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2018/1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Profª Esp. Eng. Civil Geny da Silva Bezerra eng.geny@gmail.com Fone: (95) 999610207 mailto:eng.geny@gmail.com Propriedades dos Materiais As substâncias têm propriedades características, as quais permitem distingui-las umas das outras. Por exemplo: • O cobre é uma substância sólida, castanho-avermelhado, com brilho, boa condutora do calor e da corrente elétrica. • A cerâmica é uma substância sólida, com compostos químicos e soluções envolvendo elementos metálicos e não metálicos. • A madeira é uma substância sólida, que apresenta cor, cheiro, sabor ou gosto, grã, textura, brilho e desenho. Propriedades Físicas São as caraterísticas que se podem observar sem mudar a identidade dessa substância, relacionam-se com transformações físicas como: cor, dureza, estado físico, massa, temperatura, ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, entre outros. Dureza A dureza representa a resistência à penetração da superfície de um material. Quanto mais duro é um material, maior é a dificuldade para riscá-lo e, consequentemente, maior a resistência à abrasão. Por exemplo: • O diamante, usado para cortar e riscar materiais como o vidro. • O papel é mais duro que o grafite, que se desgasta ao ser riscado pelo papel. • Existe uma relação entre a dureza e a resistência mecânica de um material e quanto maior a dureza, maior será sua resistência mecânica. Dilatação Térmica Quando aquecemos um sólido qualquer, as suas dimensões geralmente aumentam. A este aumento das dimensões de um sólido, devido ao aquecimento, chamamos de dilatação térmica. Exemplo: • Nas calçadas de cimento, colocam-se a determinadas distâncias pequenas canaletas, de cerca de 1cm. Isto evita que, no verão, submetidas às altas temperaturas, as mesmas dilatem e se quebrem, sem ter para onde expandir. Daí a importância do conhecimento das propriedades dos materiais a serem usados na construção civil. Propriedades Físicas Condutividade É a capacidade dos materiais de conduzirem ou transmitirem corrente elétrica. Quanto à condutividade, os materiais podem ser classificados em condutores (os metais são os melhores condutores), semicondutores e isolantes (ou dielétricos). • Condutividade Térmica A condutividade térmica é uma característica específica de cada material, e depende fortemente da temperatura e da pureza do material (especialmente sob baixas temperaturas). Em geral, os materiais tornam-se mais condutores de calor com o aumento da temperatura. Esta propriedade deve ser observada no estudo do conforto térmico da edificação e até mesmo na segurança estrutural, como por exemplo, nas edificações cujas estruturas são compostas por aço. • Condutividade Elétrica É usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. Propriedades Físicas Uma propriedade química é uma propriedade qualificada das substâncias, ou seja, varia de substância para substância, seja ela simples (elemento) ou não (composto). Seria por assim dizer uma propriedade acidental e não essencial. As propriedades químicas são aquelas ligadas às substâncias e por elas podemos identificar um produto ou elemento, os quais, ao serem misturados, reagem quimicamente formando outros produtos. Por exemplo: • O cimento ao entrar em contato com a água reage quimicamente provocando ligamento dos produtos e endurecimento, assim formando o concreto. Propriedades Químicas MATERIAIS COMPONENTES •Classificações das Argamassas Argamassa NBR 13281 • Definição: Mistura homogenia de agregados miúdos, aglomerantes inorgânicos e água, contendo ou não aditivos, com propriedades de aderência e endurecimento, podendo se dosada em obra ou em instalação própria. Um pouco de História ARGAMASSAS MAIS ANTIGAS: CAL + AREIA 1º. registro de emprego na construção: Pré-História (11.000 anos atrás) ⇒ Descoberto em 1985, em Israel, ao escavar uma rua: piso polido de 180 m2 feito com pedras e uma argamassa cal e areia ~ 7000 a 9000 a.c. 2º. registro: laje de 25 cm de espessura executada com argamassa de cal no Pátio da Vila de Lepenske-Vir, na Iuguslávia – 5600 a.c. A partir daí: argamassa de cal e gesso pelos Egípcios, Gregos, Etruscos e Romanos. Um pouco de História Com as alterações das técnicas de construção ⇒ inclusão de cimento, aditivos, adições ... Final século XIX surge na Europa e Estados Unidos ⇒ Argamassa Industrializada (adição de água em obra) Funções das Argamassas na Construção • Revestimento: - alvenarias - emboço - reboco - monocamada • Ponte de aderência: - chapisco • Regularização (revestimento de piso): - Contrapiso • Assentamento: - alvenaria - cerâmicos (argamassa colante) • Rejuntamento: - cerâmicos - rochas ornamentais • Argamassa armada • Recuperação de estrutura - Argamassa de reparo Classificação das ARGAMASSAS NBR 13530 Quanto ao número de aglomerante • Argamassa Simples; • Argamassa Mista. Quanto à densidade de massa da argamassa • Argamassa Leve; • Argamassa Normal; • Argamassa Pesada. Classificação das ARGAMASSAS NBR 13530 Quanto à consistência da argamassa • Argamassa Seca; • Argamassa Fluida; • Argamassa Plástica. Classificação das ARGAMASSAS NBR 13530 Quanto a forma de preparo ou fornecimento • Argamassa preparada em obra; • Mistura semipronta para argamassa; • Argamassa Industrializada; • Argamassa dosada em central. Classificação Quanto a sua função Argamassa de assentamento Parede de alvenaria de bloco cerâmico Argamassa de revestimento Argamassa Colante Força aplicada Argamassa Projetada Equipamento de projeção => influência da Energia de Lançamento Argamassa Auto - adensável Composição das argamassas • Agregados (fração grossa + fração fina) • Aglomerantes(cimento, cal hidratada ou virgem, gesso) • Adições minerais (escória, pozolana, ...) • Aditivos (incorp.ar, imperm., ret.água, ...) IMPORTANTE!! Relação água / materiais secos ⇓ Formulação dos constituintes em MASSA Procedimento de mistura • Tempo de mistura; • Tipo de equipamento (potência); • Sequência de mistura dos componentes (água no pó; pó na água). Betoneira Argamassadeira Agregados • Definição: Materiais granulosos, naturais ou artificiais, divididos em partículas de formatos e tamanhos mais ou menos uniformes, cuja função é atuar como material inerte nas argamassas e concretos aumentando o volume da mistura e reduzindo seu custo. Classificações dos Agregados • Quanto à origem Naturais: são os agregados que não sofreram nenhum processo de beneficiamento, sendo encontrado na natureza já na forma particulada e com dimensões aplicáveis a produção de produtos da construção, como argamassas e concretos. Ex.: areia de rio e seixos. Artificiais: são os agregados que sofreram algum processo de beneficiamento por processos industriais, como por exemplo, britagem. Ex.: britas, argilas expandidas, escória granulada de alto forno, vermiculita. Quanto a Massa Unitária do Agregados • Agregados leves: são os agregados com massa unitária inferior a 1120 kg/m³, sua aplicação principal é na produção de concretos leves, essa menor massa é devido a sua microestrutura celular e altamente porosa. Ex: agregados artificiais como vermiculita expandida, escória expandida, entre outros. • Agregados normais: são os agregados com massa unitária entre 1500 e 1800 kg/m³, sua principal aplicação é na produção de concretos convencionais. Ex: areia lavada de rio, britas graníticas e calcárias, entre outras. Quanto a Massa Unitária do Agregados • Agregados pesados: são os agregados com massa unitária superior a 1800 kg/m³, sua aplicação principal é na produção de concretos pesados, utilizados para blindagens de radiação. A maior massa destes agregados é devido à presença dos minerais de bário, ferro e titânio na estrutura dos agregados. Ex. Barita, hematita entreoutros. Quanto a dimensão das partículas - Granulometria • Agregado miúdo: 0,075mm < Ø < 4,8mm. Exemplos: - pó de pedra, areia e siltes. Esses fragmentos passam na peneira com 4,8 mm de abertura. • Agregado graúdo: Ø ≥ 4,8mm. Exemplo: - seixo rolado, brita e argila expandida. Esses fragmentos são retidos na peneira com abertura de 4,8 mm. Agregados Míudos • AREIAS Obtidas da desagregação de rochas apresentando-se com grãos de tamanhos variados. Podem ser classificadas, pela granulometria, em: areia grossa, média e fina. Deve ser sempre isenta de sais, óleos, graxas, materiais orgânicos, barro, detritos e outros. Podem ser usadas as retiradas de rio e ou do solo (jazida). Não devem ser usadas a areia de praia (por conter sal) e a areia com matéria orgânica, que provocam trincas nas argamassas e prejudicam a ação química do cimento. As areias são usadas em concretos e argamassas e para isso merecem alguns cuidados como veremos a seguir: • Areias para concreto: Utiliza-se nesse caso a areia retirada de rio (lavada), principalmente para o concreto armado, com as seguintes características: • Grãos grandes e angulosos (areia grossa); • Limpa: quando esfregada na mão deve ser sonora e não fazer poeira e nem sujar a mão. • Observar também: umidade, pois quanto maior a umidade destas, menor será o seu peso específico. • Areia para alvenaria: Na primeira camada do revestimento de paredes (emboço) usa-se a areia média. Para o revestimento final chamado reboco ou massa fina, areia fina. Para assentamento de alvenaria deve-se utiliza areia média ou grossa. Obs: é difícil encontrar uniformidade nas dimensões de grãos de areia de mesma categoria. Essa desigualdade é conveniente, pois contribui para obtenção de melhores resultados em seu emprego, já que diminui a existência de vazios na massa e para a diminuição do volume dos aglomerantes, cimento e cal, na mistura, que são materiais de maior custo. Agregado Grosso ou Graúdo • Agregados Grossos são todos os materiais granulosos de diâmetro superior a 4,8 mm. Os principais agregados grossos são: seixos rolados, pedras britadas, argilas expandidas, escórias, etc. • Terminologia: • BRITAS Provêm da desagregação das rochas em britadores e que após passar em peneiras selecionadoras são classificadas de acordo com sua dimensão média, variável de 4,8 a 76mm. São normalmente utilizadas para a confecção de concretos, podendo ser obtidas de pedras graníticas e ou calcárias. Britas calcárias apresentam menor dureza e normalmente menor preço. Para concreto armado a escolha da granulometria baseia-se no fato de que o tamanho da brita não deve exceder 1/3 da menor dimensão da peça a concretar. As mais utilizadas são as britas número 1 e 2. As britas podem ser utilizadas também soltas sobre pátios de estacionamento e também como isolante térmico em pequenos terraços. As britas são comercializadas de acordo com seu diâmetro máximo, sendo classificadas na prática como: • SEIXOS ROLADOS Encontrado em leitos de rios deve ser lavado para serem utilizados em concretos. O concreto feito com esse material apresenta boa resistência, inferior, porém, ao feito com brita. Classificação Ensaios • Agregados Miúdos • ENSAIO 1 - Massa específica (ou massa específica real); • ENSAIO 2 - Massa unitária (específica aparente); • ENSAIO 3 - Teor de umidade; • ENSAIO 4 – Inchamento; • ENSAIO 5 – Granulometria. AGLOMERANTES • DEFINIÇÕES Material ligante, geralmente pulverulento, que promove a união entre os grãos dos agregados. Os aglomerantes são utilizados na obtenção de pastas, argamassas, e concretos. Apresentam-se sob a forma de pó e, quando misturados com água formam pastas que endurecem pela secagem e como consequência de reações químicas. Com o processo de secagem o aglomerante adere-se nas superfícies com as quais foram postas em contato. Os aglomerantes são os produtos ativos empregados para a confecção de argamassas e concretos. Os principais são: cimento, cal aérea, cal hidráulica e gesso. No concreto, em geral se emprega cimento portland, que reage com a água e endurece com o tempo. Classificação dos Aglomerantes • AGLOMERANTES HIDRAULICOS - SIMPLES São aglomerantes que reagem em presença de água. São constituídos de um único aglomerante, podendo ser misturados a outras substâncias, em pequenas quantidades, com a finalidade de regular sua pega. Exemplo: CPC – Cimento Portland Comum - COMPOSTOS São aglomerantes simples, porém, misturados com produtos tais como a Pozolana, Escórias, etc. Exemplo: CPZ - Cimento Portlan Pozolânico • AGLOMERANTE MISTO É a mistura de dois ou mais aglomerantes simples. Exemplo: Cimento + cal • AGLOMERANTE AÉREO Endurecem pela ação química ao CO2 do ar. Exemplo: Cal Aérea Propriedades dos Aglomerantes • PEGA: definida como sendo o tempo de início do endurecimento. A pega se dá, quando a pasta começa a perder sua plasticidade. • FIM DE PEGA: o fim da pega se dá quando a pasta se solidifica totalmente, não significando, no entanto, que ela tenha adquirido toda a sua resistência, o que só será conseguido após anos. • COEFICIENTE DE RENDIMENTO: Rendimento é o volume de pasta, obtido com uma unidade de volume de aglomerante. Classificação quanto a Pega • Aglomerantes Aéreos Endurecem pela ação química ao gás carbônico (CO2) do ar. Exemplo: Cal Aérea • Aglomerantes Hidráulicos Endurecem pela ação exclusiva da água, esse fenômeno é denominado hidratação. Exemplo: Cal Hidráulica, Cimento Natural e Cimento Portland, Gesso. • Aglomerantes Inertes Endurecem por secagem. Exemplo: Argilas e Betumes PROCESSOS DE PRODUÇÃO DOS AGLOMERANTES • CAL É o produto que se obtém com a calcinação, à temperatura elevada de uma única matéria-prima as rochas calcárias (CaCO3) ou rocha magnesiana (MgCO3), dolomita, que são as fontes dos óxidos que formam a cal. Essa calcinação se faz entre outras formas, em fornos intermitentes, construídos com alvenaria de tijolos refratários. Há dois tipos de cal utilizados em construções: hidratada (aérea) e hidráulica. • CAL HIDRATADA (Aérea) A cal hidratada ou comum ou aérea é um aglomerante que endurece por reação com o CO2 do ar, ao contrário da hidráulica, que exige o contato com a água. A partir da "queima" da rocha calcária em fomos, calcinação a 900º C, obtém-se a "cal viva" ou "cal virgem". Principais funções dos componentes • AGLOMERANTE - resistência mecânica - módulo de elasticidade - resistência a água • AGREGADO - retração - movimentação higro-térmica - abrasão - Custo • ADITIVO - reologia (ex: incorporador de ar) - coesão - estanqueidade a água - retenção de água Cimento • História Cimento é uma palavra originada do latim caementu, ou seja, pedra proveniente de rochedos. Sua história é muito antiga: Passa pelas pirâmides do Egito, que utilizaram em sua concepção uma espécie de gesso calcinado. Entra pela Roma e Grécia antigas, que aplicaram em seus monumentos uma massa obtida pela hidratação de cinzas vulcânicas. Ganha desenvolvimento nas mãos do inglês John Smeaton, em suas pesquisas para encontrar um aglomerante para construir o farol de Eddystone em 1756. Com James Parker, que descobriu em 1791 e patenteou em 1796 um cimento com o nome de Cimento Romano, composto por sedimentos de rochas da ilha de Sheppel e ganha destaque com as pesquisas e publicações feitas pelo engenheiro francês Louis José Vicat em 1818. O ponto marcante, porém, para a história do cimento atual, se deu pelas mãos do construtor inglês Joseph Aspdin, com suas experiências envolvendo processos de mistura, queima e moagem de argila e pó de pedra calcária retirado das ruas. Neste desenvolvimento, Aspdin conseguiu um material pulverulento, no qual ele misturava uma certa quantidade de água, produzindo uma argamassa. Depois, deixava-a secar, conseguindo um material de dureza parecida com as pedras utilizadas nas edificações. Por fim, o construtor patenteou este pó em 1824, com o nome de cimento Portland, devido às semelhanças de seu produto final, com as rochas queeram extraídas nesta pequena península inglesa. O cimento Portland passou ainda por uma difícil fase de desenvolvimento, até que em 1845, Isaac Charles Johnson, encarregado por Aspdin a produzir o cimento Portland, após várias observações, resolveu elevar a temperatura da queima para 1400°C, moer mais o clinker originado desta queima, obtendo assim um cimento mais fino e de excelente qualidade. De lá para cá seguem quase dois séculos de histórias e conquistas na evolução do cimento e da sua utilização em concretos e argamassas. O Brasil passou da condição de importador a exportador, desenvolveu tecnologia e produtos voltados para a nossa realidade e hoje é uma das potências mundiais na produção de cimento. Origem do Cimento no Brasil No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos relativos à fabricação do cimento Portland ocorreram aparentemente em 1888, quando o comendador Antônio Proost Rodovalho empenhou-se em instalar uma fábrica na fazenda Santo Antônio, de sua propriedade, situada em Sorocaba-SP. Várias iniciativas esporádicas de fabricação de cimento foram desenvolvidas nessa época. Assim, chegou a funcionar durante apenas três meses, em 1892, uma pequena instalação produtora na ilha de Tiriri, na Paraíba, cuja construção data de 1890, por iniciativa do engenheiro Louis Felipe Alves da Nóbrega, que estudara na França e chegara ao Brasil com novas ideias, tendo inclusive o projeto da fábrica pronto e publicado em livro de sua autoria. Atribui-se o fracasso do empreendimento não à qualidade do produto, mas à distância dos centros consumidores e à pequena escala de produção, que não conseguia competitividade com os cimentos importados da época. A usina de Rodovalho lançou em 1897 sua primeira produção – o cimento marca Santo Antonio – e operou até 1904, quando interrompeu suas atividades. Voltou em 1907, mas experimentou problemas de qualidade e extinguiu-se definitivamente em 1918. Em Cachoeiro do Itapemirim, o governo do Espírito Santo fundou, em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, com precariedade e produção de apenas 8.000 toneladas por ano, sendo então paralisada, voltando a funcionar em 1935, após modernização. Tipos de Cimento • CP I – Cimento portland comum; • CP I-S – Cimento portland comum com adição; • CP II-E– Cimento portland composto com escória; • CP II-Z – Cimento portland composto com pozolana; • CP II-F – Cimento portland composto com fíler; • CP III – Cimento portland de alto-forno; • CP IV – Cimento portland Pozolânico; • CP V-ARI – Cimento portland de alta resistência inicial; • RS – Cimento Portland Resistente a Sulfatos; • BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação; • CPB – Cimento Portland Branco. Tipos de Cimento e suas Características: • Cimento Portland comum (CP-I) O CP-I, é o tipo mais básico de cimento Portland, indicado para o uso em construções que não requeiram condições especiais e não apresentem ambientes desfavoráveis como exposição à águas subterrâneas, esgotos, água do mar ou qualquer outro meio com presença de sulfatos. A única adição presente no CP-I é o gesso (cerca de 3%, que também está presente nos demais tipos de cimento Portland). O gesso atua como um retardador de pega, evitando a reação imediata da hidratação do cimento. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5732. Classe de resistência: 25 MPa • Cimento portland comum com adição (CP I-S) O CP I-S, tem a mesma composição do CP I (clínquer+gesso), porém com adição reduzida de material pozolânico (de 1 a 5% em massa). Este tipo de cimento tem menor permeabilidade devido à adição de pozolana. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5732. Classe de resistência: 25 MPa • Cimento portland composto com escória (CP II-E) O CP II-E é um tipo de cimento usado quando há necessidade de que as estruturas tenham um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacados por sulfatos. O CP II-E é constituído de 94% à 66% de clinquer e gesso e de 6% à 34% de escória granulada de alto forno. Classe de resistência: 25, 32 e 40 Mpa NBR 11.578 – Cimento Portland composto – Especificação • Cimento portland composto com pozolana (CP II-Z) O CP II-Z é um cimento que geralmente é utilizado em obras marítimas, industriais e subterrâneas por conter de 6% a 14% de pozolana garantindo uma maior impermeabilidade e durabilidade ao concreto produzido com este tipo de cimento. Classe de resistência: 25, 32 e 40 Mpa NBR 11.578 – Cimento Portland composto – Especificação • Cimento portland composto com fíler (CP II-F) O CP II-F é utilizado para várias aplicações como no preparo de argamassas de assentamento, argamassas de revestimento, estruturas de concreto armado, solo-cimento, pisos e pavimentos de concreto, etc. Este tipo de cimento é um composto constituído de 90% à 94% de clínquer e gesso e de 6% a 10% de material carbonático ou fíler. Classe de resistência: 25, 32 e 40 Mpa NBR 11.578 – Cimento Portland composto – Especificação • Cimento portland de alto-forno (CP III) O CP III é um cimento que pode ser usado tanto na execução de obras de grande porte e agressividade como barragens, esgotos, pavimentação de estradas, pistas de aeroporto, etc quanto na aplicação de argamassas de assentamento e revestimento, estruturas de concreto armado, protendido, projeto, rolado etc. Este tipo de cimento contém adição de 35% a 70% de escória em sua composição o que lhe confere maior impermeabilidade e durabilidade, resistência a sulfatos e à expansão além de baixo calor de hidratação. Classe de resistência: 25, 32 e 40 Mpa NBR 5.735 – Cimento Portland de alto-forno • Cimento portland Pozolânico (CP IV) Este tipo de cimento é constituído de 15% a 50% de material pozolânico por isso é conhecido como Cimento Portland Pozolânico. O concreto produzido com este cimento, em relação ao concreto feito com Cimento Portland Comum, apresenta maior impermeabilidade, maior durabilidade e maior resistência mecânica à compressão à longo prazo. É geralmente utilizado para grandes volumes de concreto devido ao baixo calor de hidratação e em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos devido a sua baixa porosidade. Classe de resistência: 25 e 32 MPa. NBR 5.736 – Cimento Portland pozolânico • Cimento portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) O CP V-ARI é um dos tipos de cimentos que não contém adições em sua composição (em casos excepcionais pode conter até 5% de material carbonático). O que o difere do CP I é seu processo de dosagem e produção do clínquer. As alterações nas dosagens de calcário e argila na produção do clínquer garante ao CP V-ARI uma alta resistência inicial do concreto podendo atingir em torno de 26 Mpa de resistência já no primeiro dia de aplicação do concreto. É utilizado em obras tanto de pequeno porte quanto de grande porte em casos em que se torna necessária uma alta resistência inicial para desforma rápida dos elementos de concreto armado. NBR 5.733 – Cimento Portland de alta resistência inicial • Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) O CP-RS é um tipo de cimento que pode ser utilizado em obras de recuperação estrutural, concreto projeto, concreto armado, concreto protendido, elementos pré-moldados de concreto, pavimentos etc. É necessário geralmente quando o concreto está submetido à meios agressivos sulfatados como redes de esgotos, ambientes industriais e água do mar. Classe de resistência: 25, 32 e 40 MPa. NBR 5.737 – Cimentos Portland resistentes a sulfatos • Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) – (NBR 13116) O CP-BC é um tipo de cimento que tem por finalidade retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica. Classe de resistência: 25, 32 e 40 MPa. NBR 13.116 – Cimento Portland de baixo calor de hidratação – Especificação • O Cimento Portland Branco Pode ser dividido em estrutural, aplicado para fins arquitetônicos com as mesmas características dosoutros tipos de cimento porém com a pigmentação branca, e não estrutural, indicado para rejuntamento de cerâmica. A cor branca é obtida através de matérias-primas com baixo teor de manganês e ferro e a utilização do caulim no lugar a argila. Classe de resistência: 25, 32 e 40 Mpa NBR 12.989 – Cimento Portland branco – Especificação Ponte Estaiada em Concreto Branco – Brusque, Santa Catarina, Brasil Obras executadas ou em execução com o uso do concreto branco, aborda os principais problemas vistos quanto ao uso deste material. Comenta sobre o teor do composto C3A no cimento branco, que devido a limitações no uso de matéria prima e a processos de fabricação, é geralmente alto e pode estar associado a ocorrência das principais patologias. A ponte estaida em concreto aparente branco da cidade de Brusque, SC, Brasil, é apresentada com detalhes sobre ocorrências patológicas de manchas e outras imperfeições. Processo de fabricação A fabricação do cimento Portland baseia-se em três etapas fundamentais: • Mistura e moagem da matéria-prima (calcários, margas e brita de rochas). • Produção do clínquer (forno rotativo a 1400ºC + arrefecimento rápido). • Moagem do clínquer e mistura com gesso. Em sentido amplo, pode-se resumir o processo de fabricação do cimento Portland nas seguintes fases: 1°) Extração das matérias primas (calcário,argila e gipsita); 2°) Britagem (calcário); 3°) Moagem do cru, matéria prima crua (calcário e argila - farinha de 0,15 mm); 4°) Dosagem (farinha de calcário e argila); 5°) Clinquerização; 6°) Moagem do cimento (clínquer + gipsita + outras substâncias); 7°) Armazenamento (Silos). Aplicações: • O cimento portland é uma das substâncias mais consumidas pelo homem e isso se deve a características que lhe são peculiares, como trabalhabilidade e moldabilidade (estado fresco), e alta durabilidade e resistência a cargas e ao fogo (estado duro). Insubstituível em obras civis, o cimento pode ser empregado tanto em peças de mobiliário urbano como em grandes barragens, em estradas ou edificações, em pontes, tubos de concreto ou telhados. Pode até ser matéria-prima para a arte. Associação Brasileira de Cimento Portland A Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP foi fundada em 1936 com o objetivo de promover estudos sobre o cimento e suas aplicações. É uma entidade sem fins lucrativos, mantida voluntariamente pela indústria brasileira do cimento, que compõe seu quadro de Associados. Reconhecida nacional e internacionalmente como centro de referência em tecnologia do cimento, a entidade tem usado sua expertise para o suporte a grandes obras da engenharia brasileira e para a transferência de tecnologia das mais diversas formas, a saber: • Promoção de cursos de aperfeiçoamento e formação, seminários e eventos técnicos; • Parceria com dezenas de universidades, escolas e instituições de pesquisa do país; • Apoio às indústrias de produtos à base de cimento; • Publicação de livros, revistas e documentos técnicos. Aditivos No Brasil podemos observar obras históricas e muito antigas ainda em perfeito estado de conservação, pois em muitas delas foram usados na época óleo de baleia nas argamassas de assentamento das pedras com a o intuito de plastificá-la. Mas o desenvolvimento dos aditivos só foi afetivo a partir da descoberta do cimento Portland. Em 1824 foi patenteado pelo inglês Joseph Aspdin um cimento artificial obtido pela calcinação de um calcário argiloso que, devido a sua semelhança após a pega, com uma pedra utilizada para construções existente na ilha Portland, foi denominado cimento Portland. Já em 1873 o produto começou a receber adição de gesso cru e cloreto de cálcio, visando regular o seu tempo de pega. No fim do século na Alemanha e França, misturava-se graxa de cal ao cimento que atuava como plastificante e hidro-fugante. Depois de pesquisas feitas com uma grande variedade de materiais chegou-se a certos aditivos, tais como: (impermeabilizantes, aceleradores e retardadores), e foram comercializados a partir de 1910. Os aditivos são muito empregados no preparo de concretos, argamassas e caldas de cimentos, podem até serem considerados como o quarto componente do concreto. Em países mais desenvolvidos quase 80% do concreto usado na construção é aditivado, visando maior qualidade, economia e racionalização da produção. É preciso termos sempre em mente que os aditivos não podem simplesmente transformar um concreto mal dosado e manuseado de forma errada em um concreto bom. Eles agem no sentido de aprimorar certas características positivas do concreto acabado, fazendo do concreto bom um concreto melhor adequando-o as exigências da obra. O uso dos aditivos deve ser criterioso, recomenda-se, sempre fazer um estudo prévio para cada traço e para cada situação. O comportamento varia de acordo com a natureza e a dosagem do cimento e dos agregados, bem como depende da temperatura ambiente, do processo de lançamento, adensamento, cura etc. É importante que o profissional que vai manusear o produto conheça bem as características dos produtos existentes, seu desempenho, modo de usar e também suas contra-indicações pra que será possível tirar o máximo proveito dos benefícios que os aditivos podem proporcionar. Definição Os aditivos são produtos empregados na elaboração de concretos, argamassas e caldas de cimento para modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido. Torna-os mais facilmente manuseáveis e incrementam sua resistência diante das solicitações físico-químicas. Classificam-se, segundo sua ação principal, em três grupos: Ação Física Ação Química Ação Físico-Química As substâncias ativas de suas formulações podem ser orgânicas ou inorgânicas, distribuídas num veiculo líquido, pastoso ou sólido. Os aditivos, conforme suas características proporcionam ao concreto as seguintes vantagens: • Aumento da trabalhabilidade, sem aumento do consumo de água,. • Redução do consumo de água, mantendo a mesma trabalhabilidade, maiores resistências; • Redução da água e do cimento, na mesma proporção, mantendo a mesma trabalhabilidade e as resistências originais; • Aumento das resistências iniciais; • Retardação ou aceleração da pega; • Redução de exsudação; • Aumento da durabilidade frente a ação físico-química; • Redução do coeficiente de permeabilidade; • Controle da expansão causada pela reação álcali / agregado; • Anulação da retração ou leve expansão; • Redução de segregação; • Penetração de concreto em ferragens densas; • Facilita o bombeamento; • Aumento da aderência do concreto na ferragem; • Melhor aspecto e acabamento; • Ausência de trincas e fissuras; • Correção da deficiência de finos no traço; • Possibilidades de concretagens em temperaturas elevadas; • Redução no custo unitário do concreto. Aditivos para Concretos e Argamassas A NBR 11768 – Aditivos para concreto de cimento Portland define aditivos como “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. Classificação • Tipo P - Plastificante • Tipo R – Retardador • Tipo A – Acelerador • Tipo PR – Plastificante Retardador • Tipo PA – Plastificante Acelerador • Tipo IAR – Incorporador de Ar • Tipo SP – Super plastificante • Tipo SPR – Super plastificante Retardador • Tipo SPA – Super plastificante Acelerador. • Aditivo Plastificante (tipo P) Produto que aumenta o índice de consistência do concreto mantida a quantidade de água de amassamento ou que possibilite a redução de no mínimo 6% da quantidade de água de amassamento para produzir um concreto com determinada consistência. • Aditivo Retardador de Pega (tipo R) Aumenta os tempos de inicio e fim de pega do concreto. • Aditivo Acelerador (tipo A) Diminui os tempos de inicio e fim de pega do concreto, bem como acelera o desenvolvimentos de suas resistências iniciais. • Aditivo Plastificante Retardador (tipo PR) Combina os efeitos dos aditivos plastificantese retardador. • Aditivo Plastificante Acelerador (tipo PA) Combina os efeitos dos aditivos plastificantes e acelerador. • Aditivo Incorporador de Ar (tipo IAR) Incorpora pequenas bolhas de ar no concreto. • Aditivo Superplastificante (tipo SP) Aumenta o índice de consistência do concreto mantida a quantidade de água de amassamento ou que possibilita a redução de no mínimo 12% da quantidade de água de amassamento, para produzir um concreto com determinada consistência. • Aditivo Superplastificante Retardador (tipo SPR) Combina os efeitos dos aditivos super plastificantes e retardador. • Aditivo Superplastificante Acelerador (tipo SPA) Combina os efeitos dos aditivos superplastificante e acelerador. Obedece a norma NBR 12190. Vantagens dos Aditivos Em geral os aditivos são utilizados no concreto com as seguintes finalidades: melhora da trabalhabilidade, aceleração ou aumento do tempo de pega, controle do desenvolvimento de resistência, e melhora da resistência à ação do gelo, à fissuração térmica etc. Os aditivos não são um remédio para corrigir erros provenientes da falta de qualidade dos demais componentes, nem para o despreparo da mão de obra para transporte, lançamento e adensamento do concreto. Aditivos de Ação Física • Plastificantes redutores de água; • Incorporadores de ar; • Aditivos para injeções. Aditivos de Ação Química • Aceleradores. Aditivos de Ação Físico-Química • Retardadores; • Impermeabilizantes; • Espansores. • ADITIVO A SER USADO Apos estabelecer as características desejadas dos produtos ( concreto, argamassas ou calda de cimento) é feita a escolha do aditivo a ser empregado/determinado após avaliação da obra. Assim como os traços de concretos adotados variam de obra a dosagem doa aditivos também vão variar. Pra que possamos fazer o uso correto dos aditivos é essencial que acompanhar as informações técnicas dos fabricantes. • PLASTIFICANTES (REDUTORES DE ÁGUA) HARGI-RT 150 Aditivo plastificante retardador de pega e redutor de água para concretos. Torna o concreto mais homogêneo denso, coeso e muito mais trabalhável. Os plastificantes possibilitam várias aplicações, pois proporcionam ( maior resistência mecânica, maior impermeabilidade, maior durabilidade, minimização de retração, minimização de fissuramento e exsudação, melhor proteção e aderência das armaduras, fácil adensamento e bombeamento, melhor aspecto em caso de concreto aparente. Dosagem do HARGI-RT 150 0,15 a 0,4% sobre o peso do cimento ( é importante que seja feitos ensaios preliminares com o material da obra para que obtenha o resultado desejado. • ACELERADORES HARGI-R 50 Aditivo plastificante acelerador de pega Aceleram o inicio e fim da pega e o desenvolvimento de altas resistências nas idades iniciais. São empregados quando concreto necessita ser solicitado a curto prazo tais como: fundações, túneis, pavimentações, canalizações chumbamentos, reparos urgentes etc. Dosagem do HARGI-R 50 0,2 a 0,6% sobre o peso do cimento ( é importante que seja feitos ensaios preliminares com o material da obra para que obtenha o resultado desejado). • INCORPORADORES DE AR HARGI-AR 500 Aditivo incorporador de ar para concretos e argamassas Proporcionam aos concretos e argamassas com baixo consumo de cimento, maior plasticidade impermeabilidade e resistência aos ataques químicos de águas agressivas além de menos segregação e exsudação. Dosagem do HARGI-AR 500 0,04 a 0,2% sobre o peso do cimento ( é importante que seja feitos ensaios preliminares com o material da obra para que obtenha o resultado desejado). • IMPERMEABILIZANTES HARGI-CIT 500 Aditivo impermeável para concretos e argamassas São empregados nas argamassas e nos concretos para evitar os danos causados pela chuva, umidade do solo, água de infiltração ou sob pressão. Informações Gerais Os aditivos devem ser armazenados conforme informações nas embalagens. A maior parte dos aditivos são fornecidos na forma líquida, para serem adicionados a água de amassamento. Assim se obtêm uma perfeita distribuição do produto na massas de concreto. O volume do aditivo deve ser incluído no volume total de água a ser utilizada. Em casos específicos, como na projeção por via seca, a adição é feita em forma de pó. AD-FORT 1000 3 EM 1 Aditivo acelerador de resistência, pega e plastificante para concretos e argamassas. HARGI-ARGA 150 Aditivo para argamassas colantes tipo AC-I, AC-II, AC-III impermeável e hidro fugante HARGI-ARGA 150 Aditivo para argamassas colantes tipo AC-I, AC-II, AC-III. HARGI-R 50 Aditivo plastificante acelerador de pega. HARGI-RT 150 Aditivo plastificante retardador de pega e redutor de água para concreto. HARGI-AR 500 Aditivo incorporador de ar para concretos e argamassas. HARGI-EX 5000 Aditivo acelerador de resistência para concretos e argamassas. HARGI-ELAST 50 Aditivo que substitui a água para melhorar a impermeabilidade dos rejuntes. HARGI-BIAN Aditivo usado para aumentar a aderência e a resistência das argamassas no substrato. HARGI-CITI 500 Aditivo impermeabilizante hidro fugante de base mineral que age por meio de cristalização sem alterar o tempo de preparação para uso da argamassa. HARGI-R 10 Aditivo redutor de água para concretos e argamassas. HARGI-L 25 Aditivo superplastificante para concretos e argamassas. HARGI-RT Agente de cura para concretos.
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