Resumo cimentos materiais de construcão

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Aglomerantes
	Aglomerantes 
	Produtos empregados na construção civil com capacidade de aglutinar, para fixar ou aglomerar materiais
	O uso na construção civil é diretamente ligado a disponibilidade dos materiais
	Aglomerante inerte
	Material não produz alterações químicas ou mineralógicas em sua constituição. – (misturas argilosas, cimento asfáltico) cujo processo de endurecimento é decorrente da evaporação da agua de amassamento.
	Aglomerantes ativos
	Cales, gessos e cimentos onde o endurecimento é proveniente de uma transformação química
	Aglomerantes aéreos
	Não resistem a presença da agua
	Aglomerantes hidráulicos
	Resistem a presença da água
Gesso
	Resultante da queima de sulfato de cálcio di-hidratado (gipsita)
	Jazidas são viáveis quando o teor de gipsita é superior a 70%
	Temperatura de cozimento é da ordem de 160 a 250 graus
	Temperatura de cozimento de 400 a 600 a anidrita se torna insolúvel
	Temperatura de cozimento de 900 a 1200 obtém-se o gesso de pega lenta
	Inicio de pega de 2 a 3 minutos e fim de pega de 15 a 20 minutos
	Ataca o aço – armaduras galvanizadas e ferramentas de latão
	Adere mal a madeira 
	Solubilidade – não deve ser usado em exteriores 
	Isolante elétrico 
	Utilizado em moldagem devido a sua pequena retratibilidade
	Resistência inversamente proporcional a agua dificilmente ultrapassando 10 Mpa
	Fases de fabricação 
	Extração 
	Britagem 
	Queima
	Moagem
Cal aérea
	Aglomerante natural feito de calcário. Temperatura de cozimento na ordem de 900 graus 
Processo Químico 
Passo 1 – Cozimento/Calcinação – Calcário vira cal virgem
Passo 2 – Hidratação ou extinção – Cal virgem vira cal hidratada
Passo 3 – Endurecimento/Carbonatação
Para ser classificada como uma cal aérea o índice de hidraulicidade tem quem ser menor que 0,1
	Cal magnesianas 
	Teor de MgO maior que 20%
	Cal cálcicas
	Teor de MgO menor que 20%
	Cal gordas
	Rendimento superior a 82 % - 1 m3 de cal virgem gera mais de 1,82 m3 de pasta
	Cal magras
	Rendimento inferior a 82 %
	O teor de MgO + CaO deve ser superior a 88%
	Cal cálcica oferece melhor rendimento que a cal magnesiana 
	Cal Hidratada: Cal virgem misturada com a quantidade de agua necessária para a formação de . Processo realizado em fabrica
	Cal Extinta: Produto resultante da grande adição de agua a cal virgem. Resultando em uma pasta.
Hidratação da cal
Processo que deve ser cuidadosamente controlado – cales podem apresentar reações distintas devido à presença ou não de magnésio. O óxido de cálcio tem uma temperatura de decomposição maior que a temperatura de decomposição do oxido de magnésio. O magnésio que já está decomposto quando o cálcio começa a se decompor pode entrar no estado semifundido devido as altas temperaturas de fusão do cálcio, o que diminui a afinidade com a água, esse processo é denominado coalescência do cristal. 
Devido a este comportamento as cales tem de ser classificadas em três tipos diferentes: cal de extinção rápida, cal de extinção média e cal de extinção lenta.
	Rápidas
	Cal deve ser adicionada a agua - a agua adicionada deve cobri-la toda não permitir o desprendimento de vapor
	Médias
	Agua deve ser adicionada a cal – a agua deve cobri-la toda e deve-se mexer sempre que necessário 
	Lentas
	Agua adicionada a cal até umedece-la totalmente – posteriormente se necessário adicionar mais agua cuidadosamente
Problemas
	Se agua não for adicionada a cal rápida adequadamente e suficientemente pode levar a queima da cal e prejudicando o material.
	Se for adicionado muita água a cal lenta o calor se irradia com facilidade, não chegando a temperatura necessária para a reação do cálcio sendo assim não reagindo totalmente. Processo chamado de afogamento.
	Cal rápida – cales calcicas 
	Cal lenta – cales magnesianas 
Cal em pedra para hidratação em obra
Processos de utilização 
Material deve ficar hidratando de 3 a 5 dias para o uso em assentamento de alvenaria.
Material deve ficar hidratando 7 dias para o uso de argamassa de revestimento.
Para que todas as reações quimicas ocorram por completo e para que o cimento seja completamente hidratado, o quanto possível, e reduzir ao Maximo a retração e evitar pulverulência superficial.+
Argamassas usinadas
Cal virgem hidratada e misturada com areia na indústria – misturada com cimento Portland na obra. A cal vai dar mais plasticidade pois é mais fino, cimento vai dar mais aderência e alta resistência, a cal diminui a retração também (retenção de água).
Quando a cal for hidratada
Processos de utilização 
Pode-se utilizar-se diretamente dessa cal 
Para evitar problemas deve-se fazer a mistura de cal agua e areia 24 horas antes da aplicação ou produzir-se com a mesma antecedência leite de cal, para se prevenir da utilização de cales mas hidratadas.
Cal virgem – necessidade de espaço para hidratação e problemas de manuseio 
	Vantagens
	Cal hidratada
	Cal virgem
	Menor tempo de preparação 
	Mais barata 
	Não necessita de espaço 
	Evita problemas de hidratação se hidratada corretamente
	Não tem problemas de manuseio 
	
Mistura de cal com areia
Torna o material mais poroso – permitindo a penetração do CO2, para a reação de carbonatação 
Diminuir os efeitos de retração na secagem 
Tornar a argamassa mais econômica 
Cal Pozolânica
Cal aérea adicionada à Pozolâna – aglomerante em desuso atualmente 
Cal metalúrgica
Cal aérea adicionada a escória de alto-forno
Cal hidráulica
Temperatura do forno em mais ou menos 900 C 
O Índice de hidraulicidade fica entre 0,1 a 0,5
Parte da cal virgem combina-se com componentes argilosos formando silicatos e aluminatos de cálcio 
Hidratação deve ser feita com cuidado para a agua em excesso não se ligar se com silicatos e aluminatos 
Cales hidráulicas não são recomendadas para construções sob a agua por que sua pega é muito lenta 
	Reação de hidratação
	Imersão – cal e mergulhada na agua e retirada quando começa a efervescência 
	Aspersão – espalha-se a cal e rega-se a cal para apaga-la 
	Extinção mecânica – cilindros rotativos com agua – deve ser feito a mais de 150 c
Quanto mais compostos argilosos, maior a dificuldade de se hidratar a cal e maior a resistência a agua dele, quando o teor de componentes argilosos atinge de 0.5 a 0.6 a agua reage com os componentes argilosos e retardando a reação de hidratação que promove a expansão e o fissuramento posteriormente. Essas cales são chamadas de cales limites.
Cimento de pega rápida
Quando os compostos argilosos são superiores a 0.6 e o forno é aquecido abaixo da temperatura de fusão, é formado o cimento natural onde os silicatos e aluminatos endurecem rapidamente, por isso chamado cimento de pega rápida.
Cimento de pega lenta
Mesmo princípio do cimento de pega rápida, porém a quantidade de compostos argilosos está entre 0.5-0.65.
Cimento Portland
Material sem cal livre formado de silicatos e aluminatos que endurecem a pasta, mistura do clínquer de tal forma que toda a cal livre se mistura com os componentes argilosos.
Matérias primas 
Calcário – caco3 que se apresenta junto com impurezas no meio 
Argila – silicato de alumínio hidratado que fornece os óxidos 
Gesso – produto adicionado no final do processo do gesso a fim de regular o tempo de pega, reage com a água liberando sulfatos e este por sua vez reagem com a alumina do , adicionado como gipsita ou fosfogesso em regiões próximas devido a disponibilidade do material.
Fabricação do cimento Portland
	Extração da matéria prima
	Técnica usual de exploração e dragagem
	Britagem do calcário 
	Redução de grãos a um tamanho conveniente
	Dosagem da mistura crua
	Composição da mistura de calcário e argilosos quimicamente controlada (farinha crua)
	Moagem e mistura 
	Grãos reduzem de tamanhos em moinhos e passam por um processo de mistura 
	HomogeneizaçãoSe controla a mistura, faz-se correções 
	Clinquerização 
	Queima do material
	Esfriamento 
	Resfriamento rápido
	Adições 
	Feita as adições necessárias 
	Silicato tri cálcico
	Responsável pela resistência inicial dos cimentos, reage em poucas horas liberando grande quantidade de calor e formando grandes quantidades de 
	Silicato di cálcico
	Pega lenta, fraca resistência inicial, tem baixo calor de hidratação, se iguala ao silicato tri cálcico em ano aproximadamente. 
	Aluminato tri cálcico
	Tem pega instantânea desenvolvendo altíssimo calor de hidratação, tem baixa resistência e não resiste a ação de aguas sulfatadas, sua quantidade deve ser pequena, porem reduz o calor necessário para formação de clínquer na fase de produção.
	Ferro Aluminato tetra cálcico
	Pega rápida porem não instantânea, tem baixa resistência porem ajuda na fixação da alumina melhorando o desempenho contra sulfatos.
Formação da etringita 
Etringita primária
Não necessariamente ruim, se forma quando o material não está no estado endurecido, é formada a partir da do gesso que reage com a água liberando sulfatos, estes por sua vez reagem com a alumina do . Sempre estão presentes no cimento devida a presença de gesso e .
Etringita secundária 
Forma-se a partir de águas sulfatadas que reagem com hidróxido de cálcio formando o sulfato de cálcio e este por sua vez reage com a alumina formando a etringita secundaria 
Forma-se devido ao excesso de gipsita adicionada no material, que quando reagem com a água liberam sulfatos, estes por sua vez reagem com a alumina formando a etringita secundaria
A etringita secundaria se forma em uma reação expansiva que desagrega o material resultando em fissuras.
Teoria de le chatelier – teoria de Michaelis 
Endurecimento
A gipsita é adicionada para retardar o processo de endurecimento do , a gipsita libera sulfato que em quantidade suficiente reage com o formando a etringita primaria, o sulfato também rege com o formando compostos semelhantes a etringita, o sulfato também retarda a acao do .
Durante as primeiras horas de contato com a agua, pouca reação ocorre durante essa fase onde é chamada de tempo de dormência. 
Após essa fase a pasta de cimento passa a apresentar um aumento brusco de viscosidade e temperatura chamado de pega, sabe-se que a partir daí o começa a reagir com mais velocidade formando o CSH e liberando grande quantidade de , a quantidade de etringita também aumenta consideravelmente. Após essa fase começa a etapa de endurecimento onde o cimento começa a ganhar resistência mecânica atribuído ao inicialmente e ao posteriormente. A etringita formada em um dia com a redução do sulfato dissolvido instabiliza-se e converte-se em mono-sulfato.
	Resistência até os 3 dias
	 e 
	Resistência até os 7 dias
	
	Resistência até os 28 dias
	 e um pouco do 
	Resistência após os 28 dias
	
Garantindo maior resistência inicial
Melhor moagem do clínquer que aumenta a área superficial aumentando a demanda de água e a quantidade de gipsita necessária para controlar a pega do cimento.
Aumento de no clínquer. O aumento de produz uma maior quantidade de .
Problemas com o hidróxido de cálcio
Em contato com aguas puras ele é facilmente lixiviado, entrando em contato com o formando o e causando as eflorescências, em alguns casos podem gerar degradação profunda.
Em contato com as aguas sulfatadas o oxido de cálcio reage com o sulfato que por si reage com a alumina do que forma a etringita secundaria levando a uma reação expansiva
Cimentos mais moídos tem fim de pega mais demorado e começo de pega mais rápido 
O aumento da temperatura inicia mais rápido o início de pega enquanto temperaturas mais baixas retardam o fim da pega 
	Pega rápida
	< 30 minutos 
	Pega semi-rapida
	30/60 minutos
	Pega normal
	> 60 minutos 
Falsa pega
No processo de produção ocorre uma desidratação da gipsita e quando em contato com a água a gipsita se hidrata novamente gerando uma perca da fluidez do material, nesse caso um amassamento mais enérgico do material. Se caso a fluidez não for reestabelecida isto pode ser devido ao fenômeno de pega instantânea visto anteriormente.
Estabilidade do volume
Responsáveis pela expansão do cimento 
CaO - reage com a agua formando o esta por sua vez uma reação expansiva 
Cristais de MgO
Gipsita (gesso) – gipsita adicionada em excesso apenas com a presença de agua forma a etringita em períodos tardios 
Agregados álcalis – formam a reação álcali agregado que é expansiva o uso de Pozolâna é recomendado, normalmente esses álcalis vem do clínquer. A Pozolâna reage com o hidróxido de cálcio deixando o concreto mais impermeável, impedindo o contato dos agregados reativos com a água
Adições
Materiais que são adicionados consideravelmente ao aglomerante por razões ecológicas e que conferem alguma característica ao cimento 
Pozolâna
Materiais silicosos que reagem com o hidróxido de cálcio formando CSH. Sílica ativa, metacaulim, cinza de casca de arroz, cinza volante, etc. 
Escória de alto forno 
Resíduo da produção de ferro gusa, necessitam de um ambiente altamente alcalino para acelerar a reação de hidratação, precisam ser altamente moídos pois a velocidade de hidratação é altamente dependente de sua finura. No processo de produção do ferro gusa devem ser resfriados rapidamente para conferir uma característica vitrea
Filler 
Material altamente moído que altera as características física, tem um efeito benéfico sobre a trabalhabilidade densidade capilaridade exsudação e permeabilidade, porém não tem efeito nenhum soba resistência mecânica dessa forma não pode ser adicionado em grande quantidade.
Tipos de cimento
CP1
Cimento Portland comum – moagem do clínquer mais sulfato de cálcio onde pode-se ter até 5% de material calcário
CP2
Cimento Portland composto 
	Z - Pozolâna 
	E – Escória 
	F – Filler 
Com leves adições, tem resistências e durabilidades semelhantes ao cp1-s 
CP3
Cimento Portland de alto forno – resistências iniciais mais baixas e menor calor de hidratação – aplicação interessante em ambientes marinhos de agua sulfatadas devido a menor quantidade de hidróxido de cálcio presente no material – hidróxido de cálcio age apenas como um catalizador
CP4
Cimento Portland pozolânico – desenvolvimento mais lento de resistência mecânica – baixo calor de hidratação – susceptibilidade de baixas temperaturas – geram concretos mais impermeáveis resultante da fixação do – inibem a reação álcali agregado – melhor desempenho na cura térmica – o uso é interessante onde há lixiviação do em aguas agressivas – onde há o contato de sulfatos e onde há propensão ao aparecimento de fissuras térmicas 
CP5-ARI
Cimento Portland de alta resistência inicial a elevada resistência inicial é dada pela maior finura do cimento ou uma mudança no clínquer para uma adição de – emprego para resistência mecânica para baixas idades – grande aplicação em indústria de pré-moldados não é recomendado para ambientes de grande área devido ao seu calor de hidratação ou ambientes onde há a ação de sulfatos devido à grande quantidade de presente 
Cimento branco 
Proveniente de calcário e caulim, tem um custo maior devido a altas temperaturas necessárias na fase de produção – dois grupos estrutural e não estrutural aplicação para projetos arquitetônicos e para rejuntes respectivamente
A formação de etringita após a reação do c3s pode ser pq ambos tem sua velocidade influenciada pela presença de sulfato dissolvido.. mas é uma suposição só
O monosulfato se forma conforme há a diminuição de sulfato dissolvido deixando a etringita primaria instavel que se converte em monossulfato
Condições para resistirem a sulfato – RS 
Um máximo de 5 % de material carbonático e máximo de 8 % de 
Cimentos que tiverem entre 60 e 70 % de escória de alto forno 
E cimentos que tiverem entre 25 e 40% de material pozolânico 
Cimentos BC 
Cimento de baixo calor de hidratação com tendência de eliminarfissuras de origem térmica 
Cimentos variados 
Cimento aluminoso 
Indicado para argamassas refratarias, tem um endurecimento rápido porem uma pega normal e resistem a sulfatos – não dá pega para temperaturas de mais de 30 graus – reação fortemente exotérmica.
Cimento Portland de expansão controlada
Forte controle na quantidade de CaO e MgO
Cimento de escória 
Cimento feito de escória 
	Massa específica
	Frasco de Le Chatelier
Ensaio com xileno
	Granulometria
	Permeabilímetro de Blane e peneiramento
Ideal seria determinar a granulometria porem a norma indica níveis de finos pelo permeabilímetro de Blane e níveis de grossos pelo peneiramento
	Área específica
	Permeabilímetro de Blane
	Início e fim de pega
	Aparelho de Vicat – sonda fina
O início de pega deve ficar 4 mm do fundo do aparelho
No fim de pega a agulha não deve ultrapassar os 0,5 mm de penetração.
	Consistência normal
	Aparelho de Vicat – sonda grossa Tetmajer
Sonda estaciona a 6 mm do fundo
	Expansibilidade
	Agulha de Le Chatelier
Cura de 7 dias – a quente determina CaO e a frio determina Gipsita
EUA ensaio da autoclave tb determina MgO
	Resistência normal (compressão)
	Ensaio feito com argamassa 1:3
Areia normal
0,47 relação água cimento
Misturador adequado
24 horas em câmera úmida
Mantidos em agua de cal após isso
Capeados adequadamente
	Perda ao fogo
	Pesado antes e depois dos ensaios
Forno à mil graus
Determina a quantidade de Filler em porcentagem
	Resíduo insolúvel
	Resíduo insolúvel
Imerso em ácido clorídrico
A pozolana não se solubiliza
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