Materiais de Construção
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Materiais |
Ocorrência: 2023/2024 - 2S
Ciclos de Estudo/Cursos
Sigla |
Nº de Estudantes |
Plano de Estudos |
Anos Curriculares |
Créditos UCN |
Créditos ECTS |
Horas de Contacto |
Horas Totais |
L.EC |
277 |
Plano de estudos oficial |
2 |
- |
6 |
71,5 |
162 |
Língua de trabalho
Português
Objetivos
JUSTIFICAÇÃO E ENQUADRAMENTO:
As construções, nos setores da habitação, redes de transportes, produção e distribuição de energia, ambiente ou outros, têm como constituintes fundamentais os materiais. A segurança, a economia e a durabilidade das construções dependem, portanto dos materiais adotados em cada situação, do modo como estes são produzidos e aplicados, e de como é feita a sua manutenção ao longo da fase de serviço de cada construção.
Quer o engenheiro projetista, quer o diretor de obra, quer o responsável pela fiscalização das construções, e mesmo o engenheiro responsável pela manutenção e avaliação do estado de obras existentes, precisam de saber como selecionar e especificar os materiais ajustados a cada situação, conhecer os seus processos de produção, as suas propriedades fundamentais, as normas que regem a sua utilização e os procedimentos para controlo da sua qualidade (geralmente baseados em ensaios).
Além disso, atualmente é necessário ter em consideração todo o ciclo da vida dos materiais, implementando uma lógica circular, por questões de sustentabilidade na utilização dos recursos do planeta.
OBJETIVOS:
Esta UC fornece conhecimentos e competências fundamentais sobre alguns dos materiais mais empregues na atualidade: aços, agregados, ligantes, argamassas e betões. Aborda a sua produção, as suas características fundamentais, o seu comportamento, e as principais aplicações.
Pretende-se que os estudantes contactem com a realização, em laboratório, de ensaios para avaliar o comportamento dos materiais e controlar a sua qualidade. Este conhecimento prático é imprescindível, nesta área, para que os conhecimentos a adquirir sejam sólidos e ligados à realidade prática da profissão do engenheiro.
Em paralelo, pretende-se que os estudantes resolvam problemas práticos, através da resolução de exercícios escritos.
Resultados de aprendizagem e competências
- conhecimentos de ciências fundamentais
- conhecimentos nucleares de engenharia
- conhecimentos avançados de engenharia (aplicações)
- pensamento e resolução de problemas de engenharia
- experimentação e descoberta do conhecimento
- comunicação (oral e escrita)
- contexto externo e social
Modo de trabalho
Presencial
Programa
1) ESTUDO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Breve introdução aos materiais de construção. Classificação e aplicações dos materiais de construção. Características e propriedades fundamentais.
2) AÇOS
Metais e ligas metálicas. Composição química e classificação dos aços. Produção do aço. Breve referência à evolução histórica da produção do aço. Produção em mini-aciaria. Laminagem e produtos finais. Tratamentos dos aços. Questões ambientais relacionadas com a produção de aço. Comportamento tensão-deformação dos aços: ensaio de tração de um aço. Parâmetros de ductilidade. Fatores que influenciam o comportamento do aço. Aços para betão armado e pré-esforçado: especificações do LNEC; designações e diferenciação visual. Breve referência ao aço estrutural/aço de construção: Eurocódigo 3. Ensaios de dobragem e a sua importância. Ensaios de dureza. Fluência, relaxação de tensões e fadiga: conceitos; importância para o betão armado e pré-esforçado; ensaios. Corrosão do aço: consequências e fatores que influenciam a corrosão. Aço inoxidável como armaduras para betão armado.
3) AGREGADOS
Tipos de agregados. Classificações: segundo a massa volúmica; segundo a dimensão das partículas. EN 12620: forma, dimensão e massa volúmica. Propriedades: dimensão do agregado; granulometria; forma das partículas do agregado grosso; massa volúmica e absorção de água; baridade. Mistura e fracionamento de agregados. Finura das areias: módulo de finura. Representação das areias no triângulo de Feret. Propriedades mecânicas: resistência à fragmentação; resistência ao desgaste; resistência à secagem-molhagem; resistência à congelação. Propriedades térmicas. Ligação pasta de cimento/agregado. Reações expansivas entre o cimento e o agregado.
Substâncias perniciosas no agregado: de origem orgânica; sais; partículas finas, moles, leves e friáveis. Introdução à Economia Circular na Construção.
4) LIGANTES
Classificação. GESSO. Processo de fabrico, principais propriedades e aplicações. CAL AÉREA e CAL HIDRÁULICA. Fabrico, principais propriedades e aplicações. CIMENTOS. Cimento natural. Cimento Portland: processo de fabrico; composição; hidratação; propriedades físicas, mecânicas e químicas; modificações na composição do clínquer; norma NP EN 197. Adições: fíler; escórias de alto-forno; materiais pozolânicos; cinzas volantes; sílica de fumo; cinza de casca de arroz; metacaulino. Reatividade de um material pozolânico. Cimentos especiais: resistente aos sulfatos; de baixo calor de hidratação; com elevada resistência inicial; cimentos brancos.
5) ARGAMASSAS
Definição e aplicações. Principais propriedades e composição.
CALDAS DE INJECÇÃO. Definição e aplicações. Principais propriedades e composição. ADJUVANTES. Definição. Tipologias e principais propriedades. Aplicações.
6) BETÃO
Definição. Fórmula fundamental da composição do betão. Efeito de parede. Segregação. Trabalhabilidade e consistência. Compactação e cura. Água de amassadura. Métodos para o estudo da composição granulométrica do betão: métodos empíricos ou experimentais; métodos que utilizam tabelas e ábacos; métodos das curvas de referência. Estudo do método da curva de Faury. Resistências mecânicas. Módulo de elasticidade. Absorção de água. Retração. Fluência e relaxação. Classes de resistência. Especificação do betão e controlo da conformidade. Durabilidade: mecanismos de degradação. Classes de exposição ambiental e requisitos de durabilidade. Betões especiais. Regulamentação: NP EN 206 e normas relacionadas.
DISTRIBUIÇÃO ESTIMADA:
Conteúdo Científico: 10%
Conteúdo tecnológico: 90%
Bibliografia Obrigatória
; Documentação disponível nos Conteúdos da UC no SIGARRA
Bibliografia Complementar
M. Clara Gonçalves;
Ciência e engenharia de materiais de construção. ISBN: 978-989-8481-17-7
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
- Exposição teórica dos conceitos fundamentais ligados ao estudo dos materiais de construção e às suas aplicações práticas.
- Realização, em laboratório, de ensaios específicos (normalizados) de aços, agregados, cimentos, argamassas e betões, sensibilizando os alunos para as técnicas de caracterização experimental com vista à criteriosa escolha dos materiais nas diferentes aplicações em engenharia civil
- Resolução de problemas práticos.
DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
Para além de serem transmitidos conhecimentos acerca dos fundamentos teóricos, e promovida a sua compreensão, os métodos de ensino adotados permitem que os estudantes tomem contacto com a realidade prática, através da realização de um conjunto alargado de ensaios laboratoriais. Os ensaios dão conhecimento das tecnologias atualizadas de utilização dos materiais, e da normalização técnica vigente a observar para a sua aplicação adequada. A resolução de problemas práticos exercita o pensamento e a procura de soluções através da aplicação de conhecimentos teóricos.
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 |
90,50 |
Frequência das aulas |
71,50 |
Total: |
162,00 |
Obtenção de frequência
A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a esta unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% das aulas presenciais. Este critério aplica-se quer às aulas teóricas, quer às teórico-práticas e práticas laboratoriais.
Estão dispensados do cumprimento de assiduidade:
- os casos previstos nas regras em vigor na FEUP (SIGARRA > Estudantes > Estatutos e Condições Especiais);
- estudantes que tenham cumprido as condições de assiduidade num ano letivo anterior.
Fórmula de cálculo da classificação final
A classificação resulta da realização de duas provas:
- T1, sobre os capítulos de Aços e Agregados;
- T2, sobre a restante matéria.
As provas T1 e T2 têm carácter obrigatório, tendo cada uma um peso de 50% na avaliação. Consistem em testes escritos com a duração de 90 minutos cada.
A classificação, C, de cada estudante, resulta da seguinte fórmula de cálculo:
C = CT1 × 50% + CT2 × 50%
onde:
- CT1 é a classificação na prova T1, a realizar em data a divulgar;
- CT2 é a classificação na prova T2, a realizar na data do exame da Época Normal.
As classificações CT1 e CT2 são dadas na escala de 0 a 20, arredondadas às décimas.
Todos os estudantes inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método. As classificações CT1 e CT2 têm que ser obtidas no ano letivo corrente.
ÉPOCA DE RECURSO:
Estudantes com classificação C negativa terão que realizar o exame da Época de Recurso, que consiste numa prova escrita, sobre a totalidade da matéria, com a duração de 120 minutos. A classificação do estudante no exame da Época de Recurso, na escala de 0 a 20, é designada por CR.
Estudantes que faltem a uma das provas T1 ou T2 terão uma classificação nula nessa prova, tendo portanto que realizar o exame da Época de Recurso sobre a totalidade da matéria
CLASSIFICAÇÃO FINAL:
A classificação final é dada por:
- máximo (C; CR).
Melhoria de classificação
Este ponto aplica-se aos estudantes que já tenham aprovação à unidade curricular, e estejam devidamente inscritos para o efeito na Secretaria Geral de Graduação da FEUP.
A Melhoria de Classificação consiste na realização do exame da Época de Recurso, sobre a totalidade da matéria, com a duração de 120 minutos.