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Prof. Leandro Candido de Lemos Pinheiro [email protected]
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Curso Superior de Tecnologia em Construção de Edifícios
Propriedades dos MCC’s
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
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.
Volume
O espaço que ocupa determinada quantidade de matéria.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Massa específica
A relação entre sua massa e seu volume.
Peso específico
A relação entre seu peso e seu volume.
Porosidade
A propriedade que tem a matéria de não ser contínua, havendo espaços
entre as massas.
Permeabilidade
Está associada à interligação entre os vazios.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Dureza
Definida como a resistência que os corpos opõem ao serem riscados.
Tenacidade
A resistência que o material opõem ao choque ou percurssão.
Maleabilidade ou Plasticidade
A capacidade que têm os corpos de se adelgaçarem até formarem lâminas
sem, no entanto, se romperem.
Ductibilidade
A capacidade que têm os corpos de se reduzirem a fios sem se romperem.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Durabilidade
A capacidade que os corpos apresentam de permanecerem inalterados
com o tempo.
Desgaste
A perda de qualidades ou de dimensões com o uso contínuo.
Elasticidade
A tendência que os corpos apresentam de retornar à forma primitiva pós a
aplicação de um esforço.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Homogeneidade do material
Material isotrópico – apresenta, para uma dada propriedade, uma
igualdade nas três direções.
Material anisotrópico – para uma dada propriedade há uma variação em,
pelo menos, uma das direções.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Massa específica (densidade)
µ – massa específica do material (kg/m³, g/cm³, kg/dm³)
m – massa
VT – volume total
VS – volume de sólidos
VV – volume de vazios
Massa específica real Massa específica aparente
(Massa unitária)
VT = VS + VV
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Densidade Relativa
É a relação entre a densidade da substância e a massa volúmica da
substância de referência (geralmente é a água).
densidade relativa
Quando se diz que um corpo tem
uma densidade relativa de 5, quer
dizer que tem uma massa volúmica
5 vezes superior à da água.
γH2O = 1 kg/dm³
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Umidade (%)
É um índice da quantidade de água existente em um sólido.
teor de umidade
m = massa total do material
mS = massa do material seco em estufa
𝑼𝒎𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 % =𝒎−𝒎𝑺
𝒎𝑺× 𝟏𝟎𝟎
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Porosidade (%)
É a relação entre o volume de vazios e o volume total.
porosidade
VT = volume total
VV = volume de vazios
Materiais sólidos compactos terão
porosidade constante.
Materiais granulosos terão porosidade
variável, pois será dependente da
agregação das partes.
A porosidade pode estar relacionada
com a resistência mecânica.
+ poros = - resistência
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Grau de Saturação (%)
É a relação entre o volume água que ocupa os vazios de um
material.
grau de saturação
VA = volume de água
VV = volume de vazios
VA = VV
VA = 0
S = 100%
S = 0%
saturado
seco
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Coeficiente de Permeabilidade (cm/s)
Pode ser definido como a facilidade ou dificuldade da água percolar
os vazios de um material.
• PERCOLAÇÃO: é o caminho da água dentro dos vazios de um material.
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Dilatação (cm)
É a variação de tamanho de um material em função das mudanças
de temperatura ao longo do dia e das estações do ano.
dilatação térmica
l0 = comprimento inicial do material
T = temperatura
ΔT = variação de temperatura
αmat = coeficiente de dilatação térmica do material
Quando ΔT for negativo,
há contração.
junta de dilatação
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Condutibilidade Térmica
É a propriedade que os materiais tem de conduzir energia na forma
de calor.
Materiais com baixa condutibilidade térmica são melhores isolantes,
proporcionando a manutenção da temperatura que se deseja em um
dado ambiente.
Exemplos:
Isolantes: madeiras
Condutores: metais, telhas de fibrocimento
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Condutibilidade Elétrica
Está relacionada a maior ou menor capacidade de deslocamento das
cargas elétricas através da estrutura de um material.
Exemplos:
Isolantes: madeiras (secas), plásticos, vidro
Condutores: metais
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS
Absorção Acústica
Isolamento Acústico
É a relação entre a energia sonora absorvida e a energia sonora
emitida. É mais absorvente aquele que emite menos energia sonora.
Exemplos:
Absorventes: tecidos (carpetes, cortinas), espumas, isopor
Isolantes: pedras, vidro, concreto
É a diferença entre o nível de ruído no lado do emissor e o nível de
ruído no lado do receptor. Tem maior isolamento aquele material que
faz com que chegue menos ruído no lado do receptor.
ESFORÇOS MECÂNICOS
Na disciplina de materiais de construção precisamos conhecer a
resistência que cada material oferece a cada tipo de esforço
mecânico. Isso é importante para decisões projetuais/construtivas e
para cálculos estruturais.
Classificação dos materiais quanto à estrutura atômica: • Materiais cristalinos: estrutura atômica organizada. Ex.: rochas.
• Materiais amorfos: estrutura atômica desorganizada. Ex.: vidros.
• Materiais fibrosos: estrutura atômica composta por fibras, organizadas
ou não. Ex.: madeira.
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Tensão de engenharia
σ – tensão (N/m²) (Pa – Pascal)
F – carga aplicada em uma direção perpendicular à área da
seção reta da amostra
A0 – área da seção reta original antes da aplicação da carga
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Deformação de engenharia
ε – deformação específica
li – comprimento inicial do corpo de prova
lf – comprimento final do corpo de prova
Δl – alongamento
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Deformação – Elasticidade
Para pequenos níveis de carregamento há um comportamento linear entre
a tensão aplicada ao corpo e sua deformação;
Com a retirada da tensão a deformação cessa: exemplo – mola perfeita;
Na maioria dos casos os materiais apresentam comportamentos não-
lineares.
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Lei de Hooke
Exprime a proporcionalidade existente entre a tensão e a deformação de um
material dentro do regime elástico:
σ – tensão
ε – deformação
E – módulo de elasticidade ou módulo de Young
• Grandeza que dá a medida da rigidez do material
• Quanto maior o valor de E, menos deformável é o material
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Plasticidade
Deformação permanente que ocorre nos materiais
Ruptura das ligações intermoleculares
Deformações permanentes no material
Não há proporcionalidade entre a tensão e a deformação
• Lei de Hooke não é mais válida
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Diagrama tensão-deformação
Fase elástica
Fase plástica
Limite de resistência dos materiais
Ruptura do material
Tensão de escoamento
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Ductibilidade
Representa o nível de deformação plástica antes da ruptura de um
material;
Materiais com pequena deformação plástica – frágeis
• Exemplo: ferro fundido, materiais cerâmicos e pétreos
Materiais com elevada deformação plástica – dúcteis
• Exemplo: aços de construção
Materiais que apresentam comportamento intermediário – quase-frágil
• Exemplo: concreto
ESFORÇOS MECÂNICOS
Solicitações
cargas
peso próprio
ação do vento, entre outros, que chamamos de esforços
Esforços
Compressão: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário que
leva a um “encurtamento” do objeto na direção em que está aplicado.
ESFORÇOS MECÂNICOS
Esforços
Tração: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário que leva o
objeto a sofrer um alongamento na direção em que o esforço é aplicado.
Flexão: esforço que provoca uma deformação na direção perpendicular ao
qual e aplicado.
ESFORÇOS MECÂNICOS
Esforços
Cisalhamento: esforço que provoca a ruptura por cisalhamento.
Torção: esforço aplicado no sentido da rotação do material.
PROPRIEDADES DOS MCC’S
BIBLIOGRAFIA
FREIRE, W. J.; BERALDO, A. L. (coord.) Tecnologias e materiais alternativos de construção. Campinas: Ed. UNICAMP, 2003. MAGALHÃES, F. Concreto e cimento Portland: especificações e ensaios. Versão 1.0. Apostila. (Curso Superior de Tecnologia em Construção de Edifícios) – Instituto Federal do Rio Grande do Sul. Rio Grande: IFRS, [s.d.]a Disponível em: <http://academico.riogrande.ifrs.edu.br/~fabio.magalhaes>. Acesso em: 2 ago. 2012. MAGALHÃES, F. Materiais componentes do concreto: especificações e ensaios. Versão 1.0. Apostila. (Curso Superior de Tecnologia em Construção de Edifícios) – Instituto Federal do Rio Grande do Sul. Rio Grande: IFRS, [s.d.]b. Disponível em: <http://academico.riogrande.ifrs.edu.br/~fabio.magalhaes>. Acesso em: 2 ago. 2012. MAGALHÃES, F. Rochas, madeiras e materiais cerâmicos : especificações e ensaios. Versão 1.0. Apostila. (Curso Superior de Tecnologia em Construção de Edifícios) – Instituto Federal do Rio Grande do Sul. Rio Grande: IFRS, [s.d.]c. Disponível em: <http://academico.riogrande.ifrs.edu.br/~fabio.magalhaes>. Acesso em: 2 ago. 2012. RIBEIRO, C. C.; PINTO, J. D. S.; STARLING, T. Materiais de construção civil. Belo Horizonte: Ed. UFMG, 2000. ROCHA, J. C.; XAVIER, L. L. Materiais de construção civil. Apostila. Disciplina ECV 5330. (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis: Departamento de Engenharia Civil; UFSC, 2000. SILVER, P.; MCLEAN, W. Introducción a la tecnologia arquitectónica. Barcelona: Parramón, 2008. *Foram utilizadas também como referência notas de aula do professor Christiano Piccioni Toralles.