
projetos e utilizados materiais ecologicamente 
mais corretos, além de utilizar maior quantidade 
de resíduos e de materiais e produtos reciclados.
Classificação dos materiais
MATERIAIS NÃO CONVECIONAIS
Materiais naturais são bastantes utilizados, como as fibras vegetais (sisal, 
coco, piaçava), para a fabricação de materiais compósitos ou componentes da 
construção. 
CONSTRUÇÃO COLONIAL DE TERRA
CRUA EM MINAS GERAIS
CATEDRAL CONSTRUÍDA EM
BAMBÚ NA COLÔMBIA
CONSTRUÇÃO DE SOBRADOS
COM BLOCOS DE RCD
Classificação dos materiais
MATERIAIS NÃO CONVECIONAIS
Classificação dos materiais
MATERIAIS INOVADORES
✓ Alto desempenho
✓ Resistência à altas temperaturas
✓ Baixo peso e alta resistência
✓ Desenvolvimento de materiais que sejam 
menos danosos ao meio ambiente e mais 
fáceis de serem reciclados ou 
regenerados
✓ Vidros e cerâmicas auto-limpantes
✓ Concretos auto-limpantes
✓ Tintas frias
✓ Materiais de mudança de fase
✓ Materiais com gradação funcional
✓ Liga alumínio-aço
Classificação dos materiais
MATERIAIS INOVADORES
1) CONCEITO
2) CLASSIFICAÇÃO
E O MEIO AMBIENTE? 
Produção dos materiais de construção
Recurso natural é qualquer insumo de que os organismos, as 
populações e os ecossistemas necessitam para a sua manutenção.
Recurso Não Renovável
Recurso Renovável
Aquele que, após 
utilizados, ficam 
disponíveis novamente 
graças aos ciclos naturais
Aquele que, uma vez 
utilizado não se 
renovam por meios 
naturais
Impacto ambiental
Impacto no meio 
ambiente
Geração 
de 
resíduos
É a indústria que mais gera 
resíduos do planeta
Impacto ambiental
Impacto no 
meio ambiente
Geração 
de 
resíduos
Aumento 
do 
consumo 
de energiaEstima-se que 40% da energia mundial 
é consumida pelos edifícios.
Impacto ambiental
Impacto no 
meio 
ambiente
Geração de 
resíduos
Aumento do 
consumo de 
energia
Mudanças em 
depósitos 
hídricos 
naturais
Desperdício 
de água
Aproximadamente 15% dos recursos hídricos 
são consumidos por construções.
Impacto ambiental
Impacto no 
meio 
ambiente
Geração de 
resíduos
Aumento do 
consumo de 
energia
Desperdício 
de água
Mudanças 
em depósitos 
hídricos 
naturais
Ruídos 
(poluição 
sonora)
Poluição
A poluição atmosférica e sonora dos canteiros de 
obras afetam a qualidade de vida dos seres vivos e 
do meio ambiente.
Impacto ambiental
Impacto no 
meio 
ambiente
Geração de 
resíduos
Aumento do 
consumo de 
energia
Desperdício 
de água
Mudanças 
em depósitos 
hídricos 
naturais
Ruídos 
(poluição 
sonora)
Poluição
Aquecimento 
global
O setor é responsável por 30 a 40% das 
emissões de CO2.
As construções consomem de 50% a 75% 
dos recursos naturais do mundo, 
considerando todo o seu ciclo de vida.
AGENDA 
2030
AGENDA 2030 - ODS
CIDADES E COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS
Projetos sustentáveis; Mobilidade urbana; 
Maior área verde
ÁGUA POTÁVEL E 
SANEAMENTO
Origem da água
Processos de tratamento, 
distribuição e destinação 
final depois de usada. 
Reuso a água; Economizar 
nas utilizações mais 
variadas 
PRODUÇÃO E CONSUMO 
RESPONSÁVEIS
Reduzir o uso de 
embalagens, optando 
por produtos com refil 
e descartando os 
resíduos de forma 
correta.
Reaproveitar materiais 
da forma possível, 
reduzir o desperdício
Materiais de construção e o meio ambiente
COMO BUSCAR A CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL?
✓ Empregando melhor os recursos naturais
✓ Diminuindo a geração de resíduos
✓ Especificando materiais mais adequados
Escolha dos materiais de construção
A ESCOLHA de dado MATERIAL para caso específico depende não 
somente do conhecimento técnico-científico do engenheiro, mas 
também de sua experiência acumulada.
✓ Mão de obra;
✓ Equipamentos;
✓ Materiais;
✓ Consumo de energia;
✓ Poluição;
✓ Descarte , etc.
Confecção MANUAL de 
blocos para alvenaria
Confecção MECANIZADA
de blocos para alvenaria
Critério de projeto para seleção de materiais
QUALIDADE
ESPECIFICAÇÃO E 
AQUISIÇÃO
RECEBIMENTO E 
ARMAZENAMENTO
APLICAÇÃO
OPERAÇÃO E 
MANUTEÇÃO
Desempenho
Mão de obra
Equipamentos
Custo
Logística
NORMAS 
TÉCNICAS
Normalização
Atividade que estabelece, em relação a problemas existentes ou potenciais, prescrições
destinadas à utilização comum e repetitiva com vistas à obtenção do grau ótimo de
ordem em um dado contexto.
Comunicação Segurança
Proteção do 
produto
Compatibilidade
OBJETIVOS DA 
NORMALIZAÇÃO
Controle de 
variedade
Eliminação de 
barreiras técnicas 
e comerciais
Intercambialidade
Proteção ao meio 
ambiente
Níveis de Normalização
REGULAMENTO
Documento que contém regras de caráter 
obrigatório e que é adotado por uma 
autoridade.
REGULAMENTO TÉCNICO
Regulamento que estabelece requisitos 
técnicos, seja diretamente, seja pela referência 
ou incorporação do conteúdo de uma norma, 
de uma especificação técnica ou de um código 
de prática.
NORMA TÉCNICA
Documento, estabelecido por consenso e 
aprovado por um organismo reconhecido, que 
fornece, para um uso comum e repetitivo, 
regras, diretrizes ou características para 
atividades ou seus resultados, visando à 
obtenção de um grau ótimo de ordenação em 
um dado contexto.
É o alcance geográfico, político ou 
econômico de envolvimento na 
normalização.
ABNT
São órgãos da estrutura da ABNT de coordenação, planejamento e execução das
atividades de normalização técnica relacionadas com o seu âmbito de atuação, que
devem garantir a representação de toda a variedade de partes interessadas no assunto
objeto de estudo.
COMITÊS TÉCNICOS
https://www.abnt.org.br/normalizacao/comites-tecnicos
https://www.abnt.org.br/normalizacao/comites-tecnicos
https://www.abnt.org.br/normalizacao/comites-tecnicos
ABNT
ACESSO AS NORMAS PELO SIGAA
https://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/verTelaLogin.do
https://pbqp-h.mdr.gov.br/
SiAC - Sistema de Avaliação da Conformidade de Serviços e Obra
Este é o sistema de certificação de gestão da qualidade do programa. Voltado 
exclusivamente para construtoras, é pré-requisito para as empresas que 
querem construir unidades habitacionais com verba do Governo Federal.
SiMaC - Sistema de Qualificação de Empresas de Materiais, 
Componentes e Sistemas Construtivos
É o instrumento do PBQP-H de combate a não conformidade na fabricação, 
importação e distribuição de materiais, componentes e sistemas construtivos. 
O sistema exige o cumprimento das normas técnicas brasileiras da ABNT.
PBQP-h
SiNAT- Sistema Nacional de Avaliações Técnicas de Produtos 
Inovadores e Sistemas Convencionais
Avalia se os sistemas convencionais estão em conformidade com a Norma de 
Desempenho. Também atesta se sistemas e componentes inovadores podem 
ser utilizados em empreendimentos habitacionais.
Aparelhos Economizadores de Água
Argamassa Colante
Blocos Cerâmicos
Blocos Vazados de Concreto com Função Estrutural e Peças de Concreto para Pavimentação
Cimento Portland
Componentes para Sistemas Construtivos em Chapas de Gesso para Drywall
Eletrodutos Plásticos para Sistemas Elétricos de Baixa Tensão em Edificações
Esquadrias de PVC
Fechaduras
Louças Sanitárias para Sistemas Prediais
Metais Sanitários
Painéis de Partículas de Madeira (MDP) e Painéis de Fibras de Madeira (MDF)
Perfis de PVC para Forros
Pisos Laminados Fornecidos em Réguas
Placas Cerâmicas para Revestimento
Portas e Janelas de Correr de Alumínio
Reservatórios Poliolefínicos para Água Potável de Volume até 3.000 L (inclusive)
Telhas Cerâmicas
Tintas Imobiliárias
Tubos de PVC para Infraestrutura
Tubos e Conexões de PVC para Sistemas Hidráulicos Prediais
PBQP-h
Programas Setoriais 
da Qualidade (PSQ)
PBQP-h X ISO 9000
A ISO 9001 é uma norma internacional que possui requisitos para um sistema de gestão da 
qualidade aplicável a todos os tipos de empresas.
O PBQP-H baseia-se na norma ISO 9001, norma nacional que exige um sistema de gestão da 
qualidade, aplicável apenas a empresas do setor da construção civil.
Em geral, os requisitos do PBQP-H são os mesmos da ISO 9001. A diferença se acentua nos 
controles de registros específicos para serviços e materiais voltados à construção civil e no 
requisito “8. Operação” que engloba a operação específica para empresas de construção civil 
incluindo elaboração de projetos, do plano de qualidade da obra e controle tecnológico de 
materiais e serviços.
Desempenho é o comportamento em uso da 
edificação ou de seus sistemas.
Norma de Desempenho
✓ O material de construção, por si só, não 
tem desempenho.
✓ Um método de ensaio não é sinônimo 
de avaliação desempenho. 
✓ O desempenho é da edificação ou da 
obra de infraestrutura ou do sistema 
(elemento).
✓ Desempenho é adequação às 
necessidades dos usuários. 
Norma de Desempenho
✓ Capacidade de atender às necessidades 
dos usuários.
✓ Diferentes usuários demandam diferentes 
níveis de desempenho.
✓ Requisitos de segurança e saúde mínimas 
devem ser garantidos para todos.
Técnico
Social
Econômico
Ambiental
DESEMPENHO
SUSTENTABILIDADE
Norma de Desempenho
Segurança
• Estrutural
• Contra o fogo
• No uso e operação
Sustentabilidade
• Durabilidade
• Manutenibilidade
• Adequação 
ambiental
• Economia
Habitabilidade
• Estanqueidade
• Conforto térmico
• Conforto acústico
• Conforto lumínico
• Saúde, higiene e 
qualidade do ar
• Funcionalidade e 
acessibilidade
• Conforto tátil e 
antropodinâmico.
NECESSIDADE DOS USUÁRIOS
Norma de Desempenho
AVALIAÇÃO 
DE 
DESEMPENHO
Ensaios e medidas tanto em laboratório como em
protótipos;
Modelos matemáticos ou físico-matemáticos que 
simulam o comportamento do edifício;
Julgamento técnico baseado no conhecimento e
experiência de especialistas;
Inspeções em protótipos ou empreendimentos já
construídos e em uso.
Norma de DesempenhoMesmo 
material pode 
servir a 
diferentes tipos 
de 
componentes
Mesmo 
componente 
pode ser 
produzido por 
materiais 
diferentes
Desempenho 
Materiais 
erica.gurgel@ufersa.edu.br