Construção com Novos Materiais

Código:

EC0043

Sigla:

CNMA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Materiais

Ocorrência: 2014/2015 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://civil.fe.up.pt/pub/apoio/Mestr_Estr/NovosMateriais/index.htm
Unidade Responsável:	Secção de Materiais de Construção
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	20	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	60	133

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
Nos últimos anos em virtude das exigências da indústria da construção e das crescentes preocupações ambientais conducentes à sustentabilidade na construção, tem-se verificado um franco desenvolvimento, quer de novos materiais, quer de novas técnicas. O futuro da engenheira civil passa pelo conhecimento da utilização e da aplicação de novos materiais na construção, através da compreensão clara do comportamento dos materiais, da forma dos produtos, das técnicas de aplicação e do dimensionamento e funcionamento posterior das estruturas (novas, reforçadas ou reabilitadas).

OBJECTIVOS:
Transmitir conhecimento a nível dos materiais: projetar para a durabilidade; adições eco-eficientes de resíduos: como cinza de casca de arroz (RHA) e resíduos de vidro moídos. Betões especiais; betão autocompactável; betões poliméricos, betões GRC, materiais compósitos reforçados com fibras (GFRP, CFRP e AFRP); caracterização dos materiais a curto e longo prazo.
Transmitir saber a nível de técnicas: cofragem de Permeabilidade Controlada - CPF; técnicas especiais para betões; técnicas de reforço/reabilitação de estruturas por adição de sistemas de FRP; construções com betões poliméricos; procedimentos gerais de controlo e garantia de qualidade de acordo com as normas NPEN 1504.

Resultados de aprendizagem e competências

COMPETENCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM:
Conhecimento: Descrever as principais especificações técnicas relativas a produtos e sistemas que integram os novos materiais na construção. Identificar as técnicas de execução associadas aos novos materiais. Definir e listar os procedimentos gerais de controlo e garantia de qualidade de acordo com as normas NPEN 1504.

Compreensão: Identificar as principais propriedades dos materiais, a curto e longo prazo. Avaliar os métodos de dimensionamento de estruturas com novos materiais. Selecionar a técnica adequada com vista a projetar reforços de estruturas, a projetar betões com durabilidade a construir com controlo de qualidade.

Aplicação: Estabelecer e calcular o sistema compósito de FRP adequado para um reforço estrutural. Descobrir o tipo de betão polimérico indicado para peças decorativas. Calcular um betão durável e com carácter sustentável.

Análise: Análise de soluções do tipo de material, da técnica de execução e do projeto de execução com novos materiais.

Síntese: Propor novos materiais, novas soluções estruturais, novos cuidados nas técnicas de construção para incremento da resistência, da durabilidade e da sustentabilidade em engenharia civil.

Avaliação: Criticar as soluções escolhidas e as metodologias utilizadas e antever os resultados de construir com novos materiais em conformidade com as normas NPEN 1504.

Prática em Engenharia: Conhecer e contactar com informações disponibilizadas por empresas reais e refletir sobre os seus conteúdos na perspetiva das especificações técnicas dos materiais, do processo de execução e do controlo de qualidade da construção com novos materiais.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Domínio da Língua Portuguesa e/ou Inglesa;

Frequência de unidades curriculares de graduação introdutórias à temática científica versada na presente unidade curricular (Betão Estrutural, Materiais de Construção; Resistência dos Materiais);

O tipo de avaliação é “Avaliação Distribuída sem Exame final”. Os critérios para o cálculo da "Classificação Final" são descritos nos pontos anteriores para todos os Estudantes inscritos na UC.

Programa

1 – Materiais Compósitos (L. Juvandes)
1.1 Introdução
1.2 Argamassas e Betões poliméricos:
1.2.1 Introdução
1.2.2 Betões impregnados com polímeros (BIP)
1.2.3 Betões modificados com polímeros (BMP)
1.2.4 Betões poliméricos (BP)
1.3 Betão reforçado com fibras
1.4 Materiais constituintes de um compósito FRP (Fibras, Matriz polimérica e Aditivos)
1.5 Sistemas Compósitos de FRP na Construção Civil (formas, técnicas de fabrico, propriedades e exemplos de aplicação)

2 – Técnicas de reforço por aplicação de sistemas de CFRP unidireccionais (L. Juvandes)
2.1 História da técnica de colagem: técnica EBR e NSM
2.2 Seleção do sistema compósito
2.3 Recomendações para dimensionamento (Fib, ACI, ISIS, JCI)
2.4 Procedimentos para a execução do reforço
2.5 Controlo e garantia de qualidade
2.6 Projetos de reforço com sistemas compósitos de CFRP
2.7 Reforço à flexão e ao corte por NSM
2.8 Reforço de estruturas de madeira

3  Melhoria da durabilidade de estruturas de betão armado e pré-esforçado (J.Sousa-. Coutinho)
3.1 Introdução à problemática da Sustentabilidade e durabilidade
3.2 Projectar para a durabilidade (Adições: sílica de fumo, Metacaulino, etc)
3.3 Novas Técnicas de melhoria de durabilidade: Considerações gerais
3.4 Sistemas CPF – Cofragem de Permeabilidade Controlada
3.5  Impregnação hidrofóbica, impregnação e revestimentos, Inibidores de corrosão, Uso de armaduras com revestimentos metálicos (zinco). Uso de aço inoxidável como armadura em betão. Sistemas multibarreira.
 
4. Prevenção catódica.  Realcalinização e Dessalinização (Palestrante convidada: Zita Lourenço)
4.1  Considerações Gerais
4.2. Casos Práticos

5 - Utilização de resíduos em betão como contribuição para a sustentabilidade (J.Sousa-Coutinho)
5.1 Introdução à problemática.
5.2 Utilização de resíduos como adições (adições eco-eficienteses)
5.2.1 RHA -Cinza de casca de arroz
5.2.2 Escórias de biomassa
5.2.3 Cinzas volantes de biomassa
5.2.4 Resíduos de vidro
5.2.5 Resíduos de madeira
5.2.6 Resíduos de pedreira
5.2.7 Outros resíduos

6 - Betões especiais (J.Sousa-Coutinho com o apoio da Prof Sandra Nunes)
6.1 Considerações gerais
6.2 Betões auto-compactáveis
6.3 Betões auto-compactáveis com resíduos

 
DISTRIBUIÇÃO MATÉRIAS: Cap. 1: 15%; Cap. 2: 35%; Cap. 3-7: 50%;

Conteúdo Científico – 50%
Conteúdo Tecnológico – 50%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:

Nos últimos anos em virtude das exigências da indústria da construção e das crescentes preocupações ambientais conducentes à sustentabilidade na construção, tem-se verificado um franco desenvolvimento, quer de novos materiais, quer de novas técnicas. O futuro da engenheira civil passa pela conhecimento da utilização e da aplicação de novos materiais na construção, através da compreensão clara do comportamento dos materiais, da forma dos produtos, das técnicas de aplicação e do dimensionamento e funcionamento posterior das estruturas (novas, reforçadas ou reabilitadas).

Bibliografia Obrigatória

Luís F. Juvandes; Strengthening and rehabilitation of concrete structures with composite materials CFRP , FEUP edições, 1999 (PhD thesis)
CEB - FIB; Externally bonded FRP reinforcement for RC - fib Bulletin Nº14, Federation Internationale du Béton (Fib), 2001. ISBN: 2-88394-054-1/1562-3610 (fib technical report, Switzerland, Lausanne)
European standard, CEN; NP EN 1504 (Part 1 to 10) - Products and systems for the protection and repair of concrete structures, IPQ, Portugal, 2006 (European standard)
Maria Joana Álvares Ribeiro de Sousa Coutinho; Melhoria da durabilidade dos betões por tratamento da cofragem. ISBN: 972-752-073-1
Joana S. Coutinho; Properties of hardened Concrete. Chpt. 14 - ICE Manual of Construction Materials, Thomas Telford, Uk, 2009. ISBN: 978-0-7277-3642-0 (Capítulo de Livro)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas são de exposição oral da matéria, no quadro e com a projeção de transparências, de slides e filmes, para uma melhor organização e ilustração das matérias. No fim de cada assunto são formulados e resolvidos alguns problemas-tipo. Algumas transparências exibidas nas aulas teóricas e alguns documentos da lista bibliográfica estão disponíveis para os alunos por intermédio de uma web-page pública. Os assuntos versados nas aulas teórico-práticas, que concretizarão matéria dada nas aulas teóricas, sobretudo no que se refere á Melhoria de Durabilidade e Betões Especiais consistirão, alguns deles, em trabalhos práticos no Laboratório de Ensaio de Materiais, Labest e no Laboratório de Durabilidade. As aulas teórico-práticas referentes aos assuntos de Materiais Compósitos irão incluir exercícios de aplicação de novos critérios de projeto e de construção dos materiais, sobretudo, no reforço à flexão, ao corte e ao aumento da compressão e de ductilidade de elementos estruturais. Pontualmente, serão propostas aulas práticas no Laboratório de Estruturas e no INEGI para avaliação de propriedades dos materiais (segundo as normas em vigor). Serão também organizadas, por especialidades, palestras, conferências e visitas de estudo a obras em que os novos materiais e as novas técnicas de construção sejam objeto de análise.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:

Estabelecer e calcular o sistema compósito de FRP adequado para um reforço estrutural. Descobrir o tipo de betão polimérico indicado para peças decorativas. Calcular um betão durável e com carácter sustentável. Análise de soluções do tipo de material, da técnica de execução e do projeto de execução com novos materiais. Propor novos materiais, novas soluções estruturais, novos cuidados nas técnicas de construção para incremento da resistência, da durabilidade e da sustentabilidade em engenharia civil. Criticar as soluções escolhidas e as metodologias utilizadas e antever os resultados de construir com novos materiais em conformidade com as normas NPEN 1504. Conhecer e contactar com informações disponibilizadas por empresas reais e refletir sobre os seus conteúdos na perspetiva das especificações técnicas dos materiais, do processo de execução e do controlo de qualidade da construção com novos materiais.

Software

FRP Lamelle

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia do betão
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia estrutural

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	48,00
Total:	98,00

Obtenção de frequência

As aulas teóricas e teórico-práticas são de Frequência (Assiduidade) obrigatória.

Para obtenção de Frequência (Assiduidade) o estudante não pode exceder o número limite de faltas às aulas referidas de acordo com as Regras de Avaliação do MIEC. No presente ano letivo tal limite é fixado em:

- Aulas teóricas-práticas - 3 faltas.

Estão dispensados da obtenção de Frequência os casos seguintes (Regras de Avaliação do MIEC):

- Previstos na lei, nomeadamente os trabalhadores estudantes;

- Os estudantes que, tendo cumprido as condições de assiduidade em anos letivos anteriores, o requeiram aos docentes responsáveis da unidade curricular, até à antepenúltima semana do semestre (13ª semana).

Este ponto refere-se, somente, à obrigatoriedade de Frequência (Assiduidade), excluindo-se a informação de obtenção da classificação da componente de Avaliação Distribuída que é regulada no ponto de "Cálculo da Classificação Final".

Sublinha-se que a classificação da Avaliação Distribuída é obtida sempre no ano letivo em curso. Não será atribuída qualquer classificação numérica de Frequência (Assiduidade).

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final é definida com base numa "Avaliação Distribuída sem Exame Final”.

1. AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA (EN)

A componente de Avaliação Distribuída é obrigatória e é sempre efectuada para o ano letivo em curso. A classificação da avaliação distribuída previamente obtida em anos letivos anteriores não é mantida no ano em curso.

A componente distribuída consiste na avaliação de conhecimentos em 2 mini-testes (provas escritas), com iguais pesos. Realizam-se no horário coincidente com as aulas teóricas, em salas de informática, nos moldes e em datas definidas nos Conteúdos da UC. Estes mini-testes recorrem ao sistema SIGEX, com duração média até 2 horas, sem consulta e classificados na escala de 0 a 20 valores, arredondado às unidades.

Os Estudantes que faltem a um mini-teste, com justificação aceite pela direção do MIEC, têm a possibilidade (única) de repetir a prova em data a combinar com o regente, no período mais breve possível da ocorrência e de acordo com as Regras de Avaliação do MIEC.

2. EXAME DE RECURSO (ER)

Segundo as Regras de Avaliação do MIEC em vigor.

3. Cálculo da CLASSIFICAÇÃO FINAL (CF)

A classificação final (CF) é definida pela fórmula de cálculo seguinte:

CF = max {EN ; ER}

A “Classificação Final”, na base 0-20 valores, é arredondada à unidade.

A classificação (EN) será a média ponderada das classificações obtidas na componente “Avaliação Distribuída” (CAD) segundo a fórmula de cálculo:

EN = PA1 x CAD1 + PA1 x CAD2

CAD1 – classificação da prova de avaliação 1 (1º mini-teste) a realizar durante uma aula (teórica);
CAD2 – classificação da prova de avaliação 2 (2º mini-teste) a realizar durante uma aula (teórica);
Às classificações CAD1 e CAD2 estão associados o seguinte peso:
PA1 = 50%

A classificação de Recurso (ER) será a classificação obtida na Época de Recurso (CER) segundo a fórmula de cálculo:

ER = PA2 x CER

Associado o seguinte peso:
PA2 = 100%

O cálculo da “Classificação Final” de estudantes que já tenham aprovação à UC (classificação final igual ou superior a 10 valores) e se submetam a “Exame Recurso” é regido pelos critérios de “Melhoria de Classificação Final”.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável este ano.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável este ano.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação de conhecimentos para os Estudantes que requerem Exames Especiais, ao abrigo das Regras de Avaliação da FEUP, é efetuada exclusivamente num momento único por realização de um exame escrito e sem consulta, sobre todo o programa lecionado (matéria dos 2 mini-testes).

A classificação do Exame Especial, na base 0-20 valores, é arredondada à unidade.

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES DA MOBILIDADE:

Domínio da Língua Portuguesa e/ou Inglesa;

Frequência de unidades curriculares de graduação introdutórias à temática científica versada na presente unidade curricular (Betão Estrutural, Materiais de Construção; Resistência dos Materiais);

O tipo de avaliação é “Avaliação Distribuída sem Exame final”. Os critérios para o cálculo da "Classificação Final" são descritos nos pontos anteriores para todos os Estudantes inscritos na UC.
...............................................................
Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 5 horas/semana

Melhoria de classificação

Só têm acesso à melhoria de “Classificação Final” os estudantes que já tenham aprovação à UC e estejam devidamente inscritos para o efeito na Secretaria Geral de Graduação da FEUP.

A melhoria de Classificação será efetuada exclusivamente no período de Exame Final, por realização de um exame escrito sobre toda a matéria lecionada na UC, sem consulta, com duração até 120 min. A Classificação, na base 0-20 valores, é arredondada à unidade.

A “Classificação Final” à UC será o maior valor entre a classificação obtida na aprovação anterior à UC e a classificação obtida no presente Exame de Melhoria, na base 0-20 valores e arredondada à unidade