1º Avaliação - Aderian Rodrigues 201806740201

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ - UFPA 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA - ITEC 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL - FEC 
 
 
DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO - 1º AVALIAÇÃO 
PROFESSORA: ISAURA N. LOBATO PAES 
DATA: 07/04/2021 
ALUNO(A): Aderian dos Santos Rodrigues 
MATRÍCULA: 201806740201 
1º Questão: Em relação aos cimentos Portland convencionais (mais usuais), EXPLIQUE 
os seguintes itens: A sua produção, suas diferenças segundo suas composições 
(expostas na tabela dos cimentos), as adições minerais (materiais carbonáticos e seu efeito 
fíler e adições pozolânicas e seu efeito pozolânico, seus produtos de hidratação 
(características e suas respectivas funções – silicatos; aluminatos; hidróxido de cálcio e 
impurezas). 
EXPLIQUE ainda a seguinte questão: ao adicionarmos as adições minerais com efeito 
pozolânico aos cimentos, como por exemplo, a sílica ativa, o metacaulim e a cinza da casca 
de arroz, as suas microestruturas devem ser de materiais cristalinos ou amorfos? 
EXPLIQUE. 
 Quanto a sua produção: É inicialmente extraído o calcário, a argila e o minério 
de ferro, que sofrem um processo chamado de britagem, em seguida é moído e 
estocado, no processo de estocagem o calcário já está unido à argila e ao 
minério de ferro, estando ainda no estágio de farinha, é levado ao forno a 1450ºC, 
após isso, essa mistura torna-se o clínquer, que é o calcário, a argila e o minério 
de ferro reunidos em nódulos de 5 a 25 mm de diâmetro, material este que é 
levado aos silos, onde serão incrementados com aditivos ou outros compostos 
que irão definir seus tipos de aplicação. 
 Quanto a suas composições segundo a tabela de cimentos: 
1 – CP I: É o cimento comum, de emprego geral, sendo composto por calcário, 
argila e minério de ferro, tem característica básica para qualquer cimento, sem a 
adição de aditivos, exceto o gesso, não há limites impostos para nenhum dos 
compostos iniciais, e geralmente é usado em ambientes sem alta agressão (com 
presença de sulfatos); 
CP I S: O cimento portland comum com adição, possui as mesmas 
características do CP I, porém tem adição de no máximo 5% de material 
carbonático em massa, o que garante uma menor permeabilidade neste tipo de 
cimento, maior resistência. 
2 – CP II 
CP II – E: O cimento Portland composto com escória é usado em casos em que 
as estruturas precisem de desprendimento de calor moderado lento ou que 
possam ser atacados por sulfatos, tem entre 94% e 56% de clínquer e gesso de 
6% a 34% de escória granulada de alto forno, além de poder haver de 0% a 10% 
de materiais carbonáticos, sendo assim, possui propriedades cimentíciais, não 
mais que o CP F que não possui mais que o CP V. 
 
CP II – Z: O cimento Portland composto Pozolânico é utilizado em obras 
marítimas, industriais e subterrâneas, por possuir características de 
impermeabilidade e durabilidade altíssimos, devido às suas características 
pozolânicas, sua estrutura aparenta com a do CP IV, que é pozolânico, porém 
suas propriedades cimentícias são menos presentes. 
CP II – F: O cimento Portland composto com filer tem características parecidas 
com a do CP V, o filer proporciona ao cimento alta resistência, por estar ligado 
a finura dos grãos, esta finura permite que o cimento seja menos poroso e mais 
resistente à agressões do solo. O material carbonático presente neste tipo de 
cimento possui menos teor, em comparação ao tipo CP V. 
3 – CP III: O cimento Portland de alto forno, contém escória em sua estrutura, 
possui alta resistência inicial, possui características cimentícias, de grande 
potencial resistente, e para ambientes agressivos, a adição de escória neste tipo 
de cimento dá a ele uma maior impermeabilidade e durabilidade, tem baixo calor 
de hidratação e resistência a sulfatos. Porém não mais que o tipo CP V. 
4 – CP IV: Pozolânico, possuindo baixo calor de hidratação, visto que o C3S 
(Silicato tricálcico) e o C3A (Aluminato tricálcico) produzem alto calor de 
hidratação, porém o C2S (Silicato bicálcico) produz muito menos calor 
específico. Este cimento não chega a atingir a resistência de 40 Mpa mesmo 
possuindo propriedades cimentíciais parecidas com o CP II Z. 
5 – CP V: Material altamente reativo à agua, devido a sua granulometria, esse 
alto grau de finura dos grãos incide na alta resistência da argamassa, e por isso 
são resistentes à ambientes altamente agressivos. Além disso, diferente do CP 
IV, possui um alto calor de hidratação, e aos 7 dias atinge a resistência esperada. 
A diferença do CP V para o tipo CP I está na composição de argila e calcário, isto 
se dá na produção do clínquer, e deste modo o tempo em que o CP V chega a 
resistência desejada é muito mais rápido que o CP I. Apesar de possuírem 
mesmos compostos. 
 Quanto as adições minerais (materiais carbonáticos e seu efeito fíler e adições 
pozolânicas e seu efeito pozolânico 
Os materiais carbonáticos presentes no Cimento Portland, proporcionam ao 
cimento maior preenchimento de poros, o que modifica o empacotamento 
granular do cimento, aumentando a resistência ligeiramente do cimento. 
Ao adicionar os materiais pozolâncos ao cimento, nota-se resistência maior no 
cimento, o que proporciona a ele características cimentícias, além de reduzir 
reações de alto ataque de acidez. 
 Quanto aos seus produtos de hidratação (características e suas respectivas 
funções – silicatos; aluminatos; hidróxido de cálcio e impurezas) 
Silicatos: A presença dos silicatos hidratados de cálcio (C-S-H) no cimento 
Portland é proveniente da reação de hidratação dos C3S (Silicato tricálcico) e C2S 
(Silicato dicálcico) que libera calor lentamente em reação química. Os silicatos 
têm morfologia variável, entre fibras pouco cristalinas a um retículo cristalino, 
sendo, em geral caracterizado como pouco cristalino, a estrutura cristalina 
interna do C-S-H ainda não pode ser totalmente conhecida, ela foi assumida, 
anteriormente, como semelhante à do mineral natural tobermorita, e foi chamada 
de gel de tobermorita. Embora não conhecida a estrutura dos silicatos, há 
propostas que definiram um modelo, sendo assim, de acordo com o modelo de 
Powers – Brunauer, a sua estrutura é de camadas, tendo uma área específica 
elevada, há também o modelo Feldman – Sereda que representa os silicatos 
 
como um arranjo irregular e dobrado de camadas ao acaso formando espaços 
interlamelares de forma e tamanhos diferentes. O C2S (Silicato dicálcico) é 
responsável pela resistência do concreto em idades mais avançadas, por isso 
libera calor lentamente, e C3S (Silicato tricálcico) que é encarregado pela 
resistência do concreto em todas as idades, mas em especial, nas idades iniciais 
e começa a liberar calor logo após a aplicação. 
Aluminatos: O cimento Aluminato de Cálcio (CAC), é o ligante hidráulico mais 
utilizado em formulações devido à facilidade de processamento, menor 
sensibilidade a condições especiais de cura e secagem, quando comparado a 
outros ligantes, e além disso, tem boas propriedades em altas temperaturas. A 
hidratação do CAC garante a consolidação do concreto após algumas horas e é 
responsável pelo aumento de resistência mecânica antes do aquecimento inicial 
e sinterização. A fase de hidratação do cimento com aluminato de cálcio, tem 
função de liberar calor, o que causa na pasta de cimento um aumento de 
temperatura, sendo caracterizado como uma reação exotérmica. 
Hidróxido de Cálcio: Também chamado com cal hidratada, tem fórmula 
molecular Ca(OH)2, pertence a classe das bases, é solúvel em água, é um 
aglomerante que confere mais plasticidade e trabalhabilidade à argamassa, em 
argamassas de assentamento e revestimento de alvenarias, ela aumenta o poder 
de retenção de agua da argamassa, evitando o destacamento entre argamassa e 
os componentes da alvenaria. 
Impurezas: O cimento Portland tem ainda em sua constituição, uma pequena 
proporção de impurezas, como o óxido de sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O) 
e o óxido de titânio (TiO2), são os álcalis do cimento, os responsáveis pelareação 
álcali-agregado, com a presença dessa reação dentro do cimento, ocorrem 
patologias que podem até chegar a comprometer a estrutura. 
Ao adicionar materiais com efeito pozolânico: Ocorre que ao adicionar materiais 
como a sílica ativa, o metacaulim e a cinza da casca de arroz, o cimento 
apresenta caráter amorfo, porque esses materiais apresentam grau de 
pozolanicidade alto, com alto teor de sílica na forma reativa, o que representa 
caráter vítreo, não cristalino. 
Observação 1: Responder à questão 1 na forma de itens. 
2º Questão: Você terá que executar pilares, em concreto armado, de uma ponte que estará 
em contato com a água do mar, ou seja, exposta à ação de cloretos (sais). EXPLIQUE quais 
materiais, com suas características desejáveis, você utilizaria na execução de um 
concreto estrutural a fim de elevar a durabilidade da obra (cimento; agregados – forma, 
textura, material orgânico, granulometria, massa unitária, massa específica, índice de vazios 
e teor de umidade -; aditivos, adições, fibras, água) 
1. Cimento: CPII-Z-32, CPIII-40 e CPIV-32, estes cimentos foram selecionados com 
base nas capacidades de proteção em ambientes contaminados por cloretos. Os 
cimentos CPII-Z-32 e CPIV-32 são compostos com, respectivamente, 12% e 43% de 
pozolana natural proveniente de rocha, e na composição do CPIII-40 há 67% de 
escória de alto-forno, portanto, por apresentarem característica de resistência a 
ambientes agressivos, como é o caso do ambiente rico em cloreto, sendo que tais 
características compõem concretos autoadensáveis, coma capacidade de completar 
os espaços vazios da estrutura; 
 
2. Agregados: brita, por ser resistente a compressão e abrasão, e na forma esférica, 
pelo preenchimento mais completo dentro da argamassa, o que possibilita uma maior 
 
resistência por haver menos porosidade na massa; textura rugosa, que já é uma 
característica da brita, adere melhor a argamassa; material orgânico: concretos com 
fibras (polipropileno, metálicas), concretos com inibidores de corrosão (nitrito de 
cálcio, nitrito de sódio e aminas), com superpozolanas (sílica ativa e metacaolim), 
concretos super/ultraplastificantes, além daqueles com geotêxteis nas fôrmas ou 
com nano tubos de carbono, colaboram com o aumento da durabilidade das estruturas 
de concreto, como os concretos autoadensáveis e de elevadas resistências; A massa 
unitária dos agregados comumente usados em concreto varia de 1300 a 1750 kg/m3. 
para rochas comumente utilizadas, a massa específica varia entre 2600 e 2700 kg/m3, 
respectivamente; o índice de vazios tem que ser o menor possível para haver maior 
resistência, além disso é essencial que não haja contato com a água nas ferragens, 
pensando nisso, é necessário utilizar-se de insumos inibidores de contato com água 
no revestimento dos polares em contato com materiais agressivos e corrosivos. As 
fibras atuam na fortificação estrutural dos concretos, para diversas finalidades como 
função estrutural, ganho de resistência ao fogo, controle de fissuras, ganho de 
resistência ao impacto. 
Observação 2: Responder à questão 2 na forma de itens. 
3º Questão: A) EXPLIQUE o(s) motivo(s) para que se deva determinar: a massa unitária: a 
massa específica e o índice de vazios dos agregados. B) E ainda, EXPLIQUE o procedimento 
expedito (método rápido) e a formulação utilizada para medir o teor de umidade da areia (em 
obra) e, a partir deste resultado como se deve proceder para dosar os concretos e argamassas 
(em obra). 
A) Para efeito de dosagem do concreto, é importante conhecer o volume ocupado pelas 
partículas do agregado, incluindo os poros existentes dentro das partículas, os quais 
são excluídos, para que haja uma definição real volumétrica. Portanto, é suficiente a 
determinação da massa específica, que é definida como a massa do material por 
unidade de volume, excluindo os poros internos das partículas; 
 
A massa unitária é definida como a massa das partículas do agregado que ocupam 
uma unidade de volume. O fenômeno da massa unitária surge porque não é possível 
empacotar as partículas dos agregados juntas, de tal forma que não haja espaços 
vazios. O termo massa unitária é relativo ao volume ocupado pelos grãos de agregado 
e pelos espaços vazios entre os grãos. 
 
A importância de se calcular o índice de vazios está na melhoria da forma o que 
significa maior resistência à compressão, permeabilidade e a durabilidade e menos 
consumo de pasta de cimento. 
 
 
B) Para medir o teor de umidade da areia faz se a coleta de duas amostras de 500 g de 
agregado miúdo saturado. Colocar uma amostra de cada vez na frigideira e levar ao 
fogo. Mexer até eliminar toda a umidade. Pesar as amostras, fazer a média e aplicar 
a equação matemática: 
𝐻 −
[(𝐿 − 200)𝜌] − 500 
𝜌(700 − 𝐿)
 𝑥 100 
Com esse resultado, descobre-se a quantidade de água presente na areia, que é a 
mesma quantidade presente também no traço da argamassa, e por tanto, deve-se 
subtrair esse valor preexistente do valor de medida de água que irá ser misturado no 
traço, evitando que seja colocado mais agua que o ideal na argamassa. 
 
4º Questão: Explique a utilização da cal, do gesso e do saibro (barro) utilizados na 
composição de argamassas de revestimento. Cite vantagens e desvantagens do emprego 
desses materiais. 
 
Cal: A cal é usada com o intuito de desenvolver melhor a trabalhabilidade e a plasticidade das 
argamassas de revestimento. Assim como a cal pode ser benéfica na utilização de 
 
argamassas, também pode resultar em problemas como fissuras, devido às bolhas de ar 
proveniente da cal na argamassa, a qual permite a melhor trabalhabilidade. 
 
Gesso: O gesso atua na argamassa com a finalidade de retardação de secagem, ou seja, a 
perda de umidade da argamassa ocorre com maior dificuldade quando há gesso na 
composição da argamassa, e nesse sentido sua aderência ocorre de modo satisfatório. Porém 
seu uso em áreas externas como fachadas, pode resultar em fissuras no revestimento, além 
da corrosão ao entrar em contato com o metal, portanto, seu uso é indicado para áreas 
internas. 
 
Saibro: O conhecido barro, tem característica plastificante, pois possui uma característica de 
“liga”, resultando em maior trabalhabilidade, e melhor aderência, e é financeiramente viável. 
Contudo, devido ser um material de composição demasiado orgânico, pode apresentar 
diversos problemas ao longo do uso em revestimentos. 
 
5º Questão: Com relação ao aditivo PLASTIFICANTE utilizado no CONCRETO, EXPLIQUE: 
(objetivo, atuação no concreto plástico e endurecido, exemplo de utilização). 
O objetivo do aditivo plastificante é suavizar, dando leveza a argamassa, reduz a água, 
mantendo o slump ou também pode aumentar o slump sem a necessidade de se 
adicionar água, e assim aumentando a resistência do concreto sem alterar o tempo 
normal de pega. No Concreto plástico ele atua reduzindo a água e mantendo o slump, 
e no concreto endurecido, aumenta o slump sem que seja necessário adicionar água. 
Um exemplo de aditivo plastificante, mais usual e conhecido é o quimikal MPK – 120 
que é o aditivo que substitui a cal, um litro de quimikal, substitui 200Kg de cal, atua na 
eliminação de fissuras e canais contínuos, aumenta a impermeabilidade, oferece 
ótima trabalhabilidade e ótimas condições de aderência, aplicação leve e macia, 
homogeneíza a massa por mais tempo na caixa, evita surgimento de ondulações e 
deformações no revestimento, não é tóxico, não é inflamável e biodegradável, 
podendo ser manuseado normalmente. 
 
 
6º Questão: Com base nos dados do ensaio de granulometria apresentados na 
Tabela 1, determine: a classificação, o módulo de finura, a dimensão máxima e 
o índice de vazios do agregado. EXPLIQUE qual o tipo de curva granulométrica 
você desejaria obter deste agregado. 
 
Tabela 1- Dados de composição granulométrica do agregado. 
IDENTIFICAÇÃO DO 
 MATERIAL 
ABERTURA 
(mm) 
MATERIAL 
RETIDO 
(g) 
% 
RETIDO 
% RETIDO 
ACUMULADO 
76,0 0,0 0% 0% 
50,0 0,0 0%0% 
38,0 2391 12% 12% 
32,0 2810 14% 26% 
CLASSIFICAÇÃO DO 
AGREGADO: Agregado 
graúdo, Brita (4,8mm a 
75mm) 
25,0 2490 12% 38% 
19,0 3655 18% 57% 
12,5 3321 17% 73% 
9,5 2705 14% 87% 
MÓDULO DE FINURA: 
7,54 
 
6,3 2578 13% 100% 
4,8 - 0% 100% 
2,4 - 0% 100% 
D MÁX. (mm): 50mm 1,2 - 0% 100% 
0,6 - 0% 100% 
0,3 - 0% 100% 
0,15 - 0% 100% 
0,075 - 0% 100% 
FUNDO 50 0% 100% 
 TOTAIS 20.000 100,00% 100,00% 
 
Peneiras que não fazem parte da série de peneiras normal (mm): 50,0 ; 32,0 ; 
25,0 ; 12,5 ; 6,3 ; 0,075; 
MU = 1,55 kg/dm3 e ME = 2,61 kg/dm3 
 
Calculo de índice de vazios dos agregados: Iv = [1 – (MU/ME)]*100 
Iv = [1 – (1,55/2,61)]*100 = 40,61 
 
Dependendo para qual finalidade desse concreto, seria desejável para esse agregado 
que tivesse curva granulométrica contínua bem graduada, por que quanto mais 
variações de dimensões de agregados, mais preenchido o concreto, maior a 
resistência, menos porosidade e menos gasto com cimento seria necessário para a 
formação do concreto. 
 
INSTRUÇÕES PARA REALIZAÇÃO DAS AVALIAÇÕES DA DISCIPLINA MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO CIVIL / 2021 
 
- OBSERVAÇÕES: 
 
1- DATA DE ENTREGA DA PROVA: A COMBINAR; 
 
2- A AVALIAÇÃO DEVE ESTÁ DEVIDAMENTE IDENTIFICADA (NOME, MATRÍCULA 
E TURNO); 
 
3- A PROVA DEVE SER ENVIADA NA FORMA DIGITADA NO FORMATO WORD 
(COM TAMANHO DA LETRA DE NO MÍNIMO 12 ATÉ 14). Caso haja problemas de 
DESCONFIGURAÇÃO DA PROVA A MESMA DEVE SER ENVIADA NO WORD E 
PDF. 
 
4- A AVALIAÇÃO DEVE SER ENCAMINHADA AO E-MAIL DA PROFESSORA 
(isaurapaes@ufpa.br); 
 
5- A PROVA É INDIVIDUAL. QUALQUER FORMA DE DUPLICIDADE NÃO SERÁ 
ADMITIDA. 
 
6- EM CASO DE FALTA, EM UMA DAS ETAPAS DAS AVALIAÇÕES, O DISCENTE 
TERÁ A OPÇÃO DE UMA PROVA DE 20 CHAMADA (COM DATA A SER 
AGENDADA).