Apostila de Agregados

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agregados e granulometria

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    ENG. CIVIL

    MATERIAIS DE CONSTRUO

    UNIDADE I

    AGLOMERANTES

  • 2

    Definies

    Aglomerante o material ativo, ligante, em geral pulverulento, cuja principal funo formar uma pasta que promove a unio entre os gros do agregado. So utilizados na obteno das argamassas e concretos, na forma da prpria pasta e tambm na confeco de natas.

    As pastas so, portanto, misturas de aglomerante com gua. So pouco usadas devido aos efeitos secundrios causados pela retrao. Podem ser utilizadas nos rejuntamentos de azulejos e ladrilhos.

    As natas so pastas preparadas com excesso de gua. As natas de cal so utilizadas em pintura e as de cimento so usadas sobre argamassas para obteno de superfcies lisas.

    Classificao dos Aglomerantes

    Os aglomerantes podem ser classificados, quanto ao seu princpio ativo, em:

    - Areos: so os aglomerantes que endurecem pela ao qumica do CO2 no ar, como por exemplo, a cal area.

    - Hidrulicos: so os aglomerantes que endurecem pela ao exclusiva da gua, como por exemplo, a cal hidrulica, o cimento Portland, etc. Este fenmeno recebe o nome de hidratao.

    - Polimricos: so os aglomerantes que tem reao devido a polimerizao de uma matriz.

    * Conceito de Pega

    Pega a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar, por exemplo, gua a um aglomerante hidrulico, depois de certo tempo, comeam a ocorrer reaes qumicas de hidratao, que do origem formao de compostos, que aos poucos, vo fazendo com que a pasta perca sua fluidez, at que deixe de ser deformvel para pequenas cargas e se torne rgida.

    Incio de pega de um aglomerante hidrulico o perodo inicial de solidificao da pasta. contado a partir do lanamento da gua no aglomerante, at ao incio das reaes qumicas com os compostos do aglomerante. Esse fenmeno caracterizado pelo aumento brusco da viscosidade e pela elevao da temperatura da pasta.

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    Fim de pega de um aglomerante hidrulico quando a pasta se solidifica completamente, no significando, entretanto, que ela tenha adquirido toda sua resistncia, o que s ser conseguido aps anos.

    A determinao dos tempos de incio de e de fim de pega do aglomerante so importantes, pois atravs deles pode-se ter idia do tempo disponvel para trabalhar, transportar, lanar e adensar argamassas e concertos para execuo da cura, bem como transitar sobre a pea.

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    1. Cal

    o produto obtido pela calcinao de rochas calcrias a temperaturas elevadas.

    Existem trs tipos de cales: cal area (cal virgem e cal hidratada) e a cal hidrulica.

    1.1. Cal Virgem

    o aglomerante resultante da calcinao de rochas calcrias (CaCO3) numa temperatura inferior a de fuso do material (850 a 900 0C).

    Alm das rochas calcrias, a cal tambm obtida de resduos de ossos e conchas de animais.

    O fenmeno ocorrido na calcinao do calcrio o seguinte:

    Calcrio + calor cal virgem + gs carbnico

    { Ca CO3 + calor (900 0C) Ca O + CO2 }

    O produto que se obtm com a calcinao do carbonato de clcio recebe o nome de cal virgem, ou cal viva (CaO), que ainda no o aglomerante usado em construo. O xido deve ser hidratado para virar hidrxido de clcio Ca(OH)2 denominado de cal extinta ou cal queimada.

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    Cal virgem + gua => Cal extinta + calor

    { CaO + H2O Ca (OH)2 }

    O processo de hidratao da cal virgem executado no canteiro de obras. As pedras so colocadas em tanques onde ocorre a sua extino ao se misturarem com a gua. O fenmeno de transformao de cal virgem em cal extinta exotrmico, isto , se d com grande desprendimento de calor (250 cal/g, podendo em alguns casos a temperatura atingir 400 0C), o que torna o processo altamente perigoso.

    Aps a hidratao das pedras, o material dever descansar por 48 horas no mnimo, antes de ser utilizado na obra.

    As argamassas de cal, inicialmente, tm consistncia plstica, mas endurecem por recombinao do hidrxido com o gs carbnico, presente na atmosfera (da o nome cal area), voltando ao seu estado inicial de carbonato de clcio.

    Cal extinta + gs carbnico Carbonato de clcio + gua

    { Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O }

    A cal viva ou cal virgem distribuda no comrcio em forma de pedras, como saem do forno ou mesmo modas e ensacadas.

    1.2. Cal Hidratada

    Cal hidratada um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de hidratao. apresentada como um produto seco, na forma de um p branco de elevada finura. A cal encontrada no mercado em sacos de 20 kg.

    A cal hidratada oferece sobre a cal virgem algumas vantagens, entre elas:

    maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do canteiro de obras a operao de extino;

    maior facilidade de transporte e armazenamento.

    1.3. Cal Hidrulica

    Este tipo de cal um aglomerante hidrulico, ou seja, endurece pela ao da gua, e foi muito utilizado nas construes mais antigas, sendo posteriormente, substitudo pelo cimento Portland.

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    Aplicao da Cal

    A cal pode ser utilizada como nico aglomerante em argamassas para assentamento de tijolos ou revestimento de alvenarias ou em misturas para a obteno de blocos de solo/cal, blocos slico/calcrio e cimentos alternativos.

    Durante muito tempo a cal foi largamente empregada em alvenarias, que vm atravessando muitos sculos de vida til.

    Atualmente o maior emprego da cal se d, misturada ao cimento Portland.

    Por causa da elevada finura de seus gros (2 m de dimetro), e consequente capacidade de proporcionar fluidez, coeso (menor suscetibilidade fissurao) e reteno de gua, a cal melhora a qualidade das argamassas.

    A cal confere uma maior plasticidade as pastas e argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformaes, sem fissurao, do que teriam com cimento Portland somente.

    As argamassas de cimento, contendo cal, retm mais gua de amassamento e assim permitem uma melhor aderncia.

    A cal tambm muito utilizada, dissolvida em gua para pinturas, na proporo de mais ou menos 1,3 gramas por litro de gua. A esta soluo chama-se nata de cal e sua utilizao conhecida como caiao. As tintas de cal, alm do efeito esttico, tm, tambm, efeito assptico, devido a sua alta alcalinidade (PH alto).

    2. Gesso

    Dos aglomerantes utilizados na construo civil, o gesso o menos utilizado no Brasil.

    No entanto, ele apresenta caractersticas e propriedades bastante interessantes, dentre as quais, pode-se citar o endurecimento rpido, que permite a produo de componentes sem tratamento de acelerao de endurecimento. A plasticidade da pasta fresca e a lisura da superfcie endurecida so outras propriedades importantes.

    O gesso um aglomerante de pega rpida, obtido pela desidratao total ou parcial da gipsita, seguido de moagem e seleo em fraes granulomtricas em conformidade com sua utilizao.

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    A gipsita constituda de sulfato de clcio mais ou menos impuro, hidratado com duas molculas de gua. As rochas so extradas das jazidas, britadas, trituradas e queimadas em fornos.

    CaSO4 + 2H2O

    De acordo com a temperatura do forno o sulfato de clcio bi-hidratado se transforma em trs diferentes substncias:

    1 Fase - gesso rpido ou gesso estuque

    (CaSO4 + 2H2O) + calor 150 0C (CaSO4 + H2O)

    2 Fase - gesso anidro solvel

    (CaSO4 + 2H2O) + 150 0C < calor < 300 0C CaSO4

    3 Fase - gesso anidro insolvel

    (CaSO4 + 2H2O) + Calor > 300 0C CaSO4

    O gesso um aglomerante de baixo consumo energtico. Enquanto a temperatura para processamento do cimento Portland da ordem de 14500C, a da cal entre 800 e 10000C, a do gesso no ultrapassa 3000C.

    As propriedades aglomerantes do gesso devem-se hidratao do sulfato de clcio semi-hidratado e do sulfato de clcio solvel que reconstituem o sulfato de clcio bi hidratado.

    Aplicaes do Gesso

    Devido a sua principal caracterstica, o rpido endurecimento, o gesso presta-se moldagem. Quanto a suas principais aplicaes destacam-se:

    material de revestimento (estuque);

    placas para rebaixamento de teto (forro);

    painis para divisrias;

    elementos de ornamentao, como: sancas, flores, etc.

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    3. Cimento Portland

    Cimento Portland a denominao tcnica do material usualmente conhecido na construo civil como cimento. O cimento Portland foi criado e patenteado em 1824, por um construtor ingls, chamado Joseph Aspdin. Naquela poca, era moda na Inglaterra construir com uma pedra, de cor acinzentada, originria da ilha de Portland, situada ao sul do pas. Como o resultado da inveno de Aspdin se assemelhava, na cor e na dureza a pedra de Portland, foi patenteada com o nome de cimento Portland.

    O cimento um p fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob ao da gua, sendo, portanto, um aglomerante hidrulico. Depois de endurecido, mesmo sob ao da gua, no se decompe mais.

    O cimento hoje, sem dvida, o mais importante dos aglomerantes, sendo de fundamental importncia conhecer bem suas propriedades, para poder aproveit-las da melhor forma possvel.

    Composio do Cimento Portland

    O cimento Portland composto de clnquer, com adies de substncias que contribuem para suas propriedades ou facilitam o seu emprego. Na realidade, so as adies que definem os diferentes tipos de cimento.

    O clnquer, tem como matrias-primas o calcrio e a argila.

    A rocha calcria primeiramente britada, depois moda e em seguida misturada, em propores adequadas, com argila, tambm moda. Essa mistura atravessa ento, um forno giratrio, cuja temperatura interna chega a alcanar 14500C, atingindo