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Classificação dos materiais de construção
Apresentação
Sabemos que materiais aplicados em construção civil são definidos como todos os insumos
necessários para a execução de uma obra civil. Além das condições técnicas, econômicas e
estéticas devemos também conhecer a respeito da classificação dos materiais de construção
visando a melhor forma de aplicá-los.
Nesta Unidade de Aprendizagem você vai conhecer a classificação dos materiais de construção de
acordo com diferentes critérios, tais como origem e função.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
- Classificar os materiais quanto à sua origem e/ou obtenção.
- Identificar os materiais quanto à sua função.
- Diferenciar os materiais quanto à sua composição.
Desafio
Imagine que hoje seja seu primeiro dia de trabalho em um canteiro de obras e ao chegar você se
depara com uma enorme quantidade de cal no local.
Responda de forma simplificada quais são as substâncias químicas que compõem a cal? São
permitidas impurezas neste material? Caso afirmativo justifique sua resposta citando ao menos dois
exemplos de impureza.
Conteúdo do livro
Os materiais de construção civil variam de acordo com sua origem, natureza e função na edificação.
Assim, para a execução de uma obra de construção civil, é fundamental que o profissional
responsável avalie
as condições técnicas, econômicas e estéticas durante a escolha dos
materiais. Além disso, deve conhecer a classificação dos materiais de
construção visando a melhor forma de aplicá-los.
No capítulo Classificação dos Materiais de Construção, do livro Processos Construtivos , você vai
estudar a classificação dos materiais de acordo com a sua origem, natureza e função exercida na
edificação. Vai aprender a identificar os critérios de escolha dos materiais de construção, bem como
as propriedades dos principais grupos de materiais.
PROCESSOS
CONSTRUTIVOS
Diego da Luz Adorna
Classificação dos
materiais de construção
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Classificar os materiais quanto à sua origem, natureza e função. Identificar os critérios de escolha de materiais de construção civil. Especificar as propriedades dos principais materiais de construção civil.
Introdução
Os materiais de construção civil variam de acordo com sua origem, na- tureza e função na edificação. Assim, para a execução de uma obra de construção civil, é fundamental que o profissional responsável avalie as condições técnicas, econômicas e estéticas durante a escolha dos materiais. Além disso, deve conhecer a classificação dos materiais de construção visando a melhor forma de aplicá-los. Neste capítulo, você vai estudar a classificação dos materiais de acordo com a sua origem, natureza e função exercida na edificação. Vai aprender a identificar os critérios de escolha dos materiais de construção, bem como as propriedades dos principais grupos de materiais.
Classificação dos materiais: origem, natureza e função
Origem
Os materiais, no que se refere à sua origem, podem ser classificados em naturais , artifi ciais e combinados. Os materiais naturais são aqueles que podem ser encontrados na natureza prontos para serem utilizados ou, ainda, necessitando apenas de um tratamento simplificado, como lavagem ou redução de tamanho.
Os materiais naturais podem ser subdivididos em:
Materiais de origem vegetal , como a madeira. Materiais de origem mineral , como a areia e a brita.
Materiais de origem animal também já foram utilizados na construção civil, como o óleo de baleia, utilizado no Brasil Colonial para a produção de argamassas (SANTIAGO, 2007).
Os materiais artificiais são aqueles obtidos por meio de processos indus- triais, podendo ser subdivididos em:
Materiais provenientes de compostos químicos , como os plásticos, as tintas e as colas. Materiais provenientes de metais , por exemplo, as ligas metálicas, como o aço. Materiais provenientes de produtos naturais , como o gesso e os materiais cerâmicos.
Os materiais combinados, por fim, são aqueles obtidos pela combinação de materiais naturais e materiais artificiais. Como exemplos, podemos citar os concretos e as argamassas, pois são resultados da combinação de agregados (ge- ralmente, materiais naturais) com aglomerantes (geralmente, materiais artificiais.
Natureza
De acordo com a sua natureza, os materiais podem ser classificados como metálicos, cerâmicos ou poliméricos. Os materiais metálicos são extraídos de minérios e, em seguida, transforma- dos por complexos processos metalúrgicos. Eles podem ser subdivididos em:
Ferrosos: aqueles que têm como principal componente o ferro, como o aço e o ferro fundido. Não ferrosos: todos os outros metais utilizados na construção civil, exceto o ferro e seus derivados. Podem ser de elevada densidade, por
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Critérios técnicos
Os critérios técnicos consistem nas propriedades que o material de construção deve possuir para que atenda as exigências determinadas em projeto. Os prin- cipais critérios técnicos que devem ser considerados na escolha de materiais de construção civil estão apresentados na Figura 1.
Figura 1. Critérios técnicos para a escolha de materiais de construção civil. Fonte: Adaptada de Hagemann (2011, p. 15).
Veja a seguir o detalhamento dos critérios técnicos:
Resistência mecânica: os materiais de construção utilizados na cons- trução de uma estrutura devem ser capazes de resistir às solicitações impostas a ela. O concreto, por exemplo, apresenta elevada resistência a compressão; contudo, possui baixa capacidade resistente frente a esforços de tração. Desse modo, deve ser combinado com o aço, resul- tando no material denominado concreto armado. Trabalhabilidade: essa propriedade está relacionada com a facilidade de manuseio e aplicação de determinado material durante a execução da estrutura. O concreto, por exemplo, deve possuir trabalhabilidade adequada para que preencha as fôrmas e os espaçamentos entre as armaduras. As argamassas devem possuir trabalhabilidade para recobrir e aderir ao substrato. Durabilidade: a durabilidade consiste na capacidade do material de cumprir adequadamente as funções para as quais foi projetado, ao longo da vida útil, sem necessitar de intervenções significativas, além
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das preestabelecidas. A durabilidade insuficiente dos materiais leva à necessidade de reparos e manutenção, com evidentes perdas financeiras, podendo, além disso, acarretar riscos à segurança e ocasionar perda de funcionalidade da edificação. Higiene: os materiais utilizados em obra devem ser compatíveis com as condições de higiene exigidas em projeto. Em ambientes úmidos, por exemplo, devem ser evitados materiais que propiciem o desenvolvimento de fungos e bolor. Em hospitais, devem ser utilizados materiais que permitam a limpeza com rapidez e eficiência. Segurança: os materiais de construção utilizados devem conferir segu- rança durante seu uso. Como exemplo, podemos citar o uso de pisos em áreas úmidas, os quais devem possuir características antiderrapantes, proporcionando segurança às pessoas durante o uso. Isolamento termoacústico: os materiais devem possuir caracterís- ticas térmicas e acústicas condizentes com as exigências de projeto. Por exemplo, a construção de fachadas com vidros escuros, os quais absorvem calor e impedem a passagem de luz, pode acarretar gastos ex- cessivos, durante o uso, com iluminação e sistemas de condicionamento de temperatura. A falta de isolamento acústico — ou o uso inadequado deste — entre lajes de edifícios de apartamentos pode prejudicar a sua funcionalidade, no que se refere ao sossego dos habitantes.
Critérios econômicos
O objetivo, do ponto de vista econômico, é construir a edifi cação com o menor custo possível, sem ignorar os critérios técnicos. Os critérios econômicos para a escolha de um material devem considerar as implicações futuras ao longo da vida útil do material, ou seja, além de serem considerados os custos referentes à aquisição e construção com determinado material, devem ser considerados os custos referentes ao uso, à manutenção e à disposição final. Esses critérios devem, portanto, ser analisados paralelamente aos critérios técnicos e ambientais, pois precisam estar associados ao desempenho da edificação, que depende das propriedades dos materiais e do impacto que a sua utilização exercerá no ambiente.
Critérios ambientais
Os materiais de construção civil causam impactos ambientais nas etapas de extração, produção, execução, uso, manutenção e disposição final. Os principais
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incorporada, especialmente no que se refere à extração da matéria- -prima e produção do material. Contudo, a substituição do cimento por materiais que necessitem de menos energia para produção nem sempre é viável, em função da energia gasta com transporte e aplicação na obra. O estudo de energia incorporada deve ser realizado paralelamente ao estudo econômico, durante a fase de projeto, permitindo que as melhores opções sejam escolhidas. Durabilidade: a durabilidade já foi citada como critério técnico; no entanto, apresenta também características ambientais. Quanto maior for a durabilidade do material aplicado em obra, menor será a necessidade de produção de novos materiais para substituir o primeiro, reduzindo o consumo de recursos naturais, gastos de energia e emissão de poluentes. Disposição final: a construção civil gera uma grande quantidade de resíduos, gerados durante os processos de produção dos materiais, execução das obras, manutenção e, por fim, demolição da edificação. Visando reduzir os impactos ambientais gerados pela disposição desses resíduos na natureza, vêm sendo desenvolvidas formas de reaproveita- mento e reciclagem. Como exemplo, podemos citar o uso de resíduos de construção e demolição (RCD) como agregados em concreto.
Critérios estéticos
Do ponto de vista estético, devem ser escolhidos os materiais que proporcio- nem uma aparência agradável ao ambiente, seguindo as exigências do cliente.
Propriedades dos principais materiais de construção civil
Os materiais de construção civil podem ser agrupados em três tipos básicos: metais , cerâmicas e polímeros. A classificação nesses três grupos considera, principalmente, a composição química e a estrutura atômica dos materiais (CALLISTER JR., 2002). Além desses, há mais um grupo importante dentro da engenharia civil: os compósitos.
Metais
Formados pela combinação de elementos metálicos, os metais se caracterizam por possuírem um grande número de elétrons não ligados a qualquer átomo
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em particular. Esse comportamento dos elétrons é responsável por muitas das propriedades dos metais, as quais são apresentadas a seguir:
Condutividade elétrica: os metais são excelentes condutores de eletri- cidade. Bauer (2008) destaca que o cobre, por exemplo, é tradicional- mente utilizado na transmissão de energia elétrica; todavia, por razões econômicas, vem sendo substituído pelo alumínio. Condutividade térmica: os metais são excelentes condutores térmicos; dessa forma, estão sujeitos aos efeitos da dilatação e contração térmica, ou seja, a variações dimensionais em função das mudanças de temperatura. Resistência mecânica: os metais são, de modo geral, muito resistentes. Além disso, caracterizam-se por apresentarem ductilidade, ou seja, deformam-se quando submetidos a carregamentos; por isso, são muito utilizados em aplicações estruturais. Em função de sua alta resistência à tração, o aço é associado ao concreto, resultando no material deno- minado concreto armado.
Os metais não são transparentes à luz visível, apresentando uma superfície polida, de aparência lustrosa. Todos os metais comuns são sólidos a tempe- raturas ordinárias (BAUER, 2008).
Cerâmicas
As cerâmicas são materiais constituídos quase que totalmente por argilas, sendo encontrados na forma de telhas, tijolos, pisos, cimento, vidro, entre outros. As cerâmicas são compostas por elementos metálicos e não metálicos, como óxidos, nitretos e carbetos. A seguir, são apresentadas as principais propriedades das cerâmicas:
Fragilidade: as cerâmicas são materiais frágeis, ou seja, não apresentam deformações antes da ruptura. Além disso, apresentam maior resistência a ambientes abrasivos que os metais e os polímeros. Isolamento termoacústico: as cerâmicas são excelentes isolantes tér- micos e acústicos. Além disso, apresentam maior resistência a altas temperaturas que os metais e os polímeros.
A resistência mecânica e a porosidade das cerâmicas variam de acordo com a quantidade de água utilizada na mistura e com os procedimentos de fundição do material.
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1. De acordo com a origem, os materiais podem ser classificados em naturais, artificiais e combinados. Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta. a) Os materiais artificiais são aqueles obtidos a partir de processos industriais. Como exemplo, pode ser citado o gesso, um material artificial proveniente de compostos químicos. b) Os materiais naturais são aqueles encontrados na natureza, prontos para o uso. São materiais de origem exclusivamente mineral, como a areia, a brita e a madeira. c) A brita é um material obtido por meio da redução de tamanho de rochas naturais, sendo classificado, deste modo, como um material artificial. d) Os materiais artificiais podem ser provenientes de compostos químicos, metais ou de produtos naturais. As ligas metálicas são materiais provenientes de metais, enquanto que as tintas são materiais provenientes de compostos químicos. e) Os materiais combinados são resultantes da combinação entre materiais naturais e materiais artificiais, como, por exemplo, as cerâmicas. 2. De acordo com a natureza, os materiais se classificam em metálicos, cerâmicos e poliméricos. Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta. a) Os materiais metálicos ferrosos são aqueles cujo principal
componente é o ferro. Aos demais, é conferida a alcunha de materiais metálicos não ferrosos, como, por exemplo, o aço. b) Os materiais cerâmicos, como o tijolo, são compostos orgânicos formados por meio de ligações iônicas ou covalentes. c) Os materiais metálicos são obtidos por meio da transformação de minérios extraídos do solo, por meio de processos metalúrgicos. d) Os materiais poliméricos são compostos por substâncias orgânicas, de estrutura necessariamente cristalina, como o PVC e o Polipropileno. e) Os materiais poliméricos são exclusivamente sintéticos, como o PVC, o Polipropileno e demais tipos de plásticos.
3. Os materiais de construção civil exercem diferentes funções em uma edificação. Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta. a) As argamassas de cimento são um exemplo de material de revestimento, enquanto que o concreto é um exemplo de material estrutural. b) As mantas asfálticas são um exemplo de materiais de revestimento, pois possuem a função de cobrir os elementos de construção. c) O concreto e o aço são os principais materiais estruturais utilizados na construção civil. A madeira, em função de suas propriedades, não pode ser utilizada com esta função.
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d) As placas cerâmicas são um exemplo de material de vedação, por preenchem o espaço entre os elementos estruturais. e) Os materiais podem exercer uma única função, simultaneamente, dentro de uma edificação.
4. Os materiais de construção civil são escolhidos a partir de critérios técnicos, econômicos, ambientais e estéticos. Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta. a) A durabilidade consiste na capacidade do material em manter suas características ao longo da vida útil de serviço. É um critério exclusivamente técnico. b) Os critérios técnicos se referem às propriedades que os materiais devem possuir para atender as demandas de projeto, como higiene, segurança e resistência mecânica. c) Os critérios econômicos devem considerar o desempenho da edificação, o qual é avaliado de acordo com o simples cumprimento dos critérios técnicos. d) Os critérios ambientais consideram os impactos causados pelas obras de construção civil. Os impactos analisados são referentes aos processos de construção e demolição de uma edificação.
e) A energia incorporada consiste na soma das energias necessárias para extração da matéria-prima, produção do material, transporte e aplicação em obra. Deve ser analisada, exclusivamente, a partir do ponto de vista econômico e técnico.
5. Os metais podem ser agrupados em metais, cerâmicas, polímeros e compósitos. Analise as afirmativas abaixo, referentes às propriedades destes materiais, e assinale a alternativa correta. a) As cerâmicas são materiais frágeis, ou seja, apresentam grandes deformações quando submetidas a carregamentos. b) Os metais apresentam grande número de elétrons livres, possuindo, deste modo, uma alta condutividade elétrica. A condutividade térmica dos metais, contudo, é baixa. c) Os materiais cerâmicos apresentam características de isolamento térmico e acústico, além de apresentar maior resistência a altas temperaturas, quando comparados a metais. d) Os metais são materiais dúcteis, ou seja, não se deformam quando submetidos a carregamentos. e) Os materiais compósitos são aqueles resultantes da união de dois ou mais materiais distintos, solúveis entre si.
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