U 8 Metais

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Materiais de Construção Civil
U-11 Metais
Prof. Dr. Guillermo Ruperto Martín Cortés
Engenharia Civil
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Metais - construção civil
Metais ferrosos  Apresentam o metal ferro como principal componente.
Ex: Ferro fundido e aço. 
Metais não ferrosos  São metais ou ligas metálicas que não contem ferro ou se tem a quantidade é muito pequena.
Ex: Alumínio, Cobre; Chumbo, Estanho, Zinco; Latão (ligas cobre-zinco), bronze (ligas cobre-estanho), etc.
Metais ferrosos
Aços
Ferro fundido
Ferro fundido  % de C igual ou superior a 2,1%.
Aço  % de C inferior a 2,1%.
Aço de construção  % de C entre 0,2 e 0,5 %.
As propriedades do aço dependem do teor de Carbono e os elementos de liga (Cr, Si, Cu, Mn, Ni e o V) 
-Laminação a quente Chapas, perfis e barras
-Laminação a frio	  Chapas, perfis e barras
-Trefilação 		  fios e tubos 
Laminação
	- a quente
	- a frio
Trefilação
Laminação a quente
Laminação a frio
Como a deformação ocorre a temperatura ambiente os grãos não retornam a seu formato original
Ocorre encruamento
Encruamento  é o fenômeno pelo qual os metais aumentam sua dureza e resistência devido a deformação plástica (trabalho ao frio).
Aços laminados a frio  mais rígidos
Aços laminados a quente  mais moles
 Concreto protendido (CP)
Concreto
Armadura passiva 
Armadura ativa
 Concreto armado (CA)
Concreto
Armadura passiva 
Concreto armado  à associação de aço ao concreto com a finalidade de melhorar a resistência a determinados tipos de esforços. 
	Esta associação se torna possível devido à:
Boa aderência entre ambos materiais 
Similares coeficientes de dilatação térmica
Proteção contra à corrosão que o concreto proporciona a aço quando corretamente utilizado
Aços para concreto armado
NBR 7480/07
Barras ou vergalhões
arames recozidos
Estribos
Aços para concreto armado
NBR 7480/07
Classificam-se como:
Barras de aço para CA  Aços de bitola igual ou superior a 6,3 mm obtidos por laminação a quente.
Fios de aço para CA  Aços de bitola igual ou inferior a 10 mm, obtidos por laminação a frio e trefilação.
Toneladas po lote para verificação
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CA25, CA50 e CA60
CA=concreto armado
Valor característico de escoamento
CA25	 25 kgf/mm2 = 250 MPa
CA50	 50 kgf/mm2 = 500 Mpa
CA60	 60 kgf/mm2 = 600 MPa
Barras de aço
Fios de aço
Características geométricas
Barras:	
	CA25		obrigatoriamente superfície 			lisa
	CA50		obrigatoriamente nervuras 			transversais
Fios: 
	CA60 		podem ser lisos, entalhados 			ou nervurados
Aderência aço-concreto
A aderência é melhorada sensivelmente se as barras possuírem nervuras ou saliências na sua superfície. As nervuras permitem um engrenamento mecânico (encaixe) entre as barras e o concreto, criando pequenos dentes de concreto que são solicitados por corte e se opõem ao deslizamento da barra.
Comercialização barras
Em rolos nas bitolas (diâmetro nominal) até 12,5 mm
Barras retas até 12,0 metros
Montagem da armadura
Armadura montada cortada e dobrada no canteiro de obras
Ferramentas para montagem
Tesoura, maquinas de corte, serra de disco, chave de dobrar aço, dobradeira mecânica, etc.
Espaçadores
Armaduras prontas
Cuidados no armazenamento de aços
Os vergalhões nunca devem ficar em contato com o solo que pode prejudicar a aderência das barras ao concreto, nem expostos à intempérie por um período maior de 2 meses para evitar a corrosão. O material deve ficar próximo do local onde será usado (perto das bancadas de armação), separadas por bitola e coberto.
. As barras enferrujadas podem ser utilizadas para armação de concreto, independente do tempo de armazenamento, desde que a camada de ferrugem seja superficial e de pouca expressão. Se houver dúvidas, utilize instrumentos de precisão para verificar se, com a remoção da ferrugem, não houve perda no diâmetro da barra. Materiais de risco devem sempre contar com a análise de profissionais especializados - se houver margem à dúvida, antes de utilizar o aço enferrujado submeta- o à inspeção por um engenheiro.
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Os aços devem ter como mínimo referência a norma NBR 7480, identificação da sua categoria, diâmetro nominal em mm, comprimento, massa em kg ou numero de peças. 
As barras de aço só podem ser dobradas uma vez e não devem ser endereçadas. 
Evitar o aceite de barras dobradas na obra e se aceitar descartar a parte dobrada.
Para verificar o peso nominal é obtido multiplicando-se o comprimento da barra pela área de seção nominal respectiva e pelo peso específico 7,85 kg/dm3.
		comprimento da barra x área x 7,85 kg/dm3
O óxido em poca cantidad não aea a aderencia do concreto
Limpra o oxido com uma escova de metal ou lixa
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As emendas podem ser feitas por justaposição, luvas e solda
A proteção da armadura deve ter uma camada de concreto nunca menor que:
1,5 cm em lajes, vigas, pilares, arcos e paredes no interior
2, cm em vigas, pilares e arcos ao ar livre e peças em cotato com solos
Os aços são normalmente comercializados em Kg.
	Ex. uma barra de bitola 5/16’’ (8 mm) com 12 metros pesa aproximadamente 4,74 Kg. 
	Os cálculos são realizados utilizando tabelas
O óxido em poca cantidad não aea a aderencia do concreto
Limpra o oxido com uma escova de metal ou lixa
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 Concreto protendido (CP)
Concreto
Armadura passiva 
Armadura ativa
 Concreto armado (CA)
Concreto
Armadura passiva 
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Concreto protendido  é uma tecnologia que confere ao concreto maior resistência devido à introdução de uma tensão de compressão a uma peça de concreto, através de um ou mais cabos de aço tracionados.
Permite vencer vãos maiores 
Controle e redução de deformações e da fissuração
Projetos arquitetônicos ousados
Aplicação em peças pré-fabricadas
Reduz as quantidades de concreto e de aço
Lajes mais esbeltas do que as equivalentes em concreto armado: isso pode reduzir tanto a altura total de um edifício, como o seu peso e, conseqüentemente, o carregamento das fundações. 
Tipos de protensão:
Protensão com aderência inicial (pré-tração) 
	Ex: vigas pré-moldadas.
Protensão com aderência posterior (pós-tração)  Injetada uma nata de cimento na bainha para garantir a aderência.
Protensão sem aderência não é injetado cimento na bainhas, as cordoalhas escorregam dentro de bainhas plásticas engraxadas. Uso em protensão leve. 
Nata de cimento e um cimento com água vem solto
mistura cimento e água + areia grossa ate que fique no ponto de creme, tipo iogurte e esta pronto sua massa de cimento queimado 1:4 normalmente utilizada para azer piso ou conhecido comocimemto queimado
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Os aços para protensão são geralmente designados com as letras:
 CP (concreto protendido)
Fios e cordoalhas para CP são sensíveis à corrosão, devem ser armazenados em local coberto, caso molhados devem ser desbobinados e secos.
Aços para concreto protendido aços “patenting”
São fios de aço submetidos a tratamento térmico após o encruamento a frio por trefilação.
Dependendo do tipo de tratamento térmico utilizado os fios apresentam um determinado tipo de relaxação :
Alivio de tensões  relaxação normal (RN)
Estabilização  relaxação baixa (RB)
Classificação do aço CP- NBR7482-91
Os aços para CP podem ser classificados pela relaxação (RB e RN)
Designação de fios
Ex:	CP 150 RB 7 
	CP		fio para concreto protendido
	150 	Tensão nominal ruptura
		 	150 kgf/mm2 1500MPa
	RB  	relaxação baixa (estabilização)
	 7 	 	diâmetro de 7 mm
	
Classificação do aço CP – NBR7483-04
Designação de cordoalhas pode ser:
CP190 ou CP210
Ex:	CP 190 RN 12,7 
	CP		Cordoalha de sete fios para CP
	190 	Tensão nominal ruptura
		 	190 kgf/mm2 1900MPa
	RB  	relaxação baixa (estabilização)
	12,7  	diâmetro de 12,7 mm
	
Classificação do aço CP – NBR7483-04
Ex:	CP 190 RN 3x3,0
	CP		Cordoalha para CP
	190 	Tensão nominal ruptura
		 	190 kgf/mm2 1900MPa
	RB  	relaxação baixa(estabilização)
	3x3,0  	cordoalha de 3 fios e diâmetro de 			3 mm por fio
	
Cordoalhas  cabos de aço produzidos utilizando arames densos, enrolados juntos em forma helicoidal. São galvanizadas (zincagem) e são utilizadas em aplicações estais e tirantes. 
Cordoalhas engraxadas e plastificadas  características mecânicas iguais às convencionais, porém possuem em sua superfície uma camada de graxa e cada cordoalha é revestida por um plástico (PEAD). 
Cordoalhas especiais para estruturas estaiadas  produzidas com três camadas protetoras contra corrosão, fios galvanizados, recebem um filme de cera de petróleo e são encapadas na cor preta resistente a radiação UV.
Metais não ferrosos 
Alumínio (Al)
Características: leve, bom condutor, boa capacidade mecânica, difícil soldabilidade, duro.
Resistência à corrosão: formação de camada de protetora escura de óxido (péssimo efeito estético). Cuidado na aplicação em contato com outros metais.
Anodização: aumenta a proteção natural da camada de óxido, além da reflexão, brilho e resistência a ataques químicos (cimento).
Aplicações: esquadrias, janelas, telhas, chapas, lâminas, perfis extrudados, latas, eletrodomésticos.
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Cobre (Cu)
Características: relativamente pesado, excelente condutor, boa capacidade mecânica, maleável, duro.
Resistência à corrosão: exposto ao ar forma camada de óxido e carbonato (azinhavre ou camada de cor verde), venenoso, que protege o núcleo.
Aplicações: fios de energia elétrica, tubulação água – esgoto conexões 
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Zinco (Zn)
Características: relativamente leve, razoável condutor, boa capacidade mecânica.
Resistência à corrosão: quando exposto ao ar forma uma camada de óxido que o protege.
Utilizado amplamente na galvanição.
Basicamente como 
revestimento (zincagem)
Aplicações: telhas, revestimentos.
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Outros metais
Chumbo (Pb): pesado, mau condutor, boa capacidade mecânica e moldabilidade, macio. 
	– Normalmente se utiliza na formação de ligas
	– Aplicações: tubos (cuidado para utilização com água parada), tintas (secante), impermeabilização.
Estanho (Sn): relativamente leve, bom condutor, boa capacidade mecânica, maleabilidade
	– Normalmente se utiliza na formação de ligas
	– Aplicações: solda de encanador
Chumbo
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Estanho
LIGAS  mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos.
 Geralmente as ligas tem propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros. 
Latão
Liga (Cu - 95% a 60% + Zn - 5% a 40%)
Características: relativamente pesado, boa capacidade mecânica, maleável, 
Resistência à corrosão: difícil oxidação
Formação de ligas:
	– chumbo (1% a 3%): fácil trabalhabilidade
	– estanho (1%): alta resistência à água do mar
	– níquel: alta resistência mecânica
Aplicações: ferragens para esquadrias - fechos, fechaduras, dobradiças, puxadores, acessórios, metais sanitários (válvulas e torneiras), arruelas
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Bronze
Liga (Cu - 95% a 85% + Sn - 5% a 15%)
Características: relativamente leve, duro, difícil oxidação, flexível, boa capacidade mecânica
Bronze é uma liga mais dura e resistente que o latão porem é mais difícil de trabalhar.
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Aplicações: ferragens e ornatos, utilizado ainda em associação com alumínio, silício ou níquel
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Cubicagem  A barra deve ser enterrada a uma distância de 15 cm das bordas da caçamba nos 4 cantos e anotados os valores obtidos.