aula 5 - aglomerantes

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CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2022.1
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 2022.01
Aula 5: MATERIAIS BÁSICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL
Cimento, cal e gesso 
AAA- CORREÇÃO
Questão 1) No contexto da sustentabilidade dos materiais, analise as 3 afirmações apresentadas abaixo e depois assinale a opção CORRETA dentre as opções fornecidas: 
I ­ O REPLAST, material que utiliza resíduos plásticos retirados do oceano, é comumente utilizado para produção de blocos modulares 
II ­ O BIOPLÁSTICO, por ser produzido a partir de derivados de petróleo, são usados na fabricação de inúmeros produtos ligados à construção civil, como pisos, rodapés, revestimentos e divisórias. 
III ­ O BIOPLÁSTICO se decompõe com maior rapidez na natureza pelo fato de serem produzidos a partir de derivados de petróleo. 
a) As 3 afirmativas estão corretas 
b) Apenas as afirmativas II e III estão corretas 
c) As afirmativas I e III estão corretas 
d) Somente a afirmativa I está correta 
e) Apenas a afirmativa III está correta
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AAA-CORREÇÃO
Questão 2 ) Analise cuidadosamente as 3 opções abaixo 
I ­ O ECOTELHADO BRANCO é um revestimento térmico, produzido a partir de nano esferas ocas (partículas infinitamente pequenas) de cerâmica, que são misturadas à resinas e aditivos e têm a capacidade de refletir a radiação solar, reduzindo a temperatura interna do ambiente. 
II ­ O BAMBU é um material leve e muito fibroso, o que acarreta baixa resistência à tração, características que o qualificam como material para uso estrutural; 
III ­ O ECOGRANITO é muito denso e pesado, além de ter um alto custo, uma vez que é fabricado a partir de resíduos gerados pelo processo de extração de mármores e granitos, misturados a diversas resinas, pigmentos inertes e água. 
Agora, dentre as opções abaixo, assinale a CORRETA:
a) As 3 opções são corretas 
b) Apenas a opção I é correta 
c) Apenas a opção II é correta 
d) Apenas a opção III é correta 
e) Somente as opções I e III são corretas
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AAA -CORREÇÃO
A dimensão máxima caraterística (DMC) de um agregado esta associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.
DMC= 1,2
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AAA-CORREÇÃO
MF=(1+3+15+58+89)/100
MF=1,66
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MATERIAIS BÁSICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL
Aglomerantes
DEFINIÇÃO:
Material ligante que promove a união entre os grãos dos agregados. 
Geralmente são pulverulentos, ou seja, se apresentam em forma de pó, partículas minerais com dimensão inferior a 0,075 mm, inclusive os materiais solúveis em água, presentes nos agregados .
São utilizados na obtenção de pastas, argamassas, e concretos.
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MATERIAIS BÁSICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL
TIPOS DE AGLOMERANTES:
CAL
GESSO
CIMENTO
ASFALTO
No concreto, se emprega cimento Portland, que reage com a água e endurece com o tempo.
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MATERIAIS BÁSICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL
DEFINIÇÃO:
PASTA: Aglomerante + Água 
ARGAMASSA: Aglomerante + Água + Agregado miúdo 
CONCRETO: Aglomerante + Água + Agregado miúdo + Agregado graúdo (+ aditivos químicos e/ou adições minerais) 
AGLOMERANTE: Material ligante que tem por objetivo promover a união entre os grãos dos agregados. Materiais ativos (pulverulentos).
Agregados – materiais inertes (granulosos);
Aglomerados – argamassas e concretos.
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CARACTERÍSTICAS DOS AGLOMERANTE
Endurecer depois de um tempo de mistura com a água, aglutinando as partículas com coesão e capacidade de ser moldado. 
Apresentam-se sob a forma pulverulenta e, quando misturados à água, formam uma pasta capaz de endurecer por simples secagem ou através de reações químicas, aderindo às superfícies com as quais foram postos em contato. 
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PROPRIEDADES DOS AGLOMERANTES:
PEGA: definida como sendo o tempo de início do endurecimento. A pega se dá, quando a pasta começa a perder sua plasticidade;
INÍCIO DA PEGA: 	O início da pega ocorre com o período inicial da solidificação da pasta. Quando lança a água no aglomerante até o início das reações químicas com os compostos aglomerantes. Caracterizado pelo aumento da temperatura e da viscosidade da pasta.
FIM DA PEGA: O fim da pega se dá quando a pasta se solidifica totalmente. O fim da pega não indica que a pasta atingiu a resistência máxima. Essa resistência será obtida após anos.
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CAL:
Para sua aplicação, apresenta-se na forma pulverulenta.
Misturada com água, torna-se uma pasta com propriedades aglomerantes, como resultado da reação com CO2 presente na atmosfera. 
Após endurecer, não resiste de forma satisfatória quando submetida à ação da água.
O endurecimento ocorre por reação com o CO2 .
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Utilização da cal: 
Argamassa simples e mista em alvenarias e revestimentos; 
Preparo de tintas;
Tratamento de água; 
Correção de acidez do solo (agricultura).
Cimento
Blocos de SilCal
Estuques
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GESSO:
Aglomerante inorgânico obtido por calcinação do minério natural gipso.
Características:
Endurecimento rápido
divisórias de gesso 
acartonado
proteção ao fogo de estruturas metálicas
Plasticidade da pasta fresca e lisura da superfície endurecida:
acabamentos decorativos de paredes e tetos
ornamentos pré-moldados
Retração evitada por pequena expansão dimensional
Após endurecido, não é estável na água (aglomerante aéreo)
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GESSO:
Principais aplicações nacionais: 
revestimentos de alvenaria
placas para forros
painéis 
acartonados
para divisórias e forros
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Atividade:
1 – Reúnam-se em grupos (4-5 alunos) e pesquisem a diferença entre drywall e gesso em pasta.
15 minutos para pesquisa e compartilhamento com o grupo.
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O QUE É O CIMENTO PORTLAND?
Aglomerante hidráulico utilizado para a composição de peças estruturais em concreto e revestimento por sua capacidade de obter resistência após seu endurecimento. 
Material apresentado na forma de pó, com granulometria fina, cujas dimensões são em torno de 50 μm, que resulta da mistura de clínquer com outros materiais, tais como o gesso, pozolanas, ou escórias siliciosas, em quantidades que dependem do tipo de aplicação e das características procuradas para o cimento. 
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Segundo a ABCP (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND):
O cimento é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a ação de água. Na forma de concreto, torna-se uma pedra artificial, que pode ganhar formas e volumes, de acordo com as necessidades de cada obra. Graças a essas características, o concreto é o segundo material mais consumido pela humanidade, superado apenas pela água.
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APLICAÇÃO DO CIMENTO NAS OBRAS:
Principal matéria-prima das construções.
Concreto: segundo material mais consumido no mundo.
PARA SELECIONAR CORRETAMENTE O TIPO DE CIMENTO PARA A OBRA É PRECISO SABER:
 a aplicação,
agressividade do meio ao qual está exposto o cimento, 
volume das estruturas de concreto, 
a resistência (Fck) do concreto preparado com ocimento, 
preço
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Os principais tipos de cimento do mercado são:
Cimento Portland Comum CP I e CP I-S
Cimento Portland CP II
Cimento Portland de Alto Forno CP III
Cimento Portland CP IV
Cimento Portland CP V ARI – Alta Resistência Inicial
Cimento Portland CP (RS) – Resistente a sulfatos
Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
Cimento Portland Branco (CPB)
	Cimento	
	CPI 	Concreto em geral sem exposição ao sulfato.
	CPII Z - pozolânico	obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais.
	CP II E - escória de alto forno	baixo calor de hidratação. Resistente a sulfatos.
	CP II F – Filler, material carbonático	Para aplicações gerais.
	CP III AF – Alto Forno	baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. obras de concreto-massa.
	CP IV – 32 pozolana	obras expostas à ação de água corrente
ambientes agressivos. baixo calor de hidratação.
	CP V ARI	resistência inicial elevada e desforma rápida.
	CP RS	redes de esgotos de águas servidas ou industriais e água do mar.
	CP BC	Baixo calor de hidratação; obras de concreto-massa.
	CP B	Branco. Estrutural de 25 a 40 MPa; Não estrutural rejuntes e aplicações sem responsabilidades estruturais.
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TIPOS DE CIMENTO VARIAM DE ACORDO COM:
A proporção de clínquer e sulfatos de cálcio, material carbonático e de adições, tais como escórias, pozolanas e calcário, acrescentadas no processo de moagem. 
As propriedades intrínsecas, como alta resistência inicial, a cor branca etc. 
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PRESCRIÇÕES NORMATIVAS DOS DIFERENTES TIPOS DE CIMENTO PORTLAND:
Os vários tipos de cimento normalizados são designados pela sigla e pela classe de resistência. 
As siglas correspondem ao prefixo CP acrescido dos algarismos romanos de I a V
Tipo de Adição
 As classes 25, 32 e 40. apontam os valores mínimos de resistência a compressão garantidos pelo fabricante, após 28 dias de cura.
EX: CP-II – F – 25
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CP-II - Cimento Portland Composto
O Cimento Portland Composto é modificado. 
Gera calor numa velocidade menor.
 Seu uso é mais indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o grande volume da concretagem e a superfície relativamente pequena reduzem a capacidade de resfriamento da massa. 
Melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento.
É um cimento modificado que pode ser aplicado em todas as fases da construção. Pode ser encontrado com três diferentes subtipos: 
CPII E
CP II Z
CP II F
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CP II E (CIMENTO PORTLANDO II – ESCÓRIA):
O CP II-E, contém adição de escória granulada de alto-forno, o que lhe confere a propriedade de baixo calor de hidratação. 
É composto de 94% à 56% de clínquer+ gesso e 6% à 34% de escória, podendo ou não ter adição de material carbonático no limite máximo de 10% em massa. 
Recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento.
Este cimento também apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. 
Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. 
Um subproduto da indústria do aço, é o material obtido pela britagem da escória que solidificou sob condições atmosféricas.
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CP II F (CIMENTO PORTLAND II COM FILLER)
Assim como os demais cimentos Portland compostos, o CP II F é um tipo de cimento para uso e aplicação em geral .
Ideal para utilização em estruturas de concreto armado, pavimentos de concreto, argamassa de chapisco, assentamento de blocos, revestimento, pisos e contrapisos, concreto protendido, pré-moldados e artefatos de concreto.
O CP II F-32 tem adição de fíller calcário, em teor entre 6 e 10% e não é o mais indicado para aplicação em meios muito agressivos.
Essas adições ajudam a melhorar o concreto, e evitam a contaminação do meio ambiente.
Filler ou filler calcário é o material obtido através da moagem fina de calcário, basalto, materiais carbonáticos, etc. O filler possui uma granulometria muito fina, o que faz desse material uma ótima associação para aumentar a trabalhabilidade, diminuir a capilaridade e a permeabilidade de argamassas e concretos.
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CP II Z (CIMENTO PORTLAND II COM POZOLANA)
Empregado em obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais. 
Produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. 
O concreto feito com este produto é mais impermeável e por isso mais durável.
O CP II-Z-32 leva, em sua composição, de 6 a 14% de pozolana e até 10% de material carbonático, conferindo menor permeabilidade ao cimento.
É um dos cimentos mais utilizados no Brasil.
material silicoso ou sílico-aluminoso que, quando finamente moído e na presença de água, reage com hidróxido de cálcio formando compostos com propriedades cimentícias.
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FABRICAÇÃO
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1 – EXTRAÇÃO DO CALCÁRIO E ARGILA
O calcário é a principal matéria prima para fabricação do cimento.
O calcário é uma rocha sedimentar, sendo a terceira mais abundante da crosta terrestre.
CaCO3 – Carbonato de cálcio
A extração pode ocorrer de jazidas a céu aberto ou subterrânea.
Utilizam-se explosivos para desmonte da rocha.
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A argila também é extraída no processo.
Jazidas estão localizadas sempre próximas à fábrica.
Argila:
Silicatos complexos contendo alumínio e ferro como cátions principais:
SiO2 – Óxido de silício - Sílica, 
Al2 O3 – Óxido de alumínio, 
Fe2 O3 – Óxido de ferro
Obtida através da escavação em jazida.
Necessário um plano de gerenciamento de exploração mineral a fim de preservar o meio ambiente.
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2 – BRITAGEM:
O calcário extraído é transportado em caminhões até a instalação da britagem.
Após, é reduzido a dimensões ideais ao processamento industrial.
Permite a eliminação de parte das impurezas presentes no calcário.
A argila, não passa por esse processo por ser mole.
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3 – DEPÓSITO:
Calcário e argila são estocados separadamente.
Na baia, cada material é misturado separadamente até obter a homogeneização.
As matérias-primas são submetidas a ensaios diversos.
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4 – DEPÓSITO:
O composto de calcário (90%) e argila (10%) é dosado para ser triturado no moinho de cru.
Dosagem efetuada com base em parâmetros químicos pré-estabelecidos.
Os módulos químicos são controlados por balanças dosadoras.
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5- MOINHO DE CRU
A farinha crua passa por moagem em moinho de bolas, rolo ou barras, processando o início da mistura das matérias-primas e sua pulverização.
Redução do tamanho das partículas.
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5- MOINHO DE BOLAS
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6- HOMOGENEIZAÇÃO
Após a mistura estar dosada e com a finura adequada (farinha), deve ter a homogeneização asseguradaa fim de obter a combinação perfeitas dos formadores do clínquer.
A homogeneização é obtida em silos verticais de grande porte.
Realizada por processo pneumáticos e por gravidade.
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7 – Forno
Clinquerização:
Dos silos de homogeneização a farinha é enviada ao forno, passando por pré-aquecedores.
Tais aquecedores aproveitam o calor dos gases provenientes do forno e promovem o aquecimento inicial do material.
No forno rotativo cilíndrico de aço (revestido por tijolos refratários), a mistura é calcinada até 1450ºC, gerando o clínquer.
A temperatura aumenta gradualmente e as transformações químicas e mineralógicas acontecem. A sílica, alumina, ferro e cal reagem no interior do forno. (900 0C a 1450 0C).
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8 – RESFRIADOR
O resfriador promove aproximadamente a redução da temperatura 80ºC.
Clinquerização completa.
Reações químicas ocorrerão nessa etapa que influenciarão:
A resistência mecânica do concreto nas primeiras idades
O calor de hidratação
Início de pega
Estabilidade química dos compostos.
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9 – DEPÓSITO DO CLÍNQUER:
A principal matéria-prima é armazenada em silos.
COMPOSIÇÃO:
C3S - Silicato Tricálcico (Alita) - 50 a 65%
Endurecimento rápido
Alto calor de hidratação
Alta resistência inicial
C2S - Silicato Bicálcico (Belita) - 15 a 25%
Endurecimento lento
baixo calor de hidratação
Baixa resistência inicial
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10- ADIÇÕES:
Adições de gesso, escória de alto forno, pozolana e o calcário compõem vários tipos de cimento Portland.
Essas substâncias são estocadas separadamente antes de serem adicionadas no moinho de cimento.
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ADIÇÕES:
Fíller de calcário (F): 
Material moído com a mesma finura do cimento.
São materiais naturais ou minerais inorgânicos processados.
Vantagens:
Aumenta a trabalhabilidade
Melhora a densidade
Diminui a fissuração
Combate a exsudação
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Escória de alto forno (E): 
Vantagens:
Aumenta a trabalhabilidade
Desprendimento de calor de forma lenta
Pasta mais densa
Desvantagens
Perda rápida de abatimento
Sensíveis variações de água
Retardamento de pega em temperaturas normais
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Pozolana (P): 
São materiais silicosos ou sílico-aluminosos que possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante.
Quando finamente moídos e na presença de água, fixam o hidróxido de cálcio à temperatura ambiente, formando compostos com propriedades hidráulicas.
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11 – MOINHO DE CIMENTO
Na moagem final o clínquer adicionado ao gesso gera o cimento como conhecemos.
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12 – SILOS DE CIMENTO
O cimento resultante da moagem do clínquer e outras adições é transportado para silos de cimento e estocado.
Ensaios de qualidade são feitos para depois enviar o produto para expedição.
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13- EXPEDIÇÃO
Remessa do cimento pode ser:
A granel
Em sacos de 50 kg
Ensacamento feito por máquinas especiais que enchem o saco automaticamente.
Os sacos são liberados quando atingem o peso especificado.
Embalados em papel kraft, facilitando o manuseio do consumidor.
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ARMAZENAMENTO DO CIMENTO
Recomenda-se iniciar a pilha de cimento sobre um tablado de madeira, montado a pelo menos 30 cm do chão ou piso e não formar pilhas maiores do que 10 sacos. Quanto maior a pilha, maior o peso sobre os primeiros sacos da pilha. Isso faz com que seus grãos sejam de tal forma comprimidos que o cimento contido nesses sacos fique quase endurecido, sendo necessário afofá-lo de novo, antes do uso, o que pode acabar levando ao rompimento do saco e à perda de boa parte do material. 
É recomendável utilizar primeiro o cimento estocado há mais tempo, o que evita que um lote fique estocado por tempo excessivo, já que o cimento, bem estocado, é próprio para uso por três meses.
Nas regiões de clima frio, a temperatura ambiente pode ser tão baixa que ocasionará um retardamento do início de pega. Para que isso não ocorra, convém estocar o cimento em locais protegidos de temperaturas abaixo de 12ºC.
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ENQUANTO O CAMINHÃO DE CONCRETO NÃO VEM...
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E SE A BOMBA DO CAMINHÃO NÃO CHEGAR?
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