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M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Materiais de Construção para Concreto e Argamassa Curso: Engenharia Civil 6º Período – Semestre 2018.2 Prof. Me. Francisco Freire de Oliveira M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Aditivos M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Aditivos Definições • Produtos que adicionados em pequenas quantidades a concretos de cimento e a argamassas modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las a determinadas condições. • ASTM C 125 define aditivo como “Material outro que não água, agregado ou cimento, empregado como ingrediente do concreto ou argamassa, adicionado a estes, antes ou durante a mistura”. • Estados Unidos, Japão e Alemanha, utilizam cerca de 80% de concreto aditivado 3 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Aditivos Histórico • Segundo a Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem – ABESC, o uso de aditivos no concreto é bem antigo, já eram utilizados pelos romanos muito antes da existência do concreto de cimento Portland • Naquela época eles usavam clara de ovo, sangue de animais e outros ingredientes. Já os aditivos como, hoje os conhecemos, começaram sua evolução a partir do início do século XIX • Assim os aditivos, que não estavam presentes nos primeiros passos do desenvolvimento do concreto, hoje são figuras de fundamental importância para sua composição 4 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Aditivos para concreto Vantagens Aumento da trabalhabilidade; Redução do consumo de água; Maior resistência; Redução do consumo do cimento; Aditivos com alto teor de sólidos são mais eficientes. 5 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Classificação dos aditivos por finalidades Destinados a melhorar a trabalhabilidade do concreto Plastificantes redutores Incorporadores de ar Dispersantes ou fluidificantes Modificadores das resistências mecânicas Redutores plastificantes Modificadores das resistências do concreto a condições especiais de exposição Incorporadores de ar 6 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Classificação dos aditivos por finalidades Modificadores de tempo de pega e endurecimento Retardadores Aceleradores impermeabilizantes Repelentes à absorção capilar Redutores de permeabilidade Expansores Geradores de gás Estabilizantes de volume Geradores de espuma 7 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Classificação dos aditivos por finalidades Adesivos Anticorrosivos Corantes Fungicidas Germicidas inseticidas 8 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Classificação quanto à ação Ação química A Aceleradores R Retardadores Ação Física IAR Incorporadores de ar P Plastificantes SP Superplastificantes F Superfluidificantes IM Impermeabilizantes 9 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Acelerador de pega (A) Efeito Oferece pega mais rápida Resistência inicial mais elevada Vantagens Ganho de resistência em baixas temperaturas Redução do tempo de desenforma Desvantagens Possível Fissuração devido ao calor de hidratação Risco de corrosão de armaduras 10 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e retardador de pega (R) Efeito Aumenta o tempo de início de pega Vantagens Mantém a trabalhabilidade a temperaturas elevadas Retarda a elevação do calor de hidratação Amplia os tempos de aplicação Desvantagens Na dosagem errada, acima de 0,5% do peso do concreto, pode promover exsudação (processo migratório da água existente na composição do material para a sua superfície) e aumentar a retração plástica do concreto 11 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Incorporador de ar (IAR) Efeito Incorpora pequenas bolhas de ar no concreto ou na argamassa Vantagens Aumenta a durabilidade ao congelamento do concreto sem elevar o consumo de cimento e o consequente aumento do calor de hidratação Reduz o teor de água e a permeabilidade do concreto Desvantagens Necessita de controle cuidadoso da porcentagem de ar incorporado e do tempo de mistura 12 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Plastificante (P) Efeito Aumenta o índice de consistência Possibilita a redução de pelo menos 6% da água de amassamento Vantagens Maior trabalhabilidade para determinada resistência Menor consumo de cimento Desvantagens Retarda o início de pega para dosagens elevadas do aditivo, com risco de segregação 13 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Plastificante acelerador (PA) Efeito Efeito combinado do acelerador de pega e do plastificante Vantagens Reduz a quantidade de água Permite ganho mais rápido de resistência Desvantagens Risco de corrosão da armadura 14 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Plastificante retardador (PR) Efeito Efeito combinado do retardador de pega e do plastificante Vantagens Reduz perda de consistência em climas quentes e úmidos Desvantagens Aumento da exsudação eretração plástica Risco de segregação 15 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Superplastificante (SP) Efeito Elevado aumento do índice de consistência Possibilita a redução de, no mínimo, 12% da água de amassamento Vantagens Eficiente redutor de água Proporciona ganhos de resistência para determinada trabalhabilidade Reduz o consumo de cimento Desvantagens Riscos de segregação da mistura Efeito do fluidificante é num tempo menor que o plastificante Pode elevar a perda de consistência 16 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Superfluidificante (F) Definição São superplastificantes que incorporados ao concreto fresco produzem consistência fluida e alta trabalhabilidade Não tem cloretos e não são tóxicos Usos O uso é recomendado para pavimentos que necessitam de esbeltez e adensamento como os de edifícios, silos, reservatórios de água, estruturas de grande porte, etc É eficaz também no uso de concretos pré-fabricados e bombeados Não tem influência sobre o processo químico do cimento, evita a segregação e a exsudação 17 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Impermeabilizantes (IM) • Três tipos básicos • Sais orgânicos em forma líquida, pastosa ou em pó, que reagem com a cal livre do cimento formando sais cálcicos insolúveis • Materiais hidrófugos que se diferem daqueles do primeiro grupo apenas pela razão de já se apresentarem em sua forma final, não reagindo, portanto, com os componentes do cimento • Géis orgânicos ou inorgânicos à base de emulsão, constituídos de partículas globulares que, após a quebra da emulsão no meio alcalino do cimento, aglutinam-se em presença da água, reduzindo a seção dos capilares 18 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Impermeabilizantes (IM) • Substâncias mais comuns Ácido estereático Ácido caprílico Ácido oleico Emulsão de cera Emulsão betuminosa Ácido cáprico Estereato de cálcio Estereato de alumínio Resina hidrocarbonada 19 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Ensaios e Normas ABNT M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Normalização brasileira na construção civil • CB-02 • Elaboração das normas técnicas de componentes, elementos, produtos ou serviços utilizados na construção civil, subdivididas setorialmente 21 Planejamento Projeto Execução Métodos de ensaio Armazenamento Transporte Operação Uso Manutenção e necessidade do usuário M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Normalização brasileira na construção civil • CB-18 • Normalização do setor de cimento, concreto e agregados, compreendendo: Dosagem de concreto, pastas e argamassas Aditivos Adesivos Águas Elastômeros • Terminologia, requisitos, métodos de ensaio e generalidades 22 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e • As normas têm função orientadora e purificadora no mercado • São recomendações, com base na melhor técnica possível e certificada num determinado momento, para se atingir um resultado satisfatório • As normas valem como padrões mínimos de referência • Os números fornecidos pelos ensaios são valores relativos • É grande o número de parâmetros que influenciam. Daí a necessidade de fixação de métodos que, reduzindo ao mínimo os fatores de variação, permitem uma comparação mais perfeita das características 23 Responsabilidade profissional do engenheiro em relação às normas M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e • As a interpretação dos resultados exige a associação de diferentes ensaios • Num ensaio de resistência mecânica, por exemplo, os seguintes fatores exercem considerável influência: Forma geométrica e dimensões dos corpos de prova Duração e marcha do ensaio Máquina de ensaio Condições outras do ensaio (temperatura, estado de umidade, etc.) 24 Responsabilidade profissional do engenheiro em relação às normas M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e • Para cada material realizam-se séries completas de ensaio estipulados e, à vista da documentação assim obtida, a fixação numérica de limites e demais condições para essas características constituirá uma especificação para a recepção do material 25 Responsabilidade profissional do engenheiro em relação às normas M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Entidades normalizadoras 26 PAÍS DE ORIGEM SIGLA ENTIDADE ANO BRASIL ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 1940 USA ASTM American Society of the International Association for Testing and Materials 1898 USA ASA American Statistical Association 1839 ALEMANHA DIN Deutsches Institut für Normung 1917 FRANÇA AFNOR Association Française de Normalisation 1926 JAPÃO JIS Japanese Industrial Standards 1921 INGLATERRA BSI British Standards Institution 1901 COORDENADORA MUNDIAL ISO International Organization for Standardization 1947 OUTRAS COPANT ACI RILEM PCA M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Vigência das normas • As COMISSÕES TÉCNICAS da ABNT promovem revisões no elenco de normas sob sua responsabilidade a cada período de 5 anos, podendo ou não alterar o texto da norma em vigor 27 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Tipos de norma da ABNT • NB – Norma Brasileira ... Condições e exigências para execução de obras • EB – Especificação Brasileira ... Estabelece prescrições para os materiais • MB – Método Brasileiro ... Ensaios. Processos paraformação e exames de amostras • PB – Padronização Brasileira ... Estabelece dimensões para os materiais • TB – Terminologia Brasileira ... Regulariza a nomenclatura técnica • SB – Simbologia Brasileira ... Estabelece convenções para desenhos • CB – Classificação Brasileira ... Divide e ordena materiais por propriedades características 28 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Tipos de norma da ABNT • Todas os itens são registrados no INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia) sob o prefixo NBR • Atualmente há também a divulgação das Normas do Mercosul (NM), assim uma NBR pode ter sua identificação ampliada para ABNT NBR NM • Essa forma de identificação com as duas letras indicativas iniciais está sendo abandonada ficando só o prefixo NBR • Para pesquisa no site www.abnt.org.br só se usa a forma NBR ou (NBR NM) ou por palavra-chave 29 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Encaminhamento de uma Norma • A ABNT é composta atualmente de 68 CBs (Comitês Brasileiros), 4 ONSs (Organismos de Normalização Setorial) e pouco mais de 160 CEEs (Comissões de Estudo Especial) • Os comitês que estão mais diretamente envolvidos com alunos de engenharia civil, em especial com esta disciplina: • ABNT/CB-002 - Comitê Brasileiro da Construção Civil • ABNT/CB-018 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados 30 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Estrutura da ABNT 31 ABNT Comitês Brasileiros Sub-Comitês Comissões Técnicas Comissões de Estudo Texto da Norma Norma Técnica CB-01 + CB-02 + ... + CB-18 + ... + CB-50 Ex.: CB-18 ... Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto ... Cimentos e adições (18.1); Concretos (18.03); ... Especificações; Métodos de Ensaio; Propriedades; ... Preparam os textos de Norma Projeto de Norma NBR ou ainda NBR NM M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Especificações Técnicas • Além das plantas, desenhos e cálculos, um Projeto de Engenharia inclui também uma parte de redação sob a forma de memorial descritivo ou de especificações técnicas • Memorial Descritivo ... Dá a descrição e indicação dos materiais a serem empregados. Dirigido a elementos não técnicos para melhor compreensão do projeto, inclusive de toda a obra, quando concluída • Especificações Técnicas ... Indicação minuciosa das propriedades mínimas que os materiais devem apresentar e a técnica a ser empregada na construção. Destinam-se ao construtor visando assegurar que a obra seja realizada com os cuidados apontados no projeto 32 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Pedras Naturais de Construção M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Pedras naturais • Terminologia das rochas e solos (TB-03) • Rochas são materiais constituintes essenciais da crosta terrestre, provenientes da solidificação do magma ou de lavas vulcânicas, ou da consolidação de depósitos sedimentares, tendo ou não sofrido transformações metamórficas • Esses materiais apresentam elevada resistência mecânica, somente modificável por contatos com ar e água em casos muito especiais 34 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Propriedades das pedras – Ensaios tecnológicos • Propriedades analisadas Resistência mecânica ... Suportar cargas sem colapsar Durabilidade ... Manter propriedades ao longo do tempo Trabalhabilidade ... Afeiçoada como o mínimo esforço Estética ... Aparência para fins de revest. E acabamentos • Ensaios tecnológicos dessas propriedades Resistência mecânica ... Ensaio de abrasão Los Angeles (ABNT NBR NM 51:2001); outros ensaios DIN e ASTM Durabilidade ... Normas estrangeiras Trabalhabilidade ... Análise petrográfica (ABNT NBR 7389- 2:2009) 35 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Principais propriedades das pedras naturais • Cor • Fratura ... Maior ou menor facilidade de extração, corte, polimento e aderência • Homogeneidade • Massa específica aparente ... Massa por unidade de rocha seca incluindo os vazios internos • Porosidade ... Volume de vazio / volume total • Permeabilidade ... Existência de poros 36 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Principais propriedades das pedras naturais • Higroscopicidade ... Absorção por capilaridade • Condutibilidade térmica e elétrica • Dureza ... Facilidade de se deixar serrar • Aderência Propriedades mecânicas • Compressão, tração, flexão e cisalhamento • Desgaste • Choque 37 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Escolha da pedra • A qualificação do material é obtida por meio de um estudo petrográfico de amostras representativas • Em seguida, faz-se um exame tecnológico em corpos de prova normalizados • Para agregados de concreto é necessário verificar também o potencial reativo do mineral com os álcalis (Na2O e K2O) do cimento 38 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Aplicações • Alvenarias • Pavimentação (de estradas, ruas, pátios, etc) • Revestimentos (de piso, paredes, etc) • Acabamentos (de banheiros, cozinhas, pias, tc) 39 M a te ri a is d e C o n st ru çã o p a ra C o n cr et o e A rg a m a ss a – P ro f. M e. F ra n ci sc o F re ir e Composição mineralógica das principais pedras de construção • Quartzo ... Sílica cristalina(SiO2) • Aluminossilicatos ... Alumina ou óxido de alumínio (Al2O3) Feldspato ... Ortoclásio e Plagioclásio Micas ... Muscovita, Biotita e Caulinita • Silicatos de Magnésio e Ferro Anfibólios, Piroxênios e Olivinas • Carbonatos e Sulfatos Calcita, Magnesita, Dolomita, Gipsita e Anidrita 40