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Aula – AGLOMERANTES Disciplina: MACO Aglomerante – material em forma de pó, ativo, que misturado com água forma uma pasta capaz de endurecer por meio de reações químicas, aderindo-se aos materiais com os quais se acha envolvido e cuja resistência aumenta com o tempo. Agregado – material granular, inerte, formado por um conjunto de grãos de variados tamanhos. Pode ser miúdo (areia) ou graúdo (brita). CONCEITOS • Pasta – material resultante da mistura de aglomerante e água. Tem a consistência do “creme dental”. • Nata – é uma pasta onde há excesso de água. Tem a consistência de “lama”. • Argamassa – material resultante da mistura de aglomerante, água e agregado miúdo. • Concreto – material resultante da mistura de cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo. CONCEITOS O cimento Portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido a ação da água, o cimento Portland não se decompõem mais. CONCEITOS Cimento composto basicamente de clinquer e gipsita, onde só se adiciona calcário cru. Possui pega normal, porém, o endurecimento é muito rápido devido ao seu maior grau de moagem O cimento Portland é o aglomerante artificial obtido da mistura de clinquer (produto da queima conjunta de calcário e argila) com gipsita (gesso) e adições minerais. A matéria-prima utilizada para a produção do cimento consiste principalmente em calcário, sílica, alumina e óxido de ferro. COMPOSTOS DO CIMENTO COMPOSTOS DO CIMENTO O cálculo da composição potencial do cimento Portland é realizado pela composição de Bogue: COMPOSTOS DO CIMENTO COMPOSTOS DO CIMENTO • CaO – Óxido de cálcio [C] – proveniente do calcário, é obtido logo na entrada do forno pela queima do calcário. Reage com os elementos argilosos e produz os compostos mais importantes do cimento relacionados com as propriedades mecânicas • SiO2 – Sílica [S] – presente nas argilas, irá se combinar no interior do forno com o óxido de cálcio, resultando nos silicatos, produtos responsáveis pela resistência química e mecânica do cimento Portland. • Al2O3 – Alumina [A] – proveniente das argilas, resultará em aluminatos após combinados com o óxido de cálcio. Composto de baixa resistência mecânica e química, mas que faz iniciar rapidamente as reações de endurecimento do cimento (pega). • Fe2O3 – Sesquióxido de ferro [F] – proveniente das argilas atuará como fundente, facilitando as reações químicas e influenciando também na cor do cimento. • K2O; Na2O – Álcalis [K]; [N] – óxidos de metais alcalinos presentes nas argilas, atuarão também como fundentes no interior do forno, contribuindo no abaixamento do ponto de fusão da mistura. • SO3 – Sulfato [S] – proveniente da gipsita, que será misturada ao clinquer e controlará a reação de hidratação dos aluminatos, impedindo a iniciação imediata das reações quando o cimento estiver em uso. Principais óxidos componentes das matérias-primas e suas funções COMPOSTOS DO CIMENTO A rapidez com que a resistência mecânica é alcançada, está relacionado à porcentagem de C2S, e C3S do clinquer, teor de adições e à finura do cimento. Quanto mais fino for o grão, maior será o contato com a água, resultando em reações mais rápidas, endurecimento mais rápido e liberação mais intensa do calor gerado durante a hidratação. A finura ainda influencia em uma maior retração das peças concretadas depois de endurecidas. Um dos ensaios mais simples para se conhecer a finura de um cimento é o peneiramento pela peneira n° 200 de abertura de malha 0,075 mm. PRODUÇÃO DO CIMENTO Vídeo fabricação OBTENÇÃO DO CLÍNQUER Uma fábrica de cimento é uma instalação industrial de grande porte, localizada junto às jazidas de calcário e argila. O processo atual de fabricação do cimento é denominado “via seca”, pois consiste em secar as matérias-primas antes de colocá-las no forno A função da moagem é aumentar a área específica dos componentes para intensificar suas reatividades no interior do forno temperatura de 900°C, onde logo acontece a descarbonatação do calcário, produzindo cal virgem. O clinquer, resultado das transformações químicas ocorridas entre os elementos do calcário e da argila, sai do forno a uma temperatura de ± 1000°C. Ele tem a forma de grãos de 2 a 5 cm de diâmetro, escuro e muito duro. Ao sair do forno a 1000°C, o clinquer é bruscamente resfriado por um jato de ar gelado, passando a uma temperatura de ± 250°C O clinquer resfriado será estocado e estará apto a entrar na última fase de fabricação do cimento Portland, ou seja, a moagem final juntamente com a gipsita e as adições. CLÍNQUER Gipsita: Participando com teor entre 3 e 5% da massa de clinquer, tem por objetivo reduzir a ação enérgica do endurecimento rápido do aluminato tricálcico, proporcionando um desenvolvimento mais lento das reações químicas de endurecimento do cimento quando em uso. Outros produtos são considerados adições ao cimento Portland por não serem elementos fundamentais, já que muitos estudos os apontam como materiais que, oportunamente, dão ao cimento características de melhor aplicação GIPSITA Escória básica de alto-forno siderúrgico A escória de alto-forno siderúrgico é um subproduto da fabricação do aço, resultado da fusão do minério de ferro com outros ingredientes. Se a escória for de composição química básica (pH > 7) adequada e devidamente tratada termicamente pelo brutal rebaixamento de temperatura, ela apresentará propriedades aglomerantes latentes. Quando misturada com água, endurece através de um processo extremamente lento. Porém, se estimulada pela ação catalisadora do hidróxido de cálcio produzido na hidratação do clinquer, endurece mais rápido, produzindo silicatos hidratados de cálcio, os produtos mais nobres e mais estáveis dos cimentos. ESCÓRIA Materiais pozolânicos são materiais compostos por sílica e alumina que, por si só, possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que finamente moídos e na presença de água e de clinquer, reagem formando compostos que também endurecem e aglomeram. Cinzas volantes – cinzas obtidas e coletadas nas chaminés de sinas termoelétricas abastecidas por carvão mineral. − Metacaulim – pozolanas artificiais oriundas da queima entre 500 e 900°C de argilas cauliníticas. − Sílica ativa – resíduo da fabricação do ferro silício MATERIAIS POZOLÂNICOS Tem-se verificado que, apesar de inerte, o pó de calcário misturado ao clinquer tem efeito ligeiramente benéfico nas propriedades do concreto, inclusive na resistência mecânica, por dispersar mais e melhor os grãos de clinquer, intensificando sua ação. PÓ CALCÁRIO Determinados os materiais que serão adicionados ao clinquer e seus respectivos teores, toda a mistura segue finalmente para o moinho de bolas onde será pulverizada a grãos menores que 75 mm, passando a compor o cimento Portland. MOAGEM FINAL Os diversos tipos de cimento Portland são classificados em três classes de resistência mecânica (25/32/40), correspondentes às tensões (em MPa), onde os corpos de prova são rompidos aos 28 dias de idade. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Existem no Brasil vários tipos de cimento Portland, diferentes entre si, principalmente em fundação de sua composição. Os principais tipos oferecidos no mercado, ou seja, os mais empregados nas diversas obras de construção civil : • cimento Portland comum; • cimento Portland composto; • cimento Portland de alto-forno; • cimento Portland pozolânico. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Em menor escala são consumidos, seja pela menor oferta, seja pelas características especiais de aplicação os seguintes tipos de cimento: • cimento Portland de alta resistência inicial; • cimento Portland resistente aos sulfatos; • cimento Portland branco; • cimento Portland de baixo calor de hidratação; • cimento para poços petrolíferos. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO Portland Guia Básico de Utilização do cimento Portland.7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO Portland Guia Básico de Utilização do cimento Portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO Portland Guia Básico de Utilização do cimento Portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Os cimentos Portland resistentes aos sulfatos são aqueles que como o próprio nome diz o que tem a propriedade de oferecer resistência aos meios agressivos sulfatados, tais como os encontrados nas redes de esgotos de águas servidas ou industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos. De acordo com a norma NBR 5737, quaisquer um dos cinco tipos básicos (CP I, CP II, CP lII, CP IV e CP V-ARI) podem ser considerados resistentes aos sulfatos, desde que obedeçam a pelo menos uma das seguintes condições: • teor de aluminato tricálcico (C3A) do clinquer e teor de adições carboníticas de, no máximo, 8% e 5% em massa, respectivamente. • cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, em massa. • cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa. • cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. No primeiro e no último caso o cimento deve atender ainda a uma das normas NBR 5732, 5733, 5735, 5736 e TIPOS DE CIMENTO PORTLAND O aumento da temperatura no interior de grandes estruturas de concreto devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento pode levar ao aparecimento de fissuras de origem térmica, que podem ser evitadas se forem usados cimentos com taxas lentas de evolução de calor, os chamados cimentos Portland de baixo calor de hidratação. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND O cimento Portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais pela coloração. A cor branca é conseguida a partir de matérias-primas com baixos teores de Óxidos de ferro e manganês e por condições especiais durante a fabricação, especialmente com relação ao resfriamento e moagem do produto. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Cimento para Poços Petrolíferos Constitui um tipo de cimento Portland de aplicação bastante específica, qual seja a cimentação de poços petrolíferos. O consumo desse tipo de cimento é pouco expressivo quando comparado ao dos outros tipos de cimentos normalizados no País. O cimento para poços petrolíferos (CPP) é regulamentado pela NBR 9831 e na sua composição não se observam outros componentes além do clinquer e do gesso para retardar o tempo de pega. No processo de fabricação do cimento para poços petrolíferos são tomadas precauções para garantir que o produto conserve as propriedades reológicas (plasticidade) necessárias nas condições de pressão e temperatura elevadas presentes a grandes profundidades, durante a aplicação nos poços petrolíferos. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND As influências assinaladas são relativas, podendo-se ampliar ou reduzir seu efeito sobre as argamassas e concretos, através de aumento ou diminuição da quantidade de seus componentes, sobretudo a água e o cimento. As características dos demais componentes, que são principalmente os agregados (areia, pedra britada, pó-de-pedra etc.), também podem alterar o grau de influência, sobretudo se contiverem matérias orgânicas (folhas, raízes etc.). Finalmente, pode-se usar aditivos químicos para reduzir certas influências ou aumentar o efeito de outras, quando desejado ou necessário. Tudo isso leva à conclusão de que é necessário estudar a dosagem ideal dos componentes das argamassas e concretos a partir do tipo de cimento escolhido, ou disponível na praça, de forma a estabelecer uma composição que dê o melhor resultado ao menor custo. As dosagens devem obedecer a métodos racionais comprovados na prática e que respeitem as normas técnicas aplicáveis e o uso dos aditivos deve seguir as instruções do seu fabricante. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Tipos de cimento: https://youtu.be/g4Vw7k_vrCc A determinação da resistência à compressão deve ser feita por um método de ensaio normalizado pela ABNT, a NBR 7215 - Cimento Portland - Determinação da Resistência à Compressão. O método consiste em preparar, sob condições padronizadas de laboratório, uma argamassa com a proporção de uma parte de cimento para três partes em massa de areia padrão e relação água/cimento igual a 0,48. São moldados para cada idade de cura as idades: 1, 3 e 7 dias para o cimento Portland de alta resistência inicial e 3, 7 e 28 dias para os demais tipos) quatro corpos cilíndricos de 5 cm de diâmetro por 10 cm de altura, que são ensaiados após o tempo de cura em uma máquina de compressão (prensa). ENSAIOS: CIMENTO PORTLAND A consistência da argamassa é determinada pelo ensaio de escorregamento da argamassa normal sobre mesa cadente. O processo é descrito pormenorizadamente no método NBR 7215 (MB-1) da ABNT. Molda-se com argamassa um corpo-de-prova de formato tronco de cone, tendo como diâmetros das bases 125 e 80mm e como altura 65mm sobre uma plataforma lisa de um mecanismo capaz de promover quedas de 14mm de altura. No ensaio são executadas trinta quedas em trinta segundos. ENSAIOS: CIMENTO PORTLAND O estudo da expansibilidade tem por resultado a verificação de tensões existentes internamente no cimento. Essas tensões podem ocasionar a microfissuração, e futuramente a desagregação do material. Isso pode ser causado pelo super aquecimento no processo de fabricação do clínquer, culminando na supercalcinação da cal. ENSAIOS: CIMENTO PORTLAND A finura, mais precisamente a superfície específica do produto, é o fator que governa a velocidade da reação de hidratação do mesmo e tem também sua influência comprovada em muitas qualidades de pasta, das argamassas e dos concretos. O aumento da finura melhora a resistência, particularmente a resistência da primeira idade, diminui a exsudação e outros tipos de segregação, aumenta a impermeabilidade, a trabalhabilidade e a coesão dos concretos e diminui a expansão em autoclave. ENSAIOS: CIMENTO PORTLAND O fenômeno da pega do cimento compreende a evolução das propriedades mecânicas da pasta no início do processo de endurecimento, propriedades essencialmente físicas, consequente, entretanto, a um processo químico de hidratação. O prosseguimento da hidratação em subsequentes idades conduz ao endurecimento responsável pela aquisição permanente de qualidades mecânicas, características do produto acabado. A pega e o endurecimento são dois aspectos do mesmo processo de hidratação do cimento, vistos em períodos diferentes – a pega na primeira fase do processo e o endurecimento na segunda e última fase do mesmo. A caracterização da pega dos cimentos é feita pela determinação de dois tempos distintos – o tempo de início e o tempo de fim de pega. o conceito de tempo de inicio de pega: “É, em condições de ensaio normalizadas, o intervalo de tempo transcorrido desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat correspondente penetra na pasta até uma distância de (4 ± 1) mm da placa base”. Já para o fim de pega, este tempo ocorre quando a agulha estabiliza a 0,5 mm na pasta. (NBR NM 65:2003) ENSAIOS: CIMENTO PORTLAND CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO O cimento deve ser estocado em local seco, coberto e fechado de modo a protegê-lo da chuva, bem como afastado do chão, do piso e das paredes externas ou úmidas, longe de tanques, torneiras e encanamentos, ou pelo menos separado deles. Recomenda-se iniciar a pilha de cimento sobre um tablado de madeira, montado a pelo menos 30 cm do chão ou do piso e não formar pilhas maiores do que 10 sacos. Quanto maior a pilha, maior o peso sobre os primeirossacos da pilha. Isso faz com que seus grãos sejam de tal forma comprimidos que o cimento contido nesses sacos fica quase que endurecido, sendo necessário afofá-lo de novo, antes do uso. CUIDADOS NA ARMAZENAGEM ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO Portland Guia Básico de Utilização do cimento Portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) NBR NM 65:2003 – Cimento Portland – Determinação do tempo de pega, utiliza a pasta de consistência normal (NM 43:2002) e o aparelho de Vicat. Apostila: LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – I 1A PARTE – CIMENTO Professor: Lígia Vieira Maia Siqueira. Disciplina: Materiais de Construção I – MCC- IUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL – DEC http://construcaomercado17.pini.com.br/negocios-incorporacao-construcao/conteudo- patrocinado/votorantim-cimentos-lanca-um-cimento-para-cada-tipo-de-obra-368274- 1.aspx https://www.abcp.org.br/cms/imprensa/a-nova-norma-de-especificacao-de-cimento- abnt-nbr-16697-saiba-o-que-mudou-e-o-que-nao-mudou/ REFERÊNCIAS http://construcaomercado17.pini.com.br/negocios-incorporacao-construcao/conteudo-patrocinado/votorantim-cimentos-lanca-um-cimento-para-cada-tipo-de-obra-368274-1.aspx https://www.abcp.org.br/cms/imprensa/a-nova-norma-de-especificacao-de-cimento-abnt-nbr-16697-saiba-o-que-mudou-e-o-que-nao-mudou/ Número do slide 1 Número do slide 2 Número do slide 3 Número do slide 4 Número do slide 5 Número do slide 6 Número do slide 7 Número do slide 8 Número do slide 9 Número do slide 10 Número do slide 11 Número do slide 12 Número do slide 13 Número do slide 14 Número do slide 15 Número do slide 16 Número do slide 17 Número do slide 18 Número do slide 19 Número do slide 20 Número do slide 21 Número do slide 22 Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Número do slide 26 Número do slide 27 Número do slide 28 Número do slide 29 Número do slide 30 Número do slide 31 Número do slide 32 Número do slide 33 Número do slide 34 Número do slide 35 Número do slide 36 Número do slide 37 Número do slide 38 Número do slide 39 Número do slide 40 Número do slide 41 Número do slide 42 Número do slide 43 Número do slide 44 Número do slide 45 Número do slide 46 Número do slide 47 Número do slide 48 Número do slide 49
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