4 - Aglomerante Hidráulico (Cimento Portland) 2

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Materiais de Construção I
Aula 04 – aglomerante hidráulico (cimento portland, PARTE2)
ENGENHARIA CIVIL
Profª. Nagilla Huerb de Azevedo
 Email: nagilla.azevedo@estacio.br
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Hidratação do Cimento
Cimento + água = pasta
Cujo endurecimento é resultado de reações química dos seus constituintes com a água, dando origem a um material sólido com resistência mecânica, A PASTA DE CIMENTO HIDRATADA.
Os silicatos e os aluminatos em contato com a água, reagem e cristalizam em forma de agulhas, que emaranhando-se e ligando-se conferem resistência ao conjunto. 
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Cal (óxido de cálcio) → C
Sílica (dióxido de silício) → S
Alumina (óxido de alumínio) → A
Óxido de ferro → F
A hidratação do C3S (silicato tricálcico) consome aproximadamente a mesma quantidade de água que o C2S (silicato dicálcico) e origina uma quantidade de hidróxido de cálcio superior ao dobro da resultado da hidratação do C2S. Os silicatos que resultam da hidratação do C3S e do C2S têm a mesma composição química, sendo geralmente referidos pela abreviatura C-S-H (silicato de cálcio hidratado). 
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O C3A (aluminato tricálcico), essa última reação é muito rápida e exotérmica, em poucos minutos (quase que de forma instantânea) confere rigidez à pasta de cimento, impossibilitando a sua aplicação em obra.
Para evitar este comportamento → gesso 
O gesso combina-se rapidamente com os aluminatos originando o trissulfoaluminato de cálcio hidratado (etringita), que protegem os aluminatos da ação direta da água.
Após o desaparecimento do gesso, este transforma-se em monosulfato de cálcio hidratado.
E por fim forma-se o C4AF (ferro-aluminato tetracálcico).
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Propriedades Físicas
As propriedades físicas do cimento Portland são consideradas sob 3 aspectos distintos:
Propriedades do produto em sua condição natural, em pó
Mistura de cimento e água, pasta
Mistura da pasta com agregado padronizado, argamassa.
Tais propriedades são utilizadas como especificações padronizados, oferecendo sua utilidade para o controle da aceitação do produto, e par a avaliação de suas qualidades para os fins de utilização dos mesmos.
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Massa específica
A massa específica do cimento Portland é normalmente considerada 3,15, embora possa variar para valores ligeiramente inferiores.
O conhecimento desse valor é importante para os cálculos de consumo do produto nas misturas geralmente feitas com base nos volumes específicos dos constituintes.
Na pasta de cimento, a densidade aumenta à medida que a hidratação progride → RETRAÇÃO.
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Ensaio pela variação do volume no frasco de Le Chatellier, com xileno ou querose:
Adiciona-se o líquido até a marca entre 0 e 1mL 
Coloca-se em banho d’agua (por 5 min) e faz-se a primeira leitura
Coloca-se cerca de 60g do material ensaiado
Fecha-se o frasco e promove-se movimentos em círculos horizontais para expulsar o ar contido no material (bolhas)
A seguir, o frasco é colocado no banho e realiza-se a leitura final.
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2. Finura
A finura do cimento relaciona-se com o tamanho dos grãos do produto. 
Essa propriedade governa a velocidade da reação de hidratação do cimento e tem sua influência comprovada em muitas qualidades dos compósitos cimentícios.
O aumento da finura melhora a resistência, particularmente na primeira idade, diminui a exsudação e outros tipos de segregação, aumenta a impermeabilidade, a trabalhabilidade e a coesão dos concretos.
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Exsudação
Fenômeno que consiste na separação espontânea da água de mistura, que ocorre pelo efeito da diferença de densidades entre o cimento e a água e o grau de permeabilidade que prevalece na pasta.
Trabalhabilidade
É definido como o estado que oferece maior ou menor facilidade nas operações de manuseio com as argamassas e concretos frescos.
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A finura é determinada por ensaio NBR 5732 que prescrevem o limite de retenção na peneira nº 200 (75μm).
Para o cimento Portland comum, o resíduo deixado nessa peneira não deve exceder 15% em peso e para os cimentos Portland de alta resistência inicial, tal índice não deve baixar a 6%.
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3. Tempo de pega
Fenômeno que corresponde à evolução das propriedades mecânicas da pasta no início do processo de endurecimento. 
É definido como o momento em que a pasta adquire certa consistência que a torna imprópria a um trabalho. 
A pega e o endurecimento são dois aspectos do mesmo processo de hidratação do cimento, que ocorrem em períodos diferentes – a pega na primeira fase do processo e o endurecimento na segunda e última fase do mesmo.
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A caracterização da pega dos cimentos é feita pela determinação de 2 tempos distintos – o tempo de início e o tempo de fim de pega.
Os ensaios são feitos com pasta de consistência normal (6mm), com o aparelho de Vicat. Nesse aparelho mede-se, em última análise, a resistência à penetração de uma agulha na pasta de cimento.
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4. Pasta de cimento
A ocorrência da pega do cimento deve ser regulada tendo-se em vista os tipos de aplicação do material, e processa-se em períodos superiores a 1 hora após o início da mistura.
Antes disso são desenvolvidas as operações de manuseio do material, mistura, transporte, lançamento e adensamento. Há casos, entretanto, em que o tempo de pega deve ser diminuído ou aumentado.
- Aplicações em que se deseja uma pega rápida, ex: obstruções de vazamentos → aditivos (aceleradores de pega), cloreto de cálcio e silicato de sódio.
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- Aplicações em que se deseja uma pega mais lenta, ex: operações de injeção de pastas e argamassas nos lançamentos de concretos sob água → aditivos (retardadores de pega), policarboxilato de sódio.
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5. Resistência
A resistência mecânica dos cimentos é determinada pela ruptura à compressão de corpos-de-prova realizados com argamassa.
Em muitos países o formato do CP são cubos de arestas 5 a 7nm. Apenas no Brasil e no Uruguai empregam-se CP de forma cilíndrica. 
Cilindro de 10cm de altura por 5cm de diâmetro
Os CPs são conservados em câmara úmida por 24 horas, e a seguir imersos em água até a data do rompimento. Rompe-se, geralmente nas idades de 1,3,7 e 28 dias. 
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5. Exsudação
Fenômeno de segregação que ocorre nas pastas de cimento. Os grãos de cimento, por serem mais pesados que a água, são forçados por gravidade, a uma sedimentação. Isso faz com que a água em excesso aflore. A água que se acumula superficialmente é chamada exsudação e é quantitativamente expressa como percentagem do volume inicial da mesma, na mistura. 
A exsudação prejudica a uniformidade, a resistência e a durabilidade dos concretos, e a finura do cimento é a propriedade que mais influencia nisso, quanto mais fino o cimento, menor será o fenômeno de exsudação.