Revisao materiais AP1

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CIÊNCIAS DOS 
MATERIAIS
ASSUNTO
1. Introdução à ciência e 
engenharia dos materiais e 
classificação dos materiais
INTRODUÇÃO
®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
Desempenho e Qualidade das 
edificações
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS
® Metais ® Materiais metálicos são geralmente uma combinação de 
elementos metálicos.
® Os elétrons não estão ligados a 
nenhum átomo em particular e por 
isso 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
® Nos metais, há perda de material, seja por dissolução 
(corrosão) ou pela formação de uma camada não metálica 
(oxidação).
® Lacunas são imperfeições no arranjo atômico, geralmente 
presentes em materiais metálicos e cerâmicos, que possibilitam 
a ocorrência do mecanismo de difusão atômica, necessário 
para a maioria dos processos de transformação de fase. 
® A proteção catódica é um método eficiente para proteger um 
material metálico da corrosão e consiste em reduzir o potencial 
de oxidação do metal utilizando outro metal de sacrifício.
imperfeições estruturais
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS
® Cerâmicas ® Materiais cerâmicos são geralmente uma combinação de 
elementos metálicos e não-
metálicos.
® Geralmente são óxidos, nitretos e 
carbetos
® São geralmente isolantes de calor 
e eletricidade
® São mais resistêntes à altas 
temperaturas e à ambientes 
severos que metais e polímeros
® Com relação às propriedades 
mecânicas as cerâmicas são 
duras, porém frágeis
® Em geral são leves
ALUMINA
®Os materiais cerâmicos são resistentes 
à deterioração, a qual ocorre 
geralmente sob temperaturas elevadas 
ou em ambientes agressivos.
imperfeições estruturais
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS
® Polímeros
® 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
®O controle da temperatura e da
concentração do iniciador durante a
síntese de polímeros influencia o limite
de resistência à tração desse tipo de
material porque o controle desses
parâmetros afeta a massa molar média
do polímero obtido.
imperfeições estruturais
® A capacidade de um material se deformar plasticamente está 
relacionado com a habilidade das discordâncias se movimentarem
® A deformação plástica de metais, por meio da qual realizam se 
diversos processos de conformação mecânica, como a laminação, por 
exemplo, ocorre por meio do movimento de discordâncias ou 
deslocações.
® Materiais poliméricos são mais susceptíveis à degradação quando 
irradiados com luz ultravioleta do que com luz infravermelha.
® Pode haver dissolução dos polímeros quando são expostos a um 
solvente líquido, ou eles podem absorver o solvente e inchar; além 
disso, a radiação eletromagnética e o calor podem causar alterações 
nas suas estruturas moleculares.
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS
® Compósitos
® 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
® Um exemplo classico é o 
compósito de matriz polimérica 
com fibra de vidro. O material 
compósito apresenta a resistência 
da fibra de vidro associado a 
flexibilidade do polímero
Imperfeições estruturais
® A presença de poros pode ser desejável, dependendo da aplicação do 
material. Poros podem ser introduzidos intencionalmente, por exemplo, 
para reduzir a condutividade térmica de materiais. E - A adição 
intencional de impurezas em um material, mesmo em pequenas 
quantidades, pode afetar significativamente suas propriedades ópticas 
e elétricas
® A adição intencional de impurezas em um material, mesmo em 
pequenas quantidades, pode afetar significativamente suas 
propriedades ópticas e elétricas.
Mais sobre deformação...
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DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
® Os materiais podem ser solicitados por tensões de 
compressão, tração ou de cisalhamento.
® Como a maioria dos metais são menos 
resistentes ao cisalhamento que à tração e 
compressão e como estes últimos podem ser 
decompostos em componentes de cisalhamento, 
pode-se dizer que os metais se deformam pelo 
cisalhamento plástico ou pelo escorregamento de 
um plano cristalino em relação ao outro.
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ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO 
PELA DEFORMAÇÃO À FRIO
® É o fenômeno no qual um material endurece 
devido à deformação plástica (realizado pelo 
trabalho à frio)
® Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de 
discordâncias e imperfeições promovidas pela 
deformação, que impedem o escorregamento dos 
planos atômicos
® A medida que se aumenta o encruamento maior é a 
força necessária para produzir uma maior 
deformação
® O encruamento pode ser removido por tratamento 
térmico (recristalização)
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VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES 
MECÂNICAS EM FUNÇÃO DO 
ENCRUAMENTO
O encruamento aumenta a resistência 
mecânica
O encruamento aumenta o limite de 
escoamento
O encruamento diminui a 
ductilidade
Quanto a reação com água
®hidrófugos não deixa que a humidade 
atravesse impedindo a infiltração de 
água 
®Hidrófilos que absorve água é 
denominado.
®aglomerantes que reagem em 
presença de água
Solos e Tipos de Rochas...
Sobre compactação de solo
® é um procedimento para aumentar a resistência dos 
solos e seu desempenho, minimizando os recalques 
e também diminuindo a condutividade hidráulica.
® A compactação é a densificação do solo por meio da 
expulsão do ar e do rearranjo das partículas.
® Quanto maior o esforço de compactação, maior é o 
peso específico seco máximo e menor o teor de 
umidade ótimo.
® O ensaio Proctor é usado para determinar o máximo 
de peso específico seco e o teor de umidade ótimo, 
servindo como referência para as especificações de 
compactação de campo
Rochas Magmáticas ou 
ígneas.
®granitos (feldspato e quartzo), 
®dioritos (feldspato e anfibólio), 
®sienitos (feldspato), 
®gabros (feldspato, piroxênio e olivina) e 
®basalto (feldspato, piroxênio e olivina).
Rochas Magmáticas ou 
ígneas.
Granilito é um tipo de rocha natural, usualmente 
especificado para execução de pavimentos, cuja 
composição geológica é similar à do granito.
Rochas sedimentares mais 
importantes
® Os arenitos (rochas formadas por grãos de quartzo); 
® Os argilitos e folhelhos (formada por grãos de argila); 
® Os calcários e dolomitos (formados por grãos de 
carbonatos de cálcio e/ou magnésio). 
® Rochas silicificadas, nas quais soluções ricas em 
sílica (SiO2) percolam e cimentam os detritos 
sedimentares formando uma rocha dura. 
® Por isso, alguns arenitos silicificados são denominados de 
quartzitos e encontram larga aplicação em revestimentos 
externos.
Rochas sedimentares mais 
importantes
A pedra mineira é usualmente aplicada nos pisos em torno de piscinas, por ter
uma textura antiderrapante, podendo ser assentada com argamassa de
cimento e areia.
Rochas Metamórficas
®Ardósia 
®Gnaisse 
®Mármore 
®Quartzito 
Rochas Metamórficas
Rochas Metamórficas
Xistos
®os quartzo xistos ("pedrasmadeira"), 
muscovita xistos, biotita xistos, clorita 
xistos, talco xistos("pedra sabão")
Xistos
Agregados – Granulometria..
Granulometria
® É a proporção relativa, em porcentagem, dos diferentes tamanhos dos 
grãos que constituem o agregado. A composição granulométrica tem 
grande influência nas propriedades das argamassas e concretos. 
® O modulode finura de um agregado se determina pela soma das 
porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas 
peneiras de série normal, dividida por 100.
Exemplo - módulo Finura
Concreto 
Características
® Concreto é basicamente o resultado da mistura de cimento, água, 
pedra e areia, sendo que o cimento ao ser hidratado pela água, forma 
uma pasta resistente e aderente aos fragmentos de agregados (pedra 
e areia), formando um bloco monolítico.
® Outro ponto de destaque no preparo do concreto é o cuidado que se 
deve ter com a qualidade e a quantidade da água utilizada, pois ela é a 
responsável por ativar a reação química que transforma o cimento em 
uma pasta aglomerante. Se sua quantidade for muito pequena, a 
reação não ocorrerá por completo e se for superior a ideal, a 
resistência diminuirá em função dos poros que ocorrerão quando este 
excesso evaporar
® O concreto deve ser lançado logo após ter sido misturado; somente 
uma hora após o final do lançamento, deve-se começar o processo de 
amassamento.. 
® A resistência à compressão do concreto depende da relação entre a 
água e o cimento e independe do grau de hidratação do cimento.