Aglomerantes: Definições e Classificações

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Aglomerantes
 de Aleff-Azevedo | trabalhosfeitos.com
 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Professor: Marcio Dantas
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES
DEFINIÇÕES PRELIMINARES
• Aglomerante:
– É o material em forma de pó que misturado com água forma uma
pasta, capaz de endurecer através de reações químicas (iônicas e
covalentes), aderindo-se aos materiais com os quais se acha
envolvido, e cuja resistência aumenta com o tempo.
– Como exemplos destes materiais, citamos a Cal hidratada, o
Cimento, e o Gesso.
AGLOMERANTES
DEFINIÇÕES PRELIMINARES
• Pasta:
– Material resultante da mistura de aglomerante e água. Tem a
consistência da “pasta de dente”.
• Nata:
– É uma pasta onde há excesso de água. Tem a consistência de uma
“lama”.
• Argamassa:
– Material resultante da mistura de aglomerante, água e agregado
miúdo.
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DEFINIÇÕES PRELIMINARES
• Agregado:
– Material granular, inerte, formado por um conjunto de grãos de
variados tamanhos. Pode ser miúdo (areia) ou graúdo (brita).
• Concreto:
– Material resultante da mistura de aglomerante (cimento), água,
agregado miúdo (areia) e agregado graúdo (brita).
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CLASSIFICAÇÕES
Quanto ao Processo de Endurecimento:
• Inertes:
– São os aglomerantes que endurecem pela evaporação da água que
lhes confere plasticidade, como as argilas; ou por processo de
sensibilidade térmica como os betumes (asfaltos).
– Estes materiais são tão importantes que lhes são dedicados estudos
à parte.
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CLASSIFICAÇÕES
Quanto ao Processo de Endurecimento:
• Ativos:
– São os aglomerantes que endurecem através de reações químicas.
Podem ser:
• Aéreos: Aglomerantes que conservam as resistências
adquiridas somente em presença dear. Os aglomerantes aéreos
não resistem à ação dissolvente da água após endurecidos,
quando submetidos à chuva, por exemplo. São exemplos, o
gesso e a cal hidratada.
• Hidráulicos: Aglomerantes que resistem à ação dissolvente da
água após endurecidos. São os cimentos, que endurecem
inclusive, mais e melhor, dentro d’água.
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CLASSIFICAÇÕES
Quanto ao Tempo de Pega:
• Rápida: Ocorre em até 30 minutos.
• Semi-rápida: Ocorre entre 30 minutos e 1 hora.
• Normal: Ocorre entre 1 e 6 horas.
Pega é o fenômeno físico-químico que identifica as reações
químicas e o consequente endurecimento do aglomerante tão
logo ele tenha sido posto em contato com a água.
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FENÔMENO DA PEGA
• Para caracterizar o fenômeno Pega de forma prática, convencionou-se
dividi-la em duas etapas identificadas pelos respectivos tempos de
ocorrência.
• Assim, à medida que o tempo progride, este fenômeno também
progride levando o aglomerante a unir-se mais firmemente, através de
reações químicas, aos materiais com que se acha adicionado.
– O 1º tempo é chamado de Tempo de Início de Pega (TIP).
– O 2º tempo é o Tempo de Fim de Pega (TFP).
AGLOMERANTES
FENÔMENO DA PEGA
• Tempo de Início de Pega (TIP):
– Corresponde ao intervalo de tempo decorrido desde o lançamento
de água no aglomerante, até o instante em que a pasta apresenta
grande perda de plasticidade.
– A partir deste tempo as reações químicas de endurecimento
passam a se processar mais intensamente.
• Tempo de Fim de Pega (TFP):
– Corresponde ao intervalo de tempo decorrido desde o lançamento
da água no aglomerante até o instante em que a pasta perdeu
completamente a suaplasticidade.
AGLOMERANTES
FENÔMENO DA PEGA
• Transcorrido o tempo de fim de pega a pasta está bastante enrijecida,
mas continuará a endurecer ao longo do tempo.
• Terminada a fase de pega tem-se o início da fase de endurecimento
que pode durar vários meses, caso as condições sejam favoráveis
(hajam água e aglomerante anidro disponíveis).
• O tempo que transcorre entre o zero da escala e o ponto de TIP
corresponde ao período que o operário tem para usar o material.
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CAL
• A cal é um aglomerante inorgânico ou mineral, isto é, com constituintes
minerais, produzidos a partir de rochas calcárias, composto
basicamente de cálcio e magnésio, que para sua aplicação, apresentase sob forma pulverulenta; em mistura com a água, forma uma pasta
com propriedades aglomerantes, como resultado da reação com o
anidrido carbônico (CO2) presente na atmosfera; após endurecimento,
não resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água.
O endurecimento da cal ocorre por reação com o CO2.
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TIPOS DE CAL
• Quanto à extinção
– Cal virgem:
• Constituída predominantemente de óxidos de cálcio e
magnésio.
– Cal hidratada:
• Constituída principalmente de hidróxidos de cálcio e magnésio,
além de uma pequena fração de óxidos não hidratados.
• Além dessas fases principais, carbonatos de cálcio e magnésio
também estão presentes.
– Cal hidráulica:
• Produto industrial oriundo do calcário argiloso (marga) e se
hidrata de maneira semelhante ao cimento.
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CAL HIDRATADA
Definição
• É aglomerante obtido do beneficiamento de um produto (cal virgem)
que resulta da calcinação (queima) da rochacalcária.
• O calcário é uma rocha sedimentar abundante na crosta terrestre em
cuja composição destacam-se:
– Calcita, (CaCO3 – Carbonato de cálcio),
– Dolomita (CaCO3MgCO3 – carbonato duplo de cálcio e magnésio),
– Álcalis (Na2O; K2O),
– Elementos argilosos (SiO2; Al2O3; Fe2O3).
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CAL HIDRATADA
• O calcário utilizado para a fabricação da cal hidratada deve conter
predominantemente a calcita, mas como dificilmente se apresenta
puro são utilizados aqueles calcários onde os teores dos outros
componentes estejam abaixo de 5%, neste caso, chamados de
impurezas.
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Com a queima do calcário (calcinação): Obtenção da Cal Virgem
– Como para a produção da cal hidratada só interessam calcários de
elevada pureza (teores de CaCO3 acima de 95%) a representação
da reação química só leva em conta a calcita.
– Quando então este calcário é colocado num forno e submetido à
ação do fogo (± 900 °C) a pedra de carbonato de cálcio (CaCO3) se
transforma numa pedra de óxido de cálcio (CaO), havendo o
desprendimento de gás carbônico (CO2), pela chaminé.
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Com a queima do calcário (calcinação): Obtenção da Cal Virgem
– O produto resultante desta queima, o CaO, chamado de cal viva ou
cal virgem, se apresenta em forma de pedras; no mesmo formato
da pedra calcária antes da queima, porém mais clara, mais leve, e
mais friável² (muito menos resistente).
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CAL HIDRATADA
O aglomerante é, por definição, o material pulverulento que quando
misturado com água propicia o desenvolvimento de reações químicas
que o fazaderir aos materiais minerais com os quais está em contato.
• Por isto, a cal virgem, necessita ser pulverizada para tornar-se
aglomerante.
• A pulverização da cal virgem dá-se pela adição de água.
• Sim, é necessário jogar água na cal virgem para que ela se torne um pó!
– A cal hidratada
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Adição de água à Cal virgem (Hidratação): Obtenção da Cal Hidratada
– O processo de adicionar água à cal virgem desencadeia uma reação
química que lança muito calor no meio ambiente – reação
exotérmica, onde o óxido de cálcio se transforma em hidróxido de
cálcio; reação denominada Hidratação.
– O hidróxido de cálcio formado, Ca(OH)2, é um pó muito fino
chamado Cal hidratada, ou Cal Extinta, ou ainda Cal Aérea; agora
sim, aglomerante.
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Adiçãode água à Cal virgem (Hidratação): Obtenção da Cal Hidratada
– Esta reação de hidratação acontece com elevado desprendimento
de calor, e com grande aumento de volume.
– O volume do hidróxido de cálcio produzido chega a ser quase o
dobro do volume do óxido de cálcio que o produziu.
– A hidratação da cal viva é o processo fundamental na obtenção do
aglomerante, e a qualidade do aglomerante muito depende desta
técnica.
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Adição de água à Cal virgem (Hidratação): Obtenção da Cal Hidratada
– A quantidade de água necessária no processo deve ser apenas o
suficiente para transformar o material em pó e nunca em pasta.
– Durante a hidratação formam-se hidróxido de cálcio sob a forma de
cristal ou de colóide, dependendo davelocidade da reação.
– Os cristais de Ca(OH)2 formam-se lentamente enquanto que os
Ca(OH)2 coloidais desenvolvem-se rapidamente.
– Quanto mais rápida for a reação, maior será a proporção de
colóide.
– Tecnicamente parece ser preferível um aglomerante com maior
quantidade de colóide, pois que serão eles os responsáveis pela
melhor plasticidade e trabalhabilidade das argamassas.
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CAL HIDRATADA
Fabricação (Reações Químicas)
• Adição de água à Cal virgem (Hidratação): Obtenção da Cal Hidratada
– Normalmente, nas indústrias modernas, como a cal viva produzida
tem dimensões que variam de 20 a 80 mm, para evitar que se
hidratem naturalmente pela ação da umidade do ar, completa-se o
processo de fabricação da cal, hidratando-a tecnicamente.
– Os hidratadores são estações de adição controlada de água, em
ambientes fechados e de temperatura controlada entre 90 e 120 °C
para favorecer a transformação completa do óxido de cálcio em
hidróxido de cálcio.
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CAL HIDRATADA
A cal hidratada é a cal encontrada no comércio para aplicações nas
construções como pinturas e confecção de argamassas para
assentamento de tijolos e revestimento de alvenarias (rebocos e
emboços).
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CAL HIDRATADA
• Material de inúmeras outras aplicações na indústria, agricultura e
proteção ao meio ambiente, e matéria prima de vários outros
produtos.
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CAL HIDRATADA
• As normas técnicas definem três tipos de cal para argamassas em
ordem decrescente de qualidade técnica. São elas:
– CH-I: Cal hidratada especial (tipo-I)
• Óxidos totais (na base não volátil) > 96,8% e CO2 no máximo
5%
– CH-II: Cal hidratadacomum (tipo-II)
• Óxidos totais (na base não volátil) > 88% e CO2 no máximo 5%
– CH-III: Cal hidratada comum com carbonatos (tipo-III)
• Óxidos totais (na base não volátil) > 88% e CO2 no máximo 13%
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CAL HIDRATADA
• Endurecimento da Cal Hidratada (Carbonatação)
– A cal hidratada, como aglomerante ativo, será misturada à água.
– Daí, resultarão, reações químicas que endurecerá a mistura,
prendendo-se aos materiais com os quais se acha em contato, em
geral, areia para composição de argamassas.
– Entretanto a reação química que se processa em presença de água,
é uma reação de endurecimento que NÃO acontece com a água,
mas sim como o gás carbônico presente no ar.
– O endurecimento se processa com lentidão e ocorre de fora para
dentro, necessitando que a massa seja porosa, tanto para
penetração do gás carbônico como para saída da água.
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CAL HIDRATADA
• Endurecimento da Cal Hidratada (Carbonatação)
– A carbonatação ocorre inicialmente na superfície da massa e forma
uma película endurecida que acaba por dificultar a penetração do
CO2 para o interior.
– O gás carbônico que já existe em baixos teores no ar atmosférico
retarda mais ainda o tempo de endurecimento.
– A presença de areia na mistura aumenta a porosidade e contribui
para diminuir este tempo de endurecimento.
– Contudo ainda é grande o tempo de endurecimento deste
aglomerante (meses).
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CAL HIDRATADA
• Endurecimento da Cal Hidratada (Carbonatação)
– Este mecanismo de endurecimento que depende do ar atmosférico,
explica o nome do aglomerante de CAL AÉREA.
– É comum deixar a cal hidratada misturada com areia e água em
formade massa, antes do uso.
– Este cuidado é para promover a degeneração da matéria orgânica
porventura presente na areia, assim como garantir de
transformação de todos os óxidos de cálcio porventura existentes
na cal, em hidróxidos.
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CAL HIDRATADA
• Endurecimento da Cal Hidratada (Carbonatação)
– Isto evitaria a possibilidade de surgimento de trincas quando da
aplicação da argamassa devido à variação volumétrica ocorrida na
transformação.
– Trabalho considerado incômodo que acaba por preteri-la frente a
outros materiais; fato comum, porém incorreto, já que a cal
hidratada apresenta tantas e ótimas qualidades, não devendo ser,
enfim, desprezada.
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CAL HIDRATADA
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• O Cimento Portland é o aglomerante artificial obtido da mistura de
CLINQUER (produto da queima conjunta de calcário e argila, a uma
temperatura de 1450 °C) com GIPSITA (Gesso) e ADIÇÕES*.
• Todos serão levados em conjunto aos moinhos para moagem final
constituindo-se o Cimento Portland.
CIMENTO PORTLAND = CLINQUER + GIPSITA + ADIÇÕES
*Adições: Escória de alto forno siderúrgico; Filler carbonático; Pozolana.
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CIMENTO PORTLAND
• Sabe-se hoje que os fatores que influenciam nas propriedades e
qualidade dos cimentos, são:
– Proporção relativa dos componentes argilosos;
– Temperatura de cozimento;
– Índice de hidraulicidade (relação hi);
– Grau de pulverização.
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CIMENTO PORTLAND
• Obtenção do clinquer
– Calcário e argila são abundantes na natureza e, como muitas vezes
se observa, são encontrados lado a lado, já prontos para serem
utilizados, sem nenhum tratamento prévio.– A exploração e transformação das matérias primas são simples, a
despeito das grandes instalações industriais e da elevada
temperatura necessária para a fusão dessas matérias primas.
– Uma fábrica de cimento é uma instalação industriais de grande
porte, localizadas junto às jazidas de calcário e argila.
– O processo atual de fabricação do cimento é designado de “via
seca” que consiste em secar anteriormente as matérias primas
antes de colocá-las no forno.
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CIMENTO PORTLAND
• Obtenção do clinquer
– Num diagrama de blocos indicaremos a sequência para a produção
de clinquer.
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CIMENTO PORTLAND
• Obtenção do clinquer
– O calcário explorado na jazida é levado aos britadores onde será
fragmentado, reduzindo-se o tamanho dos blocos a pedras de
aproximadamente 1 a 2 cm de diâmetro.
– Paralelamente, a argila é esboroada, sua composição química
conferida e, se necessário, corrigida, com adição de areia ou
hematita para complementação dos teores de sílica e/ou ferro.
– Ambos são encaminhados aos silos de estocagem para posterior
dosagem. A dosagem destes materiais ocorre por esteiras
transportadoras com velocidades compatíveis de modo a fazer
combinação de cerca de 80% de calcário com 20% de argila, em
massa, sempre controlado pelo laboratório.
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CIMENTO PORTLAND
• Obtenção do clinquer
– A mistura segue para o moinho de bolas onde os grãos de calcário e
argila serão reduzidos a partículas de cerca de 50 μm; e secados
por jato de ar quente vindo dos fornos.
– A função desta moagem é aumentar a área específica para
intensificar a reatividade dos compostos no interior do forno,facilitando as reações químicas na composição do clinquer.
– A composição desta mistura crua está ligada ao tipo de cimento
que se deseja fabricar. Agora ela chama-se FARINHA CRUA.
– A FarinhaCrua é a matéria prima que será lançada no forno
rotativo para a obtenção do clinquer.
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CIMENTO PORTLAND
• Obtenção do clinquer
– Os fornos rotativos são os mais difundidos.
– A farinha crua lançada na parte superior do forno pela Torre de
Ciclone é pré-aquecida, pelos gases quentes que sobem do forno, à
temperatura de 900 °C, iniciando as reações químicas.
– Distinguiremos a partir de então três fases na queima:
• A descarbonatação;
• A sinterização;
• A clinquerização.
O clinquer, resultado das transformações químicas ocorridas entre os
elementos do calcário e da argila, sai do forno a uma temperatura de ±
1000 °C, após percorrê-lo em ± 3 horas. Ele tem a forma de grãos de 2 a
5 cm, é escuro, e muito duro.
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CIMENTO PORTLAND
• Gipsita + Adições
– A gipsita tem sido desde a invenção do cimento portland, uma
componente essencial.
– Outros produtos são considerados adições por não serem
fundamentais, mas que estudos apontaram como materiais que
oportunamente dão ao cimento características de melhores
aplicações.
– As adições são materiais como escória de alto forno siderúrgico,
pozolanas artificiais e o próprio calcário cru (calcário que não
entrou na composição da farinha crua – resíduo da moagem), na
composição dos vários tipos de cimentos, disponibilizados para a
fabricação.
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CIMENTO PORTLAND
• Gipsita + Adições
– As razões de utilização das adições são:
• Técnicas, pois queapresentam ligeiras melhoras na
trabalhabilidade dos cimentos, sem prejudicar sua resistência
mecânica;
• Econômicas, pois que proporcionam maior aproveitamento do
clinquer que é o material mais oneroso obtido com grande
consumo de energia;
• Ecológicas, pois que se reaproveitam resíduos criados durante a
exploração da matéria prima de grande agressão à natureza;
• Estratégicas, pois preservam as jazidas de matérias primas.
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CIMENTO PORTLAND
• Gipsita + Adições
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CIMENTO PORTLAND
• GIPSITA
– É o sulfato de cálcio hidratado (CaSO4.2H2O).
– Participando com teor entre 3 e 5% da massa de clinquer, tem por
objetivo reduzir a ação enérgica do aluminato tricálcico, retardando
a pega deste composto, proporcionando um desenvolvimento mais
lento das reações químicas de endurecimento do cimento.
– Se o clinquer fosse pulverizado e misturado à água, ter-se-ia uma
pega muito rápida, o que o contestaria como aglomerante de pega
normal.
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CIMENTO PORTLAND
• ESCÓRIA
– A escória básica de alto forno siderúrgico é um subproduto
resultante da fabricação do aço, que resulta da fusão do minério de
ferro juntamente com os outros ingredientes, inclusive das cinzas
dos combustíveis.
– Esta escória, se de composição química básica (pH > 7) adequada e,
se devidamente tratada termicamente pelo brutal rebaixamento de
temperatura, apresentará propriedades aglomerantes latentes após
pulverizada.
– Isto porque é um material que também passou pela ação do calor
do forno.
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CIMENTO PORTLAND
• ESCÓRIA
– Quando misturada com água, endurece, mas este endurecimento é
extremamente lento.
– Porém, seestimulada pela ação catalisadora do hidróxido de cálcio
produzido na hidratação do clinquer, endurece mais rápido,
produzindo silicatos hidratados de cálcios que são os produtos mais
nobres e mais estáveis dos cimentos.
– Normas técnicas regulamentam a quantidade e a composição
química das escórias que podem ser adicionadas ao clinquer na
elaboração dos cimentos.
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CIMENTO PORTLAND
• POZOLANAS
– Materiais pozolânicos são materiais silicosos ou sílico aluminosos
que por si só possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante,
mas que, quando finamente divididos, e na presença de água e de
clinquer, reagem com o hidróxido de cálcio liberado pela hidratação
do C3S e do C2S, para formar compostos de propriedades
cimentícias.
– O hidróxido de cálcio atua como elemento iniciador da reação de
endurecimento das pozolanas e acaba fazendo parte do composto
final endurecido (silicato de cálcio hidratado).
– As pozolanas podem ser naturais ou artificiais.
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CIMENTO PORTLAND
• POZOLANAS
– Pozolanas naturais são materiais de origem vulcânica, geralmente
ácida, (pH < 7; – por isto adicionada em menor quantidade) e
sedimentares. São encontradas na Europa e Ásia e seus elementos
químicos variam de acordo com a composição do magma,
viscosidade, pressão do gás e velocidade de resfriamento.
– Pozolanas artificiais são materiais provenientes de tratamento
térmico de subprodutos industriais. Destacam-se:
• Cinzas Volantes;
• Metacaulim;
• Sílica Ativa.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• PÓ DE CALCÁRIO
– É o calcário cru de elevado teor de calcita (> 90%) e que moído nas
mesmas dimensões dos grãos de cimentorecebe o pomposo nome
de filler carbonático.
– Apesar de inerte, este material misturado ao clinquer, tem efeito
ligeiramente benéfico nas propriedades do concreto, inclusive na
resistência mecânica, acreditando-se que seja por dispersar mais e
melhor os grãos de clinquer, intensificando sua ação.
– Também tem efeito por diminuir a porosidade e a permeabilidade
das argamassas e concretos o que diminui a exsudação, entre
outros benefícios. Contudo, sua adição em até 10% da massa de
clinquer se dá mais por razões ecológicas e pelo seu baixo custo de
produção.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Moagem final
– Determinados os materiais que serão adicionados ao clinquer, e
seus respectivos teores, toda a mistura segue para o moinho de
bola onde será pulverizada a grãos menores que 75 μm passando a
compor o cimento portland. Este será embalado em container
plástico de 1000 kg para usinas e concreteiras, ou ensacados em
embalagens de papel de 40/50 kg, para comércio das construções.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Antes de comentarmos sobre cada um dos tipos de cimento
saibamos que, em geral, todos os cimentos podem ser utilizados
em todos os serviços de argamassas e concretos, havendo,
entretanto, cimentos mais indicados para estes ou aqueles serviços.
– No caso de concretos, muito mais importante é compreender que
para melhor fazê-los é necessário ter-se mais cuidado na escolha
dos agregados e, nas dosagens dos materiais, principalmente da
água. Isto chega a ser muito mais importante que a própria escolha
do cimento.
AGLOMERANTESCIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Outro cuidado deve ser dado ao armazenamento do cimento na
obra.
– Embalado em papel suporta pouco contato com a umidade do solo
ou paredes.
– Se a umidade atravessa a embalagem inicia o processo de
hidratação, endurecendo-o (empedrando-o) e estragando-o.
– Para armazenar bem, e no máximo por um mês ou dois, isole-o do
chão e paredes e não coloque mais que 10 a 12 sacos empilhados.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Classe de resistência mecânica:
• Conforme se observa na tabela anterior, os cimentos são
classificados em uma das três classes de resistência mecânica
(25 / 32 /40).
• Estas classes identificam a resistência deles aos 28 dias de
idade.
• Tem relação com a composição do clinquer, teor de adições e,
sobretudo, com sua finura.
• A determinação desta classe será melhor esclarecida no estudo
das propriedades e no ensaio de resistência mecânica, vistos a
seguir.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Tempode início e fim de pega:
• Como se viu a pega é o fenômeno que identifica o início e a
rapidez com que o aglomerante desenvolve as reações de
endurecimento ao ser misturado com água.
• É função da quantidade de água utilizada, da temperatura
ambiente, dos componentes presentes na reação.
Liberação de calor de hidratação durante a cura e
endurecimento:
• É o calor que, produzido durante as reações químicas de
endurecimento, é lançado no ambiente e também absorvido
pela própria estrutura.
AGLOMERANTESCIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Alcance da resistência mecânica:
• Este fenômeno, tanto no que diz respeito à intensidade como à
rapidez, está mais relacionado com os teores das adições, de
C2S, de C3S do clinquer e da finura do cimento.
Resistência ao ataque de águas agressivas:
• Águas agressivas (AA) são águas que agridem quimicamente o
concreto, desfazendo as ligações químicas conseguidas pelo
cimento, podendo levar as estruturas à ruína.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Resistência ao ataque de águas agressivas:
• Exemplos de águas agressivas (AA):
– Águas sulfatadas (que contém sulfato de cálcio, sulfato de
sódio ou sulfato de magnésio);
– Águas carbonatadas (que contém CO2 livre ou bicarbonato
de cálcio e/ou de magnésio);
– Águas puras (como as de chuvas ou resultante de degelo,
ou ainda de alguns poços subterrâneos);
– Águas do mar (por apresentarem sais de sódio e cloro);
– Águas residuais (de esgotos domésticos ou de dejetos
orgânicos ou ainda com resíduos industriais).
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Resistência ao ataque de águas agressivas:
• A gravidade do problema causado pela ação da AA é função da
concentração salina e se diversifica de água para água.
• A lista de AA é extensa, mas poucos concretos estão sujeitos ao
ataque, o que é bom já que a resistência do concreto ao ataque
de agentes químicos é menor quando comparada ao ataque de
outras formas de agressividade.
• O concretoque fica sujeito ao ataque de AA é, naturalmente,
aquele que está em contato, e é permeável a ela.
• Cimentos de baixa proporção de aluminatos são recomendados
para obras sujeitas à ação maléfica destes agentes químicos.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Grau de finura (tamanho do grão):
• Quando clinquer e adições vão para o moinho, o tempo de
permanência lá determinará a finura dos grãos cimento.
• Quanto mais fino, maior será a facilidade do contato com a
água, resultando em pega mais rápida, facilidade de reações
com outros elementos, endurecimento mais rápido e liberação
mais intensa do calor gerado durante a hidratação.
• A finura também influencia na retração das peças que é o
resultado de um volume menor do produto obtido a partir dos
volumes das partes componentes na reação.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
– Os cimentos se diferenciam no que diz respeito a:
Possibilidade de reações químicas entre os álcalis presentes no
cimento com agregados:
• Os álcalis K2O e Na2O, provenientes das argilas, são necessários
por serem fundentes e facilitarem a formação do clinquer, o
que é bom; mas permanecem no cimento, em quantidade de ±
1,0%, o que não é muito bom. Por quê?
• Certos agregados utilizados na fabricação do concreto,
contendo em sua composição sílica amorfa, têm a possibilidade
de reagir com estes álcalis, principalmente em ambientes de
permanente contato com água, resultando compostos que
causam expansões anormais nos concretos, fissurando-os.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• PROPRIEDADES DO CIMENTOPORTLAND
– Pega e Endurecimento
– Os fatores que influenciam no tempo de início de pega são:
• % de C3A no cimento. Quanto maior, mais rápida ocorre a pega.
• Quantidade de água de amassamento. Pouco a mais pode
agilizar a pega, por favorecer a solubilização dos aluminatos;
porém, em excesso pode atrasar, em função da demorada
precipitação dos compostos.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND
– Pega e Endurecimento
– Os fatores que influenciam no tempo de início de pega são:
• Temperatura. Quanto mais elevada mais rápida a pega;
temperaturas baixas, próximas de zero grau, retardam-na,
podendo mesmo paralisá-la.
• Umidade Relativa do ar. Quanto mais baixa, mais rápida ocorre
a pega.
• Grau de moagem do cimento. Quanto mais fino o cimento,
menor o TIP.
• Presença de Impurezas Orgânicas. Se houver, haverá atraso, ou
mesmo interrupção da pega.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Comum e com adições (CP-I; CP-I-S)
– Aglomerante que praticamente não tem adições, e devido ao
elevado teor de clinquer na sua composição, tem custo mais
elevado que os demais e, por isto, é possível que não se o encontre
facilmente no mercado. Não obstante, seria aglomerante de
elevada resistência mecânica já nas primeiras idades devido ao
maior teor de C3S, com liberação de muito calor durante a sua
hidratação. O CP-I-S seria bastante parecido tecnicamente devido
aos baixos teores de adição.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Composto (CP-II-E; CP-II-Z; CP-II-F)
– Este cimento já leva adições variadas em teores variados, que
alteram perceptivelmente seu comportamento.
– Noscimentos compostos com escória (CP-II-E) nota-se um pequeno
atraso no tempo de início de pega e no alcance da resistência
mecânica nas primeiras idades. Com reações ligeiramente mais
lentas, libera calor durante a hidratação de maneira mais suave,
contribuindo na diminuição de ocorrência de trincas e fissuras nas
estruturas de concreto. Apresenta melhor resistência ao ataque das
águas agressivas e, estas propriedades se acentuam tanto mais
quanto maior for o teor de escória.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Composto (CP-II-E; CP-II-Z; CP-II-F)
– Nos cimentos com pozolanas (CP-II-Z) a pega é mais demorada e o
alcance das resistências com a idade, também, deve-se aguardar
mais tempo para a desforma das estruturas de lajes.
– Mas o baixo calor de hidratação, devido à lentidão das reações,
favorece o não surgimento de fissuras devidas à retração.
– Sua presença em concreto aparente pode não ser indicada porque
não sendo uniforme a distribuição das cinzas pozolânicas no
cimento, há surgimento de “manchas” na superfície externa das
peças de concreto.
– Por apresentar melhor resistência ao ataque de sulfatos, tem sua
durabilidade ampliada.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Composto (CP-II-E; CP-II-Z; CP-II-F)
– Os cimentos com material carbonático (CP-II-F) é de fabricação
recente e as suas propriedades muito se assemelhariam ao CP-I-S,
apesar do teor de clinquer ser ligeiramente menor.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alto Forno (CP-III)
• Este cimento é muito utilizado na região de Minas Gerais e apresenta
adição de escória básica de alto forno siderúrgico em proporçõesbem
mais intensas que o cimento CP-II-E.
• Suas características mais marcantes são:
– Tempo de início e fim de pega prolongado, ainda que normal, com
possibilidades de paralisação das reações em climas frios (< 7 °C).
– Endurecimento lento e resistência inicial baixa nas primeiras
idades, o que requer maiores cuidados na cura e maior tempo de
espera com a estrutura escorada.
– Entretanto sua resistência aumenta sensivelmente em idades
próximas aos 28 dias, chegandoa superar muitos cimentos em
idades superiores a 60 dias, porque a escória também contribui no
endurecimento, embora de maneira mais lenta.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alto Forno (CP-III)
• Suas características mais marcantes são:
– Baixo calor de hidratação, favorecendo o não surgimento de trincas
e fissuras nas peças concretadas.
– Apresenta boa resistência aos meios agressivos, porque a
hidratação da escória no cimento não forma hidróxido de cálcio,
nem aluminato tricálcico, elementos responsáveis por reações
químicas que conduzem à expansão volumétrica das peças em
presença dos agentes agressivos (sulfatos).
– Em consequência dão maior durabilidade às estruturas que com ele
são confeccionadas.
– Ainda são desfavorecidas as possibilidades de reações entre os
álcalis do cimento e minerais supostamente reativo dos agregados.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alto Forno (CP-III)
• Suas características mais marcantes são:
– Outra característica é sua boa estabilidade volumétrica em tempo
frio ou calor excessivo.
– Há recomendações de maior cuidado no uso em concreto
protendido, por receio de corrosão dasbainhas e cordoalhas,
devido ao enxofre (S) presente na escória, que ataca o aço,
corroendo-o, e reduzindo-lhe rapidamente a resistência à tração, o
que pode levar a estrutura à ruína.
– Tem-se verificado também que os concretos produzidos com
cimentos de elevado teor de escória ficam mais suscetíveis à
problemas de deformação lenta e fluência das estruturas.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Pozolânico (CP-IV)
• Cimento onde as adições de pozolana e calcário cru são maiores do que
no cimento composto por pozolanas (CP-II-Z). Suas características são
basicamente as mesmas daquele cimento, porém mais intensas:
– Pega mais lenta e resistência inicial baixa nas primeiras idades (de 3
a 7 dias), e resistência final um pouco mais elevada.
– Seu endurecimento é lento em climas frios o que requer paciência
para a desforma, ou uso de aditivo, ou aplicação de cura a vapor.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland Pozolânico (CP-IV)
• Suas características são basicamente as mesmas daquele cimento,
porém mais intensas:
– Baixo calor de hidratação, boa resistência à ação de AA, melhor
estabilidade volumétrica em climas frios ou quentes e inibição da
reação álcali-agregado.
– Encontra grande aplicação em concreto-massa (grandes volumes de
concreto), onde elevada resistência mecânica não é requerida, e
onde o permanente contato com águas provenientes de
tratamentos industriais, de esgoto ou de solos seja necessário.
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alta Resistência Inicial - ARI (CP-V)
– Cimento composto basicamente de clinquer e gipsita, onde só se
adiciona calcário cru. Tem pega normal,porém, o endurecimento é
muito rápido, devido ao seu maior grau de moagem.
– O cimento ARI não foi classificado por Classe de Resistência
Mecânica como os demais cimentos anteriores, mas ela é sempre
maior que 30 MPa aos 7 dias de idade. Já aos 3 dias de idade
alcança resistência superior a 25 MPa, só alcançada pelos demais
cimentos apos 21 dias.
– Suas características são explicadas em função de obtenção de um
clinquer com queima mais completa o que proporciona maior
formação de C3S e por ser um cimento mais fino que os demais.
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CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alta Resistência Inicial - ARI (CP-V)
– Sua utilização requer maior atenção desde a armazenagem até os
cuidados dispensados ao concreto durante a cura, função do
elevado calor de hidratação desprendido.
– Sua utilização em peças de grandes dimensões deve ser estudada
com cuidado.
– O uso do cimento ARI, embora de custo inicial mais elevado, traz
como vantagem:
• Menor dosagem de cimento já trazendo economia de
aglomerante;
• Dispensa de aditivo acelerador de resistência, que deixam
preocupações quanto à possibilidade de ocorrência de corrosão
das armaduras;
AGLOMERANTES
CIMENTO PORTLAND
• Cimento Portland de Alta Resistência Inicial - ARI (CP-V)
– O uso do cimento ARI, embora de custo inicial mais elevado, traz
como vantagem:
• Enquanto os demais cimentos necessitam de 14 a 20 dias para
as desformas, com o cimento ARI estas podem ser executadas
em 1 ou 2 dias após a concretagem!
• Tem uso recomendado ainda na fabricação de blocos prémoldados e artefatos de concreto e mesmo no concreto
protendido.
AGLOMERANTES
OUTROS CIMENTOS
•Cimento Portland Resistente a Sulfatos:
• Apresentam na embalagem as letras “RS” acrescidas ao nome original
do cimento. São considerados resistentes a sulfatos os cimentos que se
enquadrem em, pelo menos, uma das seguintes situações:
– Os cimentos cujo teor de C3A do clinquer seja inferior a 8% e cujo
teor de adições carbonáticas seja menor que 5%.
– O CP-III cujo teor de escória granulada de alto forno seja maior que
60%.
– O CP-IV cujo teor de materiais pozolânicos esteja acima de 25%.
– Os cimentos que tenham antecedentes com base em resultados de
ensaios de longa duração ou referências de obras que
comprovadamente indiquem resistências a sulfatos.
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OUTROS CIMENTOS
• Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação:
• Cimento designado por siglas e classe de seu tipo, acrescido de “BC”.
• A sua classificação é dada em função de sua composição química que
demonstra sua propriedade de retardar o desprendimento de calor
durante a hidratação do cimento, evitando a ocorrência de fissuras de
origem térmica.
AGLOMERANTES
OUTROS CIMENTOS
• Cimento Portland Branco:
• Cimento de cor clara devido à mistura de calcário e caulim sem óxido
de ferro e manganês.
• É um cimento de fabricação bastante reduzida e de maior custo que os
demais, por exigir maior temperatura para produção do clinquer (±
1500 °C).
• São classificados em dois grupos: Estrutural e Não estrutural.
– Os primeiros apresentam exigências quanto às suas resistências
mecânicas como os demais, sendo empregados em função de sua
cor para maior efeito arquitetônico.
– Os segundos utilizados como pastas para rejuntes de elementos
cerâmicos.