AULA 03 UNESC- MATERIAIS 2

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Faculdades integradas de Cacoal
Faculdade de educação e cultura de porto velho
Engenharia civil
 
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MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DOS METAIS
Os metais assim como qualquer outro material devem ser ensaiados para determinação de índices de qualidade. Esses índices ou valores norteiam a elaboração de um produto que atendam os requisitos mínimos de qualidade e segurança.
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADE DOS METAIS
Principais: 
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA
TENACIDADE
RESILIÊNCIA
MATERIAIS METÁLICOS
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA
É o processo de deformação no qual a tensão e a deformação são proporcionais. A inclinação do segmento linear corresponde ao módulo de elasticidade E. Esse módulo pode ser considerado como sendo a rigidez ou a resistência do material à deformação elástica.
MATERIAIS METÁLICOS
TENACIDADE
Para Callister Jr. (2008) é uma medida de um material em absorver energia até a sua ruptura. Ela pode ser calculada pela área da curva Tensão × Deformação até o ponto da fratura.
MATERIAIS METÁLICOS
RESILIÊNCIA
É a capacidade de um material absorver energia quando ele é deformado elasticamente e, depois, com a remoção do carregamento, permitir a recuperação dessa energia.
O seu cálculo é associado ao módulo de resiliência (Ur) que é a energia de deformação por unidade de volume necessária para submeter um material à tensão, desde um estado sem carga até o seu ponto de escoamento.
ALUMÍNIO
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MATERIAIS METÁLICOS
ESTUDO DO ALUMÍNIO
É um dos elementos mais abundantes da natureza. O alumínio apresenta excelentes propriedades físico-químicas entre as quais se destacam o baixo peso específico entre 2,56 e 2,67 kg/dm³, a resistência à corrosão, a alta condutibilidade térmica e elétrica e a infinita reciclagem apresenta uma ampla variedade de utilização, que o torna o metal não ferroso mais consumido no mundo.
MATERIAIS METÁLICOS
ESTUDO DO ALUMÍNIO
Apesar das suas vantagens a sua extração nem sempre é economicamente viável. O alumínio é extraído a partir da bauxita (Al2O3), que segundo a Associação Brasileira de Alumínio (ABAL, 2007) apresenta um teor de óxido de alumínio entre 35% a 45%; suas jazidas localizam-se principalmente nas regiões tropicais e, no Brasil, concentram-se na área amazônica.
MATERIAIS METÁLICOS
ESTUDO DO ALUMÍNIO
É necessária a transformação da bauxita em alumina (subproduto da bauxita) e, por meio de um processo eletrolítico que transforma a alumina em alumínio. Em média são necessárias 5 kg de bauxita para obter 2 kg de alumina e 2 kg de alumina para obter 1 kg de alumínio.
MATERIAIS METÁLICOS
ESTUDO DO ALUMÍNIO
No processo de eletrólise, para obtenção do alumínio, a alumina é carregada de forma controlada, em um eletrólito fundido, formado por sais de criolita e fluoreto de alumínio. A passagem de corrente elétrica na célula eletrolítica promove a redução da alumina, decantando o alumínio metálico no fundo da célula e o oxigênio liberado reage com o ânodo de carbono, formando dióxido de carbono.
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Características Mecânicas
O alumínio comercialmente puro tem uma resistência à tração de aproximadamente 90 MPa. Sua utilização como material estrutural nesta condição é um tanto limitada, mas através do trabalho a frio, sua resistência mecânica pode ser praticamente dobrada. Aumentos maiores na sua resistência podem ser obtidos com pequenas adições de outros metais como elementos de liga, tais como: silício, cobre, manganês, magnésio, cromo, zinco, ferro etc.
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Coeficiente de Dilatação Térmica
 Alumínio puro possui um coeficiente de dilatação térmica linear de 0,0000238 mm/ºC, na faixa de 20ºC a 100ºC. Este coeficiente é aproximadamente duas vezes o do aço. Porém, devido ao baixo módulo de elasticidade do alumínio, induzem-se menores tensões na estrutura do alumínio, com a variação de temperatura, que na do aço.
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Condutibilidade Elétrica
O alumínio puro possui resistividade de 0,00000263 ohm/cm³ e condutividade elétrica de 62% da IACS (International Annealed Copper Standard), a qual associada à sua baixa densidade significa que um condutor de alumínio pode conduzir tanta corrente quanto um condutor de cobre que é duas vezes mais pesado e proporcionalmente mais caro.
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PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Condutibilidade Térmica
Essa característica é um importante meio de transferência de energia térmica, tanto no aquecimento, como no resfriamento. Assim, os trocadores ou dissipadores de calor em alumínio são comuns nas indústrias alimentícia, química, petrolífera, aeronáutica, etc. 
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Refletividade
O alumínio tem uma refletividade acima de 80%, a qual permite ampla utilização em luminárias. Coberturas de alumínio refletem uma alta porcentagem do calor do Sol, tanto que edificações cobertas com esse material são menos quentes no verão.
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Limite de Resistência à Tração
O limite de resistência à tração é a máxima tensão que o material resiste antes de ocorrer sua ruptura. Calcula-se dividindo a carga máxima, em quilogramas-força, aplicada durante o ensaio pela seção transversal em milímetros quadrados do corpo de prova. O limite de resistência à tração do alumínio puro recozido é aproximadamente 48 MPa (4,9 kgf/mm²).
MATERIAIS METÁLICOS
PROPRIEDADES DO ALUMÍNIO
Limite de Escoamento
O limite de escoamento é a tensão em que o material começa a deformar-se plasticamente e que para o alumínio é de 0,2% do comprimento original medido em um corpo de prova normal.
MATERIAIS METÁLICOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS DO ALUMÍNIO 
Laminação
É um processo de transformação mecânica que consiste na redução da seção transversal por compressão do metal, através da passagem entre dois cilindros de aço ou ferro fundido com eixos paralelos que giram em torno de si mesmos.
MATERIAIS METÁLICOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS DO ALUMÍNIO 
Laminação a Quente 
É o processo onde se consegue grandes reduções da seção transversal com o metal a uma temperatura mínima igual à temperatura de recristalização do alumínio, aproximadamente 350ºC.
MATERIAIS METÁLICOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS DO ALUMÍNIO 
Laminação a Frio
É o processo de laminação realizado a temperaturas bem inferiores àquela de recristalização do alumínio. A matéria-prima é aquela oriunda da laminação a quente.
MATERIAIS METÁLICOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS DO ALUMÍNIO 
Extrusão
Extrusão é um processo de transformação mecânica no qual um tarugo de metal é reduzido em sua seção transversal quando forçado a fluir através do orifício de uma matriz (ferramenta), sob o efeito de altas pressões.
MATERIAIS METÁLICOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS DO ALUMÍNIO 
Trefilação
Trefilação é um processo de transformação por meio de deformação mecânica a frio, no qual se faz fluir através de uma matriz, por esforço de tração, um produto no qual se deseja diminuir a seção transversal.
MATERIAIS METÁLICOS
Alumínio na Construção Civil 
No setor da construção há variedades de produtos de alumínio que podem ser aplicados. 
AÇO
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MATERIAIS METÁLICOS
ESTUDO DO AÇO
Uso do aço na construção civil tem possibilitado aos arquitetos, engenheiros e construtores, soluções arrojadas, eficientes e de alta qualidade. Das primeiras obras - como a Ponte Ironbridge na Inglaterra, de 1779 as obras ultramodernas de edifícios que se multiplicaram pelas grandes cidades, a arquitetura em aço sempre esteve associada à ideia de modernidade e inovação, traduzida em obras de grande expressão arquitetônica e que invariavelmente traziam o aço aparente.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Liberdade no Projeto de Arquitetura - A tecnologia do aço confere aos arquitetos total liberdade criadora,permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão arquitetônica marcante.
Maior área útil - As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante principalmente em garagens.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Flexibilidade - A estrutura metálica mostra-se especialmente indicada nos casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc.
Compatibilidade com outros materiais - O sistema construtivo em aço é perfeitamente compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "drywall", etc).
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Menor prazo de execução - A fabricação da estrutura em paralelo com a execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais.
Racionalização de materiais e mão-de-obra - Numa obra, através de processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura metálica possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Alívio de carga nas fundações - Por serem mais leves, as estruturas metálicas podem reduzir em até 30% o custo das fundações.
Garantia de qualidade - A fabricação de uma estrutura metálica ocorre dentro de uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o processo industrial.
Antecipação do ganho - Em função da maior velocidade de execução da obra, haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do capital investido.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Organização do canteiro de obras - Como a estrutura metálica é totalmente pré- fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido entre outros à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o
inevitável desperdício desses materiais. 
Reciclabilidade - O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Preservação do meio ambiente - A estrutura metálica é menos agressiva ao meio ambiente, pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de material particulado e poluição sonora gerada pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira.
MATERIAIS METÁLICOS
VANTAGENS DO AÇO
Precisão construtiva - Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em centímetros, numa estrutura metálica a unidade empregada é o milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos materiais de revestimento.
MATERIAIS METÁLICOS
Aços Para Concreto Armado e Protendido
Os aços estruturais para concreto armado ou protendido, fabricados no Brasil, podem ser classificados em:
Aços de dureza natural, laminados a quente;
Aços encruados a frio;
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Aços Para Concreto Armado e Protendido
As categorias de aços são: CA-25 (limite de escoamento de 25 kgf/mm² ou 250 MPa), CA- 32, CA-40, CA-50 e CA-60, sendo os dois últimos quase os únicos fabricados atualmente
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Aços Laminados a Quente
Os aços laminados a quente são aços que não sofrem tratamento algum após a laminação. Suas características elásticas são alcançadas unicamente pela composição química adequada com ligas de C, Mn, Si e Cr.
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Aços Encruados a Frio
Os aços encruados a frio são originalmente aços de dureza natural que passam por algum processo para se conseguir um aumento de resistência. Os processos mais utilizados são os de tração e de torção.
MATERIAIS METÁLICOS
Aços Encruados por Tração 
São os aços trefilados. No processo de trefilação, há uma compressão diametral do fio durante sua passagem pela fieira a uma tração elevada, ambas respondendo pela mudança da textura do aço e pelo aumento de sua resistência.
MATERIAIS METÁLICOS
Aços Encruados por Torção
Os aços encruados por torção devem ser produzidos de forma a assegurar um valor mínimo do alongamento de ruptura:
5% para aços CA-60 B
6% para aços CA-50 B
8% para aços CA-40 B
MATERIAIS METÁLICOS
Aços para Concreto Protendido
São aços trabalhados de forma a suportar uma “pré-tensão”, o que nos permite executar peças de concreto armado (protendido) de seções menores do que seria no convencional, em vão maiores. São fabricados no Brasil três tipos de aço para concreto protendido:
Aço trefilado, patenteado;
Aço aliviado de tensões;
Aço estabilizado.
MATERIAIS METÁLICOS
Nomenclatura
As especificações estabelecem uma distinção entre: 
Fios; 
Barras; 
Cordoalhas.
MATERIAIS METÁLICOS
Fios
Os fios (ou arames) são obtidos por trefilação ou processo equivalente, com bitola 12,5 mm ou inferior.
MATERIAIS METÁLICOS
Barras
As barras são obtidas por laminação a quente, com bitola 4,2 mm ou superior, podendo sofrer subsequentemente um encruamento a frio.
MATERIAIS METÁLICOS
Cordoalhas
As cordoalhas são um conjunto (feixes) de fios torcidos, utilizadas em concreto protendido. Podem ser formados de três a sete fios arrumados de forma helicoidal.
MATERIAIS METÁLICOS
Telas Soldadas
São elementos pré-fabricados de aço A ou B, formando uma rede de malhas retangulares ou quadradas.
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço 
Devido à diversidade de formas de seções transversais dos perfis de aço e do controle rigoroso do processo de fabricação, os perfis de aço alcançaram lugar de destaque entre as estruturas metálicas
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço Laminado de Abas Inclinadas
São os perfis tipo I, H, U, L, T segundo normas específicas, oriundos do processo de laminação. As alturas variam de 75 a 150 mm.
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço Laminado de Abas Paralelas
São os perfis tipo I (W) e H (W e HP), laminados dentro de padrões rígidos no que se refere às dimensões, forma e qualidade do aço. 
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço Extrudado
São os perfis tubulares de seção circular, quadrado e retangular.
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço Soldado
São perfis de seções variadas, compostos por chapas soldadas.
MATERIAIS METÁLICOS
Perfis de Aço Conformados a Frio e Chapas de Aço
São perfis dobrados a partir de chapas finas a frio (Chapa corrugada, Z, cartola, fôrmas de lajes , tubos com costura, U, etc.)
REFERÊNCIAS
IMAGENS:
 www.google.com.br
BAUER, L. A. F. Materiais de construção. vol. 2. 5. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2014.