RESUMO PROVA 1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I

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RESUMO PROVA 1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I 
 Introdução ao assunto 
 Concreto: feito de cimento, areia, brita, água, aditivos e adições. Deve ser uma mistura 
 homogênea, trabalhável, com resistência mecânica e custo adequado. Quando é colocado 
 água , sua resistência diminui . 
 Revisão CTM 
 ● Massa específica ( ) : relação entre a massa do agregado seco e seu volume, γ
 excluindo os vazios e poros. 
 - para o agregado miúdo: 
 (kg/dm 3 ) γ = 𝑀 
( 𝑉 − 𝑉𝑎 ) − 𝑀𝑠 − 𝑀 ρ 𝑎 
 (Frasco de Chapman) γ = 500 𝐿 − 200 
 - para o agregado graúdo: 
 (kg/dm 3 ) γ = 𝑀 𝑀𝑠 − 𝑀𝑎 
 ● Massa específica aparente: relação entre a massa do agregado seco e seu volume, 
 incluindo os vazios e poros. 
 - para o agregado miúdo: 
 (kg/dm 3 ) γ 𝑎𝑝 = 𝑀 𝑉 − 𝑉𝑎 =
 𝑀 
 𝑀 1 −( 𝑀 2 − 𝑀 )
 - para o agregado graúdo: 
 (kg/dm 3 ) γ 𝑎𝑝 = 𝑀 𝑀 − 𝑀𝑎 
 ● Massa unitária: relação entre a massa do agregado em um recipiente e o volume 
 deste recipiente. 
 (kg/dm 3 ) ρ = 𝑀 𝑉𝑟 
 ● Dimensão máxima característica: abertura, em milímetros, da peneira de série 
 normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida e 
 acumulada igual ou inferior a 5 por cento. 
 ● Módulo de finura: soma das porcentagens retidas e acumuladas em massa de 
 agregado nas peneiras da série normal, dividida por 100. 
 ● Inchamento (agregado miúdo): variação do volume aparente, provocado pela 
 absorção de água. 
 ● Coeficiente de inchamento: quociente entre o volume úmido e o volume seco de 
 uma mesma massa de agregado. 
 𝑉ℎ 
 𝑉𝑜 = 
ρ 𝑜 
ρ ℎ ×
( 100 + ℎ )
 100 
 ● Umidade crítica: teor de umidade acima da qual o coeficiente de inchamento pode 
 ser considerado constante e igual ao coeficiente de inchamento médio. 
 ( ) ℎ = ( 𝑀ℎ − 𝑀 𝑀 ) × 100 % 
 ● Coeficiente de inchamento médio: valor médio entre o coeficiente de inchamento 
 máximo e o correspondente a umidade crítica. 
 Traço unitário 
 1,000: a: p: a/c: ad - proporção em massa (kg) na condição seca 
 1,000: cimento 
 a: areia (agregado miúdo) 
 p: brita (agregado graúdo) 
 a/c: água 
 ad: aditivos 
 Conceitos do traço: 
 ● Teor de argamassa ( α):
 ( ) α = ( 1 + 𝑎 1 + 𝑚 ) × 100 % 
 ● Teor de água/mistura seca (H): 
 ( ) 𝐻 = ( 𝑎 / 𝑐 1 + 𝑚 ) × 100 % 
 ● Teor de agregado total (m): 
 (kg) 𝑚 = 𝑎 + 𝑝 
 - a: água 
 - p: brita 
 ● Consumo de cimento (C): 
 (kg/m 3 ) 𝐶 = 1000 − 𝑉𝑎𝑟 1 , 0 
γ 𝑐 + 
 𝑎 
γ 𝑎 + 
 𝑝 
γ 𝑝 + 
 𝑎 / 𝑐 
γ á 𝑔𝑢𝑎 + 
 𝑎𝑑𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜 
γ 𝑎𝑑 
 - água = 1 γ
 - (ar aprisionado) = 1,5 a 2 de concreto 𝑉𝑎𝑟 % 
 - = volume de cimento (sólido) γ 𝑐 
 Cimento Portland 
 Definição: aglomerante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer Portland, 
 gesso e adições normalizadas finamente moídos. 
 - Aglomerante porque tem a propriedade de unir outros materiais; 
 - Hidráulico porque reage (hidrata) ao se misturar com água. 
 Características do cimento: 
 - Pedra moída (calcário); 
 - Aglomerante hidráulico (endurece na presença de água); 
 - A maioria dos sacos de cimento tem 50kg ou 20kg. É ensacado em 2 camadas de 
 papel kraft. Não pode ser ensacado em plástico porque após a moagem, o cimento é 
 queimado a 1450 graus Celsius; 
 - Tem validade de 90 dias; 
 - Não pode ser armazenado direto no piso. Deve ser afastado da parede e no máximo 
 10 sacos empilhados. 
 Matéria prima: 
 - Calcário - rochas carbonáticas (dolomítico, calcítico); 
 - Argila - filito, quartzito, magnetita; 
 - Gesso (retarda o endurecimento). 
 Tipos de cimento: 
 - CP I-S: CIMENTO PORTLAND SIMPLES. É o mais puro e mais difícil de ser 
 encontrado. Contém de 5 a 10 de fíler calcário. Usado em construções de concreto % 
 quando há pouca exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas; 
 - CP II: CIMENTO PORTLAND COMPOSTO. Contém de 6 a 34 de fíler calcário. % 
 Usado em argamassas de assentamento, revestimento, contrapiso e chapisco, em 
 concretos simples, armado, rolado ou projetado, em blocos de concreto e elementos 
 pré-moldados de cimento; 
 - CP II-E: CIMENTO PORTLAND COMPOSTO. Contém de 5 a 10 de fíler calcário + % 
 escória de alto forno; 
 - CP III: CIMENTO PORTLAND COM ESCÓRIA DE ALTO FORNO. Contém de 35 a 
 70 de escória de alto forno. É indicado para qualquer fase da obra (reboco, contra % 
 piso, concreto, vigas, colunas, pois a resistência a sulfato (RS) garante melhor 
 desempenho em ambientes agressivos como esgoto, chuva acida, maresia 
 - CP IV: CIMENTO PORTLAND POZOLANA. Usado principalmente em argamassa de 
 assentamento e revestimento, concreto com agregados reativos, em massa, 
 concreto protendido pós-tensionado e elementos pré moldados; 
 - CP-V-ARI: CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL DE CALCÁRIO. 
 Usado em argamassa armada, concreto para desenforma rápida, concreto 
 protendido pós-tensionado, concreto protendido pré-tensionado, concreto armado, 
 elementos pré moldados de cura acelerada e pisos industriais; 
 - CP-BRANCO. 
 Processo de fabricação do Cimento Portland: 
 Etapas: Transformação da matéria prima Farinha de crú Clinquerização Moagem → → → →
 Tipos 
 As matérias primas do cimento (calcário, filito, quartzito, magnetita) são moídas e secadas 
 em um processo homogêneo, se transformando em farinha de crú. Esta farinha passa pelo 
 processo de Clinquerização (aquecimento a 1450 graus Celsius) se transformando em 
 Clínquer. Em seguida, é resfriado a 200 graus Celsius e adicionado gesso ao clínquer, e 
 também adições (fíler calcário, pozolana e escória). 
 Observações: 
 - A gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado, é comumente chamada de gesso. É 
 adicionada na moagem final do cimento, com a finalidade de regular o tempo de 
 pega , permitindo com que o cimento permaneça trabalhável por pelo menos uma 
 hora e trinta minutos, conforme ABNT. Sem a adição de gipsita, o cimento tem início 
 de pega em aproximadamente quinze minutos, o que tornaria difícil a sua utilização 
 em concretos; 
 - Moagem é a adição de gesso. 
 Óxidos e compostos do Clínquer: 
 - 3CaO.SiO2 - Silicato tricálcico (C3S) - 18 a 66% no cimento; 
 - 2CaO.SiO2 - Silicato dicálcico (C2S) - 11 a 53% no cimento; 
 - 3CaO.Al2O3 - Aluminato tricálcico (C3A) - 5 a 20% no cimento. Hidratação imediata 
 do cimento quando interage com o gesso; 
 - 4CaO.Fe2O3.Al2O3 - Ferro aluminato tetracálcico (C4AF) - 4 a 14% no 
 cimento. Hidratação imediata do cimento quando interage com o gesso. 
 Observação : A interação do gesso com aluminato tricálcico e com ferro aluminato 
 tetracálcico é chamada de etringita. 
 Hidratação do Cimento Portland: 
 O cimento é um aglomerante hidráulico, ou seja, endurece na presença de água. Isso se dá 
 porque a reação química do cimento com a água, chamada de hidratação do cimento, 
 resulta em produtos que possuem características de pega e endurecimento. 
 A hidratação do cimento consiste em reações simultâneas dos compostos anidros 
 (aluminatos e silicatos) com a água. Os aluminatos se hidratam mais rapidamente. Já os 
 silicatos, que compõem cerca de 75% do cimento Portland, demoram um pouco mais para 
 se hidratarem e têm um papel importante na determinação das características de 
 endurecimento (resistência). 
 Observações: 
 - A aderência da pasta de cimento hidratada se deve a formação do C-S-H (silicato de 
 cálcio hidratado). Cimento Portland com alto teor de C3S é menos resistente que o 
 cimento com alto teor de C2S; 
 - A durabilidade de uma pasta de cimento endurecida é reduzida na presença de 
 hidróxido de cálcio. Cimento Portland com alto teor de C3S é menos durável que o 
 cimento com alto teor de C2S; 
 - A velocidade de hidratação do C3S é maior que a do C2S; 
 - As resistências iniciais serão altas se o cimento possuir quantidades grandes de 
 C3S e C3A, e serãobaixas de o cimento possuir grande quantidade de C2S; 
 - Cimentos com alto teor de C2S apresentam endurecimento lento e baixa liberação 
 de calor. 
 Agregados para concreto 
 Características do agregado: 
 - Porosidade: poros que permitem a passagem de água e outras substâncias para o 
 interior do cimento. Para reduzir a porosidade, é importante usar um concreto com 
 baixa relação água/cimento e fazer o uso de impermeabilizantes (produtos que 
 diminuem a permeabilidade e aumentam a resistência do material); 
 - Composição granulométrica: distribuição de dimensão das partículas de um material 
 granular, expressa em porcentagem. Influencia na trabalhabilidade da mistura e 
 no custo do concreto ; 
 - Absorção de água: quantidade de água necessária para levar o agregado da 
 condição seca ao ar a condição saturado superfície seca; 
 - Forma e textura superficial: influenciam a porosidade do concreto no estado fresco. 
 As partículas ásperas e alongadas precisam de mais pasta para produzir misturas 
 trabalháveis, portanto o custo é maior. 
 - Resistência à compressão: influenciada pela porosidade da rocha; 
 - Módulo de Elasticidade: influenciada pela porosidade da rocha; 
 - Substâncias deletérias: substâncias que aparecem como componentes 
 minoritários mas que podem afetar de forma significativa a trabalhabilidade, 
 pega, endurecimento e durabilidade do concreto. Agregados com presença de 
 sulfetos ou contaminados com gipsita podem favorecer o ataque por sulfatos ao 
 concreto e causar corrosão nas armaduras. Agregados calcíticos com presença de 
 chumbo e zinco , e impurezas orgânicas no agregado podem causar o 
 retardamento da pega do concreto. 
 - Sanidade: resistência ou estabilidade que o conjunto de partículas do solo apresenta 
 em relação a ação das forças desagregadoras sobre eles. Um agregado é 
 considerado instável quando variações no volume induzidas por intemperismos 
 resultam na deterioração do concreto. 
 - Massa específica e massa unitária: é necessário conhecer o espaço ocupado pelas 
 partículas, incluindo seus poros e vazios. Assim, torna-se necessário conhecer os 
 valores das massas específicas e unitárias de cada material. 
 Aditivos e adições para concreto 
 São agentes modificadores do concreto . É qualquer material (que não seja água, 
 agregados e cimentos) que seja ingrediente do concreto adicionado antes, durante ou após 
 a mistura. Já a adição são materiais insolúveis, finamente moídos, de fontes naturais ou 
 subprodutos da indústria. 
 Suas funções são: 
 - Melhorar a trabalhabilidade da mistura; 
 - Reduzir a exsudação (água que sobra) e a segregação (brita que desce); 
 - Acelerar ou retardar o tempo de pega; 
 - Controlar o desenvolvimento da resistência; 
 - Minimizar o surgimento de fissuras; 
 - Aumentar a resistência do concreto a ação do ataque por sulfato e a corrosão de 
 armaduras; 
 - Controlar a trabalhabilidade (consistência + coesão). 
 Nomenclatura: 
 ● Aditivos químicos: 
 - Substâncias químicas tensoativas (surfactantes): substâncias que começam a agir 
 no sistema cimento-água instantaneamente, influenciando na tensão superficial da 
 água e adsorvendo na superfície da partícula de cimento. É responsável pelo 
 afastamento das partículas de cimento; 
 - Substâncias químicas modificadores de pega: substâncias que modificam as 
 propriedades químicas entre os compostos do cimento e a água, desde os primeiros 
 minutos até várias horas após a sua adição. Podem ser usados como retardadores 
 ou aceleradores do tempo de pega e da taxa de desenvolvimento da resistência nas 
 primeiras idades. 
 Tipos: 
 - TIPO P : Aditivo Plastificante; 
 - TIPO R : Aditivo retardador de pega; 
 - TIPO PR : Aditivo plastificante retardador de pega; 
 - TIPO PA : Aditivo plastificante acelerador de pega; 
 - TIPO IAR Aditivo incorporador de ar; 
 - TIPO SP : Aditivo superplastificante; 
 - TIPO SPR : Aditivo superplastificante retardador; 
 - TIPO SPA: Aditivo superplastificante acelerador. 
 Observações: 
 - Os aditivos incorporadores de ar tornam as partículas de cimento hidrofóbicas, e a 
 dosagem excessiva pode causar o retardamento na hidratação do cimento. Além 
 disso, a dosagem excessiva também pode causar perda de resistência mecânica. O 
 aditivo pode conduzir a mistura com melhor trabalhabilidade, reduzir a 
 permeabilidade e reduzir a segregação e exsudação do concreto; 
 - Os aditivos plastificantes redutores de água tornam as partículas de cimento 
 hidrofóbicas. Aumentam a trabalhabilidade da mistura, mantendo a relação 
 água/cimento constante OU aumentam a resistência da mistura, diminuindo a 
 relação água/cimento e mantendo a trabalhabilidade. O aditivo dá maior resistência 
 mecânica, maior impermeabilidade e durabilidade, maior proteção, facilidade de 
 adensamento e melhor acabamento; 
 - Substâncias químicas modificadores de pega: interferem na facilidade de dissolução 
 do cimento na água. A composição química e a finura do cimento influenciam a 
 velocidade da aceleração ou do retardo da pega. 
 Adições para concreto 
 Adições minerais: são materiais silicosos, finamente moídos, com propriedades pozolânica 
 e/ou cimentante que são adicionados ao concreto. São de 20 a 70% da massa do material 
 cimentício e subprodutos industriais. 
 Origem: 
 - Usinas Termelétricas: utilizam carvão e casca de arroz como combustível; 
 - Indústria Siderúrgica: utilizam ferro fundido, silício metálico e ligas de ferro como 
 combustível; 
 - Usinas de Açúcar: utilizam o bagaço de cana como combustível. 
 Pozolanas: 
 São materiais silicosos sílico aluminoso que por si só possui pouca ou nenhuma 
 propriedade cimentante, mas que, se finamente moídos, reage quimicamente com o 
 hidróxido de cálcio para formar compostos com propriedades cimentantes. 
 𝐶𝐼𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 + Á 𝐺𝑈𝐴 → 𝐶𝑆𝐻 (+ 𝑃𝑂𝑍𝑂𝐿𝐴𝑁𝐴 ) + 𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 + 𝐸𝑇𝑅𝐼𝑁𝐺𝐼𝑇𝐴 → 𝐶 6 𝐴𝑆 3 𝐻 32 → 𝐶 4 𝐴𝑆𝐻 18 
 Classificação das adições minerais: 
 ● Materiais naturais: processados com a finalidade única de produzir uma pozolana. 
 seu processamento envolve britagem, moagem e separação por tamanho; 
 ● Materiais de subprodutos: não são produtos primários. São os subprodutos 
 industriais que podem ou não exigir algum processamento (secagem e pulverização, 
 por exemplo) antes de serem usados como adição mineral; 
 ● Pozolânicas: são cinzas volantes de baixo teor de cálcio; 
 ● Cimentantes: escória granulada de alto forno; 
 ● Pozolânicas e cimentantes: cinzas volantes com alto teor de cálcio.