Revisão Avaliação N1 Materiais de Construção Civil Aglomerantes e Agregados

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Avaliação Parcial N1
Materiais de Construção Civil-Aglomerantes e Agregados
1. Qual a definição de aglomerante?
Podemos definir os aglomerantes como materiais pulverulentos (material pulverulento são
partículas com dimensão inferior a 0,075mm, inclusive os materiais solúveis em
água, presentes nos agregados) que, quando misturados com água, formam uma pasta
resistente capaz de aglutinar agregados (por exemplo, areias e britas), dando origem a
argamassas e concretos (RIBEIRO, 2002).
2. Os aglomerantes ativos podem ser divididos em dois grupos: aéreos e hidráulicos.
Qual a diferença entre eles?
Os aglomerantes podem ser quimicamente inertes, como é o caso das construções de barro
cru, que endurecem por simples secagem sem que ocorram mudanças químicas na sua
composição, ou eles podem ser quimicamente ativos, ou seja, endurecem por reações
químicas, como é o caso da cal, do gesso e do cimento Portland.
Os aglomerantes ativos podem ser classificados em dois grupos que são:
● aglomerantes hidráulicos: aqueles que enrijecem por reações de hidratação e,
quando completamente solidificados, são resistentes à ação da água;
● aglomerantes aéreos: aqueles que endurecem quando expostos ao ar, pela reação
química do gás carbônico presente no ar. Esses aglomerantes não apresentam
resistência quando expostos à água.
3. O tamanho dos grãos (finura do cimento) pode influenciar significativamente as
propriedades do cimento. Se um cimento for muito fino o que acontece com a sua
resistência mecânica, trabalhabilidade, impermeabilidade e calor de hidratação.
Quanto mais fino o cimento, maior a superfície específica de suas partículas e mais
rapidamente acontecerão as reações de hidratação. A reatividade pode ser incrementada
pela moagem mais fina do cimento, porém os custos envolvidos nessa moagem e o calor
emitido na fase de hidratação estabelecem limites para a finura.
Cimentos com alto teor de C3S e C3A, como é o caso do CP V-ARI, terão alta
resistência inicial, possuindo tempo de início e fim de pega mais rápido e maior liberação de
calor de hidratação. A resistência final (idades avançadas) de um cimento com alto teor de
C2S vai ser maior que de um cimento com baixo teor, com menor liberação de calor
(NONAT, 2014). E cimentos com a adição de pozolanas podem apresentar desenvolvimento
de resistência mais lento e menor liberação de calor do cimento.
Finura: a finura do cimento está relacionada ao tamanho dos seus grãos e é
estabelecida durante o processo de fabricação. Quanto mais fino o cimento, maior será sua
área superficial específica e, consequentemente, maior será sua reatividade. O aumento de
finura melhora a resistência mecânica (principalmente nos primeiros dias), diminui a
exsudação, melhora a trabalhabilidade e aumenta a impermeabilidade (BAUER, 2000;
RIBEIRO, 2002). A finura do cimento é determinada calculando a porcentagem retida de
cimento na peneira de abertura 0,075 mm, conforme as especificações da norma da ABNT
NBR 11579:2013 (ABNT, 2013).
A finura do cimento é relacionada com o tamanho dos grãos do produto. É
usualmente definida de duas maneiras distintas: pelo tamanho máximo do grão ou pelo
valor da superfície específica (soma das superfícies dos grãos contidos em um grama de
cimento). A finura é o fator que governa a velocidade das reações de hidratação do cimento
e tem também sua influência comprovada em muitas qualidades da pasta, das argamassas
e dos concretos.
O aumento da finura:
- melhora a resistência, particularmente a resistência da primeira idade;
- diminui a exsudação (será descrita no próximo item) e outros tipos de segregação;
- aumenta a impermeabilidade;
- aumenta a trabalhabilidade;
- aumenta a coesão dos concretos.
4. O que é calor de hidratação do cimento?
A água é um dos principais componentes do concreto, conferindo, através de seus
efeitos físico-químicos nas reações de hidratação, as propriedades de resistência e
durabilidade (MEHTA; MONTEIRO, 2014). A relação água/cimento (a/c) representa a
relação entre a quantidade em massa destes dois materiais. A água é o agente que vai
promover a coesão e consistência necessárias para que o concreto no estado fresco possa
ser produzido, transportado e lançado, bem como propiciar a hidratação dos compostos
anidros, definindo, também, direta ou indiretamente, o estado final da microestrutura da
pasta de cimento (ISAIA, 2011).
5. Liste 2 cimentos brasileiros normalizados e os usos indicados.
● CP III – Cimento Portland de Alto Forno: cimento portland de alto-forno contém
adição de escória no teor de 35% a 70% em massa, que lhe confere propriedades
como; baixo calor de hidratação, maior impermeabilidade e durabilidade, sendo
recomendado tanto para obras de grande porte e agressividade (barragens,
fundações de máquinas, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para
condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com
agregados reativos, obras submersas, pavimentação de estradas, pistas de
aeroportos, etc) como também para aplicação geral em argamassas de
assentamento e revestimento, estruturas de concreto simples, armado ou
protendido, etc. É o cimento mais ecológico de todos os cimentos produzidos no
Brasil, pois além da preservação das jazidas naturais e pelo menor lançamento de
CO2 na atmosfera, aproveita o rejeito das siderúrgicas, a escória.
● CP IV - O cimento Portland pozolânico: baixo calor de hidratação, o que o torna
bastante recomendável na concretagem de grandes volumes e sob temperaturas
elevadas. Além disso, o alto teor de pozolana, entre 15 e 50%, proporciona
estabilidade no uso com agregados reativos e em ambientes de ataque ácido, em
especial de ataque por sulfatos. É altamente eficiente em argamassas de
assentamento e revestimento, em concreto magro, concreto armado, concreto para
pavimentos e solo-cimento.
6. Qual a influência da cal nas propriedades das argamassas?
A cal é um aglomerante aéreo, ou seja, é um produto que reage em contato com o ar. Nesta
reação, os componentes da cal se transformam em um material tão rígido quanto a rocha
original (o calcário) utilizada para fabricar o produto.
● No estado fresco, a cal propicia maior plasticidade à argamassa, permitindo melhor
trabalhabilidade e, consequentemente, maior produtividade na execução do
revestimento.
● Outra propriedade no estado fresco é a retenção de água, importante no
desempenho da argamassa, relativo ao sistema base/revestimento, por não permitir
a sucção excessiva de água pela base.
● No estado endurecido a capacidade de absorver deformações, devido ao seu baixo
módulo de elasticidade, é de extrema importância no desempenho da argamassa,
que deve acompanhar as movimentações da estrutura.
● Possibilita diminuição da retração menor variação dimensional, além de carbonatar
lentamente ao longo do tempo, tamponando eventuais fissuras ocorridas no
endurecimento da argamassa mista.
O uso principal da cal na construção civil é como ligante em argamassas mistas de
cimento, cal e areia. A presença da cal na argamassa confere aumento de plasticidade
(devido ao papel lubrificante das suas partículas finas). A retenção de água da cal permite
que essa água seja liberada posteriormente durante o processo de carbonatação e, então,
aproveitada na cura do cimento, evitando a formação de trincas por retração da massa.
Adicionalmente, a cal melhora a durabilidade de argamassa, diminuindo as eflorescências
(fenômeno de lixiviação de sais minerais do interior da argamassa para a superfície) e
combatendo a presença de fungos e bactérias (RIBEIRO, 2002).
A adição de cal às argamassas proporciona melhorias em muitas características da
mistura. O uso da cal propicia o aumento de trabalhabilidade da mistura, o que também
contribui para tornar as argamassas mais econômicas pela possibilidade de aumento na
quantidade de agregados. O custo reduzido da cal também contribui para tornar seu uso
atrativo.
O uso de cal nas argamassas também aumentaa retenção de água, o que melhora
a aderência entre os elementos da construção, pois a argamassa cede água
gradativamente para os elementos onde é empregada. Outra contribuição da cal nas
argamassas é a redução do fenômeno de retração, que é a diminuição de volume capaz de
gerar o aparecimento de fissuras. Os revestimentos feitos de argamassa de cal e areia
devem ser executados em camadas finas, com intervalo de aproximadamente 10 dias entre
uma camada e outra para possibilitar o endurecimento completo do material.
As características da rocha de origem influenciam diretamente a composição
química da cal. Segundo Oliveira (2008), quanto à composição, a cal pode ser classificada
em:
• Cal cálcica: composta por no mínimo 75% de óxidos de cálcio (CaO). Esse tipo de
cal possui como característica a maior capacidade de sustentação da areia.
• Cal magnesiana: possui no mínimo 20% de óxidos de magnésio (MgO) em sua
composição. Quando utilizada em argamassas, esse tipo de cal dá origem a misturas mais
trabalháveis.
7. Quais os tipos de cales que temos no mercado? Quais suas diferenças?
8. Como ocorre o processo de obtenção do gesso?
O gesso é um aglomerante aéreo constituído predominantemente de sulfato de
cálcio, CaSO4, obtido pela desidratação da mineral gipsita. O processo de desidratação da
gipsita consiste na queima a temperaturas específicas que variam em função do tipo de
gesso a ser obtido. A gipsita, quando calcinada entre 130 e 180 ºC, perde uma molécula e
meia de água, transformando-se em um sulfato de cálcio hemidratado, produto que é
denominado comercialmente como gesso de construção ou simplesmente de hemidrato, ou
gesso rápido ou também gesso paris (BAUER, 2000).
● Em processos “secos”, em uma faixa de temperatura de 120 a 180 ºC, a gipsita é
desidratada em hemidrato-B ou gesso-B (CaSO4.½H2O). A transformação se
efetiva com eliminação de água a baixas pressões de vapor e formação de cristais
de estrutura aberta.
● Em processos “úmidos”, com variação de temperatura entre 120 e 160ºC e altas
pressões de vapor de água, a gipsita é desidratada em hemidrato-A ou gesso-A.
Uma transformação cuidadosa e lenta permite a obtenção de cristais de forma
alongada-prismática ou de bastão. Porém, se o processo de transformação é rápido,
cristais principalmente de forma acicular ou de agulha são produzidos, gerando o
gesso-A de baixa qualidade.
9. Indique as vantagens e desvantagens no uso do gesso na construção civil
O gesso é um dos materiais de acabamento mais utilizados devido, principalmente,
à sua versatilidade. Dentro das suas características, destacam-se a sua boa
trabalhabilidade e elevada plasticidade e a facilidade de desidratação e reidratação, a
dispensa da aplicação de revestimentos que facilitem a aderência à parede (chapisco),
elevada resistência ao fogo, rápido endurecimento (de até 15 minutos para o gesso paris e
de até 45 minutos para o gesso de revestimento), isolamento térmico e acústico.
Problemas
● Não contribuem para a fixação de dispositivos de carga suspensa;
● Gesso pode reagir com o cimento Portland, em presença de umidade;
● São bastante susceptíveis ao desenvolvimento de bolor, principalmente em edifícios
com má ventilação e insolação;
● Após endurecido, não é estável na água (aglomerante aéreo)
● A pasta de gesso fresca propicia a corrosão de peças de aço-carbono comum, pois
não é alcalina e não pode passivar o aço
10. Indique os diferentes tipos de gesso acartonado.
● Standart: aplaca Standart (ST), conhecida também como placa - cinza, é indicada
para uso interno em paredes, tetos e outras estruturas. Esse tipo de gesso
acartonado deve ser usado apenas em áreas secas, sem contato algum com
umidade. O preço médio da placa Standart na medida de 120 cm por 240 cm é de
R$ 34,90, a mais barata de todas.
● Resistente à umidade: como o próprio nome sugere, a placa de gesso acartonado
com resistência à umidade (chamada também de chapa verde) deve ser usada em
ambientes úmidos e áreas molhadas, como é o caso de banheiros, cozinhas e áreas
de serviço. No entanto, ela não deve entrar em contato direto com a água sobre o
risco de ser danificada. O preço médio dessa placa é de R$ 45,90 na medida de 120
cm por 240 cm.
● Resistente ao fogo: a chapa com resistência ao fogo, conhecida também como
chapa rosa (RF), deve ser usada em saídas de emergência e áreas fechadas, como
escadas e corredores. O preço médio desse tipo de placa é de R$ 43,90.
● Áreas externas: para áreas externas é importante utilizar a placa de drywall
específica, mesmo assim não é aconselhável que o material fique ao relento.
● Chapa flexível: tipo de gesso acartonado usado para fazer acabamento em áreas
curvas.
● Chapa perfurada: usada especialmente para melhorar a absorção acústica.
11. Como identificamos a massa específica do cimento?
O objetivo desse experimento é calcular a massa específica do cimento através do
frasco de Le Chatelier. O principal aparelho necessário para realização do ensaio é o
Frasco Volumétrico de Le Chatelier. A partir de um líquido não reagente e uma massa
conhecida de amostra de cimento, é possível saber qual o volume deslocado e assim,
calcular a massa específica, sendo expressa em duas casas decimais na unidade de g/cm³.
Massa específica: a massa específica relaciona a quantidade de material em
massa contida por unidade de volume real (volume dos seus grãos excluindo os espaços
vazios). Nos cimentos Portland, a massa específica é comumente utilizada para calcular o
consumo de materiais na dosagem de argamassas e concretos. A massa específica do
cimento Portland é usualmente considerada como 3,15 g/cm³, embora possa variar entre
2,90 e 3,20 g/cm³ (BAUER, 2000). A massa específica do cimento pode ser determinada em
laboratório empregando-se o frasco de Le Chatelier, seguindo as especificações da norma
da ABNT.
12. Explique a diferença entre massa específica e massa unitária
Massa específica real e massa específica aparente: a massa específica real de uma
substância pode ser definida como a relação entre sua massa e seu volume real, isto é, o
volume considerado é referente somente à porção sólida da substância descontando os
espaços vazios. Por outro lado, a massa específica aparente (y), também conhecida como
massa unitária, é a relação entre a massa da substância e seu volume aparente (equação
2), ou seja, o volume é calculado incluindo os espaços. A massa específica aparente é
geralmente menor do que a massa específica real, uma vez que o volume aparente é maior
do que o volume de sólidos.
13. Qual a importância da identificação do tempo de início e fim de pega de um
cimento? Como ocorre essa verificação?
A evolução da hidratação do cimento pode ser determinada por diferentes meios: (a)
quantidade de Ca(OH)2 na pasta; (b) calor de hidratação liberado; (c) massa específica da
pasta; (d) quantidade de água quimicamente combinada; (e) total de cimento anidro
(cimento que ainda não foi hidratado; e (f) indiretamente pela resistência da pasta hidratada.
A cura é o meio mais efetivo de garantir um desenvolvimento adequado das reações
de hidratação e também de prevenir fissuração prematura do concreto (ISAIA, 2011). Seu
objetivo consiste em manter o concreto saturado até que os espaços na pasta de cimento
fresco, inicialmente preenchidos com água, sejam ocupados pelos produtos da hidratação
(NEVILLE; BROOKS, 2013). Os fatores mais importantes a serem observados para uma
cura eficiente são a temperatura e a umidade, bem como o próprio tempo de cura aplicado.
A umidade do ambiente exerce uma grande influência sobre a hidratação do cimento e
sobre o desenvolvimento de sua microestrutura. Por isso, é importante proteger o concreto
fresco (cura) de uma evaporação muito rápida de água (OLLIVIER; TORRENTI, 2014).
Segundo Neville e Brooks (2013), para ocorrer a hidratação, a umidade relativa interna não
deve atingir valores menores que 80%. A elevação da temperatura de cura da pasta leva a
um aumento na velocidadedas reações de hidratação, aumentando a resistência inicial.
Tempo de pega: a partir do momento em que a água entra em contato com o
cimento Portland, ocorrem reações químicas que posteriormente originam o endurecimento
gradativo da pasta. O tempo de pega é o tempo necessário para que ocorra o completo
endurecimento da pasta de cimento. O início de pega é marcado pelo aumento brusco da
viscosidade e, em geral, não ocorre antes de uma hora após a adição de água. O fim de
pega caracteriza-se pela passagem da pasta do estado plástico para o estado sólido.
A partir do início de pega, a massa não é mais trabalhável e não deve se
movimentar mais, devendo permanecer em repouso em sua posição definitiva (BAUER,
2000; RIBEIRO, 2002). O tempo de pega do cimento é determinado em laboratório
empregando-se o aparelho de Vicat, conforme descrito na norma da ABNT NBR NM
65:2003 (ABNT, 2003).
O tempo de pega do cimento Portland pode ser determinado utilizando o aparelho
de Vicat e seguindo os procedimentos descritos pela norma da ABNT NBR NM 65:2002
(ABNT, 2002). Esse método estabelece como o tempo de início de pega o intervalo
transcorrido entre a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat
penetra na pasta uma distância de 4 mm da placa base. O tempo de fim de pega
corresponde ao momento que a agulha de Vicat penetra 0,5 mm na pasta. A seguir, é
descrito, de forma resumida, o procedimento simplificado do ensaio.
14. Como ocorre o endurecimento da cal?
Assim como o cimento, tem características aglomerantes. Enquanto este, no
endurecimento, reage com água (reação de hidratação), o endurecimento da cal
ocorre pela absorção do gás carbônico presente no ar. Essa reação transforma a cal
hidratada de volta em carbonato de cálcio.
15. Qual é a diferença entre cal viva e cal hidratada?
Existem duas formas de cal no mercado: a cal virgem e a cal hidratada. A cal virgem
é constituída predominantemente de óxidos de cálcio e magnésio, enquanto a cal hidratada
(de uso mais comum na construção) é constituída de hidróxidos de cálcio e magnésio com a
presença de pequenas quantidades de óxidos não hidratados (ISAIA, 2010).
Um dos principais usos da cal virgem é a produção de cal hidratada. A cal virgem é
um produto bastante higroscópico, isto é, tem elevada afinidade com a água. A formação da
cal hidratada ocorre pela reação da cal virgem com a água, portanto, por hidratação da cal
virgem. Essa reação química se dá com forte liberação de calor. A cal virgem cálcica (CaO)
dá origem à cal hidratada cálcica, constituída essencialmente por hidróxido de cálcio
[Ca(OH)2].
Cal virgem
Cal resultante de processos de calcinação, da qual o constituinte principal é o óxido de
cálcio ou óxido de cálcio em associação natural com o óxido de magnésio, capaz de reagir
com a água. Em função dos teores dos seus constituintes, pode ser designada de: cálcica
(ou altocálcio), magnesiana ou dolomítica.