201488_165940_Qu%c3%admica+aplicada+aos+materiais+de+constru%c3%a7%c3%a3o+civil+5f+-+Aula+1

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Química Aplicada aos Materiais de 
Construção Civil - 2014/2 
 
Professor: Felipe A. L. Sánchez 
Informações iniciais 
Apresentação do professor... 
2 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Caracterização da atividade acadêmica 
Disciplina: 060050 - Química Aplicada à Materiais de Construção Civil 
Ano/semestre: 2014/2 
Créditos acadêmicos: 4 
Horas aula: 60.00 
Área temática: QUIMICA - Química 
Organização acadêmica: Engenharia - Habilitação Engenharia Civil Noturno 
Competências 
-Identificar os materiais aplicados na Engenharia Civil, suas composições, 
propriedades e usos; 
-Relacionar a estrutura química dos materiais com o tipo de processamento, com as 
propriedades mecânicas e de durabilidade e com a performance na aplicação; 
-Conhecer a composição dos materiais aplicados na Construção Civil; 
-Testar estes materiais experimentalmente. 
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Caracterização da atividade acadêmica 
Conhecimentos 
-Introdução a Ciência dos Materiais; 
-Materiais empregados na Engenharia Civil e suas interações químicas; 
-Estruturas cristalinas e amorfas; 
-Materiais cerâmicos: composição química e propriedades das cerâmicas brancas e 
vermelhas, vidros, Cimentos Portland; 
-Pozolanas e escórias: origem, composição, propriedades e aplicações; 
-Corrosão; 
-Polímeros; 
-Tintas e asfaltos. 
4 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Caracterização da atividade acadêmica 
Metodologias, técnicas e recursos de ensino e aprendizagem 
-Aulas expositivas; 
-Aulas de laboratório; 
-Atividades em grupo; 
-Listas de exercícios. 
Metodologias, técnicas e recursos de avaliação 
-Seminários (apresentação de trabalhos); 
-Provas individuais; 
-Participação de aulas práticas e execução das atividades; 
 
5 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Caracterização da atividade acadêmica 
Bibliografia básica 
INO, Akemi et al.; ISAIA, Geraldo Cechella (Editor). Materiais de construção civil e 
princípios de ciência e engenharia de materiais. Editora Ibracon, São Paulo, 2007, vol 1 
e 2. 
CALLISTER, W. Jr. Ciência e Engenharia dos Materiais. Uma Introdução. Rio de Janeiro: 
Editora LTC, 8ed. 2012. 
MANO, E. B. Polímeros como Materiais de Engenharia. São Paulo, Editora Blücher, 2003. 
6 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Caracterização da atividade acadêmica 
Bibliografia complementar 
PASSUELO, Alexandra et. all; ISAIA, G. C. Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizações. 1 ed. 
UFSM. Ibracon, 2005, v. 2, p. 1391-1412. 
CANEVAROLO, V. Jr. Técnicas de Caracterização de Polímeros. São Paulo: mm ed., 2004. 
VAN VLACK, L. H. Princípios de Ciências dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, 2004. 
Artigos técnicos e científicos quando fornecidos pelo professor. 
7 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Caracterização da atividade acadêmica 
Condições de Aprovação 
GF igual ou superior a 6,0 (seis) e, no mínimo, 75% de frequência 
Obs. I: as turmas regulares de 60 horas-aula possuem 3,16 horas-aula por semana. Em 
consequência, o aluno que se ausentar em cinco aulas terá 15,8 horas-aula de falta e, 
portanto, terá frequência inferior a 75%. Dessa forma, recomenda-se aos alunos a que 
não faltem a mais do que 4 encontros a fim de alcançarem a frequência mínima para 
aprovação. 
Obs. II: GF = (GA x 0,33) + (GB x 0,67) 
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Plano de aulas 
Aula Data Atividade prevista 
1 07/08 Apresentação da disciplina – Introdução à ciência dos materiais 
2 14/08 Estrutura atômica – conceitos elementares 
3 21/08 Ligações químicas dos materiais (tipos e características) 
4 28/08 Estrutura cristalina dos materiais 
5 04/09 Teste Grau A (valor 2,0/10) 
6 11/09 Prática de laboratório 1 (valor 2,0/10) - Cerâmicas 
7 18/09 Microestrutura e propriedades 
8 25/09 Relação Estrutura vs. Propriedade dos materiais 
9 02/10 Prova individual Grau A (valor 6,0/10) 
10 09/10 Divulgação e discussão dos resultados das avaliações do Grau A 
11 16/10 Materiais metálicos: composição química e propriedades de 
aços, ferros fundidos e ligas não ferrosas 
9 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Plano de aulas 
Aula Data Atividade prevista 
12 23/10 Materiais cerâmicos: composição química e propriedades de 
cerâmicas brancas e vermelhas, vidros e cimentos. 
13 30/10 Materiais poliméricos: composição química e propriedades 
dos principais polímeros commodities, tintas e asfaltos. 
14 06/11 Prática de laboratório 2 (valor 1,8/10) - Polímeros 
15 13/11 Atividade avaliada em aula (valor 1,2) 
16 20/11 Princípios de eletroquímica e corrosão 
17 27/11 Prova individual Grau B (valor 7,0/10) 
18 04/12 Aula síntese do semestre – divulgação dos resultados Grau B 
19 11/12 Prova Grau C (valor 10/10) 
10 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
11 
O que são materiais? 
Materiais são substâncias com propriedades que as 
tornam úteis em máquinas, estruturas, dispositivos e 
produtos. 
Devemos levar em consideração aquelas substâncias 
que venhas a se tornar parte de dispositivos, estruturas 
e produtos feitos pelo Homem, mesmo que utilizados 
no estado primitivo. 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
12 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
13 
MATERIAIS 
Uma definição clássica: “Matéria utilizada em aplicações práticas/industriais” 
Como, por exemplo: 
 estrutural 
 artefatos 
 motores/turbinas 
 conversão de energia 
 catalisadores 
 sensores 
 biomédica 
 vestuário 
 etc... 
Fonte: http://www.instituteofmaking.org.uk/assets/_images/materials-library-labels.jpg 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
14 
EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
•Correlação entre elementos ESTRUTURAIS e PROPRIEDADES dos 
materiais. 
•A compreensão destas relações permitiu o desenvolvimento dos 
materiais visando aplicações específicas. 
•O desenvolvimento de novas tecnologias e/ou a otimização de 
tecnologias existentes tem estado intimamente associado com a 
acessibilidade aos materiais adequados 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
15 
MATERIAIS 
• são parte integrante da vida humana; 
•utilizados desde os primórdios das grandes civilizações; 
• seu conhecimento definiu diversas idades da história 
(idade da pedra, do bronze, do ferro...) 
Últimos 100 anos 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
16 
EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
17 
EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
18 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS Investiga as relações existentes 
entre as estruturas e as 
propriedades dos materiais 
Nos diferentes níveis de 
ESTRUTURA: 
- Atômica 
- Cristalina 
- Microscópica 
- Macroscópica 
Noção de PROPRIEDADE: 
- Quando em uso, os materiais 
estão expostos a estímulosexternos (carregamento, radiação, 
campo elétrico, etc...) 
- A propriedade do material define 
o tipo e intensidade da resposta a 
este estímulo 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
19 
EN
G
EN
HA
RI
A 
DE
 M
AT
ER
IA
IS
 
Baseada nas relações estabelecidas pela Ciência dos Materiais, projeta-se 
a estrutura de um material para produzir um conjunto de propriedades 
ESTRUTURA PROPRIEDADES 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
EN
GE
N
HA
RI
A 
CI
VI
L 
A
PL
IC
A
Ç
Ã
O
 E
SP
EC
ÍF
IC
A
 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
20 
MATÉRIA-PRIMA BÁSICA 
metal, papel, cimento, fibras, 
produtos químicos 
SUCATA 
ou 
RESÍDUOS 
MATÉRIA-PRIMA BRUTA 
carvão, minérios, madeira, petróleo, 
rochas, plantas, argila, etc. 
MATÉRIA-PRIMA INDUSTRIAL 
Ligas metálicas, tecidos, blocos, 
chapas, cerâmicos, plásticos 
BENS DE CONSUMO 
carros, pontes, relógios,prédios, 
equipamentos, máquinas, etc... 
Transformação ou 
reprocessamento 
Uso e desempenho 
em serviço 
Fabricação ou 
 Montagem 
Extração, Refino, 
Processamento... 
Prospecção, Mineração, 
Colheita... 
Ciências e 
Engenharia do 
meio ambiente 
Ciência e 
Engenharia de 
Materiais 
aplicados na 
Engenharia 
A TERRA 
Descarte 
Reciclagem 
CICLO GLOBAL DOS MATERIAIS 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
21 
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DA 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS 
Projetos de diversas áreas da engenharia ficarão, em algum momento, expostos 
a problemas que envolvam materiais. 
Por exemplo, na engenharia mecânica, elétrica, civil ou química, muitas vezes o 
problema consiste na escolha do material correto dentre os milhares de 
materiais disponíveis, tendo em vista as condições de serviço do componente. 
Raramente um material possui simultaneamente a combinação ideal de 
propriedades exigidas, sendo necessário abrir de uma característica por outra. 
COMPROMISSO ENTRE AS PROPRIEDADES EXIGIDAS 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
22 
OBJETIVOS GERAIS 
• ampliar os conhecimentos dos materiais disponíveis 
• entender seu comportamento em geral e seu POTENCIAL de 
utilização 
• reconhecer os efeitos do meio e condições de serviço 
• fornecer subsídios para compreender o comportamento de materiais 
em serviço 
⇒ seu potencial e limitações de utilização em função das condições de 
serviço e do meio 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
23 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS POR 
DIFERENTES CRITÉRIOS 
Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
24 
CLASSIFICAÇÃO ELEMENTAR DOS MATERIAIS 
Pelo estado fundamental dos agrupamentos fundamentais*: 
SÓLIDOS - LÍQUIDOS – GASES 
a) ENERGIA CINÉTICA >>> ENERGIA PONTECIAL = agrupamentos elementares estão pouco ligados 
entre sí, permitindo uma livre movimentação, gerando substâncias de baixa densidade com moléculas 
sem forma e volume. 
b) ENERGIA CINÉTICA ~ ENERGIA PONTECIAL = agrupamentos elementares ainda apresentam um 
certo grau de liberdade de movimentos, porém mantendo-se relativamente próximos uns dos outros. 
Substâncias com relativa alta mas não adquirem forma devido à mobilidade dos agrupamentos. 
GA
SE
S 
LÍ
Q
U
ID
O
S 
c) ENERGIA CINÉTICA <<< ENERGIA PONTECIAL = agrupamentos elementares não possuem liberdade 
de movimento de longa distância, estão o mais próximo uns dos outros. Além de elevada densidade 
estes sistemas apresentam forma definida. 
SÓ
LI
DO
S 
*OBS: AGRUPAMENTOS ELEMENTARES= MENOR UNIDADE NECESSÁRIA PARA 
DESCREVER UM SISTEMA FÍSICO (ex.: átomo, molécula ou íon) 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
25 
 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS POR DIFERENTES CRITÉRIOS 
Aplicações pela indústria 
METÁLICOS, CERÂMICOS, POLÍMEROS E COMPÓSITOS 
Pelo grau de desenvolvimento tecnológico 
NATURAIS, EMPÍRICOS, DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E 
PROJETADOS 
Morfologia estrutural 
MONOESTRUTURADOS, RECOBRIMENTOS, GRADIENTE E 
ALEATÓRIO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
26 
APLICAÇÕES PELA INDÚSTRIA 
Metálicos Cerâmicos Poliméricos Compósitos 
Cobre 
Ferro fundido 
Ligas de aço 
Alumínio 
Cimentos 
Vidros 
Tijolos 
Refratários 
Polietileno 
Nylon 
Resina epóxi 
PET 
Concreto 
Fibra de vidro/resina 
poliéster 
Nanotubos de 
carbono/epóxi 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
27 
 
 
 
Naturais Empiricamente 
desenvolvidos 
Desenvolvimento 
científico 
Materiais 
projetados 
Utilizados como 
se encontram na 
natureza 
 a ciência no 
desenvolvimento 
dos materiais 
Adquirido por 
percepções 
fabricados com grau 
de conhecimento 
elevado e requisitos 
especificados 
PELO GRAU DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
28 
EXEMPLO DE MATERIAL PROJETADO: 
Amostras de óxido de alumínio (Al2O3) com características 
estruturais diferentes e, consquentemente, propriedades 
distintas. 
Porosidade: ~ 3% 
Porosidade: < 0,3% 
PELO GRAU DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
29 
 
 MORFOLOGIA ESTRUTURAL 
Monoestruturados Recobrimentos Gradiente 
material 
Composição 
aleatória de 
diferentes materiais 
único 
conjunto de 
propriedades 
propriedades da 
superfície diferente 
 das do corpo 
multicamadas 
com gradiente 
 de propriedades 
 
reforço por 
segunda fase 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
30 
TIPOS DE MATERIAIS 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PELA INDÚSTRIA 
AS DIFERENTES 
PROPRIEDADES EXISTENTES 
NOS MATERIAIS SÃO 
DETERMINANTES PARA SUA 
CLASSIFICAÇÃO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
31 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil (2014/1) - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
METAIS 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PELA INDÚSTRIA 
•Materiais metálicos são geralmente 
uma combinação de elementos 
metálicos; 
•São bons condutores de calor e 
eletricidade; 
•Não são transparentes à luz visível 
•Têm aparência lustrosa quando 
polidos; 
•Geralmente são resistentes e 
deformáveis; 
•São muito utilizados para aplicações 
estruturais; 
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32 
CERÂMICOS 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PELA INDÚSTRIA 
•Materiais cerâmicos são não-metálicos e 
inorgânicos. 
•Geralmente são óxidos, nitretos e 
carbetos; 
•São geralmente isolantes de calor e 
eletricidade; 
•São mais resistentes a altas 
temperaturas e à ambientes severos que 
metais e polímeros 
•Os materiais cerâmicos são materiais de 
alta dureza, porém frágeis 
Introdução à Ciência dos Materiais 
33 
POLÍMEROSCLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PELA INDÚSTRIA 
•Materiais poliméricos são geralmente 
compostos orgânicos baseados em 
carbono, hidrogênio e outros elementos 
não-metálicos. 
•São constituídos de moléculas muito 
grandes (macro-moléculas) 
•Tipicamente, esses materiais 
apresentam baixa densidade e podem ser 
extremamente flexíveis 
•Materiais poliméricos incluem plásticos 
e borrachas 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
34 Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
COMPÓSITOS 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS PELA INDÚSTRIA 
•Materiais compósitos são constituídos de mais 
de um tipo de material (ou fases) insolúveis entre 
si. 
•Os compósitos são projetados para a obtenção 
de propriedades as quais não estão presentes em 
um material monofásico  COMBINAÇÃO DE 
PROPRIEDADES! 
•Um exemplo clássico é o concreto  uma 
mistura de um aglomerante (cimento), agregados 
miúdos, agregados graúdos e água. É considerado 
o material mais importante na construção civil e 
possui várias aplicações além da estrutural 
(revestimento, pavimentos, paredes,canalizações, 
fundações, etc...) Outro compósito popular é a 
“fibra de vidro” ou melhor dizendo um material 
compósito de matriz polimérica reforçado com 
fibra de vidro. 
Introdução à Ciência dos Materiais 
35 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS COMO QUÍMICA DO ESTADO SÓLIDO 
O caráter das ligações químicas tem grande influências nas 
propriedades dos materiais e também define suas categorias. 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
36 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
37 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
Estrutura 
Processamento Propriedades 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
38 
O desempenho (performance) dos materiais depende simultânea e 
individualmente dos outros três elementos do tetraedro 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO-DESEMPENHO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
39 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO-DESEMPENHO 
A caracterização abrange todos os níveis do desenvolvimento tecnológico de 
uma dado material sendo importante para o sucesso do seu desempenho. 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
40 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO-DESEMPENHO 
 
A caracterização dos materiais normalmente é feita a partir de ensaios 
específicos descritos em normas técnicas nacionais e internacionais como: 
 
ISO – International Standard Organization; 
ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas; 
DIN - Deutsche Industrie Normen; 
ASTM – American Society for Testing and Materials 
MPIF- Metal Powder Industry Federation, etc. 
 
As amostras a serem ensaiadas (chamados corpos de prova) e as condições 
técnicas de condução de cada ensaio também são descritas nas normas técnicas. 
Ex: Resistência à tração  Ensaio de Tração (Tensile Test, ASTM Standards E 8 e 
E 8M) 
CARACTERIZAÇÃO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
41 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
ESTRUTURA 
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42 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
ESTRUTURA 
Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
43 
PROPRIEDADES 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
M
ec
ân
ic
as
 - Resistência à tração, 
compressão, flexão; 
-Resistência ao 
escoamento, à 
fluência, à fadiga; 
-Ductilidade; 
-Módulo de 
elasticidade; 
-Resistência ao 
desgaste; 
Fí
si
ca
s -Propriedades 
elétricas; 
-Propriedades 
magnéticas; 
-Propriedades 
térmicas; 
-Propriedades ópticas; 
- densidade; 
Q
uí
m
ic
as
 - Resistência à 
corrosão; 
- Resistência ao ataque 
de solventes; 
- Características 
reológicas. 
- Polaridade; 
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44 
PROPRIEDADES 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
DE SUPERFÍCIE 
DE CORPO 
•reatividade com o meio; 
•resistência à corrosão e ao 
desgaste; 
•biocompatibilidade ; 
•efeito decorativo. 
•comportamento mecânico; 
•propriedades elétricas e magnéticas; 
•condutividade térmica. 
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45 
MATERIAIS E PROPRIEDADES 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
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46 
MATERIAIS E PROPRIEDADES 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - Prof. Felipe A.L. Sánchez 
Introdução à Ciência dos Materiais 
47 
MATERIAIS E PROPRIEDADES 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
48 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
NOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA 
• os materiais precisam adquirir forma e dimensões para ser utilizáveis 
na indústria; 
• são definidos em função das propriedades dos materiais iniciais e das 
propriedades necessárias para fazer frente às condições de serviço da 
peça ou componente; 
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49 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
METAIS 
•Fundição: areia, vazamento, molde permanente, cera perdida, lingotamento 
contínuo; 
•Conformação: forjamento, extrusão, estampagem profunda, dobramento, 
laminação; 
•Junção: soldagem a gás, por resistência elétrica, brasagem, a arco, a estanho, por 
fricção e por difusão; 
•Usinagem: torneamento, perfuração, fresa, corte; 
•Metalurgia do pó 
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50 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
CERÂMICOS 
Colagem de barbotina 
Compactação: extrusão, prensagem e prensagem isostática; 
Sinterização 
Revestimentos: aspersão térmica, dip coating, spin coating.... 
 
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51 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
POLÍMEROS 
Moldagem: por injeção, por extrusão, estampagem, 
termoformagem, rotomoldagem... 
Conformação: a vácuo, por repuxamento, por extrusão... 
Fundição 
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52 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
SEMICONDUTORES 
Crescimento de cristais 
Deposição química de vapores 
Deposição física de vapores 
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53 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃOESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
COMPÓSITOS 
Fusão e infiltração 
Conformação 
Junção: junção adesiva, por difusão 
Compactação e sinterização 
Enrolamento de fios (filament winding) 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
54 
Diferentes processos de fabricação 
Diferentes microestruturas 
PROCESSAMENTO 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
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55 
RELAÇÃO ESTRUTURA-PROPRIEDADES-PROCESSAMENTO 
MATERIAIS PARA ENGENHARIA 
– Exemplo da relação tripartite 
aplicada a uma barra de alumínio 
laminado. 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
56 
EFEITOS DO MEIO SOB O COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
Os materiais têm seu comportamento 
influenciado pelo meio em que se encontram: 
Temperatura Corrosão Radiações Desgaste 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
57 
EFEITOS DO MEIO SOB O COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
Os materiais têm seu 
comportamento 
influenciado pelo meio 
em que se encontram 
Temperatura 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
58 
EFEITOS DO MEIO SOB O COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
Os materiais têm seu 
comportamento 
influenciado pelo meio 
em que se encontram 
Corrosão 
 Metais e polímeros 
 reagem com O2 e outros gases ; 
 aumento de temperatura gera maior degradação; 
 pode ocorrer corrosão por líquidos (pits, trincas ⇒ fratura); 
 
Cerâmicos 
 podem ser atacados por outros líquidos cerâmicos. 
 
Degradação de tubulação 
polimérica por efeito de ozônio 
Degradação de tubulação por 
efeito da corrosão 
Degradação de estruturas metálicas 
por efeito de corrosão sob tensão 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
59 
EFEITOS DO MEIO SOB O COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
Os materiais têm seu 
comportamento 
influenciado pelo meio 
em que se encontram 
Radiação 
 Radiações de alta energia 
 
 Ex.: nêutrons de reatores nucleares que podem 
afetar a estrutura interna dos materiais, diminuir a 
resistência mecânica e fragilizar o material, devido 
a formação de fissuras. 
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Introdução à Ciência dos Materiais 
60 
EFEITOS DO MEIO SOB O COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
Os materiais têm seu 
comportamento 
influenciado pelo meio 
em que se encontram 
Desgaste 
 Desgaste abrasivo por exemplo... 
 
 Ex.: estruturas metálicas que sofrem ação do 
impacto de agentes abrasivos sobre sua superfície 
(superfícies tribologicas). 
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61 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Quais os critérios que um engenheiro deve adotar 
para selecionar um material entre tantos outros? 
 Determinar as condições de serviço; 
 Fazer um levantamento das propriedades necessárias; 
 Incluir os fatores de degradação dos materiais; 
 Disponibilidade/oferta de matéria-prima; 
 Viabilidade técnica de se obter as dimensões desejadas; 
 Impacto ambiental e reciclabilidade; 
 Custo total ... 
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62 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Em suma, deve-se selecionar uma material que: 
 Apresente as propriedades adequadas (compromisso de 
propriedades e confiabilidade); 
 Possa ser processado na forma desejável; 
 Seja economicamente viável (matéria-prima e processo); 
 Possa ser produzido com baixo impacto ambiental e que 
possa ser reciclado. 
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63 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Diagramas de Ashby  Relação Resistência/Densidade 
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64 
NECESSIDADE DOS MATERIAIS MODERNOS 
 Desenvolvimento de materiais mais sofisticados e especializados 
 Redução do peso de veículos e motores mais eficientes 
 Novos dispositivos para geração de energia 
 Eliminar substâncias tóxicas dos produtos 
 Catalisadores para “limpeza” do meio-ambiente 
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65 
CABERÁ AOS ENGENHEIROS ENCONTRAREM MATERIAIS QUE ALIEM: 
ALTO DESEMPENHO, 
BAIXO IMPACTO AMBIENTAL (SUSTENTÁVEIS) e 
COM REDUÇÃO DOS CUSTOS... 
 
ESSE DESAFIO É LANÇADO A CADA NOVO PROJETO DE CONSTRUÇÃO. 
MÃOS A OBRA!! 
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	Química Aplicada aos Materiais de Construção Civil - 2014/2�
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	Caracterização da atividade acadêmica
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	Plano de aulas
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	Introdução à Ciência dos Materiais
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