ENG. DE MATERIAIS-01.pdf

ENGENHARIA DE MATERIAIS
Prof. José Nelson
ENGENHARIA DE
MATERIAIS
Professor: Engº Civil José Nelson Vieira da Rocha
E-mail: jose.rocha@doctum.edu.br
Telefone: (33) 99944-8449
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Prof. José Nelson
OLÁ, EU SEREI SEU PROFESSOR ESTE SEMESTRE
 Engenheiro Civil pelo Instituto Tecnológico de Caratinga;
 Especialista em Estruturas de Concreto e Fundações;
Nome: José Nelson Vieira da Rocha
Cursos: Engenharia Civil /Elétrica Arq. e
Urbanismo
• Professor com ênfase na área de Análise Estrutural e Projetos de Instalações, atuando
principalmente nos seguintes temas: Teoria das Estruturas, Sistemas Estruturais,
Instalações Hidrossanitárias, Instalações Elétricas e Materiais de Construção;
• Desenvolve e executa projetos para AEC elaborados na tecnologia BIM, visando a
compatibilização, planejamento, coordenação e integração buscando economia aos
empreendimentos.
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Disciplina: ENGENHARIA DE MATERIAIS
EMENTA:
Introdução – conceitos básicos – importância da disciplina. Principais propriedades dos
materiais. Normas e Normatização. Aglomerantes – Cales – Gesso – Cimento Portland e
Cimentos especiais. Agregados para argamassas e concretos. Argamassas de cal e gesso.
Concretos – conceituação. Materiais cerâmicos. Materiais metálicos. Vidros. Madeiras.
Polímeros. Materiais Betuminosos.
Plano de Trabalho

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Plano de Trabalho
JUSTIFICATIVA:
Engenheiros(as) irão uma vez ou outra se deparar com um problema de projeto que
envolve materiais: A seleção de um material correto entre milhares disponíveis;
Quanto mais familiarizado o engenheiro(a), com as várias características e relações
estrutura-propriedade, assim com as técnicas de processamento dos materiais, mais
capacitado e confiante estará para definir materiais.

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Plano de Trabalho
OBJETIVOS:
Trabalho em grupo em que cada uma equipe desenvolverá um projeto de pesquisa
sobre o tema “Materiais tecnológicos na área de construção civil”.
METODOLOGIA:
- Desenvolver o projeto de pesquisa, não apenas sobre o aspecto conceitual do
produto, mas incluindo também informações citadas abaixo:
·Processo de fabricação
·Necessidades do mercado
·Análise de custos

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Plano de Trabalho
CRONOGRAMA:
- Apresentação da proposta e Estruturação das equipes de trabalho
- Definição do tema e elaboração do cronograma de atividades
- Elaboração do projeto
- Orientação do projeto
- Entrega do relatório
- Seminário de apresentações

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BIBLIOGRAFIA:
BÁSICA:
PETRUCCI, E. G. R. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO. Porto Alegre: Globo, 2007.
BERTOLINI, Luca. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO. São Paulo: Oficina de textos, 2010.
SOUZA, Roberto de; TAMAKI, Marcos Roberto. GESTÃO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO, Cidade: Nome
da Rosa, 2005.
CALLISTER JR, William D, RETHWISCH, David G. CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS – UMA
INTRODUÇÃO. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
BAUER, L.A. Falcão. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1: CONCRETO, MADEIRA, CERÂMICA, METAIS,
PLÁSTICOS, ASFALTO - NOVOS MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL. 5. ed. ed. Rio de Janeiro: LTC,
2007. v. 1, 471 . p.
Plano de Trabalho

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BIBLIOGRAFIA:
COMPLEMENTAR:
FREIRE, Wesley Jorge. BERALDO, Antônio Ludovico. TECNOLOGIAS E MATERIAIS ALTERNATIVOS DE
CONSTRUÇÃO. Campinas: UNICAMP, 2003.
SILVA, Moema Ribas. ENGENHARIA DE MATERIAIS. São Paulo: PINI, 1985.
BAUER, L. A. Falcão. ENGENHARIA DE MATERIAIS. Volume I. 5a Edição. Livros Técnicos e Científicos Ed.,
Rio de Janeiro, 2000, 471 p
ADDIS, Bill. EDIFICAÇÃO: 3000 ANOS DE PROJETO, ENGENHARIA E CONSTRUÇÃO. Porto Alegre:
Bookman, 2009.
Plano de Trabalho

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Metodologia de Avaliação
1ª ETAPA: 09/08 A 05/10: 40 PONTOS
• UMA PROVA ESCRITA (15 PONTOS)
• 25 PONTOS DE ATIVIDADES E TRABALHOS
• 07/10 - Provas de 2ªChamada referente a 1°Etapa de Notas
2ª ETAPA: 06/10 A 09/12: 60 PONTOS
• PROVA ESCRITA (20 PONTOS)
• 40 PONTOS DE ATIVIDADES E TRABALHOS
• 25/11 a 06/12 – Semana de Provas ref.a 2ªEtapa de Notas
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Plano de Trabalho

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X
Metodologia de Ensino
Convencional
foco: professor
interação / comunicação: fraca
motivação: baixa
linguagem: não atual
Técnicas modernas
foco: aluno
interação / comunicação: alta
motivação: técnicas didáticas
linguagem: dinâmica, plural 10
Dica de vídeo:
Palestra do Prof. Pierluigi Piazzi
“Como Aumentar a Inteligência - Dicas
Para Estudar Com Eficiência”
Plano de Trabalho

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Metodologia de Aprendizado
Compromissos do professor
direcionar o desenvolvimento
aulas motivacionais = ideia do conteúdo
(multimídia & outras = auxiliar)
ouvir dúvidas e sugestões
propor problemas
Resumindo
Responsabilidade do aluno: aprender
Responsabilidade do professor: guiar 11
Compromissos do aluno
aprendizado (provas = secundário)
aprendizado = individual =
LER + RACIOCINAR + EXERCITAR + ESCREVER
participação ativa
retorno = motivação para o professor
LER ESCREVER LER ESCREVER LER ...
Plano de Trabalho

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HÁBITOS DE PESSOAS BEM
SUCEDIDAS
1- Mais livros, menos TV.
2- Encontrar formas de melhorar a si mesmo ao invés de procurar defeitos
nos outros.
3- Descobrir como contribuir com o outro.
4- Perceber que sempre há o que aprender, mesmo que já tenha ouvido
sobre o assunto.
5- Manter o foco/competir consigo mesmo.
6- Saber receber elogios, mas sempre PEDIR por críticas construtivas.
⁠"Sua única limitação é aquela que você impõe em sua própria mente".
Livro: Mais esperto que o Diabo.
"Napoleon Hill"
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=7mciUepEris
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NÚMERO DE PROTOCOLO QUE DEVERÁ SER APRESENTADO AO PROFESSOR.
✓ TRABALHOS TEM DATA PARA ENTREGA. OS ENTREGUES DEPOIS DA DATA SERÃO
AVALIADOS EM METADE DOS PONTOS.
✓ AVALIAÇÃO DE SEGUNDA CHAMADA TEM UMA DATA ESPECÍFICA QUE DEVERÁ SER
CONFIRMADA COM O PROFº. O QUANTO ANTES. O ALUNO SÓ PODERÁ FAZER A PROVA
COM REQUERIMENTO, POR ESTE MOTIVO DEVE PROCURAR A SECRETARIA COM
ANTECEDÊNCIA.
HUMILDADE PRA ADMITIR QUE NINGUÉM SABE DE TUDO E POR ISSO ESTUDAR NUNCA É
DEMAIS!
“SEJAA MUDANÇA QUE VOCÊ QUER VER NO MUNDO” - MAHATMA GANDHI.
DEVERES E BRIGAÇÕES:
✓PARTICIPAÇÃO NAS AULAS (75%);
✓APS (Atividades Práticas Supervisionadas)
CONTAM COMO PRESENÇA. CASO O
ALUNO NÃO CONSEGUIR POSTAR A
ATIVIDADE NA DATA, O ADX GERA UM
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Introdução
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1. Visão história dos materiais de
construção
•Figura 1 – Stonehenge (2075 a.C.): monumento megalítico da Idade do Bronze, no
condado de Wiltshire, na Inglaterra. (Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Stonehenge).
Historicamente, o desenvolvimento do homem esteve ligado à sua
habilidade em detectar, manipular e aperfeiçoar os materiais disponíveis
para atender suas necessidades de manutenção, proteção, abrigo ou religiosidade
(Figuras 1 e 2).
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construção
•Figura 2 – Muralha construída pelo Imperador romano Adriano (122 - 130 d.C.) no
nordeste da Inglaterra, com 120 km de extensão.
•(Fonte: www.bbc.co.uk/history/ancient/romans/hadrian_gallery.shtml)
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construção
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Idade
da pedra
Idade
do bronze
Idade
do ferro
Idade
do cobre
Idade
do plástico
Idade
do semicondutor

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construção
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Ciência dos Materiais
James F. Shackelford

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construção
Até 1850 – Uso da madeira, tijolo, pedra, concreto e ferro forjado.
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construção
1850 – Desenvolvimento do Aço estrutural e invenção do 1º plástico.
Torre Eiffel 20

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construção
1950 – Introdução do PVC na construção civil.
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construção
1980 – Uso intensivo do plástico na construção civil.
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construção
2000 – Aumento e difusão do uso de eletrônicos.
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NOTÍCIAS
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Fonte: http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2015/10/cientistascriam-
1-pele-artificial-que-transmite-impulsos-para-o-cerebro.html

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NOTÍCIAS
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A IMPORTÂNCIA DA CONSTRUÇÃO
CIVIL E DA ENGENHARIA DE MATERIAIS
Segundo o Instituto Britânico de Engenheiros Civis a Engenharia
(apud Mehta, 1994):
• representa os músculos e os tendões que conectam a
sociedade (pontes, túneis, estradas de rodagem e de ferro,
aeroportos, portos);
• é responsável pela provisão e manutenção de seus
corações e pulmões (água potável, estações de tratamento de
esgoto, instalações de depuração de resíduos);
• é fornecedora da energia necessária para todos os
trabalhos (plataformas marítimas de extração de óleo,
barragens hidroelétricas, usinas nucleares e maremotrizes,
instalações eólicas e todas suas derivações). 26

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Curva do crescimento
exponencial da população
(Braga et al. , 2006, p. 3).
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Curva do crescimento
exponencial da população
(ONU, 2015)
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A importância da indústria da construção
civil e dos materiais
• A sociedade acredita que Engenheiros(as) estão aptos a tomar
decisões técnicas corretas, pois as consequências das decisões
equivocadas são conhecidas posteriormente e, algumas vezes,
podem ser devastadoras; a profissão de Engenheiro(a) é de
“confiança pública”, porque a sociedade espera e acredita, a
priori, que estes são providos de competências adequadas para
assumirem as responsabilidades inerentes às suas atividades;
• A evolução do conhecimento teórico e prático, do refinamento
dos modelos de cálculo e projetos, dos métodos e técnicas construtivas é
uma realidade que exige atualização e qualificação permanentes.
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O que é ciência?
➢Ciência é conhecimento.
➢Então, tudo que o
conhecimento humano abarca
é objeto da ciência?
➢Não.
➢A definição “filosófica” de
ciência é aquela que associa ao
domínio da realidade (das
verdades) do universo.
www.gqportugal.pt/historia-de-uma-obra-de-arte-o-pensador
O QUE É CIÊNCIA E ENGENHARIA
DE MATERIAIS?

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Engenharia não é ciência!
➢ Não fazemos ciência, fazemos tecnologia que é o domínio do
conhecimento técnico e científico e a sua aplicação através de sua
transformação no uso de ferramentas, processos e materiais criados e/ou
utilizados para resolver problemas.
➢ Técnica : é o procedimento ou o conjunto de procedimentos que têm,
como objetivo, obter um determinado resultado.
➢ Tecnologia é o “encontro da ciência
com a engenharia”.
DE MATERIAIS?

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O que é engenharia então?
➢ Engenharia é aplicação do conhecimento científico, econômico, social e
prático, com o intuito de criar, desenvolver, projetar, construir, manter e
otimizar estruturas, máquinas, equipamentos, aparelhos, sistemas, materiais
e processos.
➢ É um conhecimento datado e o caminho natural de grande parte dele é a
obsolescência.
➢ Desenvolvimento técnico/científico: deve obedecer aos princípios
científicos e éticos.
DE MATERIAIS?

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DE MATERIAIS?
• É um campo interdisciplinar voltado à invenção de novos
materiais e aperfeiçoamento dos já conhecidos mediante o
desenvolvimento da correlação entre composição microestrutura
síntese e processamento.
Ciência: envolve a investigação das relações entre as estruturas
e as propriedades;
Engenharia: coloca os materiais em ação;
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Fundamentos da Ciência e
Engenharia dos Materiais
William Callister

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DE MATERIAIS?
• Ciência dos materiais:
• Disciplina que envolve a investigação das relações
existentes entre as estruturas e as propriedades dos materiais.
• Engenharia de materiais:
• Projeto ou engenharia de um material, baseados na ciência
dos materiais, para produzir um conjunto predeterminado de
propriedades.
“Ferramentas científicas”:
Registros: artigos científicos e livros
Os trabalhos acadêmicos:
Mestrado
Doutorado
Livre docência
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DE MATERIAIS?
• A principal diferença entre Engenharia de materiais e a Ciência
dos Materiais, é que aciência pretende analisar, compreender e
descobrir propriedades presentes nos diversos materiais já
existentes.
• Já a Engenharia dos Materiais tem o objetivo de construir,
planejar e criar novos e diversos produtos, a partir das
propriedades de diferentes materiais.
• Assim, no primeiro caso, estuda-se as propriedades dos
materiais já existentes; no segundo, cria-se novos materiais a
partir dos conhecimentos obtidos pelo primeiro.
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POR QUE ESTUDAR A
ENGENHARIA DE MATERIAIS?
• A qualidade, durabilidade, custo e nível de acabamento de uma
construção dependem diretamente dos materiais que nela são
empregados. Por isso, é necessário que o responsável técnico de
uma edificação tenha em mente a importância de conhecer as
propriedades e aplicações mais adequadas para cada material.
• O(a) engenheiro(a) deve:
• Saber especificar os materiais que resistam aos esforços
e tensões presentes.
• Conhecer as propriedades, as limitações e a melhor
utilização dos materiais.
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POR QUE ESTUDAR A
ENGENHARIA DE MATERIAIS?
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Materiais: Desafios para a construção
CIB (2000)
• Projeto: escolha de materiais recicláveis/reutilizáveis, de
desmonte fácil, com medidas padronizadas, não tóxicos e
cuja fabricação exija pouca energia;
• Construção: uso de materiais locais e reutilização de peças
aproveitáveis, construção com enfoque modular, rotulagem
dos componentes para facilitar a remoção seletiva e
reciclagem, introdução de padrões de qualidade para
materiais reciclados e uso de manuais de operação e
manutenção;
• Desconstrução: novas técnicas para desconstrução e
demolição para facilitar a reciclagem e reutilização dos
materiais;
• Fabricantes: maior responsabilidade para com seus
produtos, do início ao fim de sua produção. 38

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COMO ESTUDAR OS MATERIAIS
DE CONSTRUÇÃO?

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COMO ESTUDAR OS MATERIAIS
DE CONSTRUÇÃO?

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Objetivos do aprofundamento no
estudo dos materiais
➢Melhor compreensão
➢Base científica
➢Desenvolvimento de novos
produtos
➢Avaliação das propriedades

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Perguntas fundamentais:
➢O que é propriedade de um
material?
• Resposta de um material a
um estímulo externo.
• Tipos: mecânicas, térmicas,
elétricas, magnéticas, óticas
e químicas (ligadas à
reatividade ou
deteriorativas.
➢O que é característica de um
material?
• Parâmetro ou atributo que
caracteriza um material
➢O que é processamento de
um material?
➢O que é desempenho de um
material?

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Princípio básico

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• Os materiais de construção são definidos como 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(ex.: o cimento).
a. recursos renováveis: aqueles que, após utilizados, ficam
disponíveis novamente graças aos ciclos naturais, como a água
(ciclo hidrológico), o ar, a biomassa e a energia eólica;
b. recursos não-renováveis: aqueles que, uma vez utilizados, não se
renovam por meios naturais. Podem ser subdivididos em duas
classes:
i. minerais energéticos: combustíveis fósseis (carvão
mineral, petróleo, urânio);
ii. minerais não-energéticos: são minerais como ferro,
calcário, argilas em geral, etc...
DEFINIÇÕES
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Ciclo global dos materiais
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Tetraedro da Ciência e Engenharia
dos Materiais
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APLICAÇÃO/PERFORMANCE
PROCESSAMENTO
PROPRIEDADE
ESTRUTURA
Adaptado: Ciência e Engenharia dos Materiais –Askelande Phulé

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APLICAÇÃO/DESEMPENHO
Chassis dos automóveis (leve
para economia de
combustível e oferecer
segurança para veículo)
PROCESSAMENTO
O processo de fabricação irá afetar
as propriedades mecânicas? Que
tipo de recobrimento pode ser
utilizado para tornar o aço mais
resistência à corrosão? O aço pode
ser soldado facilmente?
PROPRIEDADE: composição química,
resistência mecânica, peso, propriedade de
absorção de Energia, maleabilidade
(conformabilidade)
ESTRUTURA: análise
macroscópica e microestrutural

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ESTRUTURA
ORDEM DE GRANDEZA

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ESTRUTURAS CRISTALINAS
Muitos materiais - metais, algumas cerâmicas, alguns polímeros ao se solidificarem,
se organizam numa rede geométrica 3D – a rede cristalina.
Estes materiais cristalinos, têm uma estrutura altamente organizada, em
contraposição aos materiais amorfos, nos quais não há ordem de longo alcance.

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Sólidos não cristalinos

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Policristalino

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52
Análise de estruturas por difração de raios X

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Análise de estruturas por difração de raios X

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Carbono

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Exemplo de Aplicação de Material Policristalino: Chapas laminadas de aço para
indústria da linha branca –geladeira; fogão; micro-ondas.

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MONOCRISTAL:
arranjo periódico perfeito e repetido de átomos que se estende por toda a amostra
Exemplo de Aplicação de Material
Monocristalino: Paletas de superligas à
base de níquel para turbina de alta-
pressão em turbinas aeronáuticas.
Paletas de superliga à base de
níquel da turbina de alta pressão.

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Da estrutura às propriedades
As ligas de Al são relativamente dúcteis, enquanto as de Mg são frágeis –
necessidade de observação da arquitetura em escala atômica ou microscópica.

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Da estrutura às propriedades
Desenvolvimento de cerâmicas transparentes

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Propriedades
1.MECÂNICAS
2.ELÉTRICAS
3.TÉRMICAS
4.MAGNÉTICAS
5.ÓTICAS
6.DETERIORAÇÃO

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Propriedades
RELACIONAM A DEFORMAÇÃO À APLICAÇÃO DE UMA CARGA.
William F. Smith/Javad Hashemi
Exemplos: Módulo de elasticidade, Resistência mecânica
Vista em corte de uma turbina de avião. A seção de
compressão dianteira, que opera a baixas e médias
temperaturas, utiliza geralmente componentes de titânio. A
seção de combustão traseira, porém, opera com altas
temperaturas, requer o uso de superligas de níquel. A
capsula externa está exposta a baixas temperaturas, sendo
satisfatório o emprego de alumínio e compósitos.
Esta fotografia mostra um cubo quente feito a partir
de um material isolante à base de fibra de sílica, o
qual, apenas alguns segundos após ter sido
retirado de um forno quente, pode ser segurado
pelas suas arestas com as mãos nuas. A
condutividade térmica deste material é tão pequena
que a condução do calor do seu interior (T1250C)
para a superfície do material é muito pequena.

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Propriedade Térmica
As restrições impostas aos materiais localizados nas regiões do ônibus espacial
que são expostas a temperaturas na faixa de 400 a 1260°C são muito rígidas.
Nestas regiões são utilizadas placas cerâmicas.
Micrografia eletrônica de varredura de uma
placa cerâmica de um ônibus espacial,
onde são mostradas as fibras de sílica que
foram colocadas umas às outras durante
um procedimento de tratamento térmico de
sinterização Material muito poroso e de
baixo peso
Localização dos vários componentes do sistema
de proteção no ônibus espacial

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dos Materiais
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Propriedade Óptica
Transmitância de luz de 3 amostras de óxido de aluminio

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Propriedade Deteriorativa
Imagem mostra uma barra de aço que foi dobrada até a forma de uma “ferradura”
utilizando-se um conjunto de porca e parafuso. Enquanto a peça ficou imersa em
água do mar, trincas de corrosão sob tensão se formaram ao longo da parte
dobrada, naquelas regiões onde as forças de tração são maiores

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dos Materiais
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Técnicas de Fabricação de metais

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dos Materiais
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Microestrutura de um material soldado

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dos Materiais
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SOLIDIFICAÇÃO EM LINGOTE

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dos Materiais
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Conformação Mecânica de Metais e Ligas

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2. Os grupos fundamentais de materiais
são:
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são:
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são:
• Cerâmicas;
• Metais;
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• Vidros;
• Polímeros;
• Compósitos: união de dois
ou mais materiais distintos com o
objetivo de formar um terceiro

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2.1. Materiais cerâmicos
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✓ óxidos, nitretos e carbetos;
✓ Leves e duráveis;
✓ Geralmente isolantes de calor e eletricidade;
✓ Mais resistentes a altas temperaturas e à ambientes
severos que metais e polímeros;
✓ São materiais de alta dureza, porém frágeis.
✓ Resistentes à corrosão.
Material de cozinha fabricado de uma
cerâmica vítrea, que oferece boas
propriedades mecânicas e térmicas. O prato
pode suportar um choque térmico, indo
diretamente da chama do fogo para um
bloco de gelo.
A
B
A) Exemplos de materiais desenvolvidos para aplicações avançadas
em motores. Válvulas de motores, assentos de válvulas e pinos de
pistão fabricados em nitreto de silício. B) Possíveis aplicações de
componentes cerâmicos em um motor turbo-diesel.
Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais

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• Rochas:
▪ Rocha ornamental;
▪ Agregados:
o Areia;
o Brita.
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▪ Minerais argilosos:
▪ Tijolo;
▪ Telha;
▪ Placa de revestimento;
▪ Louça sanitária.
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▪ Compostos:
▪ Concreto;
▪ Argamassa;
▪ Vidro.
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▪ Vantagens:
Relativamente baratos quando comparados
com os metais ou com materiais orgânicos;
Duráveis; Resistentes;
▪ Desvantagens:
Frágeis;
Elevado peso.
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2.2. Materiais metálicos
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✓ Os elétrons não estão ligados a nenhum átomo em
particular e por isso são bons condutores de calor e
eletricidade;
✓ Opacos à luz visível;
✓ Têm aparência lustrosa quando polidos - brilho;
✓ Geralmente são resistentes (propriedade mecânica e
deformáveis (alta plasticidade);
✓ São muito utilizados para aplicações estruturais –
resistente a fratura: alta tenacidade
✓ Sensíveis à corrosão;
Peças metálicas comuns, incluindo várias
molas e garras, são característicos de sua
grande variedade de aplicações.

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2.2. Materiais metálicos
• Extraídos de minérios naturais
▪ Ferro
o Hematita;
▪ Alumínio
o Bauxita;
• Utilizados para resistir a esforços de tração;
• Susceptíveis à corrosão.
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2.3. Polímeros/ Materiais orgânicos
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✓ Compostos orgânicos baseados em carbono,
hidrogênio e outros elementos não-metálicos;
✓ São constituídos de moléculas muito grandes
(macromoléculas);
✓ Baixa resistência à deformação (podem ser
extremamente flexíveis);
✓ Baixo ponto de fusão;
✓ Reatividade química mais alta;
✓ Baixa densidade, boa razão resistência/peso;
✓ Sensíveis a altas temperaturas;
✓ Em geral, maus condutores de eletricidade;
✓ Podem ser tóxicos quando queimados;
✓ Podem ser divididos em Termoplásticos e
Termofixos;

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• São mais deformáveis e tem menor resistência;
• São muito dúcteis (borrachas);
• Sofrem muito o efeito de altas temperaturas;
• São muito leves;
• Tem baixa condutibilidade térmica.
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2.3. Polímeros/ Materiais orgânicos

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2.4. Compósitos

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2.4. Compósitos
Adaptado Slide Profa.
Kelly Benini

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3. Classificação dos Materiais
Entre os critérios apresentados por Silva (1985) podemos destacar como
principais a classificação quanto à origem e à função.
✓ Quanto à origem ou modo de obtenção:
• Naturais: são aqueles 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. Como exemplo desse tipo de material,
temos a areia, a pedra e a madeira.
• Artificiais: são os materiais obtidos por processos industriais.
Como exemplo, pode-se citar os tijolos, as telhas e o aço.
• Combinados: são os materiais obtidos pela combinação entre
materiais naturais e artificiais. Concretos e argamassas são
exemplos desse tipo de material.
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✓Quanto à função onde forem empregados:
• Materiais de vedação: são aqueles que não têm função
estrutural, servindo para isolar e fechar os ambientes nos quais
são empregados, como os tijolos de vedação e os vidros.
• Materiais de proteção: são utilizados para proteger e aumentar a
durabilidade e a vida útil da edificação. Nessa categoria
podemos citar as tintas e os produtos de impermeabilização.
• Materias com função estrutural: são aqueles que suportam as
cargas e demais esforços atuantes na estrutura. A madeira, o aço
e o concreto são exemplos de materiais utilizados para esse fim.
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Classificação Funcional
Observe que metais, plásticos e cerâmicas aparecem em categorias diferentes.
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4. Condicões que os materiais da
construção devem satisfazer
✓ Técnicas:
• Resistência mecânica;
• Trabalhabilidade;
• Durabilidade;
• Higiene e
• Segurança.
✓ Econômicas:
• Fabricação;
• Transporte;
• Aplicação e
• Conservação.
✓ Estéticas:
• Cor;
• Aspecto (textura) e
• Forma (plástica).
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✓ Condições Técnicas: revelam o desempenho do material na
construção e sua utilização. O material é revelado de boa ou má qualidade
de acordo com sua condição técnica.
• Resistência mecânica: é a propriedade mais importante para os materiais
estruturais. É a capacidade do material, resistir à solicitação de cargas,
o esmagamento. Deve ser o requisito principal na escolha.
86

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• Trabalhabilidade: é a condição que o material possui de ser adaptável
(fácil manuseio e aplicação) a obra.
• Durabilidade: é a resistência do material as intempéries, e capacidade de
permanecerem inalterados com o tempo.
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• Higiene e Segurança: Caracteriza pelo bem estar do usuário, sem agentes
nocivos a saúde humana.
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✓ Condições Econômicas: quando o material, recebido e
aplicado com o mínimo de custo, porém possui a mesma resistência
que os demais. Esses materiais devem ainda responder os quesitos de
estética e higiene.
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✓ Condições Estética: O material utilizado deve proporcionar uma
aparência agradável, beleza e conforto ao ambiente onde for aplicado.
90

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5. Verificação das condições técnicas
✓ Direta:
✓ Deterioração e
✓ Ruptura
✓ Indireta:
✓ Ensaios de materiais:
✓ Qualidades químicas, físicas e mecânicas;
✓ Coeficiente de segurança;
✓ Verificação de qualidades previstas.
91

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6. NORMALIZAÇÃO
✓ SÃO CRITÉRIOS ESTABELECIDOS ENTRE AS PARTES
INTERESSADAS -TÉCNICOS, ENGENHEIROS, FABRICANTES,
CONSUMIDORES E INSTITUIÇÕES - PARA PADRONIZAR
PRODUTOS, SIMPLIFICAR PROCESSOS PRODUTIVOS E GARANTIR
UM PRODUTO CONFIÁVEL, QUE ATENDA A SUAS NECESSIDADES.
✓ É A ATIVIDADE DO ESTABELECIMENTO DE NORMAS.
• REGULAMENTAÇÃO DA: QUALIDADE, CLASSIFICAÇÃO,
PRODUÇÃO E EMPREGO.
✓ NORMA: É UM DOCUMENTO TÉCNICO QUE DESCREVE
OBJETIVAMENTE UM PADRÃO TÉCNICO ACEITO PELA
SOCIEDADE.
92

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6.1. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA
NORMA TÉCNICA
1. PADRONIZAÇÃO
✓ PERMITE A INTERCONEXÃO
✓ ESTABELECE PADRÕES DE GRANDEZA
✓ FACILITA ACESSO A MERCADOS
✓ CRIA AMBIENTE COMPETITIVO
93

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6.1. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA
NORMA TÉCNICA
2. DEFESA CONTRA A CONCORRÊNCIA DESLEAL
✓ REDUÇÃO DA QUALIDADE PODE LEVAR À
REDUÇÃO DE CUSTO IMPLICANDO EM
PREJUÍZOS PARA A SOCIEDADE.
3. PODE LEVAR A CONSOLIDAÇÃO DE CARTÉIS.
94

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6.2. IMPORTÂNCIA SOCIAL DA
NORMA TÉCNICA
1. DEFESA DO CONSUMIDOR
✓ ESTABELECE O PADRÃO ACEITO DE DESEMPENHO.
✓ CONSUMIDOR NÃO TEM CONHECIMENTO TÉCNICO.
2. SIMPLIFICAÇÃO DE CONTRATOS
✓ REFERÊNCIA À NT EVITA REPETIR DESCRIÇÃO
3. FACILITA A COMUNICAÇÃO
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6.3. IMPORTÂNCIA TÉCNICA DA
NORMA TÉCNICA
1. ESTABELECE PROCEDIMENTOS PADRÕES
– NÍVEL DE SEGURANÇA
– SOLUÇÕES CONFIÁVEIS
– FACILITA A AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS
TRABALHOS.
– ELIMINA DESPERDÍCIOS
96

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6.3. IMPORTÂNCIA TÉCNICA DA
NORMA TÉCNICA
2. ESTABELECE PADRÕES DE GRANDEZA E
FORMAS DE MEDIR
– METRO, GRAMA, VOLT, WATT,ETC.
3. SIMPLIFICA A ATIVIDADE TÉCNICA
4. PROTEGE O PROFISSIONAL
97

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6.4. ENTIDADES NORMALIZADORAS
98
O processo de normalização pode ser caracterizado em quatro níveis,
onde cada nível tem um determinado grau de exigência.

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99
• As associações internacionais dedicam-se à elaboração de normas que são
consideradas válidas para diversos países do mundo.
• Normas internacionais permitem que diferentes países utilizem a mesma
terminologia, a mesma simbologia, os mesmos padrões e procedimentos para
produzir, avaliar e garantir a qualidade dos produtos.
• Por isso, a adoção das normas internacionais, além de exigir melhor
qualificação dos produtos, aperfeiçoa o sistema de “troca”, em vários mercados
• As associações internacionais mais importantes são:

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100
• As normas elaboradas pelas associações nacionais contam com a
colaboração de técnicos e engenheiros que representam fabricantes,
distribuidores, institutos de pesquisa, entidades profissionais e órgãos do
governo.
• Veja alguns exemplos de associações nacionais de normalização.

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Em cada país existem organismos cuja função é estabelecer
normas que padronizem as especificações de materiais, de serviços, de
projetos e de ensaios de laboratório.
1. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas;
2. ASTM – American Society for Testing Materials;
3. ISO – International Organization for Standardization.
101

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A ABNT - fundada em 1940 - se dedica a elaboração de normas técnicas,
sua difusão e incentivo. Fornece a base para o desenvolvimento
tecnológico Brasileiro. Sua sustentação econômica é viabilizada com
contribuições de sócios e entidades a ela ligadas e vendas de normas, não
recebendo verbas publicas.
Isso não impede que, em campos mais restritos, outras entidades
associadas, particulares ou oficiais, tenham o mesmo objetivo. Como
exemplo, temos:
• ABCP – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND;
• IBRACON – INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO;
• ABCRAM – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERAMICA
• ABPC – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE CAL.
102

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6.5. TIPOS DE NORMAS TÉCNICAS
103
1. Normas de procedimento (NB): dão as diretrizes para o cálculo e a
execução de obras e serviços e as condições de segurança.
NB 1: Projeto e execução de obras de concreto armado.
2. Especificações (EB): prescrevem padrões de qualidade para os
materiais.
EB 3: Barras de fios de aço destinados à armadura para concreto
armado
3. Métodos de Ensaios (MB): indicam os processos para a formação e o
exame das amostras.
MB 1: Ensaio de compressão de cimento Portland
4. Padronizações (PB): estabelecem tipos e dimensões para os materiais.
PB 1005: Azulejos – Formato e dimensões.
5. Terminologia (TB): estabelecem a nomenclatura técnica.
TB 12: Terminologia das madeiras brasileiras
6. Simbologias (SB): dão as convenções gráficas dos desenhos.
SB 6: Símbolos gráficos da eletricidade – Diagramas elétricos e
eletrônicos em navios
7. Classificações (CB):classificam e dividem conjuntos de elementos
CB 130: Concreto para fins estruturais – Classificação por grupos
de resistência.

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6.6. COMITÊS BRASILEIROS
104
• CB-01 - Mineração e Metalurgia
• CB-02 - Construção Civil
• CB-03 - Eletricidade (Eletrônica, Eletrotécnica e Iluminação)
• CB-04 – Máquinas e Equipamentos Mecânicos.
• CB-05 -Automotivo (veículos em geral e autopeças)
• CB-06 - Metroferroviário
• CB-07 – Construção Naval
• CB-08 - Aeronáutica e Espaço
• CB-09 – Gases Combustíveis
• CB-10 – Química, Petroquímica e Farmácia.
• CB-11 - Couro, Calçados e Artefatos de couro
• CB-12 – Agricultura, Pecuária e Implementos
• CB-13 – Bebidas
• CB-14 – Informação e Documentação
• CB-15 - Mobiliário
• CB-16 – Transporte e Tráfego
• CB-17 – Têxteis e do Vestuário
• CB-18 – Cimento, Concreto e Agregados
• CB-19 - Refratários

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6.6. COMITÊS BRASILEIROS
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105
• CB-20 – Energia Nuclear
• CB-21 – Computadores e Processamento de Dados
• CB-22 - Impermeabilização
• CB-23 – Embalagens e Acondicionamento
• CB-24 – Segurança contra Incêndio
• CB-25 - Qualidade
• CB-26 – Odonto-Médico-Hospitalar
• CB-27 - Tecnologia Gráfica
• CB-28 – Siderurgia
• CB-29 – Celulose e papel
• CB-30 – Tecnologia alimentar
• CB-31 – Madeira
• CB-32 – Equipamento de proteção individual
• CB-33 – Joalheria, gemas, metais preciosos e bijouteria
• CB-34 – Petróleo
• CB-35 – Alumínio
• CB-36 – Análise clínica e diagnóstico in vitru
• CB-37 – Vidros planos
• CB-38 – Gestão ambiental..........etc.

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6.7. MARCA DE CONFORMIDADE
106
No Brasil, essa marca é cedida pelo INMETRO. O INMETRO, por meio de
laboratórios credenciados, supervisiona o controle de qualidade dos produtos,
antes que cheguem ao mercado consumidor.
Caracteriza-se por um símbolo estampado na embalagem do produto que
garante que o mesmo atende à sua especificação.
• Vantagens comerciais da “Certificação de conformidade”:
• Declarar externamente de forma independente a qualidade dos
produtos e serviços perante os vários mercados;
• Garantir a aceitação internacional dos produtos sem a
necessidade de repetições das avaliações realizadas;
• Aumentar a confiança do consumidor no produto adquirido;
• Destacar o seu produto em relação à concorrência

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6.7. ENCAMINHAMENTO DE UMA
NORMA
107
• A instituição de uma norma é regulamentada pela
NB 0 – Guia para apresentação e regulamentação de
normas técnicas. As normas são elaboradas ou
revisadas por Comissões de Estudo (CE) convocadas
pelos Comitês Brasileiros (CB).
• Dessas comissões fazem parte:
Produtores;
Comerciantes;
Consumidores;
Órgãos Técnicos Profissionais;
Entidades Oficiais; e
Convidados que tratem da matéria.

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NORMA
108
• Os textos das normas são desenvolvidos em Comissões de Estudos
(ABNT/CE), no âmbito dos ABNT/CB, ONS, ou, quando se justifica e o
assunto é restrito, em CE Especiais Temporárias (ABNT/CEET),
independentes. A participação é aberta a qualquer interessado,
independentemente de ser associado da ABNT.
• O assunto é discutido amplamente pelas Comissões de Estudo dos
Comitês Técnicos, com a participação aberta a qualquer
interessado, independentemente de ser associado à ABNT, até
atingir um consenso, gerando um Projeto de Norma.
• Quando os membros da ABNT/CE atingem o consenso em relação
ao texto, este é encaminhado, como projeto de norma brasileira,
para consulta pública. O anúncio dos projetos que se encontram em
consulta pública consta da página da ABNT.

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NORMA
109
• Aprovado o texto do projeto de norma brasileira na consulta pública, o
projeto converte-se em norma brasileira (NBR), entrando em vigor 30 dias
após o anúncio da sua publicação, que também é feito na página da ABNT.

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6.8. SISTEMA BRASILEIRO DE
NORMALIZAÇÃO
110
• Ministério da Indústria e Comércio
• SINMETRO: Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial - (1973) Formular e executar uma política metrológica de
normalização e de controle de qualidade do produto industrial brasileiro.
• CONMETRO: Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial. Órgão normativo do SINMETRO que formula, coordena e
supervisiona essa política.
• INMETRO: Instituto Nacional de Metrologia Normalização e Qualidade
Industrial, executor dessa política.
A ABNT, que é uma sociedade civil sem fins lucrativos é membro do
CONMETRO e integrante do INMETRO, sendo por este considerada como o Fórum
Nacional de Normalização.
As normas aprovadas no âmbito da ABNT são registradas no INMETRO e
recebem a designação oficial de: NBR - Norma Brasileira Registrada

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6.9. PBQP-H Programa Brasileiro da
Qualidade e Produtividade do Habitat
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111
• O PBQP-H é um programa nacional que possui requisitos para um
Sistema de Gestão da Qualidade, baseada na norma ISO 9001 aplicável
somente às empresas do ramo de Construção Civil.
• O Programa se propõe à organizar o setor da construção civil em torno
de duas questões principais: a melhoria da qualidade do habitat e a
modernização produtiva.

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112
• Criado em 1998, o Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade, tem como
finalidade difundir os novos conceitos de qualidade, gestão e organização da
produção, indispensáveis à modernização e competitividade das empresas
brasileiras.
• É adequado a empresas de todos os portes que atuam no setor de execução de obras
e elaboração de projetos para empresas publicas e privadas. O certificado PBQP-H
é um pré-requisito exigido por instituições como a Caixa Econômica Federal e
outros bancos para a concessão de financiamentos habitacionais. Alguns governos
estaduais e prefeituras municipais exigem o certificado PBQP-H para a
participação em licitações.

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113
Principais resultados:
• Mais de 3000 empresas estão ativas no PBQP-H atualmente;
• Redução do índice de não conformidade de Materiais;
• Gera Mais normas ABNT
• Maior qualidade no setor público
• Programas Setoriais de Qualidade de Materiais (PSQs).
Quais as diferenças entre o sistema ISO 9001 e o PBQP-H?
A ISO 9001 é internacional e aplicável a todo tipo de
empresa.
O PBQP-H é nacional e aplicável somente às empresas do
ramo de Construção Civil.

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114
INMETRO. Treinamento básico em gestão da Qualidade. Rio de
Janeiro, 1991.
INSTITUTO EUVALDO LODI. Novo modelo para elaboração de
Normas técnicas no Brasil técnicas no Brasil. Rio de Janeiro, 1993.
(Cadernos IEL, vol.5).
KAISER, Bruno. 10.000 anos de descobertas. 3 a edição. Tradução de
Roberto Luiz F. de Almeida. São Paulo, Melhoramentos, s d.
MINEI, Ciro Y. e PRIZENDT, Benjamin. Normalização para a
Qualidade. São Paulo, SENAI-SP, 1994.
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA. Departamento de Assuntos
Universitários. MINISTÉRIO DA INDÚSTRIA E COMÉRCIO. Secretaria
Executiva do CONMETRO. Normalização - Histórico e informações.
Brasília, 1978.
SARDELLA, Antonio e MATEUS, Edgar. Dicionário escolar de química.
São Paulo, Ática, 1981.
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6.10. Bibliografia Normalização

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7. PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
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115
➢ São as qualidades que caracterizam e distinguem os materiais. Um
determinado material é conhecido e identificado por suas propriedades
e por seu comportamento perante agentes exteriores.
Tomando como base as mudanças que ocorrem nos materiais, essas
propriedades podem ser classificadas em dois grupos:
• Físicas: Podem causar deformação mas não provocam mudança na
composição química do material.
✓ Ex.: Colocar água fervente num copo descartável de plástico.
• Químicas: Causam mudança na composição química do material.
✓ Ex.: Barra de aço exposta ao tempo sofrendo corrosão.

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Resistência
- Tensão de
Ruptura
- Tração
- Escoamento
- Compressão
- Flexão
- Cisalhamento
- Fluência
Conformabilidade
- % alongamento
- % de redução
de área
- Raio de flexão
Resiliência
- Modulo de
elasticidade
- Modulo de
flexão
- Modulo de
cisalhamento
Tenacidade
- Resistência ao
impacto
- Sensibilidade ao
entalhe
- Intensidade da
tensão critica
Durabilidade
- Dureza
- Resistência
ao desgaste
- Resistência a
fadiga
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116
Dentre as propriedades físicas, as mais importantes para estudar os
materiais da construção são as PROPRIEDADES MECÂNICAS, que se
referem à forma como os materiais reagem aos esforços externos,
apresentando deformação ou ruptura.
7. PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
Ponto de Fusão Plasticidade Maleabilidade Ductilidade Soldabilidade

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7. ALGUMAS PROPRIEDADES DOS
MATERIAIS DA CONSTRUÇÃO
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117
• RESISTÊNCIA MECÂNICA
• Resistência mecânica de uma estrutura é a sua capacidade de
suportar as solicitações externas sem que estas venham a lhe
causar deformações plásticas (deformações irreversíveis).
• É a propriedade que possuem os materiais de não se
destruírem sob a ação de cargas. Os materiais empregados nas
estruturas sofrem diversos tipos de solicitações: tração,
compressão, flexão, cisalhamento, torção, choque, etc.

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Existem vários tipos de tensão
Quais são eles?
Tensão= força/área
σ = F/A (N/mm² = MPa)
Tensão x resistência
A resistência é a capacidade do material acomodar tensão
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118
• TENSÃO a que uma peça está sujeita é a carga que esta
peça suporta por unidade de área:

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Compressão
Flexão
Cisalhamento
Torção
Torção do componente
Cisalhamento do componente
Flexão do componente
Tendência para esmagar ou
colapsar o componente
Tendência para
separar/romper o
componente
Elástica
Estrutura retorna a sua
forma original quando
se remove a carga
Tração
Plástica
Carga aplicada provoca
uma deformação
permanente
T
e
n
s
ã
o
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119

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120
• DEFORMAÇÃO
• acompanhando a tensão há sempre uma deformação do
elemento carregado que dependerá das dimensões do
elemento.
• DEFORMAÇÃO UNITÁRIA
ε= ∆L / L

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121
• Relação tensão x deformação
• Quando se retira a tensão do material são possíveis
dois tipos de comportamento para a deformação:
• O material volta à sua dimensão e forma original,
ou seja, a deformação desaparece quando cessa a
tensão ⇒propriedade de elasticidade
• O material permanece deformado após a retirada da
tensão ⇒propriedade de plasticidade

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122
• ELASTICIDADE:
A tendência que os corpos apresentam de retornar à
forma primitiva pós a aplicação de um esforço.

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123
• PLASTICIDADE:
É a propriedade de um corpo mudar de
forma de modo irreversível, ao ser submetido a
uma tensão.

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124
Relação tensão x deformação

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125
Limite de proporcionalidade
A lei de Hooke só vale até um determinado valor de tensão, denominado limite
de proporcionalidade, que é o ponto representado no gráfico a seguir por A’, a
partir do qual a deformação deixa de ser proporcional à carga aplicada.

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126
Tensão de escoamento:
É a deformação permanente do material sem que haja aumento de carga, mas
com aumento da velocidade de deformação. Durante o escoamento a carga
oscila entre valores muito próximos uns dos outros. O material não segue mais
a lei de Hooke e começa a sofrer deformação plástica (definitiva).

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127
Limite de Resistência:
Após o escoamento ocorre o encruamento, que é um endurecimento causado
pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformados a frio. O
material resiste cada vez mais à tração externa, exigindo uma tensão cada vez
maior para se deformar. Nessa fase, a tensão recomeça a subir, até atingir um
valor máximo num ponto chamado de limite de resistência (B).

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128
Limite de Ruptura:
Atingindo o ponto B, correspondente à carga máxima durante o ensaio, começa
a redução sensível da secção transversal do corpo de prova, e a carga diminui
até que aconteça sua ruptura total, chamado limite de ruptura (C).

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129
• Material elasto-plástico:
• Exibe características elásticas sob condições de
baixa tensão e plásticas em níveis de tensão mais
elevados.

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130
• Material elástico linear:
• Obedece à Lei de Hooke:
σ/ε= E
Onde:
σ = Tensão em Pascal
ε = Deformação específica, (adimensional)
E = Módulo de elasticidade ou Módulo de Young

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• Material perfeitamente plástico:

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132
• Aço:
• Tração
• Concreto:
• Compressão

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133
• FLUÊNCIA
• É a deformação com o tempo, resultado de
aplicações prolongadas de tensão.
• Metais submetidos à tensão sob temperaturas
próximas ao ponto de fusão;
• Madeira úmida;
• Materiais fibrosos.

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134
• MALEABILIDADE OU PLASTICIDADE:
A capacidade que têm os corpos de se adelgaçarem até
formarem lâminas sem, no entanto, se romperem. O elemento
conhecido mais maleável é o ouro, que se pode malear até dez
milésimos de milímetro de espessura.

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135
• DUCTIBILIDADE:
A capacidade que têm os corpos de se reduzirem a fios
(deformar plasticamente) sem se romperem.

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136
• EXTENSÃO:
A propriedade que possuem os corpos de ocupar um lugar no
espaço. Todo corpo tem extensão. Seu corpo, por exemplo, tem a
extensão do espaço que você ocupa.

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137
• TENACIDADE
• Reflete a capacidade do material absorver energia de impacto. Ou
energia mecânica necessária para levar o material a ruptura.
• Impacto: Carregamento de curta duração (instantânea)
• Pode ser calculada através da área num gráfico TensãoxDeformação do
material, portanto basta integrar a curva que define o material, da origem
até a ruptura.
• Madeira/metais: boa resistência ao impacto.
• Alta tenacidade, não implica em alta
resistência.
• Os materiais cerâmicos por exemplo tem
baixa tenacidade.

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138
• TENACIDADE
Segundo a tenacidade um mineral pode ser:
• Friável (frágil, quebradiço): Que pode ser quebrado ou reduzido a pó com
facilidade. Ex: calcita, fluorita.
• Maleável: Pode ser transformado facilmente em lâminas, Ex. ouro,
prata, cobre.
• Séctil: Pode ser facilmente cortado com um canivete. Ex ouro, prata,
cobre.
• Dúctil: Pode ser transformado facilmente em fios. Ex. ouro, prata, cobre.
• Flexível: Pode ser dobrado, mas não recupera a forma anterior. Ex: talco,
gipsita.
• Elástica: Pode ser dobrado mas recupera a forma anterior. Ex. micas.

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139
• RESILIÊNCIA
• Corresponde à capacidade de um metal absorver
energia quando deformado elasticamente e devolvê-
la, quando descarregado do esforço que provocou a
deformação.
• Similar a tenacidade, mas relacionada
à elasticidade:
• Ex.: Borracha, molas.
• A energia é absorvida elasticamente.

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140
• DUREZA
• Capacidade de um material resistir à penetração.
• É a resistência à deformação plástica permanente;
• É a resistência ao risco ou a capacidade de riscar;
• Dureza é a propriedade característica de um
material sólido, que expressa sua resistência a
deformações permanentes e está diretamente
relacionada com a força de ligação dos átomos.

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141
• DUREZA
• É a propriedade que possui um material de resistir à
penetração de outro material.
• Escala de dureza de Mohs:
Nº Material Características
1 Talco
Arranha com a unha
2 Gipsita
3 Calcita Arranha com um canivete facilmente
4 Fluorita Arranha com um canivete com leve pressão
5 Apatita Arranha com um canivete com forte pressão
6 Feldspato Risca levemente o vidro . Não é riscado por
uma lâmina de aço
7 Quartzo
Riscam facilmente o vidro
8 Topázio
9 Corindon
10 Diamante

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142
DUREZA

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143
• RESISTÊNCIAAO DESGASTE (ABRASÃO)
• É a capacidade que possui um material de resistir ao desgaste
quando friccionado por outro material mais duro.
Abrasão superficial de placas cerâmicas (PEI)
Classe Resistência à abrasão Material
1 Baixa Poroso
2 Média Semi poroso
3 Média alta Semi gres
4 Alta Gres
5 Altíssima Porcelanato

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144
• FADIGA
• Rupturas por fadiga de aplicações repetidas de tensão;
• O número de ciclos até a ruptura depende da tensão
aplicada;
• A tensão por fadiga pode ser bem menor do que a tensão de
ruptura normal;
• São raras em construções. É comum em alguns
componentes (Ex.: Dobradiças);
• Pontes e estradas, devem levar em conta o efeito da fadiga.

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145
• PONTO DE FUSÃO
• Temperatura na qual o metal passa do estado sólido para o
estado líquido.

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146
• SOLDABILIDADE
• A boa soldabilidade de um aço é associada à pouca
transformação da estrutura cristalina na execução da solda

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7. OUTRAS PROPRIEDADES FÍSICAS DOS
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147
• MASSA:
A quantidade de matéria e é constante para o mesmo
corpo, esteja onde estiver
• PESO:
Definido como a força com que a massa é atraída para
o centro da Terra varia de local para local.

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148
• VOLUME APARENTE DO MATERIAL (Vap)
✓ Volume de água deslocada pelo material supostamente
envolvido por uma membrana impermeável
infinitamente fina.
• VOLUME REAL (Vr)
✓ Volume de água deslocado pelo material.
Vr = Vap-Va

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• VOLUME ABSOLUTO (Vab)
• Volume da parte sólida do material.
• Vab= Vap -Va -Vi
• VOLUME APARENTE DE UM MATERIAL SÓLIDO
GRANULAR - AGREGADO (Vag)
• É o volume ocupado por uma determinada quantidade
de agregado incluindo no volume os vazios entre os
grãos.

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150
• PESO ESPECÍFICO (ρ)
• Relação entre o peso e o volume do corpo. Como o peso é a força com que a
massa é atraída para o centro da Terra, ele varia conforme o local.
• ρ= P/V (kN/m³, kgf/m³)
• MASSA ESPECÍFICA (γ)
• Relação entre a massa e o volume de um corpo. Como a massa é a
quantidade de matéria, ela é constante para um mesmo corpo, portanto a
massa específica não varia.
• γ= M/V (kg/m³)
• DENSIDADE
• É a relação entre a massa de um corpo e a massa de mesmo volume de água
a 4ºC e no vácuo.

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151
• MASSA ESPECÍFICAAPARENTE DE AGREGADO (γap)
• É a massa da unidade de volume aparente dos grãos, incluindo no
volume os poros permeáveis e impermeáveis, e excluindo os vazios
entre os grãos.
• γap= M/Vap
• MASSA ESPECÍFICA REAL DE AGREGADO (γr)
• É a massa da unidade de volume real, excluindo deste os vazios
permeáveis e os vazios entre os grãos. Denominamos massa
específica real simplesmente como massa específica.
• γr= M/Vr

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• MASSA ESPECÍFICAABSOLUTA DE AGREGADO
• É a massa da unidade de volume absoluto do grão, ou seja, o volume
excluindo os vazios permeáveis, impermeáveis e entre os grãos. É obtida
reduzindo-se o material a pó de modo a eliminar o efeito dos vazios
impermeáveis.
• MASSA UNITÁRIA (δ)
• É a massa da unidade de volume aparente do agregado, isto é, incluindo no
volume os vazios impermeáveis, permeáveis e entre os grãos.
• δ= M/Vag
• Sua importância decorre da necessidade, na dosagem dos concretos, de
transformação de traços em massa para volume e vice-versa.

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• POROSIDADE
• Relação entre o volume de vazios e o volume aparente do material
• Porosidade real
• Relaciona-se com o volume total de vazios, ou seja, a soma dos vazios
permeáveis e impermeáveis.
• p(%) = (Va+ Vi)/Vap × 100
= (Vap -Vab)/Vap ×100
• POROSIDADE APARENTE
• Exclui do volume de vazios os poros impermeáveis.
• p(%) = (Va/Vap) × 100
= (Vap-Vr)/Vap × 100

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• ABSORÇÃO D’ÁGUA
• Exprime o poder do material em absorver e reter a água em seu
interior:
• a = (MSSS-MS)/MS×100
• EVAPORAÇÃO OU PERDA DE UMIDADE
• É a propriedade que possui um certo material de perder umidade em
certas condições do meio ambiente. O estado de equilíbrio com a
umidade atmosférica é chamado estado seco ao ar.
• PERMEABILIDADE
• Permeabilidade à água é a propriedade que possui um certo
material de permitir a passagem de água em seu interior.

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7. ALGUMAS PROPRIEDADES TÉRMICAS
DOS MATERIAIS DA CONSTRUÇÃO
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155
• CONDUTIBILIDADE TÉRMICA:
• A quantidade de calor (Q) que passará através da
parede será:
• Diretamente proporcional:
• À sua área S = b . d (m²);
• à diferença de temperatura ∆t= t2 - t1(ºC);
• ao tempo h.
• E inversamente proporcional à sua espessura e (m):

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156
• COEFICIENTE DE CONDUTIBILIDADE TÉRMICA:
Material k
Chapa de fibra de madeira 0,07
Tijolo cerâmico 0,7
Concreto 1,10 a 1,30

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157
• CAPACIDADE TÉRMICA
• É a propriedade que tem um material de absorver e
reter calor;
• A quantidade de calor necessária para passar um
material de massa M de uma temperatura t2a uma
temperatura t1será:
• Q = c .M .∆t (kcal)

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158
• CALOR ESPECÍFICO
• c = Q / (M .∆t) (kcal/[kg .ºC])
Material c
Pedras naturais e artificiais 0,18 a 0,22
Madeira e derivados 0,57 a 0,65
Aço 0,11
• Em construções prediais exige-se que as paredes e
tetos tenham baixa condutibilidade térmica e
elevado calor específico.

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159
• RESISTÊNCIAAO FOGO
• É a propriedade que possuem os materiais de suportarem
temperaturas elevadas sem se destruírem;
• Do ponto de vista da incombustibilidade os materiais se
dividem em 3 grupos:
• Incombustíveis:
• não se queimam sob ação do fogo ou altas
temperaturas.
• Difícil combustão:
• sofrem ação do fogo ou altas temperaturas enquanto
duram seus efeitos. Não se inflamam mas destroem-
se ou se calcinam.
• Combustíveis:
• sofrem a ação do fogo mesmo depois de retirada a
fonte de calor

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LABORATÓRIO
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160

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LABORATÓRIO DE MATERIAIS
DE CONSTRUÇÃO
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161
• REALIZAR ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICOS DE
ENGENHARIA DE MATERIAIS: METAIS,
CERÂMICAS, ARGAMASSAS, CONCRETOS,
AGLOMERANTES, AGREGADOS, ETC.
• RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CONCRETO.
• RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO
DIAMETRAL
• SLUMP DO CONCRETO
• TRAÇOS DE CONCRETO.

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LABORATÓRIO DE MATERIAIS
DE CONSTRUÇÃO
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162
• UMIDADE DE AGREGADOS MIÚDOS
• MASSA UNITÁRIA DO AGREGADO
• COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO
MIÚDO
• COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO
GRAÚDO
• DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ARGILA EM TORRÕES
NOS AGREGADOS.

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Ensaios Mecânicos
Permitem quantificar as propriedades mecânicas
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163

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O ensaio de tração uniaxial é um dos mais populares ensaios mecânicos.
Fornece informações referentes a resistência e ductilidade do material ensaiado.
Propriedades passiveis de serem utilizadas em projeto
Cp cilindrico
Corpo de prova
cp retangular
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164
Ensaio de Tração Uniaxial

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A.S.D’Oliveira
Geometria do corpo de prova (dimensões padronizadas)
Colocação de
extensômetro
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96

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Curva tensão- deformação
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166

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167

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Curva Tensão Nominal x Deformação nominal
( metal dúctil )
➢Modulo de elasticidade – medida da rigidez
➢Tensão de escoamento
➢Tensão máxima ou limite de resistência
➢Dutilidade (redução de área; deformação)
➢Coef de encruamento
➢Estricção – estado triaxial de tensões
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168

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d
d
 =
Critério de instabilidade plástica
Quando começa a estricção ?
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169

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Encruamento
- Aumento da tensão necessário para fazer o material escoar devido à própria
deformação plástica que ele experimenta.
- taxa de encruamento como d/d.
- Durante a deformação plástica a frio a densidade de discordâncias aumenta,
podendo passar de 10^6 cm/cm3 para 10^12 cm/cm3.
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170

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Material dutil com alto
coef de encruamento
Material dutil com bx coef de
encruamento Material frágil
Vidros, cerâmicos, FF e
alguns metais
Aços inoxidáveis
e ao carbono
Material com escoamento
descontinuo
Aço de bx
carbono
Ligas de
Aluminio
Material compósito
Fibras de vidro ou de carbono
em matriz polimérica
Comportamento de diferentes materiais sob tração uniaxial
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171

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Ensaio de Compressão
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117
Compressão é um esforço axial que tende a provocar um
encurtamento ou até o rompimento do corpo submetido a
este esforço. Em ensaios de compressão realizados em
concretos, são produzidos corpos-de-prova com dimensões
padronizadas e são submetidos a uma força axial distribuída de
modo uniforme em toda seção transversal do corpo-de-prova.

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RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
◼ Concreto resiste bem à compressão – até 150 MPa;
◼ Resiste mal à tração – 2 a 5% da resistência à compressão;
◼ Resiste mal ao cisalhamento;
◼ Deve ser especificada em todos os projetos – compressão simples;
◼ Em projetos especiais – módulo de elasticidade, tração simples,
desgaste à abrasão e cisalhamento direto.
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◼ Propriedade mais controlada;
◼ Facilidade com que é determinada;
◼ Em geral, relacionada às demais propriedades;
◼ Os corpos de prova, moldados de diferentes fases da mistura, de
um mesmo concreto, têm resultados com distribuição normal,
representada por:
❑ MÉDIA e DESVIO PADRÃO.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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178
1) Askeland, D. R.; Phule, P. P. Ciência e engenharia dos materiais. São
Paulo: CENGAGE, 2008;
2) Callister Jr., W. D. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais. Rio
de Janeiro: LTC Editora, 2006;
3) Callister Jr., W. D. Ciência e engenharia de materiais. Rio de Janeiro: LTC
Editora, 2008;
4) Shackelford, J. E. Ciência dos materiais. São Paulo: Prentice Hall, 2008;
5) Hashemi, J.; Smith, W. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos
Materiais. Porto Alegra, McGrawHill, 2012.

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