Apresenta

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ENGENHARIA CIVIL
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2
AGREGADOS

• Classificação mais prática do que geológica
• Elemento predominante
• na composição das rochas
• silicosas (sílica)
• calcárias (carbonato de cálcio)
• argilosas (silicatos hidratados de alumínio)

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AGREGADOS

• CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
• Ausência de substâncias nocivas
• materiais carbonosos
• (afetam o tempo de pega do cimento)
• açúcares
• (afetam o tempo de pega do cimento)

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AGREGADOS

• CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
• Durabilidade e resistência química
• rochas como feldspatos e xistos
• podem se decompor
• sob a ação da água ou do ar

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AGREGADOS

• CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
• Reatividade potencial
• agregados potencialmente reativos
• (calcedônia, opala, tridimita, cistobalita
• e dolomitas argilosas)
• reagem com os álcalis (KOH e NaOH),
• provocando a formação de compostos
• expansivos, que podem degradar o concreto

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AGLOMERANTES

• materiais ligantes, minerais
• elementos ativos (transformação química)
• em geral pulverulentos
• solidarizam os grãos de agregados inertes
• misturados com a água formam pasta
• endurecem por processos físico-químicos
• propriedades semelhantes
• às das pedras naturais

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AGLOMERANTES

• CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O ENDURECIMENTO
• aglomerantes aéreos
• conservam suas propriedades
• e só endurecem ao ar,
• não fazendo pega sob a água

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AGLOMERANTES

• CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O ENDURECIMENTO
• aglomerantes hidráulicos
• conservam suas propriedades
• e endurecem e fazem pega
• até mesmo debaixo dágua

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AGLOMERANTES

• GESSO
• produto da desidratação (calcinação)
• parcial ou total da gipsita
• sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4.2H2O)
• mais ou menos impuro
• encontrado livre na natureza

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AGLOMERANTES

• GESSO
• temperatura aumentada gradualmente
• água de cristalização evapora
• temperatura entre 110o C e 160o C
• sulfato hidratado -gt hemi-hidratado
• CaSO4 . ½ H2O
• t gt 205o C
• o gesso de torna anidro (CaSO4)

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AGLOMERANTES

• GESSO
• endurecimento do gesso - processo inverso
• hidratação CaSO4.2H2O (estado cristalino)
• dihidrato agrupado em cristais entrelaçados
• forma tecido e adquire maior resistência
• grande elevação de temperatura

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AGLOMERANTES

• CAL
• produto da calcinação de pedras calcárias
• temperatura inferior à do início da fusão
• carbonato de cálcio calcário (CaCO3)
• pedra de cal, calcário sedimentário amorfo
• transformação do carbonato em óxido

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AGLOMERANTES

• CAL
• calcinação do calcário em fornos
• temperatura entre 900 e 1200o C
• reação endotérmica
• CaCO3 calor ? CaO CO2
• 56 de CaO (cal virgem) e 44 de CO2

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AGLOMERANTES

• CAL
• Objetivos da calcinação
• evapora a água da matéria-prima
• aquece o calcário até a temperatura requerida
• expele o CO2, deixando os óxidos
• de cálcio e de magnésio

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AGLOMERANTES

• CAL
• Extinção da cal
• transformar os óxidos de cálcio e magnésio
• em hidróxidos, pela adição de água
• cal resultante extinta ou hidratada
• desprendimento de vapor
• material revolvido até que cesse

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AGLOMERANTES

• CAL
• Extinção da cal
• a cal viva reage energicamente com a água
• CaO H2O ? Ca(OH)2 calor
• reação exotérmica e reversível
• o hidróxido pode ser novamente decomposto
• em cal e água, se for aquecido
• a altas temperaturas

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AGLOMERANTES

• CAL
• Extinção da cal
• a cal hidratada absorve o gás carbônico do ar
• recompondo-se em carbonato duro
• completa-se o ciclo, com a carbonatação
• Ca(OH)2 CO2 ? CaCO3 H2O
• com o tempo a argamassa petrifica
• o carbonato de cálcio puro
• é praticamente insolúvel na água

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AGLOMERANTES
OBTENÇÃO Os aglomerantes hidráulicos são
obtidos pela calcinação, a altas temperaturas, de
misturas de sílica, alumina, óxido férrico, cal e
magnésia, que depois são extintas e moídas. São,
em suma, constituídos de argila e cal.
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AGLOMERANTES

• OBTENÇÃO
• cal e a argila inertes, formando pasta
• aquecimento transformação
• evaporação da água de capilaridade
• evaporação da água de constituição da argila

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AGLOMERANTES

• OBTENÇÃO
• 700oC reações químicas
• componentes no estado sólido
• silicatos e aluminatos
• 1.250o C fusão incipiente
• pasta cal virgem e óxido de ferro
• na pasta se dissolvem silicatos e aluminatos

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AGLOMERANTES

• OBTENÇÃO
• compostos ricos em cálcio
• ao esfriar cristalizam-se (clínqueres)
• pedras de cor entre o amarelo e o cinzento
• tamanho entre o de ervilhas e o de nozes
• aglomerante moagem dos clínqueres

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AGLOMERANTES

• CIMENTO
• 1824 - Joseph Aspdin, oleiro
• cimento portland
• aparência das rochas da ilha de Portland
• cozimento de misturas de argila com calcário

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AGLOMERANTES

• CIMENTO
• material pulverulento
• silicatos e aluminatos de cálcio
• hidratação - endurecimento da massa
• elevada resistência mecânica

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AGLOMERANTES

• CIMENTO - FABRICAÇÃO
• composição da matéria-prima
• calcinação
• resfriamento
• moagem do clínquer
• ensacamento e expedição

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AGLOMERANTES

• CIMENTO - FABRICAÇÃO
• adições posteriores água e gesso
• água resfriamento do clínquer
• gesso regularização da pega
• combina com o aluminato tricálcico e com
• a água, formando o sulfoaluminato de cálcio

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AGLOMERANTES
CIMENTO - FABRICAÇÃO
Materiais Processo Resultantes
calcário argilas 1500oC compostos anidros (clínquer)
sílica, alumina,óxidos de ferro, cal, magnésia, álcalis calcinaçãoà fusão parcial silicatos, aluminatos,cal livre,compostos alcalinos
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AGLOMERANTES
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AGLOMERANTES
CIMENTO COMPOSIÇÃO QUÍMICA

• silício (Si) sílica (SiO2)
• alumínio (Al) alumina (Al2O3)
• ferro (Fe) óxido de ferro (Fe2O3)
• cálcio (Ca) cal (CaO)
• magnésio(Mg) magnésia (MgO)

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AGLOMERANTES
CIMENTO MATÉRIA-PRIMA

• Calcário (76) ? CaO CO2
• Argila (24) ? SiO2 Al2O3 Fe2O3 H2O
• CaO ...... C
• SiO2 ....... S
• Al2O3 ..... A
• Fe2O3 ..... F

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AGLOMERANTES
CIMENTO - COMPOSIÇÃO DO CLÍNQUER

• 3 CaO.SiO2 ................... C3S (40-70)
• silicato tricálcico resistência nos primeiros
  dias
• 2 CaO.SiO2 ................... C2S (10-40)
• silicato dicálcico aumento gradativo da
  resistência
• 3 CaO.Al2O3 ................. C3A (5-15)
• 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 ...... C4AF (5-10)

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AGLOMERANTES
CIMENTO
Pega Endurecimento fenômeno químico
fenômeno físico constituição alterada sem
alteração gelinização evaporação da
água desprendimento de calor secagem reações
cristais entrelaçados
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AGLOMERANTES
CIMENTO - EXPANSILIBILIDADE

• expansão, variações de volume
• tensões internas, fissurações
• desagregação, desintegração da massa
• motivo hidratação dos restos da cal livre
• pega demorada dá tempo à cal de hidratar

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AGLOMERANTES
CIMENTO - AVENTAMENTO

• aeração ou hidratação natural
• contato com umidade no armazenamento
• mudança nas propriedades
• hidratação dos grãos superficiais
• disseminação para as camadas interiores

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AGLOMERANTES
CIMENTO EFEITOS TÉRMICOS

• hidratação - desprendimento de calor
• dissipação de calor pela superfície
• interior ainda quente
• tensões de origem térmica
• fissuramento

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AGLOMERANTES
CIMENTO - EXSUDAÇÃO

• fenômeno de segregação
• grãos de cimento mais pesados
• sedimentação por gravidade
• excesso de água nas partes superiores
• finura do cimento influi
• diminuição dos espaços intergranulares

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ARGAMASSAS
água aglomerante agregado miúdo
----------------- argamassa
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ARGAMASSAS
PROPRIEDADES

• capacidade de retenção de água
• molhar as superfícies dos grãos
• e do aglomerante
• superfície específica dos constituintes
• cal - elevada superfície específica e
• alta capacidade adsorvente
• Define-se adsorção como a fixação de moléculas
  de uma substância (o adsorvato) na superfície
  de outra substância (o adsorvente).

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ARGAMASSAS
PROPRIEDADES

• revestimentos executados
• em camadas delgadas
• área de exposição muito grande
• em relação à espessura e ao volume
• rápida evaporação da água de amassamento
• presença da cal como fornecedora
• permanente de água
• para a hidratação do cimento

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ARGAMASSAS
PROPRIEDADES

• argamassas de cal - cal extinta e areia
• a cal deve ser completamente extinta
• argamassa em repouso - para que a cal
• que ainda não se extinguiu venha
• a se hidratar antes da aplicação

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ARGAMASSAS
PROPRIEDADES

• mistura com areia separa partículas de cal
• aumenta a porosidade
• facilita a combinação com o
• anidrido carbônico do ar
• distribui as contrações por toda a massa
• torna a argamassa mais econômica

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
ESTRUTURAS
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ESTRUTURAS METÁLICAS

• CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS
• É um material reciclável
• Há grande facilidade de execução de obras em que
  se utilizam o aço e o concreto devido a afinidade
  entre estes elementos, já que as características
  enquanto material (alta resistência) e
  propriedades físicas (variações térmicas) são bem
  equilibradas
• Necessita de proteção e manutenção adequadas por
  meio de tintas ou galvanização
• Etapas da construção em aço fabricação do
  material e montagem in loco
• Material de fácil acesso produzido junto aos
  grades centros urbanos e de rápida aplicação em
  obra
• Ainda tem alto custo no mercado civil

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ESTRUTURAS DE AÇO perfis laminados
Perfis metálicos (aço) Em forma de U, de I,
de L, de T. Utilizados para vigas e pilares.
44
ESTRUTURAS DE AÇO - treliças
Estruturas (treliças) planas e espaciais -
exemplos
Treliças metálicas
Figua 1
45
Figua 2
46
(No Transcript)
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ARGAMASSA ARMADA

• ARGAMASSA composto formado pela mistura de um
  aglutinante com um agregado. Não compõe, por s
  só, um elemento estrutural de construção.
• Aglutinante ou aglomerado composto que liga,
  entre si, as partículas de um agregado. Exemplos
  cimento e cal
• Agregado material granular inerte que participa
  da composição de concretos, argamassas e
  alvenarias e cujas partículas são ligadas entre
  si por aglutinantes. Exemplos pedra e areia
  Ainda tem alto custo no mercado civil
• Exemplos de compostos de argamassas
• cimento cal areia água
• cimento areia água
• cal areia água

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ARGAMASSA ARMADA
ARGAMASSA ARMADA composta por peças pré-moldadas
de argamassa armadas com telas de aço. Esta
composição define um a estrutura. Vantagens de
sua utilização São mais leves e de montagem mais
rápida que o concreto armado Por ser um composto
leve, permite certa flexibilidade de modulação
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Concreto simples ou hidráulico mistura de
cimento, agregado miúdo, agregado graúdo e água,
proporcionalmente dosados          Agregado
miúdo material pétreo granuloso, cujos grãos, em
sua maioria, passam pela peneira 4,8 mm ABNT e
ficam retidos na peneira 0,075 mm
ABNT Exemplos areias (de minas, de rios, de
mar) e pedriscos (trituração mecânica das rochas,
empregando-se resíduos das pedreiras areia
artificial).          Agregado graúdo
materiais pétreos granulosos, cujos grãos passam
por uma peneira de malha quadrada de 152 mm
ABNT e ficam retidos na peneira 4,8 mm
ABNT Exemplos britas (britamento artificial
de rochas) e pedregulhos (cascalho ou seixo
rolado).
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Vantagens do uso do concreto         
facilidade de emprego, quando fresco         
alta resistência à compressão         
durabilidade          impermeabilidade        
  constância de volume depois de
endurecido.   Aditivos produtos químicos
utilizados para alterar as propriedades do
concreto (aceleradores, reguladores de pega,
impermeabilizantes, ligantes, colorantes, etc),
dosados em pequenas quantidades, durante a
mistura dos materiais componentes do concreto (no
seu estado fresco ou endurecido). Não são
indispensáveis no preparo de qualquer concreto (e
argamassa), mas tornam-se essenciais ao lado do
cimento, água e inertes, a fim de se obter um
melhor concreto (ou melhor argamassa) do ponto de
vista tecnológico, e em condições economicamente
mais vantajosas.
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Concreto Armado Associação do concreto simples
e o aço, com o fim de aproveitar as qualidades de
resistência desses dois materiais. O concreto
oferece grande resistência aos esforços de
compressão. O aço apresenta boa resistência a
ambos os esforços.   A possibilidade de emprego
conjunto do aço e concreto armado se dá,
especialmente, pelas seguintes características  
    coeficiente de dilatação térmica
aproximadamente igual (não há solicitações
secundárias oriundas das variações de
temperatura)         boa aderência dos
materiais garante a transmissão eficaz e segura
das deformações e esforços entre um e
outro         preservação do ferro quanto a
oxidação, quando imerso no concreto, mesmo
reduzido a uma peça delgada. As estruturas em
concreto armado podem ser         pré-moldadas
(as empresas que o fabricam se encarregam do
projeto, transporte e montagem da
estrutura)      moldadas in loco (realizadas
em fôrmas de madeira ou em fôrmas metálicas
facilmente removíveis com sistema de travamento).
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Procedimentos in loco a.      Amassamento
(mistura de materiais conforme o traço).
Exemplo 123 9cimento / areia / brita) de
acordo com a finalidade de uso b.   Fôrmas
madeiras com dimensões iguais as da estrutura,
encharcadas para não absorver a água do concreto,
que permitem fácil desmonte (para evitar choques
e vibrações). Devem ser reaproveitadas c.    Lanç
amento feito nas fôrmas com as armaduras já
colocadas d.   Adensamento é realizado de
maneira que se permita uma perfeita acomodação
dos materiais componentes do concreto e da
argamassa. Equipamento utilizado de vibração,
conforme cada tipo de peça.    
53
ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
e. Cura para adquirir suas propriedades finais
(maior resistência) o concreto necessita
permanecer na fôrma por um período relativamente
longo, denominado de cura (período de
descanso e secagem do concreto).
Objetivo proteção contra as mudanças bruscas de
temperatura, contra a secagem rápida, as chuvas
intensas, a exposição direta ao sol, aos agentes
químicos, aos choques e vibrações. Impede a
fissuração, mantém a resistência e não prejudica
a aderência do ferro ao concreto.   Métodos mais
utilizados de cura    areia ou serragem de
madeira umedecida    sacaria molhada    manta
plástica    lâmina dágua   produtos químicos
que em contato com o ar formam uma película
impermeável, evitando-se a evaporação da água do
concreto.
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Tempo de cura    3 dias - faces laterais   
7 dias - algumas escoras    14 dias - faces
inferiores, deixando-se algumas escoras (7 dias
com aditivos plastificantes ou
incorporadores de ar)    21 dias - desforma
total dos itens acima (11 dias)    28 dias -
vigas e arcos com vãos maiores que 10 metros (21
dias).
a.      f. Desfôrma retirada das fôrmas do
concreto depois do processo
de cura.
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Vantagens do uso do concreto armado         
material obtido em qualquer lugar, desde que se
disponha de cimento, areia, pedra e
água          resiste muito bem à ação do
fogo          adapta-se perfeitamente a
qualquer fôrma, por mais irregular que
seja          despesas de conservação são
mínimas          sua resistência aumenta com o
tempo         rápida execução armação de
moldagem (fôrmas), armadura, concretagem, cura,
desmonte das fôrmas)     construções são
higiênicas por se tratar de um materail
monolítico que não abriga parasitas, nem favorece
o aparecimento de fungos, mofo e
bolor      resiste muito bem ao choque e as
vibrações (construções antissísmicas)         
possui grande plasticidade, limitada apenas pela
execução das fôrmas         
impermeável          resistência aumenta com
o tempo.
56
ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Inconvenientes          impossibilidade de
sofrer modificações posteriores em virtude da
ligação rígida dos elementos da
estrutura          custo elevado da demolição e
não aproveitamento do material daí resultante
(torna-se entulho após desmonte)
 
57
ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
58
(No Transcript)
59
(No Transcript)
60
1
2
3
4
61
6
5
8
7
62
9
10
11
12