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Materiais de Construção: Aglomerantes Prof. Rafaella Silva de Lima MKT-MDL-02 Versão 00 Aglomerantes – Definição e Classificações • Definição: Material ligante, geralmente pulverulento, que promove a união entre os grãos dos agregados. Os aglomerantes são utilizados na obtenção de pastas, argamassas, e concretos. • Classificação quanto ao modo de endurecer: • Quimicamente inertes: Endurecem por simples secagem. Ex: argilas, betumes. • Quimicamente ativos: Endurecem pela ação de reações químicas. Ex: cimento Portland, Cal aérea MKT-MDL-02 Versão 00 Aglomerantes – Classificações • Quimicamente ativos: Endurecem devido a reações químicas. • Aéreos – Necessitam da presença do ar para endurecer; • Hidráulicos – Não necessitam da presença do ar para endurecer; • Hidráulicos simples; • Hidráulicos compostos; • Hidráulicos mistos; • Hidráulicos com adições. Aglomerantes – Classificações • Classificação quanto a relação com a água: • AÉREOS: Depois de endurecidos, não resistem bem quando imersos na água. Devem ser usados apenas em contato com o ar. Ex.: Cal aérea, Gesso de Paris. • HIDRÁULICOS: Depois de endurecidos, resistem bem a água. O endurecimento dos aglomerantes hidráulicos se dá por ação exclusiva da água (reação de hidratação). Ex.: Cal hidráulica, Cimento aluminoso, Cimento Portland. Aglomerantes – Classificações • AGLOMERANTES HIDRÁULICOS SIMPLES: • Um único produto aglomerante, não tendo mistura. Ex.: Cimento Portland (CP I); Cimento aluminoso; Gesso hidráulico; Cal hidráulica. • AGLOMERANTES HIDRÁULICOS COMPOSTOS: • Misturas de um aglomerante simples com subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo. Ex.: CP IV - mistura de cimento Portland com pozolana; CP III - mistura de cimento Portland e escória; CP II F - mistura de cimento Portland e pó de calcário. Aglomerantes – Classificações • AGLOMERANTES HIDRÁULICOS MISTOS: • Mistura de dois aglomerantes simples. Ex.: Gesso com Cal aérea; Mistura de CP com cimento aluminoso – tem pega muito rápida. • AGLOMERANTES HIDRÁULICOS COM ADICÕES: • Aglomerantes hidráulicos simples + adições para modificar certas características. • Diminuição: permeabilidade, calor de hidratação, retração ou preço. • Aumento: resistência a agentes agressivos, plasticidade ou resistência a baixas temperaturas. • Dar coloração especial. Aglomerantes • Termos e Definições: • Pega - período inicial de solidificação pasta; • Início de pega – Momento que a pasta começa a endurecer; • Fim de pega - Momento que a pasta já está completamente sólida • Endurecimento – Período de tempo em que o material ganha resistência, mesmo após o final de pega. Aglomerantes - Classificações • Classificação AFNOR: O concreto ou argamassa deve estar aplicado e adensado dentro das formas antes do início da pega. AGLOMERANTE TEMPO DE INÍCIO DE PEGA EXEMPLO De pega rápida Menos de 8 minutos Gesso De pega semi-lenta De 8 a 30 minutos Cimentos naturais De pega lenta De 30 minutos a 6 horas CP Cimento Pozolânico Cal aérea Ensaios – Aparelho de Vicat • Tempo de pega • Ensaios • (MB-3433, NM 43) - Determinação da Água da Pasta de Consistência Normal • (MB-3434) - Determinação dos Tempos de Pega Aparelho de Vicat Aparelho de Vicat Início de pega = tempo até que a agulha de Vicat penetre na pasta (4+1)mm da base ESCALA amostra = 500 g de cimento e água = pasta consistência normal, NM43 Define-se os tempos de pega como o intervalo de tempo transcorrido desde a adição de água ao cimento Aparelho de Vicat Final de pega = tempo até que acessório anular não provoque nenhuma marca Agulha com acessório anular para verificação do final de pega Aglomerantes – Classificação • Segundo a AFNOR, quanto ao tempo de pega: O concreto ou argamassa deve estar aplicado e adensado dentro das formas antes do início da pega. Aglomerante – Massas • Massa Específica: ME = Massa / volume real • Massa Unitária: MU = Massa / volume aparente (Volume aparente inclui os vazios entre os grãos) Aglomerantes - Massas • Massa Específica: ME = Massa / volume real NBR NM 23 Massa específica de materiais em pó é determinada utilizando o frasco de “Le Châtelier” e balança de precisão. Frasco volumétrico de Le Chatelier Superfície Específica • Superfície Específica: SE SE = áreas dos grãos / MU • Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na UM. Área dos grãos calculada a partir do diâmetro médio das partículas determinado pelo permeâmetro Blaine. Permeâmetro de Blaine • Caracteriza a finura, Quanto maior o valor do Blaine, mais fino é o pó do aglomerante, mais rápida é sua hidratação. • K é a constante do aparelho; • ε é a porosidade da camada; • t é o tempo medido (s) • ρ é a massa específica do cimento (g/cm³) • ŋ é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio – tabela da norma (Pa/s) • S é a superfície específica Aglomerantes Aéreos • Depois de endurecidos, não resistem bem quando imersos na água. • Devem ser usados apenas em contato com o ar. • Em geral precisam de componentes do ar para endurecer. • Exemplos principais: Cal aérea, Gesso Aglomerante Aéreo – Cal • É o produto resultante da calcinação de pedras calcárias a uma temperatura inferior ao do início de sua fusão (cerca de 900 °C). Aglomerante Aéreo – Cal Produção da Cal Calcinação da Cal • Forno intermitente simples a lenha ou carvão • Forno de barranco Calcinação da Cal • Forno vertical contínuo • Tempo de operação: 36 horas. Calcinação da Cal • Forno horizontal contínuo giratório: Permanência no forno por 5 horas. Equipamentos muito flexíveis. Hidratação da Cal – Ca(OH)2 Cal em final de hidratação em caixa de madeira, típica de obra. Industrias: Equipamento vertical para hidratação de cal. Cal – Usos em Argamassas Areia + cal hidratado + cimento Portland + água • Assentamento de blocos ou tijolos cerâmicos; • Chapisco; • Revestimento bruto – emboço. Cal – Usos em Argamassas • Cal hidratado + água: • Revestimento fino – reboco (calfino) Aglomerante – Gesso • Produto da desidratação parcial da gipsita. CaSO4. 2H20 • É um aglomerante aéreo, não suporta contato com a água após endurecido. Aglomerante - Gesso • Gipsita Gesso • Prosseguindo o aquecimento além dos 200 °C: • 200 °C: anidrita solúvel - muito higroscópica, (absorve umidade ao ar, transformando-se em hemidrato. • 600 °C: anidrita insolúvel - praticamente inerte, endurecendo lentamente quando em contato com água. • 1.000 a 1.200 °C: GESSO DE PAVIMENTACAO endurece em 12 a 14 h, também chamado GESSO LENTO ou GESSO HIDRÁULICO, resistência 100% superior ao gesso de Paris. Gesso – Produção • Extração de Gipsita Gesso – Produção • Forno tipo Panela (em extinção) • anelões de aço circulares, abertos, com grande diâmetro e pequena altura. • Normalmente assentados sobre uma fornalha de alvenaria, utilizam lenha para combustão. Pás agitadoras homogeneízam a calcinação e os controles de temperatura e tempo de residência do material no forno são realizados empiricamente, através da observação visual. Forno tipo Panela Gesso – Produção • Forno Tipo Marmita • Panelões fechados (cubas), onde o calor gerado na parte inferior é conseguido com a queima de óleo BPF ou lenha. • A temperatura pode ser controlada através de pirômetros. • Um sistema de palhetas internas, na cuba, garante a homogeneidade do material. Forno Marmita Gesso – Produção• Forno Rotativo • Tubo giratório de aço, revestido internamente com material refratário, de grande extensão e pequena inclinação. • O minério moído entra em contato direto com a chama, que sai do maçarico, no lado da alimentação. • O minério sendo calcinado desce, por gravidade, toda a extensão do forno e o tempo de residência é controlado pela velocidade de rotação do tubo Forno Rotativo Gesso - Produção • Forno Tipo Marmita Giratório • Tubo giratório de aço, com interior revestido com material refratário. Extensão depende do volume de produção. • Operação intermitente. • O minério moído não entra em contato direto com a chama. • Podem ser controlados por computadores ou operados empiricamente. Podem ter controle de tempo, temperatura, perda de massa e controlar a pressão interna. Forno Mamita Gieratório Gesso no Brasil Gesso - Propriedades • Pega rápida – minutos • Solúvel em água após endurecido • Resistência mecânica diminui com o teor de umidade • Grande coeficiente de dilatação térmica (2 x concreto) • Baixa condutibilidade térmica (isolante) Gesso - Propriedades • O gesso é atacado bactérias redutoras de sulfato, que utilizam o sulfato como agente oxidante, reduzindo-o a sulfeto; • É corrosivo ao aço. Gesso - Drywall • Chapas fabricadas por processo de laminação contínua de uma mistura de gesso, água e aditivos entre duas lâminas de cartão. • NBR 14715:2001, NBR 14716:2001 e NBR 14717:2001. Gesso - Drywall Gesso - Drywall
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