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Cimento Portland AGLOMERANTE CIMENTOS PORTLAND CIMENTOS PORTLAND ESPECIAISESPECIAIS 1. CIMENTO DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL Cimento Portland de Alta Resistência Inicial: É o aglomerante hidráulico que atende às exigências de alta resistência inicial, obtido pela moagem de clinquer Portland. Sua maior resistência inicial a baixas idades ( a 24 h ≥ 110 kgf / cm2 ) pode ser obtida: - pela maior finura ( moagem ) do clinquer; - pela maior proporção de C3S. É mais fissurável, desprende maior calor de hidratação e é menos durável devido ao maior teor de Ca(OH)2 liberado. Recomenda-se para concreto pré-moldado e artefatos de concreto porque permite uma rápida desforma e maior reaproveitamento dos moldes. 2. CIMENTOS RESISTENTES A SULFATOS • limitação no teor de C3A < 8% • limitação de adições carbonáticas < 5% • alto-forno com 60 e 70% de escória • pozolânico entre 25 e 40% de pozolana 3. Cimento`Portland de baixo calor de hidratação (BC) • gera pouco ou retarda a formação de calor na reação de hidratação • CP III-32 4. Cimento Portland Branco • estrutural • não estrutural • limitação nos teores de óxido de ferro e manganês CIMENTO PORTLAND CIMENTO PORTLAND COMPOSTOSCOMPOSTOS CP II E / CPII F / CP II Z CLINQUER GIPSITA ADIÇÃO Escória – 6 a 34% Filler 0 a 10% Pozolana – 6 a 14% Filler 0 a 10% Filler – 6 a 10% CIMENTO PORTLAND CIMENTO PORTLAND COMPOSTOSCOMPOSTOS CP II E / CPII F / CP II Z • aplicações intermediárias entre o CP I e os pozolânicos e alto-forno • aplicações gerais sem grande especificidade CIMENTO DE ALTOCIMENTO DE ALTO--FORNOFORNO CLINQUER ESCÓRIA DE ALTO-FORNO FILLER CALCÁREO 35 a 70% 0 a 5% CIMENTO DE ALTOCIMENTO DE ALTO--FORNOFORNO Os Cimentos Portland de Alto Forno têm as seguintes características: - baixas resistências mecânicas às idades menores (até 10 dias) devido à necessidade de que reaja primeiro o C3S e o C2S, para então começar a reagir a escória em presença de Ca(OH)2 liberada; - liberam pouco calor de hidratação e o fazem de amneira espaçada no tempo, o que acarreta menores possibilidades de fissuração; - necessitam grandes cuidados com a cura, pois as reações só se dão em ambiente úmido. Deverá cuidar-se por pelo menos 20 dias; - requerem boa dosagem, amassamento e adensamento uniforme para evitar diferenças significativas de endurecimento; - são os mais resistentes à ação de meios sulfato agressivos, tais como águas sulfatadas, esgotos, água do mar; - não deve ser usado em caldas de injeção de bainhas de aço para concreto protendido, pois tem pequenas quantidades de enxofre (em forma de sulfeto de cálcio) que podem eventualmente favorecer o ataque à armadura. CIMENTO POZOLÂNICOCIMENTO POZOLÂNICO CLINQUER POZOLANA FILLER CALCÁREO 15 A 50% 0 a 5% CIMENTO POZOLÂNICOCIMENTO POZOLÂNICO - são os mais resistentes a meios agressivos do tipo água puras, ácidas e carbônico agressivas, porque combinam com a Ca(OH)2 formando compostos insolúveis, também e por isso são mais impermeáveis, sendo aconselháveis também para meios sulfato agressivos como água do mar; - as resistências mecânicas elevam-se mais vagarosamente e tornam o concreto mais elástico aumentando o alongamento de ruptura; - minora os efeitos da reação álcali-agregado, pois se dispomos de agregados reativos estes não terão mais tantos álcalis para reagir, pois o NaOH e KOH reagem e se fixam com as pozolanas; - requerem cura mais prolongada e cuidados na produção do concreto que garantam sua homogeneidade, e pelo mesmo motivo é conveniente colocá-los em contato com meio agressivo somente após um prazo longo, superior a 30 dias; PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DO CIMENTO 1. Pega e Endurecimento Cimento + água Perda de plasticidade e possibilidade de manuseio após o inicio das reações de hidratação Pega Inicio de pega Tempo decorrido desde a adição de água até o inicio das reações com os compostos do cimento. Limita o tempo de trabalhabilidade dos concretos e argamassas Tempo de fim de pega Tempo decorrido desde a adição de água até a situação em que a pasta cessa de deformar sob a ação de cargas. A partir deste momento pode-se iniciar novos serviços sobre a superfície do concreto. Falsa pega Provocada pela desidratação do gesso ou erro no proporcionamento no processo de moagem Baixa resistência à tração e pouca deformabilidade Mistura do cimento e da água Início de pega Fim de pega ~2 horas 4 a 16 horas Crescimento da resistência Pega Endurecimento Fatores que influenciam a pega Teor de C3A , SO3 e Fe2O3 Finura Quanto mais fino o cimento mais rápida a pega Temperatura Aumento – reduz Diminuição – aumenta Quantidade de água quanto mais água menor o tempo de pega Aditivos Aceleradores (cloreto de cálcio, Cloreto de sódio, etc) Retardores (Gesso, açucar, álcool, óxido de zinco) Classificação quanto à pega Normal > 1 h Rápida < 1 h Pega de cimentos comerciais 2 h 30 min Determinação do tempo de pega: Aparelho de Vicat, com pasta de consistência normal) 2. Finura e Grau de moagem Influencia: InversoPega DiretaResistência DiretaCalor de hidratação Direta Retração InversoExsudação Determinação da Finura Peneiramento: índice de finura - % de massa que fica retida na peneira 200 com abertura de 0,075 mm. (NBR 57 33) Permeabilímetro de Blaine - Superfície específica Baseado na velocidade de ar que passa por uma determinada amostra que é função do tamanho dos grãos. Blaine dos cimentos normais = 2500 a 4000 cm2/g Para os cimento normais: % retida < 12 % Granulômetro a laser 3. Massa específica A massa especifica do cimento γ0 = 3,10 a 3, 15 kg/l. A determinação é feita através do frasco de Le Chatelier, usando querosene como líquido. A massa unitária do cimento: γ = 1,5 Kg/l 4. Resistência a esforços mecânicos (resistência à compressão) Fatores que influenciam na resistência à compressão: Direta Inversa direta Principalmente C3S e C2S Finura Quantidade de água Composição química Idade Determinação da resistência à compressão (NBR 7215) Corpos de prova cilindricos: 5 X 10 cm Argamassa Normal: 1 : 3 : 0,5 Areia Normal = Areia do rio Tietê Ruptura aos 3, 7 e 28 dias. CP 25 8 15 25 CP 32 10 20 32 CP 40 14 24 40 Classes de cimento (em MPa) 5. Exsudação é o fenômeno de segregação da água que ocorre na pasta de cimento antes do início da pega Quanto mais fino o cimento menor a exsudação É importante na tecnologia de concretos e argamassas PROPRIEDADES QUÍMICAS DO CIMENTO 1. Estabilidade de volume A existência indesejável de cal livre (CaO) e óxido de magnésia (MgO), pode provocar expansão do concreto endurecido. Determinação: Agulha de Le Chatelier com pasta de consistência normal Ensaio a frio: evidencia a presença de MgO Ensaio a quente: evidencia a presença de CaO 2. Calor de hidratação É a quantidade de calor gerado pela hidratação completa dos compostos do cimento. 3 dias 41 a 90 cal/g - 50% 7 dias 46 a 97 cal/g 28 dias 61 a 109 cal/g - 90% 60 dias 72 a 114 cal/g 180 dias 74 a 116 cal/g C3A - 207 cal/g C4AF – 100 cal/g C3S – 120 cal/g C2S – 62 cal/g 2. Resistência a Agentes Agressivos Influi diretamente na durabilidade e depende muito da porosidade (relação água/cimento) Em contato com a água: Retirada do Ca(OH)2 por dissolução Ataquede águas ácidas aos silicatos hidratados Ataque de águas sulfatadas ao C3A, formando etringita expansiva (sal de Candlot) Em contato com o ar: Carbonatação do Ca(OH)2 Em atmosferas marinhas Corrosão de armaduras Corrosão de armaduras 4. Reação álcali-agregado Reação entre os álcalis do cimento e a silica ativa da areia (amorfa) Só ocorre em 3 condições: Equivalente de Na2O: % Na2O + 0,658 (% K2O) > 0,6 Ocorrência de sílica amorfa (Opala) Umidade Como evitar: Limitar o equivalente alcalino Utilizar material pozolânico Evitar umidade Transporte armazenamento do cimento Em saco: Lugar limpo e seco Estrado de madeira a 30 cm do chão Cobertura Pilhas de, no máximo 10 sacos A granel: Transportado em carretas e containers Armazenagem em silos dotados de sistemas de abastecimento e dosados por gravidade, por parafuso sem fim ou elevadores de caneca DESIGNAÇÕES DOS CIMENTOS PORTLAND a) Cimento Portland Comum CP I – Cimento Portland Comum CP I-E – Cimento Portland Comum com Adição de escória b) Cimento Portland Composto CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana CP II-F – Cimento Portland Composto com Filler c) Cimento Portland de Alto Forno – CP III d) Cimento Portland Pozolânico – CP IV e) Cimento Portland de Alta Resistência Inicial – CP V-ARI f) Cimento Portland Resistente à Sulfatos São designados pela sigla original de seu tipo acrescida de RS. Sigla Clínquer + sulfato de cálcio Escória granulada de alto-forno Material pozolânico Material carbonático CP I 100 0 0 0 CP I-S 99-95 1-5 1-5 1-5 CP II-E 94-56 6-34 - 0-10 CP II-Z 94-76 - 6-14 0-10 CP II-F 94-90 - - 6-10 CP III 65-25 35-70 - 0-5 CP IV 85-45 - 15-50 0-5 CP V-ARI 100-95 - - 0-5
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