Aços Para Concreto

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arquitetura

Text of Aços Para Concreto

  • Jos de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruoAos

    Materiais de Construo( TC-030)

    AOS PARA CONCRETO

    Prof. Jos de Almendra Freitas Jr.freitasjose@terra.com.br

    Ministrio da EducaoUniversidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Construo Civil

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    AOS PARA CONCRETO

    Concreto ArmadoLambot e Monier

    Frana, a partir de 1849

    Concreto ProtendidoDhring, Koenen e MrschAlemanha, a partir de 1888

    Canoa de Lambot

    Eugne Freyssinet- 1930

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    TECNOLOGIA DO CONCRETO ARMADO

    Concreto resiste muito mais compresso que trao;

    Os dois materiais tem coeficientes de dilatao trmica semelhantes (temperatura ambiente);

    H uma afinidade qumica entre os dois materiais gerando aderncia considervel;

    O pH naturalmente elevado da pasta de cimento passiva a armadura.

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Tenso ( )Fora por unidade de rea, expressa em MPa

    (antigamente kgf/cm ou kgf/mm2, 1 MPa = 10 kgf/cm = 0,1 kgf/mm2)

    Compresso

    =Trao

    A N

    (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Cisalhamento - esforo cortante numa determinada seo. o resultado de tenses tangenciais.

    Cisalhamento

    (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Protenso - Introduo de uma tenso de compresso a uma pea de concreto, atravs de um

    ou mais cabos de ao tracionados.

    Protenso

    (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    (

    P

    .

    H

    e

    l

    e

    n

    e

    )

    = / E

    Deformao () o efeito da tenso. Expressa em (cm/cm), ou em % do comprimento inicial.

    A deformao pode ser elstica ou plstica. Plstica irreversvel, elstica reversvel, desaparece quando a

    tenso removida.

    = / tg

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Mdulo de Elasticidade, de Youngou, de Deformao Longitudinal - (E)

    o quociente entre a tenso aplicada e a deformao elstica resultante. Expresso em MPa.

    E= tg E= / (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Ductilidade - a deformao plstica total at o ponto de ruptura.

    Pode ser medida por:

    Estrico - reduo da rea da seo transversal, em %.rea inicial rea final

    Estrico = x 100rea inicial

    Alongamento - na ruptura tambm medido em %.Comprimento final Comprimento inicial

    Alongamento = x 100Comprimento inicial

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Estrico e AlongamentoEnsaio de trao

    (adaptao de P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Material Frgil = Pouco se deforma antes da ruptura. Obedece a Lei de Hooke at a ruptura.

    Ex. : ferro fundido, concreto e vidro plano.

    (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Material dctil com patamar de escoamento = Apresenta patamar de escoamento definido que caracteriza a tenso fy

    denominada resistncia de escoamento do ao trao.Ex.: aos doces com baixo teor de carbono, classe A, como os

    aos para concreto armado CA25 e CA50.

    (P.Helene)

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Material dctil sem patamar de escoamento = No apresenta patamar de escoamento definido. A deformao plstica que segue elstica no reversvel. A tenso fy convencional, de resistncia

    de escoamento do ao trao corresponde a uma deformao plstica irreversvel de 0,2%. Ex.:Aos para concreto armado CA60.

    (P.Helene)

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    (

    P

    .

    H

    e

    l

    e

    n

    e

    )

    FrgilEx.:Ferro fundido

    Muito DctilEx.:Ouro

    DctilEx.:ao CA25

    AOS PARA CONCRETOMETAIS FRGEIS E DCTEIS

    Ruptura dctil

    (J.S.Coutinho)

    Ruptura frgil

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    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    Dureza : Definida pela resistncia da superfcie do material penetrao.

    Escala Brinell de dureza BHN (Brinell Hardness Number)

    d=(d1+d2)/2

  • Jos de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruoAosAos

    AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA

    1

    (P.Helene)

    Tenacidade : Medida da energia necessria para romper o material. Expressa em kgf/cm2.

    Um material dctil com a mesma tenso de ruptura que um frgil mais tenaz, porque ir requerer uma maior energia para

    romper-se.

    2

    (P.Helene)

    A2 > A1 portanto o material 2 mais tenaz.

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    AOS PARA CONCRETOCOMPORTAMENTO QUMICO

    Corroso: O pH do concreto protege o ao. Ausncia de cloro pH < 10,5 Presena de cloro corri sob qualquer pH Ao aumenta de volume em at 530%

    (Granato- BASF)

    Estdio do Morumbi- SPxidos e hidrxidos de ferroVolumes relativos

    Fe2 100% (ferro)FeO 190% (xido de ferro)Fe3O4 210%Fe2O3 220% (xido frrico)Fe(OH)2 360% (hidrxido ferroso)Fe(OH) 3 420% (hidrxido frrico)Fe(OH) 3.3H2O 630%

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    AOS PARA CONCRETOCOMPORTAMENTO FSICO

    Densidade = 7,85 kgf/dm

    Dilatao trmica:s = 1,2.10-5 m /m.C concreto = 1,2x10-5 m/m.C

    (vlido para temperaturas de 0 a 100C, acima o coeficiente do ao fica significativamente maior)

    Condutibilidade trmica = 30 X maior que o do concreto

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    MICROESTRUTURA DOS METAIS

    ATRAES INTERATMICAS

    Ligao inica -

    a mais simples e se explica pelo aparecimento de foras coulombianas (recebe e doa eltrons)

    Ligao covalente -

    tomos compartilham eltrons da ltima camada. A fora de ligao covalente evidenciada no diamante,

    constitudo inteiramente por carbono.

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    MICROESTRUTURA DOS METAIS

    ATRAES INTERATMICAS

    Ligao metlicas -tomos com poucos eltrons de valncia estes podem ser

    removidos com facilidade enquanto que os demais so firmemente ligados ao ncleo.

    Estrutura formada por ons positivos e eltrons livres que desempenham o papel de ons negativos aparecendo portanto

    foras eltricas coulombianas de atrao.

    Movimento livre dos eltrons dentro da estrutura metlica forma o que chamado de nuvem eletrnica.

    Eltrons livres do ao metal sua elevada condutibilidade eltrica e trmica.

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    MICROESTRUTURA DOS METAIS

    ATRAES INTERATMICAS

    Foras de van der Waals -

    uma ligao secundria fraca, mas que tambm contribui para a atrao interatmica.

    A maior parte das foras de van der Waals se origina de dipolos eltricos, que so conseqncia de uma

    assimetria da molcula onde o centro de carga positiva no coincide com o centro de carga negativa originando o

    dipolo.

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    MICROESTRUTURA DOS METAIS

    ARRANJOS ATMICOS

    Propriedades dos materiais dependem desse arranjo de tomos ou molculas.

    Os arranjos so classificados em:

    Estruturas moleculares - agrupamento de tomos.

    Estruturas cristalinas - arranjo repetitivo de formas geomtricas de tomos.

    Estruturas amorfas - distribuio dos tomos sem nenhuma forma de regularidade.

  • Jos de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruoAos

    Nucleao durante a formao dos cristais no ao lquido

    MICROESTRUTURA DOS METAISEstrutura cristalina:

    Metais: aglomerados de gros de cristais

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    MICROESTRUTURA DOS METAISEstrutura cristalina:

    Metais: aglomerados de gros de cristais

    Ao mangansAglomerado de cristais com diferentes orientaes de planos de clivagem.

  • Jos de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruoAos

    MICROESTRUTURA DOS METAIS14 formas geomtricas possveis de cristalizao

    (Wikipedia)

    R

    e

    d

    e

    d

    e

    B

    r

    a

    v

    a

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    s

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    MICROESTRUTURA DOS METAIS14 formas geomtricas possveis de cristalizao

    ao

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    (Wikipedia)

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    MICROESTRUTURA DOS METAISAnlise Macrogrfica

    Aparncia da fratura Detalhe a baixo aumento

    Ruptura no raio de dobramento com ramificao transversal.

    A superfcie da fratura rugosa e no se observa deformao

    plstica.

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    MICROESTRUTURA DOS METAISAnlise Microgrfica

    Seo metalogrfica Detalhe a alto aumento

    A superfcie da fratura e das trincas intergranular frgil.

    Trinca com origem no raio interno de curvatura, Na imagem menor se

    observa microtrinca (0,05 mm) para