Aula Unidade 2 Propriedade dos materiais

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Materiais de Construção I
Profa. M.Sc. Maria Letícia C. L. Beinichis
Curso – Engenharia Civil
Unidade 2 – Propriedade dos materiais
02.01 – Propriedades dos Materiais dos materiais
02.02 – Propriedades físicas dos materiais
Conteúdo Programático
Propriedades dos Materiais
Propriedades de um corpo são as características que configuram esse corpo (1) e como ele se comporta diante de fatores externos, ou esforços (2).
As propriedades variam de material para material, sendo em alguns casos inclusive nulas. 
Propriedades dos Materiais
De maneira formal, a propriedade de um material é o tipo ou intensidade da resposta a um estímulo que este material sofre ou à ele é imposto.
As principais propriedades podem ser distribuídas nas seguintes categorias:
Mecânicas (2) 
Elétricas (1)
Térmicas (1) 
Magnéticas (1) 
Químicas (1) 
Ópticas (1) 
De degradação – corrosão, desgaste, etc. (1) 
Propriedades dos Materiais
Os materiais podem ser classificados conforme sua função, o tipo de ligação química predominante ou, a forma mais utilizada, de acordo com sua composição. Esta última classificação abrange materiais:
E ainda os compósitos!
Metálicos 
Cerâmicos
Polímeros
Propriedades dos Materiais
Os materiais metálicos são compostos por um grande número de elétrons livres o que lhe confere algumas propriedades gerais:
Bons condutores elétricos e térmicos;
Resistência mecânica moderada a alta;
Alta tenacidade;
Moderada plasticidade.
Propriedades dos Materiais
Os materiais cerâmicos são compostos por uma combinação de elementos metálicos e não metálicos. São eles as cerâmicas tradicionais e de alto desempenho, os vidros e vitro-cerâmicos e cimentos. 
Suas propriedades gerais mais comuns são:
Bons isolantes elétricos e térmicos;
Refratários;
Corpos duros e frágeis.
Propriedades dos Materiais
Os materiais poliméricos são compostos orgânicos base de carbono, hidrogênio, oxigênio e outros elementos. Podem se dividir em termo-plásticos, termo-rígidos e elastômeros.
Suas propriedades gerais mais comuns são:
Baixa densidade;
Elevada flexibilidade e facilidade de conformação;
Tenacidade;
Baixa resistência à altas temperaturas.
Propriedades dos Materiais
Os materiais compósitos (compostos) são aqueles constituídos por mais de um tipo de material. Esses materiais são projetados para melhorar as características e/ou propriedades de um dos materiais envolvidos na composição, e compostos por um elemento de reforço (fibra, placa, partícula) envolvido por um elemento denominado matriz (resina plástica, material metálico ou cerâmico).
Suas propriedades gerais variam conforme a combinação dos materiais.
Propriedades dos Materiais
Todos os materiais, independente de sua classificação, possuem algumas características gerais:
Atração: É a propriedade de a matéria atrair matéria, de acordo com a lei de atração das massas.
Desgaste: É a perda de qualidade ou de dimensões com o uso contínuo.
Divisibilidade: É a propriedade que têm os corpos de se dividirem em fragmentos cada vez menores.
Ductibilidade: É a capacidade que têm os corpos de se reduzirem a fios, sem se romperem. (a argila tem boa plasticidade e pequena ductibilidade)
Durabilidade: É a capacidade que os corpos apresentam de permanecerem inalterados com o tempo.
Dureza: É a resistência que os corpos opõem ao serem riscados.
Propriedades dos Materiais
Elasticidade: É a tendência que os corpos apresentam de retornar à forma primitiva após a aplicação de um esforço..
Extensão: É a propriedade que possuem os corpos de ocupar um lugar no espaço.
Impenetrabilidade: É a propriedade que indica não ser possível que dois corpos ocupem o mesmo lugar no espaço.
Indestrutibilidade: É a propriedade que a matéria tem ser indestrutível.
Inércia: É a propriedade que impede os corpos de modificarem, por si mesmos, seu estado inicial de repouso ou movimento.
Maleabilidade ou Plasticidade: É a capacidade que têm os corpos de se tornarem delgados até formarem lâminas, sem no entanto, se romperem.
Tenacidade: É a resistência que opõem ao choque ou percussão.
Propriedades Físicas
As propriedades físicas são aquelas que caracterizam o material, ou seja, são próprias do tipo de material ou compósito.
São elas:
Massa – quantidade de matéria do corpo (kg).
Peso – força com que a massa do corpo é atraída para o centro da Terra (kgf).
Massa específica – massa de uma substância por unidade de volume (kg/m3).
Propriedades Físicas
Massa específica
Para a massa específica supõem-se que o material seja um líquido ou substância.
Densidade absoluta – é a quantidade de massa de um objeto em uma unidade de volume (kg/m3).
Para densidade supõem-se que o material seja objeto sólido, oco ou maciço.
Densidade relativa – é a relação entre a densidade absoluta de um material e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão, por exemplo, a água. (kg/m3). 
µ - massa específica da substância
m – massa da substância
V – volume da substância
d – densidade absoluta do corpo
m – massa do corpo
V – volume do corpo
Propriedades Físicas
São elas:
Volume – quantidade de espaço ocupado pela massa de um corpo (m3).
Volume aparente – é a soma do volume de matéria e o volume de vazios entre as partículas (interior) (m3)..
Porosidade – relação entre o volume de vazios de um corpo e o seu volume (%)
A porosidade influencia algumas outras propriedades dos materiais, como sua resistência mecânica, condutibilidade térmica e acústica e permeabilidade.
p – porosidade do material
V – volume total
Vo – volume sem vazios
Propriedades Físicas
Hidroscopicidade – propriedade de ascensão dos fluidos, especificamente a água, em sentido contrário ao da ação da gravidade. (capilaridade) Quanto mais finos sãos os poros, maior é a capilaridade de um material.
Absorção – propriedade que os materiais tem de absorver e reter fluidos, em especial a água.
A – Grau de absorção do material
Ms – Massa saturada
Ma – Massa seca
Propriedades Físicas
Condutividade térmica – capacidade do material em transferir calor. Quanto mais baixa for a condutividade, mais isolante será o material.
Propriedades Físicas
Capacidade térmica – propriedade de um material em absorver o calor do seu entorno.
Resistividade elétrica – propriedade do corpo em resistir à passagem de corrente elétrica por meio dele. Em materiais metálicos e cerâmicos, quanto maior a resistividade de um corpo, menor sua probabilidade de corrosão.
 Condutividade elétrica – propriedade do corpo em conduzir corrente elétrica
Propriedades Mecânicas
São aquelas relacionadas à resistência dos corpos aos esforços à que são submetidos.
Tração
Compressão
Flexão
Torção
Cisalhamento
Propriedades Mecânicas
Todos os material se rompem ou sofrem fraturas quando submetidos a um carregamento com uma força muito elevada.
σ – Tensão (MPa, Kgf/cm²) 
F – carga aplicada na seção da peça (Kgf, N)
Ao – área da seção da peça, antes da aplicação da carga (cm², m²)
Propriedades Mecânicas
Propriedades Mecânicas
São elas:
Deformação – é uma transformação no corpo que se traduz em uma variação da distância entre dois pontos.
Material frágil – material que quebra sem deformação prévia. 
Material dúctil – material que deforma antes da quebra.
Abrasão – desgaste do material por ação do atrito entre os corpos.
Fadiga – diminuição da resistência de um corpo por ação contínua ou periódica de uma solicitação.
Propriedades Mecânicas
São elas:
Fluência – acréscimo de deformação sob tensão constante.
Estabilidade mecânica – quando ocorre a junção de 2 ou mais materiais, eles devem ter coeficientes de deformações semelhantes, para que não ocorra ruptura da peça. 
Expansão térmica – propriedade de um sólido em se contrair ou expandir quando submetido a temperaturas mais elevadas ou mais baixas.
A expansão térmica pode ocorrer no sentido linear (comprimento) ou volumétrico
Essa propriedade é particularmente importante quando se
combina 2 ou mais materiais, pois para perfeita aderência entre eles, deverão ter coeficientes de dilatação semelhantes.
Propriedades Mecânicas
São elas:
Elasticidade – recuperação da forma inicial após cessar o esforço. 
Plasticidade – não recuperação da forma após cessar o esforço (deformação permanente).
Resistência à compressão – resistência ao esforço dirigido ao interior do corpo.
Resistência à tração – resistência ao esforço dirigido ao exterior do corpo.
Resistência à abrasão – resistência ao esforço repetitivo de escorregamento de uma superfície contra outra com rugosidades diferentes e sob pressão constante.