o aço e a construção civil

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CAMPUS UNIVERSITÁRIO - AV. HIGYNO MUZZY FILHO, N.º. 1001 - FONE:(14) 2105-4100 CEP 17.525 - 902 - MARÍLIA/SP
FEAT - FACULDADE DE ENGENHARIA, ARQUITETURA
E TECNOLOGIA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
AÇO ZINCADO
Profº. Lívio Túlio Baraldi
Grupo:
Viviane S. Budzinski RA: 148848-3
Vicente S. Budzinski
157736-5
Jaina Mirela Sabongi
149869-5
Thiago de Andrade
155440-8
Kleber Augusto da Silva 154739-3
Stelamarys Kavatoni
151661-1
Michelle Orofino
Luis Carlos Lopes
MARÍLIA – SP
ANO 2010
O AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL:
O Brasil é o maior produtor mundial de minério de ferro, mas apenas o
oitavo maior produtor de aço. E essa diferença se deve ao pequeno uso do aço
no dia-a-dia do brasileiro, quando comparado com a sua utilização nos Estados
Unidos e nos países da Europa.
As características de homogeneidade, tenacidade e resistência do aço o
inserem como material de construção, buscando resolver a questão mais básica
da engenharia: executar o melhor projeto pelo menor custo. Nesse contexto, o
aço encontra lugar em várias situações dentro da obra, seja na estrutura metálica,
nas janelas, nas portas, no piso, na cobertura ou nas próprias paredes.
A estrutura metálica pode ser utilizada em grandes construções (pontes,
viadutos, shopping centers e edifícios), médias (pequenos edifícios, silos,
galpões, passarelas e aviários) e pequenas (casas, telhados, quiosques, escadas
e postos de gasolina), além de acessórios de construção (defensas de estradas,
postes, portas e janelas).
Minério de ferro
VANTAGENS DO AÇO:
• A simplicidade e a praticidade da construção metálica garante eficiência, com
melhor utilização de insumos e mão-de-obra.
• A construção em aço proporciona menores prazos. É possível, por exemplo,
trabalhar na fundação e, ao mesmo tempo, fabricar a estrutura. Além disso, a
montagem ocorre de maneira organizada e rápida.
• A estrutura metálica se adapta com facilidade a outros materiais, o que permite
uma variada utilização de produtos no fechamento, cobertura e acabamento da
obra.
• As estruturas metálicas têm um potencial de reciclabilidade acima de 90%.
• A construção em aço permite uma maior organização no canteiro de obras e
melhorutilização do espaço disponível para a obra, evitando depósito
desnecessário de material de construção e entulho. Uma obra feita por meio de
materiais metálicos é sempre uma obra limpa, garantindo melhor segurança e
menor risco de acidentes de trabalho.
• A utilização do aço na construção permite uma fácil adaptação no caso de
reformas e ampliações. Proporciona também, no projeto, maior flexibilidade para
a obtenção de espaços internos mais amplos como, por exemplo, no caso de
garagens.
• Por causa da sua grande resistência mecânica, a estrutura em aço é muito
leve, o que permite menor custo de logística e de equipamentos de
movimentação, assim como redução de cargas na fundação.
• Toda obra em que se utiliza o aço é, por definição, uma obra de projeto, ou
seja, todos
detalhes e possíveis problemas, seja a ligação da estrutura com o fechamento até
a melhor sequência de montagem, são resolvidos no papel, antes mesmo de dar
início à construção, evitando, portanto, retrabalho e desperdício.
• Um projeto em aço é detalhado em milímetros. Isso garante uma precisão de
níveis e prumos, tornando mais fácil a montagem e o assentamento de portas,
janelas e paredes.
• A garantia da qualidade do aço é resultado de um rigoroso controle dentro da
usina siderúrgica. Esse processo garante a qualidade do projeto e da obra.
Um projeto mais simples, prazo mais curto, maior qualidade, flexibilidade e
leveza do aço, tudo isso garante uma boa economia na construção.
AÇO ZINCADO:
A zincagem é um dos processos mais efetivos e econômicos empregados
para proteger o aço da corrosão atmosférica. O efeito da proteção ocorre por
meio da barreira mecânica exercida pelo revestimento e também pelo efeito
sacrificial (perda de massa) do zinco em relação ao aço base (proteção galvânica
ou catódica). Dessa forma, o aço continua protegido, mesmo com o corte das
chapas ou riscos no revestimento de zinco.
As chapas de aço zincadas podem ser submetidas aos mesmos processos de
conformação das chapas não revestidas e apresentam condições adequadas
para pintura e soldagem.
Nas chapas zincadas pintadas, a sinergia da camada de zinco com a camada de
tinta garante uma durabilidade muito maior ao aço. Enquanto a camada de zinco
estiver intacta, a formação de carbonato de zinco na superfície irá garantir a
resistência a corrosão atmosférica da peça de aço. Caso a camada de zinco sofra
pequenos danos, entra em ação a proteção catódica do zinco, garantindo a
integridade da região
exposta (sem zinco). Este processo garante ao aço uma grande durabilidade
contra a corrosão, mesmo nas condições mais severas, como atmosfera marinha,
permitindo que se trabalhe com espessuras de aço bem mais finas.
Os processos de ligação mais utilizadas nas montagens de estruturas e
confecção de peças de aço zincado para a construção civil envolvem
principalmente o uso de parafusos, rebites e cravações a frio. Sendo
imprescindível a utilização de ligação por soldagem, deve-se ter o cuidado de
utilizar processos e parâmetros de soldagem adequados. No caso de solda com
arco elétrico, recomenda-se reconstituir as regiões aonde o revestimento foi
afetado, utilizando-se normalmente tintas ricas em zinco.
PROCESSO DE ZINCAGEM:,
As bobinas e chapas são produzidas em linhas de zincagem contínuas por
imersão a quente, podendo ser fornecidas com revestimentos iguais ou
diferenciados por face. Quanto mais espesso for o revestimento, maior será a
durabilidade da chapa.
As chapas zincadas podem ser produzidas com os seguintes tipos de
superfície:
- Lisas ou Onduladas: São padronizadas pela bitola GSG ( Gauvanized Sheet
Gauge ), desde o número 10 ( 3,515mm de espessura), até o número 30
(0,399mm de espessura. Quanto maior o número, menos espessa a chapa.
- Cristal Normal (NL): A superfície da chapa apresenta brilho metálico e
aparência de flores, resultante do livre crescimento de cristais de zinco durante o
processo de solidificação. Possui acabamento convencional, sendo utilizada para
fabricação de telhas, silos e outras aplicações do setor de construção civil,
compatíveis com sua aparência e proteção superficial.
- Lisa (NL c/ LE): É obtida com a passagem da chapa zincada com acabamento
de cristais normais pelo laminador de encruamento (LE). A superfície lisa é
indicada para aplicações com pintura.
- Extra Lisa (LI c/ ME): É obtida com a passagem da chapa zincada com
acabamento de cristais minimizados (MI) pelo laminador de encruamento (LE). A
superfície é especialmente lisa e indicada para pintura em aplicações onde a
aparência é de grande importância.
- Galvanew: É a denominação das chapas zincadas obtidas a partir do aço
zincado por imersão a quente e submetidas a um tratamento térmico posterior, o
que proporciona um
revestimento constituído totalmente de liga Zn-Fe, formado pela difusão do ferro
oriundo do aço base para o revestimento. Esta estrutura confere à chapa um
excelente aspecto superficial, possibilitando melhor qualidade de solda e melhor
adequação para pintura, quando comparada às chapas com revestimentos
constituídos de zinco puro.
Proteção de Superfície:
Telhas galvanizadas
As bobinas e chapas podem ser fornecidas com tratamento químico
passivante à base de cromo e/ou oleadas, visando evitar a formação de corrosão
branca durante o transporte e estocagem, conforme tabela a seguir:
São oferecidas em :
Largura padrão: 1000 mm
Comprimentos padrão: 2000 mm, 3000 mm, e também em bobinas
Espessuras
padrão
(mm)
0,25
0,30
0,35
0,43
0,50
0,65
0,80
0,95
1,11
1,25
1,55
1,95
Peso
(kg/m2)
1,96
2,36
2,75
3,38
3,93
5,10
6,28
7,46
8,71
9,81
12,17
15,31
Transporte e Manuseio:
– Transportar o produto coberto com lonas impermeáveis;
– Evitar qualquer tipo de molhamento;
– Evitar danos de manuseio, usando equipamentos adequados.
Estocagem:
– Manter o produto em local coberto, seco, ventilado, longe de vãos e/ou portas
abertas e livre de qualquer poluição;
– Estocar o produto sobre estrado de madeira ou metálico, evitando contato com
o chão e permitindo a circulação de ar por baixo;
– Manter o produto embalado, evitando condensação de umidade entre espiras
da bobina ou entre as chapas do fardo;
– Fazer inspeções periódicas. No caso de molhamento direto ou por
condensação de umidade, secar o produto imediatamente com ar comprimido
e/ou outros meios.
Reação ao fogo:
- Índice de propagação de chama: menor ou igual a 25 (Ip ≤ 25) conforme
ASTM E 1264 Classe A, aço galvanizado e = 0,50 mm (0,021"). Acabamento:
pintura eletrostática em pó.
COMO O AÇO ZINCADO É ENCONTRADO NO MERCADO:
O Aço zincado ou galvanizado é encontrado no mercado em diferentes
formatos, para diversas aplicações.
Em forma de:
- Bobinas;
- Telhas;
- Calhas;
- Rufos;
- Caixilhos;
- Divisórias;
- Carriolas;
- Tubos e conexões;
- Sifão;
- Caixas sifonadas;
- Ralos;
- Parafusos e porcas;
- Acessórios para forros;
Algumas ilustrações:
- Esquadrias;
- Treliças;
- Estruturas para pontes;
- Portas;
- Batentes;
- Dobradiças;
- Terças e vigas de tapamento;
- Dutos de ar-condicionado;
- Colunas;
- Estacas;
- etc...
Norma SAE:
A classificação dos aços segundo as normas da SAE (Society of Automotive
Engineers - EUA) é a mais utilizada em todo o mundo para aços-carbono (aços sem
adição de elementos de liga, além dos que permanecem em sua composição no processo
de fabricação) e aços de baixa liga (aços com baixas porcentagens de elementos de
liga).
A classificação SAE é baseada na composição química do aço. A cada composição
normalizada pela SAE corresponde a uma numeração com 4 ou 5 dígitos.
A mesma classificação também é adotada pela AISI (American Iron and Steel InstituteEUA).
Um extrato contendo exemplos das classificações de alguns aços mais comuns é
apresentado na listagem a seguir.
No total são previstas muitas dezenas de classificações. Nelas, os 2 dígitos finais XX
indicam os centésimos da porcentagem de C (Carbono) contida no material, podendo
variar entre 05, que corresponde a 0,05% de C, a 95, que corresponde a 0,95% de C. Se a
porcentagem de C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final tem 3 dígitos (XXX) e a
classificação tem um total de 5 dígitos.
SAE 1XXX – aço-Carbono

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



SAE 10XX – aço-carbono simples (outros elementos em porcentagens desprezíveis, teor de
Mn de no máximo 1,0%)
SAE 11XX – aço-carbono com S (Enxofre)
SAE 12XX – aço-Carbono com S e P (Fósforo)
SAE 13XX – aço com 1,6% a 1,9% de Mn (Manganês) (aço-Manganês)
SAE 14XX – aço-Carbono com 0,10% de Nb (Nióbio)
SAE 15XX – aço-Carbono com teor de Mn de 1,0% a 1,65% (aço-Manganês)
SAE 2XXX – aço-Níquel


SAE 23XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75%
SAE 25XX – aço com Ni entre 4,75% e 5,25%
SAE 3XXX – aço-Níquel-Cromo




SAE 31XX – aço com Ni entre 1,10% e 1,40% e com Cr entre 0,55% e 0,90%
SAE 32XX – aço com Ni entre 1,50% e 2,00% e com Cr entre 0,90% e 1,25%
SAE 33XX – aço com Ni entre 3,25% e 3,75% e com Cr entre 1,40% e 1,75%
SAE 34XX – aço com Ni entre 2,75% e 3,25% e com Cr entre 0,60% e 0,95%
SAE 4XXX – aço-Molibdênio




SAE 40XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%
SAE 41XX – aço com Mo entre 0,08% e 0,25% e com Cr entre 0,40% e 1,20%
SAE 43XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Cr entre 0,40% e 0,90% e com Ni entre
1,65% e 2,00%
SAE 46XX – aço com Mo entre 0,15% e 0,30%, com Ni entre 1,40% e 2,00%


SAE 47XX – aço com Mo entre 0,30% e 0,40%, com Cr entre 0,35% e 0,55% e com Ni entre
0,90% e 1,20%
SAE 48XX – aço com Mo entre 0,20% e 0,30%, com Ni entre 3,25% e 3,75%
SAE 5XXX – aço-Cromo

SAE 51XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,20%
SAE 6XXX – aço-Cromo-Vanádio

SAE 61XX – aço com Cr entre 0,70% e 1,00% e com 0,10% de V
SAE 7XXX – aço-Cromo-Tungstênio
SAE 8XXX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio



SAE 81XX – aço com Ni entre 0,20% e 0,40%, com Cr entre 0,30% e 0,55% e com Mo entre
0,08% e 0,15%
SAE 86XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 0,85% e com Mo entre
0,08% e 0,25%
SAE 87XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,40% e 0,60% e com Mo entre
0,20% e 0,30%
SAE 92XX – aço-Silício-Manganês

SAE 92XX – aço com Si entre 1,80% e 2,20% e com Mn entre 0,70% e 1,00%
SAE 93XX, 94XX, 97XX e 98XX – aço-Níquel-Cromo-Molibdênio

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SAE 93XX – aço com Ni entre 3,00% e 3,50%, com Cr entre 1,00% e 1,40% e com Mo entre
0,08% e 0,15%
SAE 94XX – aço com Ni entre 0,30% e 0,60%, com Cr entre 0,30% e 0,50% e com Mo entre
0,08% e 0,15%
SAE 97XX – aço com Ni entre 0,40% e 0,70%, com Cr entre 0,10% e 0,25% e com Mo entre
0,15% e 0,25%
SAE 98XX – aço com Ni entre 0,85% e 1,15%, com Cr entre 0,70% e 0,90% e com Mo entre
0,20% e 0,30%
Apesar da classificação SAE ser bastante extensa e completa, conforme mostrado no extrato
apresentado, muitos aços comumente usados não se enquadram nela, devido aos elementos de suas
ligas não estarem dentro das faixas previstas nesta classificação.
Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_SAE"
Categoria: Ligas metálicas
TABELA COM PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA:
O AÇO NA
CONSTRUÇÃO
CIVIL E SUAS
APLICAÇÕES:
O AÇO E A CONSTRUÇÃO CIVIL:
Light Steel Framing (Estruturas em Aço Leve):
Light Steel Framing é uma designação utilizada internacionalmente para descrever
um sistema construtivo que utiliza o aço galvanizado como principal elemento estrutural.
São estruturas que não utilizam tijolo ou cimento, sendo que o betão (ou: concreto) é
apenas empregue nas fundações ou caves. O sistema também é conhecido por Estruturas
em Aço Leve, construção LSF ou construção com aço galvanizado.
Moradia construída segundo o sistema Light Steel Framing podendo observar-se o esqueleto metálico antes da aplicação do
revestimento estrutural.
A palavra Steel indica a matéria prima usada na estrutura, o aço. A inclusão de
Light, ou leve, indica que os elementos em aço são de baixo peso uma vez que são
produzidos a partir de chapa de aço com espessura reduzida. Também para focar essa
característica, muitas publicações usam o termo Light Gauge (gauge é uma unidade de
medida, agora quase em desuso, que define a espessura das chapas de metal). Outros
designam o aço por Cold Formed Steel, ou seja, aço moldado ou enformado a frio, como
referência ao processo de moldagem da chapa através de processos mecânicos à
temperatura ambiente, tal como a quinagem ou a perfilagem.
O termo Light também lembra que não é necessário utilizar equipamentos e
maquinaria pesada na construção. Também ressalta a flexibilidade, dado que permite
qualquer tipo de acabamento exterior e interior. Além disso, o próprio peso do edifício é
baixo, não só porque a sua estrutura é leve, mas também por que o Light Steel Framing é
especialmente vocacionado para edifícios de pouca altura, em contraste com as estruturas
pesadas de grandes prédios de apartamentos. Apesar de serem usados elementos em
aço leve galvanizado para fins não estruturais em edifícios de maiores dimensões, o termo
Light Steel Framing é especialmente usado para edifícios residenciais até dois ou três
pisos, ou seja, edifícios leves. Também se emprega a palavra Light para lembrar a
facilidade com que os materiais são aplicados em obras de reabilitação de edifícios antigos
cujas estruturas, embora pesadas, possuem baixa resistência sísmica.
Framing é a palavra usada na língua inglesa para definir um esqueleto estrutural
composto por diversos elementos individuais ligados entre si, passando estes a funcionar
em conjunto, para dar forma e suportar o edifício e o seu conteúdo. A palavra também se
refere aos processos usados para interligar os referidos elementos estruturais, sejam em
madeira, ferro ou aço galvanizado. De difícil tradução em português (o termo mais
aproximado seria caixilharia), tem-se optado por dizer estruturas.
Assim, Light Steel Framing poderá traduzir-se por Estruturas em Aço Leve.
Segurança estrutural:
Edifício construído segundo o sistema Light Steel Framing podendo observar-se o esqueleto metálico parcialmente coberto com o
revestimento estrutural, as placas de OSB.
A resistência da estrutura é assegurada pelo metal. Neste sentido uma casa no
sistema Light Steel Framing não difere de qualquer outra casa de alvenaria. A resistência
estrutural de qualquer casa vulgar é assegurada pelo uso de varas de ferro embutidas em
pilares e lintéis de cimento. No entanto, no primeiro caso, são usados perfis e vigas de aço
galvanizado em espaçamentos de 60 cm ou menos. Tomando por hipótese uma habitação
de tamanho normal, tendo um piso térreo e um superior, totalizando 200 m² por exemplo,
são utilizados cerca de 1.300 metros de perfis ou montantes verticais, 500 metros de vigas
de piso, 500 metros de vigas de telhado e 800 metros de canais além de centenas de
outros elementos metálicos essenciais.
Isto representa mais de 10 toneladas de metal de alta resistência unidos por
milhares de parafusos estruturais. No entanto, neste exemplo, a casa seria muito mais leve
do que uma vulgar visto não ser necessário todo o peso do cimento ou do tijolo. Ou seja,
praticamente todo o peso de uma construção LSF é proveniente do seu esqueleto metálico
estrutural.
Pelo fato de não serem necessárias vigas ou colunas isoladas de apoio, todas as
paredes exteriores podem ser consideradas como estrutura do edifício e por onde se
reparte todo o peso das placas e andares. Assim, facilmente se compreende a
extraordinária resistência sísmica destes edifícios. A inteira casa pode ser comparada a
uma enorme caixa metálica reforçada por um revestimento estrutural, sendo usualmente
escolhidas as placas de OSB para este efeito. Visto que não são empregues pontos de
soldadura, são eliminados pontos frágeis de ruptura.
Colapso de edifício com estrutura em betão devido a sismo, Turquia 1999.
Naturalmente, nem todo o tipo de aço é adequado à estrutura de um edifício ou
corresponde ao exigido na legislação aplicável às estruturas com perfis enformados a frio,
tal como os Eurocódigos, sendo necessário recorrer a engenharia para a escolha correcta
do tipo de perfis a aplicar.
Conforto:
Pormenor de estrutura de cobertura metálica pelo interior de um edifício construído em Aço Galvanizado.
Espera-se que os edifícios mantenham os seus ocupantes confortavelmente
protegidos dos elementos. Qualquer espécie de construção, desde fábricas a
supermercados, vivendas a centros comerciais, deverão providenciar um ambiente interno
apropriado para as atividades mantidas no seu interior, independentemente das condições
exteriores.
Portanto, diversos atributos são necessários para que uma casa ofereça aos seus
habitantes o necessário conforto. As construções com estrutura em aço distinguem-se no
isolamento térmico e acústico e na regulação da humidade no ambiente. Assim, este tipo
de estruturas são cada vez mais populares em países como o Estados Unidos, Canadá,
Reino Unido, Países Nórdicos, França, Alemanha, Coreia do Sul e Japão.
Isolamento térmico:
Uma das mais apreciadas qualidades numa casa e talvez a menos conseguida, é o
isolamento térmico. Os materiais deveriam conferir à habitação um completo escudo
contra as variações de temperatura e de humidade sentidas no exterior. Nestes aspectos,
uma casa com estrutura em LSF é completamente isolada do exterior por placas de
poliestireno expandido, OSB, vários centímetros de lã mineral e gesso cartonado. As
características tanto do poliestireno como da lã mineral conferem ao edifício uma proteção
térmica impossível de conseguir numa construção vulgar.
Com todos estes materiais, o interior de uma construção em Aço é considerado um
ambiente de clima controlado. Isto representa uma poupança de energia que será cada
vez mais significativa conforme o passar dos anos. Devido a isto, normalmente as
habitações deste tipo são equipadas com ar condicionado ou sistemas de recuperação de
calor de lareiras visto que se exige um baixo consumo energético fornecer aos moradores
o necessário conforto.
Isolamento acústico:
Quantidade de perfis montantes estruturais num edifício construído em Aço.
Na maior parte das edificações modernas é necessário levar em consideração o
som produzido em outras dependências da casa ou mesmo o ruído proveniente do
exterior. Muitas vezes pensa-se que a única forma de evitar a propagação do ruído é
aumentar a largura das paredes. No entanto, este problema poderia ser resolvido caso se
utilizassem materiais que comprovadamente revelam ser maus condutores do som, ao
contrário do que acontece com o tijolo e o cimento.
Rapidez de construção:
Visto que os materiais empregues na construção em Aço são usualmente mais
caros do que os usados na construção convencional, é precisamente esta característica
que torna economicamente acessível e competitiva esta solução construtiva.
Evidentemente, o tempo e a mão de obra estão intimamente ligadas com o custo final da
obra.
Ganho em tempo
Pormenor de acabamento de telhado numa moradia com estrutura em Aço.
O baixo peso dos materiais apesar das grandes dimensões dos mesmos, a
utilização de sistemas de fixação mecânica ao invés de cimento, a aplicação de
argamassas de rápida secagem para rebocos exteriores, a facilitada colocação de
tubagens e condutores eléctricos devido a não ser necessária a abertura de roços e ainda
muitas outras técnicas fáceis e rápidas utilizadas nos edifícios LSF, diminuem
consideravelmente a mão de obra e, consequentemente, o tempo necessário para a
conclusão dos trabalhos. Assim, é usual conseguir uma redução de metade do tempo
necessário para a construção quando comparada com a construção convencional. Nas
habitações com estrutura metálica poupa-se na mão de obra e investe-se na qualidade
dos materiais básicos.
Reconstrução de cobertura com mansardas em edifício antigo usando Aço.
Edifício com gaiola pombalina recuperado usando o Aço.
Urbanização de edifícios com estrutura em aço.
OUTRAS APLICAÇÕES DO AÇO NA
CONSTRUÇÃO CIVIL:
Há inúmeras aplicações do Aço na construção Civil. Podemos ainda encontrá-lo nas
seguintes formas de aplicação:
Andaimes: