Materiais de Construção Civil I

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Materiais de Construção Civil IIntrodução ao Curso

2019

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Objetivo

• Demonstrar a relevância (social, econômica e ambiental), as oportunidades profissionais e a crescente inovação dos materiais de construção.

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Porque estudar materiais de construção?

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http://radar09.com.br/userfiles/27jan2013---incendio-de-grande-proporcao-atinge-a-boate-kiss-no-centro-de-santa-maria-rs-1359280038175_956x500.jpg

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Causa do Incêndio Boate Kiss

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Show pirotécnico embaixo de teto coberto com espuma de poliuretano sem aditivo retardador de chama

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Já havia acontecido antes:

The Station Nightclub Fire – 100 mortos(Rhode Island 2003, USA)

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Buenos Aires 2004 194 mortosShenzen 2008 48 mortos Bangkok 2009 66 mortosLame (Russia) 2009 150 mortos

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Investigação cientifica (NIST 2005)

The experiments ….demonstrated that the shower of sparks could ignite non-fire retardant polyurethane foam, but that the sparks were not able to ignite fire retardant polyurethane foam, wood paneling or gypsum board…”

Recommendations:

• Materials that ignite easily and propagate flames rapidly, should be • clearly identifiable

• forbidden as an interior finish material in all nightclubs.

•…

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NIST Report of the Technical Investigation of The Station Nightclub Fire . Vol. 1 e 2, 2005 http://www.nist.gov/manuscript-publication-search.cfm?pub_id=100988

Detalhamento da pesquisa, com videos:http://magazine.sfpe.org/fire-modeling/nist-station-nightclub-fire-investigation-physical-simulation-fire

http://www.nist.gov/manuscript-publication-search.cfm?pub_id=100988

http://magazine.sfpe.org/fire-modeling/nist-station-nightclub-fire-investigation-physical-simulation-fire

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https://4.bp.blogspot.com/-WEv0yBpQZaA/Uk6qr4X-t_I/AAAAAAAATAw/02lQ0NL1IvY/s1600/DSC01157.JPG

Queda de revestimento de fachada tem elevado risco

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Porque (1)

Materiais mal especificados por engenheiros e arquitetos podem colocar vidas em risco.

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Porque (2)

• Materiais são parte importante dos investimentos em construção, operação e manutenção nas cidades, incluindo toda a sua infraestrutura.

• Indústria de materiais de construção é importante empregadora de engenheiros e arquitetos

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Cadeia da Construção

• Representa 9-10% do PIB Brasileiro• ~500-600 bilhões de reais (2016)

• Emprega 13,4% dos trabalhadores registrados

• Indústria de Materiais• 1% do PIB (58 bilhões de reais)

Fontes: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) .FIESP. Construbusiness. 2016 ;

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Porque (3)Influenciam na manutenção e

vida útil da construção

https://vejasp.abril.com.br/cidades/viaduto-marginal-pinheiros-descaso/

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Consumo de materiais de construção

Krausman et al. 2009 http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2009.05.007

http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2009.05.007

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Construção

~ 3 t/(hab.ano) de materiais cimentícios

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Porque (4)

• Ao decidirem por um material, arquitetos e engenheiros definem os impactos ambientais no ciclo de vida (extração, transporte, fabricação dos materiais, construção, uso e pós-uso)

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Transformação dos materiais

• Podem requerer grande quantidade de energia na transformação• Cerâmicas, Cimentos

• Metais (aço, alumínio, etc)

• Queima de combustíveis fósseis

• CH4 + O2 → CO2+ H2O + E

• Matérias-primas (aquecimento)• CaCO3 → CaO + CO2 (fabricação do cimento)

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• 40% da energia

• 12% da água potável

(UNEP, 2009)

Uso do edifício

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Porque (5)

• Materiais influenciam a qualidade de vida das pessoas e das cidades.

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Rio Pequeno, São Paulo

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Ilhas de calor urbano & materiais

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Porque (6)

• São soluções estéticas

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Liste os materiais de construção que você conhece.5 min

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Materiais

MetaisAço

Alumínio

Cobre

...

CeramicosCimento

Rochas

Cerâmicas

Vidro

Poliméricos

Plásticos

Madeira

Tintas

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Gelo?

http://www.worldfortravel.com/2015/01/28/ice-hotel-quebec-canada/

Ice Hotel - Quebec

Ice Hotel - Quebec

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PapelChristchurch (New Zealand) 2013. Arq. Shigeru Ban. Vida útil de Projeto: 50anos

http://www.shigerubanarchitects.com/works/2013_cardboard-cathedral/index.html

http://www.shigerubanarchitects.com/

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Quais são as dificuldades de

Estruturas em Papel?

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UMA HISTORIA DE INOVAÇÃONovos materiais, novas formas de aplicação, novas soluções construtivas

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Antiguidade – ~1600

• Rocha

• Biomassa

• Solo

• ~7500 AC Cal (argamassa, pinturas)

• ~7500 AC Gesso (argamassa, pinturas)

• ~5000 AC Tijolos cerâmicos

• ~50 AC Argamassa hidráulica

• ?? Tinta de óleos vegetais

• Bronze, Cobre ~300 AC

• Vidros em janelas ~100 AC

• Ferro forjado ~50 AC

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Tijolos de AdobeNarin Ghal'eh — Naeen, Iran.

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Madeira (log-houses)

https://www.jetsetter.com/magazine/1250/cozy-cabins 35

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Pont du Gard – França (40-60 AC)

The bridge is part of the Nîmes aqueduct, a 50 km-long (31 mi) structure built by the Romans.

49m high and now 275m long (it was 360m when intact)Foto: Benh LIEU SONG

http://en.wikipedia.org/wiki/Pont_du_Gard

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Pantheon (126 DC) O auge da tecnologia de concreto romana

29/09/2013 V.M.John

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1600 – 1900 – Revolução industrial

• 1670 Vidro em chapas

• 1750 Colunas de aço

• 1820 Telhas de aço galvanizado

• 1824 Cimento Portland

• 1850 Concreto Armado

• 1850 Madeira compensada

• 1856 Aço – Bessemer

• 1870 – Linoleum (revestimento de piso)

• 1888 Alumínio (Hall-Héroult)

• 1894 Cimento reforçado com Amianto (Hatschek)

• 1894 Gesso Acartonado (Brasil: 1990)

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The Iron Bridge (1781)30,6 m

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Torres em alvenaria de granito, cabos de aço flexiveis , treliças metalicas

Brooklin Bridge – Nova York 1883

486m de vão

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1900-2000

• ~1900 Tubos aço galvanizado

• 1930 Tubos de PVC (Brasil 1980)

• 1940 Madeira laminada e colada

• 1957 Vidro “float”

• 1960 - ... Petroquimicos em acabamento

• Tintas sintéticas (vinilicas, epoxy, )

• Adesivos• Elementos decorativos• Pisos • Isolantes térmicos

• 1970 ... Compósitos• Membranas Reforçadas com

fibras (teflon, PVC..• Poliéster reforçado com

fibras de vidro • Materiais cimentícios

reforçados com fibras de vidro

• Madeiras aglomeradas • Concretos reforçados com

fibras de aço

• 1980-... Concretos avançados• Concretos de alta resistencia• Pós reativos• Concretos auto- adensáveis

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Salginatobel Bridge – Suiça 1930

133 metres

http://en.wikipedia.org/wiki/Salginatobel_Bridge

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http://raredelights.com/wp-content/uploads/2013/12/Woolworth-Building-2.jpg

O elevador, o açoos arranha-céus

29/09/2013 V.M.John

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Ar condionado barato (Carrier, 1920)

29/09/2013 V.M.John

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Pilkington Processo float (1952)

29/09/2013 V.M.John

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Fachadas de vidrose tornam possiveis

1956-1959

THE CORNING GLASS BUILDING ou Steuben Glass .Harrison, Abramovitz & Abbe

29/09/2013 V.M.John

http://www.nyc-architecture.com/ARCH/ARCH-HarrisonAbramovitz.htm

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Passarela com Piso de Vidro

http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?p=59269535

James Joyce Bridge – Dublin – Irlanda – Arquiteto espanhol Santiago Calatrava

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Panéis em alumínio composto (1969)

http://img.archiexpo.com/images_ae/photo-g/aluminium-cladding-composite-1616-7219181.jpg

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Ponte “Millau”

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Pilares de concreto de alta resistência (max 244m de altura) .Viga, torres da superestrutura em aço.

Pavimento de concreto reforçado com fibras sem juntas.

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The material of the skin is

called ethylene-

tetraflourehtylene – ETFE –

Fire resistant

Allianz Arena

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chegando no mercado....

• Vidros e cerâmicas auto-limpantes

• Concretos auto-limpantes

• Tintas frias

• Materiais de mudança de fase

• Materiais com gradação funcional

• Liga alumínio-aço

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Concreto Auto-limpante fotocatalitico(Ciencia: nano particulas de anatasio)

Degrada sujeira e a poluição do ar.

Arq. Richard Meier. Igreja do Jubileu, Roma, 2003Radiação UV

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Impressoras 3D geram materiais com propriedades gradadas

http://www.rapidreadytech.com/2012/01/mits-natural-approach-to-3d-printing/

http://www.rapidreadytech.com/2012/01/mits-natural-approach-to-3d-printing/

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Engenheiros civis e Arquitetos

• Selecionam & Especificam materiais para cada construção

• Desenvolvem soluções e materiais inovadores.

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Objetivo do curso

• Capacitar os alunos a entender materiais, capacitando para selecionar, especificar e desenvolver soluções inovadoras de materiais de construção, através do domínio dos fundamentos de ciência dos materiais, dos requisitos de desempenho (incluindo durabilidade) e do impacto ambiental.

Materiais de Construção Civil I

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