1 Introdução aos Materiais de Engenharia ppt [Modo de Compatibilidade]

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Prof° Newton Chwartzmann 
newtonc@ufrgs.br
CONSTRUÇÃO CIVIL I – AIM0216
Introdução aos Materiais de Engenharia
2019
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OBJETIVO DAS DISCIPLINAS DA
ÁREA DE CONSTRUÇÃO
Engenharia civil é o ramo da engenharia 
que
Planeja, projeta, executa, 
opera/mantém e descarta obras como:
edificações, pontes, viadutos, estradas, 
barragens e outras obras da engenharia 
hidráulica fluvial e marítima, assim como 
da engenharia sanitária.
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OBJETIVO DAS DISCIPLINAS DA
ÁREA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
 Introduzir conhecimentos básicos dos 
principais materiais de construção.
 Possibilitar o domínio do processo 
construtivo (PLANEJAMENTO + 
PROJETO + EXECUÇÃO), criando 
soluções racionais e econômicas para a 
fabricação do produto final.
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PROPORCIONAR CONHECIMENTO E 
DESENVOLVER CAPACIDADES
para solucionar problemas e tomar 
decisões técnicas e racionais;
para especificar materiais, selecionar
fornecedores, especificar ensaios e 
analisar os seus resultados;
para produzir com qualidade, dentro 
dos custos e prazos especificados e 
otimizar o processo;
para avaliar novos materiais e técnicas 
construtivas e saber utilizá-los.
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QUAL É A IMPORTÂNCIA DO 
CONHECIMENTO DAS 
CARACTERÍSTICAS DOS 
MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO?
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ENGENHEIRO
Projeto MateriaisTécnica Construtiva
EDIFICAÇÃO
função desempenho
durabilidade custo
OBJETIVO DAS DISCIPLINAS DA
ÁREA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
IMPORTÂNCIA DO CONHECIMENTO 
DOS MATERIAIS
Objetivos a serem atingidos
Ambientais
custo-benefício
viabilidade econômica satisfação do cliente
durabilidade
desempenho
Estrutural
contra fogo, 
vandalismo
meio-ambiente
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De segurança
Econômicos
Funcionais
Historicamente 
construir exigia 
conhecimento 
empírico
Conhecimento 
acumulado por:
 Experiência própria ou 
de terceiros;
 Sem conhecimento das 
causas;
 Sem base na ciência.
CONHECIMENTO EMPÍRICO X CIENTÍFICO
Conhecimento 
acumulado por:
 Uso das ciências básicas 
(matemática, física, 
química, biologia);
 Uso da metodologia 
científica.
Tendência atual:
Tecnologias 
desenvolvidas com 
conhecimento científico 
“faz assim que dá certo”
“em time que está ganhando,
não se mexe”
“de pai para filho”
EMPÍRICO Não permite
inovações
Materiais mudam
Matéria prima
depende da extração
características intrínsecas
propriedades
desempenho
adequação ao uso
novas soluções
CIENTÍFICO
conhecimento
básico
Buscar +
conhecimento
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INTRODUÇÃO
Materiais de construção
“Todo e qualquer material utilizado na 
construção de uma edificação, desde a 
locação e infraestrutura da obra até 
a fase de acabamento, passando desde 
um simples prego até os mais conhecidos 
materiais, como o cimento”. 
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INTRODUÇÃO
Para Silva (1985), o responsável técnico 
por uma edificação deve analisar os 
materiais de construção de acordo com 
seguintes aspectos:
1. Condições técnicas: possuir 
propriedades que o tornem adequado ao 
uso que se pretende fazer dele. 
Ex.: resistência, a trabalhabilidade, a 
durabilidade, a higiene e a segurança.
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INTRODUÇÃO
Qual é a resistência (compressão, fogo) deste material?
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INTRODUÇÃO
2. Condições econômicas: satisfazer as 
necessidades de sua aplicação com um 
custo reduzido:
 de aquisição; 
 de aplicação;
 e de manutenção (durabilidade da 
construção). 
3. Condições estéticas: proporcionar 
uma aparência agradável e conforto ao 
ambiente onde for aplicado.
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INTRODUÇÃO
Qual material é mais confortável?
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Principais subclasses de materiais
Fonte: J.W. Bullard. Universidade de Illinois.
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Uma classificação moderna dos materiais é 
aquela onde eles são divididos em apenas 
dois grandes grupos:
Materiais estruturais: materiais para os 
quais as propriedades mecânicas têm 
um papel fundamental, exemplos:
Aço;
Madeira;
Concreto.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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Materiais funcionais: que servem para 
cumprir um grupo de funções como, por 
exemplo:
materiais magnéticos;
materiais condutores de eletricidade, luz, 
etc;
materiais impermeabilizantes.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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MATERIAIS FUNCIONAIS
Materiais de vedação: são aqueles que 
não têm função estrutural, servindo para 
isolar e fechar ambientes.
Ex: tijolos de vedação e os vidros. 
Materiais de proteção: são utilizados 
para proteger e aumentar a durabilidade e 
a vida útil da edificação. 
Ex: as tintas e mantas asfálticas. 
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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A indústria cerâmica é uma das mais antigas 
do mundo.
No período neolítico (entre 12000 e 4000 
a.C.), a necessidade de armazenar alimentos 
levou o homem à criação de componentes de 
barro seco naturalmente.
MATERIAIS CERÂMICOS
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São obtidos a partir de uma massa a base 
de argila, submetida a um processo de 
secagem lenta e, após a retirada de 
grande parte da água, cozida em 
temperaturas elevadas.
MATERIAIS CERÂMICOS
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A maior parte do solo Brasileiro é de solo 
argiloso e este tem sido utilizado de 
maneiras diferentes ao longo da nossa 
história.
Desde as casas do período colonial até os 
modernos tijolos e telhas cerâmicas, além 
de azulejos e pisos cerâmicos.
MATERIAIS CERÂMICOS
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MATERIAIS CERÂMICOS -
CARACTERÍSTICAS
 Provenientes de rochas ou minerais 
argilosos;
 Extraídos do solo, com ou sem 
processamento;
 Contém elementos metálicos e não-
metálicos;
 São duráveis, resistentes, rígidos, não 
sofrem corrosão e tem boa resistência à 
compressão;
 Apresentam fragilidade e peso específico 
elevado.
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As cerâmicas são classificadas de acordo 
com a cor da massa:
VERMELHAS (alto teor de ferro): 
Tijolos, blocos, telhas, tubos cerâmicos, 
tavelas, etc;
BRANCAS: Azulejos, pisos, pastilhas, 
vasos, etc.
MATERIAIS CERÂMICOS
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METAIS
A metalurgia é o conjunto de técnicas que o 
homem desenvolveu com o decorrer do 
tempo que lhe permitiu extrair e 
manipular metais e gerar ligas metálicas. 
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METAIS
Os primeiros metais a serem descobertos 
foram os metais nobres (ouro e cobre), que 
por não reagirem com outros elementos 
podiam ser encontrados na sua forma 
bruta na natureza. 
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METAIS
Esses metais passaram a ser trabalhados 
quando se descobriu que o calor poderia 
amolecê-los e trabalhá-los. 
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METAIS
Acredita-se que, por volta de 2500 A.C., 
surgiram as primeiras ligas metálicas, 
com a adição de estanho ao cobre, 
gerando o bronze.
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METAIS - CARACTERÍSTICAS
 Extraídos de minérios naturais (óxidos e 
Sulfetos);
 São dúcteis e tem boa resistência à 
compressão e à tração;
 Tem elevada massa específica;
 Apresentam estrutura cristalina e alta 
condutividade térmica e elétrica;
 Apresentam custo mais elevado e são 
suscetíveis à corrosão.
POLÍMEROS
São macro-moléculas formadas pela 
combinação do:
carbono com oxigênio, hidrogênio, 
nitrogênio entre outros
que embora sólidos, apresentam-se em 
algum momento sob forma de líquidos, 
podendo ser moldados.
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POLÍMEROS
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Nesta analogia clipes soltos representam monômeros que 
quando unidos tornam-se os polímeros.
POLÍMEROS
Os polímeros não foram "inventados“, 
eles existem na natureza por exemplo: 
celulose, proteínas, látex. 
Objetos produzidos com plásticos 
recicláveis têm o símbolo que contém 
um número que indica o tipo de polímero.
É muito comum utilizar-se a denominação 
“plástico” devido à propriedade de 
plasticidade que grande parte dos 
polímeros apresenta. 39
INTRODUÇÃO
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POLÍMEROS- CARACTERÍSTICAS
 São não metálicos e podem ser 
naturais ou artificiais;
 São mais deformáveis;
 Baixa resistência mecânica;
 ductilidade elevada;
 Baixo peso específico;
 Baixa condutividade térmica e elétrica.
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POLICLORETO DE VINILA (PVC)
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POLIDIMETIL - SILOXANO
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POLIAMIDAS
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OUTRAS CLASSIFICAÇÕES
Quanto à origem ou modo de obtenção 
os materiais de construção podem ser 
classificados em:
 Naturais: encontrados na natureza, 
prontos para serem utilizados. Em 
alguns casos precisam de tratamentos 
simplificados como uma lavagem ou 
uma redução de tamanho para serem 
utilizados. 
Ex: a areia, a pedra e a madeira. 
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OUTRAS CLASSIFICAÇÕES
 Artificiais: obtidos por processos 
industriais. 
Ex: os tijolos, as telhas e o aço. 
 Compósitos: obtidos pela combinação 
entre materiais naturais e artificiais. 
Ex: concretos e argamassas. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS
São aqueles que possuem pelo menos dois 
componentes ou duas fases, com 
propriedades físicas e químicas 
nitidamente distintas em sua 
composição.
 Compensados e laminados de madeira;
 GRC (Glass fiber reinforced concrete).
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MATERIAIS COMPÓSITOS
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MADEIRA
A madeira como um material de 
construção sempre foi utilizado pelo 
homem desde épocas pré-históricas.
Ela é largamente utilizada devido a alguns 
aspectos, tais como: 
 Disponibilidade na natureza; 
 Facilidade de manuseio.
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MADEIRA
Vantagens
 Sua montagem independe de tempo 
morto (cura);
 Podem ser desmontadas e 
reaproveitadas;
 Resiste a esforços de tração e 
compressão;
 Baixa massa específica e alta resistência 
mecânica;
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MADEIRA
Vantagens
 Facilidade de ligações e emendas;
 Bom isolamento térmico e absorção 
acústica;
 Aspecto visual decorativo;
 Auto renovável.
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NANO MATERIAIS
Materiais cuja funcionalidade ocorre na 
escala do nanômetro (1 a 100NM).
Nanotubos de carbono (NTC): são até 
1000 vezes mais eficiente na transmissão 
de eletricidade do que os fios de cobre. 
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NANO MATERIAIS
Dióxido de titânio: Pigmentação de 
materiais.
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NANO MATERIAIS
Nano sílica: Pozolana ativa que melhora as 
características do concreto (reduz a 
porosidade, aumenta a resistência).
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MATERIAIS INTELIGENTES
Cerâmicas piezoelétricas
Tintas termocrômicas
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Pintor segurança.mp4
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100% seguro - vídeo
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BIBLIOGRAFIA
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.
ISAIA, G. Materiais de Construção Civil e 
Princípios de Ciência e Engenharia de 
Materiais. 2 ed. São Paulo: IBRACON, 2010.
60
BIBLIOGRAFIA
SILVA, Moema Ribas. Materiais de Construção. 
São Paulo: PINI, 1991.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 
7211: Agregados para concreto. Rio de Janeiro: 
2009.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 
7225: Materiais de pedra e agregados naturais. 
Rio de Janeiro: 1993.