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Materiais de Construção Civil Professor: Kleber Ribeiro Introdução • Segundo IBGE, a indústria da Construção engloba as seguintes atividades: – Preparação de terreno – Obras de edificações – Obras de infra-estrutura (estradas de ferro, rodovias, pontes, portos, oleodutos, usinas hidrelétricas, linhas de transmissão e distribuição de energia, telecomunicações, redes elétricas em geral, etc) Introdução – Instalações de materiais e equipamentos necessários ao funcionamento do imóvel – Obras de acabamento, compreendendo tanto construções novas, como grandes reformas, restaurações de imóveis e manutenção corrente – Incorporação de imóveis realizada pelas construtoras Introdução • A definição do IBGE segmenta a Indústria da Construção em duas atividades básicas, com características distintas. – Construção Pesada – Edificações Construções Pesadas • Engloba vias de transporte, obras hidráulicas de saneamento, de irrigação/drenagem, obras de arte (pontes, viadutos, túneis, etc), obras de geração e transmissão de energia elétrica, obras de sistemas de comunicações e obras de infra-estrutura de forma geral. Edificações • Engloba obras habitacionais, comerciais, industriais, obras do tipo social ( escolas, creches e hospitais) e obras destinadas a atividades culturais, esportivas e de laser. Indústrias da Construção • A indústria da construção é maior do que aparece nas estatísticas oficiais apuradas pelo IBGE, pois deve ser mensurada a partir do Construbusiness. Construbusiness • O Construbusiness gera expressivo efeito multiplicador na economia, ao encadear-se com outros setores de atividade econômica. Materiais de Construção Bens de Capital para a Construção Construção IBGE Serviços Diversos Matérias Primas Agentes Financeiros Indústria do Mobiliário Indústria de Eletro-Eletron Indústria Textil Construbusiness • O Construbusiness é um dos mais importantes setores de atividade econômica, agregando mais valor do que os setores agrícola, de comércio e de transporte. A Organização da Indústria da Construção • A Indústria da Construção está organizada em três setores fundamentais: – Materiais da Construção – Edificações – Construção Pesada Organização da Indústria • Características – Materiais de Construção • Segmentação • Estrutura de consumo – Edificações • Produto heterogêneo • Demanda correlacionada com renda • Intensiva em mão-de-obra • Diversidade tecnológica – Construção Pesada • Dependência do nível de investimento do estado Organização da Indústria • O setor de materiais da construção está organizado em diversos segmentos com características, em geral, distintas Setores CIMENTO MADEIRA AÇO PRODUTOS DE CIMENTO VIDRO PLANO METAIS E LOUÇAS SANITÁRIAS CAL PVC CONDUTORES ELÉTRICOS CERÂMICA ALUMÍNIO TINTAS E VERNIZES Segmentos • Na análise dos segmentos a estrutura de consumo possui um papel importante. No caso do cimento a segmentação do mercado é clara. Consumo Industrial 20% Concreteiras Pré-moldados Fibrocimento Artefatos Argamassas 9% 2% 3% 6% Empresas e Governo Auto- Construção Consumo Final 80% Construtoras Órgãos Públicos Empresas Privadas Consumidor 22% 2% 4% 52% 39% 61% Finalizando Construbusiness • Construbusiness: – 13,5% do PIB – segundo setor no PIB • Investimento Bruto – 2/3 do total: R$ 83 bilhões por ano • Balança Comercial: Exporta 3x o que importa • Emprego e Renda: geração com pequeno investimento • Reduz Custo Brasil: recuperação e ampliação da infra- estrutura; ganho de competitividade • Habitação: atende a uma das principais necessidades básicas, como educação, saúde, segurança e alimentação. Introdução aos Materiais • Engenheiro Materiais • Materiais Obtenção Propriedade Características Durabilidade • Seleção dos Materiais é a atividade prelimir em qualquer projeto de Engenharia Introdução aos Materiais • Critérios de Seleção – Considerações Dimensionais – Considerações de Formas – Considerações de Peso – Considerações de Resistência Mecânica – Resistência ao desgaste – Facilidade de fabricação ou obtenção – Requisitos de durabilidade – Número de unidades – Disponibilidade – Custo – Especificação e códigos – Viabilidade de reciclagem / valor da sucata – Normalização – Tipo de carregamento Introdução aos Materiais • Geralmente um conjunto de critérios devem ser atendidos simultaneamente. • A seleção adequada de materiais irá depender: – A estabilidade estrutural – A durabilidade – O custo – O acabamento de uma obra Introdução aos Materiais • O conhecimento sobre os materiais deve ser experimental e tecnológico: – Experiência – Ensaios normalizados em laboratórios especializados Definição • Materiais de construção são todos os elementos da construção civil aplicados isoladamente ou em conjunto e capazes de cumprir os requisitos de estabilidade, estanqueidade e durabilidade propostos no projeto. Classificação a) Quanto a estrutura interna – Cristalina: metais – Fibrosa: madeira – Lamelar: argilas – Micelar e coloidal: plásticos, borrachas, e materiais betuminosos – Capilar: cimento portland – Complexas: argamassas e concretos Classificação b) Quanto a origem – Naturais: encontrados na natureza, não exigem tratamento industrial para utilização • Ex: areia lavada de rio, cascalho, argila, etc. – Artificiais são obtidas por procedimentos industriais • Ex: tijolos, cerâmicas, pedra britada, rocha ornamental, vidro, etc. – Combinados: Naturais + Artificiais • Ex: Argamassa, Concreto, etc. Classificação c) Quanto à função – Materiais de Vedação: sem função estrutural • Ex: vidros, alvenaria sem função estrutural, paineis de gesso, etc. – Materiais de proteção: servem de proteção a outros elementos e acabamento final • Ex: tintas, vernizes, etc. – Materiais Aglomerantes: promovem aglutinação de materiais inertes, originando materiais com resistência mecânica. • Ex: Cimento, Cal, Gesso, etc. Tipos de Cimento • CP I – NBR 5732 – Sem adições, adequado para construção em geral • CP II – NBR 11578 – Gera calor numa velocidade menor do que o Comum. Indicado para maciços de concreto, com pouca capacidade de resfriamento. • CP III Alto Forno – NBR 5735 – Com escória. Maior impermeabilidade e durabilidade, baixo calor de hidratação, alta resistência a expansão e resistentes a sulfatos. Para aplicação geral e especial para ambientes agressivos. Tipos de Cimento • CP IV 32 – NBR 5736 – Pozolânico. Especialmente indicado para obras expostas à ação de água corrente e ambiente agressivos. • CP V ARI – NBR – Alta resistência inicial • CP RS – NBR 5733 • Resistente a sulfato presente em redes de esgotos, água servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos. Tipos de Cimento • BC – NBR 13116 – Todos os demais, quando acrescidos das iniciais BC (baixo calor de hidratação), retarda o desprendimento de calor, evitando o aparecimento de fissuras de origem termica. • CP B – NBR 12989 – De coloração clara, classificado e dois subtipos: • Estrutural e Não Estrutural – Aceita adição de pigmentos. ECOLOGIA E SUSTENTABILIDADE ECOLOGIA Indivíduos Meio ambiente natural 1872 ONU níveis de consumo humano estavam degradando o planeta 1992SUÉCIA construção sustentável GREENPEACE • “Quando a última árvore tiver caído, • Quando o último rio tiver secado, • Quando o último peixe for pescado, • A humanidade entenderá que dinheiro não se come!!!!!!!!!!!!” Modelo de desenvolvimento • Capitalista e Socialista; • Planeta Terra e seus ecosistemas “inesgotáveis” fontes de energia e matéria prima e, “receptáculos” dos dejetos produzidos por suas cidades, indústrias e atividade agrícolas. CONSEQUÊNCIAS GLOBAIS • EFEITO ESTUFA; • POLUIÇÃO DOS RIOS E MARES EXTINÇÃO DE DIVERSAS ESPÉCIES DE FAUNA E FLORA COMPROMETE A QUALIDADE DA CADEIA ALIMENTAR AMEAÇA A SOBREVIVÊNCIA HUMANA NO PLANETA. ECOLOGIA CONCEITO • “ Respeito pela nossa CASA em harmonia com o MEIO AMBIENTE em que vivemos” e • Fechando o ciclo entre : o que se necessita o que se produz sem esgotar recursos para geração futura PRINCÍPIOS BÁSICOS Economia • viável • socialmente justa • ecologicamente correta Materiais de Construção • ciclo da vida : extração, transformação, condições de trabalho da mão de obra, transporte,gases eliminados, geração de renda, etc Ciclo Global dos Materiais • redução de resíduos • cuidados com o lixo • reciclagem • conservação de energia natural • proteção ambiental Concepção + escolha dos materiais + métodos construtivos ASPECTOS AMBIENTAIS FATORES DETERMINADOS PELAS QUALIDADES DOS MATERIAIS • Energia produzir o material; • Emissão de CO2 fabricação do material; • Impacto no meio ambiente extração do material; • Toxidade do material; • Transporte do material até entrega; • Grau de poluição resultante do material no final da vida útil. MATERIAIS FATORES AFETADOS PELA ESCOLHA DOS MATERIAIS E DECISÕES DE PROJETO • Localização e detalhamento do edifício; • Manutenção requerida; • Contribuição do material na redução do impacto ambiental (insolação); • Flexibilidade de uso ao longo do tempo; • Vida útil e potencial de reutilização. MATERIAIS E PROJETO ORGANIZAÇÕES • -Green Building • -Protocolo de Kyoto • -Normas ISO 14001 – Ambiental • -Normas ISO 16001 – Responsabilidade Social Postura Responsável por parte dos ENGENHEIROS NORMALIZAÇÃO Fundada em 1940 para fornecer a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro, a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS é o órgão responsável pela normalização técnica no país. Entidade privada, sem fins lucrativos, a ABNT foi considerada a Fórum Nacional de Normalização. Para que serve: • Elaborar normas brasileiras e fomentar seu uso nos campos científico, técnico, industrial, comercial, agrícola, de serviços e outros correlatos, além de mantê-las atualizadas; • Representar o Brasil nas entidades internacionais de normalização técnica; • Incentivar e promover a participação das comunidades técnicas na pesquisa, no desenvolvimento e na difusão da normalização no país; • Colaborar com organismos similares estrangeiros, intercambiando normas e informações técnicas; • Colaborar com o Estado no estudo e solução dos problemas que se relacionem com a normalização técnica em geral; NORMALIZAÇÃO • Conceder diretamente ou através de terceiros Marca de Conformidade e certificados de qualidade referentes a produtos e serviços; • Prestar serviços no campo da normalização técnica; • Intermediar junto aos poderes públicos os interesses da sociedade civil, no tocante aos assuntos de normalização técnica. A ABNT é a representante no Brasil das entidades de normalização internacional ISO (International Organization for Standartization) e IEC (International Eletrotechnical Commition). Vantagem da normalização: aumentar a produtividade por meio da eliminação de desperdícios, melhorando a qualidade do produto, e proporcionar mais segurança para o consumidor. NORMALIZAÇÃO Objetivos da Normalização – Simplificação: reduzir a crescente variedade de procedimento e de tipos de produtos – Comunicação: proporcionar meios mais eficientes para a troca de informação entre o produtor e o consumidor, melhorando a confiabilidade das relações comerciais e de serviços; – Economia: atingir a economia global, tanto do lado do produtor como do consumidor; – Segurança: proteger a vida e a saúde humana; – Proteção ao consumidor: aferir a qualidade dos produtos; – Eliminação das barreiras comerciais: evitar a existência de regulamentos conflitantes sobre produtos e serviços em diferentes países, facilitando o intercâmbio comercial; NORMALIZAÇÃO Como Consultar – O site da ABNT contém todas as normas atualizadas e está disponível na Internet, inclusive para compra; – Total de 8.130 normas elaboradas e revisadas por 25 Comitês Brasileiros (CB) e pelas Comissões Especiais Temporárias (CEET até 1995); NORMALIZAÇÃO Elaboração de uma Norma 1) Estilo de redação simples e correta; 2) Manutenção de um mesmo estilo, estrutura e terminologia ao longo de todas as normas; 3) Equivalência de textos nas diferentes línguas oficiais. 4) Disposição da norma em: • Elementos preliminares (identificam-na, introduzem o conteúdo e explicam seu fundamento) • Elementos normativos (estabelecem os requisitos a serem satisfeitos para obter conformidade) • Itens suplementares (informações adicionais). 5) Pode-se usar figuras ou tabelas no auxílio da compreensão das normas, desde que estas sejam citadas pela mesma. NORMALIZAÇÃO Tipos de Normas • Internacionais, regionais, territoriais (fração de um território que não seja região); • Norma básica: de abrangência ampla, contém disposições gerais para campo específico; • Norma de tecnologia: estabelece termos, geralmente acompanhados por suas definições ou notas explicativas, exemplos, etc; • Normas de ensaio: estabelece métodos de ensaios, suplementados algumas vezes com outras disposições relacionadas com o ensaio, tais como amostragem, uso de métodos estatísticos e seqüência de ensaios; • Norma de produto: norma que especifica requisitos a serem atendidos por um produto ou grupo de produtos, para estabelecer sua adequação ao propósito. NORMALIZAÇÃO NORMALIZAÇÃO CONCRETO INTRODUÇÃO Pasta Aglomerante + Água Argamassa = Agregado Miúdo Concreto Agregado Graúdo Aditivo Função Desgaste e Intempéries Variação Térmica Custo Função Envolver Agregados Preencher Vazios Manuseio Resistência Mecânica CONCRETO Propriedades Concreto Endurecido Propriedades Concreto Fresco Dosagem Concreto Produção Concreto Controle Tecnológico Mistura - Transporte Lançamento Adensamento - Cura Seleção de Materiais Materiais Dosagem Produção Lançamento Transporte Projeto Estrutural Características do Canteiro de Obra Equipamento CONCRETO A Qualidade do Concreto Endurecido Depende 1. Dos materiais cimento, agregados, água e aditivos 2. Da qualidade do concreto Fresco 3. Do Controle de Produção 4. Dos Cuidados no Transporte, Lançamento, Adensamento e Cura CONCRETO CIMENTO PORTLAND DEFINIÇÃO: Material pulverulento formado por silicatose alumínatos de cálcio (sem cal livre) hidrata endurece ganha elevada resistência mecânica. FABRICAÇÃO: Calcários Carbonatode cálcio Clínquer Argilas Silicatos hidratados de Fe e Al Gesso Composto s Anídros (Clínquer) Cimento Portland 1450ºC Moagem CIMENTO PORTLAND • A palavra cimento vem da palavra CAEMENTU do latim, que significa espécie de pedra natural de rochedos e não esquadrejada. • Sua origem remonta há cerca de 4.500 anos. • Os grandes monumentos do Egito já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado.Se usava o gesso impuro cozido como aglomerante entre os blocos de pedra. CIMENTO PORTLAND • As grandes obras gregas e romanas, como o Panteon romano, o Coliseu, a Basílica de Constantino, entre outras, foram construídas com o uso de solos de origem vulcanica da ilha grega de Santorino ou das proximidades da cidade italiana de Pozzuoli,que possuiam propriedades de endurecimento sob a ação da água. CIMENTO PORTLAND • A muralha da China também prova o uso de uma espécie de aglomerante entre os blocos de pedra. CIMENTO PORTLAND CIMENTO PORTLAND • Por volta de 1756 os ingleses incumbiram o engenheiro John Smeaton de criar um cimento que resistisse a água do mar.Nesse momento, ele desenvolveu um cimento já próximo do que mais tarde viria a ser o Cimento Portland, só que ainda calcinado em temperaturas relativamente baixas. CIMENTO PORTLAND • Com esse cimento se construiu o Farol de Eddystone, uma das primeiras construções com cimento portland. • O nome portland veio por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes as rochas da ilha britânica de Portland. CIMENTO PORTLAND FÁBRICA E CIMENTOS SIGLA CLASSE CLÍNQUER + GESSO ESCÓRIA MATERIAL POZOLÂNICO MATERIAL CARBONÁTICO 25 CPI 32 100 0 40 25 CPI-S 32 99 - 95 1 - 5 40 25 CPII-E 32 94 - 56 6 - 34 0 0 - 10 40 25 CPII-Z 32 94 - 76 0 6 - 14 0 - 10 40 25 CPII-F 32 94-90 0 0 6 - 10 40 25 CPIII 32 65 - 25 35 - 70 0 0 - 5 40 25 CPIV 32 85 - 45 0 15 - 50 0 - 5 40 CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL CPI-ARI - 100 - 95 - - 0 - 5 CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO CIMENTO PORTLAND COMUM CIMENTO PORTLAND COMPOSTO CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO ESPECIFICAÇÕES DOS CIMENTOS PORTLAND – COMPONENTES (%) Resíduo na Peneira 75 um (X) Área Específica (m²/kg) Início (h) Fim (h) À Frio (mm) À Quente (mm) 1 Dia (Mpa) 3 Dias (Mpa) 7 Dias (Mpa) 28 Dias (Mpa) 91 Dias (Mpa) CPI 25 < 12,0 > 240 > 8,0 > 15,0 > 25,0 CPI-S 32 > 260 > 1 < 10 (1) < 5 (1) < 5 - > 10,0 > 20,0 > 32,0 - 40 < 10,0 > 280 > 15,0 > 25,0 > 40,0 CPII-E 25 < 12,0 > 240 > 8,0 > 15,0 > 25,0 CPII-Z 32 > 260 > 1 < 10 (1) < 5 (1) < 5 - > 10,0 > 20,0 > 32,0 - CPII-F 40 < 10,0 > 280 > 15,0 > 25,0 > 40,0 25 > 8,0 > 15,0 > 25,0 > 32,0 (1) CPIII 32 < 8,0 - > 1 < 12 (1) < 5 (1) < 5 - > 10,0 > 20,0 > 32,0 > 40,0 (1) (2) 40 > 12,0 > 23,0 > 40,0 > 48,0 (1) CPIV 25 < 8,0 - > 1 < 12 (1) < 5 (1) < 5 - > 8,0 > 15,0 > 25,0 > 32,0 (1) (2) 32 > 10,0 > 20,0 > 32,0 > 40,0 (1) CPV-ARI < 6,0 > 300 > 1 < 10 (1) < 5 (1) < 5 > 14,0 > 24,0 > 34,0 - - (1) Ensaio facultativo (2) Outras características podem ser exigidas, tais como: calor de hidratação, inibição da expansão devida à relação álcali-aggregado, resistência a meios agressivos, tempo máximo de início de pega Expansibilidade Resistência à Compressão Tipo de Cimento Portland Classe Finura Tempos de Pega EXIGÊNCIAS FÍSICAS E MECÂNICAS Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Tipo de Cimento Comum e Com Posto de Alto Forno Pozolânico de Alta Resistência Inicial de Moderada Resistência aos Sulfatos Branco Estrutural Resistência à Compressão Padrão Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Muito maior nos primeiros dias Padrão Padrão Calor Gerado na Reação do Cimento com a Água Padrão Menor Menor Maior Padrão Maior Impermeabilidade Padrão Maior Maior Padrão Padrão Padrão Resistência aos Agentes Agressivos (água do mar e de esgotos) Padrão Maior Maior Menor Maior Menor Durabilidade Padrão Maior Maior Padrão Maior Padrão OBS. O quadro acima não considera o cimento branco para argamassas (BRANCO), nem o cimento alvenaria (CA), pois ambos não podem ser usados em funções estruturais Influência CIMENTO PORTLAND Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto Simples Resistência de Projeto I, II, III e IV Concreto Armado Resistência de Projeto I, II, III e IV Concreto para Desforma Rápida (sem cura térmica) Endurecimento Rápido V Concreto para Desforma Rápida (com cura térmica) Endurecimento Rápido I, II, e V Pavimento de Concreto Pequena Retração I, II, III e IV CIMENTO PORTLAND Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto Massa Baixo Calor de Hidratação III e IV Concreto com Agregados Reativos Prevenção da Reação Álcalis- Agregado IV Pisos Industriais de Concreto Resistência à Abrasão I, II, III, IV e V Argamassa Armada Peças Esbeltas V, I e II Obras Marítimas Resistência aos Sulfatos III, IV e RS Solo Cimento I, II, III e IV CIMENTO PORTLAND Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concretos ou Argamassas para Reparos Urgentes Endurecimento Rápido V, Aluminoso Concreto Arquitetônico Cor Branca Branco Estrutural Concreto Refratário Alta Temperatura Aluminoso Poços Petrolíferos Propriedades Reológicas e Altas Temperaturas CPP - Classe G CIMENTO PORTLAND Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Argamassa de Revestimento e Assentamento de Tijolos e Blocos Pequena Retração, Retenção de Água e Plasticidade II, Alvenaria, III e IV Argamassa de Assentamento de Azulejos e Ladrilhos Aderência II, IV e Alvenaria Argamassa de Rejuntamento de Azulejos e Ladrilhos Estética (Cor Branca) Branco Concreto Protendido Pré-Tensionado Resistência de Projeto I, II, V (S < 0,5%) Concreto Protendido Pós-Tensionado Resistência de Projeto I, II CIMENTO PORTLAND CARACTERÍSTICAS DO CP V ARI Com valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias, que superam em muito os valores normativos de 14 MPa, 24 MPa e 34 MPa para 1, 3 e 7 dias, respectivamente, o CP V ARI é recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento em indústrias de médio e pequeno porte, como fábricas de blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados. Pode ser utilizado no preparo de concreto e argamassa em obras desde as pequenas construções até as edificações de maior porte, e em todas as aplicações que necessitem de resistência inicial elevada e desforma rápida. O desenvolvimento dessa propriedade é conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na produção do clínquer, e pela moagem mais fina do cimento, que não recebe outros aditivos a não ser o gesso (CP V = Clìnquer + Gesso). Assim, ao reagir com a água o CP V ARI adquire elevadas resistências, com maior velocidade. • Concreto de alta resistência • Elementos Pré-moldados • Concreto de desforma rápida• Túneis • Argamassa de assentamento e revestimento • Argamassa armada • Concreto colorido ALGUNS TIPOS DE USO DO CP V ARI Siglas CAC - modelo básico com 40% de alumina CK- 51 / CK-60 / CK-70 / CK-80 Fabricação no Brasil: Lafage Aluminoso do Brasil Materiais Componente s calcário + bauxita (mineral de alumínio) (temperatura de fusão) Características Cor: cinzento escuro Endurecimeto: rápido 30 MPa em 6 horas 40 MPa em 24 horas reações com grande desprendimento de calor resistente a águas selenitosas (contem gesso), águas do mar, cloretos e certos ácidos diluidos Uso concreto refratários obras rápidas e provisórias concretagem em nevadas infraestrutura e cimentações CIMENTO PORTLAND ALUMINOSO O cimento Branco é diferenciado por sua cor e está classificado em dois tipos : estrutural e não estrutural. Possibilita escolha de cores uma vez que pode ser adicionado pigmentos coloridos. Seu indice de brancura deve ser maior que 78%. O cimento estrutural possui classes de resistencia de 25, 32 e 40 MPa. O cimento não estrutural não possui indicações de classe. CIMENTO PORTLAND BRANCO A cor branca é obtida a partir de matéria-prima com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a sua fabricação, como o resfriamento e a moagem do produto em equipamentos que usam tungstênio. O caulim é utilizado no lugar da argila. CIMENTO PORTLAND BRANCO O cimento branco estrutural é aplicado em concretos pré-moldados para afins arquitetônicos. Já o não estrutural é utilizado para rejutamento de azulejos, rebocos, fabricação de artefatos de cimento e em aplicações não estruturais. Custo: Em média: R$ 1,75 p/ kg CIMENTO PORTLAND BRANCO: UTILIZAÇÃO • Cimento com conteúdo reduzido de aluminato tricalcico, o que diminui a necessidade de gipsita, sulfato acrescentado ao cimento para retardar seu tempo de pega; usado quando é preciso resistência a reação severa a sulfatos . De acordo com a norma NBR 5737, cinco tipos básicos de cimento – CPI, CPII, CPIII, CPIV e CPV-ARI – podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se enquadrem em pelo menos uma das seguintes condições: • teor de aluminato tricálcico (C3A) do clinker e teor de adições carbonaticas de no maximo 8% e 5% em massa respectivamente; • Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escoria granulada de alto-forno, em massa; • Cimentos do tipo pozolanico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolanico, em massa; • Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. CIMENTO RESISTENTE A SULFATOS São cimentos de uso geral sendo indicados no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, preparo de concreto simples, armado, rolado, magro, concreto massa, solo-cimento e principalmente argamassas e concretos sujeitos a ataques de agentes agressivos, obras sujeito a reação alcali-agregado e onde é desejado baixo calor de hidratação. CIMENTO RESISTENTE A SULFATOS: UTILIZAÇÃO 3. Em argamassa Resistência à compressão axial 1. Em pó Finura Massa específica 2. Em pasta Pega Estabilidade de volume ENSAIOS NORMALIZADOS • O cimento pode ser entregue no local da obra a granel (silo-reboque) • em sacos invioláveis • Caminhões betoneira • Holcim Brasil é uma das líderes no fornecimento de cimento, concreto e agregados. TRANSPORTE / FORNECIMENTO • Para o estoque de cimento, a pilha deve ser constituída de no máximo 10 sacos. As pilhas devem ser feitas sobre estrados de madeira com altura de 10 cm, para que se impeça o contato direto com o piso. Os sacos não devem estar em contato com as paredes ou o teto, guardando destes, distâncias mínimas de 10 cm e 50 cm respectivamente. ESTOCAGEM CIMENTO: SNIC - Sindicato Nacional da Indústria do Cimento – 2003 Número de Empresas 10 Número de Fábricas 57 Capacidade Instalada (t/ano) 60,2 milhões Produção (t/ano) 34,0 milhões Exportação (t/ano) 418.000 Importação (t/ano) 223.000 Empregos Diretos 21.000 FÁBRICAS NO BRASIL AGREGADOS AGREGADOS Definição Granular Sem forma e volume definidos Geralmente inerte Dimensões, características e propriedades adequadas à construção civil Agregado Graúdo: pedregulho ou brita proveniente de rochas estáveis, ou mistura de ambos, cujos grãos passam por uma peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm. Agregado Miúdo: areia de origem natural ou resultante do britamento do rochas estáveis, cujos grãos passam na peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,0,75 mm. Requisitos Básicos Granulometria e Forma: afetam a trabalhabilidade, o consumo de água e de cimento. Abrasão Los Angeles: capacidade de suportar o manuseio sem alteração da granulometria. Absorção: rouba água de amassamento de concreto (afeta a trabalhabilidade). As exigências da ABNT 6118 são quanto às dimensões máxima dos agregados em função das dimensões da peça e o afastamento entre as armaduras. Obtenção Naturais: extração direta das várzeas dos rios ou desmonte hidráulico de encostas, beneficiamento de lavagem e classificação Artificiais: britagem de blocos peneiramento AGREGADOS Propriedades Resistência à Compressão: igual ou maior que a da pasta de cimento. Estabilidade: não se desagregar facilmente devido a molhagem e secagem principalmente em concretos em contato com fundações. Substâncias mais nocivas: Torrões de Argila: quando não se desagregam durante a mistura são agregados frágeis. Quando se desagregam se pulverizam, dificultando a aderência do agregado com a pasta. Materiais Carbonosos: manchas escuras no concreto. Podem provocar queda de resistência. Pulverulentos (< 0,075mm): dificultam a aderência pasta/agregado. Causam queda de resistência. Impurezas Orgânicas: interferem na hidratação do cimento (mais comuns em areias naturais). AGREGADOS Classificação 1. Quanto à Origem – Naturais: areia, pedregulho, pedra britada, pó de pedra, pedrisco; – Artificiais: argila expandida, vermiculita, escória de alto forno, poliestireno expandido, etc. 2. Quanto à Massa Específica: – Leves: 2,0 kg/dm³ - argila expandida, vermiculita, isopor, etc; – Normais: 2,0 a 3,0 kg/dm³ - areia natural, seixos rolados, pedras britadas, etc; – Pesados: > 3,0 kg/dm³ - barita, magnetita, hematita, etc. AGREGADOS 3. Quanto às Dimensões – Miúdos: até 15% retido na peneira 4,8 mm – Graúdos: pelo menos 85% retido na peneira 4,8 mm nomenclatura usual: filler < 0,075 mm areia < 4,8 mm pedrisco - areia industrial < 4,8 mm pedregulho, cascalho ou seixo rolado > 4,8 mm brita 0 - 9,5 a 4,8 mm brita 1 - 19 a 9,5 mm brita 2 - 25 a 19 mm brita 3 - 50 a 25 mm brita 4 - 76 a 50 mm brita 5 - 100 a 76 mm Classificação AGREGADOS Exigências da NBR 6118 (NB-1) quanto à dimensão máxima dos agregados relacionados com as dimensões da peça o afastamento das armaduras FIGURA 29 - b. Afastamento das Armaduras d < 0.83e d < 2.00e1 e d e1 b hf d d < 1/4b - vigas d < 1/3hf - lajes a. Dimensões da Peça AGREGADOS ÁGUA DE AMASSAMENTO E DE CURA Definição A água deve ser livre de materiais que possamafetar significativamente as reações de hidratação do cimento. A água indicada é a potável. Algumas substâncias comuns e proibidas: • açúcares: inibe a pega e o endurecimento do concreto. • substâncias orgânicas: dificulta ou inibe a pega. Queda de resistência. • álcalis (sódio e potássio): reações expansíveis com agregados reativos. ÁGUA Água Elementos na Água Amassamento ou Mistura Cura Algas > ar incorporado < resistência Cloretos corrosão na armadura Sal (+5%) Perda de resistência (30%) Sódio e Potâssio Reações álcalis-agregado Manchas no Concreto matéria orgânica; e hidróxidos de ferro ÁGUA – 5,8 < pH < 9,0 – com teores máximos Exigência da NM 137/97 (NBR – 6118) matéria orgânica resíduo sólido sulfatos (SO4- 2) cloretos (Cl-) c.simples c.armado c.protendid o açúcar ferro 3 mg/l 5000 mg/l 2000 mg/l 500 mg/l 2000 mg/l 700 mg/l 500 mg/l 5 mg/l 1 mg/l ÁGUA Ensaio Comparativo com Argamassa tempos de pega : inicial e final: 30% de diferença máxima; e, resistência à compressão (7 e 28 dias): 10% de diferença máxima. Avaliação da Qualidade – exigências físicas ÁGUA Ensaio de Caracterização da Água – exigências químicas •pH - processo colorimétrico ou eletrométrico •sólidos totais - evaporação a 110ºC •alcalinidade - à fenolftaleína + carbonatos + bicarbonatos hidróxidos boratos, silicatos e fosfatos •cloretos e sulfatos titulação •ferro - precipitação com hidróxido de amônia ÁGUA ÁGUA • Armazenamento: NBR 12655 em caixas estanques e tampadas sem contaminação com substâncias estranhas ADITIVOS PARA CONCRETO ADITIVOS • DEFINIÇÃO ABNT: “Produtos que adicionados, em pequena quantidade a concretos de cimento Portland, modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las a determinadas condições” ADITIVOS • DEFINIÇÃO Norma Européia EM:934,2001: “Materiais adicionados ao concreto, durante o processo de mistura, em uma quantidade não superior a 5% sobre a massa do cimento contido no concreto, para modificar as propriedades da mistura no estado fresco e/ou no estado endurecido” AÇÕES DOS ADITIVOS • Modificar ou Melhorar: -trabalhabilidade diminui segregação; -pega e endurecimento acelera ou retarda; -conteúdo de ar e outros gases aumenta ou diminui; -resistência à ações físicas, mecânicas e químicas melhora a durabilidade; -resistência mecânica em diversas idades altera; -regularidade da produção do concreto melhora; - amplia o campo de aplicação. ADITIVOS TIPOS MAIS COMUNS: •Modificadores de pega retardadores aceleradores •incorporadores de ar •redutores de água plastificantes superplastificantes •expansores •impermeabilizantes •de ação combinada redutor / retardador (polifuncionais) redutor / acelerador •outras adições materiais pozolânicos microssílicas filler pó mineral, etc CLASSIFICAÇÃO GERAL DE ADITIVOS Efeito Desejado Tipo de Aditivo Material Usado como Aditivo Sais de resinas de materiais Detergentes sintéticos Sais lignosulfonatos Sais de ácidos de petróleo Sai de álcoois gordos e seus sais álcoois benzeno Lignosulfonatos Sais de ácidos carboxilicos (tendem a retardar a pega se adicionar acelerador) Lignina Borats Açucares Sais e ácidos tartáricos Cloreto de cálcio Trietanolamina Melhora de Durabilidade Incorporador de Ar (Al) Redutor de Água (RA) Redução da Água para uma certa Trabalhabilidade Retardar a Pega Retardador (RP) Acelerar a Pega e Endurecimento Inicial Acelerador (AP) Efeito Desejado Tipo de Aditivo Material Usado como Aditivo Redução da Água e Aceleração da Pega Redutor e Acelerador de Pega (RAP) ver (RA) com adição de acelerador (AP) Pó de alumínio Resinas saponáceas e resinas vegetais Estearato de cálcio, alumínio, amônio Cloretos solúveis graxas de petróleo Pozolanas Pozolanas Polímeros orgânicos Condensados de sulfonatos melamínicos, formaleidos Condensados de sulfonatos naftalínicos, formaleidos Expansão antes da Pega Expansor Gasoso Diminuir a Permeabilidade Impermeabilizantes Melhora do Bombeamento Aditivos para Bombeamento Alta Trabalhabilidade Super Plastificantes CLASSIFICAÇÃO GERAL DE ADITIVOS • Em geral: adicionados durante a mistura; • Quantidade menos que 5% do peso do cimento; - aditivos solúveis dissolvidos na água de amassamento; - sólidos insolúveis adicionados na forma de pó ou dispersos na água de amassamento. ADITIVOS: DOSAGEM ADITIVOS NORMALIZAÇÃO • Normas: -ABNT:NBR 11768; e, -ASTM C494 (2005) :American Society for Testing and Materials; • Conceitos: • Função principal; • Funções secundárias; • Efeitos secundários. ADITIVOS - ENSAIOS Verificação da uniformidade sobre o aditivo pH; Resíduo sólido; Massa específica. Verificação do comportamento junto ao concreto Abatimento no tronco de cone; Teor de ar incorporado; Tempo de pega; Exsudação; Resistência à compressão; Resistência à flexão. ADITIVOS • Armazenamento : NBR 12655 – item 5.3.4 – Em embalagens originais e em local que atenda às exigências do fabricante; – Recipiente deve ser identificado: • Marca; • Lote; • Tipo do produto; • Data de fabricação; • Prazo de validade. DOSAGEM Definição proporcionalmente adequado: cimento+água + agregados + aditivo Objetivos estado fresco: trabalhabilidade: lançamento; transporte; adensamento. estado endurecido: características do projeto: resistência; durabilidade; impermeabilidade, etc. econômico DOSAGEM O que é: baseada na experiência do construtor; NBR 12.655: item 5.6.2; Quando usar: Dosagem Empírica • obras com concreto c-10 (10 MPa); • consumo mínimo de cimento de 300 kg/m³; • água mínima compatível com a consistência desejada. Cálculo teórico: tabelas e métodos práticos: IPT, ABCP, ACI, etc. Mistura experimental e correção do cálculo Dosagem Racional ou Experimental DOSAGEM • Resistência requerida pelo projeto; • Trabalhabilidade necessária; • Tamanho máximo permitido do agregado; • Critérios de durabilidade. Requisitos para Dosagem O que é traço ? É a proporção entre os materiais constituintes do concreto (cimento, agregado miúdo, agregado graúdo e água) Como é indicado ? cimento (1) : agregado miúdo : agregado graúdo : relação água / cimento (a/c) consumo de cimento: kg/m³ Apresentação do Traço - Traço em peso referido ao consumo de cimento -> obras grandes (melhor indicação) - Traço em volume só dos agregados e cimento em peso -> obras médias e pequenas DOSAGEM Exigências da NBR 6118 (NB-1) quanto à dimensão máxima dos agregados relacionados com as dimensões da peça o afastamento das armaduras b. Afastamento das Armaduras d < 0.83e d < 2.00e1 e d e1 b hf d d < 1/4b - vigas d < 1/3hf - lajes a. Dimensões da Peça AGREGADOS
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