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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II PROFª LILIAN BRASILEIRO 1 AGLOMERANTES ▪ Aglomerantes são materiais ativos, ligantes, em geral pulverulentos, cuja principal função é formar uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado AGLOMERANTES ▪ São utilizados na obtenção de argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas AGLOMERANTES ▪ Pastas: são misturas de aglomerante com água e podem ser utilizadas nos rejuntamentos de azulejos e ladrilhos ▪ Natas: são pastas preparadas com excesso de água. As natas de cal são utilizadas em pintura e as natas de cimento são usadas sobre argamassas para obtenção de superfícies lisas AGLOMERANTES ▪ Tipos de aglomerantes: • Hidráulicos (endurecem pela ação da água): cimento e cal hidráulica calcário AGLOMERANTES ▪ Tipos de aglomerantes: • Aéreos (endurecem pela ação do CO2): gesso e cal aérea AGLOMERANTES ▪ Tipos de aglomerantes: • Poliméricos (polimerização da matriz): polímeros e asfalto CIMENTO PORTLAND - HISTÓRICO ▪ Até o final do século XVIII a argamassa utilizada era uma mistura de terra vulcânica, cal e cinza vulcânica ▪ Em 1756, John Smeaton efetuou vários testes para obtenção de um material que suportasse a ação da água do mar e identificou que calcários impuros contendo argila produziam uma espécie de cimento CIMENTO PORTLAND - HISTÓRICO ▪ Em 1818, L. J. Vicat realizou experimentos para mostrar que calcário misturado artificialmente com determinados conteúdos de argila produziam cimentos ▪ Em 1824, Joseph Aspdin queimou pedras calcárias e argila, moeu-as até um pó fino que apresentava dureza parecida com as pedras usadas nas construções e não se dissolvia em contato com a água ▪ Rei George IV da Inglaterra patenteou o ligante com o nome de Cimento Portland CIMENTO PORTLAND ▪ Apesar do desenvolvimento tecnológico, o princípio básico de fabricação do cimento Portland permanece o mesmo até hoje 11 Aglomerante hidráulico obtido pela mistura íntima de calcário, argila e outros materiais silicosos, alumina e materiais que contenham óxido de ferro. A mistura é queimada à temperatura de clinquerização, em torno de 1450 ºC, sendo o material resultante desta queima, o clínquer, moído posteriormente. Após o clínquer resfriado é adicionada uma certa quantidade de gipsita (sulfato de cálcio), sendo novamente moído até resultar em um pó fino. Diâmetro: 3 – 25mm CIMENTO PORTLAND - DEFINIÇÕES 12 CIMENTO PORTLAND - DOSAGEM 13 CIMENTO PORTLAND - FABRICAÇÃO 14 CIMENTO PORTLAND - QUÍMICA BÁSICA Calcário CaO + CO2 Argila SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 NOME DO COMPOSTO COMPOSIÇÃO EM ÓXIDOS ABREVIAÇÃO Silicato tricálcico (alita) 3 CaO.SiO2 C3S Silicato dicálcico (belita) 2 CaO.SiO2 C2S Aluminato tricálcico 3 CaO. Al2O3 C3A Ferroaluminato tetracálcico 4 CaO. Al2O3.Fe2O3 C4AF ÓXIDO CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 H2O ABREVIAÇÃO C S A F H ▪ Fases do cimento 15 CIMENTO PORTLAND - QUÍMICA BÁSICA Alita Belita Ferroaluminato tetracálcico CaO e MgO É admitido um teor máximo de 2%, caso contrário pode levar à expansão da pasta de cimento durante a reação de hidratação. 16 CIMENTO PORTLAND - QUÍMICA BÁSICA SULFATO DE CÁLCIO (CaSO4): É adicionado ao moinho de cimento Portland para atuar como controlador de pega da pasta de cimento durante as reações de hidratação. O teor adicionado (máximo de 5%) dependerá da reatividade do C3A do clínquer. A forma de sulfato de cálcio mais utilizada na indústria do cimento é a gipsita, que pode ser natural ou sintética. 17 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ A mistura do cimento com a água forma produtos hidratados que garantirão o endurecimento e desenvolvimento da resistência mecânica com consequente resistência à ação da própria água Cimento + Água C-S-H gel + Ca(OH)2 Silicato de cálcio hidratado Hidróxido de cálcio Resistência mecânica Base forte: pH elevado Película passivadora Proteção do aço contra a corrosão 18 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ A mistura do cimento com a água forma produtos hidratados que garantirão o endurecimento e desenvolvimento da resistência mecânica com consequente resistência à ação da própria água Cimento + Água C-S-H gel + Ca(OH)2 Silicato de cálcio hidratado Hidróxido de cálcio Resistência mecânica Base forte: pH elevado Película passivadora Proteção do aço contra a corrosão 19 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO 20 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ A relação água/cimento é obtida da seguinte forma: ▪ Como visto anteriormente, o cimento precisa da água para se hidratar e formar os produtos de hidratação, que garantirão resistência mecânica e durabilidade aos produtos cimentícios. ▪ Porém, o cimento só precisa de uma relação água/cimento de aproximadamente 0,23 (a/c = 0,23) para esta finalidade. ▪ Para concretos convencionais, a relação água/cimento gira em torno de 0,50 (a/c = 0,50). Isso para garantir os processos de mistura, transporte, lançamento e adensamento do concreto, ou seja, para garantir sua trabalhabilidade. 𝑎/𝑐 = á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 21 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ No entanto, qualquer relação água/cimento acima de 0,23 (a/c > 0,23) acarretará em água em excesso, que se transformará em um poro cheio de água ou de ar. ▪ Ou seja: Porosidade Resistência mecânica Durabilidadea/c 22 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO Resistência mecânica a/c 23 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO Resistência mecânica a/c 24 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO Durabilidade a/c 25 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ Todavia, a água é muito importante para garantir a trabalhabilidade e preenchimento total da fôrma 26 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ Por isso, a relação água/cimento deve considerar resistência à compressão, durabilidade e trabalhabilidade requeridas ao concreto em cada situação. 27 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ Por isso, a relação água/cimento deve considerar resistência à compressão, durabilidade e trabalhabilidade requeridas ao concreto em cada situação. 28 CIMENTO PORTLAND - REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO ▪ Por isso, a relação água/cimento deve considerar resistência à compressão, durabilidade e trabalhabilidade requeridas ao concreto em cada situação. 29 CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES MINERAIS INCORPORADAS DURANTE A FABRICAÇÃO ▪ Conforme o tipo de cimento poderão ser acrescentados, no processo de moagem, materiais conhecidos por adições minerais Escória de alto forno 30 CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES MINERAIS INCORPORADAS DURANTE A FABRICAÇÃO ▪ Conforme o tipo de cimento poderão ser acrescentados, no processo de moagem, materiais conhecidos por adições minerais Materiais pozolânicos 31 CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES MINERAIS INCORPORADAS DURANTE A FABRICAÇÃO ▪ Conforme o tipo de cimento poderão ser acrescentados, no processo de moagem, materiais conhecidos por adições minerais Fíler 32 CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES MINERAIS INCORPORADAS DURANTE A FABRICAÇÃO ▪ Existem várias razões para o uso das adições minerais na produção do cimento: ✓ Razões técnicas: - Melhora propriedades específicas ✓ Razões econômicas: - Redução de custos - Diminuição de resíduos poluidores ✓ Razões ecológicas: - Aproveitamento de resíduos - Preservação de jazidas naturais 33 CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES MINERAIS INCORPORADAS DURANTE A FABRICAÇÃO ESCÓRIA GRANULADA DE ALTO- FORNO MATERIAIS POZOLÂNICOS São ativados pelo Ca(OH)2 liberado nas reações de hidratação do clínquer formando produtos hidratados. FÍLER CALCÁRIO Melhora a compacidade e trabalhabilidade dos concretos e argamassas e, em menor escala, forma produtos hidratados. 34 CIMENTO PORTLAND - PROPRIEDADES ▪ Finura Pode ser determinada por meio da peneira de malha nº 200 (#0,075mm), permeabilímetro ao ar de Blaine e granulômetro a laser ▪ ExpansibilidadePode ocorrer após o final da pega, ao longo do tempo, provocando fissuras, quando da queima do clínquer, o teor de Magnésio ou CaO livre é elevado. É medida pelo ensaio de expansibilidade de Le Chatelier 35 CIMENTO PORTLAND - PROPRIEDADES ▪ Tempo de pega O tempo de pega do cimento é importante para permitir a aplicação adequada das pastas, argamassas e concretos sem perda de plasticidade e trabalhabilidade. O aparelho de Vicat determina o tempo de pega da pasta de cimento Portland 36 CIMENTO PORTLAND - PROPRIEDADES ▪ Resistência à compressão Na embalagem do cimento deve ser indicada a resistência à compressão mínima que este atinge aos 28 dias, de acordo com um ensaio padrão. 37 CIMENTO PORTLAND - PROPRIEDADES ▪ Resistência à compressão Na embalagem do cimento deve ser indicada a resistência à compressão mínima que este atinge aos 28 dias, de acordo com um ensaio padrão. 38 CIMENTO PORTLAND - TIPOS ▪ Dependem de: Proporção de clínquer Proporção de sulfato de cálcio Proporção de adições minerais 39 CIMENTO PORTLAND - TIPOS Designação normalizada (tipo) Subtipo Sigla Classe de resistência Sufixo Cimento Portland comum Sem adição CP I 25, 32 ou 40 RS ou BC Com adição CP I-S Cimento Portland composto Com escória granulada de alto forno CP II-E Com material carbonático CP II-F Com material pozolânico CP II-Z Cimento Portland de alto forno CP III Cimento Portland pozolânico CP IV Cimento Portland de alta resistência inicial CP V ARI Cimento Portland Branco Estrutural CPB 25, 32 ou 40 Não estrutural CPB - - 40 CIMENTO PORTLAND - TIPOS Sigla Classe de resistência Sufixo Clínquer + sulfatos de cálcio Escória de alto forno Material pozolânico Material carbonático CP I 25, 32 ou 40 RS ou BC 95 - 100 0 - 5 - - CP I-S 90 – 94 - - 6 - 10 CP II-E 51 - 94 6 - 34 - 0 - 15 CP II-Z 71 - 94 - 6 - 14 0 – 15 CP II-F 75 - 89 - - 11 - 25 CP III 25 - 65 35 - 75 - 0 - 10 CP IV 45 - 85 - 15 - 50 0 - 10 CP V ARI 90 – 100 - - 0 - 10 CPB 25, 32 ou 40 75 – 100 - - 0 - 25 CPB - - 50 - 74 - - 26 - 50 41 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO E POZOLÂNICO (CP III E CP IV): Principais vantagens: • Maiores estabilidade, durabilidade e impermeabilidade ao concreto • Menor calor de hidratação • Maior resistência ao ataque por sulfatos • Maior resistência à compressão em idades avançadas • Maior resistência à tração e à flexão 42 ✓ A menor resistência inicial pode ser incrementada pelo uso de aditivos aceleradores ou por compensações na dosagem do concreto. ✓ Desempenho comparável ao CP II para aplicações rotineiras e convencionais. CIMENTO PORTLAND - TIPOS 43 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO E POZOLÂNICO (CP III E CP IV): Aplicações: • Obras de concreto-massa como barragens e peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares; • Obras em contato com ambientes agressivos por sulfatos, terrenos salinos; • Tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos ou efluentes industriais; • Concretos com agregados reativos; • Pilares de pontes ou obras submersas em contato com águas correntes puras; • Obras em zonas costeiras ou em água do mar; • Pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. 44 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL: Aplicações: • Artefatos de cimento como blocos para alvenaria e pavimentação, tubos, laje, meio-fio, elementos arquitetônicos pré-moldados, mourões, postes,... ✓ Maior conteúdo de alita (C3S) e C3A durante a produção do clínquer e maior finura do cimento. ✓ Concretos com CP V-ARI demandam mais água para atingir a mesma consistência obtida com outros tipos de cimento. 45 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND RESISTENTE AOS SULFATOS: Para classificar o cimento como Resistente a Sulfatos (ABNT NBR 5737): • C3A do clínquer e fíler calcário menor que 8% e 5%, respectivamente. • Cimentos CP III com 60% a 70% de escória. • Cimentos CP IV com 25% a 40% de pozolana. • Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. 46 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND RESISTENTE AOS SULFATOS: Aplicações: • Concreto dosado em central; • Obras de recuperação estrutural e industriais; • Concreto de alto desempenho, projetado, armado e protendido; • Elementos pré-moldados de concreto; • Concretos submetidos ao ataque de meios agressivos (ETA, ETE, obras litorâneas, subterrâneas e marítimas). 47 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO: ▪ Visa retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desprendido durante a hidratação do cimento. ▪ Será a concentração de C3S e C3A que garantirá a característica de BC. 48 CIMENTO PORTLAND - TIPOS CIMENTO PORTLAND BRANCO: São isentos de C4AF; Exigência: índice de brancura maior que 78%; Pode ser associado a pigmentos coloridos. ESTRUTURAL: CPB-25, CPB-32 e CPB-40 Finalidade estética: concreto arquitetônico. NÃO ESTRUTURAL: CPB Finalidade estética: rejuntamento de azulejos. http://1.bp.blogspot.com/-1WeJpsu4xSk/TfPyoyH5FTI/AAAAAAAAAFQ/dC__0LjJbHM/s1600/museu+ibere+camargo1.jpg http://2.bp.blogspot.com/-74Bf8f8F8Rw/TfPye1sslNI/AAAAAAAAAFM/jqDPaZ3nUZw/s1600/museu+ibere+camargo2.jpg 49 CIMENTO PORTLAND –TIPOS 50 CIMENTO PORTLAND - ARMAZENAMENTO ▪ Sacos de papel kraft com 25 kg e 50 kg ou a granel; ▪ Deve ser utilizado obedecendo a ordem de sua entrada no depósito; ▪ Caso o cimento seja pouco afetado pela umidade, ele ainda poderá ser aproveitado em serviços que não sejam necessárias grandes resistências, devendo ser previamente peneirado em malha de pequena abertura. 51 CIMENTO PORTLAND - POTY NOME DO CIMENTO INDICAÇÃO TIPO Obras estruturais Lajes, fundações, pilares, vigas CP II F 40 e CP III 40 RS Todas as obras Reboco, concreto convencional, contrapiso, lajes CP II E 32, CP II E 32 RS, CP II F 32, CP II Z 32, CP II Z 32 RS, CP III 40 RS, CP IV 32 Obras básicas Calçadas, chapisco, juntamento de telhas, assentamento de blocos CP II E 32, CP II F 32, CP II Z 32 RS, CP III 32 RS, CP IV 32, CP IV RS Obras especiais - industrial Blocos estruturais, pavers, artefatos de cimento, pré-moldados CP I 40, CP V ARI, CP V ARI ULTRA Obras especiais – industrial – meios agressivos Indústrias de blocos, pavers, artefatos de cimento, pré-moldados, obras com constante contato com esgoto CP V ARI RS CAL ▪ A cal é um aglomerante produzido a partir da calcinação de rochas calcárias, composto basicamente de cálcio e magnésio, que se apresenta na forma de um pó muito fino CaCO3 + calor CaO + CO2 Cal virgem ou cal viva (estrutura porosa) Rocha calcária britada Seleção da faixa granulométrica ótima e transporte para o fornoMoagem adequada e obtenção da cal virgem Hidratação e moagem para obtenção da cal hidratada 52 CAL ▪ A cal virgem ainda não é o aglomerante usado na construção civil. O óxido deve ser hidratado, transformando-se em hidróxido, que é o constituinte básico do aglomerante cal CaO + H2O Ca(OH)2 ▪ A cal hidratada é utilizada em mistura com água e areia, em proporções apropriadas, na elaboração de argamassas. Estas tem consistência mais ou menos plástica, e endurecem por recombinação do hidróxido com o gás carbônico presente na atmosfera, reconstituindo o carbonato original, cujos cristais ligam de maneira permanente os grãos de agregado utilizados Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Cal extinta ou cal hidratada Carbonato original Obs: reação fortemente exotérmica; ocorre rapidamente (~20 min) 53 CAL ▪ Esse endurecimento se processa com lentidão e ocorre de fora para dentro, exigindo uma certa porosidade que permita, de um lado a evaporação da água em excesso e do outro a penetração de gás carbônico do ar atmosférico cuidadona execução de pintura sobre argamassas com cal ▪ Tem-se, então, um ciclo de transformações da matéria prima e da cal: 54 CAL ▪ Tipos de cales: Cal aérea • Cal virgem: constituída predominantemente de óxidos de cálcio e magnésio • Cal hidratada: de uso mais comum na construção civil, é constituída de hidróxidos de cálcio e de magnésio, além de uma pequena fração de óxidos não hidratados e de carbonatos de cálcio e de magnésio Cal hidráulica • Oriunda do calcário argiloso. Foi muito utilizada nas construções mais antigas, sendo posteriormente, substituída pelo cimento Portland 55 CAL ▪ Matérias-primas da cal: • Calcário: mineral predominante é a calcita = CaCO3 • Dolomitos: mineral predominante é a dolomita = CaCO3.MgCO3 Obs: reações de transformações no processo com utilização de dolomitos é bem semelhante às do calcário, diferindo-se por acontecer em duas etapas e pelo acréscimo de óxido de magnésio como produto da calcinação 56 CAL ▪ Classificação da cal de acordo com a composição química: • Cal cálcica: mínimo de 75% de CaO • Cal magnesiana: mínimo de 20% de MgO ▪ Classificação da cal de acordo com o rendimento em pasta: • Cal magra: cal impura que reage lentamente com a água, dando massa pouco ligante • Cal gorda: cal com elevado teor de óxido de cálcio, que reage rápido com a água, dando massa muito ligante A soma de CaO e MgO deve sempre ser superior a 95% 57 CAL ▪ Tipos de cal hidratada quanto ao grau de hidratação: • CH - I: cal hidratada especial ✓ Óxidos totais > 90%; ✓ CaO e MgO não hidratados ≤ 10% ✓ CO2 ≤ 5% Óxidos totais (CaO e MgO): indica a pureza da matéria-prima empregada na produção da cal CO2: indica o grau de calcinação da matéria-prima 58 CAL ▪ Tipos de cal hidratada quanto ao grau de hidratação: • CH - II: cal hidratada comum ✓ Óxidos totais > 88%; ✓ CaO e MgO não hidratados ≤ 15% ✓ CO2 ≤ 5% Óxidos totais (CaO e MgO): indica a pureza da matéria-prima empregada na produção da cal CO2: indica o grau de calcinação da matéria-prima 59 CAL ▪ Tipos de cal hidratada quanto ao grau de hidratação: • CH - III: cal hidratada comum com carbonatos ✓ Óxidos totais > 88%; ✓ CaO e MgO não hidratados ≤ 15% ✓ CO2 ≤ 13% Óxidos totais (CaO e MgO): indica a pureza da matéria-prima empregada na produção da cal CO2: indica o grau de calcinação da matéria-prima 60 CAL ATENÇÃO ▪ Quando a cal virgem não for completamente hidratada durante o seu processo de produção, essa hidratação irá ocorrer após o endurecimento da argamassa de revestimento. ▪ Como a hidratação dos óxidos ocorre com aumento de volume do material, o fenômeno de expansão dos óxidos hidratados provocará a destruição da ligação argamassa-base com “pipocamento” do revestimento. 61 CAL ▪ Propriedades da cal: • Plasticidade: conceitua a menor ou maior facilidade na aplicação das argamassas como revestimento • Retração: a carbonatação do hidróxido realiza-se com perdas de volume • Rendimento: volume de pasta de cal obtido com uma tonelada de cal viva • Endurecimento: necessidade de absorção do CO2 do ar, ocorre de forma lenta 62 CAL ▪ Qualidade da cal: está relacionada ao seu processo de fabricação, desde o controle de qualidade do minério até a forma de hidratação 63 CAL ▪ Requisitos e critérios de qualidade da cal hidratada • Finura: é a característica que tem maior influência nas propriedades de emprego da cal, pois quanto mais finas as partículas, maior volume de água será adsorvida e mais rápida será a dissolução, dando à argamassa a consistência plástica que resulta em facilidade de aplicação e maior rendimento de trabalho 64 CAL ▪ Requisitos e critérios de qualidade da cal hidratada • Finura: ABNT NBR 7175:2003 – Cal hidratada para argamassas - Requisitos 65 CAL ▪ Requisitos e critérios de qualidade da cal hidratada • Retenção de água: é um resultado da elevada superfície específica da cal. Requisito importante para as argamassas porque: ✓ Contribui para a hidratação do cimento ✓ Auxilia na retenção de água quando a argamassa é aplicada sobre uma base absorvente pois aumenta o tempo para realização do acabamento ✓ Favorece a resistência de aderência da argamassa ABNT NBR 9290:1996 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da retenção de água 66 CAL ▪ Aplicações da cal • Argamassa: maior emprego da cal ✓ Confere maior plasticidade às pastas e argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformações sem fissurar do que teriam com o emprego de somente cimento Portland ✓ Argamassas mistas retêm mais água, permitindo uma melhor aderência 67 CAL ▪ Aplicações da cal • Tinta à base de cal: ✓ Baixo custo 68 CAL ▪ Aplicações da cal • Bloco sílico-calcário: ✓ São fabricados com cal e agregados finos quartzosos, moldados por compactação e submetidos à hidratação em autoclave (T ~ 150ºC a 200ºC) ✓ O produto essencial formado é o silicato de cálcio hidratado ✓ A resistência mecânica depende da porosidade, influenciada pelo empacotamento granulométrico das partículas, pelo teor de água, pela energia de compactação e pelo volume de produtos hidratados formados durante a autoclavagem 69 CAL 70 Então: ✓ As argamassas magras de cimento tornam-se, pela adição de cal, mais trabalháveis; ✓ A argamassa deverá se apresentar como uma massa coesa, que possua a trabalhabilidade adequada para rejuntamentos e revestimentos; ✓ As argamassas de cal têm muito mais coesão do que as de cimento, de mesmo traço; ✓ As argamassas de cal retêm a água de amassamento durante mais tempo do que as argamassas de cimento. GESSO ▪ O gesso é um material bastante utilizado na Construção Civil. São exemplos de utilização do gesso: ✓ Isolante térmico. ✓ Isolante acústico. ✓ Componente que retarda a pega do cimento. ✓ Revestimento de tetos e sancas. 71 GESSO ▪ Produção do gesso de construção: • Extração do minério, realizada geralmente a céu aberto • Britagem e moagem grossa • Secagem da matéria-prima, pois a umidade pode chegar a 10% • Calcinação, moagem fina e ensacamento 72 GESSO 73 ▪ Produção do gesso de construção: GESSO ▪ Produção do gesso de construção: CaSO4 . 2H2O CaSO4 . 0,5H2O + 1,5H2O CaSO4 . 0,5H2O CaSO4 . εH2O + δH2O 74 140 a 160ºC Gipsita Hemidrato 160 a 190ºC Hemidrato Anidrita III GESSO ▪ Produção do gesso de construção: CaSO4 . 0,5H2O CaSO4 CaSO4 . 0,5H2O CaSO4 + SO3 + CaO 75 350 a 400ºC 1100 a 1200ºC Hemidrato Anidrita I Hemidrato Anidrita II Cal livre GESSO ▪ O gesso é um material produzido por calcinação do minério natural gipso, constituído essencialmente de: • Sulfato de cálcio hemidratado - CaSO4 . 0,5H2O é a fase presente em maior teor • Gipsita - CaSO4 . 2H2O está presente no produto por tempo de calcinação insuficiente ou por moagem grossa da matéria-prima. Age como um acelerador de reação (acelerador de pega) 76 GESSO ▪ O gesso é um material produzido por calcinação do minério natural gipso, constituído essencialmente de: • Anidritas solúveis e insolúveis o Anidrita III ou anidrita solúvel - CaSO4 . εH2O fase muito reativa, age como acelerador de pega o Anidrita II ou anidrita insolúvel - CaSO4 anidrita supercalcinada; reage lentamente com a água, podendo levar sete dias para se hidratar completamente o Anidrita I - CaSO4 fase de pega e endurecimento lentos, contribuindo para a dureza e tenacidade do produto final ▪ As propriedades do gesso dependem do teor relativo desses constituintes 77 GESSO ▪ Matéria-prima do gesso de construção: • Sulfatos naturais: são um tipo particular de rocha sedimentar, denominada evaporito. São as rochas mais solúveis, constituídas principalmente de cloretos e sulfatos de sódio, de cálcio, de magnésio e de potássio ▪ Reservas brasileiras de gipsita • Pará, Pernambuco, Maranhão, Ceará, Rio Grande do Norte, Piauí eTocantins 78 GESSO ▪ Hidratação, pega e endurecimento do gesso: • Fenômeno químico no qual o material anidro em pó é transformado em dihidrato. • As reações de hidratação são inversas às da formação dos produtos – o hemidrato e as anidritas regeneram a gipsita. • O mecanismo de hidratação ocorre em três etapas: ✓ Fenômeno químico de dissolução ✓ Fenômeno físico de cristalização ✓ Fenômeno mecânico de endurecimento 79 GESSO ▪ O endurecimento do gesso dentro da argamassa ocorre da seguinte forma: ✓ Estágio 1 - mistura inicial do sulfato de cálcio hemidratado e da água; ✓ Estágio 2 - reação com a água começa e o precipitado de sulfato de cálcio dihidratado forma os núcleos de cristalização; ✓ Estágio 3 - pode-se observar o início do crescimento de cristais, a partir dos núcleos; 80 GESSO ▪ O endurecimento do gesso dentro da argamassa ocorre da seguinte forma: ✓ Estágio 4 - os cristais de sulfato de cálcio dihidratado já estão bem crescidos. Para o crescimento destes cristais a mistura consome água, tornando-se viscosa; ✓ Estágio 5 - os cristais já se tocam e pode-se dizer que este é o momento de pega inicial. Na prática, neste momento a mistura perde o brilho superficial devido à absorção d'água na formação do dihidratado; ✓ Estágio 6 - todos os cristais estão entrelaçados, formando um corpo sólido. 81 GESSO Logo após o contato do gesso com a água, forma-se uma pasta homogênea que, após poucos minutos, torna-se consistente e trabalhável. Esta consistência aumenta até o endurecimento, quando a pasta ganha resistência ▪ Fenômeno de cristalização com o entrelaçamento em forma de agulha dos dihidratos 82 GESSO ▪ Hidratação, pega e endurecimento do gesso: do ponto de vista prático, a pega do gesso se encerra em cerca de 45 minutos, mas o material continua ganhando resistência até cerca de 20 horas. A pega e o endurecimento são influenciados pelos seguintes fatores: ✓ Origem da matéria-prima e impurezas ✓ Temperatura da água ✓ Velocidade e tempo de mistura ✓ Finura e forma dos grãos ✓ Relação água/gesso ✓ Aditivos 83 GESSO ▪ Aditivos retardadores de pega usados no gesso: são produtos inorgânicos que, adicionados em pequena quantidade, (<10%) à água de amassamento ou ao gesso em pó, afetam a velocidade de hidratação das pastas e, com isso, retardam a pega ▪ Os aditivos retardadores são classificados em 3 grupos, conforme o modo de atuação: ✓ Aditivos que diminuem a velocidade de dissolução do hemidrato ✓ Aditivos que geram produtos pouco solúveis ou insolúveis ao redor dos cristais de dihidrato, atrasando o seu crescimento ✓ Aditivos que formam um gel ao redor dos grãos de hemidrato, atrasando o contato com a água, sua solubilização e cristalização do dihidrato 84 GESSO ▪ Aplicações do gesso de construção: • Revestimento com pasta de gesso: o preparo das pastas de gesso é governado por dois fatores básicos ✓ A necessidade de reologia adequada para a aplicação sobre a base ✓ O tempo útil (tempo em que essa reologia é mantida) O gesseiro, pela sua experiência, define o teor de água adequado (relação a/g) A aplicação requer experiência para se evitar o desperdício devido ao curto tempo de pega 85 GESSO ▪ O gesso possui características interessantes que favorecem sua aplicação: ✓ Endurecimento rápido: produção de componentes sem tratamento de aceleração de endurecimento ✓ Alta plasticidade da pasta fresca ✓ Lisura da superfície endurecida 86 GESSO ▪ Aplicações do gesso de construção: • Gesso acartonado: as chapas de grandes dimensões finas de gesso revestidas externamente por duas lâminas de papel, são denominadas comercialmente no Brasil de drywall ✓ O papel kraft que reveste serve de reforço para os esforços de tração, o que permite o manuseio seguro das chapas de grandes dimensões e confere resistência a esforços de uso ✓ Combinando papel e gesso, o produto é sensível a ambientes úmidos, podendo apresentar degradação total ou biodeterioração da superfície. Para aplicação em ambientes úmidos recebe tratamento com hidrofugante ✓ Bom desempenho na proteção de estruturas contra o efeito de incêndio 87 GESSO ▪ Aplicações do gesso de construção: • Gesso acartonado 88 GESSO ▪ Aplicações do gesso de construção: • Placas e outros componentes de gesso ✓ Placas lisas de gesso ✓ Perfis moldados, em complementação às placas de gesso ✓ Blocos de gesso para uso em alvenarias ✓ Fibro-gesso: a fibra é adicionada para melhoras a resistência à tração e ao impacto ✓ Porta corta-fogo ✓ Isolante acústico 89
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