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Materiais de Construção Civil

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11/2/2010
1
MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO CIVIL 1
Prof.Dr. Arnaldo Cardim de Carvalho Filho
Turma SJ
PROGRAMAÇÃO
Aula 01 - 03 02.02.2010 Introdução;
Aula 04 - 06 09.02.2010 Ciências e Engenharia dos Materiais aplicados a construção civil
Aula 07 - 09 23.02.2010 Aglomerantes minerais
Aula 10 - 12 02.03.2010 Cal aérea
Aula 11 - 15 09.03.2010 Gesso 
Aula 16 - 18 16.03.2010 Cimento Portland
Aula 19 - 21 23.03.2010 Cimento Portland
Aula 22 - 24 30.03.2010 Agregadosg g
Aula 25 - 27 06.04.2010 1º EE
Aula 28 - 30 13.04.2010 Agregados
Aula 31 - 33 20.04.2010 Argamassas
Aula 34 - 36 27.04.2010 Argamassas
Aula 37 - 39 04.05.2010 Concretos
Aula 40 - 42 11.05.2010 Concretos
Aula 42 - 45 18.05.2010 Concretos – Fim da Carga horária
Atividade 1 25.05.2010 2º EE
Atividade 2 15.06.2010 Exame Final
Ciência dos 
Materiais aplicados 
ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
ENGENHARIA CIVIL – Materiais de Construção 1
Materiais aplicados 
aos Materiais de 
Construção Civil
Prof. Dr. Arnaldo Cardim
11/2/2010
2
A importância da construção civil e o respeito 
com o meio ambiente
ProdutoMaterias 
primas
Desenvolvimento sustentável
Fonte: Direção Geral de Meio Ambiente – Comissão Européia
Energias
Meio 
Ambient
e
Cargas Ambientais
Desenvolvimento sustentável
O desenvolvimento é 
sustentável quando se 
satisfaz as necessidades das 
gerações atuais sem 
hipotecar a capacidade das 
futuras gerações de 
satisfazer suas proprias 
necessidades (Brundland, 1987) 
11/2/2010
3
A importância da construção civil e o respeito 
com o meio ambiente
TransporteTransporte
Materias primasMaterias primas
RecicladoReciclado
Outros Outros 
VertidoVertido
UsoUso
construçãoconstruçãoManutençãoManutenção
FabricaçãoFabricação
DemoliçãoDemolição
ReutilizaçãoReutilização
usosusos
MATERIAIS
Os materiais 
podem ser 
definidos como
http://www.novomilenio.inf.br/real/rpimagem/ed103z1.jpg. Acessado em 15/03/05
definidos como 
as substâncias 
de que algo 
está composto 
ou feito
Ciência e Engenharia dos Materiais
• Ciência dos materiais se dedica principalmente 
a busca de conhecimentos básicos sobre a 
estrutura interna, propriedades e 
• Ciência dos materiais se dedica principalmente 
a busca de conhecimentos básicos sobre a 
estrutura interna, propriedades e , p p
processamento dos materiais;
• Engenharia dos materiais está relacionada 
com o uso dos conhecimentos aos níveis 
fundamental e aplicado dos materiais, com o 
objetivo de converte-los em produtos 
necessários ou requeridos pela sociedade.
, p p
processamento dos materiais;
• Engenharia dos materiais está relacionada 
com o uso dos conhecimentos aos níveis 
fundamental e aplicado dos materiais, com o 
objetivo de converte-los em produtos 
necessários ou requeridos pela sociedade.
11/2/2010
4
Conhecimento 
básico dos 
materiais
Conhecimento 
básico dos 
materiais
Conhecimento 
aplicado dos 
materiais 
Conhecimento 
aplicado dos 
materiais 
Ciência dos materiais Engenharia dos materiais
Ciência e Engenharia dos 
Conhecimento resultante 
da estrutura, 
propriedades, 
processamento e 
comportamento dos 
materiais de engenharia
Conhecimento resultante 
da estrutura, 
propriedades, 
processamento e 
comportamento dos 
materiais de engenharia
materiais
Ciências
Básicas
Mecânica
Ciências
Aplicadas
Engenharias
Ciência e 
Engenharia 
Medicina
Metalurgia
Ciências 
da Vida
Mecânica
Química
Civil
Cerâmica
Mecânica
Física
Química
Matemáticas
Engenharia 
dos Materiais
Geólogia e 
Engenharia de Minas
Aeroespacial
Nuclear
Ciências 
da Terra Polimeros Elétrica
Smith, Willian F. Ciência e Ingeniería de 
Materiales, 3ª Ed: Madrid, McGrawHill, 2004
Grupos de materiais
• Materiais Metálicos são substâncias 
inorgânicas que estão compostos de um 
ou mais elementos metálicos, podendo
• Materiais Metálicos são substâncias 
inorgânicas que estão compostos de um 
ou mais elementos metálicos, podendoou mais elementos metálicos, podendo 
também conter alguns elementos não 
metálicos. Exemplos de elementos 
metálicos: ferro, cobre, aluminio, níquel e 
titânio; elementos não metálicos: carbono, 
nitrogênio e oxigênio.
ou mais elementos metálicos, podendo 
também conter alguns elementos não 
metálicos. Exemplos de elementos 
metálicos: ferro, cobre, aluminio, níquel e 
titânio; elementos não metálicos: carbono, 
nitrogênio e oxigênio.
11/2/2010
5
Grupos de materiais
• Materiais Cerâmicos são materiais 
inorgânicos compostos de elementos 
metálicos e não metálicos combinados 
químicamente
• Materiais Cerâmicos são materiais 
inorgânicos compostos de elementos 
metálicos e não metálicos combinados 
químicamentequímicamente. químicamente. 
• Materiais poliméricos (plásticos)
são formados por longas cadeias e redes 
de moléculas orgânicas. (hidrocarbonetos) 
• Materiais poliméricos (plásticos)
são formados por longas cadeias e redes 
de moléculas orgânicas. (hidrocarbonetos) 
Objetivos
• Melhor compressão
• Base científica
• Avaliação das propriedades
• Desenvolvimento
Comportamento
longo do tempo Desempenho
Principio básico
O comportamentoO comportamentop
do material 
depende de sua
MICROESTUTURA
p
do material 
depende de sua
MICROESTUTURA
11/2/2010
6
Níveis de estudo
• Sub-atômico (Å)
• Estudo do átomo
• Microscópia Eletrônica de Tunelamento
• Sub-atômico (Å)
• Estudo do átomo
• Microscópia Eletrônica de Tunelamento
• Atômico (nm - µm)
• Moléculas, cristais
• Difração de raio X
• Microscopia eletrônica de varredura
• Atômico (nm - µm)
• Moléculas, cristais
• Difração de raio X
• Microscopia eletrônica de varredura
Níveis de estudo
• Microscópico (µm – mm)
• Fases, partículas
• Microscópicos ótico e de varredura
• Microscópico (µm – mm)
• Fases, partículas
• Microscópicos ótico e de varredura
• Ensaios físicos• Ensaios físicos
• Macroscópico (› mm)
• Todo o material
• Ensaios Mecânicos 
• Macroscópico (› mm)
• Todo o material
• Ensaios Mecânicos 
Microscópico eletrônico de 
tunelamento
11/2/2010
7
Microscopia eletrônica de tunelamento
Microscopia eletrônica de tunelamento
http://www.chemsoc.org/timeline/graphic/1981_stm.jpg. Acessado em 20.03.2005
Microscopia eletrônica de tunelamento
http://www.chemsoc.org/timeline/graphic/1981_stm.jpg. Acessado em 20.03.2005
11/2/2010
8
Microscopia eletrônica de tunelamento
http://www.chemsoc.org/timeline/graphic/1981_stm.jpg. Acessado em 20.03.2005
Difração de raio x
Microscopia eletrônica de varredura
11/2/2010
9
Microscopia otica
Ensaios 
Mecânicos
Resistência à Compressão
11/2/2010
10
Resistência à Tração
Resistência à Tração
Durômetro Rockwell
Equipamento
Durômetro Rockwell
Aparelho para medir a 
dureza do material 
através da 
profundiade de 
penetração de um 
cone de diamante ou 
uma esfera de aço na 
superfície da amostra
11/2/2010
11
Máquina Charpy (Impacto)
Equipamento
Máquina de Ensaio 
Charpypy
Aparelho usado para 
medir à resitência ao 
impacto dos materiais.
O corpo de prova é 
colocado de modo que 
o pêndulo golpeie a 
amostra
Tipos de Deformações
Deformações elásticas: Ocorre quando o material 
é capaz de absorver e armazenar toda energia resultante 
do esforço deformante, e o mesmo recuperará a 
deformação sofrida após a retirada do esforço externo.
Deformações plásticas: Ocorre quando o material 
é capaz dissipar parte da energia resultante do esforço 
deformante, e o mesmo não recuperará a deformação 
sofrida após a retirada do esforço externo, resultado uma 
deformação permanente.
Curva Tensão x Deformação
Tensão
Escoamento
Zona Plástica
Entre as várias formas de analisar o comportamento mecânico de um material, a 
análise da curva tensão x deformação apresenta-se como uma das mais adequadas, 
principalmente se o material for utilizado sob carregamento estático ( tração ou 
compressão)
Deformação
Tensão máxima
Tensão de ruptura
Tensão de escoamento
0A – Deformação elástica
AC – Deformação Plástica
OB – Deformação final
OC – Alongamento na ruptura
0 A B
C
Zona Elástica
11/2/2010
12
Curva Tensãox Deformação
Tensão
Maleabilidade
Tmáx
TR
TE
Resiliência é a capacidade do material de 
absorver energia durante a deformação elástica
Deformação0 A B
C
Resiliência
Resiliência + Maleabilidade = Tenacidade
Maleabilidade é a 
capacidade do 
material de absorver 
energia durante a 
deformação plástica
Tensão
5 - Rígido-Tenaz
Curva Tensão x Deformação
MATERIAL MÓDULO TENSÃO DE ESCOAMENTO
TENSÃO 
MÁXIMA DUCTILIDADE
DÚCTIL/
FRACO BAIXO BAIXA BAIXA MODERADA
Ú /
Deformação
4 - Rígido-forte
3 - Rígido-frágil 2 -Dúctil-Tenaz
1 - Dúctil-fraco
DÚCTIL/
TENAZ
BAIXO BAIXA
MODERADA/
ALTA
ELEVADA
RÍGIDO/
FRÁGIL
ELEVADO INEXISTE ELEVADA BAIXA
RÍGIDO/
FORTE
ELEVADO ELEVADA ELEVADA MODERADA
RÍGIDO/
TENAZ
ELEVADO ELEVADA ELEVADA ELEVADA

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