2ª LISTA MATERIAIS 1 - Respondida

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I-2° EXERCÍCIO 
 
 Madeira 
1) Quanto uma madeira pode suportar em um ensaio de tração direta? Escolha tipo(s) 
de 
madeira e explicite seu raciocínio. 
A resistência a tração da madeira pode variar de 8 a 42 Mpa. 
As madeiras a seguir são classificadas de acordo com seu processamento: 
 Madeira bruta ou roliça- retira-se apenas a casca. 
 Madeira falquejada- retira-se as laterais, constituindo uma seção retangular. 
 Madeira serrada - Os troncos são cortados em serras especiais, de fita contínua, 
que os divide em lâminas ou pranchas paralelas, na espessura 
desejada(desdobro). Pode ser radial. 
 Madeira compensada - A PW é formada pela colagem de três ou mais lâminas, 
alterando-se as direções das fibras em ângulo reto ,reduzindo a retração e o 
inchamento( As lâminas variam entre 1 mm a 5 mm, e sempre estão em numero 
Ímpar); 
 Madeira laminada colada(MLC)- é formada por associação de lâminas de 
madeira selecionada, coladas com adesivos e sob pressão. As fibras das lâminas 
têm direções paralelas( As lâminas variam entre 1,5 cm a 3 cm). 
 Madeira recomposta-é formada a partir de resíduos da madeira serrada e 
compensada convertidos em partículas e colados sobre pressão resultando num 
produto final em forma de placas. 
 
 
2) Por que o cerne é tão resistente? 
Por ser constituído por células mortas, possui maior densidade, o que lhe confere maior 
dureza, durabilidade e resistência mecânica. Sua função na árvore é resistir aos esforços 
externos que a mesma solicita. 
 
3) Como validar um ensaio para a determinação de determinada propriedade da 
madeira? 
 
Para validar um ensaio de determinada característica é necessário primeiro estabelecer 
quais as condições necessárias para a execução do ensaio e seguir fielmente essas 
condições. Em seguida, deve-se selecionar qual será o objeto de estudo e referenciar na 
literatura os resultados esperados para esse ensaio. A amostragem deve ser meticulosa, 
seguindo as dimensões e as seções de tora para os corpos-de-prova. De acordo com 
anisotropia, deve se estabelecer a direção a qual o ensaio será aplicado e assim validá-
lo. Geralmente, os ensaios são considerados na direção mais desfavorável. 
 
4) A umidade só traz desvantagens à madeira? 
 
A madeira possui as propriedades de higroscopicidade e de retratilidade. A 
higroscopicidade é a capacidade da madeira de absorver a umidade. A retratilidade é a 
variação de volume provocada pela variação da umidade na madeira. A combinação 
dessas propriedades torna a madeira sensível à variações de umidade que, ao afetar as 
dimensões do material, afeta indiretamente outras propriedades. É conhecido o fato de 
que o processo de molhagem e secagem pode levar a madeira a uma rápida 
deterioração. Mas, caso a umidade seja estável, como no caso de estruturas submersas, 
não podemos constatar a umidade como um fator prejudicial. Porém, em peças que são 
projetadas com o propósito de estruturas secas, deve-se ter bastante atenção com esse 
fator e leva-lo em consideração no dimensionamento. 
 
5) Pode acontecer cisalhamento em um ensaio de tração direta na madeira? 
Os esforços de cisalhamento provocam o deslizamento de um plano sobre o outro e a 
tração são esforços perpendiculares axiais ao corpo-de-prova. Devido a anisotropia, as 
características da madeira variam de acordo com a direção em que o ensaio se aplica: a 
direção longitudinal, ao longo das fibras; a direção radial, normal às fibras; e a direção 
tangencial, tangente à formação dos anéis de crescimento. Em tese, podemos acreditar 
que na direção longitudinal, pode ocorrer um descolamento das fibras e assim, elas 
deslizarem sobre as outras, o que pode ser caracterizado como um cisalhamento caso 
cada fibra seja considerada um plano. 
 
OBS.: Em serviços, a madeira submetida a esforços de tração raramente rompe por 
tração pura. A madeira sendo um material anisótropo, apresenta resistência a tração 
cerca de 2,5 vezes superior à resistência à compressão. Dessa maneira, quando a 
madeira se rompe é devido a esforços acessórios, resultantes da interrupção das fibras 
por elementos de ligação alterações na seção, compressão causada por peças de ligação, 
etc. Esses esforços acessórios fazem o material romper por fendilhamento, cisalhamento 
ou por compressão normal. 
 
6) Toda madeira pode ser tratada com eficiência e em seguida empregada na construção 
civil? 
As características da madeira variam muito entre as espécies. Os usos da madeira na 
construção civil são incontáveis, mas cada uso requer uma série de propriedades para 
que se atinja uma eficiência satisfatória. Não se pode dizer que toda e qualquer madeira, 
pode ser tratada para ser utilizada em toda e qualquer estrutura de construção, mas sim 
que, geralmente, as madeiras podem ser classificadas e conhecendo suas características 
é possível destiná-las ao emprego mais adequado. De acordo com o uso, a baixa 
densidade desse material pode ser também muito vantajosa. 
 
7) Os produtos usados para o tratamento da madeira trazem alguma desvantagem ao 
comportamento físico-mecânico da madeira? 
 
A preservação de madeiras pode ser entendida como a adoção de técnicas, objetivando a 
proteção da madeira contra a ação de agentes físicos, químicos e, principalmente, 
biológicos. Quando se fala em preservação da madeira entram em cena três elementos 
importantes, que devem estar perfeitamente sintonizados: as propriedades da madeira, a 
natureza do produto utilizado e o método de aplicação utilizado. Com tratamentos 
repetidos podem ser reduzidos, simultaneamente o grau de polimerização e a quantidade 
de celulose decrescem, o que está diretamente relacionado ao comportamento físico-
mecânico da madeira, pois, a celulose é a composição da parte estrutural da madeira, 
suas fibras. 
 
8) O que é coeficiente de Poisson e em que ele pode influenciar nas dimensões da 
madeira? 
Coeficiente de Poisson é a relação entre a deformação transversal relativa e a 
deformação longitudinal relativa de uma material a partir de ensaios de tração. É uma 
grandeza sem dimensões e varia com o tipo de material, no caso da madeira, varia de 
0,009 a 0,82. A madeira tem coeficiente de Poisson positivo, ou seja, contraem-se 
transversalmente quando esticados longitudinalmente e se expandem transversalmente 
quando comprimidos longitudinalmente. 
 
9) Que propriedades benéficas a colagem de lâminas de madeira pode trazer? 
A MLC é a madeira reconstituída a partir de lâminas coladas paralelamente. Ao sofrer 
essa transformação, a madeira ganha em estabilidade dimensional, pois reduz 
drasticamente os efeitos da retratilidade no material ( a maior retratilidade é sofrida no 
sentido transversal) e dilatação térmica.Logo, a durabilidade desse tipo de madeira é 
excelente,pois a madeira sofre menos por defeitos ao resistir a retração e dilatação 
térmica, ou seja, não sofre torções ou empenamento mesmo com alteração de umidade e 
temperatura. De acordo com o uso, a baixa densidade desse material pode ser também 
muito vantajosa. 
 
 
10) Que vantagens existem nas chapas de partículas orientadas? 
 
As vantagens da madeira transformada recomposta são: eliminação dos efeitos de 
anisotropia, tornando o material um compósito; eliminação das falhas redutoras de 
resistência(fendas, nós, medula); controle da qualidade e propriedades através da 
escolha da cola; maior liberdade no dimensionamento. O OBS, madeira recomposta 
com partículas orientadas, oferece todas essas qualidades e ainda agrega resistência 
mecânica superior, trabalhabilidade e estética atrativa. 
 
 Polímeros 
11) O que são hidrocarbonetosaromáticos? 
 
Hidrocarbonetos aromáticos são compostos orgânicos que contem em sua estrutura um 
anel aromático. Anel esse formado pela união de seis carbonos que mantem uma 
alternacia entre ligações duplas e simples entre si. Tal estrutura gera o fenômeno da 
ressonância, pelo qual há uma livre passagem de elétrons entre a estrutura aromática, 
havendo assim um cíclico compartilhamento. 
 
12) Polímeros podem se oxidar? 
 
Sim. A resistência à oxidação é maior nas poliolefinas (PE, PP). Em polímeros 
insaturados (borrachas), a oxidação pode ocorrer nas insaturações, rompendo as cadeias, 
e diminuindo a resistência mecânica do material. A presença de átomos de carbono 
terciário na cadeia diminui a resistência à oxidação. 
 
 
13) PVC é frágil? 
 
Em geral, há dois tipos desse material: rígido e flexível. O PVC rígido é um material 
termoplástico amorfo com inflamabilidade muito baixa e um alto grau de dureza e 
rigidez. Ele tem níveis muito bons de resistência a ácidos, álcalis, graxa, álcool e óleo. 
As desvantagens são sua "resistência muito baixa ao calor - entre 65 °C (por curtos 
períodos) a 75 °C, e uma tendência a desenvolver "dobras" brancas, se for curvado. Esse 
PVC é termorrígido, logo tem modo de fratura frágil. PVC flexível é um material de 
elastômero mais emborrachado, como o couro, que é produzido com o auxílio de um 
aditivo de suavização. Este chamado plastificante torna o PVC flexível e elástico, mas 
esses materiais são classificados como problemáticos. Os polímeros clorados possuem 
fácil ruptura das ligações carbono-cloro. Esse polímero é termoplástico e pode ter modo 
de fratura frágil ou dúctil. 
 
 
14) O que são copolímeros? 
 
Copolímeros são polímeros de adição formados pela repetição de dois monômeros 
diferentes, numa cadeia heterogênea do tipo (– A – B – A – B – A – B )n. A reação de 
formação desses polímeros é chamada de reação de copolimerização e seus monômeros 
de comonômeros. Perceba que variando os comonômeros e suas quantidades, os 
polímeros adquirem propriedades químicas e físicas diferentes. Ex: etilenoglicol + 
tereftalato de dimetila → poli(tereftalato de etileno) (PET). 
- Subdivisão dos copolímeros: 
I) Copolímeros estatísticos (aleatórios): apresentam monômeros dispostos de forma 
desordenada na cadeia do polímero. São do tipo (A – A – B – A – B – B – B – A – A). 
II) Copolímeros alternados: apresentam monômeros ordenados de forma alternada na 
cadeia do polímero. São do tipo (A – B – A – B – A – B – A – B). 
III) Copolímeros em blocos: formados por sequências de monômeros iguais de 
comprimentos variados. São do tipo (A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A – 
B – B – B – B ). 
IV) Copolímeros grafitizados (enxertados): a cadeia lateral do copolímero é formada 
por um tipo de unidade repetida, enquanto o outro monômero forma a cadeia lateral 
(enxertada). 
 
15) Qual método de conformação dos polímeros é considerado o melhor? Por que? 
 
A moldagem por injeção é o método mais eficaz nos polímeros termoplásticos. Consiste 
essencialmente no amolecimento do material num cilindro aquecido e sua 
conseqüente injeção em alta pressão para o interior de um molde relativamente 
frio, onde endurece e toma a forma final. A rotomoldagem também tem grande 
importância e é o conceito básico de um processo de moldagem que se propõe a 
distribuir uniformemente um material plástico sobre as superfícies internas de um 
molde que gira biaxialmente. Diferente dos outros processos, a Rotomoldagem 
permite a utilização de plastisóis (líquidos) ou polímeros micronizados ao invés de 
materiais plásticos granulados. 
 
16) Por que geralmente os polímeros têm massa específica menor que aquela dos 
materiais metálicos e cerâmicos? 
 
A explicação é dada pela composição química. Os polímeros são hidrocarbonetos, ou 
seja, são formados por H (1 g/mol) e C(12 g/mol), enquanto os metais (por exemplo, 
Al= 27 g/mol) possui massa atômica maior, o que reflete na massa específica. Da 
mesmo forma os materiais cerâmicos são compostos por diversos compostos químicos 
com relativamente alta massa específica. 
 
17) Como preparar um corpo de prova para verificação da resistência à tração dos 
polímeros? 
 
Para o ensaio de tração, podem ser utilizados corpos de prova na forma de placa plana, 
na forma de tubos ou bastão e na sua forma mais comum de gravata borboleta. Os 
corpos de prova são padronizados e designados segundo códigos específicos. Os corpos 
de prova podem ser injetados na forma desejada ou então podem ser cortados de placas 
planas empregando facas com formato do corpo de prova. 
 
18) Como se dá a fratura dos polímeros termofixos e termoplásticos? 
 
A resistência à fratura dos materiais poliméricos é relativamente baixa com relação aos 
metais e cerâmicas. Existem basicamente dois tipos de fratura: fratura frágil e fratura 
dúctil. Os polímeros termofixos (que são rígidos e “quebráveis”, não sendo possível a 
reciclagem) têm modo de fratura frágil. Já para os polímeros termoplásticos ( que 
podem ser fundidos várias vezes, sendo possível sua reciclagem) é possível ambos 
modos de fratura, frágil e dúctil. A primeira é caracterizada pela ruptura do material 
antes deste atingir a deformação plástica, baseada na capacidade do material propagar 
uma trinca em crescimento, sendo esta uma falha natural do material ou gerada durante 
a solicitação mecânica. Os mecanismos de fratura em polímeros dúcteis, embora 
dependam da propagação de trincas, são muito mais complexos, ocorrendo em vários 
estágios: escoamento das moléculas poliméricas, estiramento a frio das moléculas e o 
estágio final da fratura. O escoamento ocorre após as moléculas atingirem níveis de 
deformações irreversíveis. Após iniciarem o escoamento, as moléculas são orientadas na 
direção da solicitação e ao atingirem um grau elevado de orientação, inicia-se o 
processo de ruptura propriamente dito. 
 
19) Qual(is) o(s) polímero(s) usado(s) na fabricação de tubos e conexões usados nas 
instalações hidráulicas na construção civil? 
 
PVC - Termoplástico de baixo custo e elevada resistência a chama. 
 
 
20) O que é neoprene? Trata-se de um material de construção civil? 
 
Neoprene (borracha sólida vulcanizada) é o nome comercial de um elastômero sintético 
policloropreno, polímero do cloropreno. O neopreno (originalmente chamado de 
Duprene) era o primeiro composto de borracha sintética a ser produzido em massa. Na 
construção civil, é utilizado como calço de pré fabricados entre pilares e lajes de 
concreto. 
 
 Materiais cerâmicos 
21) Por que a montmorilonita é mais adequada à fabricação da cerâmica vermelha? 
 
A montmorilonita é o argilomineral mais abundante entre as esmectitas, cuja fórmula 
química geral é Mx(Al4-xMgx)Si8O20(OH)4. Possui partículas de tamanhos que 
podem variar de 2 µm a 0,1 µm, com tamanho médio de ~0,5 µm e formato de placas 
ou lâminas. As lamelas da montmorilonita apresentam perfil irregular, são muito finas, 
tem tendência a se agregarem no processo de secagem e boa capacidade de delaminação 
quando colocadas em contato com a água, o que confere a ela as propriedades 
satisfatórias para fabricação de cerâmicavermelha. 
 
22) Como se determina a natureza de uma argila? 
 
Através de ensaios de caracterização. Dentre esses, se destaca a fluorescência de raios X 
e difração de raio X em conjunto com a análise química. Basicamente esse método 
envolve a difração de um feixe de raios-X monocromático por pequenos cristais ou por 
um pó fino. Cada partícula é um pequeno cristal, orientado aleatoriamente em relaçãoao 
feixe incidente. Por causalidade alguns cristais estarão orientados de tal maneira que 
seus planos irão reemitir o feixe incidente na forma semelhante a uma reflexão. Através 
da reflexão, determina-se o espaçamento interplanar e a intensidade relativa para cada 
linha de difração observada no difratograma em relação ao pico de máxima intensidade, 
o que permite comparar com os difratogramas conhecidos e determinar a rede cristalina 
da argila. Em conjunto com a análise química, é possível descrever a composição de tal 
argila. 
 
23) Qual a importância do ensaio TG para a caracterização de materiais cerâmicos? 
 
A termogavimetria é a técnica utilizada para medir variações da massa de uma amostra 
durante o aquecimento(ou resfriamento) ou durante uma temperatura específica. A 
importância desse método é que por ele é possível determinar as reações químicas e 
físicas que ocorrem no material de acordo com a temperatura: evaporação, sublimação, 
decomposição, oxidação, redução, adsorção e dessorção de gás. Com essas informações 
, em conjunto com outros dados, determina-se qual a reação que encadeou a perda de 
massa, logo qual a composição química da argila. 
 
 
24) Como se determina a umidade de conformação dos materiais cerâmicos? 
 
A umidade de conformação deve ser entre o limite de plasticidade(LP) e o limite de 
liquidez(LL). O LP é o teor mínimo de umidade no qual a argila se molda em um 
cilindro de 3mm de diâmetro e aproximadamente da largura 10 cm, sem se fissurar.O 
LL é a quantidade de umidade na argils no qual ela muda do estado plástico para o 
estado líquido. 
 
25) Como a secagem pode influenciar na qualidade de um material cerâmico? 
 
No processo de secagem, há uma contração natural do material. Caso o processo não 
seja realizado em condições ideias de umidade, velocidade e temperatura, a parte 
externa do material cerâmico secará mais rápido que a parte interna. Logo, haverá 
esforços internos, provocando fissuras e outras deformidades indesejáveis. 
 
26) O que constitui o esmalte de peças cerâmicas? 
 
Os esmaltes cerâmicos são constituídos por materiais fundentes e 
pigmentos(relativamente inertes), cuja a função está ligada a fins estéticos. Apresentam 
em sua composição SiO2 , Al2 O3 , K2O, CaO, Na2O e outros óxidos. 
 
27) Que ensaios devem ser feitos nos materiais cerâmicos usados para acabamento? 
 
Absorção de água- indica a quantidade de água absorvida pela placa cerâmica; 
Resistência à abrasão- consiste em estabelecer o desgastes superficial que a placa 
cerâmica apresenta ao movimento de pessoas e objetos , determinando o índice PEI; 
Resistência à manchas e ataques químicos- mede a alteração estética da placa após 
contato com produtos químicos e manchantes; 
Resistência ao choque térmico- capacidade de resistir a variações de temperatura sem 
dano à estrutura; 
Resistência à gretagem- capacidade do esmalte não apresentar pequenas fissuras; 
Resistência ao chumbo e cádmio- não possuir esses elementos; 
Coeficiente de atrito- mede o quanto a superfície é áspera; 
Dureza- resistência ao risco. 
 
28) Materiais cerâmicos são resistentes a choque térmico? 
 
Devido à sua estrutura cristalina ou semi-cristalina, o material cerâmico possui 
propriedades físicas como a refratariedade, a condutividade térmica e a resistência ao 
choque térmico. As cerâmicas refratárias tem como principal característica reter a forma 
física e a identidade química quando submetidas à altas temperaturas. 
 
29) O esmalte protege os materiais cerâmicos de patologias? 
 
Sim. Como a maioria das patologias relacionadas aos materiais cerâmicos é causada 
pela umidade, as peças esmaltadas tem maior proteção, pois o esmalte serve de 
impermeabilizante. Logo, dificulta a passagem de água e reduz o aparecimentos de 
patologias. 
 
30) Como o módulo de elasticidade dos materiais intervenientes na execução de 
acabamentos de alvenarias influencia no aparecimento de patologias? 
 
A diferença entre os coeficientes de dilatação térmica dos materiais empregados na 
construção de uma alvenaria, dentre eles o revestimento cerâmico, pode criar esforços 
internos acima do suportado pela estrutura. Isso acarreta em fissuras, as quais são 
patologias na estrutura prejudiciais.