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Engenharia Civil ·
Materiais de Construção Civil 1
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Curso de Engenharia civil Ciências dos materiais aplicados na construção civil Prof Dr Gabriel Martins Atualizado em 04032024 Apresentação da disciplina Estrutura Curricular Equivalências PPC 2023 3 Período Ciências dos materiais aplicados na construção civil 60h EM Materiais de Construção 6090h 4 período Laboratório de materiais aplicados na construção civil 30h EM Materiais de Construção 3090h Apresentação da disciplina Complementação da formação profissional básica Abordando conceitos básicos Disciplina No curso Na vida profissional Outras disciplinas Apresentação da disciplina Ensino de materiais com enfoque científico Entender o comportamento Fugir de abordagem empírica nos trabalhos acadêmicos Selecionar materiais Selecionar e especificar ensaios Analisar resultados de ensaios de maneira abrangente Aperfeiçoardesenvolver materiais Apresentação da disciplina Ementa 1 Introdução generalidades sobre os materiais de construção classificação condições de emprego propriedades ensaios e normalização 2 Materiais metálicos produtos siderúrgicos aços para concreto armado e protendido 3 Materiais cerâmicos fabricação produtos cerâmicos para construção 4 Alvenarias blocos e tijolos 5 Materiais poliméricos 6 Madeira 7 Materiais Betuminosos 8 Tintas 9 Vidros 10 Plásticos Apresentação da disciplina CH Teórica 60ha Obrigatória Apresentação da disciplina Avaliação P1 Avaliação presencial 100 P2 Seminário 50 Avaliação presencial 50 Extra Artigo 1 ponto na média Exame final Apresentação da disciplina O seminário Dupla Desenvolver pesquisa acadêmica sobre um material inovador Entrega no Formato de artigo Publicou 1 ponto na média Apresentação 306 e 1006 Até 15 minutos por dupla Apresentação da disciplina Bibliografia CALLISTER JR William D RETHWISCH David G Callisters materials science and engineering John Wiley Sons 2020 PETRUCCI Eladio Geraldo Requião Materiais de construção 12 ed Rio de Janeiro Globo 1998 ISAIA G C Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais IBRACON 2017 Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT Periódicos CAPES Estação Oriente Lisboa Portugal Novo supercondutor é descoberto e características impressionam pesquisadores O supercondutor é de metais de transição e tem temperatura de transição e densidade de corrente crítica maior que outros compostos do tipo Por Mateus Dias editado por Lucas Soares 23012024 08h33 atualizada em 23012024 08h42 O concreto autoregenerativo um passo em direção à maior longevidade das estruturas O concreto autoregenerativo também chamado de bioconcreto ou concreto biológico é uma promissora inovação no mundo da construção civil Essa tecnologia promete um futuro em que as estruturas urbanas se reparam de forma autônoma prolongando sua vida útil Este revolucionário tipo de concreto se inspira na capacidade regenerativa da pele humana incorporando microrganismos produtores de calcário um agente de cura natural para as fissuras que surgem ao longo do tempo devido a tensões estruturais ou condições ambientais adversas A essência dessa inovação está na adição de bactérias do gênero Bacillus juntamente com nutrientes encapsulados misturados aos ingredientes tradicionais do concreto Quando ocorrem fissuras a água infiltrada ativa as bactérias adormecidas Elas então consomem os nutrientes e produzem calcário preenchendo as rachaduras e restaurando a integridade estrutural desse material inovador Essa tecnologia não apenas promete reduzir significativamente os custos de manutenção e reparo mas também aumentar a segurança e resiliência das estruturas urbanas Em um mundo que enfrenta desafios crescentes de sustentabilidade o concreto autoregenerativo é um candidato promissor para diminuir a pegada de carbono da construção civil uma vez que minimiza a necessidade de reparos frequentes e substituição de materiais reduzindo as emissões associadas Além disso a perspectiva de longevidade oferecida pelo concreto biológico pode redefinir padrões de construção e design permitindo que arquitetos e engenheiros explorem novos horizontes de inovação com estruturas que se curam sozinhas Isso representa um convite à ousadia e à audácia no futuro da engenharia O concreto autoregenerativo exemplifica como a união entre biologia e engenharia pode gerar soluções robustas para desafios crônicos Enquanto os estudos avançam para aprimorar essa tecnologia o dia em que as cidades se regenerarão Introdução O que é ciência O que é material O que é enfoque científico Introdução 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 Introdução Tipos de pensamento Pensamento mítico Pensamento religioso Pensamento filosófico Pensamento científico Introdução Pensamento mítico Necessidade primária de explicar os fatos ao redor Introdução Pensamento religioso Considerado como o pensamento mítico elaborado que surgiu com a sofisticação da sociedade A necessidade de explicar a transcendência da natureza e da vida Introdução Pensamento filosófico Surge na Grécia em VI aC Tales Pitágoras etc onde se começou a organizar o pensamento lógicodedutivo Na Grécia em IV aC há o desenvolvimento do processo com Sócrates e Platão Introdução Pensamento científico Vem sendo progressivamente construído pela humanidade Preocupação com o registro Galileu introduziu o método experimental ou empírico Pontos fundamentais o método científico e o registro Introdução Método cientifico Conjunto de regras que governam o procedimento de geração do conhecimento científico Há a necessidade da lógica e do respeito ao conhecimento prévio registrado Muitos se baseiam na experimentação e num protocolo de raciocínio Ideia da construção contínua e evolutiva do conhecimento Introdução Método científico Método indutivo Após a consideração de um número suficiente de casos particulares conclui uma verdade geral Exemplo O corvo 1 é negro O corvo 2 é negro O corvo 3 é negro O corvo n é negro todo corvo é negro Introdução Método científico Método dedutivo Através do raciocínio lógico fazse uso da dedução para obter uma conclusão a respeito de determinadas premissas Exemplo Todo homem é mortal ANTONIO é homem ANTONIO é mortal Introdução Método científico Método dedutivo Através do raciocínio lógico fazse uso da dedução para obter uma conclusão a respeito de determinadas premissas Exemplo Todo homem é mortal ANTONIO é homem ANTONIO é mortal Introdução Método científico outros Método fenomenológico observação Método dialético dialogocontraposiçãocontradição de ideais Método hipotéticodedutivo Construção de conjecturas baseada nas hipóteses Introdução Método científico outros Método fenomenológico observação Método dialético dialogocontraposiçãocontradição de ideais Método hipotéticodedutivo Construção de conjecturas baseada nas hipóteses Introdução 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 eou 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 Introdução Definições 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 Introdução Perguntas básicas O que é uma abordagem científica Por que devemos utilizála É aplicável a materiais de construção civil Que possibilidades ela traz Introdução Necessidade do estudo dos materiais Essenciais na atividade de engenharia Base da sociedade moderna inviável sem a manipulação dos materiais Imagine a nossa sociedade sem aço Atualmente desenvolvimento rápido e constante nanotecnologia Synthesis and characterization of functionalized nanosilica for cementitious composites review Gabriel L O Martins Yuri S B Fraga Julliana S Vasconcellos João H da S Rêgo Journal of Nanoparticle Research 22 Article number 338 2020 Cite this article 413 Accesses 2 Citations Metrics Effect of amine functionalized nanosilica on the cement hydration and on the physicalmechanical properties of Portland cement pastes Julliana Simas Vasconcellos Gabriel Lima Oliveira Martins Gerlon de Almeida Ribeiro Oliveira Luciano Morais Lião João Henrique da Silva Rêgo Patrícia Pomme Confessori Sartoratto Journal of Nanoparticle Research 22 Article number 234 2020 Cite this article 536 Accesses 9 Citations Metrics Introdução Porque estudar materiais de construção com abordagem científica Generalidades O desempenho dos matérias utilizados na construção civil depende de um sistema de controle de qualidade que contempla os processos de escolha aquisição recebimento e aplicação dos mesmos Generalidades Essas demandas de controle podem ser divididas em 4 itens conforme listados abaixo a Especificação técnicas para compra de produtos b Controle de recebimento dos materiais em obra c Orientações para armazenamento e transporte de materiais d Seleção e avaliação dos fornecedores de materiais e equipamentos Generalidades Segundo o principal método de categorização de estoques a curva ABC 20 dos materiais mais importantes classe A representam 80 do custo financeiro de uma obra A importância desses materiais pode variar de obra para obra mas alguns materiais estão comumente em relevância Entre esses materiais destacamse concreto usinado cimento agregados blocos cerâmicos fios e barras de aço tintas e vernizes madeira e outros Normalização 1 Concreto usinado e rodado em obra 2 Cimento 3 Agregados 4 Blocos cerâmicos 5 Fios e barras de aço 6 Tintas e vernizes 7 Madeira 8 Materiais betuminosos 9 Materiais poliméricos Ensaios Propriedades mecânicas Principais propriedades Resistência mecânica Elasticidade Ductilidade Fluência Dureza Tenacidade Propriedades mecânicas Resistência mecânica Qualidade dos materiais de suportarem a aplicação de esforços externos sem cederem ou romperem Tensão Força por unidade de área Expressa em kgfcm² Calculada dividindo a força pela área Deformação Ação de modificar a forma linear superficial ou volumétrica Elástica desaparece com a cessação da causa Plástica permanece após cessada a causa Fibra de nanotubos de carbono Propriedades mecânicas Relação elástica Relação plástica Módulo de elasticidade módulo de Young Relação entre a tensão aplicada e a deformação elástica Está relacionado com a rigidez do material expresso em kgfmm² Propriedades mecânicas Ductilidade Deformação plástica até o ponto de ruptura Pode ser expresso como alongamento Redução na área da seção reta do corpo Propriedades mecânicas Estricção Redução na área da seção reta do corpo imediatamente antes da ruptura É expresso em porcentagem Estricção área inicial área final área inicial Limites do material Limite elástico de escoamento LE Limite de resistência LRe Limite de ruptura LRu Propriedades mecânicas Material não dúctil Sem deformação plástica Frágil Ferro fundido Propriedades mecânicas Material dúctil Possui LE Aço de baixo carbono Empregadas principalmente em grades e portões esquadrias máquinas implementos agrícolas e rodoviários e na indústria mecânica em geral Material dúctil sem LE Limite convencional de escoamento tensão para provocar uma deformação de 02 Alumínio Curva verdadeira Calculada considerando a área real Dureza Definida pela resistência da superfície do material à penetração BNH Escala Brinell de dureza índice de medida da dureza Escala Rocwell Propriedades mecânicas Tenacidade Energia necessária para romper o material Medida em kgfcm Resistência à tração tensão necessária para romper o material Propriedades térmicas Calor Energia térmica Expresso em calorias ou Btu Temperatura Nível de atividade térmica Expresso em C ou F ou K F18C32 C59F32 Propriedades térmicas Propriedades térmicas mais importantes Calor específico Resistência ao calor Resistência ao frio Condutividade térmica Dilatação Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Calor específico médio Cm Relação entre a quantidade de calor necessário Q para elevar a unidade de massa do corpo da temperatura θ0 a θ1 e a elevação de temperatura θ1 θ0 Cm Q m θ1 θ0 JkgK UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Resistência ao calor Capacidade dos materiais e peças suportarem sem prejuízo de suas propriedades a manutenção por períodos curtos ou longos de altas temperaturas Resistência ao frio Capacidade dos materiais e peças suportarem sem prejuízo de suas propriedades a manutenção por períodos curtos ou longos de baixas temperaturas UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Condutividade térmica Propagação do calor através dos corpos Nos metais a energia térmica é transferida pelos elétrons Nos polímeros a transferência de energia é realizada pelas cadeias de moléculas Cobre Isoprene UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades térmicas Dilatação térmica Alteração aumento nas dimensões do corpo em função da temperatura Expressa em α Coeficiente de dilatação linear ΔL dilatação linear coeficiente de dilatação linear L0 comprimento inicial Δθ variação de temperatura Propriedades químicas Efeito da radiação A estrutura molecular ou atômica do material pode receber energia por meio de radiação Propriedades químicas Corrosão É a deterioração e a perda de um material devido a um ataque químico Representa alterações como desgaste variações químicas ou modificações estruturais Pode ser por dissolução oxidação eletroquímica Propriedades químicas Corrosão por dissolução Reação química em que moléculas de um sólido são dispersadas como íons em uma fase líquida Moléculas e íons pequenos se dissolvem mais facilmente asfalto x plástico Solubilização ocorre mais facilmente quando o soluto e o solvente tem estruturas semelhantes cobre x zinco líquido chumbo líquido Dois solutos produzem maiores solubilidades que apenas um carbonato de cálcio x água ácido carbônico água gás carbônico Dissolução do brometo de hidrogênio Propriedades químicas Corrosão eletroquímica Processo de oxidação de um metal Oxidação é a remoção de elétrons de um átomo Ferro íons ferrosos Fe Fe2 2e íons ferrosos íons férricos Fe2 Fe3 e Propriedades químicas Formação da ferrugem Reação química com perda de elétrons Óxido férrico 4Fe 3O2 6H2O 4FeOH3 Propriedades dos materiais Propriedades químicas Potencial de eletrodo Eletrodo é o sistema formado pelo metal e pela solução eletrolítica vizinha ao metal A imersão de um metal nas soluções eletrolíticas determina o estabelecimento de uma diferença de potencial entre as fases sólida e líquida Potencial negativo Dissolução do ferro em solução Formamse íons de ferro Os elétrons produzem um potencial Fe Fe2 2e UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Fim Atividade Levantar as principais normas associadas a especificação de materiais de construção Entrega via AVA dia 1103 Demanda de Materiais de Construção Civil 1 Resumo das principais Normas Técnicas da Construção Civil no Brasil 1 NBR 61182023 Projeto de Estruturas de Concreto Importância Estabelece os requisitos para o dimensionamento e a execução de estruturas de concreto armado protendido e prémoldado Aplicação Define critérios para garantir a segurança e a durabilidade das estruturas desde o projeto até a execução 2 NBR 71902022 Projeto de Estruturas de Madeira Importância Define os requisitos para o projeto de estruturas de madeira incluindo critérios para a escolha da madeira dimensionamento dos elementos estruturais e detalhamento das ligações Aplicação Garante a segurança e a durabilidade de estruturas de madeira em casas edifícios pontes e outras construções 3 NBR 155752013 Desempenho de Edificações Habitacionais Importância Estabelece os requisitos de desempenho para edificações habitacionais como conforto segurança habitabilidade e saúde Aplicação Define parâmetros para garantir a qualidade das edificações habitacionais desde a fase de projeto até a entrega final 4 NBR 54102004 Instalações Elétricas de Edificações Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações elétricas em edificações visando garantir a segurança e o bom funcionamento das instalações Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais dimensionamento dos condutores aterramento e proteção contra descargas atmosféricas 5 NBR 56262020 Instalações Prediais de Água Fria e Água Quente Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações prediais de água fria incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e reservatórios Aplicação Garante o fornecimento de água potável de forma segura e eficiente para os usuários da edificação 6 NBR 81601999 Sistema de Esgotamento Sanitário Predial Importância Estabelece os requisitos para a execução de sistemas de esgotamento sanitário predial incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e tratamento do efluente Aplicação Garante a coleta e o tratamento do efluente sanitário de forma segura e eficiente evitando a contaminação do meio ambiente 7 NBR 95742008 Execução de Impermeabilização Importância Estabelece as exigências e recomendações para a execução de impermeabilização de diversas áreas como lajes fundações reservatórios etc Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais preparo da superfície aplicação da impermeabilização e ensaios de controle 8 NBR 95752013 Seleção de Sistemas de Impermeabilização Importância Estabelece os critérios para a seleção de sistemas de impermeabilização considerando o tipo de superfície as condições de exposição e os requisitos de desempenho Aplicação Orienta na escolha da solução de impermeabilização mais adequada para cada caso garantindo a eficácia da proteção contra a água Demanda de Materiais de Construção Civil 1 Resumo das principais Normas Técnicas da Construção Civil no Brasil 1 NBR 61182023 Projeto de Estruturas de Concreto Importância Estabelece os requisitos para o dimensionamento e a execução de estruturas de concreto armado protendido e prémoldado Aplicação Define critérios para garantir a segurança e a durabilidade das estruturas desde o projeto até a execução 2 NBR 71902022 Projeto de Estruturas de Madeira Importância Define os requisitos para o projeto de estruturas de madeira incluindo critérios para a escolha da madeira dimensionamento dos elementos estruturais e detalhamento das ligações Aplicação Garante a segurança e a durabilidade de estruturas de madeira em casas edifícios pontes e outras construções 3 NBR 155752013 Desempenho de Edificações Habitacionais Importância Estabelece os requisitos de desempenho para edificações habitacionais como conforto segurança habitabilidade e saúde Aplicação Define parâmetros para garantir a qualidade das edificações habitacionais desde a fase de projeto até a entrega final 4 NBR 54102004 Instalações Elétricas de Edificações Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações elétricas em edificações visando garantir a segurança e o bom funcionamento das instalações Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais dimensionamento dos condutores aterramento e proteção contra descargas atmosféricas 5 NBR 56262020 Instalações Prediais de Água Fria e Água Quente Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações prediais de água fria incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e reservatórios Aplicação Garante o fornecimento de água potável de forma segura e eficiente para os usuários da edificação 6 NBR 81601999 Sistema de Esgotamento Sanitário Predial Importância Estabelece os requisitos para a execução de sistemas de esgotamento sanitário predial incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e tratamento do efluente Aplicação Garante a coleta e o tratamento do efluente sanitário de forma segura e eficiente evitando a contaminação do meio ambiente 7 NBR 95742008 Execução de Impermeabilização Importância Estabelece as exigências e recomendações para a execução de impermeabilização de diversas áreas como lajes fundações reservatórios etc Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais preparo da superfície aplicação da impermeabilização e ensaios de controle 8 NBR 95752013 Seleção de Sistemas de Impermeabilização Importância Estabelece os critérios para a seleção de sistemas de impermeabilização considerando o tipo de superfície as condições de exposição e os requisitos de desempenho Aplicação Orienta na escolha da solução de impermeabilização mais adequada para cada caso garantindo a eficácia da proteção contra a água
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Curso de Engenharia civil Ciências dos materiais aplicados na construção civil Prof Dr Gabriel Martins Atualizado em 04032024 Apresentação da disciplina Estrutura Curricular Equivalências PPC 2023 3 Período Ciências dos materiais aplicados na construção civil 60h EM Materiais de Construção 6090h 4 período Laboratório de materiais aplicados na construção civil 30h EM Materiais de Construção 3090h Apresentação da disciplina Complementação da formação profissional básica Abordando conceitos básicos Disciplina No curso Na vida profissional Outras disciplinas Apresentação da disciplina Ensino de materiais com enfoque científico Entender o comportamento Fugir de abordagem empírica nos trabalhos acadêmicos Selecionar materiais Selecionar e especificar ensaios Analisar resultados de ensaios de maneira abrangente Aperfeiçoardesenvolver materiais Apresentação da disciplina Ementa 1 Introdução generalidades sobre os materiais de construção classificação condições de emprego propriedades ensaios e normalização 2 Materiais metálicos produtos siderúrgicos aços para concreto armado e protendido 3 Materiais cerâmicos fabricação produtos cerâmicos para construção 4 Alvenarias blocos e tijolos 5 Materiais poliméricos 6 Madeira 7 Materiais Betuminosos 8 Tintas 9 Vidros 10 Plásticos Apresentação da disciplina CH Teórica 60ha Obrigatória Apresentação da disciplina Avaliação P1 Avaliação presencial 100 P2 Seminário 50 Avaliação presencial 50 Extra Artigo 1 ponto na média Exame final Apresentação da disciplina O seminário Dupla Desenvolver pesquisa acadêmica sobre um material inovador Entrega no Formato de artigo Publicou 1 ponto na média Apresentação 306 e 1006 Até 15 minutos por dupla Apresentação da disciplina Bibliografia CALLISTER JR William D RETHWISCH David G Callisters materials science and engineering John Wiley Sons 2020 PETRUCCI Eladio Geraldo Requião Materiais de construção 12 ed Rio de Janeiro Globo 1998 ISAIA G C Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais IBRACON 2017 Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT Periódicos CAPES Estação Oriente Lisboa Portugal Novo supercondutor é descoberto e características impressionam pesquisadores O supercondutor é de metais de transição e tem temperatura de transição e densidade de corrente crítica maior que outros compostos do tipo Por Mateus Dias editado por Lucas Soares 23012024 08h33 atualizada em 23012024 08h42 O concreto autoregenerativo um passo em direção à maior longevidade das estruturas O concreto autoregenerativo também chamado de bioconcreto ou concreto biológico é uma promissora inovação no mundo da construção civil Essa tecnologia promete um futuro em que as estruturas urbanas se reparam de forma autônoma prolongando sua vida útil Este revolucionário tipo de concreto se inspira na capacidade regenerativa da pele humana incorporando microrganismos produtores de calcário um agente de cura natural para as fissuras que surgem ao longo do tempo devido a tensões estruturais ou condições ambientais adversas A essência dessa inovação está na adição de bactérias do gênero Bacillus juntamente com nutrientes encapsulados misturados aos ingredientes tradicionais do concreto Quando ocorrem fissuras a água infiltrada ativa as bactérias adormecidas Elas então consomem os nutrientes e produzem calcário preenchendo as rachaduras e restaurando a integridade estrutural desse material inovador Essa tecnologia não apenas promete reduzir significativamente os custos de manutenção e reparo mas também aumentar a segurança e resiliência das estruturas urbanas Em um mundo que enfrenta desafios crescentes de sustentabilidade o concreto autoregenerativo é um candidato promissor para diminuir a pegada de carbono da construção civil uma vez que minimiza a necessidade de reparos frequentes e substituição de materiais reduzindo as emissões associadas Além disso a perspectiva de longevidade oferecida pelo concreto biológico pode redefinir padrões de construção e design permitindo que arquitetos e engenheiros explorem novos horizontes de inovação com estruturas que se curam sozinhas Isso representa um convite à ousadia e à audácia no futuro da engenharia O concreto autoregenerativo exemplifica como a união entre biologia e engenharia pode gerar soluções robustas para desafios crônicos Enquanto os estudos avançam para aprimorar essa tecnologia o dia em que as cidades se regenerarão Introdução O que é ciência O que é material O que é enfoque científico Introdução 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 Introdução Tipos de pensamento Pensamento mítico Pensamento religioso Pensamento filosófico Pensamento científico Introdução Pensamento mítico Necessidade primária de explicar os fatos ao redor Introdução Pensamento religioso Considerado como o pensamento mítico elaborado que surgiu com a sofisticação da sociedade A necessidade de explicar a transcendência da natureza e da vida Introdução Pensamento filosófico Surge na Grécia em VI aC Tales Pitágoras etc onde se começou a organizar o pensamento lógicodedutivo Na Grécia em IV aC há o desenvolvimento do processo com Sócrates e Platão Introdução Pensamento científico Vem sendo progressivamente construído pela humanidade Preocupação com o registro Galileu introduziu o método experimental ou empírico Pontos fundamentais o método científico e o registro Introdução Método cientifico Conjunto de regras que governam o procedimento de geração do conhecimento científico Há a necessidade da lógica e do respeito ao conhecimento prévio registrado Muitos se baseiam na experimentação e num protocolo de raciocínio Ideia da construção contínua e evolutiva do conhecimento Introdução Método científico Método indutivo Após a consideração de um número suficiente de casos particulares conclui uma verdade geral Exemplo O corvo 1 é negro O corvo 2 é negro O corvo 3 é negro O corvo n é negro todo corvo é negro Introdução Método científico Método dedutivo Através do raciocínio lógico fazse uso da dedução para obter uma conclusão a respeito de determinadas premissas Exemplo Todo homem é mortal ANTONIO é homem ANTONIO é mortal Introdução Método científico Método dedutivo Através do raciocínio lógico fazse uso da dedução para obter uma conclusão a respeito de determinadas premissas Exemplo Todo homem é mortal ANTONIO é homem ANTONIO é mortal Introdução Método científico outros Método fenomenológico observação Método dialético dialogocontraposiçãocontradição de ideais Método hipotéticodedutivo Construção de conjecturas baseada nas hipóteses Introdução Método científico outros Método fenomenológico observação Método dialético dialogocontraposiçãocontradição de ideais Método hipotéticodedutivo Construção de conjecturas baseada nas hipóteses Introdução 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 eou 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 Introdução Definições 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 Introdução Perguntas básicas O que é uma abordagem científica Por que devemos utilizála É aplicável a materiais de construção civil Que possibilidades ela traz Introdução Necessidade do estudo dos materiais Essenciais na atividade de engenharia Base da sociedade moderna inviável sem a manipulação dos materiais Imagine a nossa sociedade sem aço Atualmente desenvolvimento rápido e constante nanotecnologia Synthesis and characterization of functionalized nanosilica for cementitious composites review Gabriel L O Martins Yuri S B Fraga Julliana S Vasconcellos João H da S Rêgo Journal of Nanoparticle Research 22 Article number 338 2020 Cite this article 413 Accesses 2 Citations Metrics Effect of amine functionalized nanosilica on the cement hydration and on the physicalmechanical properties of Portland cement pastes Julliana Simas Vasconcellos Gabriel Lima Oliveira Martins Gerlon de Almeida Ribeiro Oliveira Luciano Morais Lião João Henrique da Silva Rêgo Patrícia Pomme Confessori Sartoratto Journal of Nanoparticle Research 22 Article number 234 2020 Cite this article 536 Accesses 9 Citations Metrics Introdução Porque estudar materiais de construção com abordagem científica Generalidades O desempenho dos matérias utilizados na construção civil depende de um sistema de controle de qualidade que contempla os processos de escolha aquisição recebimento e aplicação dos mesmos Generalidades Essas demandas de controle podem ser divididas em 4 itens conforme listados abaixo a Especificação técnicas para compra de produtos b Controle de recebimento dos materiais em obra c Orientações para armazenamento e transporte de materiais d Seleção e avaliação dos fornecedores de materiais e equipamentos Generalidades Segundo o principal método de categorização de estoques a curva ABC 20 dos materiais mais importantes classe A representam 80 do custo financeiro de uma obra A importância desses materiais pode variar de obra para obra mas alguns materiais estão comumente em relevância Entre esses materiais destacamse concreto usinado cimento agregados blocos cerâmicos fios e barras de aço tintas e vernizes madeira e outros Normalização 1 Concreto usinado e rodado em obra 2 Cimento 3 Agregados 4 Blocos cerâmicos 5 Fios e barras de aço 6 Tintas e vernizes 7 Madeira 8 Materiais betuminosos 9 Materiais poliméricos Ensaios Propriedades mecânicas Principais propriedades Resistência mecânica Elasticidade Ductilidade Fluência Dureza Tenacidade Propriedades mecânicas Resistência mecânica Qualidade dos materiais de suportarem a aplicação de esforços externos sem cederem ou romperem Tensão Força por unidade de área Expressa em kgfcm² Calculada dividindo a força pela área Deformação Ação de modificar a forma linear superficial ou volumétrica Elástica desaparece com a cessação da causa Plástica permanece após cessada a causa Fibra de nanotubos de carbono Propriedades mecânicas Relação elástica Relação plástica Módulo de elasticidade módulo de Young Relação entre a tensão aplicada e a deformação elástica Está relacionado com a rigidez do material expresso em kgfmm² Propriedades mecânicas Ductilidade Deformação plástica até o ponto de ruptura Pode ser expresso como alongamento Redução na área da seção reta do corpo Propriedades mecânicas Estricção Redução na área da seção reta do corpo imediatamente antes da ruptura É expresso em porcentagem Estricção área inicial área final área inicial Limites do material Limite elástico de escoamento LE Limite de resistência LRe Limite de ruptura LRu Propriedades mecânicas Material não dúctil Sem deformação plástica Frágil Ferro fundido Propriedades mecânicas Material dúctil Possui LE Aço de baixo carbono Empregadas principalmente em grades e portões esquadrias máquinas implementos agrícolas e rodoviários e na indústria mecânica em geral Material dúctil sem LE Limite convencional de escoamento tensão para provocar uma deformação de 02 Alumínio Curva verdadeira Calculada considerando a área real Dureza Definida pela resistência da superfície do material à penetração BNH Escala Brinell de dureza índice de medida da dureza Escala Rocwell Propriedades mecânicas Tenacidade Energia necessária para romper o material Medida em kgfcm Resistência à tração tensão necessária para romper o material Propriedades térmicas Calor Energia térmica Expresso em calorias ou Btu Temperatura Nível de atividade térmica Expresso em C ou F ou K F18C32 C59F32 Propriedades térmicas Propriedades térmicas mais importantes Calor específico Resistência ao calor Resistência ao frio Condutividade térmica Dilatação Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Calor específico médio Cm Relação entre a quantidade de calor necessário Q para elevar a unidade de massa do corpo da temperatura θ0 a θ1 e a elevação de temperatura θ1 θ0 Cm Q m θ1 θ0 JkgK UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Resistência ao calor Capacidade dos materiais e peças suportarem sem prejuízo de suas propriedades a manutenção por períodos curtos ou longos de altas temperaturas Resistência ao frio Capacidade dos materiais e peças suportarem sem prejuízo de suas propriedades a manutenção por períodos curtos ou longos de baixas temperaturas UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades dos materiais Propriedades térmicas Condutividade térmica Propagação do calor através dos corpos Nos metais a energia térmica é transferida pelos elétrons Nos polímeros a transferência de energia é realizada pelas cadeias de moléculas Cobre Isoprene UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Propriedades térmicas Dilatação térmica Alteração aumento nas dimensões do corpo em função da temperatura Expressa em α Coeficiente de dilatação linear ΔL dilatação linear coeficiente de dilatação linear L0 comprimento inicial Δθ variação de temperatura Propriedades químicas Efeito da radiação A estrutura molecular ou atômica do material pode receber energia por meio de radiação Propriedades químicas Corrosão É a deterioração e a perda de um material devido a um ataque químico Representa alterações como desgaste variações químicas ou modificações estruturais Pode ser por dissolução oxidação eletroquímica Propriedades químicas Corrosão por dissolução Reação química em que moléculas de um sólido são dispersadas como íons em uma fase líquida Moléculas e íons pequenos se dissolvem mais facilmente asfalto x plástico Solubilização ocorre mais facilmente quando o soluto e o solvente tem estruturas semelhantes cobre x zinco líquido chumbo líquido Dois solutos produzem maiores solubilidades que apenas um carbonato de cálcio x água ácido carbônico água gás carbônico Dissolução do brometo de hidrogênio Propriedades químicas Corrosão eletroquímica Processo de oxidação de um metal Oxidação é a remoção de elétrons de um átomo Ferro íons ferrosos Fe Fe2 2e íons ferrosos íons férricos Fe2 Fe3 e Propriedades químicas Formação da ferrugem Reação química com perda de elétrons Óxido férrico 4Fe 3O2 6H2O 4FeOH3 Propriedades dos materiais Propriedades químicas Potencial de eletrodo Eletrodo é o sistema formado pelo metal e pela solução eletrolítica vizinha ao metal A imersão de um metal nas soluções eletrolíticas determina o estabelecimento de uma diferença de potencial entre as fases sólida e líquida Potencial negativo Dissolução do ferro em solução Formamse íons de ferro Os elétrons produzem um potencial Fe Fe2 2e UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS UFT Fim Atividade Levantar as principais normas associadas a especificação de materiais de construção Entrega via AVA dia 1103 Demanda de Materiais de Construção Civil 1 Resumo das principais Normas Técnicas da Construção Civil no Brasil 1 NBR 61182023 Projeto de Estruturas de Concreto Importância Estabelece os requisitos para o dimensionamento e a execução de estruturas de concreto armado protendido e prémoldado Aplicação Define critérios para garantir a segurança e a durabilidade das estruturas desde o projeto até a execução 2 NBR 71902022 Projeto de Estruturas de Madeira Importância Define os requisitos para o projeto de estruturas de madeira incluindo critérios para a escolha da madeira dimensionamento dos elementos estruturais e detalhamento das ligações Aplicação Garante a segurança e a durabilidade de estruturas de madeira em casas edifícios pontes e outras construções 3 NBR 155752013 Desempenho de Edificações Habitacionais Importância Estabelece os requisitos de desempenho para edificações habitacionais como conforto segurança habitabilidade e saúde Aplicação Define parâmetros para garantir a qualidade das edificações habitacionais desde a fase de projeto até a entrega final 4 NBR 54102004 Instalações Elétricas de Edificações Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações elétricas em edificações visando garantir a segurança e o bom funcionamento das instalações Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais dimensionamento dos condutores aterramento e proteção contra descargas atmosféricas 5 NBR 56262020 Instalações Prediais de Água Fria e Água Quente Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações prediais de água fria incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e reservatórios Aplicação Garante o fornecimento de água potável de forma segura e eficiente para os usuários da edificação 6 NBR 81601999 Sistema de Esgotamento Sanitário Predial Importância Estabelece os requisitos para a execução de sistemas de esgotamento sanitário predial incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e tratamento do efluente Aplicação Garante a coleta e o tratamento do efluente sanitário de forma segura e eficiente evitando a contaminação do meio ambiente 7 NBR 95742008 Execução de Impermeabilização Importância Estabelece as exigências e recomendações para a execução de impermeabilização de diversas áreas como lajes fundações reservatórios etc Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais preparo da superfície aplicação da impermeabilização e ensaios de controle 8 NBR 95752013 Seleção de Sistemas de Impermeabilização Importância Estabelece os critérios para a seleção de sistemas de impermeabilização considerando o tipo de superfície as condições de exposição e os requisitos de desempenho Aplicação Orienta na escolha da solução de impermeabilização mais adequada para cada caso garantindo a eficácia da proteção contra a água Demanda de Materiais de Construção Civil 1 Resumo das principais Normas Técnicas da Construção Civil no Brasil 1 NBR 61182023 Projeto de Estruturas de Concreto Importância Estabelece os requisitos para o dimensionamento e a execução de estruturas de concreto armado protendido e prémoldado Aplicação Define critérios para garantir a segurança e a durabilidade das estruturas desde o projeto até a execução 2 NBR 71902022 Projeto de Estruturas de Madeira Importância Define os requisitos para o projeto de estruturas de madeira incluindo critérios para a escolha da madeira dimensionamento dos elementos estruturais e detalhamento das ligações Aplicação Garante a segurança e a durabilidade de estruturas de madeira em casas edifícios pontes e outras construções 3 NBR 155752013 Desempenho de Edificações Habitacionais Importância Estabelece os requisitos de desempenho para edificações habitacionais como conforto segurança habitabilidade e saúde Aplicação Define parâmetros para garantir a qualidade das edificações habitacionais desde a fase de projeto até a entrega final 4 NBR 54102004 Instalações Elétricas de Edificações Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações elétricas em edificações visando garantir a segurança e o bom funcionamento das instalações Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais dimensionamento dos condutores aterramento e proteção contra descargas atmosféricas 5 NBR 56262020 Instalações Prediais de Água Fria e Água Quente Importância Estabelece os requisitos para a execução de instalações prediais de água fria incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e reservatórios Aplicação Garante o fornecimento de água potável de forma segura e eficiente para os usuários da edificação 6 NBR 81601999 Sistema de Esgotamento Sanitário Predial Importância Estabelece os requisitos para a execução de sistemas de esgotamento sanitário predial incluindo critérios para a escolha dos materiais dimensionamento das tubulações e tratamento do efluente Aplicação Garante a coleta e o tratamento do efluente sanitário de forma segura e eficiente evitando a contaminação do meio ambiente 7 NBR 95742008 Execução de Impermeabilização Importância Estabelece as exigências e recomendações para a execução de impermeabilização de diversas áreas como lajes fundações reservatórios etc Aplicação Define critérios para a escolha dos materiais preparo da superfície aplicação da impermeabilização e ensaios de controle 8 NBR 95752013 Seleção de Sistemas de Impermeabilização Importância Estabelece os critérios para a seleção de sistemas de impermeabilização considerando o tipo de superfície as condições de exposição e os requisitos de desempenho Aplicação Orienta na escolha da solução de impermeabilização mais adequada para cada caso garantindo a eficácia da proteção contra a água