Materiais de Construção I

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Materiais de Construção I 
Lêda Christiane de Figueirêdo Lopes Lucena 
ledach@uol.com.br 
1. Introdução ao estudo dos materiais 
2. Normatização 
3. Estrutura dos materiais 
4. Comportamento mecânico dos 
materiais 
5. Metais e ligas 
6. Tecnologia cerâmica 
7. Polímeros 
8. Tintas e vernizes 
Ementa 
Ciência versus Tecnologia 
 A Ciência é o acúmulo 
de conhecimento. 
“Porquê” 
• A Tecnologia é a aplicação do 
conhecimento. 
“Como” 
Introdução 
Por que se estudam os materiais? 
 
Os engenheiros estudam os materiais porque ao projetar 
terão sempre de estar conscientes das suas propriedades 
e dos problemas que esses materiais originam. 
 
Por que se estudam os materiais? 
Escolher o material certo entre inúmeros disponíveis para 
um determinado fim. 
O material possui a melhor combinação de propriedades 
possível? 
 
Ter em conta se haverá deterioração 
das propriedades do material 
durante a operação em serviço. 
 
 
OS MATERIAIS 
Fazer um compromisso entre custo e o conjunto 
ideal de propriedades para um determinado fim. 
 
Os materiais devem ser escolhidos por terem boas 
qualidades em serviço a um preço razoável. 
 
O material perfeito para um trabalho poderá ser 
demasiado caro. 
 
Importância dos Materiais 
 Os materiais têm influenciado 
significativamente o desenvolvimento da 
humanidade desde o início de sua 
existência. 
 
 Grandes avanços tecnológicos estão 
sempre associados a descoberta de novos 
materiais. 
 
O número de materiais cresceu muito nas últimas 
décadas e a tendência é de se proliferarem mais 
num futuro próximo 
 
 
 
 Desenvolvimento e aperfeiçoamento dos 
métodos de extração de materiais da natureza 
 Modificação de materiais naturais 
 Combinação de materiais conhecidos para a 
formação de novos materiais 
 
Importância dos Materiais 
 Por quê devemos conhecer e estudar os 
materiais? 
“Para que possamos continuar evoluindo” 
 
 Os materiais sempre guiaram a nossa sociedade 
 Idade da pedra 
 Idade do bronze 
 Idade do ferro 
 Hoje ? 
 Idade do Silício ? 
 Idade dos polímeros ? 
 
 
Evolução dos Materiais 
 Da origem até 7 mil anos atrás → materiais naturais 
(madeira, pedra, ossos, couro, etc...) 
 
 Há cerca de 7 mil anos → inicio do domínio da fabricação de 
utensílios domésticos com argilas 
(materiais cerâmicos primitivos) 
 
 Cerca de 6 a 7 mil anos → primeiros utensílios metálicos 
(arado, carroça, espadas, etc...) 
 Cerca de 2 mil anos → apenas 7 metais e algumas ligas eram 
conhecidos 
(cobre, prata, ferro, mercúrio, ouro, chumbo, estanho, bronze 
(Cu+Sn)) 
 
 Atualmente conhecemos e utilizamos milhares de ligas metálicas 
distintas 
Evolução dos Materiais 
Idade do Bronze 
Idade do ferro 
Idade da Pedra 
História das construções 
§ Pirâmides do Egito 
(2700 à 2200 A.C.) 
§ Coliseu de Roma (70-
82 D.C.) 
 § Panteão de Roma 
(110-125 D.C.) 
§ Torre de Pisa (1174-
1350) 
História das construções 
Edificações da Idade Média 
História das construções 
§ Romanos (Vitrúvio - 
Sec. I) 
§ Panteão de Roma: 
mistura de pozolana 
com cálcario 
§ Invasão dos Bárbaros 
e Idade Média 
§ Renascimento (Galileo 
e Leonardo Da Vinci) 
 Sec. XVII e XVII - França 
(Vauban) 
 Primeiros engenheiros formados 
pela École des Ponts et 
Chaussées 
 Revolução Industrial (1760) - 
ferro e aço 
 Torre Eifel (1889) 
História das construções 
 J. Aspdin - 1824: 
cimento portland 
 Século XX: concreto 
armado, protendido, 
CAR, CAD 
História das construções 
§ Edifícios-altos 
§ Pontes com mais de 
1 km de vão 
 
 
 
 
Classificação dos materiais 
METAIS 
•Combinação de elementos metálicos; 
•Grande número de elétrons não-localizados; 
•Bons condutores de eletricidade e calor; 
•Não são transparentes; 
•Aparência lustrosa quando polidos; 
•Resistentes e mesmo assim deformáveis; 
•Utilizados em aplicações estruturais. 
CERÂMICOS 
•Combinação de elementos metálicos e não 
metálicos; 
•Isolantes de eletricidade e calor; 
•Mais resistentes à temperatura e à abrasão do 
que metais e polímeros; 
•São duros, porém frágeis. 
POLÍMEROS 
•Materiais comuns de plástico e borracha; 
•Geralmente são compostos orgânicos 
(química baseada no carbono, hidrogênio e 
outros elementos não-metálicos); 
•Possuem estruturas moleculares muito 
grandes; 
•Podem ser muito flexíveis; 
•Podem ter baixa densidade. 
COMPÓSITOS 
•Formados por mais de um tipo de material 
insolúveis entre si; 
•Projetado para apresentar as melhores 
características de cada constituinte; 
•Ex: fibra de vidro – resistência do vidro e 
flexibilidade do polímero 
 fibra de carbono (CFC) têm 
despertado o interesse de 
pesquisadores no mundo 
inteiro para utilização no 
reforço de estruturas em 
substituição aos métodos 
tradicionais, pois apresentam 
maior resistência e menor 
massa específica que o aço. 
SEMICONDUTORES 
•Possuem propriedades elétricas intermediárias 
entre condutores elétricos e isolantes; 
•Possibilitaram os circuitos integrados – produtos 
eletrônicos e computadores. 
•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. 
BIOMATERIAIS 
• Materiais de origem natural ou sintética, toleradas de forma 
transitória ou permanente pelos diversos tecidos que constituem o 
organismo humano 
• 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. 
Como Conhecer as 
Propriedades dos Materiais? 
 Ensaios de laboratório e de campo 
 
 Normas técnicas 
 
 Especificações técnicas 
Normalização 
 
 Estabelecimento de códigos técnicos 
a fim de permitir um melhor 
entendimento entre produtores e 
clientes, construtores e proprietários, 
vendedores e compradores, etc. 
 
Normas e Responsabilidades para 
engenheiros 
 Hammurabi, rei da Babilônia 1.800 AC, 
escreveu as seguintes leis sobre as 
responsabilidades dos construtores: 
“Se uma construção cair causando a 
morte de seu proprietário ou de seu filho, 
qualquer que seja o caso, o construtor 
ou seu filho deverão ser mortos. Se o 
escravo do proprietário morrer, a ele o 
construtor deve dar um outro escravo de 
mesmo valor. Se outros bens forem 
destruídos, estes devem ser restituídos 
e as partes da casa devem ser 
reconstituídas à custa do construtor.” 
 
Normas Técnicas 
 Definições 
 Objetivo e importância 
 Classificação das normas 
 Entidades de normalização 
 Confecção de uma norma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Vantagens: 
 
 Tornar a qualidade do produto mais uniforme; 
 
 Reduzir os tipos similares de materiais; 
 
 Orientar os projetistas na escolha do material 
adequado; 
 
 Permitir a comparação de resultados obtidos em 
diferentes laboratórios; 
 
 Reduzir desentendimentos entre produtor e 
consumidor. 
 
Escolha do Material 
Técnica 
Custo 
Beleza