TC030 Aços x

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Jos de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruoAos

Materiais de Construo

( TC-030)AOS PARA CONCRETO

Prof. Jos de Almendra Freitas Jr.

[email protected]

Ministrio da EducaoUniversidade Federal do ParanSetor de Tecnologia

Departamento de Construo Civil

Verso 2013Verso 2013

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Concreto ArmadoLambot e Monier

Frana, a partir de 1849

Concreto ProtendidoDhring, Koenen e Mrsch

Alemanha, a partir de 1888

Canoa de Lambot

AOS PARA CONCRETO

Canoa de LambotCanoa de Lambot EugEugne Freyssinetne Freyssinet-- 19301930

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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 cimentopassiva a armadura (protege contra corroso).

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Compresso

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)

=Trao

(P.Helene)

AN

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Cisalhamento - esforo cortante numadeterminada seo. o resultado de tensestangenciais.


(P.Helene)

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Flexo - esforo resultante de tenses decompresso e de trao simultaneamente aplicadosem lados opostos de uma pea estrutural.

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Protenso - Introduo de uma tenso decompresso a uma pea de concreto, atravs de umou mais cabos de ao tracionados.

(P.Helene)

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(P.Hele

ne)

= / E

Deformao () o efeito da tenso. Expressa em

(cm/cm), ou em % do comprimento inicial.A deformao pode ser elsticaou plstica. Plstica

irreversvel, elstica reversvel, desaparece quando a

tenso removida.

= / tg ou

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

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

(P.Helene)E= tg E= /

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Alongamento- na ruptura tambm medido em %.

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

Ductilidade - a deformao plstica total at o pontode ruptura.Pode ser medida por:

rea inicial rea finalEstrico = x 100

rea inicial

Comprimento final Comprimento inicialAlongamento = x 100

Comprimento inicial

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Estricoe Alongamento

(adaptao de P.Helene)

Ensaio de trao

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(P.Helene)


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

Ex. : ferro fundido, concreto e vidro plano.

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Material dctilcompatamar de escoamento= Apresenta

patamar de escoamento definido que caracteriza a tenso fydenominada resistncia de escoamento do ao trao.

Ex.: aos doces com baixo teor de carbono, classe A, como osaos para concreto armado CA25 e CA50.

(P.Helene)

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(P.Helene)

AOS PARA CONCRETOTERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIAMaterial dctilsempatamar de escoamento= No apresenta

patamar de escoamento definido. A deformao plstica que segue elstica no reversvel. A tenso fy convencional, de resistnciade escoamento do ao trao corresponde a uma deformao

plstica irreversvel de 0,2%. Ex.:Aos para concreto armado CA60.

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Rupturadctil

Rupturafrgil

(P.H

elene)

(J.S.Coutinho)

FrgilEx.:Ferrofundido

Muito DctilEx.:Ouro

DctilEx.:ao CA25

AOS PARA CONCRETOMETAIS FRGEIS E DCTEIS

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Dureza : Definida pela resistncia da superfcie do material penetrao.

Escala Brinell de dureza BHN (Brinell Hardness Number)


d=(d1+d2)/2

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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 pararomper-se.

(P.Helene)

A2 > A1 portanto o material 2 mais tenaz.

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AOS PARA CONCRETOCOMPORTAMENTO QUMICOCorroso: 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- SP

630%Fe(OH) 3.3H2O

(hidrxido de ferro III)420%Fe(OH) 3

(hidrxido de ferro II)360%Fe(OH)2

(xido frrico)220%Fe2O3

(xido frrico-ferroso)210%Fe3O4

(xido de ferro)190%FeO

(ferro)100%Fe2

xidos e hidrxidos de ferroVolumes relativos

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AOS PARA CONCRETOCOMPORTAMENTO FSICO DO AO

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 ocoeficiente do ao fica significativamente maior)

Condutibilidade trmica = 30 X maior que o doconcreto

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Nucleao durante a formao dos cristais no ao lquido

MICROESTRUTURA DOS METAISEstrutura cristalina:

Metais: aglomerados de gros de cristais

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Ao mangansAglomerado de cristais com

diferentes orientaes deplanos de clivagem.

MICROESTRUTURA DOS METAISEstrutura cristalina:

Metais: aglomerados de gros de cristais

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MICROESTRUTURA DOS METAIS

Re

de

de

Brava

is

14 formas geomtricas possveis de cristalizao

(Wikipedia)

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DEFORMAO ELSTICA DOS METAISA tenso de cisalhamento produz um deslocamento de um plano atmico

em relao ao seguinte.Desde que os vizinhos dos tomos sejam mantidos, est-se na faixa de

deformao elstica.

(a) Sem deformao (b) Deformado.

(P.Helene)

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DEFORMAO ELSTICA DOS METAISA tenso de cisalhamento produz um deslocamento de um plano atmicoem relao ao seguinte.

Desde que os vizinhos dos tomos sejam mantidos, est-se na faixa de

deformao elstica.

No ocorre ruptura das ligaes atmicas

Retirando-se a tenso,o reticulado volta a

forma original.

(J.A Freitas Jr.)

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Ocorre uma ruptura das ligaes atmicas originais,

seguida de uma recomposio com o tomo seguinte.

(J.A Freitas Jr.)

DEFORMAO PLSTICA DOS METAISUma tenso maior faz com que se deformem pelo estado

plstico, devido a escorregamento de um plano cristalino. Ocorreum deslocamento permanente; a retirada da tenso no implica

no retorno dos planos cristalinos s suas posies originais.

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Ocorre umamudana do ngulo

das ligaes

atmicas.

(J.A Freitas Jr.)

DEFORMAO PLSTICA DOS METAISOutra forma de deformao plstica do reticulado cristalino amaclagem ou maclao. Em metais cujos cristais tem ligaesatmicas no de 90, possvel a inverso deste ngulo sem a

ruptura do reticulado, causando uma deformao plstica.

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COMPOSIO QUMICA DO AOAo - produto siderrgico, obtido por via lquida, com teor de carbono

abaixo de 2 % (alguns autores consideram 1,67 %)

Aos para concreto armado = + - 0,5 % de carbono

Aos patenting - fios p/ concreto protendido = + - 0,7 % de carbono

AO = Fe2 + (0,008 a 2,0%) C

Adies liga:

MnMn 0,3 % - retira o patamar de escoamento dos aos CA 50MnMn ao mangans 20 a 40 % - resistncia ao choque e desgaste

CuCu 0,3% aos patinveis produtos de corroso no expansivos

CrCr (13 a 18,5%) e NiNi (8 a 20,5%) aos inoxidveis(

J.S.

Coutinho)

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1,20 a 2,00 % Carbono1,20 a 2,00 % Carbono

Ferramentas de corte

0,70 a 1,20 % Carbono0,70 a 1,20 % CarbonoAos para concreto protendidoconcreto protendido, molas, serras

0,60 a 0,70 % Carbono0,60 a 0,70 % CarbonoPeas forjadas, trilhos, engrenagens

0,40 a 0,60 % Carbono0,40 a 0,60 % CarbonoFerramentas, cabos de ao, peas forjadas

0,15 a 0,40 % Carbono0,15 a 0,40 % Carbono

Arames, chapas, aao CAo CA--50 e CA50 e CA--6060

COMPOSIO QUMICA DO AO

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0,2 % C

1,2 % C

Perlita

Ferrita

Perlita

Austenita

temperatura > 720o

C a transformao da ferritapor aquecimento lentocristais CCC

Ferritabaixo teor de carbonodctil, baixa resistncia Mecnicacristais CFC

Cementitaformada quando %C atinge olimite de solubilidadeFe3C (6,7% Carbono) dura, frgil

Perlitamistura mecnica de ferrita e cementita

Teor de Carbono e MicroestruturaCOMPOSIO QUMICA DO AO

(Prof. Leonardo Miranda)

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Maior tenso de escoamento e ruptura

Menor deformao at a ruptura

(P.Helene)

COMPOSIO QUMICA DO AOEfeitos fsicos do % de Carbono:

Maior % de Carbono

E= tg igual em todos no trecho linear

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COMPOSIO QUMICA DO AO

Ocorrem no diagrama de resfriamento do ferro:

(j no estado slido !!)

1.539C - Patamar de Solidificao - forma ferro delta (CCC)

1.390C - Transformao alotrpica para ferro gama (CFC)

910C - Transformao alotrpica para ferro beta (CCC)

768C - Transformao para ferro lambda (CCC), perdeas propriedades magnticas (Pto. Curie)

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(J.A Freitas Jr.)

ESQUEMA DE PRODUO DO AOSIDERRGIA

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(J.S. Coutinho)

ALTO FORNO - Produo de ferro gusaMatrias primas:

Minrio de ferro

Coque de carvo mineral Fundente (cstinas)

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ALTO FORNO - Produo de ferro gusa

(J.S.

Coutinho)

Coqueincandescente

(Coque)

PUC-Rio

Limonita 2Fe2O3.nH2O 20/60%

Siderita FeCO3 30/42%(Pirita) FeS

Magnetita Fe3O4 45/70%Hematita Fe2O3 50/60%

1. Minrios de Ferro

Matrias primas:

2. Carvo

3. Fundente

Cstinas argila calcria

+ usado como minrio de S; muito dispendioso retirar Fe

+ usado; mais fcil reduo+ rico em Fe; pouco abundante

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ALTO FORNO - Produo de ferro gusaMatrias primas:

1. Minrio de ferro

Impurezas slico-aluminosasminrio cido

Fundente: calcrio CaCO3

Corretor de pH

ccstinasstinas

SiO2 SlicaAl2O3 alumina

Cstinas = argila calcria

AltoAlto --fornoforno

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ALTO FORNOProduo de ferro gusa no alto forno

(J.S.

Coutinho)

Reaes no Alto Forno:

Combusto do carvo

Reduo dos xidos de Fe por ao do CO

Ligao do Fe com C origina ferro gusa

CO

Fe + C ferro gusa

Fe + COxidos de Fe

Minrio de Fe gusa (liga de Fe+C)

3 a 4,5%C

C

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(J.S. Coutinho)

ACIARIA Produo do ao (transforma ferro gusa em ao)Afinao = reduo do teor de carbono C e retirada das

impurezas

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ACIARIA Conversor (Convertedor) BessemerConverte ferro gusa no estado lquido em ao

Injeta oxignio sob presso

dentro do cadinho com ferrogusa.

O + C COO monxido de carbonosai para a atmosfera.

Diminui o teor de carbono,Retira S, Mn, Si, P....

(Kawasaki Steel Corporation)

J d A F it J |M t i i d C t A

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ACIARIA Conversor Bessemer

(A. Rermy, M. Gray e R. Gonthier, 1993)

No conversor reduz-se os teores decarbono e de impurezas como:

enxofre e fsforo

Conversor da aciaria n 2(COSIPA )

ConversorConversor

J d A F it J |M t i i d C t A

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ACIARIA Forno eltrico de arco voltaicoRecicla sucata de ao: Funde a sucata pela passagemde corrente eltrica e a resistividade do metal.

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Eletrodos de grafite

ACIARIA Forno eltrico de arco voltaicoRecicla sucata de ao s por fuso


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LINGOTAMENTOLingotes = elementos brutos

primrios de ao

Cadinho do conversor vazando e

o lingotamento contnuo

USIMINAS

(P.Helene)

LINGOTAMENTO CONTNUO

www.villaresmetals.com.br


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LAMINAO A QUENTE

AO Temperatura > 850 OC

Ao conformado entre dois

cilindros.

No ocorre encruamentodevido a temperatura.

(Kawasaki Steel Corporation)

(P.Helene)


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Aos CA 50 dureza natural - No encruados

(P.Helene)

LAMINAO A QUENTE


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| Aos

LAMINAO A QUENTE

Efeito da laminao no tamanho dos gros:

A alta temperatura faz com que os grosretornem ao seu formato e tamanho originais.

No ocorre o encruamento.


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|

Laminao de barra de aopara concreto armado.

LAMINAO A QUENTE DE VERGALHES

Aos CA 50 e CA 25 - No encruados


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Mossas :

Salincias para melhorar aaderncia com o concreto

Laminador para

vergalhes

LAMINAO A QUENTE DEVERGALHES

Aos CA 50 e CA 25


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A deformao a friodeforma os cristais ecausa encruamento.

(ocorre a temperaturas dedezenas de graus centgrados)

AOS: CA 60 e CP - Concreto Protendido

Trefilao a frio

LAMINAO A FRIO DE FIOS

Laminao a frio


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AOS:

CA 60 eCP p/

concretoprotendido

A deformao

a frio deformaos cristais ecausa

encruamento.

(P.Helene)

(P.Helene)

LAMINAO A FRIO DE FIOS - Trefilao


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LAMINAO A FRIO DE FIOS - TrefilaoAOS encruados:

CA60 eCP p/ concreto

protendido


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LAMINAO A FRIO - Linha de trefilao de fios

Srie de fieiras

de trefilao

(J.S. Coutinho)

Fieira


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(P.Helene)

Altera as caractersticas do ao:

Fsicas: Aumenta o limite de escoamento; Aumenta a tenso de ruptura; Reduz a deformao at a ruptura; Torna o material menos dctil.

Qumicas: Torna o material mais sensvel corroso.

(perde eltrons com mais facilidade)

ENCRUAMENTODeforma os cristais armazenando energia nestes.


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TRATAMENTOS TRMICOS

Cementao= exposio a altastemperaturas a elevada concentrao

de carbono para endurecimento dasuperfcie.

Tmpera= aquecimento ao rubro, seguido de resfriamentobrusco, torna o ao mais duro, com maior resistncia

mecnica e mais frgil.Molas de ao

temperado

Engrenagens endurecidas

por cementao


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TRATAMENTOS TRMICOSRecozimento= Visa reduzir a dureza do ao encruado e obteruma maior ductilidade. Sob uma atmosfera controlada, o ao

aquecido a temperaturas relativamente baixas (500C a 900C) edeixado esfriar lentamente. A estrutura cristalina se modifica, oscristais voltam a ficar cbicos e os gros crescem de tamanho.

Aramerecozido paramontagem de

armaduras


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PRODUO DO AO:Reservas Minrio de Ferro: Muito amplas;

Durao ........Consumo de Energia: 60% do custo - coque metalrgico

Impacto Ambiental:

CO2 Efeito estufa:

Queima de Combustveis -

P/1 tonelada de ao gera 1 a 2,4 toneladas de CO2

Mdia mundial 1,7 toneladas de CO2


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PRODUO DO AO: Impacto Ambiental:

CO2 Efeito estufa: Utilizao de cstinas como fundente

Sem utilizao de cstinas - 1,2 toneladas de CO2 Utilizando cstinas 2,4 toneladas de CO2

Observaes: A utilizao de cstinas no Alto Forno gera ESCRIA Escria -> adio ao cimento substituindo clnquer.

O ao tem alto ndice de reciclagem; Maior parte da produo a partir de minrio de ferro;

Brasil recicla 70% do ao produzido anualmente.


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CA = CONCRETO ARMADO

CP = CONCRETO PROTENDIDO

Trs grupos principais:

Aos de dureza natural laminados a quente CA 50

Aos encruados a frio CA 60

Aos patenting CP

TIPOS DE AOS PARA CONCRETO


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1100550Tenso mnima de ruptura doao laminado (MPa)

0,025 mx0,050 mx% S

0,020 mx0,050 mx% P

0,15 a 0,350,40 mx% Si

0,45 a 0,900,50 a 1,20% Mn

0,80 a 0,850,25 a 0,50% C

Ao CPAo CA 50Elemento

Composio

Qumica

(% em peso)

AOS PARA CONCRETOCaractersticas Qumicas e fsicas



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CONCRETO ARMADO

CA25, CA50 e CA60CA = Concreto Armado

25, 50 e 60 Valor Caracterstico de escoamento25 25 kgf/mm2 = 2.500 kgf/cm2 = 250 MPa

50 50 kgf/mm2 = 5.000 kgf/cm2 = 500 MPa60 60 kgf/mm2 = 6.000 kgf/cm2 = 600 MPa


~

~~


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Verificao do Dimetro :

A verificao feita medindo-se o peso por unidade de

comprimento do vergalho, considerando uma densidadede 7,85 g/cm3 para o ao e as tolerncias das NBR.

AOS PARA CONCRETO ARMADO

Exemplo:

50 cm de um vergalho CA 50 12,5 mmS = .2/4 ... S = 1,2271 cm2

Peso por m = 1,2271 x 7,85 x 100 = 963,3 g

Tolerncias da NBR 7480 7%

Peso por metro entre 905 e 1.021 g

Para 50 cm de vergalho entre 452,5 e 510,5 g

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BELGO

MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO

Armazenagem

Os vergalhes no devem ficar em contato direto com o solo,nem expostos s intempries, por muito tempo para no

sofrer quantidade significativa de corroso.

(Aulas USP) (Aulas USP)


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BELGO

Central de Armaduras

Bancadade corteDobraMontagem dasarmaduras Baias deBaias de

armazenamentoarmazenamento


(Aulas USP)


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BELGO

Equipamentos para corte

Tesoura

Central de Armadura

Mquina de corte

eltrica e manual

Serra com discode corte



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BELGO

Dobra do ao

Dobra manualna bancada


(Aulas USP)

Dobradeiramecnica

Chaves de dobrar ao


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Aos de dureza natural CA-25 e CA-50

So aos laminados a quente e no sofrem tratamentoalgum aps a laminao.

Suas caractersticas elsticas so, alcanadas pela

composio qumica adequada com o carbono,mangans, silcio e cromo.

Em geral, so caracterizados pela presena no

diagrama tenso x deformao de um acentuadopatamar de escoamento e grandes deformaes de

ruptura.



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Aos de dureza natural CA-25 e CA-50TIPOS DE AOS PARA CONCRETO


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CA-25vergalhes lisos

CA-50 >= 10 mm com mossas



TIPOS DE AOS PARA CONCRETO N

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Comprimento usual das barras de 12 m com tolerncia de + -1%.

NBR7480:2007


6,5666,3136,0601.1/432

4,0073,8533,699125

+4%0%-4%

2,5892,4662,3433/4"20

1,6571,5781,4995/816

+5%0%-5%

1,0210,9630,9051/2"12,5

0,6540,6170,5803/810

+6%0%-6%

0,4230,3950,3675/168

0,2620,2450,2281/4"6,3

+7%0%-7%MximoNominalMnimo

CA 25 e CA 50Pesos Lineares (kg/m)Bitola

(mm) polegadas


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Aos de dureza natural CA-50TIPOS DE AOS PARA CONCRETO

NBR 7480: 2007

BELGO

1,56 3 81,08 fy500

20 < 20

Coeficiente de

conformaosuperficial mnimopara 10mm

Dimetro de pino

(mm) (D)

Alongamento

em 10 (C)

(%)

Limite de

Resistncia (B)

fst

(MPa) (E)

Resistncia

caractersticade escoamento(A)fy

(MPa) (E)

AdernciaEnsaio de

Dobramentoa 180

Ensaio Trao (valores mnimos)

Propriedades mecnicas do CA 50



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Aos encruados a frio CA-60


Encruamento:

Aumenta a resistncia, diminui a tenacidade.Alongamento na ruptura cai de 20% p/ 6 a 8%.Encrua-se CA-25 / CA-32 que se transformam em CA-60.

Processos de encruamento:

Trefilao - compresso diametral do fio p/ passagem pelafieira, + trao elevada.

Trao - toro combinada com trao.

Compresso - as deformaes produzidas no material, sofeitas em duas direes perpendiculares que achatam osgros.


AOS PARA CONCRETO

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Tratamentos dos aos para concreto CA 60

AOS PARA CONCRETO

TREFILAO

Tratamento que causa encruamento a frio do ao.

Aumenta o limite elstico do material e reduz aductilidade.




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O fy convencional, corresponde a 0,2% de deformao plstica

residual ou 0,5% de deformao total (usa-se o menor fy dos dois).



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Aos encruados a frio CA-60TIPOS DE AOS PARA CONCRETO

Comprimento usual das barras de 12 m com tolerncia de 1%.Podem ser fornecidos em rolos com cerca de 2.000 m

0,5890,5580,5239,5

0,4180,3950,3718,0

0,3200,3020,2847,0

0,2350,2220,2096,00,1630,1540,1455,0

0,1150,1090,1024,2

+ 6%0%- 6%MximoNominalMnimo

CA 60Pesos Lineares (kg/m)

Bitola(mm)



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Aos encruados a frio CA-60TIPOS DE AOS PARA CONCRETO

1,5-5 51,05 fy600

20 < 20

Coeficiente de

conformaosuperficialmnimo para

10mm

Dimetro depino (mm) (D)

Alongamento

em10 (C)

(%)

Limite de

Resistncia(B) fst

(MPa) (E)

Resistncia

caractersticadeescoamento

(A) fy(MPa) (E)

AdernciaEnsaio de

dobramento a180

Ensaio Trao (valores mnimos)

Propriedades mecnicas do CA 60



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CA-60 em rolo e em barras

BELGO



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Aos para concreto protendido patentingOs aos patenting so fios submetidos a processos de tratamento

trmico aps o seu encruamento a frio por trefilao.

O material, aps decapagem em banho de cido, trefilado emfieiras ao dimetro desejado, por uma ou mais passagens.P/ alvio de tenses, reaquece-se e resfria-se rapidamente o fio, em

banho de chumbo lquido para no perder o encruamento.

Tratamento deestabilizao

(J.S.Coutinho)



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Aos para concreto protendido patenting

Composio qumica (NBR-7482/90):

0,60 a 0,90% de C 0,5 a 0,9% de Mn0,1 a 0,35% de Si Max. 0,05 % de S

Max. 0,05 % de P.

Bitolas mais comuns so de 3,5 a 9 mm.

Difcil a produo de fios de ao com > 7 mm.P/ grandes cargas cordoalhas compostos de 2, 3 ou 7 fios.

2 fios 3 fios

7 fios


AOS PARA CONCRETO PROTENDIDO

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Tratamentos dos aos para concreto protendido

ALVIO DE TENSES

Banho do ao em chumbo lquido, formando um ao derelaxao normal (RN).

Reduz as tenses residuais da trefilaoAquecimento a 400oC e resfriamento, evitando a

recristalizao do material.

Aumenta o limite elstico e ductilidade tornando o fioretilneo.



AOS PARA CONCRETO PROTENDIDO

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Tratamentos dos aos para concreto protendido

ESTABILIZAO

Alternativa em relao ao alvio de tenses. Tratamentotermo-mecnico

Ao submetido a uma tenso de tracionamento de 45%

da carga de ruptura, juntamente com o aquecimento dofio a 370oC.

Aumenta o limite elstico e a resistncia trao

Reduz a relaxao do ao de 1/3 a 1/5 das obtidas como tratamento de alvio de tenses, classificando-oscomo de relaxao baixa (RB)




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Rolos de fios Cordoalhas de 7 fiosFios e cordoalhas para CP so muito sensveis corroso,devem ser armazenados em local coberto, caso molhados,

devem ser desbobinados e enxutos.

BELGOBELGO



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Fios aliviados (RN)

Propriedades:

Valor mnimo da tenso a 1% de alongamento ou do limite a 0,2%de deformao permanente de 85% do limite de resistnciamnimo especificado.

O alongamento aps a ruptura em 10 mnimo:CP-150 RN = 6% CP-160 RN = 5% CP-170 RN = 5%

Mdulo de elasticidade mdio de 210 GPa (21.000 kgf/mm2).

Perda mxima por relaxao aps 1.000 h a 20 C de:5% para tenses de 70% do limite de resistncia mnima

8,5% para tenses de 80% do limite de resistncia mnima



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Fios de relaxao baixa (RB)(estabilizados)Propriedades :

O valor mnimo da tenso a 1% de alongamento ou do limite a0,2% de deformao permanente de 90% do limite deresistncia mnimo especificado.

O alongamento sobre a carga em 600 mm de no mnimo 3,5%.


Perda mxima por relaxao aps 1.000 h a 20C de:2% para tenses de 70% do limite de resistncia mnima3% para tenses de 80% do limite de resistncia mnima

Maiores resistncias fadiga e corroso que os aos RN



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Cordoalhas de relaxao normal (RN)

Propriedades: (com fios aliviados)

O valor mnimo da tenso a 1% de alongamento ou do limite a0,2% de deformao permanente de 85% do limite de resistnciamnimo especificado.

O alongamento sobre a carga em 600 mm de no mnimo 3,5%.


Perda mxima por relaxao aps 1.000 h a 20C de:7% para tenses de 70% do limite de resistncia mnima;12% para tenses de 80% do limite de resistncia mnima

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3,5%12,0%60pi= 0,80 fptk

2,5%7,0%60pi= 0,70 fptk

1,5%4,5%60pi= 0,60 fptk

Relaxao BaixaRelaxao Normal

Classe de Relaxao

Tenso Inicial



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CP 150 RN 7

Fio para concreto protendido

RN Relaxao normal (alvio de tenses) eRB significa relaxao baixa (estabilizao)

Dimetro do fio (7mm)

Tenso nominal de ruptura

1500 MPa 150; 160 e 170

DESIGNAO DE FIOS

(1500 MPa =150 kgf/mm2)



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CP 175 RB 12,7 Dimetro nominal (12,7mm)

Cordoalha de 7 fios

Tenso nominal de ruptura

1750 MPa 175 e190

RB Relaxao Baixa (estabilizao) eRN significa relaxao normal (alvio de tenses)

(1750 MPa = 175 kgf/mm2)

DESIGNAO DE CORDOALHAS

(7,9; 9,5; 11; 12,7; 15,2mm)


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t ti

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Cordoalhas de 7 fios c/ revestimento, impermevel gua, extrudado

diretamente sobre a cordoalha, j engraxada, que permite livremovimentao da cordoalha em seu interior.

No necessita de bainha,possibilita peas protendidas

com menor altura, como lajes.

BELGOBELGO

Aos para concreto protendido patentingCordoalhas engraxadas


A did patenting


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BELGO

IMPACTOSUL

IMPACTOSUL

Cordoalhas engraxadas


CONCRETO PROTENDIDO Cordoalhas engraxadas

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Protenso com cordoalha engraxada

Cabea deancoragem

MAC

cunhas


CONCRETO PROTENDIDO

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Lajes protendidas permitemestruturas sem vigas

BELGO

BELGO

Cordoalhas engraxadas


C d lh /Fi d t d b i h

CONCRETO PROTENDIDO- Sistema convencional

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Esquema de protenso convencional de cordoalhas aderentes com bainha

Cordoalhas/Fios dentro de bainhas

Cabea deancoragem

cunhas



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(*) Conforme NBR 7483/2004 (**) Conforme NBR 7483/2004 este valor fornecido pelo fabricante. (Fornecido BELGO 2003)202 kN/mm

2

, +/- 3%202 kN/mm2

, +/- 3%Mdulo de elasticidade (**)

3,5%3,5%Relaxao aps 1.000h (*)

23.920 kgf = 239,20 kN16.860 kgf = 168,60 kNCarga a 1% de deformao mnima (*)

26.580 kgf = 265,80 kN18.730 kgf = 187,30 kNCarga de ruptura mnima (*)

1,126 kg/m0,792 kg/mMassa nominal (*)

143,4 mm2100,9 mm2rea nominal da seo de ao da cordoalha(valor recomendado para clculo estrutural) (*)

15,2 mm12,7 mmDimetro nominal da cordoalha (*)

15,2 mm ou 5/8" 12,7 mm ou 1/2"ESPECIFICAO

CARACTERSTICAS DAS CORDOALHAS DE AO CP 190

PARA PROTENSO ADERENTE




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Bainha ou conduiteCordoalhas/Fios dentro de bainhas

Cabea de

ancoragem

Bainha metlica e purgadores

BELGO


Cordoalhas/Fios


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Cabea deancoragem

Cordoalhas

Cordoalhas/Fiosdentro de bainhas

Bainhas




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EDIFCIO HUMBERTODE ALENCAR

CASTELO BRANCO

TESC

Museu Oscar NiemeyerCuritiba - PR

TESC


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Laje com protenso aderente, no detalhe, seo transversal

de um corpo-de-prova de ensaio de aderncia.



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VSL

Equipamento para misturae injeo da calda de

cimento

Fundamental para adurabilidade


CONCRETO PROTENDIDO - Pr-moldados

Os fios de protenso so colocados e tensionados antes

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VSL

Pista de concretagemde estacasprotendidas com osfios j tensionados

Os fios de protenso so colocados e tensionados antesda concretagem.

Aps o endurecimento do concreto aplicado as peas so

cortadas conforme as necessidades de comprimento.Com o corte o fio

tracionado comprime

o concreto poraderncia.


EMENDAS EM AOS PARA CONCRETO ARMADO

Justificativas para uso:

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Justificativas para uso:Aproveitamento de sobras.Reduo da taxa de armaduras, p/ melhor concretagem.

Restaurao de peas de CA ou de esperas danificadas.As emendas em armaduras, sempre devem terresistncia trao igual ou superior a das barras

originais. NBR-8548/84.Tipos de emendas:Emendas por soldas

Caldeamento Eletrodeposio

Emendas com dispositivos mecnicos

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Solda eltrica por resistncia: (caldeamento)

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(Andrade, Jos L. M.; Secco, Arnaldo M. R.)

(Jos A. Freitas Jr..)

Uso paraaproveitamento de

sobras.



Solda eltrica a arco, com eletrodos revestidos :

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Custo maior que porcaldeamento.

Uso para minimizar taxasde armaduras.

Aplicao mais demoradaque dispositivos mecnicos.

Custo mais baixo quedispositivos mecnicos.

Pode ser aplicada em esperas.

Aplicao manual de eletrodos de ao revestidos.

(J. A. Freitas Jr.)




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So da e t ca a a co, co e et odos e est dos

Pelo topo em barras com dimetros >= 16 mm(cortes em 60 nas extremidades das barras e

preenchendo as laterais com o eletrodo)

(Andrade,

JosL

.M.;

Secco,

Arnaldo

M.

R.)

Uso paraminimizar taxasde armaduras




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Plano de soldas paraminimizar a reduo daseo livre para a

passagem do concreto.

(J. A. Freitas Jr.)

Uso paraminimizar taxasde armaduras



Emendas com dispositivos mecnicos :

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Alto custo mas muito prticas (rpida aplicao)Uso limitado as barras >= 20 mm.

Feita por luvas fixadas mecanicamente.

VSL

Uso para minimizar taxas de armaduras



Emendas com dispositivos mecnicos :

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Prensa hidrulica parafixao dos dispositivos

Dispositivos mecnicospara emenda de barras

VSL

VSL


TIPOS DE RUPTURA ESPECIAIS

FLUNCIAO metal solicitado por uma carga imediatamente sofre uma

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O metal solicitado por uma carga, imediatamente sofre umadeformao elstica e, num curto perodo de tempo, ocorremajustamentos plsticos adicionais no ponto de tenso ao longodos contornos de gros e defeitos.

Formas: Sob tenso constante ocorre um alongamento.

Sob comprimento constante ocorre uma relaxao da tenso.

(P.Helene)


TIPOS DE RUPTURA ESPECIAIS - FLUNCIA

Exemplo: Relaxao de tenso

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Cordoalhas em concreto protendido, com o tempo, sob comprimentoconstante, ocorre uma relaxao da tenso (perda de tenso).

Se a relaxao no for previamente compensada por um acrscimona carga inicial de protenso, podem vir a surgir tenses de trao

no concreto que provavelmente levaro a estrutura falncia.


TIPOS DE RUPTURA ESPECIAIS - FLUNCIA

Exemplo: Deformaes lentas de alongamentoTirantes com o tempo sob tenso constante (principalmente

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Tirantes, com o tempo, sob tenso constante (principalmentesob tenses elevadas), sofrem deformaes de alongamento

que se no previstas podem levar a sua ruptura.Tirantes

Ensaio de

fluncia


A tenso que um material pode suportar ciclicamente muitoFADIGA


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A tenso que um material pode suportar ciclicamente muitomenor que a suportvel em condies estticas.

A resistncia de escoamento uma medida da tenso estticasob a qual o material resiste sem deformao permanente, podeser usada como um guia apenas para estruturas que operam em

condies de carregamento esttico.

(J. S. Coutinho) (P.Helene)


FADIGA


Torcidas de futebol em estdios, com movimentos

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o c das de utebo e estd os, co o e tossincronizados assim como pontes e viadutos ferrovirios, so

exemplos onde os esforos decorrentes de cargas cclicas sosignificativos em relao ao carregamento permanente. Nestas

situaes possvel a ocorrncia de fadiga nos vergalhes.


CRITRIOS DE ACEITAO DE AO PARA

ESTRUTURAS DE CONCRETONBR 7480/85 ensaios para aceitao ou rejeio de um lote de ao

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NBR-7480/85 - ensaios para aceitao ou rejeio de um lote de ao.

A amostragem:

Lotes de 500 kg por bitola - CA-25 e CA-32, 300 kg p/ demais categorias.

De cada lote separa uma barra, e extrai um segmento de 2 m.

Da-se a aceitao do lote quando todos os ensaios forem satisfatrios.Com resultados insuficientes, a barra da amostra rejeitada. Para

eventual aceitao do lote, sero retiradas amostras de duas novasbarras como corpo de contra-prova.

O lote ser aceito se resultados forem suficientes, se no o lote serrejeitado. Se mais de 20% dos lotes forem rejeitados, o fornecimento total

ser rejeitado ou desclassificado para categoria inferior.


Determinao das propriedades mecnicas traode materiais Metlicos NBR 6152/80 (MB 4/77)

PRINCIPAIS ENSAIOS

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(J. S. Coutinho)

Para obter a curva tenso x deformao de um ao, assim como medir o

mdulo de elasticidade ou mdulo de deformao longitudinal Es

de materiais Metlicos - NBR-6152/80 (MB-4/77).


PRINCIPAIS ENSAIOS


7/24/2019 TC030 Aos x

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Para obter a curva tenso x deformao de um ao, assim como medir omdulo de elasticidade ou mdulo de deformao longitudinal Es

AO CA-50

NBR-6152/80


AO CA-60


Determinao das propriedades mecnicas traode materiais Metlicos - NBR-6152/80 (MB-4/77)

PRINCIPAIS ENSAIOS

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119/125

de materiais Metlicos NBR 6152/80 (MB 4/77).

5 %1,1 x fy6.000600CA-608 %1,1 x fy5.000500CA-50

10 %1,1 x fy4.000400CA-40

14 %1,3 x fy3.000320CA-32

18 %1,3 x fy2.400240CA-24

Kgf/cm2MPa

Alongamento em10 dimetros

Tenso deRuptura

Resistncia caractersticado ao trao fy

Categoria

BELGO


PRINCIPAIS ENSAIOS


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AO CA-50Diagrama Real

Diagrama de clculo

NBR-6152/80


TRAO


PRINCIPAIS ENSAIOS

Determinao das propriedades mecnicas traode materiais Metlicos - NBR-6152/80 (MB-4/77)

7/24/2019 TC030 Aos x

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AO CA-60Diagrama Real

Diagrama de clculo

NBR-6152/80



PRINCIPAIS ENSAIOSEnsaio de dobramento :

Obedece a NBR-6153/80, consiste em efetuar um dobramento de 180o

em torno de um cutelo de dimetro prefixado

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em torno de um cutelo de dimetro prefixado.

A amostra deve suportar o dobramento sem ruptura ou fissurao.

BELGO

= Dimetro Nominal CA50 32mm e maior, dimetro do pino 8

-6 4 - igual ou maior que 20mm

5 3 2 - menor que 20mm

CA 60CA 50CA 25Bitola a dobrar

Dimetro mnimo do pino por categoria


Ensaio de relaxao isotrmica:

P t

Ensaio de relaxao 1.000 h

PRINCIPAIS ENSAIOS

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Para os aos para concretoprotendido, obedece NBR-7484/91.

No um ensaio comum derecebimento, importante para oestudo da fluncia.

a perda de carga ocorrida em um

corpo de prova submetido a umacarga inicial dada e mantido acomprimento e temperatura

constantes.

Expressa em % da carga inicial parauma determinada temperatura edurao. BELGO

RB

BELGO

RN



Ensaio de determinao do coeficiente de conformaosuperficial (aderncia) :

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BELGO

BELGO

Avalia a aderncia da barra e do fio de ao ao concreto peloespaamento de fissuras.

Comparativo entre a barra nervurada e a barra lisa.No ensaio de recebimento.

< 10 mm0,02

10 mm0,04 h


Materiais de Construo

AOS PARA CONCRETO

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Referncias Bibliogrficas:

Apostila USP AOS, Prof. Paulo R. do Lago Helene

BT/PCC 256 - Produo e Obteno de barras e fios de aopara concreto armado, Oswaldo Cascudo e Paulo R. do Lago

HeleneMetais e Ligas Joana Souza Coutinho - ([email protected])

www.belgomineira.com.br

www.vsl-intl.com

TC030 Aços x

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