O Aço na construção

O aço é uma liga de ferro carbono com no máximo 2,1% de carbono além dos elementos residuais inerentes ao processo de fabricação, tais como fósforo, enxofre, manganês e silício. Ele é obtido a partir de uma rocha conhecida como Hematita. Nas siderúrgicas, a hematita é reduzida formando o ferro gusa, que é a liga de ferro carbono. O agente redutor é o carbono. A liga de ferro carbono com mais de 2,1% de carbono em sua composição é classificada como ferro fundido e a outra parcela é classificada como aço.

Hematita, cuja fórmula é Fe₂O₃, é um óxido de ferro de ocorrência frequente em solos e rochas. Seu nome provém do vocábulo grego αἷμα “haima” referente a “sangue”, devido a sua cor. Por WikiPédia.

Esquema da produção do aço – alto forno

O aço atualmente é produzido em uma estrutura chamada de alto-forno. O alto-forno é um trocador de calor e oxigênio. A massa descendente (minério de ferro, coque e calcário) recebe calor da massa ascendente (ar aquecido e enriquecido com aproximadamente 25% de oxigênio). Então na região inferior do forno (mais quente) ocorre a fusão do minério de ferro e o consequente gotejamento de ferro gusa líquido. Como os minérios estão na natureza em um estado impuro, no ato da fusão as impurezas se destacarão formando o que é conhecido como escória de alto-forno ou simplesmente escória.

A escória será separada do ferro gusa por densidade (sendo menos densa que o ferro gusa, flutua sobre ele) e será destinada para utilização em cimento, fertilizantes entre outras aplicações. Já o ferro gusa, será processado para se tornar em elementos para atender às necessidades do mercado, que inclui a grande indústria da construção civil.

Coque: Material proveniente da calcinação ou destilação de um carvão mineral betuminoso, a hulha.

Esse alto-forno é fabricado em aço. Porém, como no interior dele a temperatura se eleva a ponto de fundir a própria matéria-prima que o produz, é necessário um revestimento interno em material cerâmico refratário para evitar o colapso. A cerâmica é o material mais resistente à altas temperaturas que existe na terra.

Propriedades do aço

Plasticidade

A plasticidade é a propriedade do material não retornar a condição inicial não deformada após a retirada da carga externa. Com isso, surgem as deformações permanentes. Esse tipo de deformação pode aumentar a dureza do material uma vez que altera a sua estrutura.

Ductilidade

A ductilidade é a capacidade do material apresentar deformações antes de se romper quando submetido a ação de carga externa. Essa característica é apreciada na engenharia , pois funciona como um aviso prévio quando a estrutura está submetida a carregamentos que excedem a sua capacidade de suporte com segurança.

Dureza

A dureza é a resistência superficial do aço, principalmente ao rico e à abrasão.

Resiliência

Resiliência no contexto do aço é a sua capacidade de absorver energia mecânica na condição elástica. Os aços de alta resiliência são as molas.

Fluência

A fluência ocorre em função de deformações plásticas que podem ocorrer em pontos de tensão. Estes pontos de tensão aparecem logo após o metal ser solicitado por uma carga constante e sofrer a deformação elástica. No fenômeno ocorre uma redução da área do perfil transversal da peça (denominada estricção). Quanto mais alta for a temperatura, maior será a fluência do aço, porque facilita o início e fim da deformação plástica. Normalmente esse fenômeno só é significativo para temperaturas superiores a 350°C, ou seja, em caso de incêndios.

Fadiga

A fadiga é a ruptura de um material que foi submetido a um carregamento cíclico ou repetido. O aço quando submetido a carregamento cíclico, mesmo sendo dúctil, rompe de forma frágil.

Corrosão do aço

No processo de corrosão, o aço reage com substâncias presentes no ar, tais como oxigênio, enxofre, dióxido de carbono, cloretos e sulfatos. Essa reação é oposta àquela que existiu na fabricação do aço, levando-o, então, para a forma de baixa energia encontrada na natureza. Ou seja, a corrosão é processo inverso ao da metalurgia.

Corrosão uniforme ou por ataque geral

Reação que ocorre uniformemente por toda a superfície.

Corrosão galvânica ou bimetálica

Aço revestido com zinco onde este último é corroído. O zinco é o metal ou anodo de sacrifício.

Corrosão por pit (Perigosa)

Corrosão localizada que produz orifícios ou pites no metal. Resulta em falhas repentinas e não esperada, pois os pites não são facilmente detectados uma vez que ficam tamponados com o produto da corrosão.

Corrosão por frestas

Corrosão eletroquímica localizada em fendas e sob superfícies blindadas onde podem existir soluções estagnadas. O corre sob juntas de válvulas, rebites e parafusos.

Corrosão intergranular

Corrosão localizada em limites de grãos altamente reativos, resultando em desintegração. A região próxima aos limites de grãos se torna anódica e catódica.

Corrosão sob tensão

Fratura causada por efeito combinado de tensão e ambiente corrosivo. Ela se inicia por um pite ou descontinuidade e se propaga perpendicularmente a tensão.

Aço para concreto armado

Categorias das barras de aço

CA-25 – resistência última ao escoamento de 250 MPa
CA-50 – resistência última ao escoamento de 500 MPa
CA-60 – resistência última ao escoamento de 600 MPa

Bitolas das barras de aço

6,3 mm
8,0 mm
10,0 mm
12,5 mm
16,0 mm
20,0 mm
22,0 mm
25,0 mm
32,0 mm
40,0 mm

Bitolas dos fios de aço

2,4 mm
3,4 mm
3,8 mm
4,2 mm
4,6 mm
5,0 mm
5,5 mm
6,0 mm
6,4 mm
7,0 mm
8,0 mm
9,5 mm
10,0 mm

Aço para concreto protendido

Fios para concreto protendido

Conforme a resistência à tração, os fios se classificam nas seguintes categorias:

CP – 145
CP – 170
CP – 175
CP – 190

Os números 145, 170, 175 e 190 representam as resistências mínimas à tração em kN/cm². Pode-se converter esses valores para Mpa multiplicando-os por 10.

Conforme o acabamento superficial, os fios se classificam em:

Liso – L
Entalhado – E

Diâmetros padronizados:

4,0 mm
5,0 mm
6,0 mm
7,0 mm
8,0 mm
9,0 mm

Cordoalhas para concreto protendido

Conforme o número de fios, as cordoalhas são classificadas em:

Cordoalhas de 3 fios

Cordoalha constituída de três fios do mesmo diâmetro nominal, encordoados juntos, numa forma helicoidal, com um passo uniforme.

Cordoalhas de 7 fios

Cordoalha constituída de seis fios de mesmo diâmetro nominal, encordoados juntos, numa forma helicoidal, com um passo uniforme, em torno de um fio central.

Conforme a resistência à tração, as cordoalhas se classificam nas seguintes categorias:

CP – 190
CP – 210

Os números 190 e 210 representam as resistências mínimas à tração em kN/cm². Pode-se converter esses valores para Mpa multiplicando-os por 10.