Baixe apostila materiais de construo fag1b e outras Notas de estudo em PDF para Artes, somente na Docsity! 0 FACULDADE ASSIS GURGACZ – FAG CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO APOSTILA DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Docente: Ana Paula Rodrigues Horita Bergamo Cascavel, 2011. 1 Materiais de construção. Petrucci , relata que .. “Qualquer que seja a obra – um barracão, uma ponte , as alvenarias... deve ser usado um conjunto de materiais de construção” O Estudo: Estuda os materiais de construção, seu emprego, manuseio e importância.O uso racional, adequado e tecnicamente aconselhável e economicamente viável, só é alcançando com o conhecimento destes materiais. Bauer (2001) revela que, o conhecimento dos materiais de construção pode apresentar, muitas vezes, a resposta a problemas aparentemente insolúveis, ou uma grande economia na construção. As propriedades básicas variarão de material para material. Assim para materiais de acabamento predominarão a cor , as dimensões e a manutenção da forma e aspecto com o tempo, ao passo que , para materiais estruturais, serão mais importantes as características mecânicas e a durabilidade. Os Materiais: Materiais Naturais: São os que são encontrados na natureza e estão prontos para ser empregados na construção civil. Ex: Pedra, areia, madeira e etc.. Materiais Artificiais: São aqueles que sofrem uma transformação, na sua estrutura forma, aspecto, são industrializados. Ex: Alumínio, Aço, tinta, impermeabilizantes e etc... Através do conhecimento de cada material, sua empregabilidade será de forma correta, evitando as deformações, estrago de material, fazendo com que haja maior durabilidade e economia em uma obra. Os três fatores que influenciam nos materiais de construção: Econômicas, Técnicas, Estéticas. Fator Econômico: O fator econômico é influenciado pela facilidade de fornecimento, pelo valor do material, por sua manipulação, conservação e aplicabilidade. 4 Propriedades dos Materiais ELASTICIDADE: os materiais elásticos possuem a propriedade de voltar à sua forma inicial, uma vez cessada a deformação a eles imposta. A deformação sofrida pelo material é provocada por uma força aplicada na sua estrutura, e desaparece quando cessa a força. PLASTICIDADE: os materiais plásticos, uma vez deformados, não voltam à sua forma inicial; isto quer dizer, que as deformações nesses materiais são permanentes. DUCTIBILIDADE: é uma propriedade característica dos metais, que podem ser reduzidos a fios, sem, no entanto se quebrarem. MALEABILIDADE: é outra propriedade característica dos metais, de serem reduzidos a laminas delgadas, sem se quebrarem. DURABILIDADE: um material é considerado durável, quando resistir ao meio ambiente no qual foi aplicado. DUREZA: é a propriedade que oferecem determinados materiais resistirem aos desgastes superficiais. MATERIAIS MECÂNICO-RESISTENTES: O material mecânico resistente é aquele que não sofre rompimento quando atinge um esforço excessivo. FORÇAS ATUANTES NOS MATERIAIS: Dorta (2004), revela que: ...As forças atuantes na estrutura dos materiais são provenientes de carregamentos externos. Essas forças provocam tensões que agem sobre os materiais. As tensões são forças por unidade de superfície, elas são definidas em função do tipo de carregamento no material a. COMPRESSÃO: b. TRAÇÃO 5 c. FLEXÃO d. TORÇÃO e. CISALHAMENTO DEFORMAÇÕES: A todo esforço aplicado num corpo, corresponderá uma deformação e vice- versa. As deformações podem ser classificadas em: Perfeitamente Elástica: ao ser aplicado uma força sobre o material, ele deforma-se, e logo que cessado o esforço, ele volta à sua forma inicial. Perfeitamente Plástica: após a aplicação da força, o material continua a apresentar deformação. 6 Elásto-plástica: cessado o esforço, o material volta parcialmente à sua forma primitiva. NORMA: é o conjunto de condições e exigências para execução de uma dada obra. Uma norma pressupõe a existência de métodos e especificações. A norma caracteriza o serviço. MÉTODOS: servem para verificar formas de procedimento. Os métodos fixam: a. As provas necessárias e suficientes a que os materiais devem ser submetidos, para avaliação numérica de suas características; b. A maneira detalhada de executar cada uma dessas provas, de modo a que os dados numéricos resultem compatíveis. ESPECIFICAÇÃO: é a fixação das condições a que o material deve satisfazer, isto é, a fixação tanto quanto possível numérica, de limites para as características físicas, químicas e mecânicas, que definem um material. Ela caracteriza o material. ENSAIOS: a qualidade dos materiais é estimada diretamente, observando-se seu comportamento em obras já realizadas, ou então indiretamente submetendo-os a experiências- ensaios. A experimentação indireta é realizada, geralmente em laboratórios de ensaios. CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS: a. Ensaios de Fabricação: servem para controlar os critérios de fabricação, para que os materiais produzidos, saiam nas mesmas condições. b. Ensaios de Recepção: constatam se o produto possui as qualidades necessárias para o fim a que se destinam. c. Ensaios de Identificação: servem para reconhecer se o produto é o que se tem em vista, pela medida do maior número de constantes possíveis. ESTRUTURA: é o aspecto que o material apresenta em sua constituição física. A Estrutura pode ser: Compacta: quando a massa é uniforme, e não se distinguem a olho nu, os seus elementos componentes. 9 Classificação dos agregados segundo a dimensão das partículas: Agregado miúdo: pó de pedra, areia (esses fragmentos passam na peneira com 4,8 mm de abertura). Agregado graúdo: seixo rolado, brita (esses fragmentos são retidos na peneira com abertura de 4,8 mm). AGREGADO MIÚDO: AREIAS: Obtidas da desagregação de rochas apresentando-se com grãos de tamanhos variados. Podem ser classificadas, pela granulometria, em: areia grossa, média e fina. Deve ser sempre isenta de sais, óleos, graxas, materiais orgânicos, barro, detritos e outros. Podem ser usadas as de rio e ou do solo (barranco). Não devem ser usadas a areia de praia (por conter sal) e a areia com matéria orgânica, que provocam trincas nas argamassas e prejudicam a ação química do cimento. As areias são usadas em concretos e argamassas e para isso merecem alguns cuidados como veremos a seguir: Areias para concreto: Utiliza-se nesse caso a areia de rio (lavada), principalmente para o concreto armado, com as seguintes características: grãos grandes e angulosos (areia grossa); limpa esfregada na mão deve ser sonora e não fazer poeira e nem sujar a mão. Observar também: umidade, pois quanto maior a umidade destas, menor será o seu peso específico. Areia para alvenaria: Na primeira camada do revestimento de paredes (emboço) usa-se a areia média. Para o revestimento final chamado reboco ou massa fina, areia fina. Aceita porcentagem de argila (terra) para o assentamento de tijolos em alvenarias e no emboço. O emboço é um revestimento de superfícies utilizado na construção civil, é considerado o corpo do revestimento e suas principais funções são a vedação e regularização da superfície e a proteção da edificação, evitando a penetração de agentes agressivos. Normalmente constituido de uma mistura de areia, cimento e cal, o emboço, aplicado sobre chapisco, atua como base para a aplicação do reboco, devendo promover a boa ancoragem com ele e possuir uniformidade de absorção para que haja boa aderência entre as duas camadas. Dependendo do tipo de acabamento especificado em projeto, o emboço pode se constituir na única camada de revestimento, denominado emboço paulista Obs: é difícil encontrar uniformidade nas dimensões de grãos de areia de mesma categoria. Essa desigualdade é conveniente contribuindo, para obtenção de melhores resultados em seu emprego, pois diminui a existência de vazios na massa, e para a diminuição do volume do: aglomerantes (cimento, cal) na mistura, que são materiais de maior custo. 10 SUBSTÂNCIAS NOCIVAS: As substancias nocivas nas areias, não devem exceder aos seguintes limites: • Torrões de argila: 1,5 %; • Matérias carbonosas: 1,0 %; • Material pulverulento passando na peneira n° 200 (abertura da malha igual a 0,074mm); • Impurezas orgânicas: realizado de acordo com a MB-10. Caso a solução que esteve em contato com o agregado apresentar coloração mais escura que a solução padrão, será o agregado considerado suspeito; • Outras impurezas: esses limites deverão ser fixados pelo engenheiro fiscal, ou técnico da obra; essas impurezas são, micas, detritos vegetais e etc. PROCEDÊNCIA DAS AREIAS: • Dos Rios e Arroios: mais puras, portanto as preferidas; • Do Mar: só podem ser usadas, depois de bem lavadas em água doce, ou expostas às intempéries em camadas finas, de modo a perder os sais componentes. • De Minas: encontram-se à superfície da terra em camadas, em filões ou em covas,quando expurgadas de certas impurezas, torna-se melhor que a de rio. CLASSIFICAÇÃO: (Série de Taylor) a. Grossa: areia que passa em malha de 4,8 mm e ficam retidas na de 1,2 mm (alvenaria de pedra); b. Média: passa na peneira de 1,2 mm e fica retida na de 0,3 mm. (alvenaria de tijolo e nos emboços). c. Finas: passa na peneira de 0,3 mm (reboco de paredes e teto). REQUISITOS DA AREIA: a. Não conter terra, o que se conhece por não crepitar ou ranger quando apertada na mão, e não turvar a água em que for lançada. b. Possuir grãos de dimensões variadas, e angulosos. FUNÇÃO: Entra na composição das argamassas, e contribuem para o aumento de sua coesão, tornando-a mais econômica e atenua sua contração. 11 ADITIVOS: São utilizados para melhorar a adesividade do agregado. A adesividade é melhorada pela: • Textura: quanto mais irregular for a superfície do grão, maior a área de contato; • Porosidade: maior porosidade, maior absorção devido às forças capilares; pequena porcentagem de argila (terra) para o assentamento de tijolos em alvenarias e no emboço. • Ausência de impurezas: sua presença dificulta a perfeita molhagem da superfície dos agregados pelo aglomerante. SAIBRO: Tem aparência de terra barrosa, basicamente de argila, proveniente da desagregação de rochas. Pode-se dizer que é um material proveniente de solos que não sejam muito arenosos,nem muito argiloso. É utilizado como componente de argamassas para alvenaria e revestimentos. Não deve ser utilizado em paredes externas, pois as ações da chuva e da radiação solar provocam trincas e fissuras na massa. PÓ DE PEDRA: é a mistura de pedrisco e filler, não sendo, no entanto recomendado para argamassas. 14 AGLOMERANTES: CONCEITO: Material ligante, geralmente pulverulento, que promove a união entre os grãos dos agregados. Os aglomerantes são utilizados na obtenção de pastas, argamassas, e concretos. Apresentam-se sob forma de pó e, quando misturados com água formam pastas que endurecem pela secagem e como conseqüência de reações químicas. Com o processo de secagem o aglomerante adere-se nas superfícies com as quais foram postas em contato. Os aglomerantes são os produtos ativos empregados para a confecção de argamassas e concretos. Os principais são: cimento, cal, gesso e betume. AGLOMERANTES HIDRAULICOS SIMPLES: São constituídos de um único aglomerante, podendo ser misturados a outras substâncias, em pequenas quantidades, com a finalidade de regular sua pega. AGLOMERANTES HIDRAULICOS COMPOSTOS: São aglomerantes simples, mas misturados com produtos tais como a Pozolana, Escórias, etc. Pozolana, ou pozzolana (do italiano pozzolana ou pozzuolana), nome derivado da localidade italiana de Pozzuoli, nas imediações do Vesúvio, onde é encontrada em cinzas vulcânicas conhecidas por cinzas pozolânicas ou pumicite. Embora a designação se tenha alargado a materiais produzidos industrialmente, ou derivados de cinzas volantes de processos de queima industrial, na sua origem as pozolanas são rochas de origem vulcânica, constituídos por uma mistura mais ou menos homogénea de materiais argilosos, siltes e areias, com maior ou menor agregação, resultantes da alteração pelos agentes atmosféricos de materiais vulcânicos ricos em sílica não cristalina, com destaque para a pedra-pomes. Devido à sua riqueza em silicatos vítreos, as pozolanas são consideradas rochas sedimentares de natureza ácida, contendo um elevado teor de sílica reactiva (SiO2), capaz de reagir com o óxido de cálcio (CaO), dando origem a silicatos amorfos de carácter cimentante. As pozolanas mais comuns são de cor clara, mas em função dos óxidos metálicos que contenham podem ter colorações que variam desde o esbranquiçado até ao cinzento-escuro, incluindo variedades avermelhadas e rosa. A pozolana é um dos componentes do cimento utilizada na preparação de argamassas pozolânicas, misturada com água e cal hidratada, melhorando as características dos betões e permitindo a sua utilização dentro de água AGLOMERANTE MISTO: É a mistura de dois ou mais aglomerantes simples. CLASSIFICAÇÃO: AGLOMERANTES AÉREOS HIDRAULICOS INERTES ENDURECEM PELA AÇÃO QUÍMICA AO CO2 DO AR. EX.: Cal Aérea, Gesso, etc . ENDURECEM PELA AÇÃO EXCLUSIVA DA ÁGUA. ESTE FENÔMENO É DENOMINADO HIDRATAÇÃO. Ex.: Ca l Hidraulic a, Cimento Natural, Cim ento Portla nd, etc. ENDURECEM POR SECAGEM. Ex.: Argila s, Betum es, etc 15 PROPRIEDADES DOS AGLOMERANTES: ♦ PEGA: período inicial de solidificação da pasta de aglutinante é definido como sendo o tempo de início do endurecimento. A pega se dá, quando a pasta começa a perder sua plasticidade. ♦ FIM DE PEGA: o fim da pega se dá quando a pasta se solidifica totalmente, não significando, no entanto, que ela tenha adquirido toda a sua resistência, o que só será conseguido após anos. ♦ COEFICIENTE DE RENDIMENTO: Rendimento é o volume de pasta, obtido com uma unidade de volume de aglomerante. Cr = V’ Vt V’ = Volume da Pasta e Vt = Volume do Aglomerante Cr = ou, d + a D d = densidade aparente, D = densidade absoluta, a = volume de água 16 1) Cimento: Material pulverulento (pó) de cor acinzentada, resultante da calcinação de pedras calcárias carbonatadas contendo entre 20 a 40% de areia. Distingue-se da cal hidratada por ter maior porcentagem de argila e pela pega dos seus produtos ocorrer mais rapidamente e proporcionar maior resistência a esforços mecânicos. Obs: pega é um fenômeno físico-químico através da qual a pasta de cimento se solidifica. Terminada a pega o processo de endurecimento continua ainda durante longo período de tempo, aumentando gradativamente a sua dureza e resistência. Exemplo: resistência à compressão de um bloco de argamassa de cimento e areia, traço 1:3 a 3 dias - 80 kg/cm², a 7 dias - 180 kg/cm² e a 28 dias - 250 kg/cm². A pega sofre influência de diversos fatores, sendo retardada pelas baixas temperaturas, pelos sulfatos e cloretos de cálcio. É acelerada pelas altas temperaturas e pelos silicatos e carbonatos. O cimento comum é chamado PORTLAND, havendo diferentes tipos no mercado: cimento de pega normal: encontrado comumente à venda; cimento de pega rápida: só a pedido; cimento branco: usado para efeito estético (azulejos, etc.). Obs: - O cimento de pega normal inicia a pega entre 0,5 e 1 hora após o contato com a água, onde se recomenda misturar pequenas quantidades de cada vez, de modo a essas serem consumidas dentro daquele espaço de tempo; - O cimento não deve ser estocado por muito tempo, pois pode iniciar a pega na embalagem pela umidade do ar, perdendo gradativamente o seu poder cimentante. O prazo máximo de estocagem normalmente é de um mês. A indústria nacional já produz cimentos especiais cuja literatura especializada poderá esclarecer devidamente aos interessados. 2) Cal: É o produto que se obtém com a calcinação, à temperatura elevada de pedras calcárias. Essa calcinação se faz entre outras formas, em fornos intermitentes, construídos com alvenaria de tijolos refratários. Há dois tipos de cal utilizadas em construções: hidratada e hidráulica. a) Cal hidratada A cal hidratada ou comum faz a pega ao ar ao contrário da hidráulica, que exige o contato com a água. A partir da "queima" da pedra calcária em fomos, obtemos a "cal viva" ou "cal virgem". Esta não tem aplicação direta em construções, sendo necessário antes de usá-la, fazer a "extinção" ou "hidratação" pelo menos com 48 horas de antecedência. 19 PREPARO DAS ARGAMASSAS: 1. Coeficiente de Rendimento: volume de pasta obtido com uma unidade de volume deste aglomerante. ♦ Densidades Aparentes (d ): Cimento solto: 1,22 Cimento compacto: 2,70 Cimento na obra: 1,42 Cal Aérea em pedras: 1,00 Gesso: 0,85 ♦ Densidades Absolutas (D): Cimento: 3,05 Cal Aérea: 2,20 Gesso: 2,50 ♦ Quantidades Unitárias de Água (a): Para o Cimento: 0,43 Para a Cal: 1,20 Para o Gesso: 0,52 ♦ Coeficientes de Rendimento (Cr): Para o Cimento: Cr = d + a D = 1,42 +3,05 0,43 Para a Cal : Cr = 0,89 Cr = d + a D = 1,00 +2,20 1,20 Cr = 1,65 Para o Gesso: Cr = d + a D = 0,85 + 2,50 0,52 Cr = 0,86 Isto quer dizer, que: a. 1 m³ de Cimento em pó, fornece 0,89 m³ de pasta de Cimento, quando se junta 430 ml de água; b. 1 m³ de Cal em pedras, fornece 1,65 m³ de pasta de Cal, (Nata), quando se junta 1200 ml de água; 20 c. 1 m³ de pó de Gesso fornece 0,86 m³ de pasta de Gesso, quando se junta 520 ml de água. Ou seja, que quantidade de aglomerante é necessária pa se gerar 1 m³ de pasta: a. Cimento: b. Cal: c. Gesso: 1 = 1,123 m ³ de Cim ento 0,89 1 = 0,606 m³ de Cal 1,65 1 = 1,163 m ³ de Gesso 0,8 Multiplicando-se esses volumes pela Densidade Aparente, obtém-se os pesos necessários para formação de 1 m³ de Pasta: 21 TRAÇOS USUAIS PARA ARGAMASSAS: TRAÇO APLICAÇÕES 1 : 3 Cimento alisado, com Cal 1 : 5 Cal e Areia, com 15% de cimento, para paredes de 15 cm quando se usar tijolo de 6 ou 8 furos 1 : 5 Cal e Areia, com 10% de Cimento para paredes de 15 cm, com tijolos comuns, paredes de 25 cm com tijolos de 6 ou 8 furos, para colocação de azulejos; 1 : 5 Cal e Areia com 7% de Cimento para paredes de 25 cm, com tijolos comuns, emboço interno e assentamento de ladrilhos de cimento. 1 : 5 Cal e Areia, com 5% de Cimento, para reboco grosso externo. 3) Aglomerantes: a) Argamassas de cal: Podem ser usadas no traço 1:3 ou 1:4 de cal e areia para assentar tijolos e no primeiro revestimento de paredes (emboço), devendo nestes casos a areia ser média. Para o revestimento fino (reboco) usa-se o traço 1:1, sobre o emboço. Neste caso a areia deve ser fina e peneirada, assim como a cal. Para melhorar a impermeabilidade e a resistência destas, pode-se acrescentar 50 a 100 kg de cimento por m³ de argamassa. Argamassas de cal podem ser preparadas em grandes quantidades, utilizando-se durante toda obra (pega lenta). 24 2.3 - Propriedades das argamassas. Trabalhabilidade: - A determinação do traço e conseqüentemente da quantidade de cal que deve entrar na composição de uma argamassa deve estar orientada tento em vista o aspecto da mistura. As argamassas para revestimentos deverão apresentar-se como uma massa coesa que possui uma trabalhabilidade apropriada. As argamassas de cal são muito mais coesas do que as de cimento de mesmo traço, pois elas necessitam de menos aglomerantes que as de cimento tornam-se mais trabalháveis pela adição de cal. As argamassas de cal retém por mais tempo a água de amassamento. Resistência mecânica - as argamassas de cal são pouco resistentes, sua resistência à compressão aos vinte e oito dias varia de 0,2 a 0,6 Mpa podendo-se tomar um valor médio de 0,4 Mpa. Retração - As argamassa de cal apresentam redução de volume que será maior se as porcentagens de água e cal forem elevadas. A ocorrência de fissura nas argamassas de cal recém-colocadas é devido à secagem muito rápida pela ação do sol e do vento. As fissuras surgirão também quando a retração da argamassa endurecida for impedida. Estabilidade de volume - Os defeitos que podem ocorrer no reboco são devido à ação do intemperismo ou devidos à falta de estabilidade de volume. Resistência ao intemperismo - as argamassas de cal aérea não resistem à água, por isso nos revestimentos externos deve-se empregar argamassas de cal hidráulica ou de cimento. Resistência à ação do fogo: As argamassas de cal resistem a elevadas temperaturas, servindo como proteção dos elementos construtivos de madeira, aço, concreto,etc. Revestimento de gesso puro: A pasta de gesso na proporção de dez quilos de gesso para 6 a 7 litros de água serve para revestimento interno a execução de placas e blocos para divisões internas. As argamassas de gesso também servem para revestimento internos. Argamassas hidráulicas - as argamassas hidráulicas resistem à ação da água e resistem satisfatoriamente quando imersas na água. As argamassas hidráulicas mais comuns entre nós são preparadas com cimento portland. 25 Bibliografia: BAUER, L.A.F. Materiais de Construção. 5° Edição.Rio de Janeiro,2001. DORTA,G. Apostila de Materiais de construção: Centro Federal de Educação Tecnológica de Alagoas. Alagoas,2004. YAZIGI, W. A técnica de edificar. 10° Edição. PINI, São Paulo,2010.