ENGENHARIA CIVIL
Profa Dra Giovana K. Wiecheteck
Prof. Dr. Alceu G. Andrade Filho
Prof. M. Oscar H. Fürstenberger
Prof. Dr. José A. Krüger
ENGENHARIA CIVIL
RESOLUÇÃO Nº 218 – CONFEA, de 29/06/1973
Art. 1º. - Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes
modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam
designadas as seguintes atividades:
01
Supervisão, coordenação e orientação técnica
02
Estudo, planejamento, projeto e especificação
03
Estudo de viabilidade técnica e econômica
04
Assistência, assessoria e consultoria
05
Direção de obra e serviço técnico
06
Vistoria, perícia, avaliação, arbitramento, laudo, parecer técnico
ENGENHARIA CIVIL
RESOLUÇÃO Nº 218 – CONFEA, de 29/06/1973
Art. 1º. – Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes
modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam
designadas as seguintes atividades:
07
Desempenho de cargo e função técnica
08
Ensino, pesquisa, análise, experimentação, ensaio e divulgação
técnica, extensão
09
Elaboração de orçamento
10
Padronização, mensuração e controle de qualidade
11
Execução de obra e serviço técnico
12
Fiscalização de obra e serviço técnico
ENGENHARIA CIVIL
RESOLUÇÃO Nº 218 – CONFEA, de 29/06/1973
Art. 1º. – Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes
modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam
designadas as seguintes atividades:
13
Produção técnica especializada
14
Condução de trabalho técnico
15
Condução de equipe de instalação, montagem, operação, reparo
ou manutenção
16
Execução de instalação, montagem e reparo
17
Operação e manutenção de equipamento e instalação
18
Execução de desenho técnico
ENGENHARIA CIVIL
RESOLUÇÃO Nº 218 – CONFEA, de 29/06/1973
Art. 7º. - Compete ao ENGENHEIRO CIVIL o desempenho das atividades 01 a 18 do art. 1º desta
Resolução referentes a:
01
edificações
02
estradas, pistas de rolamento
aeroportos
03
04
05
06
sistemas de transportes
sistemas de abastecimento de água
sistemas de saneamento
ENGENHARIA CIVIL
RESOLUÇÃO Nº 218 – CONFEA, de 29/06/1973
Art. 7º. - Compete ao ENGENHEIRO CIVIL o desempenho das atividades 01 a 18 do art. 1º desta
Resolução referentes a:
07
portos, rios, canais
08
barragens, diques
09
drenagem, irrigação
10
pontes e grandes estruturas
11
serviços afins e correlatos
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO BÁSICA E GERAL
Introdução à Engenharia Civil
Cálculo Diferencial e Integral
Cálculo Vetorial e Geometria Analítica
Cálculo Numérico e Álgebra Linear
Estatística Aplicada à Engenharia
Desenho Básico
Física I
Física II
Química
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO BÁSICA E GERAL
Informática Aplicada à Engenharia
Mecânica dos Sólidos
Mecânica dos Fluidos
Controle Ambiental
Instalações Elétricas
Projetos
Legislação Profissional
Engenharia Financeira
Empreendedorismo e Relações Humanas
Administração
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO ESPECÍFICA
E PROFISSIONALIZANTE
Topografia e Geoprocessamento
Planejamento Urbano
Equipamentos de Construção
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO ESPECÍFICA
E PROFISSIONALIZANTE
ESTRUTURAS
Teoria das Estruturas
Estruturas de Aço
Estruturas de Madeira
Estruturas de Concreto Armado
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO ESPECÍFICA
E PROFISSIONALIZANTE
ÁGUAS
Hidrologia Aplicada
Hidráulica
Saneamento
Instalações Hidráulicas
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO ESPECÍFICA
E PROFISSIONALIZANTE
CONSTRUÇÃO CIVIL
Elementos de Arquitetura
Materiais de Construção Civil
Construção Civil
Planejamento e Controle de Obras
Engenharia de Segurança
ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO ESPECÍFICA
E PROFISSIONALIZANTE
GEOTECNIA E TRANSPORTES
Geologia
Mecânica dos Solos
Fundações
Planejamento de Transportes
Rodovias
Pavimentação
ENGENHARIA CIVIL
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AGREGADOS
Classificação: mais prática do que geológica
Elemento predominante
na composição das rochas
• silicosas (sílica)
• calcárias (carbonato de cálcio)
• argilosas (silicatos hidratados de alumínio)
AGREGADOS
CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
Ausência de substâncias nocivas
•
materiais carbonosos
(afetam o tempo de pega do cimento)
•
açúcares
(afetam o tempo de pega do cimento)
AGREGADOS
CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
Durabilidade e resistência química
• rochas como feldspatos e xistos
podem se decompor
sob a ação da água ou do ar
AGREGADOS
CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE
Reatividade potencial
•
agregados potencialmente reativos
(calcedônia, opala, tridimita, cistobalita
e dolomitas argilosas)
reagem com os álcalis (KOH e NaOH),
provocando a formação de compostos
expansivos, que podem degradar o concreto
AGLOMERANTES
• materiais ligantes, minerais
• elementos ativos (transformação química)
•
•
•
•
em geral pulverulentos
solidarizam os grãos de agregados inertes
misturados com a água formam pasta
endurecem por processos físico-químicos
• propriedades semelhantes
às das pedras naturais
AGLOMERANTES
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O ENDURECIMENTO
• aglomerantes aéreos:
conservam suas propriedades
e só endurecem ao ar,
não fazendo pega sob a água
AGLOMERANTES
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O ENDURECIMENTO
• aglomerantes hidráulicos:
conservam suas propriedades
e endurecem e fazem pega
até mesmo debaixo d’água
AGLOMERANTES
GESSO
• produto da desidratação (calcinação)
parcial ou total da gipsita
• sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4.2H2O)
mais ou menos impuro
• encontrado livre na natureza
AGLOMERANTES
GESSO
• temperatura aumentada gradualmente
• água de cristalização evapora
• temperatura entre 110o C e 160o C
sulfato hidratado -> hemi-hidratado
CaSO4 . ½ H2O
• t > 205o C
o gesso de torna anidro (CaSO4)
AGLOMERANTES
GESSO
• endurecimento do gesso - processo inverso
• hidratação: CaSO4.2H2O (estado cristalino)
• dihidrato agrupado em cristais entrelaçados
• forma tecido e adquire maior resistência
• grande elevação de temperatura
AGLOMERANTES
CAL
• produto da calcinação de pedras calcárias
• temperatura inferior à do início da fusão
• carbonato de cálcio: calcário (CaCO3)
• pedra de cal, calcário sedimentário amorfo
• transformação do carbonato em óxido
AGLOMERANTES
CAL
• calcinação do calcário em fornos
• temperatura entre 900 e 1200o C
• reação endotérmica:
CaCO3 + calor  CaO + CO2
• 56% de CaO (cal virgem) e 44% de CO2
AGLOMERANTES
CAL
Objetivos da calcinação
• evapora a água da matéria-prima
• aquece o calcário até a temperatura requerida
• expele o CO2, deixando os óxidos
de cálcio e de magnésio
AGLOMERANTES
CAL
Extinção da cal
• transformar os óxidos de cálcio e magnésio
em hidróxidos, pela adição de água
• cal resultante: extinta ou hidratada
• desprendimento de vapor
• material revolvido até que cesse
AGLOMERANTES
CAL
Extinção da cal
• a cal viva reage energicamente com a água
CaO + H2O  Ca(OH)2 + calor
• reação exotérmica e reversível
• o hidróxido pode ser novamente decomposto
em cal e água, se for aquecido
a altas temperaturas
AGLOMERANTES
CAL
Extinção da cal
• a cal hidratada absorve o gás carbônico do ar
recompondo-se em carbonato duro
• completa-se o ciclo, com a carbonatação:
Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
• com o tempo a argamassa petrifica
• o carbonato de cálcio puro
é praticamente insolúvel na água
AGLOMERANTES
OBTENÇÃO
Os aglomerantes hidráulicos são obtidos
pela calcinação, a altas temperaturas,
de misturas de sílica, alumina,
óxido férrico, cal e magnésia,
que depois são extintas e moídas.
São, em suma, constituídos de argila e cal.
AGLOMERANTES
OBTENÇÃO
• cal e a argila: inertes, formando pasta
• aquecimento: transformação
• evaporação da água de capilaridade
• evaporação da água de constituição da argila
AGLOMERANTES
OBTENÇÃO
• 700oC: reações químicas
• componentes no estado sólido
• silicatos e aluminatos
• 1.250o C: fusão incipiente
• pasta: cal virgem e óxido de ferro
• na pasta se dissolvem silicatos e aluminatos
AGLOMERANTES
OBTENÇÃO
• compostos ricos em cálcio
• ao esfriar cristalizam-se (clínqueres)
• pedras de cor entre o amarelo e o cinzento
• tamanho entre o de ervilhas e o de nozes
• aglomerante : moagem dos clínqueres
AGLOMERANTES
CIMENTO
• 1824 - Joseph Aspdin, oleiro
• cimento portland
• aparência das rochas da ilha de Portland
• cozimento de misturas de argila com calcário
AGLOMERANTES
CIMENTO
• material pulverulento
• silicatos e aluminatos de cálcio
• hidratação - endurecimento da massa
• elevada resistência mecânica
AGLOMERANTES
CIMENTO - FABRICAÇÃO
• composição da matéria-prima
• calcinação
• resfriamento
• moagem do clínquer
• ensacamento e expedição
AGLOMERANTES
CIMENTO - FABRICAÇÃO
• adições posteriores : água e gesso
• água: resfriamento do clínquer
• gesso: regularização da pega
• combina com o aluminato tricálcico e com
a água, formando o sulfoaluminato de cálcio
AGLOMERANTES
CIMENTO - FABRICAÇÃO
Materiais
Processo
Resultantes
calcário + argilas
1500oC
compostos anidros
(clínquer)
sílica, alumina,
óxidos de ferro, cal,
magnésia, álcalis
calcinação
à fusão parcial
silicatos,
aluminatos,
cal livre,
compostos alcalinos
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES
CIMENTO – COMPOSIÇÃO QUÍMICA
• silício (Si)
sílica (SiO2)
• alumínio (Al)
alumina (Al2O3)
• ferro (Fe)
óxido de ferro (Fe2O3)
• cálcio (Ca)
cal (CaO)
• magnésio(Mg)
magnésia (MgO)
AGLOMERANTES
CIMENTO – MATÉRIA-PRIMA
• Calcário (~76%)  CaO + CO2
• Argila (~24%)  SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O
CaO ...... C
SiO2 ....... S
Al2O3 ..... A
Fe2O3 ..... F
AGLOMERANTES
CIMENTO - COMPOSIÇÃO DO CLÍNQUER
• 3 CaO.SiO2 ................... C3S (40-70%)
silicato tricálcico: resistência nos primeiros dias
• 2 CaO.SiO2 ................... C2S (10-40%)
silicato dicálcico: aumento gradativo da resistência
• 3 CaO.Al2O3 ................. C3A (5-15%)
• 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 ...... C4AF (5-10%)
AGLOMERANTES
CIMENTO
Pega
Endurecimento
fenômeno químico
fenômeno físico
constituição alterada
sem alteração
gelinização
evaporação da água
desprendimento de calor
secagem
reações
cristais entrelaçados
AGLOMERANTES
CIMENTO - EXPANSILIBILIDADE
• expansão, variações de volume
• tensões internas, fissurações
• desagregação, desintegração da massa
• motivo: hidratação dos restos da cal livre
• pega demorada dá tempo à cal de hidratar
AGLOMERANTES
CIMENTO - AVENTAMENTO
• aeração ou hidratação natural
• contato com umidade no armazenamento
• mudança nas propriedades
• hidratação dos grãos superficiais
• disseminação para as camadas interiores
AGLOMERANTES
CIMENTO – EFEITOS TÉRMICOS
• hidratação - desprendimento de calor
• dissipação de calor pela superfície
• interior ainda quente
• tensões de origem térmica
• fissuramento
AGLOMERANTES
CIMENTO - EXSUDAÇÃO
• fenômeno de segregação
• grãos de cimento mais pesados
• sedimentação por gravidade
• excesso de água nas partes superiores
• finura do cimento influi:
diminuição dos espaços intergranulares
ARGAMASSAS
água +
aglomerante +
agregado miúdo =
----------------argamassa
ARGAMASSAS
PROPRIEDADES
• capacidade de retenção de água
• molhar as superfícies dos grãos
e do aglomerante
• superfície específica dos constituintes
• cal - elevada superfície específica e
alta capacidade adsorvente*
* Define-se adsorção como a fixação de moléculas de
uma substância (o adsorvato) na superfície de outra
substância (o adsorvente).
ARGAMASSAS
PROPRIEDADES
• revestimentos executados
em camadas delgadas
• área de exposição muito grande
em relação à espessura e ao volume
• rápida evaporação da água de amassamento
• presença da cal como fornecedora
permanente de água
para a hidratação do cimento
ARGAMASSAS
PROPRIEDADES
• argamassas de cal - cal extinta e areia
• a cal deve ser completamente extinta
• argamassa em repouso - para que a cal
que ainda não se extinguiu venha
a se hidratar antes da aplicação
ARGAMASSAS
PROPRIEDADES
• mistura com areia separa partículas de cal
• aumenta a porosidade
• facilita a combinação com o
anidrido carbônico do ar
• distribui as contrações por toda a massa
• torna a argamassa mais econômica