Baixe aula 10 construção civil e outras Notas de aula em PDF para Mecatrônica, somente na Docsity! 1 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP Materiais para Construção Civil PMT - 2200 Prof. Samuel M. Toffoli Prof. Antonio Carlos Vieira Coelho Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 2 PMT - 2200 Introdução Há mais de 100.000 anos: madeira, argila e pedra Podem ser agrupados em 4 grupos fundamentais: Materiais Cerâmicos e Minerais areia pedra tijolos e telhas cerâmicos revestimento (piso, azulejo, pastilhas) louça sanitária gesso vidro cimento Materiais Metálicos ferro e suas alumínio e suas ligas cobre e suas ligas Materiais Orgânicos madeiras betumes e asfaltos papel plásticos borracha adesivos e acabamento superficial (tintas, esmaltes e vernizes) Compósitos Combinação de pelo menos 2 materiais diferentes visando explorar algumas boas propriedades de todos argamassa concreto concreto armado fibro-cimento vidro laminado "fiberglass" 2 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 3 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Rochas ou minerais argilosos e os materiais fabricados com eles Antigos Duráveis Rocha e pedra sempre associados à durabilidade Cerâmica: antes de 8.000 A.C. Rígidos Peso relativamente elevado Frágeis ⇒ não recomendados para tração, mas muito bons para compressão Brasil: Cerâmica Estrutural + Revestimento = 4,2 bilhões de US$/ano (Associação Brasileira de Cerâmica) Minerais Areia Argila (~barro) Pedra Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 4 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Cerâmicas Cerâmica Vermelha ou Estrutural Tijolos cerâmicos Telhas cerâmicas Manilhas Cerâmica Branca (louça, porcelana, grês, etc) Revestimento (piso, azulejo, pastilhas) Louça Sanitária Vidros Vidro Plano – Recozido – Temperado – Laminado Tijolos de vidro (bloco transparente e oco) Lã isolante, de vidro ou de rocha (mantas de fibras) Agregado leve Gesso Cimento 5 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 9 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Vidros: Modos de fratura Vidro Recozido Vidro Laminado Vidro Temperado Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 10 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Vidro Recozido: chapa de vidro comum sem tensões internas Vidro Temperado: chapa de vidro que recebeu aquecimento até perto da temperatura de amolecimento (~550ºC) e posterior resfriamento repentino e por igual, formando um “envelope de compressão” no vidro. A Têmpera torna a superfície da chapa de 3 a 5 vezes mais resistente a impactos. 6 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 11 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Vidro Laminado: sanduíche composto por 2 folhas de vidro (geralmente recozido) com uma película de PVB - poli (vinil butiral) no meio. Indicado para Construção Civil onde se requeira segurança (evita quedas de objetos e pessoas de dentro para fora e evita vandalismo), e Por lei, equipa os parabrisas de todos os veículos novos. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 12 PMT - 2200 Materiais Cerâmicos e Minerais Montagem de parabrisas laminados para veículos: 7 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 13 PMT - 2200 Quimicamente: polímero termofixo constituído de 3 componentes, celulose, hemicelulose e lignina. Celulose: polisacarídeos; forma feixes de fibras longas unidos helicoidalmente formando tubos; fibras de 1-3 mm; (C6H10O5)n n=8.000-10.000. É a celulose que confere à madeira sua resistência mecânica, tenacidade e elasticidade Hemicelulose: quimicamente semelhante à celulose, mas com cadeias de ~150 unidades, sendo, portanto, gelatinosa Lignina: adesivo natural que liga as fibras entre sí Estrutura Química da Celulose Madeiras Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 14 PMT - 2200 Madeiras Estrutura interna de uma árvore Modos de cortar um tronco para obter chapas de madeira 10 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 19 PMT - 2200 Metais Extraídos de minérios ⇒ mais caros que os materiais cerâmicos Pontos fortes: Boa resistência mecânica Dúcteis ⇒ recomendados para tração Ponto fraco: Oxidam Ex: Fe Fe2O3 Metais mais empregados: Ferro e suas ligas Alumínio e suas ligas Cobre e suas ligas Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 20 PMT - 2200 Metais Aço Enorme variedade de tipos, dependendo da finalidade: aços doces e duros; dúteis e frágeis; magnéticos e não magnéticos; forjados e fundidos; aços resistentes à abrasão, ao frio, ao impacto; aços inoxidáveis; etc. O metal mais consumido em Construção Civil Exemplos de tipos: 11 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 21 PMT - 2200 Metais Aço: apresentações Perfis Canos e tubos Vergalhões para concreto armado Chapas e placas (onduladas ou não) Para coberturas: telhas e placas, geralmente galvanizadas (com zinco) para aumentar resistência à corrosão atmosférica = “telhado de zinco” Ferragens: parafusos, pregos, suportes, acessórios de acabmento (fechaduras, dobradiças, etc.), arames, etc. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 22 PMT - 2200 Metais Aço: propriedades mecânicas 12 Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 23 PMT - 2200 Metais Alumínio e suas ligas Leves: cerca de 1/3 do peso do aço Menos rígidas e maior coeficiente de expansão térmica que o aço Resistente à água das chuvas e corrosão atmosférica (forma camada superficial passiva, de óxido de alumínio = alumina, Al2O3) Aplicações: esquadrias Cobre e suas ligas Boa resistência à corrosão Cores atraentes (puro ou em ligas) Longa exposição ao ar dá ao cobre coloração verde típica = “pátina”, que é o óxido de cobre (Ex: coberturas e acabamentos de igrejas e catedrais) Aplicações: coberturas, vedação e elementos decorativos Latão: ligas de Cu + Zn Bronzes: Cu + Sn (ou outro metal que não o Zn) Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica - USP 24 PMT - 2200 Polímeros Peças PVC: tubos, conexões, conduítes, etc. Polietileno de Alta Densidade (PEAD ou “HDPE”): caixas d'água ”Fiberglass": plástico (poliéster) reforçado com fibras de vidro: caixas d'água, telhas, etc. Espumas e Isopor Espumas de poliuterano e isopor (poliestireno expandido): empregadas em revestimento e isolamento - pouco comuns no Brasil (país tropical) Adesivos e Acabamento Superficial Adesivos à base de resina epóxi, resina acrílica e silicone Tintas, esmaltes, “primers” e vernizes: polímeros dissolvidos em solventes juntamente com pigmentos e aditivos.