Materiais de Construção Civil

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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS

UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

JAQUELINE FERREIRA

JULIANO NUNES VIDAL

MARIO ANZIANO

DISCIPLINA DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA CIVIL

São Leopoldo, 12 de Junho de 2014

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JAQUELINE FERREIRA

JULIANO NUNES VIDAL

MARIO ANZIANO

Caracterização e ficha técnica de oito materiais, sendo dois de cada um dos grupos citados, metais, cerâmicos, polímeros e compósitos.

 

Prof. Felipe A. L. Sánchez

São Leopoldo, 12 de Junho de 2014

Cobre (metal)

1. Breve histórico sobre a descoberta desse material; Este é um dos metais mais antigos de que se tem conhecimento, em virtude da idade do bronze no período neolítico, onde o cobre passou a ser muito utilizado, pesquisadores afirmam que a mineração do cobre tenha se iniciado há cerca de 5.000 anos. Houve um tempo que o metal foi considerado raro e seu custo bastante elevado, depois que este começou a ser encontrado com frequência e seu custo diminuiu.

2. Descrição da ou das aplicações deste material na construção civil; O setor da construção civil possui grande familiaridade com este material, até porque não há infraestrutura residencial e urbana sem cobre, sendo considerado um ótimo material para a fabricação de tubos em edificações.

3. Composição Química; Forma diversos compostos sendo o principal o sulfato de cobre
CuSO4 • 5H2O.

4. Tipo de ligações químicas e estrutura atômica que este material realiza; Ligação Metálica, Estrutura Cristalina Cúbica de Faces Centradas.

5. Propriedades mecânicas; Possui alta ductilidade e tem a mais alta condutividade elétrica e térmica dos metais na engenharia, possui uma altíssima resistência à corrosão. Sua ductilidade pode ser restaurada por recozimento.

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6. Processo de fabricação; Existem alguns processos de obtenção do cobre na sua forma metálica, mas, geralmente, o minério, depois de extraído, britado e moído, passa por um processo que permitirá, ao final, obter o cobre metálico. A calcosite ou calcosita (Cu2S), que tem em sua composição sulfetos (compostos de enxofre), sofre aquecimento na presença de oxigênio, etapa essa denominada ustulação, e libera o cobre na forma simples. O enxofre, preso ao cobre, une-se ao gás oxigênio formando o gás dióxido de enxofre (SO2). O metal produzido nesta etapa é o chamado cobre blister, com aproximadamente 98,5% de pureza e alguns agregados de enxofre, ferro e outros metais. A partir dessa fase, o blister passa por um processo de refino que o purifica até se tornar um cobre com 99,5% de pureza. Logo depois, o produto é colocado em células eletrolíticas que, ao sofrerem um fluxo de eletricidade, produzem um cobre 99,9% puro.

7. Principal produtor deste material; O mais importante depósito de cobre nativo conhecido no mundo encontra-se na península de Keweenaw, ao norte do Estado de Michigan (E.U.A.), na margem meridional do lado Superior. No Brasil a principal empresa de extração é a Vale.

8. Valores de mercado;  Na data de 1º de Junho de 2014, o preço em US$/Kg era de 6,99.

9. Conclusão sobre a importância deste material como material de construção civil. O cobre é essencial pois mesmo estando em alta, o seu valor ainda é relativamente baixo comparado a outros metais, e sua propriedades mecânicas o tornam muito útil na construção de estruturas e fiações.

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Ferro (metal)

1. Breve histórico sobre a descoberta desse material; Não se pode atribuir a descoberta do ferro, enquanto elemento químico, a ninguém em particular. O ferro já era conhecido na antiguidade, sendo mesmo possível encontrá-lo, na natureza, na forma metálica, normalmente associado ao níquel, em materiais provenientes de meteoritos.

2. Descrição da ou das aplicações deste material na construção civil; O Ferro tem grande importância na construção civil como um todo, atualmente, é utilizado para a produção de aço, liga metálica para a produção de vergalhões que vão compor as armações das estruturas de pontes, edifícios, e uma infinidade de outras aplicações. Além disso tem aplicação em  estruturas metálicas, para sustentação de coberturas,  para montagem de esquadrias metálicas,  para montagem de grades, grelhas metálicas e montantes metálicos para fechamentos de prédios, etc.

3. Composição Química; Na natureza o ferro não está em estado livre ou elementar, porém, é normalmente encontrado na forma de pirita FeS, hematita Fe2O3 e Fe3O4, que é transportada para um forno aquecido a uma temperatura de 2000°C, sendo obtido da redução destes compostos.

4. Tipo de ligações químicas e estrutura atômica que este material realiza; Ligação Metálica, Estrutura Cristalina Cúbica de Corpo Centrado.

5. Propriedades mecânicas; Resistência à tração, resistência aos choques, elasticidade, capacidade de deformação por alongamento, resistência à compressão, capacidade de moldagem, resistência à abrasão, capacidade de maquinagem, resistência à fadiga.

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6. Processo de fabricação; O ferro é obtido por redução de óxidos de ferro em atmosferas fortemente redutoras, utilizando frequentemente carvão. O processo mais comum implica a redução do ferro a alta temperatura, nos altos fornos, utilizando carvão como combustível para a produção de calor e como fonte de espécies redutoras, que vão converter os óxidos de ferro em ferro fundido. O processo descrito envolve também a adição de carbonato de cálcio para remoção de impurezas.