Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Disciplina: Materiais de construção I Cimento Prof. Msc. Z L M Sampaio Natal - 2015 Aglomerantes hidráulicos • Endurecem por ação exclusiva da água (reação de hidratação); • Depois de endurecidos, resistem bem a água. CONCEITO • Cimento Portland • Cal hidráulica AGLOMERANTES HIDRÁULICOS MAIS USADOS CIMENTO PORTLAND CIMENTO PORTLAND John Smeaton, (1756) na sua busca por um aglomerante que endurecesse na presença de água, constatou que a mistura e posterior queima de calcário e argila tornava-se, (após secagem) tão resistente quanto as rochas utilizadas nas construções. Em 1824 o pedreiro, Joseph Aspdin,, patenteou a descoberta, batizando de cimento Portland O Cimento Porland (CP) é um aglomerante hidráulico oriundo da moagem e mistura do clínquer com certa quantidade de gesso (2 a 3%) CIMENTO PORTLAND 90 ,0 % 9,50 % 0,5% 1450°C FABRICAÇÃO CPCALCÁRIOCALCÁRIO ARGILAS ARGILAS MIN. FERROMIN. FERRO CaCO3 Fe2O3 Al2O3 Fe2O3 SiO 2 SiOMgO 2 Moagem da farinha FORNO VAI P/ MOINHO DE BOLAS clínquer clínquer Vista de dentro do forno clínquer FABRICAÇÃO CP Interior do moinho de bolas Silo de estocagem de Clínquer Silos de armazenagem do clínquer moído clínquer + gesso Moinho de bolas MINERALOGIA DO CLINQUER Clínquer → quatro compostos anidros principais 2 silicatos e 2 aluminatos C3S -3CaO.SiO2 - Silicato tri-cálcico C2S - 2CaO.SiO2 - Silicato di-cálcico C3A - 3CaO.Al2O3- Aluminato tri-cálcico C4AF - C4CaO.Al2O3.Fe2O3 - Ferro Aluminato tetra-cálcico D o n a ld A . S tJ o h n , A la n W . P o o le a n d Ia n S im s 1 9 9 8 , Alita Belita PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER C3S (alita) 42 a 60% do clínquer É responsável pela resistência nos primeiros dias de idade da pasta. Os cimentos ricos em C3S tem resistência inicial mais alta. Hidrata com velocidade mediana e não libera muito calor. C2S (belita) 14 a 35% do clínquer. C2S endurece lentamente nos primeiros 28 dias. Segue aumentando a resistência e em 2 anos atinge a resistência do C3S. Intensidade de sua reação é lenta, sendo pequeno o calor desenvolvido C3A 6 a 13% do clínquer. Pega quase instantânea com intensidade rápida de reação com grande produção de calor. Tem pequena resistência mecânica. Resiste mal a águas agressivas. A sua importância no cimento Portland é tornar possível menores temperaturas do forno. C4AF 5 a 10% do clínquer. Tem pega em poucos minutos mas não instantânea como o C3A. Comparado ao C3A Resistência ligeiramente inferior. Desenvolve menos calor de hidratação e é mais resistente a ação de águas agressivas. A alumina por ele fixada é menos nociva que a alumina ligada exclusivamente à cal. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER Comportamento dos compostos Contribuição para o cimento Composto Velocidade da reação Calor liberado Resistência Mecânica Liberação de calor C3S Moderada Moderado Alta Alta C2S Lenta Baixo Inicial baixa, final alta Baixa C3A + CSH2 Rápida Muito alto Baixa Muito alta C4AF + CSH2 Moderada Moderado Baixa Moderada PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER dos compostos anidros do clínquer. Belita Alita CIMENTO PORTLAND CONSTITUIÇÃO 67% CaO (C) 22% SiO3 (S), 5% Al2O3 (A), 3% Fe2O3 (F) e 3 % de outros óxidos. Na2O, MnO, K2O, magnésio, enxofre, fósforo FASES Alita (C3S): 50-70% Belita (C2S): 15-30% Aluminato tricálcico (C3A): 5-10% Ferro aluminato tetracálcico (C4AF): 5-15% HIDRATAÇÃO DE CIMENTO PORTLAND FATORES QUE AFETAM A PEGA DO CIMENTO PORTLAND Aluminatos: Pega inicial (C3A cristaliza rápido); Finura: mais fino, final de pega e endurecimento mais rápido; Gesso (<3%) adicionado ao clínquer para retardar pega inicial do C3A; Mal armazenamento: absorção de umidade retarda o inicio da pega absorção de CO2 acelera o inicio de pega FATORES QUE AFETAM A PEGA DO CIMENTO PORTLAND ADITIVOS Cloreto de cálcio: ≤1 % retarda pega, em quantidades superiores acelera. Cloreto de sódio: Varia, em alguns CP retarda em outros a acelera. Carbonatos alcalinos e anidrido carbônico: Aceleração forte (1 a 2%, início de pega em poucos minutos). Hidróxidos de sódio, de potássio ou de silicato de sódio: Notável aceleração Açúcar: Solução de 1 % impede a pega FATORES QUE AFETAM O CALOR DE HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND Composição química – C3S mais calor que C2S; Finura do cimento – mais fino, mais rápido hidrata; Adições – pozolanas menos calor ADIÇÕES AO CIMENTO PORTLAND Pozolanas - Cinzas volantes (Pó proveniente de fornos que queimam carvão mineral) Retardam o ganho de resistência mecânica; Reduzem o calor de hidratação; Melhoram a trabalhabilidade; Minimiza a permeabilidade do concreto Escória granulada de Alto Forno - Resíduo do alto-forno siderúrgico. Não prejudica resistência mecânica Possível colocar altos % no cimento – CPIII – 65 % Consome resíduo industrial nocivo ao meio ambiente Diminui custo ADIÇÕES AO CIMENTO PORTLAND Filer carbonático – pó de calcário Inerte quimicamente – CaCO3; Não prejudica resistência mecânica; Melhora a trabalhabilidade e o acabamento; Redução de custos; 5 a 10 % do cimento. TIPOS DE CIMENTO PORTLAND Nome técnico Sigla Classe Identificação do tipo e classe CIMENTO PORTLAND COMUM (NBR 5732) Cimento Portland comum CP I 25 CP I-25 32 CP I-32 40 CP I-40 Cimento Portland comum com adição CP I-S 25 CP I-S-25 32 CP I-S-32 40 CP I-S-40 CIMENTO PORTLAND COMPOSTO (NBR 11578) Cimento Portland composto com escória CP II-E 25 CP II-E-25 32 CP II-E-32 40 CP II-E-40 Cimento Portland composto com pozolana CP II-Z 25 CP II-Z-25 32 CP II-Z-32 40 CP II-Z-40 Cimento Portland composto com filler (calcário moído) CP II-F 25 CP II-F-25 32 CP II-F-32 40 CP II-F-40 CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO (NBR 5735) CP III 25 CP III-25 32 CP III-32 40 CP III-40 CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO (NBR 5736) CP IV 25 CP IV-25 32 CP IV-32 C. P. DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (NBR 5733) CP V-ARI - CP V-ARI CIMENTO PORTLAND RESISTENTE AOS SULFATOS (NBR 5737) - 25 tipos originais acrescidas do sufixo BC. 32 40 CIMENTO PORTLAND BRANCO (NBR 12989) Cimento Portland branco estrutural CPB 25 CPB-25 32 CPB-32 40 CPB-40 Cimento Portland branco CPB - CPB CIMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS (NBR 9831) CPP G CPP – classe G PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND • Densidade; • Finura; • Pega; • Resistência; • Exsudação; • Consistência normal; • Trabalhabilidade; • Aceleradores e retardadores. FÍSICAS QUÍMICAS • Calor de hidratação; • Resistência aos agentes agressivos; • Estabilidade; • Reação álcali-agregado PRINCIPAIS ENSAIOS RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO PEGA EXPANSIBILIDADE FINURA PRINCIPAIS ENSAIOS RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NBR 7215 – Determinação da Classe do Cimento Portland Enchimento dos moldes – 4 camadas com 30 golpes Rompimento – 1/3/7/28 dias CP I, II e III PRINCIPAIS ENSAIOS PEGA NBR 11581 – Determinação dos tempos de pega PRINCIPAIS ENSAIOS EXPANSIBILIDADE Problemas do cimento que causam expansão: Periclásio - cristais de MgO – Excesso temperatura ou tempo no forno. %MgO < 6,5% Excesso de gesso adicionado Excesso de CaO no clínquer – carência de argila Agulha de Le Châtelier. e ≤ 0 ,5 cmHenry Le Châtelier, 1850 -1936 NBR 11582 – Determinação da expansibilidade Le chatelier PRINCIPAIS ENSAIOS FINURA NBR 11579 – Finura do Cimento Portland ESTOCAGEM Deve ser estocado em pilhas de 10 sacos, suspensas e afastadas da parede. Se poss.ível cobrir com lona 15 sacos quando o período de armazenamento for inferior a 15 dias Pasta Argamassa Concreto CIMENTO PORTLAND Aplicações
Compartilhar