Aplicação de Materiais metálicos na Contrução Civil

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Aplicação de materiais metálicos na construção civil
Discentes: Araquém Oliveira
	 Aislan Oliveira
	 Lucas Pedrosa
	 Rafael Leonel
	 Roberta Souza
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1.Introdução
Metal: um elemento químico que existe como cristal ou agregado de cristais, no estado sólido. 
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Figura 01: Tipos de Metais
Fonte: www.mundoeducacao.bol.uol.com.br
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2.Características 
O metal é caracterizado pelas seguintes propriedades: 
Alta dureza;
Grande resistência mecânica;
Elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura); 
Alta condutibilidade térmica e elétrica.
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3.Obtenção dos metais
Obedece a duas fases: Mineração e Metalúrgica;
Na mineração temos a colheita do minério céu aberto ou subterrâneas, a ferro ou a fogo (mecânica ou com explosivos), e a concentração (purificação), que pode ser feita com processos mecânicos ou químicos;
Na metalurgia o metal puro é extraído do minério por um dos seguintes processos: redução, precipitação química ou eletrólise.
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Figura 02: Mineração do Ferro
Fonte: www.coladaweb.com
Figura 03: Metalurgia
Fonte: www.institutoataide.com.br
4.Ligas Metálicas
É a mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos;
Deve ter composição cristalina e comportar como metal;
Geralmente as ligas tem propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros. 
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4.1 Principais ligas metálicas
Aço;
Aço inoxidável;
Ouro de joias;
Amálgama dental;
Bronze;
Latão;
5.Propriedades Importantes dos Metais
Aparência: 
sólidos a temperaturas ambiente;
porosidade não aparente;
brilho característico, que pode ser aumentado por polimento ou tratamento químico.
Densidade:
varia bastante de uma liga para outra;
geralmente vai de 2,56 a 11,45; sendo que a platina atinge 21,30 g/mL.
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Dilatação: 
Varia entre 0,10 a 0,03 mm/m/°C.
Condutibilidade térmica:
situa-se entre 1,006 e 0,080 calorias grama/s/cm/ºC.
Condutibilidade elétrica:
De uma maneira geral, os metais são bons condutores.
O cobre é o mais utilizado e vem sendo substituído pelo alumínio por razões econômicas.
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Resistência à tração: 
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Figura 04: Diagrama tensão-deformação
Fonte: www.engenhariacivilfsp.files.wordpress.com
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De 0 a p – as deformações são diretamente proporcionais às tensões (período elástico).
De p a e – há grandes deformações, mesmo que a carga estacione ou diminua, T é limite de escoamento.
De e a A – forma-se um patamar, sendo a deformação permanente. Segue-se um
revigoramento. Tr, a tensão mais alta do ensaio, limite de resistência. A tensão não abaixou, houve estricção e a seção diminuiu.TR é a tensão da ruptura.
Resistência ao choque: 
É a resistência que o metal opõe a ruptura sob ação de uma carga instantânea.
O ensaio é feito pelo aparelho chamado Pêndulo de Charpy.
Dureza:
A ABNT adota a escala de dureza Brinell.
O aparelho Brinell é uma prensa com uma esfera de aço temperado de diâmetro D que faz penetrar no metal em ensaio com uma carga P. A esfera imprimirá uma marca com diâmetro d.
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Fadiga: 
Conforme o metal, a resistência à fadiga é bastante baixa;
 A causa da ruptura é a desagregação progressiva da coesão entre os cristais, que vai diminuindo a seção resistente.
Corrosão:
Quase todos os metais apresentam corrosão, exceção feita ao ouro e à platina;
A proteção contra a corrosão é assunto bastante complexo, devendo ser estudada para cada caso.
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6.Classificação
Os metais podem ser divididos em dois grandes grupos:
Metais não ferrosos;
Metais ferrosos.
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6.1. Metais não ferrosos
Consiste em metais que não contenham ferro em suas composições como elemento principal;
Exemplos: alumínio, chumbo, cobre, estanho e zinco.
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6.1.1. Alumínio
Características:
Força e alto ponto de fusão (660 ºC);
Baixo peso;
Alta resistência à corrosão;
Boa condutividade elétrica;
Possui a capacidade de refletir luz;
Fácil de ser processado e moldado;
Impermeável, não possui odor e não é inflamável (exceto alumínio em pó);
Possibilidade de formar ligas com propriedades variadas;
Extremamente abundante no ambiente;
100% Reciclável.
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Aplicações do alumínio:
painéis de revestimento;
fachadas envidraçadas;
estruturas de alumínio para coberturas;
estruturas de alumínio para fechamentos laterais, divisórias, forros, box;
utensílios para a construção;
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Figura 05: Cobertura de Alumínio
Fonte: www.reformafacil.com.br
Duráveis e resistentes, têm vida média acima de 40 anos.
Ele é reciclável.
Ótimo padrão de isolamento térmico e, por isso, contribui para a economia no consumo de energia elétrica.
Importante destacar também que o alumínio permite inúmeras possibilidades arquitetônicas que favorecem o melhor aproveitamento da iluminação natural.
O alumínio permite uma diversidades de formatos, designs, pelo fato de que o seu processo de transformação obtêm praticidade, produtividade num processo industrial, quando comparado com outras materiais.
6.1.2. Chumbo
Características:
É mau condutor elétrico;
É macio e maleável;
Apresenta coloração levemente azulada;
Na temperatura ambiente é sólido;
Possui ponto de fusão de 377° C;
Possui alta resistência à corrosão;
Baixa resistência à tração.
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Figura 06: Chumbo
Fonte: www.astrocosmosolar.wordpress.com
Utilização do chumbo:
Tubos e conexões para água e esgoto (em desuso);
Coberturas (impermeabilização);
Arremates e absorventes de choque.	
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Pela grande densidade é largamente utilizado no revestimento de ambientes onde são
manipuladas substâncias radioativas
6.1.3. Cobre
É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada,  dúctil e  maleável;
Apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela da prata. 
Fundido com o estanho, originou uma liga extremamente dura e resistente: o bronze.
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Figura 07: Cobre
Fonte: www.wikipedia.org
Tubos de cobre:
Os tubos de cobre são muito resistentes para condução térmica e elétrica, sendo amplamente utilizados na construção civil e em aparelhos compressores, ar-condicionado, sistemas de refrigeração, instalações de gás e conexões elétricas.
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Figura 08: Fios de Cobre
Fonte: www.bronmetal.com
Apresentam grande resistência química, mecânica e à corrosão, também possui excelente condutibilidade térmica e elétrica e permite fácil manuseio e soldagem.
Atualmente, a condutibilidade elétrica e térmica do metal, sua ductibilidade e maleabilidade,
bem como a resistência mecânica de suas ligas, são vastamente exploradas por
praticamente todos os ramos da indústria.
Tubos de cobre sem costura: tubos feitos para descarga de água, tanques, interligações de água em alta temperatura, sistemas de proteção contra incêndio, equipamentos hidráulicos, entre outros.
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Figura 09: Tubos de Cobre
Fonte: www.rwengenharia.eng.br
6.1.4. Bronze
É uma liga metálica, formada por  cobre e estanho.
A mistura de cobre e estanho para produzir o bronze é da ordem de 90% de cobre e 10% de estanho.
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Figura 10: Bronze
Fonte: www.dubronzemetais.com.br
Os principais objetivos para a produção do bronze são:
aumento da dureza (resistência a risco);
alto ponto de fusão;
aumento da tenacidade (resistência mecânica);
aumento da ductilidade (capacidade de ser transformado em fios);
aumento da resistência à corrosão;
excelente condutor de calor e eletricidade;
grande capacidade de acabamento, sendo facilmente polido.
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Bronze na Construção civil:
É utilizado em tubos flexíveis, válvulas industriais, torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, além da confecção de metais sanitários, ferragens (fechaduras, dobradiças, fechos, puxadores), entre outros.
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Figura 11: Válvulas de Bronze
Fonte: www.tubosabc.com.br
Uma das principais propriedades é a elevada resistência ao desgaste por fricção, o que faz do bronze um material amplamente usado em mancais de deslizamento.Utilizado em ferragens e
ornatos, bem como em máquinas, pela sua capacidade de deslizar, com baixo coeficiente de
atrito sobre o aço, dispensando até lubrificação.
6.1.5. Estanho
Raramente usado puro;
Solda de Encanador: Liga chumbo-estanho que funde a 240ºC, sendo que a proporção que resulta em melhores resultados práticos é 66/34% chumbo-estanho. Utilizada na montagem dos encanamentos de cobre e emendas de calhas e condutores feitos em chapa de aço galvanizado. 
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Figura 12: Estanho
Fonte: www.rondoniadinamica.com
6.1.6. Zinco
Características:
ponto de fusão baixo (420°C);
condutividade térmica razoável;
pequena dureza;
boa maleabilidade, sendo, assim, um metal com facilidade de moldagem e de conformação mecânica;
possui boa resistência à corrosão quando exposto ao ambiente atmosférico, sendo, contudo, reativo com ácidos (como clorídrico e sulfúrico).
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Figura 13: Zinco
Fonte: www.engenhariasustentavel.org.br
O zinco é empregado na fabricação de ligas metálicas, como o latão; além de ser utilizado na produção de telhas e calhas residenciais;
O zinco é, ainda, utilizado como metal de sacrifício para preservar o ferro da corrosão em algumas estruturas e na produção de pilhas secas.
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Figura 14: Telha de Zinco
Fonte: www.construindodecor.com.br
Bastante resistente a corrosão eletroquimica
6.1.7. Titânio
O titânio é um metal de brilho prateado, mais leve do que o ferro, quase tão forte quanto o aço, e quase tão resistente à corrosão como a platina.
Aproximadamente 95% de todo o titânio é consumido na forma de dióxido de titânio (TiO2), um pigmento permanente intensamente branco.
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Utilização:
O dióxido de Titânio é utilizado na fabricação de tintas refletores de radiação infravermelha.
Titânio também é usado na fabricação de argamassa. 
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Apesar do elevado custo, a excelente resistência à corrosão atmosférica, elevada resistência mecânica e baixa densidade tornam o titânio e suas ligas metais naturalmente interessantes para aplicações na construção civil. A maior utilização tem sido, como já foi referido, em revestimentos de fachadas de edifícios, devido não só à sua excelente resistência à corrosão como aos efeitos estéticos que pode permitir, mas também em telhados/coberturas, painéis, revestimentos protectores em portos marítimos, tubagens, esculturas e monumentos.
6.2. Metais ferrosos
São ligas de ferro e carbono. 
A rigor, possuem uma porcentagem de ferro superior a 90% e uma porcentagem máxima de carbono de 5%.
Os metais ferrosos mais comuns são o aço e o ferro fundido.
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6.2.1. Aço
Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. 
Aços com baixo percentual de carbono (menos de 0,25%) não apresentam dureza considerável, além de não poderem ser tratados termicamente.
Aços com percentual médio de carbono (0,25% até 0,6%) são mais resistentes, porém menos dúcteis.
Por último, os aços com elevado percentual de carbono (a partir de 0,6%) demonstram maior resistência e consequentemente maior dificuldade de serem transformados em fios.
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Características:
Durabilidade
Maleabilidade
Elasticidade.
Resistência
Condutividade térmica
Resistência à corrosão
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Figura 15: Barras de Aço Cromado
Fonte: www.solucoesindustriais.com.br
Vantagens da utilização:
Prazo de execução;
Arquitetura;
Área de utilização;
Retrofit;
Construções mistas;
Diminuição no peso das cargas estruturais;
Sustentabilidade;
Garantia de Qualidade e Segurança;
Valor econômico;
Espaço de Trabalho.
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Utilização:
A estrutura metálica pode ser utilizada em grandes, médias e pequenas construções; como: pontes, viadutos, escadas, estruturas, fundações, pilares.
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Figura 16: Estrutura de Aço
Fonte: www.techne.pini.com.br
Figura 17: Concreto Armado
Fonte: www.alemdainercia.wordpress.com
As características de homogeneidade, tenacidade e resistência do aço o inserem como material de construção, buscando resolver a questão mais básica da engenharia:
executar o melhor projeto pelo menor custo.
6.2.2. Ferro Fundido
É uma liga de ferro-carbono que contém de 2 a 4,5% de carbono. O ferro fundido é obtido diminuindo- se a porcentagem de carbono do ferro gusa.
O ferro fundido tem na sua composição maior porcentagem de ferro, pequena porcentagem de carbono, silício, manganês, enxofre e fósforo.
Pode ser: Cinzento, Branco, Mesclado, Nodular ou de Grafita Compactada.
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Conclusão
A importância da utilização de metais na construção civil;
Diversas vantagens graças a suas propriedades;
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Bibliografia
http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/CesarCanata.pdf
http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/cobre-ocorrencia-obtencao-industrial-propriedades-e-utilizacao.htm
http://www.termomecanica.com.br/default.asp?p=o-cobre
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Bibliografia
http://energiasrenovaveisif.wordpress.com/author/energiasrenovaveisif
http://coral.ufsm.br/decc/ECC8058/Downloads/Aco_na_Construcao_Civil_CSN.pdf
http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/aco/processo--etapas.asp
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Bibliografia
http://www.infoescola.com/industria/fabricacao-de-aco/
http://www.hydro.com/pt/Aluminio/A-Hydro-no-Brasil/Sobre-o-aluminio/Por-que-o-aluminio/Propriedades-fisicas/ 
http://www.alcoa.com/brasil/pt/info_page/construcao_civil.asp 
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Bibliografia
http://www.brasilengenharia.com.br/reportconstrucao539.htm 
http://construfacilrj.com/o-uso-do-aluminio-na-construcao-civil/#.UdL_DvmG1Io 
http://www.dnaaluminio.com.br/aluminio-vantagens.php
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