Agregados e Aglomerantes

UNIVERSIDADE DE SO PAULO FACULDADE DE ZOOTECNIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA

MATERIAIS DE CONSTRUO

Apostila da disciplina de Desenho e Construes RuraisResponsvel: Prof. Dr. Holmer Savastano Junior Colaboradores: Prof. Dr. Juliano Fiorelli Prof. Dr. Pedro Henrique de Cerqueira Luz Prof. Dr. Srgio Ari Ribeiro Aluno Ps-graduao do Programa de Apoio ao Ensino (PAE): MSc. Priscilla Ayleen Bustos Mac-Lean

Pirassununga SP, 2010

Materiais de Construo

MATERIAIS DE CONSTRUO

Os materiais de construo podem ser classificados como: - aglomerantes; - agregados; - argamassas; - concretos; - madeiras; - produtos cermicos; - produtos siderrgicos; - plsticos; - vidros; - tintas; - outros.

1 AGLOMERANTES

Aglomerantes so produtos empregados na construo civil, para fixar ou aglomerar materiais entre si.

1.1 Classificao

Os aglomerantes podem ser classificados quimicamente como inertes ou ativos. Os aglomerantes ativos, por sua vez, so subdivididos em areos ou hidrulicos. Paralelamente, existem tambm os aglomerantes betuminosos. A Figura 1.1 ilustra essa classificao. Areos Ativos Hidrulicos Aglomerantes Inertes

Betuminosos Figura 1.1 Classificao dos aglomerantes.

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1.1.1 Aglomerantes betuminosos

So hidrfugos (repelentes a gua), possuem determinada rigidez e viscosidade a temperatura ambiente, podendo aderir aos agregados. So muito sensveis a variaes trmicas, enrijecem a temperaturas baixas e apresentam alta viscosidade a temperaturas elevadas. So constitudos essencialmente de betume: composto de origem orgnica, natural ou pirognica, proveniente de uma mistura de hidrocarbonetos. Os materiais betuminosos so utilizados em revestimentos e tintas de proteo, principalmente contra umidade, em razo do seu bom desempenho quanto estanqueidade. Na construo civil, seu maior emprego para impermeabilizao de pisos e lajes, bem como para pavimentos de concreto asfltico. Os principais aglomerante betuminosos so: a) Asfaltos. Podem ser oriundos de: rochas asflticas, sedimentares calcreas ou arenticas, com 10% a 30% de asfalto; asfaltos naturais, encontrados em depsitos superficiais; asfaltos de petrleo, como resduos da destilao do petrleo.

b) Alcatres. Derivados da queima de hulha, madeira, turfa e graxas.

1.1.2 Aglomerantes quimicamente inertes

O processo de endurecimento ao ar decorrente apenas da evaporao da gua de amassamento. Em conseqncia disso, adquirem baixa resistncia e o processo reversvel em caso de umedecimento. So exemplos as misturas argilosas, com emprego apenas em construes de pequeno porte, em que as exigncias de resistncia e durabilidade so menores.

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1.1.3 Aglomerantes quimicamente ativos

O endurecimento decorre de reaes qumicas, o que possibilita atingir nveis mais elevados de resistncia e de estabilidade fsica. Em decorrncia disso, os aglomerantes ativos apresentam maior interesse e tem grande campo de aplicao na construo civil. So exemplos importantes os cimentos, os gessos e as cales. Os aglomerantes inorgnicos quimicamente ativos subdividem-se em: Areos: necessitam estar em contato com o ar para que o processo de endurecimento se manifeste. Ex.: cales areas e gessos. Hidrulicos: aqueles em que o endurecimento se efetiva em presena de gua, independente da existncia de ar. Ex.: cimentos e cales hidrulicas.

1.2 Cal area

Define-se cal area como o produto obtido a partir da calcinao de rochas calcrias, a temperaturas que podem variar de 850C a 1.100C. um dos aglomerantes mais difundidos, largamente empregado desde a antiguidade, na construo civil, por gregos e romanos. Atualmente seu principal uso, nas construes, est na produo de argamassas para revestimento e assentamento, embora a cal tambm possa ser usada na estabilizao de solos (item 1.2.5).

1.2.1 Obteno

composta por trs processos distintos, desde a jazida de onde retirada a rocha calcria, at o seu endurecimento, aps a aplicao na obra.

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1.2.1.1

Calcinao

Consiste na queima em fornos, chamados caieiras, da rocha calcria, originando a cal virgem. Esta ltima comercializada em pedras, da forma como saem dos fornos, ou modas. A cal virgem, tambm chamada de cal viva, tem como principal constituinte o xido de clcio, sozinho ou em associao ao xido de magnsio. No usada na construo civil desta forma, devendo passar pelo processo de extino. Em conseqncia de sua avidez por gua, a cal virgem pode provocar queimaduras, se colocada em contato com a pele. Segue a equao da reao qumica de calcinao, acompanhada da proporo entre as massas das substncias envolvidas. A considervel reduo de massa da cal virgem, comparada rocha calcria, consiste na principal justificativa para as caieiras estarem localizadas proximamente s jazidas de extrao, com o objetivo de economizar transporte.

= 850C a 1.000C CaCO3 100g CaO + CO2 54g 44g

Onde: CaCO3: carbonato de clcio, predominante nos calcrios calcticos. H certos calcrios, chamados dolomticos, em que predomina o carbonato de magnsio (MgCO3), sendo vlidos os mesmos processos. CaO: xido de clcio, conhecido como cal virgem, mantm a mesma forma da rocha original, porm com menor peso.

1.2.1.2

Extino

Consiste na colocao de gua sobre a cal viva, deixando-se reagir por determinado tempo. Quanto maiores os teores de xido de magnsio (MgO), mais lenta a extino ou hidratao da cal. Assim, a velocidade de extino pode ser classificada como:

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-

Rpida, se a reao iniciar-se em menos de 5 minutos. Nesse caso, o volume de gua deve ser o dobro ou o triplo do de cal, a fim de impedir o desprendimento de vapor. A insuficincia de gua ocasiona a elevao excessiva de temperatura e, ento, diz-se que a cal fica queimada.

-

Mdia, se a reao iniciar-se entre 5 e 30 minutos. A gua deve ser adicionada at cobrir a cal, mexendo-se sempre que necessrio.

-

Lenta, se a reao iniciar-se aps 30 minutos. A gua deve umedecer completamente a cal, esperando que a reao se inicie. Posteriormente, se necessrio, deve-se adicionar cautelosamente mais gua. O excesso de gua, nesses casos, pode ocasionar o afogamento da cal, no se completando a sua extino.

A reao qumica do processo de extino segue abaixo. Trata-se de processo altamente exotrmico, com a liberao de 3.400 kcal/kg. O aumento de volume, do hidrxido em relao ao xido, de duas a trs vezes, da a explicao para a cal hidratada transformar-se em p.

CaO + H2O 56g 18g

Ca(OH)2 + calor 74g

Onde: Ca(OH)2: hidrxido de clcio, conhecido como cal extinta ou hidratada, apresenta a forma de pasta. Ao secar, torna-se pulverulento.

Aps a extino, recomenda-se deixar a cal em repouso, conforme a Tabela 1.1, a fim de garantir a completa transformao dos xidos em hidrxidos de clcio ou de magnsio.

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Tabela 1.1 Tempo de repouso da cal aps a extino.

Finalidade Pintura Assentamento Revestimento

Tempo 48 horas 2 semanas 3 semanas

Para se conseguir 1m3 de cal extinta em p, so necessrios cerca de 420 kg de cal virgem. A cal extinta em p comercializada em sacos de 20 kg. A argamassa de cal pode ficar amontoada por longo perodo sem endurecer. medida da necessidade, retirada em pores para o uso, adicionando-se gua para torna-la plstica.

1.2.1.3

Carbonatao

Trata-se do processo final, em que a cal hidratada, aps a aplicao (pintura, assentamento ou revestimento), inicia o seu endurecimento, reagindo com o dixido de carbono existente na atmosfera. Conforme a reao qumica que segue, o resultado a volta da cal forma estvel de carbonato. Ca(OH)2 + CO2 74g 44g CaCO3 + H2O 100g 18g

Onde: CaCO3: formao do carbonato, de volta ao incio do ciclo de obteno. Nota-se a importncia do processo ocorrer em ambiente bem ventilado, tanto para reao qumica com o gs carbnico (CO2), como para evaporao da gua. Estima-se que a carbonatao dure, em situaes favorveis, de 2 a 3 dias. Ao se desejar a evaporao mais rpida da gua, tanto a de amassamento, como a resultante da reao qumica, deve-se empregar uma fonte de calor no ambiente de aplicao (luzes incandescentes, por exemplo).

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1.2.2 Classificao

As cales podem ser classificadas segundo o teor de magnsio e de clcio, bem como quanto ao seu rendimento.

1.2.2.1

Quanto ao teor de magnsio e de clcio

Podem ser: Calcticas: teor em massa de CaO maior ou igual a 75%. Magnesianas ou dolomticas: teor em massa de MgO maior ou igual a 20%. Em qualquer caso, espera-se que a soma dos teores de CaO e de MgO seja maior ou igual a 95% em massa.

1.2.2.2

Quanto ao rendimento

Podem ser: Magras: pasta terrosa e no homognea. Gordas: pasta plstica, homognea e untuosa.

1.2.3 Propriedades da cal

-

Massa especfica ou densidade real da cal virgem: 2.990 a 3.100 kg/m3.

-

Massa especfica ou densidade real da cal hidratada: 2.200 a 2.700 kg/m3.

-

Massa unitria ou densidade aparente da cal hidratada (em p): 500 a 590 kg/m3. Solubilidade: 1,3 g/dm3 de gua. Finura: seguem na Tabela 1.2, os limites mximos de reteno em peneira, estabelecidas para cal hidratada.

-

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Tabela 1.2 Limites de finura para cal hidratada.

Peneira (n) 30 200

Abertura de malha (mm) 0,600 0,075

Porcentagem mxima retida (%) 0,5 15,0

1.2.4 Utilizao da cal

Podem ser utilizadas nas seguintes aplicaes principais: Argamassa simples ou mista, para assentamento de alvenaria ou revestimento. Pintura, denominada caiao. Fabricao de tijolos. Grautes, como adio ao concreto, para conferir maior plasticidade ao conjunto. Solo-cal (ver item 1.2.5).

1.2.5 Solo-cal

O principal efeito gerado pela mistura da cal com o solo argiloso a troca inica, que nada mais do que uma reao qumica de aglutinao. Alm do teor de argila do solo (de 10% a 15 %, preferivelmente), a pureza da cal outro fator importante, para o xito na aplicao desse material. Pela facilidade de operao, a cal hidratada a mais empregada, embora a cal virgem a granel tambm possa apresentar resultados interessantes. A quantidade de cal necessria, para modificar ou estabilizar o solo, relativamente pequena, entre 1% e 10% em massa, e, como resultado, pode-se aumentar em at seis vezes a capacidade de suporte do solo, aps cura de 10 dias, em mdia. O solo-cal apresenta potencialidade para reduo de custos, como base ou sub-base de pavimentos. Alm de resistncia mecnica satisfatria, apresenta baixa permeabilidade, e evita que o subsolo seja afetado.

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1.2.6 Exerccios

1.2.6.1

Qual a quantidade de cal area hidratada, que se obtm a partir de 93 toneladas de calcrio com 96% de pureza, se o rendimento do conjunto de operaes igual a 93%? Use as massas atmicas: Ca = 40; O = 16; C = 12 e H = 1.

1.2.6.2

Na anlise de uma jazida de calcrio, encontrou-se pureza de CaCO3 igual a 95%. A indstria que pretende explorar a jazida tem capacidade de produo igual a 10 t/dia de cal area viva ou virgem (CaO), com rendimento das operaes de 92%. Qual deve ser a extrao diria de calcrio, para garantir plena produo da indstria?

1.2.6.3

Ainda com relao ao exerccio anterior, qual o consumo de gua, para a hidratao completa da cal virgem? O produto resultante apresenta-se de que forma?

1.3 Gesso

Na construo civil, o gesso bastante utilizado, sobretudo nos pases industrializados, para produo de pr-fabricados (chapas divisrias e forro) e como revestimento. So aspectos favorveis: facilidade na moldagem de formas diversas, rapidez na aplicao e acabamento de boa qualidade.

1.3.1 Obteno

O termo gesso engloba os produtos queimados ou no, feitos a partir da desidratao da gipsita. A gipsita encontrada na natureza sob a forma de material compacto, de granulao fina a mdia, cuja frmula qumica CaSO4.2H2O. Aquecendo-se a 170C, a gua desprende-se parcialmente e obtm-se o gesso rpido ou gesso de estucador ou gesso de Paris. Segue abaixo a reao qumica de calcinao da gipsita, para obteno do gesso de Paris:

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~170C CaSO4.2H2O CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O

Aquecendo-se at 200C, obtm-se o gesso anidro, ou seja, elimina-se a gua fortemente. O mais usado na construo civil o gesso de Paris, pois origina, aps combinao com gua, um produto de alta dureza e resistncia. Por outro lado, o gesso anidro necessita de aceleradores de pega (sulfato de potssio ou de zinco), para endurecer. Ao ser misturado com gua, o gesso de Paris torna-se plstico e endurece rapidamente, recompondo o sulfato de clcio diidratado original. Assim: CaSO4.0,5H2O + 1,5 H2O CaSO4.2H2O + calor

Como se pode observar pelas reaes propostas acima, o gesso aglomerante quimicamente ativo, que reage com a gua e no com o ar. aglomerante areo no porque necessite do ar para sua reao de endurecimento, mas sim porque solvel em gua e, portanto, necessita estar ao ar, para manter sua forma e resistncia mecnica. A relao gua/gesso decisiva para a qualidade do produto endurecido, no que se refere sua porosidade e resistncia mecnica. Quanto maior a proporo de gua adicionada, maior a porosidade e,

conseqentemente, menor a resistncia. A relao gua/gesso tambm influencia o tempo de pega. So desaconselhveis ndices superiores a 0,80, sob pena de diminuir muito a resistncia mecnica.

1.3.2 Caractersticas

O gesso de Paris apresenta as seguintes caractersticas principais: Cor: branca.

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-

Finura: a porcentagem em massa retida na peneira n 100 (abertura da malha = 0,150 mm) deve ser menor ou igual a 40%. Massa especfica (densidade real): 2,5 kg/dm3. Fim de pega: entre 20 e 40 minutos.

-

1.3.3 Utilizao do gesso

O gesso empregado, na construo civil, principalmente como: Regulador de pega do cimento Portland. Revestimentos internos e estuques. Pr-fabricados: placas com revestimento decorativo; painis com isolamento trmico e acstico, para parede; e blocos para paredes internas.

1.3.4 Exerccio

Qual a quantidade de aglomerante areo obtida a partir de cada tonelada do material extrado de uma jazida de gipsita com 97% de pureza? Qual o volume de gua estritamente necessrio para a reao de endurecimento do gesso hemiidratado? Use as massas atmicas: Ca = 40; S = 32; O = 16; C = 12 e H = 1.

1.4 Cal hidrulica

utilizada como pasta ou argamassa. Na sua fabricao, empregam-se rochas calcrio-argilosas: compostas de carbonato de clcio, carbonato de magnsio, slica (SiO2), alumina (Al2O3) e xido de ferro (Fe2O3). A queima do calcrio argiloso, a cerca de 900C, pe em liberdade o xido de clcio (CaO), como no caso da cal area, mas uma parte dele combina-se com os componentes argilosos, e formam silicatos e aluminatos de clcio. Como h, no caso, excesso de cal, ter-se- realmente uma mistura de cal area com os compostos mencionados.

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A seguir, as pedras so umedecidas, para a extino da cal, que um procedimento mais complexo que o da cal area. A adio de gua deve ser feita com cuidado, de modo que o excesso no possa combinar-se com os silicatos e aluminatos. Isso no apresenta grandes dificuldades, dada a avidez que a cal tem pela gua. A extino da cal, tambm nesse caso, produz a pulverizao das pedras, o que normalmente dispensa a moagem mecnica. Ao ser utilizada como aglomerante, a cal hidrulica misturada com gua e o endurecimento da pasta resulta de dois tipos de reao: o hidrxido de clcio combina-se com o dixido de carbono da atmosfera e os silicatos e aluminatos hidratam-se, formando produtos insolveis. Quanto maior o teor de argila, mais difcil a pulverizao por extino da cal livre, porm maior a hidraulicidade. O maior defeito da cal hidrulica a perda da capacidade de hidratao, em decorrncia do longo tempo que geralmente se passa entre a extino e a utilizao na obra.

1.5 Cimento Portland

O cimento Portland um p fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ao da gua. Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido ao da gua, o cimento Portland no se decompe mais (ABCP, 2002). Embora ainda haja dvidas a respeito da inveno do cimento Portland, aceita-se como inventor Joseph Aspdim, um construtor de Leeds, que o patenteou em 1824. Esse cimento foi obtido pela queima parcial (sintetizao) de uma mistura de calcrio e argila, isto , de xidos de clcio (CaO), de silcio (SiO2) e, em menores propores, de alumnio (Al2O3) e de ferro (Fe2O3), em temperatura elevada. Essa a base do processo de fabricao empregado ainda hoje. Durante a queima, essas matrias-primas se combinam e produzem o clnquer, modo posteriormente at se transformar em p. O nome cimento Portland foi inspirado nas pedras da ilha de Portland, Inglaterra, de cor esverdeada e muito utilizadas nas construes daquela poca.

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1.5.1 Fabricao

O princpio fundamental combinar compostos silcicos e calcrios, resultando silicatos de clcio, principais responsveis pelas propriedades do cimento. A Figura 1.2 ilustra as principais etapas da fabricao do cimento Portland, sintetizadas abaixo. 1500C

Calcrio + Argila

Compostos anidros vtreos (clnquer) moagem

Clnquer + Gesso (regulador de pega) 1.5.2 Constituintes do cimento

Cimento Portland

O cimento Portland comum (item 1.5.6) constitudo de clnquer e de gipsita. Os principais componentes do clnquer so: Silicato triclcico 3CaO.SiO2 (C3S): responsvel pela

resistncia mecnica do cimento, nos primeiros dias de hidratao. Grande liberao de calor durante a reao qumica. Silicato diclcico 2CaO.SiO2 (C2S): mais importante

constituinte, maior responsvel pela resistncia, durabilidade e baixa permeabilidade do cimento; hidratao lenta, aps semanas. Alumnio triclcico 3CaO.Al2O3 (C3A): responsvel pelo incio de pega, libera grande quantidade de calor e desenvolve baixas resistncias durante a hidratao. Ferroaluminato tetraclcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF): baixa resistncia mecnica e tima resistncia a meios agressivos.

A Tabela 1.3 contm a composio porcentual mdia do cimento Portland comum.

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Figura 1.2 Etapas de fabricao do cimento Portland.

Tabela 1.3 Composio do cimento Portland comum.

Componente C3S C2S C3A C4AF Impurezas Gipsita

Teor em massa (%) 40 a 70 10 a 40 5 a 15 5 a 10 0a7 1a4

1.5.3 Propriedades fsicas e mecnicas

Seguem algumas das propriedades principais do cimento Portland, a saber: finura, pega e resistncia compresso.

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1.5.3.1 Finura

uma medida indireta da reatividade do cimento, pois a dissoluo de um slido em meio aquoso tanto mais rpida e mais completa, quanto menores as partculas constituintes desse slido. A resistncia mecnica, a velocidade de desprendimento do calor de hidratao, a retrao e os riscos de fissurao so diretamente proporcionais finura. Quanto maior a finura, maior ser tambm o consumo de gesso, necessrio para retardar o incio da pega.

1.5.3.2 Pega

Consiste no fenmeno de solidificao da pasta de cimento, associado possibilidade de manuseio, aps o incio das reaes de hidratao. O incio de pega se caracteriza pelo aumento da temperatura e da viscosidade do material. Deve acontecer aps um intervalo de tempo mnimo pr-estabelecido, para possibilitar o amassamento, transporte, lanamento e adensamento. O fim de pega marca o endurecimento do material, o que permite a aplicao de pequenas solicitaes (como, por exemplo, caminhar sobre a laje recm-concretada). Para os cimentos de pega normal, o incio de pega ocorre por volta de uma hora aps a adio de gua de amassamento e o fim de pega, aproximadamente 10 horas aps. Existem cimentos ricos em aluminatos, fabricados sob encomenda, denominados de pega rpida, para os quais o incio de pega da ordem de 30 minutos. So recomendados para concretagens submersas, em que h risco de lixiviao. H tambm, no mercado, aditivos que modificam as caractersticas de pega: Aceleradores, para os casos em que se necessita de uma desforma rpida (fbrica de pr-moldados, por exemplo). Os aceleradores de pega mais utilizados so os cloretos, cujo uso16


deve ser controlado com rigor: se utilizados em excesso no concreto armado, podem induzir a oxidao da armadura. Retardadores, para situaes de concretagem demorada ou em que o local de aplicao fica longe da concreteira. Fluoretos, boratos, fosfatos e alguns produtos orgnicos (acar, por exemplo) so retardadores de pega.

1.5.3.3 Resistncia compresso

Trata-se da propriedade mecnica mais importante requerida dos produtos base de cimento (concretos e argamassas). Sua anlise feita por meio do ensaio de compresso axial, em corpos-de-prova cilndricos, aos 28 dias de idade, contados a partir do incio da hidratao. Na Figura 1.3, pode-se observar que, aos 28 dias, a resistncia j atingiu pelo menos 90% do seu potencial, da o porqu da escolha dessa data para realizao do ensaio. Caso sejam importantes verificaes de resistncia mais rpidas, tambm devem ser previstas rupturas aos 3, 7 e 14 dias. Geralmente, por intermdio da resistncia mecnica, pode-se intuir a respeito da evoluo de outras propriedades: permeabilidade, resistncia a agentes agressivos e resistncia abraso.

Resistncia compresso % da resistncia aos 28 dias

150 125 100 75 50 25

Cura ambiente contnua Cura ao ar 7 dias Cura ao ar 3 dias

3 7

28

90

180

Idade (dias)

Figura 1.3 Evoluo de resistncia mecnica em produtos base de cimento para diversas idades e em diferentes condies de cura.

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O cimento Portland deve pertencer a uma das trs classes comerciais de resistncia: 25, 32 e 40 MPa (1 MPa = 1.106 N/m2 10 kgf/cm2), de acordo com o resultado mdio dos ensaios feitos com 28 dias de idade. A Tabela 1.4 ilustra o desenvolvimento de resistncia compresso de um cimento Portland da classe 25 (CP 25).

Tabela 1.4 Resistncia mdia de um CP 25 nas primeiras idades.

Idade (dias) 3 7 28

Resistncia (MPa) 8 15 25

1.5.4 Fenmeno de hidratao

Durante o amassamento, os gros de cimento (dimenso inferior a 50 m) so molhados superficialmente e passam a constituir uma soluo coloidal. Aps alguns minutos, comeam a aparecer produtos de hidratao na periferia dos gros, com dimenso da ordem de dcimos de micrometros (~10-7 m). A fase aquosa fica rica em ons Ca++, SiO2-- e lcalis (Na+ e K+). No h qualquer sinal de incio de pega (item 1.5.3.2), pois a velocidade de reao muito baixa e os gros de cimento esto muito afastadas uns dos outros. Decorridas as primeiras horas (perodo de dormncia), os processos se aceleram e a camada reativa desenvolve-se em direo ao interior do gro (da ordem de 1 m). Externamente, forma-se uma estrutura esponjosa e tambm algumas agulhas, em conseqncia da precipitao dos ons liberados inicialmente. O incio da pega corresponde ao momento da juno entre os produtos da reao qumica. No final da pega, o gel passa a formar um arcabouo contnuo e endurecido. A Figura 1.4 mostra o aspecto morfolgico dos principais produtos de hidratao do cimento.

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Figura 1.4 Produtos da hidratao do cimento Portland (Fonte: Mehta & Monteiro, 1994).

A hidratao do cimento exotrmica e a liberao de calor age como um catalisador da reao qumica. O volume ocupado pelos produtos ligeiramente menor que o volume dos reagentes; este fato, somado ao efeito de evaporao da gua excedente, acarreta a retrao do material e a sua fissurao. Esses fatores exigem cuidados especiais na cura do cimento (Fig. 1.3), que devem evitar grandes variaes de temperatura, bem como perda de gua de hidratao. A partir de alguns dias, as ligaes do gel reforam-se

progressivamente, formando cristais cada vez mais densos. Decorrido um ms, em condies favorveis de hidratao, o gro de cimento apresenta espessura hidratada de apenas 4 m, em mdia.

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1.5.5 Cuidados com o cimento

O cimento comercializado em sacos de 50 kg, classe CP 32. Cada saco de cimento ocupa um volume de 35,3 litros, o que eqivale a duas latas de leo de 18 litros, aproximadamente. Cimento a granel ou das classes CP 25 e CP 40, somente por encomenda s cimenteiras. Os sacos de cimento podem ser armazenados por, no mximo, trs meses, pois a umidade da atmosfera suficiente para promover a hidratao. No caso do cimento empedrar, recomenda-se peneir-lo e restringir o seu uso a solicitaes pouco intensas (contrapiso, por exemplo). Cuidados no empilhamento dos sacos (Figura 1.5): usar um estrado inferior, para evitar contato com a umidade do solo; no encostar em paredes, pois o desequilbrio das pilhas pode causar acidentes; pr, no mximo, dez sacos por pilha, para evitar a compactao do material.

Figura 1.5 Empilhamento de sacos de cimento.

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1.5.6 Tipos de cimento

H tempos havia no Brasil, praticamente, um nico tipo de cimento Portland. Com a evoluo dos conhecimentos tcnicos sobre o assunto, foram sendo fabricados novos tipos. A maioria dos tipos de cimento Portland hoje existente no mercado, serve para o uso geral. Algum deles, entretanto, tem certas caractersticas e propriedades que os tornam mais adequados para determinados usos, permitindo que se obtenha um concreto ou uma argamassa com a resistncia e a durabilidade desejadas, de forma bem econmica (ABCP, 2002). As especificaes brasileiras prevem os seguintes tipos (Tabela 1.5): CP I - cimento Portland comum (CP I-25, CP I-32 e CP I-40): 100% clnquer mais sulfatos (gipsita, no mximo 5%). CP I-S - cimento Portland comum com adies (CP I-S-25, CP I-S-32 e CP I-S-40): 1 a 5% de escria de alto-forno e/ou pozolana e/ou material carbontico. CP II - cimento Portland composto: classes de resistncia iguais a 25, 32 e 40 MPa. i. CP II-E: 94-56% clnquer + sulfato, 6-34% escria, 010% material carbontico. ii. CP II-Z: 94-76% clnquer + sulfato, 6-14% material pozolnico, 0-10% material carbontico. iii. CP II-F: 94-90% clnquer + sulfato, 6-10% material carbontico. CP III - cimento Portland de alto forno: classes de resistncia iguais a 25, 32 e 40 MPa. Composio: 65-25% clnquer + sulfatos, 35-70% escria, 0-5% material carbontico. Trata-se de cimento com baixo calor de hidratao e boa resistncia a guas agressivas. CP IV - cimento Portland pozolnico: classes de resistncia 25 e 32 MPa. Composio: 85-45% clnquer + sulfato, 15-50% material pozolnico, 0-5% material carbontico. As pozolanas so materiais silicosos ou slico-aluminosos obtidos,

geralmente, de usinas termeltricas. Esse cimento tem baixo21


calor de hidratao, baixa resistncia mecnica aos 28 dias, boa resistncia a sulfatos e boa trabalhabilidade (finura elevada). CP V - cimento Portland de alta resistncia inicial (CP V-ARI): 100-95% de clnquer mais sulfatos de clcio e 0-5% de material carbontico. Resistncia mnima compresso axial aos 7 dias de idade igual a 34 MPa. Tendncia a fissurao e carbonatao. Tabela 1.5 Tipos e classes de cimento Portland.

Tipo

Classe

fc28 (MPa) Limite inferior Limite superior 42,0 49,0 42,0 49,0 42,0 49,0 42,0 49,0 fc7 (Mpa) Limite inferior Limite superior -

Norma ABNT

CP I CP I-S

25 32 40

25,0 32,0 40,0 25,0 32,0 40,0 25,0 32,0 40,0 25,0 32,0

EB-1

CP II-E CP II-Z CP II-F

25 32 40 25

EB-2138

EB-208

CP III

32 40

CP IV

25 32

EB-758

CP V-ARI

34,0

EB-2

Outros tipos: cimento de alvenaria (CA): clnquer de cimento Portland + sulfatos de clcio + cal hidratada + calcrio + escria de altoforno + material pozolnico + argilas + aditivos. A resistncia mdia compresso aos 28 dias deve estar compreendida entre 5 e 15 MPa.

22


-

Cimento branco (CB): sem funo estrutural, usado no rejuntamento de elementos cermicos, tais como azulejos.

As adies de cinzas oriundas da queima controlada da casca de arroz e do bagao de cana-de-acar tambm exercem funo pozolnica, alm da reduo de custos. A Figura 1.6 traz uma micrografia de cinza de casca de arroz, com aspecto alveolar que aumenta superfcie especfica de reao com os lcalis disponveis durante a reao de hidratao do cimento.

Figura 1.6 Micrografia de cinza de casca de arroz, utilizvel como adio ao cimento Portland.

2 AGREGADOS

Materiais granulares, sem forma e volume definidos, geralmente inertes, de dimenses e propriedades adequadas ao uso na construo civil. Algumas de suas principais aplicaes: Lastro de vias frreas; Concreto asfltico para pavimentao; Base de pavimentos; Drenos de filtros e barragens; Produtos base de cimento, tais como concretos e argamassas. Trata-se da principal aplicao dos agregados.

23


2.1 Importncia dos agregados

O bom agregado deve cumprir as seguintes funes nas argamassas ou concretos: Aumentar a resistncia ao desgaste. Diminuir a retrao. No prejudicar a resistncia mecnica, o que se consegue com agregados de resistncia superior da pasta de aglomerante. Rochas gneas e metamrficas (basalto e gnaisse, por exemplo) atingem resistncia compresso de at 70 MPa. Reduzir o custo final.

2.2 Classificao

De acordo com o interesse, os agregados podem ser classificados quanto a sua origem, massa especfica ou dimenses.

2.2.1 Quanto origem

-

Naturais: encontram-se na natureza ou requerem simples britagem. Ex.: areia, pedregulho, pedra britada, pedrisco e p de pedra.

-

Artificiais: produzidos industrialmente. Ex.: argila expandida, escria de alto-forno e stiropor.

2.2.2 Quanto massa especfica () Leves: < 2,0 kg/dm3. Ex.: argila expandida e stiropor. Normais: 2,0 kg/dm3 < < 3,0 kg/dm3. Ex.: areia, seixo rolado e pedra britada.

-

24


-

Pesados: > 3,0 kg/dm3. Aplicados por exemplo, em paredes de isolamento radioativo nas usinas atmicas. Ex.: magnetita e hematita.

2.2.3 Quanto s dimenses

-

Grado: a porcentagem em massa, retida na peneira de abertura # 4,8 mm, deve ser maior que 85%.

-

Mido: a porcentagem em massa, acumulada na peneira de abertura # 4,8 mm, no deve ser superior a 15%. Nos casos em que essa porcentagem excede os 15%, as fraes mida e grada devem ser consideradas separadamente.

2.3 Parmetros de qualidade

Seguem algumas das principais caractersticas dos agregados, a serem analisadas para auxiliar o processo de escolha.

2.3.1 Contedo de substncias nocivas

Os agregados devem apresentar teores reduzidos ou mesmo nulos das seguintes substncias: Material pulverulento: p de argila (dimenso mdia inferior a 0,075 mm), que aumenta a necessidade de gua, pela sua elevada rea especfica, e atrapalha a aderncia entre o agregado e a pasta de cimento. Teor admissvel: 3% a 5% em massa. Torres de argila: tm resistncia desprezvel, absorvem gua, desagregam, e geram vazios. Podem ser detectados

manualmente, por esmagamento. Teor mximo admissvel: 1,5% em massa. Impurezas orgnicas: possuem acidez, que neutraliza a alcalinidade da gua de amassamento e, por isso, prejudicam a hidratao do cimento. Mximo admissvel: 1% em massa.25


-

Cloreto de sdio: comum nas areias em contato com o mar; representa perigo para a armadura, que passa a sofrer o efeito do processo de corroso.

2.3.2 Anlise granulomtrica

A

composio

granulomtrica

tem

grande

influncia

sobre

a

compacidade do concreto ou da argamassa produzidos, o que acarreta economia e aumento de resistncia. Agregado bem graduado aquele que exige menor quantidade de pasta de cimento, para determinada relao gua/cimento, com a finalidade de preencher todos os vazios e de cobrir a superfcie dos gros com uma fina camada de pasta. Para se conhecer a composio granulomtrica dos agregados, utilizase a srie normal de peneiras, cujas aberturas das malhas so, em mm: 76; 50; 38; 25; 19; 9,5; 4,8; 2,4; 1,2; 0,6; 0,3 e 0,15. Para a determinao da granulometria do agregado, deve-se escolher uma amostra representativa do lote, seca ao ar e com massa conhecida. A amostra ento passada pela srie normal de peneiras e o material retido em cada uma delas separado e pesado. Por ltimo, so calculadas as porcentagens em massa retidas e retidas acumuladas em cada uma das peneiras.

2.3.3 Teor de umidade

Muito importante para poder corrigir a quantidade de gua da argamassa ou do concreto, de acordo com a relao gua/cimento requerida. A resistncia mecnica funo da relao gua/cimento e, portanto, imprescindvel avaliar-se a umidade dos agregados, especialmente os. O teor de umidade dado por:

h (%) = mu ms x 100 ms Onde: h = teor de umidade (%);

26


mu = massa da areia mida; ms = massa da areia seca. 2.3.4 Inchamento da areia

A gua livre aderente aos gros provoca o afastamento entre eles, pelo aumento da tenso superficial, e, com isso, observa-se o inchamento. O clculo do inchamento pode ser feito pela seguinte equao:

I (%) = Vu Vs x 100 Vs Onde: I = inchamento (%); Vu = volume aparente (sem desconto de vazios) mido; Vs = volume aparente seco. Umidade crtica o teor de umidade (item 2.3.3) a partir do qual o inchamento no progride. Geralmente, esse teor varia de 4% a 6%. Como se observa na Figura 2.1, o inchamento da areia pode superar a marca dos 30%, da a sua importncia, tanto no momento da compra do material, quanto na dosagem de argamassas e concretos, normalmente em volume.

27


Figura 2.1 Inchamento em funo do teor de umidade da areia.

2.4 Agregados midos

De acordo com a classificao do item 2.2.3, recebem a denominao genrica de areias, subdivididas em fina, mdia e grossa (Tabela 2.1). Seus principais usos: Areia fina: argamassa para revestimento (reboco). Areia mdia: assentamento de azulejos. Areia grossa: concreto, assentamento de pisos e de tijolos.

Tabela 2.1 Classificao das areias

Tipo Fina Mdia Grossa

Faixa granulomtrica (mm) 0,02 a 0,42 0,43 a 1,9 2,0 a 4,8

Quanto procedncia, as areias podem ser de rio, de cava ou de mar. Areia de rio: largamente utilizada, apresenta baixos teores de impurezas, por ser lavada naturalmente. Areia de cava ou de mina: pode apresentar matria orgnica e torres de argila, e requer lavagem prvia. Areia de mar: uso no recomendado, em decorrncia dos elevados teores de cloreto de sdio, que age como acelerador de pega e tambm induz a corroso da armadura.

Existem tambm agregados midos, subprodutos do processo de britagem, chamados pedriscos. Tm o inconveniente de apresentar muito p de pedra, que prejudica a aderncia da pasta, bem como requer maior consumo de gua. A lavagem prvia desses agregados auxilia a remoo do p.

28


2.5 Agregados grados

Pela mesma classificao do item 2.2.3, podem subdividir-se em: Pedregulho, seixo rolado ou cascalho: apresentam cantos arredondados e textura lisa. Como conseqncia, so de fcil manipulao e requerem menos gua de amassamento. Sua aderncia pasta menor, o que porm s chega a ser prejudicial em concretos de alta resistncia. Britas: so as mais utilizadas na construo civil,

principalmente as britas 1 e 2 (Tabela 2.2). Tm quinas, salincias e reentrncias, que tornam sua manipulao difcil e requerem maior quantidade de gua de amassamento. Esses fatores fazem com que a aderncia pasta seja excelente.

Tabela 2.2 Classificao das britas Brita n Faixa granulom trica (mm)

0 4,8 a 9,5 1 2 3 4 5 9,5 a 19,0 19,0 a 25,0 25,0 a 50,0 50,0 a 76,0 76,0 a 100,0

2.6 Exerccios

29


2.6.1 Considerar o seguinte trao, para preparo de 1 m3 de concreto (agregados secos): gua: 172 kg; cimento: 390 kg; areia: 631 kg; brita: 1185 kg.

Se, na obra, a areia est com teor de umidade igual a 5% e o inchamento correspondente igual a 25%, calcule: a) a nova quantidade de gua a ser introduzida no trao. b) A variao de volume sofrida pela areia. Considere massa unitria da areia seca (densidade aparente) igual a 1450 kg/m3.

2.6.2 Um zootecnista escolhe o seguinte trao, estabelecido para materiais secos: 1 saco de : cimento 3 caixas de areia seca de : 35x45x23 cm3 2 caixas de : 25 litros brita 2 de de gua 35x45x34 cm3

Para umidade de 4%, inchamento igual a 20% e massa unitria da areia seca igual a 1450 kg/m3, calcule o novo trao corrigido. 3 ARGAMASSAS

Denomina-se argamassa todo material complexo, constitudo de agregados midos, aglomerantes minerais e gua. Eventualmente, aditivos especiais, tais como impermeabilizantes e adesivos, podem fazer parte de sua constituio. Os aglomerantes mais empregados so a cal area, o cimento Portland (comum ou branco) e o gesso. Tambm existe o cimento de alvenaria, mais barato e de menor resistncia que o cimento convencional, para uso especfico em argamassas. Os agregados midos mais comuns no Brasil so: areia silicosa lavada de rio, areia argilosa de cava e pedrisco. Argamassas especiais podem conter30


carbeto de silcio, micas, p de pedra, argilas refratrias e reforo de fibras (metlicas, plsticas, vegetais e de vidro).

3.1 Classificao

As argamassas so classificadas de inmeras maneiras, de acordo com a propriedade que se deseja enfatizar. Merecem destaque as classificaes segundo a utilizao, dosagem e aglomerantes empregados.

3.1.1 Utilizao

As argamassas podem ser agrupadas em quatro grandes famlias: Assentamento de alvenaria (tijolos, blocos e pedras), tanto comum como estrutural. A argamassa tem a funo de ligar os elementos de alvenaria, proporcionando a transmisso

homognea dos esforos solicitantes. Revestimento: tem a funo de anular as irregularidades das superfcies e de evitar a penetrao de umidade. i. Chapisco: espessura de 5 mm, tem a finalidade de aumentar a rugosidade do substrato. ii. Emboo: massa grossa, espessura de 20 mm, com a funo de anular as maiores imperfeies. iii. Reboco: massa fina, 5 mm de espessura, d textura de acabamento. Fixao de pisos e azulejos, podem ser comuns ou especiais (tambm chamadas de adesivas). Outras: refratrias, grautes isolantes (em termo-acsticas, de alvenaria

impermeabilizantes,

reforos

estrutural), para jateamento e restaurao estrutural.

3.1.2 Dosagem

Pode ser classificadas como:

31


-

Magras ou pobres, em que a pasta no suficiente para preencher todos os vazios entre os agregados.

-

Cheias ou normais, com o exato preenchimento dos vazios entre os agregados.

-

Gordas ou ricas, nos casos em que h excesso de pasta.

3.1.3 Aglomerantes empregados

Argamassa simples: apenas um tipo de aglomerante. Ex.: i. Argamassa de cimento e areia. ii. Argamassa de saibro e areia. O saibro um solo arenoargiloso, em que a frao de argila funciona como aglomerante inerte. Sua aplicao restrita a pequenas solicitaes. Argamassa mista: dois ou mais aglomerantes em conjunto. Ex.: i. Argamassa de cimento, cal e areia. ii. Argamassa de cimento, saibro e areia. iii. Argamassa de cal, saibro e areia.

3.2 Trao

a proporo relativa entre os constituintes da argamassa com exceo da gua, e pode ser em volume (mais usual) ou em massa (mais preciso). Na relao 1:3 (diz-se um para trs), por exemplo, o primeiro nmero representa o aglomerante, geralmente igual a um, com trs partes de agregado (em massa ou volume, conforme especificao). Para as argamassas com mais de um aglomerante, convencionou-se que a ordem do aglomerante mais caro para o mais barato. Assim, o trao 1:2:9, em volume, pode corresponder argamassa dosada com um volume unitrio de cimento (uma lata de 18 litros, por exemplo), dois volumes unitrios de cal hidratada e nove de areia.

32


comum, tambm, o uso de relaes numricas diversas, para as argamassas compostas de cimento e cal. Geralmente, as argamassas de cal so misturadas e estocadas antecipadamente, com o objetivo de garantir a completa extino da cal virgem, e adiciona-se o cimento somente no momento do uso. Por exemplo: um trao 1:5 em volume com 100 kg corresponde a uma argamassa com um volume unitrio de cal, cinco volumes de areia e mais 100 kg de cimento por m3 de argamassa de cal produzida. J outro trao em volume 1:4/12 indica que a argamassa dosada inicialmente com um volume de cal e quatro volumes de areia; em seguida, mistura-se uma parte de cimento, em volume, com doze partes da argamassa de cal. A transformao do trao em massa no seu equivalente em volume, ou vice-versa, simples, bastando conhecer as massas unitrias dos materiais bsicos. Por exemplo, o trao 1:4 em massa, de uma argamassa de cimento, pode ser transformado em volume como explicado a seguir. Dados: massa unitria do cimento: 1420 kg/m3; massa unitria da areia seca: 1500 kg/m3.

Assim, 1000 kg de cimento ocupa o volume de 1000.(1/1420) = 0,70 m3 e 4000 kg de areia seca ocupam o volume de 4000.(1/1500) = 2,67 m3. Como habitualmente representa-se o trao em relao ao volume unitrio do aglomerante, a seguinte adaptao pode ser obtida:

0,70 : 2,67 1 : 3,81 em volume seco 0,70 0,70

Para o caso da areia mida, com inchamento igual a 25%, por exemplo, o trao sofre o seguinte ajuste:

1 : 3,81 x 1,25 1 : 4,76 em volume mido

Como j foi explicado no item 2.3.3, para areia mida, a quantidade de gua do trao deve ser ajustada, considerando-se o volume introduzido juntamente

33


com a areia. A escolha da relao gua/aglomerante adequada depende dos seguintes fatores: trabalhabilidade desejada; materiais empregados (quanto maior a porosidade e/ou finura do agregado, maior o consumo de gua); impermeabilidade requerida; resistncia final desejada.

3.3 Escolha da argamassa

A escolha de um determinado tipo de argamassa limitada pelas exigncias construtivas pertinentes ao seu emprego. Seguem os tipos mais comuns na construo civil. A Tabela 3.1 traz sugestes de traos em volume, para diversas finalidades.

3.3.1 Argamassa de cal

Apresenta as seguintes caractersticas: alta trabalhabilidade; elasticidade elevada; pequena retrao; baixa resistncia; baixo custo.

Assim, as argamassas de cal so normalmente empregadas em revestimentos e assentamentos de tijolos em construes de baixa altura. comum o uso conjunto de saibro, quem mantm as caractersticas da cal e barateia o produto final.

Tabela 3.1 Traos em volume de diversas argamassas. Finalidade Assentamento de tijolos cermicos macios - Alicerce - 1 tijolo Cimento:cal:areia grossa Cal:areia grossa 1:2:8 1:4 Componentes Trao

34


- tijolo Assentamento de tijolos cermicos furados - 1 tijolo - tijolo Chapisco - Aplicado sobre alvenaria - Sobre concreto - Para impermeabilizao Emboo (1 camada sobre alvenaria) - Interno para reboco - Interno para azulejo - Interno para forro - Externo para reboco Reboco (camada de acabamento) - Interno para pintura - Interno para forro - Externo para pintura Fixao de azulejo e ladrilho cermico Piso cimentado liso (queimado)

Cimento:cal:areia grossa

1:2:8

Cal:areia grossa Cimento:cal:areia grossa

1:4 1:2:8

Cimento:areia grossa

1:4 1:3 1:2

Cal:areia grossa

1:4 1:4

Cimento:cal:areia grossa

1:2:9 1:2:9

Cal:areia fina

1:4 1:2 1:3

Cimento:cal:areia mdia Cimento:areia fina

1:1:5 1:3

3.3.2 Argamassa de cimento

Suas principais caractersticas: resistncias considerveis j nas primeiras idades; alta resistncia final; durabilidade; pequena permeabilidade; melhor aderncia; retrao elevada.

indicada para assentamento de alvenarias abaixo do lenol fretico, assentamento de blocos de altssima resistncia, revestimentos externos, assentamento de pastilhas, pisos e pedras de revestimento.

35


3.3.3 Argamassa mista de cimento e cal

Alia vantagens do cimento e da cal, tais como: trabalhabilidade, resistncia e durabilidade. Indicada para assentamento de alvenarias de meio tijolo, emboo externo e assentamento de azulejos.

3.3.4 Argamassa de gesso

So utilizadas basicamente para revestimento de paredes, com o uso de areia fina como agregado. Pode-se empregar o gesso na forma de pasta, para revestimentos com espessura de 1 a 2 mm. Apesar do custo elevado do gesso, seu uso pode ser economicamente vivel, em virtude do alto rendimento (menor consumo de mo-de-obra). Algumas de suas principais caractersticas: boa resistncia compresso; baixa aderncia; excelente plasticidade; nenhuma resistncia umidade.

3.4 Quantificao de material

Definido o trao da argamassa, existem algumas tcnicas expeditas para clculo do consumo de material, por metro cbico de argamassa simples a ser produzida.

Traos das argamassas para revestimento Aplicao Trao Rendimento por lata de cimento Impermeabilizao 1 lata de cimento 3 latas de areia fina 1 kg de impermeabilizante 10 m lineares de Siga as recomendaes do fundao fabricante indicadas na lata do impermeabilizante. Instrues de uso

36

Materiais de Construo2

Chapisco

1 lata de cimento 3 latas de areia fina

30 m

A

camada

de

chapisco

deve ser mais fina possvel. 17 m2

Emboo (massa grossa)

1 lata de cimento 2 latas de cal 8 latas de areia mdia

A espessura deve ser de a cm a 2,5 cm.

Reboco (massa fina)

1 lata de cimento 2 latas de cal 9 latas de areia fina

35 m

2

Esta camada deve ser a mais fina possvel.

peneirada Regularizao nivelamento Cimentado ou 1 lata de cimento 3 latas de areia mdia 1 lata de cimento 3 latas de areia mdia2

Varivel

Essa argamassa no deve ser muito mole.

4 m com uma O espessura 2,5 cm

cimentado com

pode p

ser de ter liso

de queimado cimento acabamento

para

(cimentado liso). Alise a superfcie com uma

desempenadeira metlica

Ateno: A lata de medida deve ser de 18 litros.

Traos das argamassa para assentamento Aplicao Trao Rendimento por Instruo de uso lata de cimento Regularizao nivelamento Fundao ou 1 lata de cimento 3 latas de areia de 1 lata de cimento 30 m2

varivel

Essa argamassa no deve ser muito mole O bloco-canaleta o mais indicado para esse tipo de fundao

blocos de concreto lata de cal (baldrame) 6 latas de areia 30 m2

Paredes de blocos 1 lata de cimento de concreto lata de cal 6 latas de areia Parede de tijolos 1 lata de cimento macios de barro 2 latas de cal

Os

blocos

devem

estar

secos

quando forem assentados. Assente as 10 m2

3

primeiras

fiadas

com

a

argamassa de impermeabilizao da tabela anterior

37

Materiais de Construo2

Parede de tijolos 8 latas de areia cermicos (6 ou 8 furos) Azulejos 1 lata de cimento 1 lata de cal 4 latas de areia

16 m

7m

2

Os azulejos devem pousar na gua de um dia para outro, no mnimo, antes de ser assentados. Para o rejuntamento dos azulejos, utilize uma pasta de cimento branco com alvaiade, mas aguarde 3 dias para a argamassa de assentamento

secar Tacos 1 lata de cimento 3 latas de areia Ladrilhos e cermica 1 lata de cimento 1 lata de cal 4 latas de areia 7m2

4m

2

Lave a superfcie sobre a qual iro ser assentados os tacos, ladrilhos ou cermica, para aumentar a aderncia. Ladrilhos e cermica devem pousar na gua de um dia para outro, no mnimo, antes de ser assentados. Para rejuntar ladrilhos e cermica, utilize uma pasta de cimento, mas aguarde 1 dia para a argamassa de assentamento secar

Ateno: 1) A lata de medida deve ser de 18 litros; 2) A areia utilizada deve ser a mdia.

4 CONCRETO

4.1 Definio

Produto da mistura homognea de pasta (aglomerante hidrulico mais gua), de agregados mido e grado e de aditivos. Cada um dos componentes possui sua funo especfica.

4.1.1 Pasta

38


Compe cerca de 30% em volume do concreto. Preenche os vazios deixados pelos agregados e confere mobilidade e fluidez ao concreto recmmisturado. No estado endurecido, aglutina os agregados, confere resistncia mecnica, impermeabilidade e resistncia ao ataque de agentes agressivos.

4.1.2 Agregado

Perfaz 70% do volume de concreto. Reduz os custos e a retrao na secagem, confere resistncia abraso, isolamento trmico e acstico.

4.1.3 Aditivo

Utilizado em pequenos teores, tem o objetivo de melhorar alguma propriedade do concreto. Alguns exemplos: impermeabilizante, redutor de gua, plastificante, retardador de pega e acelerador de pega.

4.2 Classificao

Os concretos podem ser classificados, de acordo com a presena ou no de armadura.

4.2.1 Concreto simples

Pode ser moldado in loco (pisos, estacas de fundao) ou pr-moldado (cochos, bebedouros, placas). Apresenta boa resistncia (superior das argamassas) aos esforos de compresso. Fcil aplicao, pela inexistncia de armadura.

4.2.2 Concreto armado

Juno do concreto simples s armaduras de ao.

39


Alia a elevada resistncia compresso do concreto simples com a resistncia trao do ao, importante para os elementos estruturais em que esses dois tipos de esforo aparecem conjuntamente: lajes, vigas e pilares. Essa unio do ao ao concreto possvel porque: a) os dois materiais apresentam valores semelhantes do coeficiente de dilatao trmica; b) h boa aderncia entre ambos; c) o concreto apassiva a armadura, e impede sua oxidao.

4.3 Caractersticas do concreto recm-misturado

4.3.1 Consistncia

Mede o grau plasticidade do concreto, ou seja, a sua capacidade de deformao no estado recm-misturado. O mtodo de medida mais utilizado o abatimento do tronco de cone (slump test), conforme ilustra a Figura 4.1. Um molde tronco cnico preenchido em trs camadas, adensadas com 25 golpes de barra de ao (1/2 de dimetro). Aps a desmoldagem, que no deve demorar mais do que alguns segundos, mede-se a perda de altura (em cm) da massa de concreto, seguindo-se a classificao proposta pela Tabela 4.1.

40


Ideal

Cisalhamento

Colapso

Figura 4.1 Ensaio de abatimento do tronco de cone.

Tabela 4.1 Consistncia do concreto, medida pelo ensaio de abatimento do tronco de cone. Tolerncia (cm) 1 1 2 3

Consistncia Seca Medianamente plstica Plstica Fluida Lquida

Abatimento (cm) 0a2 3a5 6a9 10 a 15 16

4.3.2 Segregao

a separao do concreto em estratos, causada por excesso de agregados grados ou de gua. Um concreto bem dosado tambm corre o risco de segregar, na ausncia de cuidados adequados nas operaes de transporte, lanamento e adensamento.

4.3.3 Exsudao

semelhante

segregao

e trata-se

da sedimentao dos

constituintes mais pesados (agregados e cimento), enquanto que a gua flui para a superfcie e forma uma pelcula. Esse fenmeno mais significativo em concretos com excesso de gua e/ou com pouca quantidade de agregados midos.

41


4.4 Cura e desforma

Cura o perodo de hidratao do cimento e endurecimento do concreto, nas primeiras idades (a partir de 6 horas da concretagem). fundamental para seu comportamento no estado endurecido, ao longo de sua vida til. Deve-se manter o ambiente mido e, se necessrio acelerar o processo, pode-se empregar vapor aquecido (ex.: indstria de pr-moldados). Cura mal feita pode acarretar retrao por secagem acelerada e fissurao generalizada do concreto ou argamassa. A desforma pode comear a partir do terceiro dia (laterais das frmas). Os escoramentos (lajes e vigas) s devem ser retirados a partir da terceira semana de idade.

4.5 Caractersticas do concreto endurecido

4.5.1 Retrao

a variao de volume do concreto, na ausncia de tenses mecnicas e de variaes de temperatura. Essa diminuio de volume pode ser classificada predominantemente como retrao: qumica, oriunda da hidratao do cimento; por secagem, devida evaporao parcial da gua capilar.

4.5.2 Permeabilidade

O concreto um material poroso, que contm extensa rede capilar em seu interior. Se essa porosidade exceder certos limites, o concreto pode tornarse absorvente ou permevel presso dgua. A permeabilidade varivel com o tempo e depende basicamente dos seguintes fatores: adensamento sofrido no estado recm-misturado; grau de hidratao do cimento;42


-

lixiviao do hidrxido de clcio (provocada pela percolao de gua).

4.5.3 Resistncia abraso

Caracterstica importante para concretos submetidos a desgaste superficial (por ex.: vertedores de barragens e pisos de instalaes para grandes animais). A resistncia abraso aumenta com a dureza dos agregados (de preferncia quartzo ou at limalhas de ao) e diminui com a relao gua/cimento.

4.5.4 Resistncia compresso

considerada a propriedade mais importante do concreto, para a maioria das suas aplicaes. Em muitas situaes, costuma-se controlar apenas a resistncia compresso, que serve de avaliao indireta das demais propriedades do concreto endurecido. A determinao da resistncia compresso feita por meio de corposde-prova cilndricos com 15 cm de dimetro e 30 cm de altura. O concreto escolhido por amostragem e o resultado calculado a resistncia caracterstica: valor que tem a probabilidade de 95% de ser superado pelos valores individuais.

So fatores que influenciam a resistncia: Idade: a hidratao do cimento progride com a idade, que faz a resistncia aumentar. Os ensaios geralmente so

executados aos 28 dias, idade em que se espera que 90% da resistncia mxima j tenha sido atingida pelo concreto. Relao gua/cimento: conforme ilustra a Figura 4.2, quanto maior a relao gua/cimento, menor a resistncia. costume afirmar-se que a tecnologia do concreto se fundamenta no fator gua/cimento.43


41 Resistncia compresso (MPa) 28 dias

28

7

3 14 1 dia

0 0,35 0,55 a/c 0,75

Figura 4.2 Resistncia compresso x relao gua/cimento (a/c).

4.6 Dosagem do concreto

Para cada tipo de aplicao, a proporo entre os componentes deve ser ajustada, para se conseguir o melhor desempenho possvel e com custos compatveis. A dosagem pode ser experimental ou emprica. No primeiro caso, devem ser seguidas algumas regras prticas, feitos alguns testes de laboratrio, com obteno, como resultado, de um trao piloto, devidamente ajustado. No caso de obras de pequeno porte, as dosagens empricas so bastante utilizadas, fruto da experincia dos construtores. Como procedimento geral, algumas regras bsicas devem ser seguidas, para a dosagem emprica de concretos estruturais: Consumo mnimo de cimento: 300 kg/m3 de concreto. Porcentagem em volume de agregado mido: 30% a 50% do volume do concreto. Relao gua/cimento: a menor possvel, para a

trabalhabilidade requerida.

Tabela 4.2 Alguns traos usuais para concretos de uso corrente.44


Aplicao Base para fundaes e pisos

Trao 50 kg de cimento 153 L de areia grossa seca 207 L de brita 1 e/ou 2 36 L de gua

Fundaes

50 kg de cimento 90 L de areia grossa seca 117 L de brita 27 L de gua

Pilares, vigas e lajes (para construes com at dois pavimentos)

50 kg de cimento 72 L de areia grossa seca 99 L de brita 22,5 L de gua

4.7 Especificaes para o concreto

a discriminao das propriedades e parmetros do concreto. No caso de concreto usinado, por exemplo, muito importante que sejam firmados, de antemo, os seguintes itens: volume; hora de incio e durao da concretagem; abatimento do tronco de cone; dimenso do agregado (britas 1, 2 ou 3); resistncia caracterstica compresso aos 28 dias de idade. tipo de cimento utilizado; aditivos; quantidade de gua a ser adicionada na obra, imediatamente antes da concretagem; dimenses das peas a serem concretadas e densidade da armadura empregada; tipo de transporte, lanamento e adensamento disponveis na obra;

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-

outras particularidades da obra (por exemplo: condies de acesso, tipo de acabamento desejado e agentes agressivos do meio);

-

verificao

da

resistncia

mecnica

(definio

da

responsabilidade de execuo dos ensaios).

O concreto pode ser recusado na obra, caso no sejam atendidas as especificaes firmadas previamente,

4.8 Exerccio

Responda com verdadeiro (V) ou falso (F) s afirmaes abaixo. Quanto maior a relao gua/cimento do concreto: - maior a resistncia mecnica ( - maior a retrao por secagem ( - maior a permeabilidade ( - maior a durabilidade ( ) ) ) ) )

- maior a fluidez no estado recm-misturado ( - maior a trabalhabilidade ( )

5 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Apostilas ABCP (3 volumes) Construo Rural. Disciplina PRLH, PCC 739, 1988. Notas de aula. Helene, P.; Terzian, P. Manual de dosagem e controle do concreto. Pini, 1992. Mehta, Monteiro. Concreto, Pini, 1994. PCC/Poli. Notas de aula da disciplina de pg 'Princpios da ciencia dos materiais46


aplicados aos materiais de construo civil' pcc 726, 1985. PCC/Poli. Notas de aula da disciplina de pg 'Aglomerantes para argamassas e concretos' pcc 737, 1988. Taylor, HFW. Cement, 1997.

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