Aço na construção civil

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Aço 
Disciplina: Ciências dos Materiais 
Professora: Maria Elane 
Introdução 
 Aço é uma liga metálica composta principalmente de 
ferro e de pequenas quantidades de carbono 
 Em torno de 0,002% até 2% 
 Os aços estruturais para construção civil possuem 
teores de carbono da ordem de 0,15% a 0,35% 
 Entre outras propriedades, o aço apresenta 
resistência e ductilidade 
 Muito importantes para a Engenharia Civil 
Introdução 
 % de Carbono presente nos produtos: 
 
 0,15 a 0,40 % - Arames, chapas, aço CA-50 
 
 0,40 a 0,60 % - Cabos de aço, engrenagens, peças forjadas 
 
 0,60 a 0,70 % - Peças forjadas, trilhos, engrenagens 
 
 0,70 a 1,20 % - Aços p/ concreto protendido, molas, serras 
 
 1,20 a 2,00 % - Ferramentas de corte 
Introdução 
 
Matéria prima 
 Para a obtenção do aço são necessárias basicamente 
duas matérias-primas: 
 Minério de ferro e carvão mineral (coque) 
 
 
 
 
 
 Fundentes (são argilas calcárias) 
 Funcionam também como corretor de Ph 
 São sinterizados em um equipamento chamado alto-forno, 
sob temperaturas da ordem de 1500 ºC 
Matéria prima 
 O produto do alto-forno, o ferro-gusa, tem um teor 
excessivo de carbono (Fe ±4% de C) 
 Torna a liga um metal de alta resistência mecânica e frágil 
quando sólido, chamado de ferro-fundido 
 O processo de obtenção denomina-se siderurgia, 
que começa com a chegada da matéria prima e vai 
até o produto final a ser utilizado no mercado 
 
Produção do aço sem resíduo 
 Matéria prima 
 Passa por um processo de redução 
 Refino 
 Pode ser feito alto forno que produz o ferro gusa 
 Direto que produz o ferro esponja 
 Refino do Ferro gusa 
 Aciaria: conversor 
 Acontece o processo de oxidação através da injeção de oxigênio no ferro 
gusa e então obtêm-se o aço 
 A redução de carbono < 1,67% 
 Refino do ferro esponja 
 Reator 
 Monóxido de carbono e hidrogênio reage com o minério (~950ºC) 
 É altamente metalizado 
 Conformação mecânica 
 
Produção do aço com resíduo 
 Matéria prima 
 Passa por um processo de separação do resíduo 
 Refino 
 Resíduo + cal + ferro gusa ou ferro esponja 
 Aciaria: forno elétrico 
 Acontece o processo de fusão (~1700ºC) + injeção de oxigênio, 
obtêm-se o aço 
 Refino secundário 
 Panela 
 Ajustar a temperatura e composição química 
 Conformação mecânica 
 
Produção do aço 
 Conformação 
 Lingotamento contínuo 
 Resfriamento 
 Através de moldes 
 Transforma-se em tarugos: são cortados em dimensões para o 
processo de laminação 
 Laminação 
 Processo contínuo de conformação mecânica 
 Tarugos são esquentados novamente (~1200ºC) para permitir a 
laminação a quente 
 São conformados com o acabador no produto que se deseja 
 São resfriadas e cortadas (até 12m) 
 
 
Produção do aço - esquema 
 
Produção do aço 
 
Aço para concreto armado 
 O aço para a Engenharia Civil deve apresentar 
resistência e ductilidade 
 Como o concreto simples apresenta pequena 
resistência à tração e é frágil, é altamente conveniente 
a associação do aço ao concreto, obtendo-se o 
concreto armado 
 NBR 7480 /2007 – Aço destinado a armaduras para 
estruturas de concreto armado – Especificação 
 
Aço para concreto armado 
 Os aços para concreto armado tem 2 classes : 
 1º: Os laminados a quente ou de dureza natural: 
 Com escoamento definido, caracterizado por patamar no 
diagrama tensão x deformação, deformado ou forjado a 
quente 
 Ex.: CA-25 
 Superfície lisa 
 Ex.: CA-50 
 Contando com mossas ou 
saliências (2mm) para 
aumentar a aderência 
 
Aço para concreto armado 
 2º: Os laminados à frio ou encruados: 
 Com resistência de escoamento convencional, definida por 
uma deformação permanente de 0,2 %, encruado por 
deformação a frio 
 Ex.: CA-60 
 Superfície lisa ou regosa 
 
Aço para concreto armado 
 Os algarismos numéricos nas siglas indicam a 
resistência de escoamento do aço à tração fy em 
kgf/mm² 
 Por exemplo: CA-50 
 CA = concreto armado 
 50 = 50 kgf/mm² (500 MPa) 
 
Aço para concreto armado 
 CA 25 
 Menos utilizado na construção civil 
Aço para concreto armado 
 CA 50 
 Mais utilizado na construção civil 
Aço para concreto armado 
 CA 60 
 Pode ser utilizado na construção civil juntamente com CA 
50 
Aço para concreto armado 
 Os aços para concreto armado devem obedecer aos 
requisitos: 
 Ductilidade 
 Valor elevado da relação entre limite de resistência e limite 
de escoamento 
 Soldabilidade 
 Resistência razoável a corrosão 
 
 
 
Aço para estrutura de construção civil 
 Uso na construção civil 
Aço para estrutura de construção civil 
 Uso na construção civil 
Aço para estrutura de construção civil 
 Uso na construção civil 
 
Princípios da corrosão 
 A corrosão do aço dentro do concreto ocorre devido a 
reação química 
 Essa oxidação é denominada corrosão generalizada, pois 
dá-se numa região 
 Reduzindo a seção transversal da barra 
 Se houver ruptura esta é do tipo dúctil 
 Na corrosão generalizada, a formação de óxidos só é 
possível nas seguintes condições: 
 A água geralmente está presente no concreto em quantidades, 
principalmente nas regiões da obra expostas à intempérie. Como 
certos componentes do cimento hidratado (CaO), que é solúvel 
em água, forma nos poros e capilares uma solução saturada desse 
produto 
Princípios da corrosão 
 Na corrosão generalizada, a formação de óxidos só é 
possível nas seguintes condições: 
 Diferença de composição química do aço 
 Solicitações mecânicas diferentes no concreto 
 Diferenças de aeração devido à maior ou menor 
compacidade do concreto 
 Elementos agressivos contidos ou absorvidos pelo concreto 
 Entre eles podemos citar os íons sulfatos (SO4), os íons cloro (Cl ¯) e 
o CO2 agressivo 
 
Princípios da corrosão 
 Uma das vantagens do concreto armado é que ele 
pode, por natureza e se bem executado proteger a 
armadura da corrosão 
 Essa proteção se baseia no impedimento da formação 
de íons de ferro, pelo motivo: 
 Proteção física – Um bom cobrimento das armaduras, com 
um concreto denso e compacto, garante proteção do aço ao 
ataque de agentes agressivos externos 
 Ex: poluição atmosférica, águas residuais, águas industriais, 
dejetos orgânicos, etc 
Princípios da corrosão 
 Fica claro portanto que a corrosão do aço de 
estruturas de concreto está diretamente relacionada 
à qualidade de execução da peça estrutural 
 Qualidade que começa no projeto estrutural e 
encontra seu ápice na seleção dos materiais e 
controle da execução