(20160907025256)Aula 0 Introdução a MCC

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Unidade de Ensino 0:
Introdução à disciplina
Disciplina: Materiais de Construção Civil: Concreto
Curso: Engenharia Civil
Período: Noturno – 2016.2
Prof. Thiago Dias do Espírito Santo
A importância do estudo e da escolha dos 
materiais
Os materiais são elementos fundamentais de todos
os ramos da engenharia, que pode ser definida como a
profissão na qual se aplica com critério conhecimentos das
ciências matemáticas e naturais, adquirido pelo estudo,
pela experiência e pela prática, com objetivo de
desenvolver maneiras de utilização econômica dos
materiais e das forças da natureza para o benefício da
humanidade (SCHAFFER et al.,2000)
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A importância do estudo e da escolha dos 
materiais
• 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”.
• Trata-se do acoplamento, por um lado, da Ciência dos
Materiais que engloba disciplinas científicas tradicionais
(Física, Química, Matemática) e, de outro lado, com a
Engenharia dos Materiais que estuda e desenvolve processos
e aplicações dos materiais.
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A importância do estudo e da escolha dos 
materiais
• É do conhecimento dos materiais de construção que
possibilitará ao projetista escolher aquele que poderá resistir
às tensões determinadas pelos cálculos;
• Da qualidade dos materiais empregados, irá depender a
solidez, a durabilidade, o custo e o acabamento da obra;
• Conhecimento de aplicação contínua e o seu domínio pode
representar, muitas vezes, a resposta a problemas
aparentemente insolúveis ou uma grande economia na
construção.
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Exercitando...
• Primeiro caso:
Obra de prédio residencial, cuja área de estacionamento
precisa ser aumentada para que caiba mais 3 vagas.
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Exercitando...
• Segundo caso:
Obra industrial cujos pilares pré-moldados ficaram fora da
posição correta, não dando encaixe para o assentamento da
cobertura. O que fazer?
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Exercitando...
• Terceiro caso:
Residência que contem trincas na parede, do teto ao piso,
em aproximadamente 45º
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Exercitando...
• Quarto caso:
Residência possui estufamento de reboco próximo na parte
baixa da parede, com aproximadamente 1 m de altura.
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Evolução técnica em Materiais
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Evolução comparativa de pilar curto calculado pela Norma Norueguesa 
NS 3473, em igualdade de carregamento (1992) (Helland, 1988).
Propriedades dos corpos sólidos
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Dureza: é a resistência que os corpos opõem ao serem riscados;
Tenacidade: é a resistência que os corpos opõem ao choque;
Maleabilidade (ou plasticidade): é a capacidade de um corpo de se
adelgarem até formarem lâminas, sem se romperem;
Ductilidade: é a capacidade de um corpo de se redigirem a fios sem
se romperem;
Durabilidade: é a capacidade que os corpos apresentam de
permanecerem inalterados com o tempo;
Desgaste: é a perda de qualidade ou de dimensão com o uso
contínuo;
Propriedades dos corpos sólidos
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Elasticidade: é a tendência que os corpos apresentam a retornar à
forma primitiva após a aplicação de um esforço;
Estricção: é uma segunda medida da ductilidade. É a redução da área
da seção reta do corpo, imediatamente antes da ruptura (sempre
expresso em porcentagem);
Fluência: é a deformação (permanente) do material ao longo do
tempo, sob carga constante;
Esforços Mecânicos
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Tensão: é a relação entre o esforço aplicado e a área de seção
resistente. Geralmente expresso em Mpa.
Toda tensão gera uma deformação
Deformação Elástica: é reversível – desaparece quando a tensão é
removida.
Deformação Plástica: é a deformação permanente, provocada por
tensões, que ultrapassa o limite de elasticidade
Módulo de Elasticidade: é a relação entre a tensão e a deformação
unitária resultante.
Metais
Os metais são compostos de combinação de elementos
metálicos que possuem grande número de elétrons livres, não ligados
a qualquer átomo em particular, constituindo-se na denominada
ligação metálica, que se configura numa “nuvem” eletrônica como
compartilhamento dos elétrons entre átomos vizinhos.
As propriedades dos metais derivam dessa sua constituição:
bons condutores de eletricidade e de calor, muito resistentes e
deformáveis.
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Classificação dos Materiais
Cerâmicas
As cerâmicas são formadas por espécies químicas metálicas e
não metálicas, com ligações iônicas e covalentes com elétrons ligados
em posições definidas e fixas, o que lhes confere propriedades
características como resistência mecânica, até maior que a dos metais,
visto que os átomos não podem se deslocar de suas posições originais.
Por isso, apresenta baixa deformação na ruptura, o que lhes confere
fragilidade, propriedade oposta à tenacidade dos metais.
Outras propriedades derivadas de suas ligações químicas
fortes são estabilidade a altas temperaturas, resistência ao ataque
químico e isolamento elétrico.
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Classificação dos Materiais
Polímeros
Os polímeros se constituem em moléculas de cadeia longa
com grupos repetitivos que apresentam ligações covalentes,
geralmente muito fortes. Os principais elementos desta cadeia são C,
H, O, N, F e outros elementos não metálicos.
As cadeias se unem entre si por ligações secundárias (forças de
vander Waals) relativamente fracas, resultando em deslizamentos
entre si quando são aplicadas forças externas, conferindo-lhes
resistências mecânicas baixas.
Apresentam como vantagens baixo custo, baixa densidade,
facilidade de conformação em formas complexas. Em contrapartida, a
sua resistência mecânica é relativamente baixa, são de difícil reparação
e, em geral, possuem baixa resistência aos raios UV.
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Classificação dos Materiais
Compósitos
Os materiais compósitos, também denominados de materiais
conjugados ou composto, são a união de doisou mais materiais com o
objetivo de obter-se propriedades especiais não apresentadas
isoladamente pelos seus componentes ou por meio da utilização de
métodos convencionais.
Existem compósitos naturais tradicionais, como a madeira em
que a matriz e o reforço são poliméricos, assim como a madeira
compensada. No concreto estrutural, tanto a matriz à base de pasta de
cimento e os agregados são materiais cerâmicos, podendo ainda ser
utilizadas barras ou fibras de aço para aumentar a resistência à tração.
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Classificação dos Materiais
Semicondutores
Os semicondutores são materiais que tem em sua composição
principalmente o silício e o germânio, além do gálio, arsênio, cádmio e
telúrio, que formam ligações covalentes semelhantes a dos materiais
cerâmicos, podendo ser considerados como uma subclasse de
cerâmica, porque suas propriedades mecânicas são muito próximas.
Possuem características diferentes das cerâmicas quanto à tecnologia
empregada e ao nível de minituarização e de higiene e limpeza para a
sua produção.
Além das características isolantes, são muito sensíveis à
impurezas.
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Classificação dos Materiais
Biomateriais
Os biometais são empregados em implantes no corpo humano 
para substituiçãode partes danificadas, principalmente ossos. Não 
podem produzir substancias toxicas e devem ser compatíveis com os 
tecidos do corpo para não causar rejeição.
Os materiais empregados são metais, cerâmicas, polímeros, 
compósitos e semicondutores que servem para fabricar próteses.
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Classificação dos Materiais
Classificação dos Materiais segundo o 
desenvolvimento científico
• Materiais naturais: aqueles in natura com pouco ou nenhum
beneficiamento do estado em que foi coletado, como a madeira,
couro, diamante, cobre, borracha natural.
• Materiais desenvolvidos empiricamente: materiais coletados e
trabalhados ou transformados segundo a experimentação adquirida
ao longo do tempo, através de ensaio-erro. Neste grupo, destacam-
se o bronze, aço comum, ferro fundido, cerâmicas, vidro, cimento,
concreto.
• •Materiais desenvolvidos com conhecimento científico: equivalem
à aplicação das descobertas realizadas pelas pesquisas entre 1850 e
1950. Exemplos: ligas de alumínio, de titânio, de magnésio, aços
inoxidáveis, aços microligados, termoplásticos, termorrígidos,
elastômeros.
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Classificação dos Materiais segundo o 
desenvolvimento científico
• Materiais projetados: desenvolvidos a partir não mais do estudo de
sua composição, propriedades e função, e sim, ao contrário,
partindo-se de uma necessidade específica e das propriedades
requeridas para uso com dada finalidade, tiveram sua micro
estrutura projetada e construída para atender a essas necessidades.
Neste grupo, têm-se os semicondutores, materiais para reatores
nucleares, aços de ultra- alta resistência, compósitos reforçados
com fibras, ligas com memória de forma, vidros metálicos, etc.
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Materiais não convencionais
Por questões de sustentabilidade e do planeta, alguns setores
da construção têm desenvolvido projetos e utilizado materiais
ecologicamente mais corretos, além de utilizar maior quantidade de
resíduos e de materiais e produtos reciclados.
Alguns materiais ou técnicas utilizadas pelo homem há
milênios foram reintroduzidas na execução de construções para
economizar recursos e contribuir para a sustentabilidade dos
ecossistemas.
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Materiais não convencionais
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Residência construída de bamboResidência construída em taipa de pilão
Sustentabilidade na Construção Civil
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A construção civil está presente em todas as regiões do
planeta, de diferentes formas e graus tecnológicos.
• A cadeia produtiva é a atividade econômica responsável por
parcela considerável do PIB das nações
• O impacto ambiental da construção civil é proporcional ao avanço
social de uma sociedade
• A construção civil é um dos macro setores da economia que produz
bens de maiores dimensões físicas do planeta, sendo o maior
consumidor de recursos naturais em qualquer país do mundo.
Ações Sustentáveis
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• Aperfeiçoamento dos projetos para que o consumo de materiais
seja minimizado e otimizado;
• Substituição de materiais tradicionais com elevado conteúdo
energético ou descarte por outros com melhor eficiência de relação
energia/massa;
• Aumento da durabilidade dos materiais pela escolha daqueles com
melhor desempenho e maior vida útil dos sistemas ou da
construção como um todo;
• Redução da geração de resíduos e sua reutilização através de
reciclagem.
Desafios para a construção
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• Projeto: escolha de materiais recicláveis/reutilizáveis, de desmonte
fácil, com medidas padronizadas, não tóxicos e cuja fabricação exija
pouca energia;
• Construção: uso de materiais locais e reutilização de peças
aproveitáveis, construção com enfoque modular, rotulagem dos
componentes para facilitar a remoção seletiva e reciclagem,
introdução de padrões de qualidade para materiais reciclados e uso
de manuais de operação emanutenção;
• Desconstrução: novas técnicas para desconstrução e demolição
para facilitar a reciclagem e reutilização dos materiais de
construção;
• Fabricantes: maior responsabilidade para com seus produtos, do
início ao fim da linha de produção.