Aula 01 e 02 - Importância dos materiais - Propriedades dos Materiais Civis

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PROPRIEDADES DOS 
MATERIAIS CIVIS
AULA 1
Profa Ms Adriana Trigolo
atrigolo@anhembimorumbi.edu.br
IMPORTÂNCIA DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA 
ESTUDO GERAL DOS MATERIAIS
Propriedades dos Materiais Civis
• Nesta disciplina são estudados 
materiais diversos, suas propriedades e 
suas associações, sua extração e 
impactos resultantes ao meio ambiente.
• Conhecer a origem dos materiais
• Analisar as qualidades dos materiais
• Selecionar os materiais
• Conhecer as principais características 
físicas dos materiais.
OBJETIVOS
 Importância dos materiais de engenharia.
 Estrutura atômica e ligações atômicas nos sólidos.
 Estrutura cristalina e materiais cristalinos .
 Propriedades mecânicas dos metais.
 Alomerantes.
 Agregados
 Corrosão e degradação dos materiais de engenharias.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
METODOLOGIA
o Aulas expositivas com auxílio de datashow.
o Debate de conceitos fundamentais.
o Discussão dos temas buscando a aprendizagem baseada 
na solução de problemas.
o Montagem e execução de ensaios laboratoriais.
o Pesquisa e interpretação de normas técnicas.
Uma universidade de fronteiras e mentes abertas.
Projeto Carreiras
• Estimular o autoconhecimento acerca das habilidades, 
interesses, valores e aptidões.
• Entender o mercado de trabalho da profissão escolhida.
• Formar uma visão realista de si mesmo e do mercado de 
trabalho.
• Preparar-se adequadamente para a entrada no mercado de 
trabalho ou mudança na carreira.
• Preparar um plano de ação para realização dos objetivos 
de desenvolvimento da carreira.
Atividades Complementares
Os estudantes que realizarem pelo menos
4 (quatro) atividades do projeto receberão
o certificado de participação, que poderá ser
computado como Atividade Complementar,
no total de 40 horas.
Uma universidade de fronteiras e mentes abertas.
Projetos Especiais da Universidade
Projeto Universidade que Escreve
Proporcionar aos estudantes um acompanhamento 
formativo da escrita
Contribuir para o desenvolvimento de suas 
competências escritoras em gêneros criativos, 
acadêmicos e profissionais.
Uma universidade de fronteiras e mentes abertas.
Projeto Universidade que Escreve
Disciplina
Semestre (Período 
do curso)
Professor
U
N
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V
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ATIVIDADES DE ENGENHARIA - Relato de Experiência 1º
Jane, Norma, Tatiana 
Mirtes
Prática das Construções - Reescrita de texto Ficcional 2º Calafiori, Cynthia,e Valdir
Química Aplicada à Engenharia - Síntese de Posição de um Autor 3º Daiana e Ricardo
Probabilidade e Estatística - Análise de gráficos e tabelas 4º Conrad
Propriedade dos Materiais - Apresentação Pessoal 5º Adriana e Michelli
Pratica das Construções - Comparação de posições teóricas 6º
Luciana, Luiz Henrique e 
Rafaela
ATIVIDADES DE ENGENHARIA - Relato de Experiência 1º Norma
Sistemas Ecológicos - Reescrita de texto Ficcional 2º Patrícia
Quimica Aplicada à Engenharia - Síntese de Posição de um Autor 3º Daiana
Probabilidade e Estatística - Análise de gráficos e tabelas 4º Conrad
Fundamentos de Topografia e Cartografia - Apresentação Pessoal 5º Fabrizio
Geologia de engenharia - Comparação de posições teóricas 6º Wilson
NOTA N1
MÉDIA ARITMÉTICA ENTRE AS DUAS MAIORES NOTAS OBTIDAS 
ATRAVÉS DOS TRÊS INSTRUMENTOS DE AVALIAÇÃO PROPOSTOS
AOS INSTRUMENTOS DE AVALIAÇÃO NÃO REALIZADOS SERÃO ATRIBUÍDOS 
NOTA ZERO, NÃO HAVENDO POSSIBILIDADE DE REPOSIÇÃO
duas avaliações e relatórios de laboratório
AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE 
ENSINO-APRENDIZAGEM
NOTA N2
PROVA ESCRITA INDIVIDUAL, 
SEM CONSULTA
2
21
NN
MF


NOTA N1
NOTA N2
• - BAUER, L. A. F., Materiais de Construção Rio 
de Janeiro, LTC. 5ª Ed, 2000
• - CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de 
Materiais - Uma Introdução São Paulo, LTC -
5ª Ed., 2002
• - GERE, J. M., Mecânica dos Materiais São 
Paulo, Thomson Pioneira, 2003
BIBLIOGRAFIA
FREQUÊNCIA
O aluno poderá ter apenas 25% de faltas
Carga horária da disciplina: 80 horas
20 horas (5 aulas)
REGRA Nº 1
SEGURANÇA
Nas aulas de laboratório os alunos devem usar calças
compridas e sapatos fechados. Recomenda-se prender os
cabelos e evitar adornos (pulseiras, colares) que possam
se prender aos equipamentos.
O manuseio de equipamentos e utensílios só deve ser feito
na presença do docente ou laboratorista, após orientação
de uso.
É proibido mexer nos equipamentos, utensílios e produtos
sem prévia autorização e sem o uso dos EPIs necessários.
REGRA Nº 1
Ouvir atentamente as orientações do docente e
laboratorista no início de cada aula.
Esclarecer as dúvidas antes de iniciar cada experimento,
certificando-se dos procedimentos a serem adotados em
casos de emergência.
SEGURANÇA
REGRA Nº 2
Horários
Limite para entrada no laboratório → 10 min após o início das 
aulas.
Saída: após término dos experimentos e organização dos 
materiais utilizados nas bancadas.
Uso extra-aula: somente poderá ser feito mediante prévia 
autorização do docente responsável e agendamento com os 
laboratoristas.
FALTA: não poderá colocar o nome no relatório do respectivo 
experimento.
Controle da presença: lista com nome dos 
membros dos grupos → Assinatura obrigatória
REGRA Nº 3
COMPORTAMENTO
Não é permitida a realização de atividades paralelas e alheias ao 
conteúdo dos experimentos.
Não é permitida a realização de brincadeiras que coloquem em 
risco a segurança dos usuários e de equipamentos.
Não é permitida a permanência nos laboratórios sem 
acompanhamento do professor ou laboratorista.
Não é permitido comer e beber dentro dos laboratórios.
Assim como nas salas de aula, os celulares devem ser mantidos 
no modo silencioso. Seu uso não é permitido durante as aulas 
práticas.
REGRA Nº 4
GRUPOS
Serão formados na primeira aula.
Permanecerá fixo durante o semestre.
Quantidade de integrantes: 6 PESSOAS.
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REGRA Nº 5
APOSTILA
Será exigido trazer a apostila para as aulas 
de laboratório.
A falta da apostila caracterizará o não 
aproveitamento do aluno no experimento 
do dia.
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REGRA Nº 6
ELABORAÇÃO DO RELATÓRIO
OBJETIVO: o que se quer observar a partir do 
experimento.
INTRODUÇÃO: abordar o conceito envolvido 
no experimento, por meio consulta à literatura.
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: listar materiais 
e equipamentos utilizados no experimento.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: detalhar as 
atividades desenvolvidas no experimento.
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REGRA Nº 6
ELABORAÇÃO DO RELATÓRIO
RESULTADOS OBTIDOS: apresentar os dados 
obtidos a partir do experimento.
CONCLUSÃO: verificar o atendimento dos 
resultados em relação aos limites 
estabelecidos em normas ou outras fontes.
REFERÊNCIAS: listar o material consultado para 
a elaboração do relatório.
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REGRA Nº 6
ENTREGA DO RELATÓRIO
O relatório deverá ser entregue no início da 
aula da semana seguinte ao experimento.
Em caso de atraso, de no máximo uma semana, 
será descontado 20% da nota original. Após 
este período o relatório não será mais aceito. 
O relatório deverá seguir modelo disponível na 
unidade web, inclusive com capa.
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REGRA Nº 6
ENTREGA DO RELATÓRIO
A formatação do relatório será padronizada: 
texto em letra ARIAL 12, espaçamento entre 
linhas de 1,5 linha, parágrafo de 1,25 cm.
A fim de enriquecer o relatório deverão ser 
utilizadas fotos com legendas, bem como 
planilhas e tabelas com os dados obtidos.
Os relatórios deverão ser digitados e impressos. 
Não serão aceitos relatórios manuscritos.
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Atividade em que se realiza a 
aplicação de métodos científicos ou 
empíricos à utilização dos recursos da 
naturezaem benefício do ser humano. 
Como você definiria ENGENHARIA?
CIÊNCIA 
DOS 
MATERIAIS
 Faz parte do conhecimento básico para todas as 
engenharias.
 As propriedades dos materiais definem o 
desempenho de um determinado componente e 
o processo de fabricação do mesmo.
CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS
“Á área da atividade humana associada 
com a geração e a aplicação de 
conhecimentos que relacionem composição, 
estrutura e processamento de materiais às 
suas propriedades e usos.”
Fonte: Morris Cohen, MIT (em Padilha, A.F. – Materiais de Engenharia, Hemus, 1997, cap. 1)
Desenvolvimento de materiais já conhecidos 
visando novas aplicações ou visando melhorias no 
desempenho.
Desenvolvimento de novos materiais para 
aplicações conhecidas.
Desenvolvimento de novos materiais para novas 
aplicações.
OBJETIVOS
Muitos engenheiros, sejam eles mecânicos, civis, químicos 
ou elétricos, irão uma vez ou outra ficar expostos a um 
problema de projeto que envolva materiais.
Os exemplos podem incluir uma engrenagem de 
transmissão, a superestrutura para um edifício, um 
componente de uma refinaria de petróleo, ou um chip de 
circuito integrado. 
POR QUE ESTUDAR OS MATERIAIS?
 Saber especificar nos materiais que resistem aos 
esforços e tensões presentes.
 Conhecer as propriedades, as limitações, as vantagens e 
melhor utilização dos materiais.
 A qualidade dos materiais influencia na solidez, 
durabilidade, custo e o nível de acabamento da obra.
POR QUE ESTUDAR CIÊNCIA DOS MATERIAIS?
EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS
Desenvolvimento e avanço das sociedades: estão relacionados às habilidades 
dos seus membros em produzir e manipular materiais para satisfazer as suas 
necessidades.
FONTE: http://www.demar.eel.usp.br/historico.html
EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
 Em civilizações primitivas, uso de materiais não trabalhados, como 
encontrados na natureza.
 Até 1500, modelamento de materiais encontrados na natureza: pedra, 
madeira, barro.
 O concreto surgiu como material resistente como a pedra e trabalhável 
como o barro.
 Para se vencer grandes vãos, surgiram os concretos armado e 
pretendido.
 Atualmente, a rápida evolução da tecnologia dos materiais exige que o 
profissional se atualize 
O número de materiais cresceu muito nas últimas 
décadas e a tendência é de se proliferarem mais 
num futuro próximo
• Desenvolvimento e aperfeiçoamento dos métodos de 
extração de materiais da natureza
• Modificação de materiais naturais
• Combinação de materiais conhecidos para a formação de 
novos materiais
QUANTOS MATERIAIS DIFERENTES EXISTEM ?
COMO ESCOLHER ??
CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DOS MATERIAIS
1) O engenheiro deve caracterizar quais as 
condições de operação que será submetido o 
referido material e levantar as propriedades
requeridas para tal aplicação, saber como esses 
valores foram determinados e quais as limitações 
e restrições quanto ao uso dos mesmos.
2) Levantamento sobre o tipo de degradação que o 
material sofrerá em serviço. 
Por exemplo, elevadas temperaturas e ambientes 
corrosivos diminuem consideravelmente a 
resistência mecânica.
CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DOS MATERIAIS
3) Consideração talvez mais convincente é 
provavelmente a econômica: 
Qual o custo do produto acabado???
Um material pode reunir um conjunto ideal de 
propriedades, porém com custo elevadíssimo. 
CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DOS MATERIAIS
• Em raras ocasiões um material reúne uma 
combinação ideal de propriedades, ou seja, 
muitas vezes é necessário reduzir uma em 
benefício da outra. 
• Um exemplo clássico são resistência e 
ductilidade, geralmente um material de alta 
resistência apresenta ductilidade limitada. Este 
tipo de circunstância exige que se estabeleça um 
compromisso razoável entre duas ou mais 
propriedades.
TETRAEDRO DOS MATERIAIS
TETRAEDRO DOS 
MATERIAIS
COMPOSIÇÃO
Relacionada com a natureza química dos materiais
Microestrutura 
(grãos)
 1 – 10 mm
Propriedades 
afetadas:
• fadiga;
• ductilidade.
Microestrutura 
(fases)
 50 - 500 m
Propriedades 
afetadas:
• resistência ao 
escoamento;
• resistência à tração;
• fadiga;
• variação térmica;
• ductilidade.
Estrutura em 
escala “macro”
 até 1 m
Critérios de 
desempenho:
• energia gerada;
• eficiência;
• durabilidade;
• custo.
Escala atômica
 1 – 100 Angstroms
Propriedades afetadas:
• módulo de elasticidades
• variação térmica.
Nanoestrutura 
(precipitados)
 3 – 100 nm
Propriedades 
afetadas:
• resistência ao 
escoamento;
• resistência à tração;
• fadiga;
• ductilidade.
Bloco de motor em liga de 
alumínio fundido (material 
em desenvolvimento)
Ford Motor Company
ESTRUTURA
Arranjo dos componentes do 
material em estudo
ESTRUTURA
FONTE: ISAIA, G. C. A Ciência e a Engenharia de Materiais na Construção Civil. In: Materiais de 
Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. 2010. p. 1-36.
Níveis de estudo/informações dos materiais
 Mecânica (resistência: tração, compressão, cisalhamento e
flexão, elasticidade, plasticidade, ductilidade, tenacidade e
dureza)
 Elétrica (condutividade)
 Térmica (condutividade e expansão/dilatação)
 Física (densidade, porosidade, teor de umidade)
Ótica (cor, transmissão e reflexão de luz)
 Degradação (reatividade química)
PROPRIEDADES
PROCESSAMENTO E DESEMPENHO
Processamento: conjunto de técnicas para obtenção de materiais 
com formas e propriedades específicas
Desempenho: resposta do material a um estímulo externo, 
presente nas condições reais de utilização.
Processamento: É a maneira como será fabricado o material.
Estrutura: É como ficará arranjada atomicamente a matéria.
Propriedades: Quais propriedades físicas, químicas ou 
mecânicas apresentará?
Desempenho: Resposta do material a um estímulo externo, 
presente nas condições reais de utilização.
A classificação tradicional dos materiais é geralmente 
baseada na estrutura atômica e química.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
METAIS POLÍMEROSCERÂMICAS
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
 São geralmente uma combinação 
de elementos metálicos. 
 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.
Fonte: JACINTHO, J. C. Apresentações e notas de aula - UAM. 2010.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
METAIS
 São geralmente uma combinação 
de elementos metálicos e não-
metálicos
(compostos por minerais argilosos, 
cimento e vidro)- carbonetos
 Isolantes de eletricidade e calor
 São mais resistentes que metais 
e polímeros a altas temperaturas.
 Duros, porém muito fragéis
A LUM IN A
Fonte: JACINTHO, J. C. Apresentações e notas de aula - UAM. 2010.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
CERÂMICAS
OS MATERIAS CERÂMICOS NA TABELA PERIÓDICA
Os cerâmicos são constituídos de metais e não-metais
Como exemplos destes materiais podem ser citados os carbonetos (carboneto de 
silício - SiC), os nitretos (nitreto de silício-Si3N4), óxidos (alumina-Al2O3), silicatos 
(silicato de zircónio-ZrSiO4) 
 São geralmente compostos 
orgânicos baseados em 
carbono, hidrogênio e outros 
elementos não-metálicos.
 São constituídos de 
moléculas muito grandes 
(macro-moléculas).
 Esses materiais apresentam 
baixa densidade e podem ser 
extremamente flexíveis.
 Materiais comuns 
poliméricos são plásticos e 
borrachas.
Fonte: JACINTHO, J. C. Apresentaçõese 
notas de aula - UAM. 2010.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
POLÍMEROS
COMPÓSITOS
 Formados pela combinação inteligente de dois ou mais 
materiais, com características e propriedades diversas, que 
continuam a ser claramente identificáveis após a combinação.
 Material multifásico que exibe uma proporção significativa das 
propriedades de ambas as fases que o constituem, obtendo-se 
uma melhor combinação de propriedades.
Fonte: JACINTHO, J. C. Apresentações e notas de aula - UAM. 2010.
 Materiais compósitos são
constituídos de mais de um tipo de 
material insolúveis entre si.
 Os compósitos são “desenhados” 
para apresentarem a combinação
das melhores características de 
cada material constituinte
 Muitos dos recentes
desenvolvimento em materiais
envolvem materiais compósitos
 Fiberglass é um exemplo familiar, no 
qual fibras de vidro são embutidas 
dentro de um material polimérico. 
"Fiberglass" adquire resistência 
mecânica das fibras de vidro e 
flexibilidade do polímero
COMPÓSITOS
 Materiais que apresentem:
 alto desempenho;
 baixo peso e alta resistência;
 resistência à altas temperaturas.
 desenvolvimento de materiais que sejam menos danosos ao 
meio ambiente e mais fáceis de serem reciclados ou 
regenerados.
DESAFIOS DA CIÊNCIA DOS MATERIAIS
CALLISTER Jr., W. D. Ciência e Engenharia de
Materiais: Uma Introdução. São Paulo, LTC. 2008.
PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia, São Paulo,
Hemus, 1997.
VLACK, V. Princípio de Ciência e Tecnologia dos
Materiais. Rio de Janeiro, Campus, 2002.
CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica, Vol. I e III. São
Paulo, Ed. McGraw-Hill.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS