materiais de construção civil i
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Objetivo
• Demonstrar a relevância (social, econômica e ambiental), as oportunidades profissionais e a crescente inovação dos materiais de construção.
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http://radar09.com.br/userfiles/27jan2013---incendio-de-grande-proporcao-atinge-a-boate-kiss-no-centro-de-santa-maria-rs-1359280038175_956x500.jpg
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Causa do Incêndio Boate Kiss
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Show pirotécnico embaixo de teto coberto com espuma de poliuretano sem aditivo retardador de chama
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Já havia acontecido antes:
The Station Nightclub Fire – 100 mortos(Rhode Island 2003, USA)
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Buenos Aires 2004 194 mortosShenzen 2008 48 mortos Bangkok 2009 66 mortosLame (Russia) 2009 150 mortos
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Investigação cientifica (NIST 2005)
The experiments ….demonstrated that the shower of sparks could ignite non-fire retardant polyurethane foam, but that the sparks were not able to ignite fire retardant polyurethane foam, wood paneling or gypsum board…”
Recommendations:
• Materials that ignite easily and propagate flames rapidly, should be • clearly identifiable
• forbidden as an interior finish material in all nightclubs.
•…
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NIST Report of the Technical Investigation of The Station Nightclub Fire . Vol. 1 e 2, 2005 http://www.nist.gov/manuscript-publication-search.cfm?pub_id=100988
Detalhamento da pesquisa, com videos:http://magazine.sfpe.org/fire-modeling/nist-station-nightclub-fire-investigation-physical-simulation-fire
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https://4.bp.blogspot.com/-WEv0yBpQZaA/Uk6qr4X-t_I/AAAAAAAATAw/02lQ0NL1IvY/s1600/DSC01157.JPG
Queda de revestimento de fachada tem elevado risco
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Porque (1)
Materiais mal especificados por engenheiros e arquitetos podem colocar vidas em risco.
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Porque (2)
• Materiais são parte importante dos investimentos em construção, operação e manutenção nas cidades, incluindo toda a sua infraestrutura.
• Indústria de materiais de construção é importante empregadora de engenheiros e arquitetos
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Cadeia da Construção
• Representa 9-10% do PIB Brasileiro• ~500-600 bilhões de reais (2016)
• Emprega 13,4% dos trabalhadores registrados
• Indústria de Materiais• 1% do PIB (58 bilhões de reais)
Fontes: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) .FIESP. Construbusiness. 2016 ;
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Porque (3)Influenciam na manutenção e
vida útil da construção
https://vejasp.abril.com.br/cidades/viaduto-marginal-pinheiros-descaso/
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Consumo de materiais de construção
Krausman et al. 2009 http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2009.05.007
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Porque (4)
• Ao decidirem por um material, arquitetos e engenheiros definem os impactos ambientais no ciclo de vida (extração, transporte, fabricação dos materiais, construção, uso e pós-uso)
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Transformação dos materiais
• Podem requerer grande quantidade de energia na transformação• Cerâmicas, Cimentos
• Metais (aço, alumínio, etc)
• Queima de combustíveis fósseis
• CH4 + O2 → CO2+ H2O + E
• Matérias-primas (aquecimento)• CaCO3 → CaO + CO2 (fabricação do cimento)
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Materiais
MetaisAço
Alumínio
Cobre
...
CeramicosCimento
Rochas
Cerâmicas
Vidro
Poliméricos
Plásticos
Madeira
Tintas
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Gelo?
http://www.worldfortravel.com/2015/01/28/ice-hotel-quebec-canada/
Ice Hotel - Quebec
Ice Hotel - Quebec
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PapelChristchurch (New Zealand) 2013. Arq. Shigeru Ban. Vida útil de Projeto: 50anos
http://www.shigerubanarchitects.com/works/2013_cardboard-cathedral/index.html
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UMA HISTORIA DE INOVAÇÃONovos materiais, novas formas de aplicação, novas soluções construtivas
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Antiguidade – ~1600
• Rocha
• Biomassa
• Solo
• ~7500 AC Cal (argamassa, pinturas)
• ~7500 AC Gesso (argamassa, pinturas)
• ~5000 AC Tijolos cerâmicos
• ~50 AC Argamassa hidráulica
• ?? Tinta de óleos vegetais
• Bronze, Cobre ~300 AC
• Vidros em janelas ~100 AC
• Ferro forjado ~50 AC
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Pont du Gard – França (40-60 AC)
The bridge is part of the Nîmes aqueduct, a 50 km-long (31 mi) structure built by the Romans.
49m high and now 275m long (it was 360m when intact)Foto: Benh LIEU SONG
http://en.wikipedia.org/wiki/Pont_du_Gard
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1600 – 1900 – Revolução industrial
• 1670 Vidro em chapas
• 1750 Colunas de aço
• 1820 Telhas de aço galvanizado
• 1824 Cimento Portland
• 1850 Concreto Armado
• 1850 Madeira compensada
• 1856 Aço – Bessemer
• 1870 – Linoleum (revestimento de piso)
• 1888 Alumínio (Hall-Héroult)
• 1894 Cimento reforçado com Amianto (Hatschek)
• 1894 Gesso Acartonado (Brasil: 1990)
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Torres em alvenaria de granito, cabos de aço flexiveis , treliças metalicas
Brooklin Bridge – Nova York 1883
486m de vão
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1900-2000
• ~1900 Tubos aço galvanizado
• 1930 Tubos de PVC (Brasil 1980)
• 1940 Madeira laminada e colada
• 1957 Vidro “float”
• 1960 - ... Petroquimicos em acabamento
• Tintas sintéticas (vinilicas, epoxy, )
• Adesivos• Elementos decorativos• Pisos • Isolantes térmicos
• 1970 ... Compósitos• Membranas Reforçadas com
fibras (teflon, PVC..• Poliéster reforçado com
fibras de vidro • Materiais cimentícios
reforçados com fibras de vidro
• Madeiras aglomeradas • Concretos reforçados com
fibras de aço
• 1980-... Concretos avançados• Concretos de alta resistencia• Pós reativos• Concretos auto- adensáveis
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Salginatobel Bridge – Suiça 1930
133 metres
http://en.wikipedia.org/wiki/Salginatobel_Bridge
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http://raredelights.com/wp-content/uploads/2013/12/Woolworth-Building-2.jpg
O elevador, o açoos arranha-céus
29/09/2013 V.M.John
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Fachadas de vidrose tornam possiveis
1956-1959
THE CORNING GLASS BUILDING ou Steuben Glass .Harrison, Abramovitz & Abbe
29/09/2013 V.M.John
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Passarela com Piso de Vidro
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?p=59269535
James Joyce Bridge – Dublin – Irlanda – Arquiteto espanhol Santiago Calatrava
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Panéis em alumínio composto (1969)
http://img.archiexpo.com/images_ae/photo-g/aluminium-cladding-composite-1616-7219181.jpg
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Ponte “Millau”
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Pilares de concreto de alta resistência (max 244m de altura) .Viga, torres da superestrutura em aço.
Pavimento de concreto reforçado com fibras sem juntas.
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The material of the skin is
called ethylene-
tetraflourehtylene – ETFE –
Fire resistant
Allianz Arena
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chegando no mercado....
• Vidros e cerâmicas auto-limpantes
• Concretos auto-limpantes
• Tintas frias
• Materiais de mudança de fase
• Materiais com gradação funcional
• Liga alumínio-aço
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Concreto Auto-limpante fotocatalitico(Ciencia: nano particulas de anatasio)
Degrada sujeira e a poluição do ar.
Arq. Richard Meier. Igreja do Jubileu, Roma, 2003Radiação UV
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Impressoras 3D geram materiais com propriedades gradadas
http://www.rapidreadytech.com/2012/01/mits-natural-approach-to-3d-printing/
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Materiais de ConstruçãoDisponíveis
.. - 1600 1600-1900 1900-2000 2000 - ...
~200
~20<10
?
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Engenheiros civis e Arquitetos
• Selecionam & Especificam materiais para cada construção
• Desenvolvem soluções e materiais inovadores.
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Objetivo do curso
• Capacitar os alunos a entender materiais, capacitando para selecionar, especificar e desenvolver soluções inovadoras de materiais de construção, através do domínio dos fundamentos de ciência dos materiais, dos requisitos de desempenho (incluindo durabilidade) e do impacto ambiental.