COMPÓSITOS 1

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Prof. Patrícia Paty Santos: Esp. Tecnologia e Gerenciamento de Obras 
MATERIAIS COMPÓSITOS 
RESUMO DA AULA ANTERIOR 
Prof. Esp., Arq. Patrícia Paty Santos 
VAMOS 
RELEMBRAR? 
Definição dos materiais cerâmicos, argilas... 
 Processo de fabricação; 
 Propriedades; 
 Classificação dos produtos cerâmicos; 
 Defeitos/Patologias das cerâmicas; 
 Normas e Ensaios Técnicos; 
 Aplicação na construção civil. 
ASSUNTOS DA AULA 
 Definição 
 Propriedades 
 Classificação; 
 Normas e Ensaios Técnicos. 
 Patologias dos compósitos; 
 Aplicação na construção civil. 
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COMPÓSITOS 
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 COMPÓSITOS: 
DEFINIÇÃO 
“(...) qualquer material multifásico que exiba uma proporção significativa das 
propriedades de ambas as fases que o constituem, de tal modo que é obtida uma 
melhor combinação de propriedades (CALLISTER, 2008). 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
Compósitos 
Reforçado 
com Partículas 
Reforçado com 
Fibras Estrutural 
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Alinhado 
Orientado 
Aleatoriamente 
Natural 
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 ESTRUTURA: 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 As propriedades dos materiais compósitos 
dependem de vários fatores, dentre eles: 
 
 Propriedades da matriz e do reforço; 
 Conteúdo do reforço; 
 Orientação do reforço; 
 Método de produção do material compósito. 
 PROPRIEDADES: 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 PROPRIEDADES: 
 Os compósitos podem obter tais propriedades: 
• Absorver deformações; 
• Aumentar tenacidade em extensão; 
 
 Quando com materiais cerâmicos: 
• Elevada dureza; 
• Baixar resistência ao impacto e choque térmico. 
CLASSIFICAÇÃO 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: 
FIBROSOS LAMINADOS PARTICULADOS 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: FIBROSOS 
• Fibras continuas, descontinuas ou Wiskeres, colocados em uma matriz. 
• Tem uma influência significativa sobre as propriedades dos compósitos reforçados 
com fibras. 
 
 
• Descontinuo curto (alinhado); 
• Descontinuo curto (aleatório); 
• Continuo (alinhado). 
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 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: FIBROSOS 
MADEIRA POLIMÉRO COM FIBRA 
DE VIDRO 
FIBRA DE CARBONO 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: LMINADOS 
• Camadas alternadas de materiais diferentes 
como metais, vidros, tecidos ou papeis 
impreguinados com polímeros. 
• São, em geral, de matriz polimérica reforçada 
com fibras longas de alta resistência. 
• Devido à maior rigidez e resistência, os 
laminados são geralmente de fibra de 
carbono. 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: LMINADOS 
METAIS 
VIDROS 
TECIDO FIBRA 
DE CARBONO 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: PARTICULADOS 
• Os materiais são equiaxiais: podem ter forma esférica. São compostos com 
uma matriz metálica ou poliméricos. 
• São duas sub-classificações de compósitos 
particulados: Compósitos com partículas grandes e 
compósitos reforçados por dispersão. 
• Para muitos destes compósitos, a fase particulada é 
mais dura e rígida do que a matriz. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS: PARTICULADOS 
• CMP – Compósito de matriz polimérica; 
• CMC – Compósitos de matriz cerâmica; 
• CMM – Compósito de matriz metálica. 
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 CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS 
Fig.6 - Organograma dos tipos com exemplos 
FONTE: Miguel Prado, 2014. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 REFORÇADO COM PARTICULAS: 
• Partículas grandes: Interação entre matriz-
partícula ocorre em nível não-atômico; por esse 
motivo, o material reage internamente ao ser 
solicitado por uma força, dividindo-a entre fase matriz 
e dispersa. 
 
• Dispersão: Reforço ocorre devido à interação a 
nível atômico ou molecular; 
• Assim, ao ser solicitada por uma força, a matriz a 
absorve quase totalmente, restando para as 
partículas dispersas impedir/dificultar a dissipação 
das discordâncias no material. 
Um exemplo clássico de compósito reforçado com 
partículas grandes é o concreto simples. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 REFORÇADO COM PARTICULAS: 
O termo “grande” é usado para indicar que as interações partícula-matriz não 
podem ser tratadas em nível atômico ou molecular e sim pela mecânica do 
contínuo. 
• Essencialmente, a matriz transfere parte da tensão aplicada às partículas, as 
quais suportam uma fração da carga. 
• O grau de reforço depende de uma ligação forte na interface matriz-partícula. 
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 REFORÇADO COM PARTICULAS: 
CARBETO CIMENTADO 
WC - Co 
BORRACHA COM 
NEGRO DE FUMO 
Os Compósitos com partículas 
grandes são utilizados com os três 
tipos de materiais (metais, polímeros e 
cerâmicas); 
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 REFORÇADO COM PARTICULAS: 
• A resistência mecânica do concreto pode ser melhorada com a inserção de barras de aço 
(concreto armado), ou também com a imposição de tensões usando a técnica de protensão. 
Cabos de protensão Concreto Armado 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 REFORÇADO COM PARTICULAS: 
• Concreto: material compósito que 
consiste em um agregado de 
partículas ligadas entre si em um 
corpo sólido através de algum tipo de 
meio de ligação, isto é, um cimento. 
 
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 REFORÇADO COM FIBRAS: 
• Em geral deseja-se nesses materiais alta resistência, 
tenacidade e rigidez em relação ao seu peso. 
• As fibras são elementos descontínuos de vários 
aspectos geométricos. 
 Exemplos de fibras: 
• De Vidro; 
• De Carbono; 
• De aramida. 
 
 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 REFORÇADO COM FIBRAS: 
• Grupo especial de nano compósitos reforçados por dispersão de partículas de 10 a 250nm 
de diâmetro é classificado como compósitos reforçados por partículas. 
 
• Fase dispersa: partículas finas de óxidos ou cerâmicas covalentes formadas em uma matriz 
metálica. Elas interferem com o movimento de discordâncias aumentando a resistência 
mecânica, até a elevadas temperaturas. 
 
 
 Exemplo: Nano tubos de Carbono, usada 
 para estruturas aeroespaciais. 
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 REFORÇADO COM FIBRAS: 
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 REFORÇADO COM FIBRAS: 
(a) Material com fibras contínuas e Alinhadas; 
(b) Material com fibras descontínuase 
Alinhadas; 
(c) Material com fibras descontínuas e 
orientado aleatoriamente. 
• Esse tipo de compósito tem por objetivo aliar resistência e/ou rigidez elevadas. Os 
principais diferenciais entre os tipos de compósitos reforçados com fibras estão nos 
comprimentos e nas orientações das mesmas. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ARRANJO DA FASE DISPERSA: 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 REFORÇADO COM FIBRAS: 
Este um exemplo de compósito 
reforçado com fibras descontínuas e 
orientado aleatoriamente. 
Telhas de fibra de vidro que tem 
polímeros como matriz. 
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 REFORÇADO COM FIBRAS: 
• Concreto reforçado com fibras 
contínuas e alinhadas. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ESTRUTURAL: LAMINADOS 
• Grupo muito particular de um conjunto de 
materaglomera um reforço. 
 
• Distinguem-se diversos tipos quanto à natureza 
do reforço (fibras longas, fibras curtas, 
partículas, etc.), matriz (polimérica, metálica, 
cerâmica, etc.), processo de fabrico, etc. Os 
laminados compósitos são em geral de matriz 
polimérica reforçada com fibras longas de alta 
resistência 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ESTRUTURAL: LAMINADOS 
•Devido à maior rigidez e resistência, os 
laminados são geralmente de fibra de carbono. 
As fibras apresentam-se sob a forma de finos 
filamentos agrupados. 
• A matriz aglomerante permite a transmissão de 
carga para as fibras e confere a conformabilidade 
necessária a um material estrutural. 
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 ESTRUTURAL: PAINÉIS SANDUÍCHE: 
• Projetados para serem vigas ou painéis 
de baixo peso com rigidez e resistência 
alta. Composto por duas laminas 
externas e um núcleo mais espesso. 
 
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 ESTRUTURAL: PAINÉIS SANDUÍCHE: 
(a) Esquema de um painel-sanduíche; 
(b) Empilhamento de camadas sucessivas formando um compósito laminado. 
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 ESTRUTURAL: PAINÉIS SANDUÍCHE: 
• Fachadas feita 
com painéis-
sanduíche 
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 ESTRUTURAL: PAINÉIS SANDUÍCHE: 
• Laje escorada devido as fraturas 
• Detalhe das laminas de fibra de carbono 
aplicada, para reforçar a estrutura. 
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 ESTRUTURAL: PAINÉIS SANDUÍCHE: 
• Laminados feitos com 
Polímeros reforçados com 
fibras, para reforço estrutural 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 NATURAIS: FIBRAS 
• As fibras naturais existem em abundância e têm seu uso 
motivado por serem renováveis, biodegradáveis, pela sua 
disponibilidade a baixo custo, muitas vezes como 
resíduos, possibilitando a produção de compósitos também 
viáveis economicamente. 
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 NATURAIS:MADEIRA 
• A madeira é um compósito natural formado 
fundamentalmente por um arranjo 
complexo de celulose reforçadas por uma 
substância polimérica 
denominada lenhina e por outros 
compostos orgânicos, numa estrutura 
celular essencialmente longitudinal. 
 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 NATURAIS:MADEIRA 
•As madeiras são classificadas em dois 
grandes grupos: macias 
(gimnospérmicas) e duras 
(angiospérmicas). 
 
•Se a semente da árvore estiver exposta o 
lenho será do tipo macio, se estiver 
coberta será do tipo duro. 
NORMAS E ENSAIOS 
TÉCNICOS 
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 NORMAS TÉCNICAS: 
Ensaio de Tração ISO 527, ASTM D412 : É utilizado para determinar a curva Tensão x Deformação e medir as 
propriedades de Resistência à Tração. 
Ensaio de Flexão ASTM D790 ,ISO 178: É utilizado para determinar as propriedades de Resistência à Flexão, Módulo de 
Elasticidade, Deformação sob Flexão, etc 
Ensaio de Impacto ASTM D256,ASTM D4812 : Izod ou Charpy são utilizados para determinar a propriedade de 
Resistência ao Impacto. 
Ensaio de Compressão ASTM D695,ISO 604: É utilizado para determinar as propriedades de Resistência à Compressão, 
Módulo de Elasticidade, Tensão de Escoamento, Deformação sob Compressão, etc. 
Ensaio de Rasgamento ASTM D624, ISO 34: É utilizado para determinar a propriedade de Resistência ao Rasgamento, 
onde a ruptura mecânica é iniciada e propagada no local de uma alta concentração de tensão causada por um corte, 
defeito, ou deformação localizada. 
Ensaio de Dureza Shore ASTM D2240, ISO 868: É medida pela a resistência à penetração de uma ponta (penetrador) 
quando aplicada uma carga sobre a mesma. 
Ensaio Compression Set ASTM D395, ISO 815: É utilizado para avaliar a habilidade das borrachas em reter propriedades 
elásticas após a ação prolongada de tensões e deformações compressivas. 
 
 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ENSAIOS TÉCNICOS: 
 
• Tração: Rigidez a tração e resistência mecânica a 
fibra. 
 
• Compressão: Depende da rigidez e da qualidade 
de aderência da resina em ser capaz de manter as 
fibras alinhada. 
 
• Cisalhamento: Transfere as tensões através dos 
compósitos. 
 
• Flexão: Combinação dos três. 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ENSAIOS TÉCNICOS: 
 
• Ensaio de Compressão: utilizado para determinar as 
propriedades de Resistência à Compressão, Módulo de 
Elasticidade, Tensão de Escoamento, Deformação sob 
Compressão, etc. São muitos utilizados para obtenção de 
dados para pesquisa e desenvolvimento, controle de 
qualidade e especificações. 
• Ensaio de Rasgamento: utilizado para determinar a 
propriedade de Resistência ao Rasgamento, onde a 
ruptura mecânica é iniciada e propagada no local de uma 
alta concentração de tensão causada por um corte, 
defeito, ou deformação localizada. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ENSAIOS TÉCNICOS: ALINHAMENTO 
Os ensaios de alinhamento auxiliam na prevenção de 
falhas. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ENSAIOS TÉCNICOS: ALINHAMENTO 
1. Alinhamento correto dos 
dispositivos de fixação. 
2. Desalinhamento concêntrico 
entre os dispositivos de fixação 
superior e inferior. 
3. Desalinhamento angular 
entre os dispositivos de fixação 
inferior e superior. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 ENSAIOS TÉCNICOS: PORQUE FAZER ALINHAMENTO? 
Ensaio em um metal dúctil: 
Ensaio em um Compósito 
reforçado com fibra: 
 Desalinhamento introduz 
distribuição de tensão desigual 
 Aumento do limite de 
escoamento na região de alta 
tensão, mas continua a suportar 
carga 
 Redistribuição da carga, gerando 
a redução do efeito de 
desalinhamento. 
 
 Desalinhamento introduz 
distribuição de tensão desigual 
 Fibras na região de alta tensão 
falham 
 A tensão aumenta no restante 
das fibras, causando falha 
rápida . 
 O desalinhamento tem um 
efeito significativo sobre os 
resultados de ensaio. 
 
PATOLOGIAS 
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 PATOLOGIAS: 
 Concreto Armado 
 
• Patologia de corrosão: A corrosão de armadura é uma 
das mais frequentes patologias encontradas nas estruturas 
de concreto armado, e pode trazer problemas na sua 
recuperação,em custos e e aspectos operacionais. 
 
 • Tratamento: Além de pituras com materiais epóxicos e 
concreto com aditivos, o uso de materiais compósitos 
fabricados com fibras especiais imersas em resinas 
poliméricas para solucionar o problema podem ser tambem 
bastante uteis. 
 
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 PATOLOGIAS: 
 Fissuras na Pavimentação 
 
• Patologia: Fissuras de retração ao longo de toda a 
extensão do trecho da avenida. 
 
• Tratamento: Injeção de resina epóxi e utilização de 
fibras de polipropileno para evitar fissuras, mesmo não 
tendo sido especificadas no projeto original. As fibras são 
incorporadas no misturador da concreteira a uma 
dosagem de 600 g/m3 e por serem extremamente finas e 
maleáveis não ficam aparentescna superfície do 
concreto. 
 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 PATOLOGIAS: 
 Microflambagem 
• Patologia: Deformação ocasionada nas fibras 
do laminado quando submetido a esforços de 
compressão formando pequenas desaderência na 
interface fibra/matriz conforme observado na 
figura abaixo. 
Microflambagem em fibras 
APLICAÇÃO NA 
CONSTRUÇÃO CIVIL 
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 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
MADEIRA PLÁSTICA – DECK E BANCOS EM MADEIRA. 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
PAINÉIS PERGOLADO 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
FÔRMAS PARA CONCRETO 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
RESERVATÓRIOS 
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 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
PONTES EM FIBRA DE CARBONO 
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 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
PRÉ-FABRICADOS – ESQUADRIAS E CASAS 
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MATERIAIS COMPÓSITOS 
 APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: 
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE VIDRO 
REFERÊNCIAS 
• FONTE: Disponível em: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/carmeane/materiais/AULA_12___MADEIRA_2014.pdf. Acesso em: Jan. 2016. 
• FONTE: Disponível em: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/carmeane/materiais/AULA_12___MADEIRA_2014.pdf Acesso em: Jan. 2016. 
 FONTES: Disponível em: no Livro Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia Dos materiais . Volume 2, 3° edição- revista e 
atualizada, Autor : Geraldo C. Isaia. 
 FONTE: CALLISTER jr; William D.. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Traduzido por Sérgio Murilo Stamile Soares. 7a Edição. Rio de Janeiro: 
LTC - Livros técnicos e científicos, 2008. 705 p. ; 
 FONTE: Testes de Compósitos, disponível em <https://pt.wikipedia.org/wiki/Comp%C3%B3sito#Testes> Acesso 01/11/2017; 
 FONTE: Disponível em: http://reforcodeestruturas.com.br/fibradecarbono/engenharia/fibras-de-carbono-obras/page/2/ Acesso em 04/11/2017; 
 FONTE: Disponível em: http://fabricacaodecompositos.blogspot.com.br/ Acesso em 04/11/2017; 
 FONTE: Disponível em: http://www.engenhariacivil.com/utilizacao-plasticos-reforcados-fibras-construcao Acesso em 05/11/2017 ; 
 FONTE: Disponível em: Normas Técnicas, disponível em <https://web.fe.up.pt/~stpinho/teaching/feup/y0506/Capitulo7.pdf> Acesso em 07/11/2017 ; 
 FONTE: Disponível em: Normas Técnicas, disponível em <http://institutossenai.org.br/public/files/PDF_Polimeros.pdf> Acesso em 07/11/2017; 
 FONTE: Disponível em: Patologias em Compósitos, disponível em <https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/15538/1/LeonardoPSR.pdf> Acesso em 
06/11/2017; 
 FONTE: Disponível em: http://agencia.fapesp.br/estudo_viabiliza_uso_de_nanotubos_de_carbono_em_estruturas_aeroespaciais/24799/ Acesso em 12/11/2017 
. 
 
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Até a próxima 
Aula. 
 Obrigado! 
E-mail: 28shpatriciapaty@gmail.com 
 
 
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