MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I - Professora Moema ... · Devido àdificuldade da extinção da...
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Associação Educativa EvangélicaUniEvangélica
Curso de Engenharia CivilProfessora Moema Castro, MSc.
M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O C I V I L I
A n á p o l i s , 2 0 1 7 / 1 .
AGLOMERANTESAGLOMERANTES
CAPÍTULOS 22 e 23
Aglomerantes para construção civil
� Aglomerante é um material ligante, em geralpulverulento, que promove a união entre os grãos domaterial inerte (agregado).
São utilizados na obtenção das pastas, argamassas e� São utilizados na obtenção das pastas, argamassas econcretos.
� PASTA = MISTURA DE AGLOMERANTE + ÁGUA
� ARGAMASSA = MISTURA DE AGLOMERANTE + AGREGADO MÍUDO + ÁGUA
� CONCRETO = AGLOMERANTE + AGREGADO MÍUDO + AGREGADO GRAÚDO + ÁGUA
Aglomerantes para construção civil Aglomerantes para construção civil
� AGLOMERANTE DE PEGA RÁPIDA: quando a pasta inicia sua
solidificação num intervalo de tempo inferior a 30 minutos.
� AGLOMERANTE DE PEGA SEMIRRÁPIDA: quando a pasta inicia
sua solidificação num intervalo de tempo entre 30 a 60 minutos.
� AGLOMERANTE DE PEGA NORMAL: quando a solidificação da
pasta ocorre num intervalo de tempo entre 60 minutos e 6 horas
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A Cal
� A Cal é um aglomerante inorgânico, produzido a partir de rochas calcárias, composto basicamente de cálcio e magnésio, que se apresenta a forma de um pó muito fino.
� O endurecimento da cal ocorre por reação com o CO� O endurecimento da cal ocorre por reação com o CO2.
� Existem duas formas de cal no mercado: cal virgem e cal hidratada.
A Cal
� Cal Aérea
� Sua fabricação utiliza uma única matéria-prima que é o
calcário (CaCO3), com teor pequeno de argila.
� Ela é empregada sob forma de pasta pura ou misturada com
areia (argamassa), para revestimentos e rejuntamentos de
alvenarias (internamente).
� O CaCO3 é cozido a uma temperatura inferior à fusão, cerca de
900ºC, suficiente para separar do CaCO3 a cal (CAO) e o CO2
(gás carbônico).
A Cal
� Cal Aérea
A Cal
� Cal Aérea
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A Cal
� Cal Hidratada
� A cal hidratada é um produto manufaturado, apresentando-secomo um produto seco, em forma de flocos de cor branca.
Devido à dificuldade da extinção da cal virgem nos canteiros,� Devido à dificuldade da extinção da cal virgem nos canteiros,foi desenvolvida pela indústria a fabricação de cal hidratada,cuja extinção (hidratação) é feita mecanicamente,empregando-se misturadores de pás.� Ela pode ser aplicada imediatamente e é acondicionada em sacos
de papel duplo com 20 kg ou 36 litros, onde consta o selo da ABPC(Associação Brasileira de Produtores de Cal) e a citação da NormaNBR 7175.
Gesso
� É um aglomerante aéreo (endurece pela ação química doCO2 do ar), já utilizado pela humanidade há mais de 500anos, no Egito.
� O Gesso de Construção é um material produzido porcalcinação do minério Gipso, constituido essencialmentede sulfatos de cálcio.
Gesso Gesso
� Extração no Brasil - Pernambuco
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Gesso
� Linha para produção de gesso em pó - Trêssistemas:
� Trituração
� Britador de mandíbulas, rolos ou de impactos;� Britador de mandíbulas, rolos ou de impactos;
� Moinho de martelos.
� Calcinação – 200°C
� Fornos contínuos ou descontínuos.
� Moagem
� Equipamento de graduação.
Gesso
� Propriedades:
� Pega rápida – minutos
� Solúvel em água após endurecido� Solúvel em água após endurecido
� Resistência mecânica diminui com o teor de umidade
� Grande coeficiente de dilatação térmica (2 x concreto)
� Baixa condutibilidade térmica (isolante)
Gesso
� Aplicações:
� Chapa de gesso acartonado – “drywall”
� Placas de gesso autoportante – forro� Placas de gesso autoportante – forro
� Divisórias em blocos
� Peças decorativas
� Revestimento com pasta de gesso
CIMENTO PORTLAND
Cimento Portland
CIMENTO PORTLAND
É o nome dado ao cimento obtido pela mistura íntima decalcário, argila ou outros materiais silicosos, alumina emateriais que contenham óxido de ferro.
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Gipso
Cimento Portland
ArgilaCalcário Clínquer Gipso
CLÍNQUER
ArgilaCalcário
CIMENTO
Clínquer
1 . M i s t u r a e d o s a g e m d a m i s t u r a c r u a ;
1. Material cálcico: calcário ou giz
Produção
2. Sílica e alumina: argila ou folhelhos 2 . M o a g e m c r u a e h o m o g e n e i z a ç ã o ;
3 . C a l c i n a ç ã o ( c l i n q u e r i z a ç ã o ) ;
1. Temperaturas entre 1400°C e 1500°C4 . E s f r i a m e n t o ;
5 . A d i ç ã o f i n a l ( s u l f a t o d e c á l c i o ) e m o a g e m ;
1. O gesso previne a pega instantânea do cimento6 . E n s a c a m e n t o o u e s t o c a g e m e m s i l o s .
Óxidos e seus Teores (%)Óxidos e seus Teores (%)Denominação dos
principais compostosDenominação dos
principais compostos
Cal CaO 60-67
Sílica SiO2 17-25
Alumina Al2O3 3-8
CaO = C
SiO2 = S
Al O = A
Química Básica do Cimento
Alumina Al2O3 3-8
Óxido de Ferro Fe2O3 0,5-6,0
Magnésia MgO 0,1-4,0
Álcalis 0,2-1,3
Al2O3 = A
Fe2O3 = F
H2O = H
Na2O (óxido de sódio) e K2O (óxido de potássio) são conhecidos comoálcalis, apesar da existência de outros álcalis no cimento.
Eles podem reagir com alguns agregados, e os produtos dessa reação álcali-agregado causam a desintegração do concreto.
C O M P O S T O S D O C I M E N T O P O R T L A N D
Química Básica do Cimento
CompostosComposição em
óxidosAbreviatura
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S
Silicato bicálcico 2CaO.SiO2 C2S
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO. Al2O3.Fe2O3 C4AF
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P R I N C I P A I S C O M P O S T O S D O C I M E N T O P O R T L A N D
Hidratação do Cimento
C3S “impuro” alitaC3S “impuro” alita
C2S “impuro” belita
C3S + 6H C3S2H3 + 3Ca(OH)2
C2S + 4H C3S2H3 + Ca(OH)2
P R O D U T O S D A H I D R A T A Ç Ã O D O C 3 S E C 2 S
S I L I C A T O S D E C Á L C I O H I D R A T A D O S
C-S-H ( g e l d e t o b e r m o r i t a )
Hidratação do Cimento
Compostos óxidosCompostos óxidos
CaO SiO Al O Fe O
Elementos constituintesElementos constituintes
O2 Si Ca Al Fe
Produtos de hidrataçãoProdutos de hidratação
C-S-H gel Ca(OH)2
Compostos do cimentoCompostos do cimento
C3S C2S C3A C4AF
CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3
T E M P E R A T U R A D E H I D R A T A Ç Ã O
Hidratação do Cimento
Tempo Taxa de liberação do calorTempo Taxa de liberação do calor
1 e 3 dias 50%
7 dias 75% ou 3/4
6 meses 90%
• A o r e d u z i r a s p r o p o r ç õ e sp r o p o r ç õ e s d ed e CC 33 AA ee CC 33 SS , o c a l o r d e h i d r a t a ç ã o( e a v e l o c i d a d e d e l i b e r a ç ã o ) d o c i m e n t o p o d e s e r r e d u z i d o .
• A f i n u r af i n u r a d od o c i m e n t oc i m e n t o a f e t a a t a x a d e l i b e r a ç ã o , q u e p o d e s e rc o n t r o l a d o n o c o n c r e t o p e l a q u a n t i d a d e d e c i m e n t o n a m i s t u r a( r i q u e z a ) .
Ensaios em Cimento
FINURA DO CIMENTO
Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação da finura pelo método de permeabilidade
ao ar (método de Blaine) - ABNT NBR 16372:2015
CONSISTÊNCIA
Cimento Portland - Determinação da pasta de consistência normal - ABNT NBR NM 43:2003
TEMPO DE PEGA
Cimento Portland - Determinação do tempo de pega - ABNT NBR NM 65:2003
EXPANSIBILIDADE
Cimento Portland - Determinação da expansibilidade Le Chatelier - ABNT NBR 11582:2016
RESISTÊNCIA
Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão - ABNT NBR 7215:1996 Versão
Corrigida:1997
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Norma BrasileiraNorma Brasileira Norma AmericanaNorma Americana
Cimento Portland Comum� CP I – cimento portland comum
� CP I-S – cimento portland comum comadição ( 0 a 5%)
Tipo I� Cimento portland comum para uso geral
Tipo II� Cimento portland de moderada
Tipos de Cimento Portland
adição ( 0 a 5%)
Cimento Portland Composto� CP II-E – cimento portland composto
com escória
� CP II-Z – cimento portland compostocom pozolana
� CP II-F - cimento portland compostocom fíler
� CP III – cimento portland de alto-forno
� CP IV – cimento portland pozolânico
� CP V – ARI – cimento portland de altaresistência inicial
� Cimento portland de moderadaresistência aos sulfatos e moderado calorde hidratação
Tipo III� Cimento portland de alta resistência
inicial
Tipo IV� Cimento portland de baixo calor de
hidratação
Tipo V� Cim� ento portland de alta resistência a sulfatos
A. Cimento Tipo I (CP I):
� Também chamado de Cimento Portland comum.� Possui 3 classes de resistência: 25MPa, 32MPa e 40MPa.
Tipos de Cimento Portland
� Este tipo de cimento também pode receber adição de pequenaquantidade de material pozolânico (1 – 5%), recebendo adenominação de CP I-S.
B. Cimento Tipo II (CP II):
� Recebe a adição de materiais de baixo custo o que conferepropriedades especiais ao cimento.
Tipos de Cimento Portland
� As classes de resistência : 25 MPa, 32 MPa e 40 MPa.
B. Cimento Tipo II (CP II):
Tipos de Cimento Portland
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C. Cimento Tipo III (CP III):
� Também chamado de Cimento Portland de alto-forno,caracteriza-se por conter adição de escória em teores quevariam de 35% a 70%.
Tipos de Cimento Portland
variam de 35% a 70%.
� Este tipo de cimento confere baixo calor de hidratação, maiorimpermeabilidade e durabilidade e maior resistência a sulfatosàs misturas onde é empregado.
� As classes de resistência em que pode ser fabricado são 25MPa, 32 MPa e 40 MPa.
D. Cimento Tipo IV (CP IV):
� Também chamado de Cimento Portland pozolânico, possuiadição de pozolana em teores que variam de 15% a 50%, queconferem alta impermeabilidade e durabilidade às misturas
Tipos de Cimento Portland
conferem alta impermeabilidade e durabilidade às misturasem que são empregados.
� É recomendado para obras expostas à ação de águas correntese ambientes agressivos.
� É fabricado nas classes de resistência de 25 MPa e 32 MPa.
E. Cimento Tipo V (CP V-ARI):
� Este tipo de cimento confere alta resistência inicial nasprimeiras idades dos concretos onde é aplicado.
Tipos de Cimento Portland
� O cimento tipo ARI ou alta resistência inicial, não possuinenhuma adição especial.
� É fabricado nas classes de resistência de:� 1 Dia - 14 MPa
� 3 Dias - 24 MPa
� 7 Dias - 34 MPa
F. Cimento Resistente a Sulfatos (RS):
� De acordo com a ABCP, qualquer dos cimentos já estudadospode ser resistente a sulfatos, desde que se enquadre emalguns requisitos como teor do componente químico C3A do
Tipos de Cimento Portland
alguns requisitos como teor do componente químico C3A doclínquer inferior a 8% e teor de adições carbonáticas de nomáximo 5%.
� O cimento resistente a sulfatos é recomendado para uso em redesde esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e emalguns tipos de solos, ambientes onde este agente agressivo podeestar presente.
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G. Cimento Aluminoso:
� Resulta do cozimento de uma mistura de bauxita e calcário.
� Este tipo de cimento possui pega lenta, porém, alcança altasresistências em pouco tempo (31,5 Mpa em 2 dias; 40 Mpa em
Tipos de Cimento Portland
resistências em pouco tempo (31,5 Mpa em 2 dias; 40 Mpa em28 dias).
� A reação de hidratação é intensa e desenvolve grandesquantidades de calor.� Sua principal utilização é como cimento refratário, resistindo a
temperaturas superiores a 1.200ºC, podendo chegar a 1.400°C emmisturas com agregados convenientemente escolhidos. Não éfabricado no Brasil.
H. Cimento Portland Branco (CPB):
� Possui coloração branca em função das matérias-primasutilizadas na sua fabricação (caulim no lugar da argila), quepossuem baixos teores de óxido de ferro e manganês.O cimento branco pode ser do tipo estrutural ou não-
Tipos de Cimento Portland
� O cimento branco pode ser do tipo estrutural ou não-estrutural.� O CPB estrutural é utilizado em concretos brancos para fins
arquitetônicos e é fabricado nas classes de resistência 25MPa,32MPa e 40MPa.
� O CPB não estrutural é utilizado para rejuntamento deazulejos e aplicações não estruturais. Em ambos os casos, ocimento pode ser associado a pigmentos, o que resulta nosconcretos coloridos.