Joana de Sousa Coutinho
Materiais de Construção 1 – 1ª Parte
Documento Provisório-2003
Joana de Sousa Coutinho
1. INTRODUÇÃO
1.1 Generalidades
Como engenheiros o nosso trabalho é projectar mas qualquer projecto não é
mais do que isso até se começar a usar materiais e convertê-los em artefactos que
funcionam.
Basicamente existem três questões que é necessário conhecer sobre os materiais:
1 - Como se comportam em serviço?
2 - Porque razão apresentam determinado comportamento?
3 - Que fazer para alterar esse comportamento?
O conceito do “estudo dos átomos” não é novo. Os Gregos e em especial
Democritus (cerca de 460 AC), idealizavam a partícula individual elementar mas os
seus conhecimentos científicos não se estendiam à observação e experimentação. Para
tal houve que esperar cerca de dois séculos até Dalton, Avogadro e Cannizzaro
formularem a teoria atómica, tal como a conhecemos hoje. E muitos mistérios
continuam por desvendar, um facto que é tão reconfortante como provocador. Assim, ao
abordar o assunto desta forma, está-se a considerar a partir dos tempos antigos, a
evolução do pensamento sobre o universo e o modo como funciona.
Um outro conceito importante é mais recente. A Engenharia está muito
preocupada com a mudança do estado “descarregado” para “em carga” (em serviço), as
consequências da mudança de temperatura, do ambiente, etc.. Os primeiros estudos de
mudança de estado são atribuídos a Sadi Carnot (1824), mais tarde desenvolvidos por
cientistas como Clausius, Joule e outros, produzindo ideias tais como a conservação de
energia, do trabalho, etc.. Desde os primeiros estudos realizados com motores movidos
a calor que a respectiva ciência foi designada por termodinâmica, mas, se se generalizar
esta ciência, de facto corresponde à arte e conhecimento de como gerir, controlar e
utilizar a transferência de energia – quer seja energia atómica, energia das marés ou
mesmo, por exemplo, a energia de uma plataforma a ser içada.
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Em muitos cursos de engenharia, a termodinâmica é tratada como assunto à
parte mas, porque as suas aplicações ditam regras que nenhum engenheiro pode ignorar,
apresenta-se em seguida uma pequena discussão sobre o assunto:
Que regras são estas que nenhum engenheiro pode ignorar? Em resumo (com um
certo humor) são as seguintes:
1 – Não é possível “ganhar”, isto é, não é possível retirar de um sistema mais do
que se lhe fornece.
2 – Não é possível “empatar” – em qualquer mudança alguma coisa se perde e
mais precisamente, o que se perde é inútil para o fim que se tem em vista.
Assim, qualquer engenheiro deverá lembrar-se que a engenharia tem tudo a ver
com compromisso e negócio. Pode-se fazer variar algumas propriedades – como por
exemplo a resistência, mas não outras, tais como a densidade. Claro que é necessário
chegar a um compromisso e a engenharia tem a ver justamente com encontrar soluções
óptimas (Biggs, 1994).
No passado a informação sobre o comportamento dos materiais tem tido como
origem três fontes diferentes. Em primeiro lugar (fonte empírica) a partir de ensaios
mecânicos de provetes que tem fornecido valores tais como a resistência ou módulo de
elasticidade com o intuito específico de fornecer dados para análise estrutural ou outro
tipo de análise. Em segundo lugar, (fonte da prática), a não ser subestimado, encontramse
as
experiências
combinadas
de
técnicos
envolvidos
no
processamento,
manuseamento e colocação de materiais. Em terceiro lugar (fonte científica) aparecem
os estudos mais sofisticados de estruturas físicas e químicas dos materiais propriamente
ditos no conjunto da Ciência de Materiais Em engenharia civil as três fontes – empírica,
prática e científica, tem frequentemente estado pouco interligadas em detrimento quer
do conhecimento dos materiais quer do seu tratamento na prática (Illston, 1994).
Um dos objectivos do estudo dos Materiais de Construção é apresentar uma
panorâmica mais articulada em que o conhecimento do comportamento dos materiais é
desenvolvido a partir do conhecimento da estrutura dos materiais englobando os
conhecimentos resultantes da experiência e da prática. Estudar e conhecer os Materiais
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de Construção constitui então uma base sólida para o engenheiro que os vai utilizar
(Illston, 1994).
À primeira vista pode parecer desnecessário falar ao futuro engenheiro sobre a
importância da disciplina Materiais de Construção, mas o que se tem verificado é que o
estudante descuida-se relativamente a esta disciplina a fim de dedicar mais tempo às
cadeiras mais difíceis ou que exijam maior raciocínio. A razão disso é que se trata de
um assunto bastante descritivo, de fácil compreensão e que requer mais memorização.
Compreende-se que as matérias de cunho dedutivo sejam importantíssimas, e
que a elas o estudante de Engenharia dedique maior atenção. Todos, porém, devem ter
em mente que aquelas deduções serão empregues em materiais, cujas propriedades,
limitações, vantagens e utilização deverão ser perfeitamente conhecidas. Não adianta
saber apenas calcular uma viga; é preciso saber também determinar a composição do
betão de modo a obter a resistência prevista, e depois saber controlar a produção durante
toda a obra. Quando se procede ao cálculo de uma viga, a Resistência dos Materiais, a
Mecânica, a Estática e disciplinas afins fornecem as fórmulas que permitem conhecer as
tensões internas e as forças externas que a viga irá suportar. Mas é o conhecimento dos
materiais de construção que possibilitará ao projectista escolher aquele que poderá
resistir a essas tensões.
Da qualidade dos materiais empregues irá depender a solidez, a durabilidade, o
custo e o acabamento da obra. Uma parede pode ser feita com diferentes materiais, mas
a cada um corresponderão diferentes qualidades e diferentes aparências. Cabe ao
engenheiro (e arquitecto) escolher o que melhor atenda às condições pedidas, e que
tenha, ao mesmo tempo, uma aparência agradável e durabilidade suficiente. Por essa
razão, o projectista deve conhecer os materiais que tem ao seu dispor. Tal conhecimento
deve ser predominantemente experimental, tecnológico. As qualidades dos materiais
podem ser estabelecidas pela observação continuada, pela experiência adquirida ou por
ensaios em laboratórios especializados. Como não seria prático que cada novo
engenheiro fosse adquirindo aos poucos essa experiência, é preciso que esses
conhecimentos sejam difundidos por meio do ensino. Essa é a finalidade da disciplina
Materiais de Construção (Verçosa, 2001).
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1.2 – Níveis de informação
A estrutura dos materiais pode ser descrita a três níveis diferentes de acordo com
a escala com que se analisa:
- nível molecular
- nível estrutural do material
- nível da engenharia
1.2.1 nível molecular
No nível molecular o material é analisado à escala microscópica em termos de
átomos ou moléculas. Este nível é estudado pela Ciência dos Materiais e a ordem de
grandeza das partículas varia de 10-7 a 10-3 mm. Os materiais estudados a este nível,
englobados nos Materiais de Construção são por exemplo os silicatos de cálcio
hidratados que compõem a pasta de cimento endurecida, as moléculas de celulose na
madeira ou polímeros tais como o PVC (Illston, 1994).
A estrutura física e a composição química são fundamentais para compreender o
comportamento do material. Por exemplo, a durabilidade do aço depende da velocidade
de acesso de determinadas substâncias tais como o oxigénio, que reagem quimicamente
com substâncias que compõem o material.
Os factores físicos e químicos do material definem de se o material é poroso e o
seu grau de porosidade. Em materiais como os tijolos, madeira e betão, as propriedades
importantes tais como a resistência e rigidez são inversamente proporcionais à
porosidade. A informação sobre os materiais, ao nível molecular serve sobretudo para
fornecer esquemas mentais que permitam ao engenheiro prever o comportamento
provável dos materiais em dadas condições. Os conhecimentos a nível químico e da
estrutura física também permite aos especialistas desenvolver materiais melhores
(Illston, 1994).
O nível estrutural do material é um passo acima do nível molecular. O material
é considerado como um compósito de várias fases que interagem para constituir o
comportamento do material como um todo. As várias fases podem corresponder a:
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- entidades identificáveis separadamente na estrutura do material. Ex. células
(fibras) na madeira, ou
- resultado de uma mistura de diversos componentes dispostos aleatoriamente
(ex. betão) ou dispostos regularmente (ex. alvenaria).
Aqui o material é constituído por partículas cujas dimensões podem variar desde
alguns microns (por ex. fibras da madeira) até centenas de mm (por ex. comprimento de
um tijolo). A dimensão não é importante, o que interessa é ser possível distinguir as
fases.
O interesse de conhecer os materiais a nível da estrutura reside na possibilidade
de criar modelos de previsão de comportamento a partir do comportamento das várias
fases. Claro que nestes modelos de previsão é necessário ter em conta os seguintes
aspectos:
- a geometria (forma e dimensão, distribuição, concentração etc. das partículas
ou fases),
- o estado físico e propriedades das fases (por ex. a rigidez do material é
determinado pelos módulos de elasticidade das fases) e
- os efeitos de interface (por ex. na rotura, o modo de ruína do material é muitas
vezes controlado pela aderência numa interface).
Trabalhar ao nível estrutural dos materiais pressupõe conhecimentos
consideráveis relativamente aos três aspectos mencionados.
Ao nível da engenharia o material é considerado como um todo. Em geral é
considerado contínuo e homogéneo, assumindo-se que as propriedades tomam o valor
médio em todo o material. Os materiais a este nível constituem os que tradicionalmente
são reconhecidos pelos técnicos ligados à construção e é o seu comportamneto que
interessa estudar.
Para que o material seja considerado correctamente é necessário estabelecer uma
dimensão mínima para a célula representativa, que corresponde a um volume mínimo de
material que representa todo o sistema, incluíndo as regiões com problemas. As
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dimensões lineares das células representativas variam consideravelmente, digamos de
cerca de:
10-3 mm para metais até
100 mm para betão e
1000 mm para alvenaria.
As propriedades medidas em volumes superiores ao da célula unitária podem ser
generalizadas ao material todo.
A maior parte da informação técnica sobre materiais utilizada na prática provem
de ensaios em provetes preparados e ensaiados de modo a representar as condições do
material inserido na estrutura. Os ensaios são de diversos tipos como por ex. resistência
e rotura, deformação, durabilidade.
Os resultados dos ensaios fornecem informação empírica relativa às
propriedades que pode muitas vezes ser expressa gráfica ou matematicamente. Além
disso os gráficos ou expressões matemáticas em geral fornecem indicação de como os
valores da propriedade são afectados por determinadas variáveis como por ex. o teor em
carbono no aço, a humidade da madeira, conteúdo e orientação das fibras nos
compósitos (por ex. a propriedade “resistência à tracção do aço” depende do “teor de
carbono do aço”, etc.) (Illston, 1998).
1.3 Materiais
Materiais são substâncias com as quais se fazem objectos. Desde os primórdios
da civilização, o Homem tem usado os materiais, conjuntamente com a energia, para
melhorar os seus padrões de vida. Os materiais são parte integrante da nossa vida, uma
vez que os produtos são feitos de materiais. Madeira, betão, tijolo, aço, plástico,
vidro, borracha, alumínio, cobre e papel são alguns materiais frequentemente
utilizados. No entanto, existem muitos mais tipos de materiais. Em resultado das
actividades de investigação e desenvolvimento tecnológicos, novos materiais estão
frequentemente a ser inventados (Smith, 1998).
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1.4 Tipos de materiais
Por razões de conveniência, a maioria dos materiais de engenharia são divididos
em três classes:
- materiais metálicos,
- materiais poliméricos (ou plásticos) e
- materiais cerâmicos.
Para além das três classes principais, são considerados outros tipos de materiais,
os materiais compósitos e os materiais electrónicos, devido à sua grande importância
em engenharia (Smith, 1998). Esta classificação dos materiais baseia-se na sua natureza
mas poder-se-á classificar os materiais de acordo com outros critérios por exemplo
quanto à aplicação, sendo uma das classes, a que interessa em Engenharia Civil, a classe
dos MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO.
Os MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ainda podem ser classificados, de acordo,
com a função em obra.
Ter-se-á então os materiais estruturais ou principais – com capacidade
resistente (betão, aço, pedra, madeira), materiais ligantes (cimento, gesso, asfalto) e
materiais auxiliares (vernizes, tintas, vidros) (Sampaio, 1978; Bastos, 1998).
Sendo a classificação dos materiais segundo a sua natureza, a mais generalizada,
apresentam-se em seguida algumas considerações relativas a cada tipo de materiais.
1.4.1 Materiais metálicos
Estes materiais são substâncias inorgânicas que contêm um ou mais elementos
metálicos e que podem também conter alguns elementos não metálicos. O ferro, o
cobre, o alumínio, o níquel e o titânio são exemplos de elementos metálicos. Como
exemplos de elementos não metálicos que podem fazer parte da composição de
materiais metálicos citam-se o carbono, o azoto e o oxigénio. Os metais possuem uma
estrutura cristalina, na qual os átomos se dispõem de um modo ordenado. Os metais são
geralmente bons condutores térmicos e eléctricos. Muitos deles são relativamente
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resistentes e dúcteis à temperatura ambiente, e muitos mantêm uma boa resistência
mecânica mesmo a temperaturas elevadas.
Os materiais metálicos (metais e ligas metálicas)1 são habitualmente divididos
em duas classes: a dos metálicos ferrosos, que contêm uma percentagem elevada de
ferro, tais como os aços e os ferros fundidos, e a dos materiais metálicos não ferrosos,
que não contêm ferro ou em que o ferro surge apenas em pequena quantidade. O
alumínio, o cobre, o zinco, o titânio, o níquel, assim como as respectivas ligas, são
exemplos de materiais metálicos não ferrosos.
A figura 1.3 apresenta a fotografia de um motor a jacto de um avião comercial
feito essencialmente de ligas metálicas. As ligas metálicas usadas no interior do motor
têm de ser capazes de suportar as elevadas temperaturas e pressões que se geram
durante o seu funcionamento. Foram necessários muitos anos de investigação e
desenvolvimento tecnológico, realizado por cientistas e engenheiros, para aperfeiçoar
este motor de alto rendimento. A Figura 1.4 mostra como, nos anos mais recentes, os
materiais e as tecnologias de fabrico têm estado associados ao aumento de eficiência
dos motores de propulsão por turbina a gás, Num futuro próximo, a utilização de
materiais compósitos de matriz metálica ou de matriz cerâmica pode mesmo conduzir a
crescentes aumentos de eficiência (Smith, 1998).
Figura 1.3 – O motor de avião a jacto (PW2037) é feito essencialmente de ligas metálicas. Neste motor
são utilizadas as mais recentes ligas de níquel, resistentes a altas temperaturas e com elevada resistência
mecânica (Smith, 1998).
1
1 Uma liga metálica consiste numa combinação de dois ou mais metais ou de um metal (ou
metais) com um não metal (ou não metais).
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Figura 1.4 – Os materiais e tecnologias de fabrico tem estado associadas, ao longo dos últimos anos, ao
aumento da eficiência dos motores de propulsão por turbina a gás (Smith, 1998).
As ligas metálicas são muito usadas em engenharia civil e em conjunto com o
betão constitui um dos materiais mais comuns na construção civil: o betão armado. Nas
Figuras 1.5 a 1.8 apresentam-se obras realizadas com ligas metálicas e betão armado
(material compósito).
Figura 1.5 – Torre Eiffel de 300m de altura em ferro forjado, concluída em 1889, com fundações
realizadas em betão armado ( Collins, 2001).
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Figura 1.6 – Ponte D. Luís, no Porto.
Figura 1.7 – Construção de um reservatório em betão armado (Oland e Baker, 2001).
Figura 1.8 – Golden Gate bridge com um vão de 1280m, concluída
em 1937, é suportada por dois cordões de aço de pré-esforço com
0.924m2 de área formados com 27572 cabos
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1.4.2 Materiais poliméricos (Plásticos)
A maioria dos materiais poliméricos é constituída por cadeias longas ou redes de
moléculas orgânicas (contendo carbono). No que respeita à estrutura, a maioria dos
materiais poliméricos é não cristalina, embora alguns sejam constituídos por misturas de
regiões cristalinas e não cristalinas. A resistência mecânica e a ductilidade dos materiais
poliméricos variam bastante. Devido à natureza da sua estrutura interna, a maioria dos
materiais poliméricos é má condutora de electricidade. Alguns destes materiais são
mesmo bons isoladores e, por isso, são usados nas correspondentes aplicações eléctricas
- Figura 1.9. Em geral, os materiais poliméricos possuem densidades baixas e amaciam
ou
decompõem-se
a
temperaturas
relativamente
baixas
(Smith,
1998).
Figura 1.9 – A placa de circuito e as ligações aqui
apresentadas utilizam o termoplástico de
engenharia poliéter-etercetona, de modo a
satisfazer as rigorosas exigências de resistência
mecânica e estabilidade dimensional a altas
temperaturas e a garantir a integridade do material
sob condições de soldadura (Smith, 1998).
Em construção civil utilizam-se muitos materiais poliméricos –Figura 1.10 e
1.11.
Figura 1.10 – Cabeça de ancoragem e bainhas (Dywidag).
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Figura 1.11– Esquema e fotografia de um sistema de pré-esforço (Dywidag).
1.4.3 Materiais cerâmicos
Os cerâmicos são materiais inorgânicos constituídos por elementos metálicos e
não metálicos ligados quimicamente entre si. Os materiais cerâmicos podem ser
cristalinos, não cristalinos, ou misturas dos dois tipos. A maioria dos materiais
cerâmicos possui elevada dureza e grande resistência mecânica a altas temperaturas;
mas têm tendência a ser frágeis. Nos últimos anos, desenvolveram-se novos materiais
cerâmicos para aplicação em motores. As vantagens da utilização de materiais
cerâmicos em motores derivam do seu baixo peso, grande resistência mecânica e
dureza, boa resistência quer ao calor quer ao desgaste, baixo coeficiente de atrito, e
também das suas propriedades isolantes.
O facto de serem isolantes, conjuntamente com a resistência ao calor e ao
desgaste, faz com que muitos cerâmicos sejam utilizados no revestimento de fornos para
fusão de metais tais como o aço. Uma aplicação importante dos cerâmicos na
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engenharia aeroespacial são os painéis do vaivém espacial (space shuttle). Ao painéis de
ladrilhos cerâmicos protegem termicamente a estrutura interna de alumínio do vaivém,
quer durante a subida quer na reentrada na atmosfera da Terra (Smith, 1998).
Na construção civil os cerâmicos utilizam-se desde longa data – Figura 1.12.
Figura 1.12 – Exemplos de materiais cerâmicos usados na construção civil.
1.4.4 Materiais compósitos
Os materiais compósitos são misturas de dois ou mais materiais. A maioria dos
materiais compósitos consiste numa mistura de um material de reforço ou de
enchimento, devidamente seleccionado, com um material compatível que serve de
ligante (ou matriz), de modo a obterem-se determinadas características e propriedades.
Geralmente, os componentes não se dissolvem uns nos outros e podem ser fisicamente
identificados pelas interfaces que os separam. Existem muitos tipos de compósitos. Um
grande número deles é do tipo fibroso (formados por fibras no seio de uma matriz) ou
de partículas (formados por partículas no seio de uma matriz). Existem também muitas
combinações diferentes de reforços e de matrizes. Dois tipos mais relevantes de
materiais compósitos modernos, para aplicação em engenharia, são constituídos por
fibras de vidro numa matriz de poliéster ou de resina epoxídica e por fibras de carbono
numa matriz de resina epoxídica (Smith, 1998). Dão-se exemplos de materiais
compósitos na Figura 1.13.
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Betão
Fibra de vidro em pasta de cimento
(Hollaway e Hannant, 1998)
Mantas de fibra de vidro (Smith, 1998)
Madeira (Dinwoodie, 1994)
Figura 1.13 – Exemplos de materiais compósitos.
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1.4.5 Materiais electrónicos
Os materiais electrónicos não constituem um grupo importante em termos de
volume de materiais, mas são um grupo extremamente importante em termos de
tecnologias avançadas. O material electrónico mais importante é o silício puro, o qual é
modificado de várias maneiras, a fim de se alterarem as suas características eléctricas.
Um grande número de circuitos electrónicos complexos pode ser miniaturizado num
chip de silício, isto é, num cristal de silício, com a forma de um quadrado com cerca de
0,635 cm (1/4 de polegada) de lado. Foram os sistemas de microelectrónica que
tornaram possível o aparecimento de novos produtos e equipamentos, tais como os
satélites de comunicação, os computadores, as calculadoras de bolso, os relógios
digitais e os robots de soldadura (Smith, 1998).
1.5 Comparação e variabilidade dos materiais
1.5.1 Selecção de materiais
A variabilidade das composições física e química dos diversos materiais tem de
ser considerada pelos engenheiros e projectistas de estruturas que tem de estabelecer
critérios formais para definir que materiais se devem utilizar (Illston, 1998)
Já foi referido que da qualidade dos materiais empregados irá depender a
solidez, a durabilidade, o custo e o acabamento da obra e cabe ao engenheiro escolher o
que melhor atenda às condições pedidas, e que tenha, ao mesmo tempo, uma aparência
agradável e durabilidade suficiente (Vercosa, 2001).
O engenheiro terá que considerar a aptidão do material escolhido para a estrutura
projectada. O critério mais importante na selecção do material é justamente a aptidãopara-o-uso, pois é necessário garantir que o material apresente um desempenho
satisfatório quer durante a fase construtiva, quer em serviço, quando a estrutura já
estiver construída. Satisfazer este critério será, provavelmente, ter que considerar as
propriedades principais do material:
a) O material terá que ser suficientemente resistente de modo a resistir às cargas
a que a estrutura estará sujeita.
b) Os elementos fabricados com o material não poderão deformar-se demasiado.
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c) O material não poderá degradar-se significativamente durante o período de
vida útil da estrutura.
d) Outros aspectos poderão ser incluídos no critérios da aptidão-para-o-uso. Por
exemplo, a impermeabilidade poderá ser essencial, ou o prazo de construção. Também a
estética e os efeitos no ambiente não podem ser esquecidos.
Em muitas situações práticas existe mais de um material que satisfaz os critérios
de aptidão-para-o-uso. Por exemplo elementos em tracção poderão ser feitos de aço ou
madeira, placas de revestimento de edifícios poderão ser executados com compósitos de
fibras, metal, madeira ou alvenaria. Então a questão será resolvida pelo engenheiro que
terá de decidir e julgar qual o material que é mais adequado entre os que satisfazem os
critérios de aptidão-para-o-uso. Á primeira vista parecerá simples esta decisão mas
mesmo com vastos conhecimentos e informações sobre cada material é muitas vezes
necessário recorrer á ajuda de especialistas.
Um outro critério que pode resolver e, em geral, resolve a questão de qual o
material mais adequado dentro dos com aptidão-para-o-uso, é a questão do CUSTO. O
custo estimado de uma obra não poderá exceder, evidentemente, o valor disponível, e
muitas vezes a solução escolhida é a mais barata. Aparentemente esta solução é um
critério simples em que se comparam valores de custos entre as várias soluções. Na
prática, não é assim tão simples. Pois por exemplo poderá haver dificuldades em
interpretar o balanço entre o primeiro investimento e custos de manutenção, ou, por
exemplo, avaliar os custos dos efeitos de não cumprimento de prazos de construção
causado por entregas tardias na obra, do material escolhido (prazos de entrega não
garantidos) (Illston, 1998).
1.5.2 Variabilidade
O utilizador de materiais terá então de considerar os critérios de aptidão-para-ouso para decidir que material empregar. Uma questão importante reside na variabilidade
das propriedades do material em si. Esta variabilidade depende claramente da
homogeneidade do material na estrutura, que, por sua vez depende de como o dito
material foi produzido.
Num extremo da escala a produção de aço constitui um processo bem
desenvolvido e controlado pelo que um determinado tipo de aço pode ser facilmente
reproduzido e a variabilidade de propriedades como a resistência é reduzida; No
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extremo oposto a madeira natural que apresenta nós e defeitos que conduzem
inevitavelmente a uma variação maior dos valores das propriedades.
A maioria das propriedades varia de acordo com a Lei Normal ou de Gauss:
y=
 (x − x)2 
exp −

2σ 2 
σ 2π

1
em que:
y é a função densidade de probabilidade
x é a variável
Consideremos que x representa por exemplo, a resistência. Então esta
propriedade pode ser representada por dois números:
A resistência média, x , para n amostras, é dada por:
x=
∑x
n
A variação da resistência, representada pelo desvio padrão σ , é dada por:
σ2 =∑
(x − x)2
n −1
O desvio padrão apresenta as mesmas unidades que a variável e expressa a sua
variabilidade. Para se compararem diferentes materiais ou diversos tipos do mesmo
material, utiliza-se o coeficiente de variação que é uma grandeza adimensional:
c.v. =
σ
x
Como em principio a madeira natural tem maior variabilidade do que o aço, para
propriedades comparáveis o coeficiente de variação será maior na madeira. É possível
reduzir o coeficiente de variação quando o material é fabricado. Por exemplo, o
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coeficiente de variação de aglomerado de madeira é bastante menor do que de madeira
natural.
Apresentam-se valores típicos da resistência média e coeficientes de variação de
alguns materiais no Quadro 1.1 obtidos em ensaios em provetes do mesmo lote ou
amassadura dos material típico (Illston, 1998).
Quadro 1.1 – Resistências e coeficientes de variação de alguns materiais de construção (Illston, 1998)
Material
Aço
Betão
Madeira
Compósitos
cimentícios com
fibras
alvenaria
Resistência média
MPa
460 tracção
40 compressão
30 tracção
120 tracção
11 tracção
18 tracção
20 compressão
c.v. comentário
%
2
Aço macio de construção
15 Betão de massa volúmica normal.
Provetes cúbicos.28 dias.
35 Resinosas, não classificada
18 Sem nós,de resinosas, paralelamente ás
fibras
10 Contraplacado estrutural
10 Fibras contínuas de polipropileno com
6% (em volume) na direcção das tensões
10
Muros pequenos de tijolo com argamassa
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