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Metais - Materiais de Construção

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Alex Santos

on 30 May 2016

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Metais para Construção Civil
Materiais de Construção

Metais
Alex Vieira dos Santos
UFBA/UEFS - Doutorado em Ensino, Filosofia e História das Ciências
alexvieiradossantos@uol.com.br
AÇO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL
Uma residência de 200 metros quadrados com estrutura de aço pode gerar apenas um metro cúbico de resíduos recicláveis
A construção civil em aço tornou-se prioridade para as indústrias siderúrgicas nos últimos dez anos. Hoje, a maioria das empresas dispõe de unidades de negócios voltadas para o desenvolvimento dessa área. Situação bem diferente do que ocorria no passado, quando o segmento ficava à margem dos negócios do setor.
O próprio CBCA [Centro Brasileiro da Construção em Aço] é um reflexo desses novos tempos. O órgão foi criado em 2002, a partir do interesse da siderurgia brasileira em apoiar o desenvolvimento do consumo do aço na construção civil.
VIRADA TECNOLÓGICA
Estima-se que a metade dos aços para a arquitetura usados atualmente não existia até o início dos anos 1990. Além disso, novas tecnologias e sistemas construtivos nos canteiros de obras se multiplicaram, principalmente a partir de 1995. E não se trata apenas de estruturas metálicas, como os componentes com pilar misto, pilar pré-moldado e light steel framing [Estruturas em Aço Leve, construção LSF], mas de uma gama de produtos industrializados, como painéis pré-fabricados para fechamento, drywall, shafts, tubulações flexíveis de polietileno e de CPVC. Trata-se de um momento de passagem da construção convencional para a industrialização no país.
Assim como outros materiais, o aço tem seus atributos: oferece excelente relação peso/resistência e desempenho mecânico, reduzindo a massa total da construção, de modo a torná-la quase 50% mais leve que aquela que utiliza materiais convencionais. A diminuição de massa tem impacto técnico e econômico sobre fundações, guindastes, manuseio e portabilidade, e também significa menos operações de transporte de materiais, causando menores perturbações no canteiro de obras (ruído, poeira, poluição por combustíveis etc.). Nesse sentido, vale destacar que o material permite, ainda, a reabilitação e a construção em áreas anteriormente consideradas ruins ou inadequadas para receber edificações convencionais.
Centro de Convenções World Trade Center - SP Vencedor Categoria Soluções Inovadoras Autor: Flávio Correia D'Alembert (Alpha Engenharia de Estruturas)
Estrutura de aço composta por pórticos curvos formados por perfis laminados dispostos em espaçamentos iguais compondo cúpula cilíndrica
Cabo de Aço
O cabo de aço é muito parecido com uma corda, porém ao invés de ser feito de sisal ou nylon, é feito de arames de aço que foram enrolados em forma de hélice.
Existem vários tipos de cabo de aço: polidos, galvanizados, inoxidáveis e revestidos. Também existem vários tipos de construções: 6x7, 6x25, 6x36 e 6x41. Cada tipo e construção tem um uso em específico. Uns sendo mais resistentes, porém menos flexíveis e vice-versa.
Cabos de aço inox são fabricados de aço inoxidável, por isso são mais caros que os outros tipos de cabos de aço. São destinados à trabalhos em ambientes que possuem corrosão, tais como o marítimo. Também são muito utilizados na decoração de ambientes, por se tratarem de um material "refinado".
Os cabos de aço são comumente utilizados em elevadores, guindates, guinchos e na construção civil em geral. No uso doméstico, algumas pessoas utilizam o cabo de aço para fabricação de varais para roupas e também para decoração interna, já que os cabos de aço inoxidáveis tem um visual muito atraente.
Materiais de Construção

AÇO
Alex Vieira dos Santos
UFBA/UEFS - Doutorado em Ensino, Filosofia e História das Ciências
alexvieiradossantos@uol.com.br
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
METAIS E LIGAS METÁLICAS: O AÇO

A sua composição é essencialmente formada de ferro e carbono o que resulta em uma liga metálica; é semelhante ao ferro fundido porém a sua concentração de carbono é menor, tornando-o um material mais dúctil e que sofre deformação plástica com facilidade.

Uma importante característica do aço é a facilidade de reciclá-lo. O mesmo é utilizados para a fabricação de latas e até carros.

O aço pode ser reciclado inúmeras vezes com o custo e consumo de energia inferiores a empregada para sua produção inicial.
As Torres Petronas, localizadas em Kuala Lampur, na Malásia, possuem 88 andares e 452 m cada
Taipei 101. Ele tem 101 andares e mais 5 pavimentos subterrâneos. Sua altura altrapassa os 500m. Foi projetado para suportar terremotos em até 7º na escala Richter, como também pode suportar furacões. 
METAIS E LIGAS METÁLICAS:
AÇOS CARBONO
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
METAIS E LIGAS METÁLICAS:
AÇOS CARBONO
Placas
Tarugos
Blocos
AÇOS CARBONO
PERFÍS E BARRAS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS CARBONO – Vergalhões
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS CARBONO – Vergalhões
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
VERGALHÕES CA-50
Os Vergalhões CA-50 são barras de aço com superfície nervurada, obtidas por laminação a quente de tarugos de lingotamento contínuo e utilizados em armaduras para concreto armado. Produzidos rigorosamente de acordo com as especificações da norma NBR 7480/96. São comercializados em barras retas e barras dobradas com comprimento de 12m em feixes amarrados de 1.000 kgs ou 2.000 Kgs. Podem, também, ser fornecidos em rolos nas bitolas até 12,5 mm. Nas bitolas de 10mm a 40mm o CA-50 apresenta a propriedade de ser soldável.
VERGALHÕES CA-60
Os Vergalhões CA-60 são obtidos por trefilação de fio-máquina, produzidos segundo as especificações da norma NBR 7480/96. Caracterizam-se pela alta resistência, que proporciona estruturas de concreto mais leve e, pelos entalhes, que aumentam a aderência do aço no concreto. São normalmente empregados para fabricação de lajes, tubos de concreto, lajes treliçadas, estruturas pré-moldadas de pequena espessura. São fornecidos em rolos com peso aproximado de 170 Kgs, e em barras de 12m, retas ou dobradas, em feixes amarrados de 1.000Kgs, em estocadores e bobinas de 1.500Kgs para uso industrial.
AÇOS CARBONO – CHAPAS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
As texturas aplicadas podem ser diversas, polidas, lisa, espelhado, com relevo, laminado, escovado e outros
Aplicações: Revestimento de pisos e paredes, escadas, corrimãos, painéis, armários, elementos decorativos, fachadas, iluminação, móveis, etc

AÇOS CARBONO – fachada em aço
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Centro cultural de Madrid, Espanha - Herzog e De Meuron
AÇOS CARBONO – Estruturas
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS CARBONO – Acessórios
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS CARBONO – Móveis
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS – AÇOS LIGAS

Devido às necessidades industriais, a pesquisa e a experiência
levaram à descoberta de aços especiais, mediante a adição e a
dosagem de certos elementos no aço ao carbono.

Conseguiu-se assim aços-liga com características como
resistência à tração e à corrosão, elasticidade, dureza, etc., bem
melhores que a dos aços ao carbono comuns.

Conforme as finalidade desejadas, adiciona-se ao aço-carbono
um ou mais dos seguintes elementos: níquel, cromo, manganês,
tungstênio, cobalto, vanádio, silício, molibdênio e alumínio.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS – AÇOS LIGAS

Dessa forma, são obtidos aços de grande emprego nas indústrias, tais como:

Aço cromo (inoxidável) Aço silício manganês Aço rápido, Aço cromo-vanádio, Aço cobalto Aço cromo-níquel e outros
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS – AÇOS NÍQUEL

1 a 10% de Níquel - Resistem bem à ruptura e ao choque,
quando temperados e revenidos.
Usos - peças de automóveis, máquinas, ferramentas, etc.
10 a 20% de Níquel - Resistem bem à tração, muito duros - temperáveis em jato de ar.
20 a 50% de Níquel - Resistentes aos choques, boa
resistência elétrica, etc.
Usos - válvulas de motores térmicos, resistências elétricas, cutelaria, instrumentos de medida, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS – AÇOS CROMO

até 6% Cromo - Resistem bem à ruptura, são duros, não
resistem aos choques.
Usos - esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, projéteis, blindagens, etc.
11 a 17% de Cromo - Inoxidáveis.
Usos - aparelhos e instrumentos de medida, cutelaria, etc.
20 a 30% de Cromo - Resistem à oxidação, mesmo a altas temperaturas.
Usos - válvulas de motores a explosão, fieiras, matrizes, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS – AÇOS CROMO-NÍQUEL

8 a 25% Cromo, 18 a 15% de Níquel - Inoxidáveis, resistentes
à ação do calor, resistentes à corrosão de elementos químicos.
Usos - portas de fornos, retortas, tubulações de águas salinas e gases, eixos de bombas, válvulas e turbinas, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS
Aços manganês - 7 a 20% de Manganês - Extrema dureza, grande resistência aos choques e ao desgaste.
Usos - mandíbulas de britadores, eixos de carros e vagões,
agulhas, cruzamentos e curvas de trilhos, peças de dragas, etc.
Aços Silício - 1 a 3% de Silício - Resistências à ruptura, elevado limite de elasticidade e propriedades de anular o magnetísmo.
Usos - molas, chapas de induzidos de máquinas elétricas,
núcleos de bobinas elétricas, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS

Aços Silício-Manganês - 1 silício, 1% de Manganês – Grande resistências à ruptura e elevado limite de elasticidade.
Usos - molas diversas, molas de automóveis, de carros e vagões, etc.

Aços Tungstênio - 1 a 9% de tungstênio - Dureza, resistência à ruptura, resistência ao calor da abrasão (fricção) e propriedades magnéticas.
Usos - ferramentas de corte para altas velocidades, matrizes,
fabricação de ímãs, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS

Aços Silício-Manganês - 1 silício, 1% de Manganês – Grande resistências à ruptura e elevado limite de elasticidade.
Usos - molas diversas, molas de automóveis, de carros e vagões, etc.

Aços Tungstênio - 1 a 9% de tungstênio - Dureza, resistência à ruptura, resistência ao calor da abrasão (fricção) e propriedades magnéticas.
Usos - ferramentas de corte para altas velocidades, matrizes,
fabricação de ímãs, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS
Aços Cobalto - Propriedades magnéticas, dureza, resistência à ruptura e altaresistência à abrasão, (fricção).
Usos - ímãs permanentes, chapas de induzidos, etc.
Não é usual o aço cobalto simples.
Aços Rápidos - 8 a 20% de tungstênio, 1 a 5% de vanádio, até 8% de molibdênio, 3 a 4% de cromo - A ferramenta de aço rápido que inclui cobalto, consegue usinar até o aço-manganês de grande dureza.
Usos - ferramentas de corte de todos os tipos para altas velocidades, cilindros de laminadores, matrizes, fieiras, punções, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS

Aços Alumínio-Cromo - 0,85 a 1,20% de alumínio, 0,9 a 1,80% de cromo – Possibilita grande dureza superficial por tratamento de nitrelação - (termo-químico).
Usos - camisas de cilindro removíveis de motores a explosão e de combustão interna, virabrequins, eixos, calibres de medidas de dimensões fixas, etc.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS

Aços Inoxidáveis - Os aços inoxidáveis caracterizam-se por uma resistência à corrosão superior à dos outros aços. Sua denominação não é totalmente correta, porque na realidade os próprios aços ditos inoxidáveis são passíveis de oxidação em determinadas circunstâncias. A expressão, contudo, é mantida por radição.
Quanto à composição química, os aços inoxidáveis caracterizam-se por um teor mínimo de cromo da ordem de 12%.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS ESPECIAIS

Aços Inoxidáveis - Os aços inoxidáveis caracterizam-se por uma resistência à corrosão superior à dos outros aços. Sua denominação não é totalmente correta, porque na realidade os próprios aços ditos inoxidáveis são passíveis de oxidação em determinadas circunstâncias. A expressão, contudo, é mantida por radição.
Quanto à composição química, os aços inoxidáveis caracterizam-se por um teor mínimo de cromo da ordem de 12%.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Light Steel Framing é uma designação utilizada internacionalmente para descrever um sistema construtivo que utiliza o aço galvanizado como principal elemento estrutural. São estruturas que não utilizam tijolo ou cimento, sendo que o betão (ou: concreto) é apenas empregue nas fundações ou caves. O sistema também é conhecido por Estruturas em Aço Leve, construção LSF ou construção com aço galvanizado.
Light Steel Framing
Moradia construída segundo o sistema Light Steel Framing podendo observar-se o esqueleto metálico antes da aplicação do revestimento estrutural.
O OSB (da expressão inglesa Oriented Strand Board) é um material derivado da madeira, composto por pequenas lascas de madeira orientadas segundo uma determinada direcção. É um produto bastante usado na construção de edifícios de madeira, devido ao seu baixo custo e facilidade de aplicação.
O OSB nasceu nos Estados Unidos como uma segunda geração do waferboard, produto desenvolvido em 1954 pelo Dr. James Clarke.
,
Ponte Pêncil em Ribeirão Claro-PR
Ponte pênsil ou ponte suspensa é um tipo de ponte sustentada por cabos ou tirantes de suspensão. As primeiras pontes suspensa modernas, com plataformas niveladas, são datadas dos século XIX, porém existem relatos desse modelo de ponte desde o século III. As pontes de suspensão simples, que são utilizadas por pedestres ou por rebanhos animais, são construídas de acordo com as antigas pontes de corda Incas. Sua sucessora são as pontes estaiadas.
PRFV – Plástico reforçado com Fibra de Vidro
Materiais de Construção

Aço Patinável – Conexões – Steel Deck e Steel Frame
Alex Vieira dos Santos
UFBA/UEFS - Doutorado em Ensino, Filosofia e História das Ciências
alexvieiradossantos@uol.com.br
Aço Patinável, também conhecido por pelas marcas Corten, Cor-Ten, Cosacor ou Niocor é um tipo de aço que em sua composição contem elementos que melhoram suas propriedades anticorrosivas. Este tipo de aço é muito utilizado na construção civil, apresenta em média 3 vezes mais resistência à corrosão que o aço comum.

Uma de suas principais características é a camada de óxido de cor avermelhada que se forma quando ocorre a exposição do aço aos agentes corrosivos do ambiente.

Aplicável também na fabricação de esculturas e objetos decorativos.
Aço corten
Escultura de aço corten de Richard Serra, em Londres.
Lajes: Steel Deck
O Steel Deck é uma laje composta por uma telha de aço galvanizado e uma camada de concreto. O aço, excelente material para trabalhar a tração, é utilizado no formato de uma telha trapezoidal que serve como fôrma para concreto durante a concretagem e como armadura positiva para as cargas de serviço.
Conformado a frio e cobrindo uma largura útil de 820 a 840 mm, o Steel Deck possui nervuras largas e com a utilização de conectores de cisalhamento (stud bolts) permite a interação do concreto com o aço o que possibilita o cálculo de vigas mistas, permitindo uma redução do peso da estrutura
Fabricado com o aço especial galvanizado , pode ser encontrado nas espessuras 0,80 mm, 0,95 mm e 1,20 mm, com um comprimento de até 12 metros. Dentre as muitas vantagens para a construção, destacam-se as seguintes: alta qualidade de acabamento da laje; dispensa escoramento e reduz os gastos com desperdício de material; facilidade de instalação e maior rapidez construtiva.
Steel Deck funciona como plataforma de serviço e proteção aos operários que trabalham nos andares inferiores, propiciando maior segurança.
Colocação de stud bolts (conectores) antes da concretagem
Apresenta facilidade para a passagem de dutos das diversas instalações, favorecendo também a fixação de forros. Todas essas vantagens resultam em praticidade, economia e maior retorno financeiro do empreendimento.
Sua montagem é realizada independente das condições atmosféricas e permite incorporar facilmente canalizações, fios elétricos, bem como tirantes para sustentação de forro. O Steel Deck também pode ser pintado eletrostaticamente em sua face inferior, e constitui com a estrutura metálica um sistema construtivo de alta eficiência, com grande aplicação na construção de centros de convenções, shoppings, edifícios comerciais e residenciais, hotéis, hospitais, escolas, conjuntos habitacionais, garagens e mezaninos, além de edifícios industriais em geral.
Concretagem do steel deck utilizando uma tela eletrosoldada para evitar fissuras na camada superior e como armadura negativa
Redução de custos - Apesar de se utilizarem profissionais especializados e experientes, obviamente com vencimentos superiores aos restantes trabalhadores da construção civil, o rendimento dos mesmos é superior à média o que se traduz em reduções no valor da mão de obra e a consequente diminuição do custo final.
Versatilidade na construção - O sistema construtivo LSF possui ainda a vantagem de se adaptar a qualquer tipo de projeto, desde as mais simples e lineares garagens até vivendas de arquitetura bastante elaborada. As características de resistência dos perfis usados permitem erigir edifícios até um máximo de três pisos acima do solo. Em casos de altura superior, poder-se-á empregar outro tipo de estrutura metálica, usando o ferro, tal como se utiliza na construção de pontes.
Não é construção pré-fabricada - Na verdade, uma construção Light Steel Framing é tão pré-fabricada quanto uma em alvenaria. Tal como os tijolos já vêm prontos de fábrica e depois sobrepostos no local, o mesmo acontece com os perfis, que usualmente necessitam de ser cortados em obra. As entidades bancárias não financiam pré-fabricados visto que a obra pode, em teoria, ser desmontada e deslocada. As construções Light Steel Framing são completamente iguais, tanto pelo exterior como pelo interior a qualquer outra construção. O que varia é a estrutura metálica que lhe confere mais segurança e os materiais de isolamento térmico e acústico que lhe garantem mais conforto.
Edifício construído segundo o sistema Light Steel Framing podendo observar-se o esqueleto metálico parcialmente coberto com o revestimento estrutural, as placas de OSB
Pormenor de estrutura de cobertura metálica pelo interior de um edifício construído segundo o sistema Light Steel Framing.
Pormenor de acabamento de telhado numa moradia com estrutura em Light Steel Framing
São Vicente - São Paulo, Brasil
Ponte estaiada ou ponte atirantada é um tipo de ponte suspensa por cabos constituída de um ou mais mastros, de onde partem cabos de sustentação para os tabuleiros da ponte.
Diferenças entre pontes suspensas
Ponte estaiada, tipo "leque"
Ponte estaiada, tipo "harpa"
Ponte pênsil
OUTRAS APLICAÇÕES
Aplicações:

◦ Corrimãos;
◦ Boxes;
◦ Banquetas;
◦ Acessórios para banheiro e esquadrias(dobradiças, puxadores,etc);
◦ Tubos, vergalhões, cantoneiras;
◦ Jóias, instrumentos musicais;
◦ Armamento;
◦ Indústria naval;
◦ etc
Latão
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