Materiais de construção

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Materiais de construção.
1 - INTRODUÇÃO: 
Estudaremos os materiais de construção, seu emprego, manuseio e importância. O uso racional, adequado e tecnicamente aconselhável e economicamente viável, só é alcançando com o conhecimento destes materiais. 
As propriedades básicas variarão de material para material. Assim para materiais de acabamento predominarão a cor, as dimensões e a manutenção da forma e aspecto com o tempo, ao passo que, para materiais estruturais, serão mais importantes as características mecânicas e a durabilidade. 
2 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAS: 
2.1- Materiais Naturais: São os que são encontrados na natureza e estão prontos para ser empregados na construção civil. 
Ex: Pedra, areia, madeira e etc.. 
2.2- Materiais Artificiais: São aqueles que sofrem uma transformação, na sua estrutura forma, aspecto, são industrializados. 
Ex: Alumínio, Aço, tinta, impermeabilizantes e etc... 
Através do conhecimento de cada material, sua empregabilidade será de forma correta, evitando as deformações, estrago de material, fazendo com que haja maior durabilidade e economia em uma obra. 
3 – OS TRÊS FATORES QUE INFLUENCIAM NOS MATERIAS DE CONSTRUÇÃO: 
3.1- Fator Econômico: 
O fator econômico é influenciado pela facilidade de fornecimento, pelo valor do material, por sua manipulação, conservação e aplicabilidade.
3.2- Fator Técnico:
O fator técnico esta relacionado com a durabilidade, trabalhabilidade e solidez. 
3.3- Fator Estético: 
O fator estético do material está relacionado ao seu uso e funcionalidade, além do gosto pessoal, assim combinados, valoriza a obra e conseqüentemente traz partido a obra. 
4 – CONDIÇÕES DE EMPREGO:
4.1- Condições técnicas: as condições técnicas revelam o desempenho do material na construção e sua utilização. O material é revelado de boa ou má qualidade de acordo com sua condição técnica. (resistência, trabalhabilidade, durabilidade e higiene).
4.1.1- Resistência: é a capacidade do material, resistir à solicitação de cargas, o desgastamento. Deve ser o requisito principal na escolha. 
4.1.2- Trabalhabilidade: é a condição que o material possui de ser adaptável (fácil manuseio e aplicação) a obra. 
4.1.3- Durabilidade: A durabilidade implica na estabilidade e resistência a agentes físicos, químicos e biológicos, oriundos de causas naturais ou artificiais, tais como luz, calor, umidade, insetos, microorganismos, sais, etc.
4.1.4- Higiene: Os requisitos de higiene visam a saúde e ao bem-estar do usuário da construção. Observa-se sobre este ângulo, o poder isolante de calor e do som, o poder impermeabilizante e a ausência de emanações de elementos prejudiciais. 
4.2- Condições Econômicas: As condições econômicas de um material de construção dizem respeito à sua fabricação, facilidade de aquisição, emprego do material, do seu transporte, e de sua manipulação e conservação. 
Obs: Um material é mais econômico que outro, quando em igualdade de condições de resistência, durabilidade, estabilidade e estética, tiver preço inferior de assentamento na obra. 
Ou ainda, quando em igualdade de preço apresentar maior resistência, durabilidade, estabilidade e beleza.
4.3- Estética. O fator estético é observado quanto ao aspecto do material colocado, de cujo emprego simples ou combinado, se pode tirar partido para a beleza da obra.( Cor aspecto Plástica).
5- PROPIREDADES DOS MATERIAIS. 
5.1- Elasticidade: os materiais elásticos possuem a propriedade de voltar à sua forma inicial, uma vez cessada a deformação a eles imposta. A deformação sofrida pelo material é provocada por uma força aplicada na sua estrutura, e desaparece quando cessa a força. 
5.2- Plasticidade: os materiais plásticos, uma vez deformados, não voltam à sua forma inicial; isto quer dizer, que as deformações nesses materiais são permanentes. 
5.3- Ductibilidade: é uma propriedade característica dos metais, que podem ser reduzidos a fios, sem, no entanto se quebrarem. 
5.4- Maleabilidade: é outra propriedade característica dos metais, de serem reduzidos a laminas delgadas, sem se quebrarem.
 
5.5- Durabilidade: um material é considerado durável, quando resistir ao meio ambiente no qual foi aplicado. 
5.6- Dureza: é a propriedade que oferecem determinados materiais resistirem aos desgastes superficiais. 
6 - FORÇAS ATUANTES NOS MATERIAIS: 
As forças atuantes na estrutura dos materiais são provenientes de carregamentos externos. Essas forças provocam tensões que agem sobre os materiais. As tensões são forças por unidade de superfície, elas são definidas em função do tipo de carregamento no material. 
6.1- Compressão: 
6.2- Tração:
6.3 – Flexão:
6.4- Torção:
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6.5- Cizsalhamento
6.6- Deformações: A todo esforço aplicado num corpo, corresponderá uma deformação e vice-versa. As deformações podem ser classificadas em: 
6.6.1- Perfeitamente Elástica: ao ser aplicado uma força sobre o material, ele deforma-se, e logo que cessado o esforço, ele volta à sua forma inicial. 
6.6.2- Perfeitamente Plástica: após a aplicação da força, o material continua a apresentar deformação.
6.6.3- Elásto-plástica: cessado o esforço, o material volta parcialmente à sua forma primitiva.
7 – NORMA, MÉTODOS, ESPECIFICAÇÕES E ENSAIOS:
7.1- Norma: é o conjunto de condições e exigências para execução de uma dada obra. Uma norma pressupõe a existência de métodos e especificações. A norma caracteriza o serviço. 
7.2- Métodos: servem para verificar formas de procedimento. Os métodos fixam: 
a. As provas necessárias e suficientes a que os materiais devem ser submetidos, para avaliação numérica de suas características; 
b. A maneira detalhada de executar cada uma dessas provas, de modo a que os dados numéricos resultem compatíveis. 
7.3- Especificação: é a fixação das condições a que o material deve satisfazer, isto é, a fixação tanto quanto possível numérica, de limites para as características físicas, químicas e mecânicas, que definem um material. Ela caracteriza o material. 
7.4- Ensaios: a qualidade dos materiais é estimada diretamente, observando-se seu comportamento em obras já realizadas, ou então indiretamente submetendo-os a experiências- ensaios. A experimentação indireta é realizada, geralmente em laboratórios de ensaios. 
7.4.1- Classificação dos ensaios: 
a. Ensaios de Fabricação: servem para controlar os critérios de fabricação, para que os materiais produzidos, saiam nas mesmas condições. 
b. Ensaios de Recepção: constatam se o produto possui as qualidades necessárias para o fim a que se destinam. 
c. Ensaios de Identificação: servem para reconhecer se o produto é o que se tem em vista, pela medida do maior número de constantes possíveis. 
8- ESTRUTURA DOS MATERIAS : 
8.1- Definição: é o aspecto que o material apresenta em sua constituição física. 
8.2- Compacta: quando a massa é uniforme, e não se distinguem a olho nu, os seus elementos componentes.
8.2- Granular: quando formada de grãos reunidos por uma substancia aglomerante como o Calcário, por exemplo. 
8.3- Lamelar: quando formada de laminas dispostas paralelamente, o Xisto, por exemplo.
8.4- Raiada: quando apresenta veias convergentes, como por exemplo, o Mármore
9- AGREGADOS:
9.1- Definição: A NBR 9935 (ABNT, 1987) define agregado como o material granular pétreo, sem forma ou volume definido, a maioria das vezes quimicamente inerte, obtido por fragmentação natural ou artificial, com dimensões e propriedades adequadas a serem empregados em obras de engenharia. 
Os agregados são produzidos a partir de britagem de maciços rochosos (pedra britada, pó de pedra) ou da exploração de ocorrências de material particulado natural (areia, seixo rolado ou pedregulho). 
A principal aplicação dos agregados é na fabricação de concretos e argamassas onde, em conjunto com um aglomerante (pasta de cimento portland /água), constituem uma rocha artificial, com diversas utilidades em engenharia de construção, cuja principal aplicação é compor os diversos elementos estruturais de concreto armado (lajes, vigas, pilares, sapatas, etc). 
Além do uso em concreto e argamassas, os agregados apresentam outras aplicações no campo da engenharia, tais como: base de estradas de rodagem, lastro de vias férreas, elemento filtrante, jateamento para pintura, paisagismo, etc. 
Segundo BAUER (1979), o estudo dos agregados deve ser considerado imprescindível em um curso de tecnologia do concreto, tendo em vista que de 70 a 80% do volume do concreto é constituído pelos agregados, bem como é o material menos homogêneo com que se lida na fabricação do concreto e das argamassas. 
A principal aplicação dos agregados, seja a areia ou a pedra, na fabricação do concreto é de natureza econômica, tendo em vista tratarem-se materiais de baixo custo unitário, inferior ao do cimento. No entanto, os agregados possibilitam que algumas outras propriedades da rocha artificial a ser formada apresentem melhor performance, tais como: redução da retração da pasta de cimento, aumento da resistência ao desgaste, melhor trabalhabilidade e aumento da resistência ao fogo. 
Seixo rolado
9.2-. A atividade mineradora 
9.2.1- O mercado de agregados: os agregados são considerados produtos básicos para a indústria da construção civil, apresentando, quando utilizado para confecção de concreto, consumo médio, por m3, de 42% de agregado graúdo, 40% de agregado miúdo, 10% de cimento, 7% de água e 0-1% de aditivos. Como se observa, cerca de 80% do concreto é constituído de agregados, decorrendo daí a importância do uso de agregados com especificações técnicas adequadas e custo competitivo, que permita a obtenção de um concreto a preço competitivo, com característica.
9.2.2-Problemas ambientais: segundo SILVA FILHO et al. (2002), o concreto é um dos materiais de construção mais utilizada pelo homem, sendo que mais de 70% é constituído por agregados, o que torna relevante a preocupação com a extração de agregados naturais. 
A extração de areia e pedra britada para uso na construção civil constitui uma atividade mineradora, e como acontece, normalmente, com toda atividade de mineração, trata-se de empreendimento exploratório que degrada o meio ambiente. No entanto, se não houver areia e brita a indústria da construção civil torna-se inviável, constituindo grave problema econômico e social, já que se trata de grande empregadora de mão de obra e o déficit habitacional tenderia a aumentar com o aumento populacional. Logo há que se ter bom senso e fiscalização dos órgãos competentes (IBAMA, DNPM, Secretarias Estaduais de Meio Ambiente, etc). 
IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis – Ministério do Meio Ambiente. 
2 DNPM – Departamento Nacional de Pesquisa Mineral - Ministério das Minas e Energia 
9.2.2.1- Os principais impactos ambientais causados pela extração mineral de agregados são: 
a) alteração da paisagem; 
b) supressão da vegetação, principalmente da mata ciliar; 
c) alteração na calha dos cursos d’água; 
d) instabilidade de margens e taludes 
e) turbidez da água; 
f) lançamento de efluentes.
9.2.3- Processos de extração e produção 
A atividade de mineração ligada à construção civil concentra-se, sobretudo, na extração de areia e brita utilizada como agregado para a fabricação de concreto, de argilas com aplicação na indústria de cerâmica e de rochas calcáreas utilizadas na indústria cimenteira. 
As principais rochas utilizadas para a produção de pedra britada são: granito e gnais. 
A areia é a substância mineral proveniente da decomposição de rochas, principalmente graníticas, compondo-se de grãos arredondados de quartzo, podendo conter ainda, em diversas proporções, grãos de outros minerais (feldspato, mica, etc). 
9.2.4- Pedra 
A pedra, para uso como agregado graúdo em construção civil, pode ser classificada como natural (pedregulho ou seixo rolado, cascalho) e artificial (pedra britada, argila expandida, escória, etc). 
Neste item do trabalho é descrita a obtenção da pedra britada, por ser o agregado graúdo de uso mais difundido para a confecção do concreto. 
A pedra britada é obtida em uma unidade industrial / mineradora chamada pedreira, onde ocorre a desintegração, por explosão controlada, da rocha que dá origem à brita (granito, gnais, basalto, etc). Após a detonação da rocha matriz, grandes matacões são transportados para serem triturados em equipamento chamado britador (razão do nome pedra britada). Por fim, a brita é passada em peneiras onde é classificada de acordo com sua granulometria (brita 1, 2, 3, etc). A figura 1 mostra uma pedreira produtora de brita com suas diversas etapas de produção. 
A escória é o sub-produto da fundição de minério para purificar metais. .
Na natureza, os minérios do metal tais como ferro, cobre, chumbo, alumínio e outros metais são encontrados num estado impuro, por vezes oxidados e misturados com silicatos de outros metais.
Durante a fundição, quando o minério é exposto a temperaturas elevadas, estas impurezas são separadas do metal fundido e podem ser removidas. A massa composta por esses compostos e que é removida é a escória.
Gnaisse é uma rocha de origem metamórfica, resultante da deformação de sedimentos arcósicos ou de granitos.
O basalto é uma rocha ígnea eruptiva, de granulação fina, afanítica, isto é, os cristais não são vistos à vista desarmada, podendo, ainda, conter grandes quantidades ou ser constituído integralmente de vidro (material amorfo)
 9.2.4.1- Terminologoa:
	
	
	
	
	DENOMINAÇÃO 
DIÂMETRO 
BLOCO DE PEDRA 
> 1,0 m 
MATACÃO 
> 25 cm 
PEDRA 
entre 7,6 cm e 25,0 cm 
BRITA 
4,8 mm e 76,0 mm 
	
	
	
Detonação
��
	
Transporte
	
	
	
	
	
	
	
Moagem
	
9.2.5- Areia 
A areia, usada como agregado miúdo para emprego em argamassas e concretos, pode ser classificada como natural (rios, minas, várzeas) e artificial (resíduo fino de pedreiras – pó de pedra). 
Obtidas da desagregação de rochas apresentando-se com grãos de tamanhos variados. Podem ser classificadas, pela granulometria, em: areia grossa, média e fina. 
Deve ser sempre isenta de sais, óleos, graxas, materiais orgânicos, barro, detritos e outros. Podem ser usadas as de rio e ou do solo (barranco). Não devem ser usadas a areia de praia (por conter sal) e a areia com matéria orgânica, que provocam trincas nas argamassas e prejudicam a ação química do cimento. 
As areias são usadas em concretos e argamassas e para isso merecem alguns cuidados como veremos a seguir:
a)Areias para concreto: Utiliza-se nesse caso a areia de rio (lavada), principalmente para o concreto armado, com as seguintes características: grãos grandes e angulosos (areia grossa); limpa esfregada na mão deve ser sonora e não fazer poeira e nem sujar a mão. Observar também: umidade, pois quanto maior a umidade destas, menor será o seu peso específico. 
Areia para alvenaria: Na primeira camada do revestimento de paredes (emboço) usa-se a areia média. Para o revestimento final chamado reboco ou massa fina, areia fina. Aceita porcentagem de argila (terra) para o assentamento de tijolos em alvenarias e no emboço. 
O emboço é um revestimento de superfícies utilizado na construção civil, é considerado o corpo do revestimento e suas principais funções são a vedação e regularização da superfície e a proteção da edificação, evitando a penetração de agentes agressivos. Normalmente constituído de uma mistura de areia, cimento e cal, o emboço, aplicado sobre chapisco, atua como base para a aplicação do reboco, devendo promover a boa ancoragem com ele e possuir uniformidade de absorção para que haja boa aderência entre as duas camadas. Dependendo do tipo de acabamento especificado em projeto, o emboço pode se constituir na única camada de revestimento, denominadoemboço paulista 
Obs: é difícil encontrar uniformidade nas dimensões de grãos de areia de mesma categoria. Essa desigualdade é conveniente contribuindo, para obtenção de melhores resultados em seu emprego, pois diminui a existência de vazios na massa, e para a diminuição do volume do: aglomerantes (cimento, cal) na mistura, que são materiais de maior custo. 
Extração de Areia
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9.3- Classificação tecnológica do agregado: os agregados podem ser classificados quanto: 
9.3.1. Classificação quanto à origem: 
a) natural ou artificial. O natural é aquele que é encontrado na natureza em estado de ser utilizado ou que necessita de pequeno processamento. Como exemplos, podemos citar a areia lavada e o seixo rolado (pedregulho) extraído de rios, areia de mina (cava), areia de duna, areia de barranco, jazida de solo pedregulhoso, escória vulcânica, pedra pome, etc. 
b) O agregado artificial. É aquele que após sua extração da natureza sofre um processo de industrialização com objetivo de atingir propriedade específica (granulometria, por exemplo). 
Pode-se citar como agregados artificiais a pedra britada, pó de pedra (areia artificial), vermiculita, pérolas de isopor, cinzas volantes, argila expandida, escória de alto forno, etc. 
Os agregados mais usados para fabricação de concreto e argamassa são as areias naturais quartzosas, principalmente a areia lavada proveniente de portos de areia (areais), e a pedra britada proveniente de pedreiras. O seixo rolado, a argila expandida e o pó de pedra (areia artificial) apresentam propriedades mecânicas que permitem sua utilização como agregados de concreto estrutural. 
Argila expandida.
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9.3.2- Classificação quanto à massa específica 
Os agregados classificam-se em leves, normais ou pesados conforme sua massa específica aparente (γ) fique dentro dos seguintes limites: 
a) leves – γ < 1000 kg/m3, por exemplo vermiculita, pérolas de isopor, argila expandida, pedra pome, etc; 
b) normais – 1000 kg/m3 < γ < 2000 kg/m3, por exemplo, areia quartzoza, brita e seixos rolados graníticos; 
c) pesados – γ > 2000 kg/m3, por exemplo, brita de barita e magnetita. 
Magnetita Barita
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9.3.3- Classificação quanto à composição mineralógica 
Em relação à composição mineralógica, os agregados podem ser provenientes da decomposição de três tipos de rochas: 
a)Ígneas: São as rochas que se formaram pelo resfriamento e endurecimento de minerais em estado de fusão. Podem apresentar estrutura cristalina ou ser amorfas, de acordo com a velocidade de resfriamento. Resultantes de atividades vulcânicas, são também conhecidas como rochas magmáticas. Seu componente principal é a sílica. Quimicamente, são as mais ativas. Por exemplo: granito, basalto e pedra-pomes; 
b) Sedimentares: São as rochas estratificadas em camadas, que se originaram da fragmentação de outras rochas. Por exemplo: calcário, areia, cascalho, arenito e argila; 
C) Metamórficas: São as rochas que se originaram da ação de altas temperaturas e fortes pressões sobre rochas profundas, sem que ocorresse fusão do material original. São, portanto, resultantes da metamorfose de rochas ígneas ou de rochas sedimentares. Por exemplo: gnais, mármore, ardósia e pedra-sabão. 
9.3.4- Classificação dos agregados graúdos quanto à dimensão dos grãos (britas)
Apresentamos a classificação dos agregados graúdos conforme apresentado na NBR-7211 e na NBR-7225 (ABNT, 1982), bem como a classificação comercial comumente utilizada pelas pedreiras. 
Peneiras
	
	
	
	
	 Tamanho nominal
 
 
 
 Malha da peneira 
Eee(mm)
 
 
 
 
(NBR-7211/NBR-7225)
 
 Comercial 
 
Número
Mínima
Máxima
Mínima
Máxima
Brita 0
 
 
4,8
9,5
Brita 1
4,8
12,5
9,5
19,0
Brita 2
12,5
25,0
19,0
38,0
Brita 3
25,0
50,0
38,0
50,0
Brita 4
50,0
76,0
50,0
76,0
Brita 5
76,0
100,0
 
 
9.3.4.1- Brita corrida, cascalho ou pedra de mão.
a)Brita corrida: é a mistura de britas, sem classificação prévia, com pó de pedra, onde todos os tamanhos estão misturados. 
b) Cascalho ou pedra-de-mão: é o agregado com grãos de maiores dimensões sendo retidos na peneira 76mm (pode chegar até a 250 mm). Utilizados normalmente na confecção de concreto ciclópico e calçamentos.
Obs.: A escolha da dimensão do agregado graúdo é função da dimensão da peça a ser concretada (geometria da estrutura), bem como da densidade de armadura da seção transversal. Deve-se usar o maior tamanho possível do agregado, obedecendo às limitações seguintes: 
9.3.4.2- Qualidades exigidas das britas: 
a) Limpeza: (ausência de matéria orgânica, argila, sais, etc.); 
b) Resistência: (no mínimo possuírem a mesma resistência à compressão requerida do concreto); 
c) Durabilidade: resistir às intempéries e às condições adversas; 
 d)Serem angulosas ou pontiagudas (para melhor aderência).
9.3.4.3-Classificação dos seixos rolados. 
	 Encontrado em leitos de rios deve ser lavado para serem utilizados em concretos. O concreto feito com esse material apresenta boa resistência, inferior, porém, ao feito com brita. 
	
	
	Classificação
	Diâmetro
	Fino
	5 a 15 mm
	Médio
	15 a 30mm
	Grosso
	acima de 30mm
9.3.5- Classificação dos agregados miúdos (areia).
	Tipo de areia
	Tamanho nominal em (mm)
	 
	 
	Mínimo
	Máximo
	Muitofina
	0,15
	0,6
	Fina
	 
	0,6
	1,2
	Média
	 
	1,2
	2,4
	Grossa
	 
	2,4
	4,8
OBS.;
Pó de pedra:: é a mistura de pedrisco e filler, não sendo, no entanto recomendado para argamassas.
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