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Aluno: Pedro Ramur Goulart Disciplina: Ciência dos Materiais Turma: 1ENG32D (noite) Título: Materiais Compósitos (Concreto Armado) Índice Introdução Conceitos Básicos dos materiais compósitos direcionado ao Concreto Armado. Estrutura básica dos matérias que compõem o concreto armado. O Concreto Armado 4.1- O Cimento 4.2- O Aço Considerações Finais Bibliografia Introdução Esse trabalho tem como objetivo abordar o material compósito “Concreto Armado” desde a estrutura básica dos materiais que o compõe até o material final. Antes de tudo, vale citar que o concreto armado possui grande importância para a construção civil no Brasil, sendo ele a base para praticamente todas as construções. Em um resumo histórico breve, o concreto armado já era conhecido pelos romanos e aplicado em suas construções. Em meados de 1796, tendo seus primeiros aperfeiçoamentos e assim seguindo as evoluções e aperfeiçoamentos do concreto armado até os dias de hoje. Conceitos Básicos dos materiais compósitos direcionado ao Concreto Armado. São constituídos por dois materiais ou mais e tendo como características principais: os materiais não serem solúveis entre si, serem compatíveis quimicamente e possuírem propriedades mecânicas complementares. O próprio concreto armado que é composto de Matriz Cerâmica e Matriz Metálica. Estrutura básica dos materiais que compõem o Concreto Armado. O concreto armado é composto basicamente de duas Matrizes: 3.1- Cerâmica: o cimento. Características básicas da matriz cerâmica direcionada ao cimento: É composta de argila e calcário. Possuindo a matriz cerâmica ligações iônicas como principais e/ou covalentes. Microestrutura cristalina complexa ou microestrutura vítrea (amorfa). Alta rigidez, alta dureza. Quimicamente estáveis e no caso do concreto armado, muito resistente a ambientes severos de acordo com cada tipo de cimento. Alto ponto de fusão que com isso lhes confere alta resistência a elevadas temperaturas. Mau condutor elétrico e de calor. Baixa resistência a forças de tração (atualmente estão em desenvolvimento aditivos para o cimento em que altera sua plasticidade). 3.2- Metálica: o aço das armaduras. Características básicas da matriz metálica direcionada ao concreto armado: 2.1- Ligações atômicas metálicas (compartilhamento de elétrons livres) 2.2- Microestrutura cristalina CCC ou CCF (dependendo do tratamento seja abaixo, no limite ou acima da temperatura crítica de fusão). 2.3- Alta plasticidade (ductibilidade que também varia de acordo com o tratamento térmico que sofre o aço e a sua aplicação). 2.4- Resistência a deformações por forças de tração e compressão. 2.5- Tenacidade (alta resistência a trincas). 2.6- Suscetível a corrosão (ativa quimicamente). O Concreto armado. 4.1- O cimento. Como já citado acima, o concreto armado é composto de matriz cerâmica e matriz metálica. É importante citar que no Brasil o cimento Portland é o mais utilizado nas construções e tendo 2 processos básicos em sua fabricação. O cimento Portland é composto de diversos materiais cerâmicos de acordo com cada tipo e aplicação e seu processo básico de fabricação sendo como o descrito abaixo: São dois processos distintos que são realizados para obter 2 materiais que compõem o cimento portland: O clínquer portland e a pozolana Processo de Fabricação do Clínquer Portland Após a extração, o calcário é britado e secado até se obter no máximo de 2% de umidade. São adicionados ao calcário, areia e outros materiais cerâmicos que são analisados quimicamente e misturados de maneira proporcional a se obter um composto conhecido como farinha. A farinha é submetida a um processo de homogeneização por ar comprimido e logo após estocada em silos. Após estocagem, a farinha é posta em um forno rotativo e submetida a uma temperatura aproximada de 1450° C e o produto final obtido é conhecido como clínquer Portland. São as responsáveis pela dosagem dos materiais componentes do concreto (MCC's) e sua transferência para o caminhão betoneira. Neste tipo de central, a mistura e a homogeneização do concreto são feitas no próprio caminhão, antes de prosseguir para a obra. Processo de fabricação da Pozolana. Coloca-se a argila in natura em forno rotativo e submetendo a uma temperatura de aproximadamente 750° C. Após esse processo se obtém a argila calcinada conhecida como pozolana. Processo final: a fabricação do cimento portland. Mistura-se o clínquer e a pozolana, juntamente com gesso e são moídos em proporções controladas para se obter o cimento Portland. Tabela de Composição dos cimentos Portland Cimento Portland (ABNT) Tipo Clínquer + Gesso (%) Escória siderúrgica (%) Material pozolânico (%) Calcário (%) CP I Comum 100 - - - CP I - S Comum 95-99 1-5 1-5 1-5 CP II - E Composto 56-94 6-34 - 0-10 CP II - Z Composto 76-94 - 6-14 0-10 CP II - F Composto 90-94 - - 6-10 CP III Alto-forno 25-65 35-70 - 0-5 CP IV Pozolânico 45-85 - 15-50 0-5 CP V - ARI Alta resistência inicial 95-100 - - 0-5 Segue abaixo tabela de classificação do cimento Portland de acordo com os tipo s e utilização. 4.2- O Aço O aço para concreto armado é composto basicamente da liga ferro-carbono que na prática é umas das mais versáteis ligas metálicas permitindo diversos tipos de tratamento. O aço para construção civil possui 2 divisões de classificação de acordo com seu processo de fabricação: Aços tipo A Processo de fabricação por laminação a quente e sem deformação a frio posteriormente ou por laminação a quente com trabalho a frio (encruamento). São fabricados com diâmetro nominal igual ou maior a 5mm ao qual são denominados barras de aço. Aços tipo B São fabricados pelo processo de laminação a quente e com posterior trabalho a frio (trefilação, estiramento ou processo equivalente). São fabricados com diâmetro nominal de 5,0mm; 6,3mm; 8,0mm; 10,0mm e 12,5mm. São denominados fios de aço. Informações adicionais importantes: As barras de aço de diâmetro nominal igual ou superior a 10 mm deverão apresentar marcas de laminação, identificando o produto e a categoria do material. As de diâmetro nominal inferior a 10 mm e os fios serão identificados por cores, (pintura do topo). As barras e fios de aço também são classificados em categorias de acordo com seu potencial de escoamento. A unidade de medida dessa classificação é de Kgf/mm² e as classificações divididas em Aço CA 25; CA 40; CA 50 ou CA 60. Considerações Finais O concreto armado é um material compósito essencial a construção civil brasileira e sendo a união de duas matrizes, cerâmica que possui grande resistência as forças de compressão e a metálica que possui grande resistência a forças de tração, sendo assim, formando um material compósito de grande resistência as duas forças que uma edificação está mais exposta. Bibliografia: Matéria de aula. Internet www.ct.ufpb.br/dec/material/.../ESTRUTURASDECONCRETOI.doc http://www.ecivilnet.com/artigos/cimento_portland_composicao.htm http://www.portaldoconcreto.com.br/index.php?lingua=1&pagina=aco http://boardriding.br.tripod.com/index4.html http://cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_22/aco.html 6
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