Materias Metalicos ParaConstrução Civil

Materias Metalicos ParaConstrução Civil

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Resistência à Compressão Quando submetidos à carga de compressão, os metais apresentam o mesmo comportamento elástico que na solicitação à tração. Na fase plástica o comportamento do metal é diferente; o corpo de prova sofre um alargamento na seção transversal adquirindo um formato achatado sem que ocorra sua ruptura. Os metais menos dúcteis sofrem ruptura por cisalhamento. A resistência à compressão de metais dúcteis normalmente não é determinada pelas diversas restrições que apresenta o ensaio de compressão.

Dobramento Quando uma peça está sujeita a esforço de dobramento, ocorrem simultaneamente tensões de compressão e tração na sua seção transversal. O ensaio de dobramento tem por objetivo principal a verificação da ductilidade do material. Executase aplicando uma carga no corpo de prova apoiado em dois pontos, de modo a deformá-lo lentamente, dobrando-o em 180º. O material não deve apresentar rompimento ou fissuras na parte em que a peça está sujeita à esforços de tração. É, portanto, mais um ensaio qualitativo, de simples análise visual, do que quantitativo.

Esquema de ensaio de dobramento

Fatec SP – Materiais para Construção Civil I 1

Corpo de prova em fase de dobramento – A peça deve ser dobrada em até 180º

Resistência à ruptura transversal A determinação da resistência à flexão tem maior importância para as ligas mais duras e frágeis como, por exemplo, o ferro fundido, o tungstênio, o titânio, etc. O ensaio é realizado com corpos de prova apoiados sobre dois apoios e aplicando-se uma carga no centro do vão até a ruptura. O ensaio permite ainda determinar a flecha correspondente à carga aplicada e construir um diagrama carga x flexão do material ensaiado.

Dureza A dureza dos metais é determinada com base na resistência à penetração superficial que um corpo de prova apresenta na aplicação de uma carga, efetuada por intermédio de um penetrador em formato esférico ou de pirâmide ou cônico. Com a aplicação da carga, resulta uma deformação (impressão) na superfície do material. As dimensões ou profundidade relativas dessa impressão constituem a base para apuração de valores representativos da dureza.

O valor da dureza correlaciona-se com algumas propriedades mecânicas do material, como a resistência à tração e a ductilidade.

Ensaio de Dureza Brinell: No ensaio de dureza Brinell, uma esfera de diâmetro D é forçada a penetrar no material através da aplicação de uma carga P, resultando em uma impressão em formato de uma calota esférica de diâmetro d.

A dureza H será dada pela expressão:

O valor de H será um número que corresponde ao valor da dureza Brinell.

Além do método Brinell, temos os ensaios de dureza Rockwell e Vickers. Ambos seguem o mesmo princípio de ensaio empregado no método Brinell, ou seja, baseiam-se na aplicação de uma carga que força o penetrador contra a superfície da peça que se quer ensaiar.

Relação entre a dureza e a resistência à tração: Existe uma relação muito útil sob o ponto de vista prático entre a dureza Brinell e a resistência à tração. Sendo empírica, esta relação só é válida para aços-carbono e aços-liga de médio teor em liga.

σt = 0,36 H onde:

σt = limite de resistência à tração, H = dureza Brinell.

Corpo de prova sujeito ao ensaio de ruptura transversal

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Ensaios de Dureza

Fluência Fenômeno de deformação plástica, lenta e progressiva das ligas metálicas, que ocorre a medida em que a temperatura aumenta, sob carga constante. O aumento da temperatura acentua o fenômeno porque a deformação plástica torna-se progressivamente mais fácil de iniciar-se e de continuar.

Fadiga Em peças sujeitas a variações das cargas aplicadas ocorre o aparecimento de flutuações nas tensões originadas. Tais tensões podem adquirir um valor que, ainda que inferior à resistência estática do material, pode levar à sua ruptura, desde que a aplicação das tensões seja repetida inúmeras vezes. Os principais fatores que influenciam na resistência à fadiga dos metais são:

• efeito da composição e das condições de fabricação;

• efeito da freqüência da tensão cíclica;

• efeito da temperatura;

• efeito das dimensões das peças ou corpos de prova;

• efeito da forma das peças ou corpos de prova;

• efeito das condições superficiais;

• efeito do tratamento superficial;

• efeitos do meio (corrosivo, oxidante).

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Obtenção do aço para concreto armado

Matéria prima: A matéria prima básica utilizada na produção de barras de aço é a sucata (ferro velho, latarias, retalhos de chapas, cavacos, etc.).

Aciaria: A sucata é separada, classificada e carregada ao forno elétrico junto com ligas de ferro-manganês, ferro-silício, cal, calcários e fundentes em proporções adequadas. A fusão dos materiais é feita através de eletrodos elétricos à temperatura de 1550ºC. Ainda no forno, é colhida uma amostra para análise química permitindo verificar a composição dos elementos e efetuar as correções necessárias. Processadas as correções, novas amostras são enviadas ao laboratório para análise até atingir a composição química desejada. Em seguida o aço líquido é utilizado na fabricação de palanquilhas através do lingotamento contínuo. Ainda na máquina de lingotamento, o aço é solidificado em uma câmara de refrigeração. As palanquilhas são levadas a um leito de resfriamento onde são analisadas, inspecionadas e armazenadas.

Laminação: Na laminação, as palanquilhas são aquecidas à temperatura de 1250 ºC, desbastadas, preparadas e acabadas em cilindros até atingir as dimensões e formas desejadas. Na etapa final de laminação a barra passa por um cilindro que dá a conformação das nervuras transformando-se no vergalhão. Os vergalhões seguem ao leito de resfriamento onde perdem o calor naturalmente. Esta operação é denominada normalização. Amostras dos vergalhões são coletadas e submetidas a ensaios conforme as especificações das normas de aço para construção civil. Atendidas as exigências da norma, os vergalhões estarão disponíveis à comercialização. Com o objetivo de se obter algumas propriedades mecânicas do aço como o aumento da resistência à tração e da dureza e a diminuição do alongamento, da ductilidade, da resistência à corrosão, etc., após a laminação, as barras de aço podem ser submetidas à chamada deformação à frio ou encruamento. Neste processo os aços comuns com resistências menores são submetidos a esforços de tração, compressão ou torção, individuais ou combinados, atingindo resistências maiores.

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Aços para Concreto Armado

Introdução: Na execução de estruturas em concreto armado, empregamos o aço para absorver as solicitações de tração impostas aos componentes estruturais. Os aços para concreto armado existentes no mercado brasileiro apresentam diferenças quanto à resistência à tração, características geométricas, tipo de fabricação, dimensão da seção transversal, etc. Cabe aos profissionais responsáveis pelo projeto, pela execução ou pelo controle tecnológico do aço a ser empregado em estruturas de concreto, decidirem sobre o emprego do material, avaliando e confrontando os resultados com as exigências especificadas pela NBR-7480, da ABNT que diz respeito à “encomenda, fabricação e fornecimento de barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado”.

Definições:

Lote: grupo de barras ou fios de procedência identificada, de mesma categoria e com o mesmo diâmetro nominal e configuração geométrica superficial, apresentado à inspeção como um conjunto unitário.

Partida: conjunto de lotes apresentados para inspeção de uma só vez.

Fornecimento: conjunto de partidas que perfaz a quantidade total da encomenda.

Diâmetro nominal (φ): número correspondente ao valor, em milímetros, do diâmetro da seção transversal do fio ou da barra.

Classificação: a) Conforme o tipo de fabricação e a dimensão da seção transversal:

Barras: são produtos de diâmetro nominal igual ou superior a 5mm, obtidos exclusivamente por laminação à quente.

Fios: são os produtos de diâmetro nominal igual ou inferior a 10mm, obtidos por trefilação ou processo equivalente.

b) Conforme o valor característico da resistência de escoamento, nas seguintes categorias:

Barras: são classificadas nas categorias CA-25 e CA-50.

Fios: na categoria CA-60.

c) Conforme o processo de fabricação, as barras e os fios de aço para concreto armado classificamse em:

Barras: obtidas por laminação à quente, sem sofrer posterior deformação à frio, com escoamento definido caracterizado por patamar no diagrama tensão x deformação.

Fios: obtidos por deformação à frio, sem patamar no diagrama tensão x deformação.

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