UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
CONSTRUÇÕES RURAIS
Prof. Dr. Regis de Castro Ferreira
Aula Prática 01
Aluno:________________________________________________Turma:_____Data:___/__/___
TÍTULO: ENSAIOS DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Objetivo: conhecer os principais ensaios de caracterização mecânica de materiais de construção (aço,
concreto, material cerâmico e madeira.
Local: Laboratório de materiais e Laboratório de Estruturas da EEC/UFG
1) MADEIRA:
Vantagens: são bastante resistentes à tração e à compressão.
Desvantagens: heterogeneidade, imperfeições, material orgânico (ataque de agentes bióticos)
1.1. Resistência à compressão paralela às fibras.
σ comp =
P
S
Eq 1
Em que:
σcomp = resistência à compressão, em kg/cm2
P = carga, em kg
2
S = área, cm
P
S
15 cm
5 cm
5 cm
Figura 1. Dimensões dos corpos-de-prova de madeira (compressão paralela às fibras
1.2. Resistência à tração na flexão
P
5 cm
5 cm
115 cm
Figura 2. Dimensões dos corpos-de-prova de madeira (flexão)
Fibra central (linha neutra): é a linha do centro do corpo-de-prova, onde não há movimentos de expansão e
contração.
Figura 3. Plano neutro (não há contração nem expansão.
Figura 4. Comportamento do corpo-de-prova durante a submissão do esforço de flexão
Resistência à flexão
σ flexão =
3 Pl
2 b.h 2
2
(kgf/cm )
Eq 2
P = carga (kgf)
l= comprimento (cm)
b = base (cm)
h = altura (cm)
Tabela 1. Resultados do ensaio de resistência à compressão e flexão das madeiras
Compressão
Madeira
Carga (kgf)
2
Área (cm )
Tração
Resistência
Carga (kgf)
2
Área (cm )
Resistência
2) CONCRETO
Características: possui alta resistência à compressão, mas baixa resistência à tração
Em concreto trabalha-se com a dosagem do mesmo, ou seja, dimensiona-o considerando a resistência do
2
concreto (kgf/cm ). Então em todos os projetos deve-se especificar a resistência de cálculo (fck).
2
2
Exemplo: Uma viga de 20 x 40 cm de seção transversal (800 cm ) com fck = 20 MPa (200 kgf/cm ) suportaria
uma carga de 160.000 kgf (160 ton).
200 =
P
=> P = 160.000kgf
800
Resistência à compressão simples:
P
20 cm
φ = 10 cm
Figura 5. Dimensões dos CP´s de concreto
Tabela 2. Resultados do ensaio de compressão simples do concreto
Carga (kgf)
CP 1
CP 2
2
Área (cm )
Resistência
3) AÇO
Características: possui elevada resistência à tração. É combinado ao concreto para suprir a necessidade de
resistência à tração.
Procedimento de ensaio:
- O aço é tracionado por meio de garras. As garras inferior e superior imobilizam a barra de aço, sendo que a
distância entre as barras é de 10x o diâmetro do aço. Assim, o aço é tracionado sofrendo um alongamento antes
da ruptura. Por norma o alongamento deve ser maior ou igual a 8% de seu comprimento original.
P
Figura 6. Deformação (alongamento) devido ao esforço de tração
Deformação(%) =
lf − lo
x100
lo
Eq 3
2
Ensaio de aço CA-50 (50 kgf/mm = 500 MPa no escoamento)
500 MPa
Figura 7. Comportamento do aço no ensaio de tração.
Determinação da resistência à tração:
σ traçao =
P
S
Eq 4.
O aço é nervurado (favorecer a adesão com o concreto). Porém, dificulta a obtenção do valor do diâmetro da
peça. Assim, o cálculo de seu diâmetro é efetuado a partir de sua densidade conforme a seguir:
densidade do aço = 7.850 kg/m
Densidade =
3
M
M
=
V
LxA
, portanto
Diâmetro = 12,735
Tabela 3. Resultados do ensaio de tração do aço
Peça
Massa Comprimento Diâmetro
Barra 1 (1/2”)
Barra 2 (3/8”)
Lf
Lo
m
l
PEsc
PRup
σescoam
σrup
4) MATERIAL CERÂMICO (tijolos e telhas)
A) Tijolo maciço comum
B) Bloco cerâmico vazado
Categorias de resistência segundo ABNT
A- 1,5 MPa
B- 2.5 MPa
C- 4.0 MPa
Categorias de resistência segundo ABNT
A – 1,5 MPa
B – 2,5 MPa
C – 4,0 MPa
D – 7,0 MPa
F – 10,0 MPa
Tabela 4. Resultados do ensaio de compressão simples dos tijolos.
Tijolo
Dimensões
Área da seção transversal
Tensão de Ruptura
maciço
vazado
C) TELHA
Requisitos de aceitação:
- absorção de água ( < 20% de sua massa total)
- carga de flexão > 1000 N (100 kgf)
- impermeabilidade (coluna de água de 250 mm de altura por 35 mm de diâmetro durante 24 horas)
35 mm
250 mm
Figura 8. Esquema do ensaio de impermeabilidade de telhas;