Apostila Materiais Construcao Marcio Varela

IFRN

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE

CAMPUS DE NATAL CENTRAL CURSO EDIFICAES

Professor: Marcio Varela

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APOSTILA DE MATERIAIS DE CONSTRUO CURSO TCNICO EM EDIFICAES IFRN / CAMPUS NATAL CENTRAL

PROF. MARCIO VARELA

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1. INTRODUO

1.1. IMPORTNCIA DO ESTUDO: uma habilidade essencialmente prtica, onde se estuda os diversos materiais utilizados em

Engenharia, sua obteno, propriedades e tcnicas de utilizao.

1.2. FINALIDADE DO ESTUDO: Desenvolver novas tcnicas de emprego, e pesquisar novos materiais, que atendam ao

desenvolvimento dos processos construtivos. As novas aplicaes dos materiais vo depender da descoberta de novas propriedades desses materiais.

2. AGREGADOS 2.1. DEFINIES

1 - Materiais granulosos, naturais ou artificiais, divididos em partculas de formatos e tamanhos mais ou menos uniformes, cuja funo atuar como material inerte nas argamassas e concretos aumentando o volume da mistura e reduzindo seu custo.

2 - Segundo Petrucci (1970) define-se agregado como o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte de dimenses e propriedades adequadas para a engenharia. Os agregados conjuntamente com os aglomerantes, especificamente o cimento, formam o principal material de construo, o concreto.

2.2. CLASSIFICAO 2.2.1. a) Quanto origem

- Naturais: so os agregados que no sofreram nenhum processo de beneficiamento, sendo encontrado na natureza j na forma particulada e com dimenses aplicveis a produo de produtos da construo, como argamassas e concretos.

Ex.: areia de rio e seixos.

- Artificiais: so os agregados que sofreram algum processo de beneficiamento por processos industriais, como por exemplo, britagem.

Ex.: britas, argilas expandidas, escria granulada de alto forno, vermiculita.

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2.2.2. Quanto ao Massa Unitria

Agregados leves: so os agregados com massa unitria inferior a 1120 kg/m3, sua aplicao principal na produo de concretos leves, essa menor massa devido a sua microestrutura celular e altamente porosa.

Ex. agregados artificiais como vermiculita expandida, escria expandida, entre outros.

Agregados normais: so os agregados com massa unitria entre 1500 e 1800 kg/m3, sua principal aplicao na produo de concretos convencionais.

Ex. areia lavada de rio, britas granticas e calcrias, entre outras.

Agregados pesados: so os agregados com massa unitria superior a 1800 kg/m3, sua aplicao principal na produo de concretos pesados, utilizados para blindagens de radiao. A maior massa destes agregados devido presena dos minerais de brio, ferro e titnio na estrutura dos agregados.

Ex. Barita, hematita entre outros.

2.2.3. Quanto a dimenso das partculas - Granulometria

Agregado mido: 0,075mm < < 4,8mm. Exemplos:

- p de pedra, areia e siltes. Esses fragmentos passam na peneira com 4,8 mm de abertura.

Agregado grado: 4,8mm. Exemplo:

- seixo rolado, brita e argila expandida. Esses fragmentos so retidos na peneira com abertura de 4,8 mm.

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2.3. AGREGADOS MIDOS

2.3.1. AREIAS Obtidas da desagregao de rochas apresentando-se com gros de tamanhos variados.

Podem ser classificadas, pela granulometria, em: areia grossa, mdia e fina. Deve ser sempre isenta de sais, leos, graxas, materiais orgnicos, barro, detritos e outros. Podem ser usadas as retiradas de rio e ou do solo (jazida). No devem ser usadas a areia de praia (por conter sal) e a areia com matria orgnica, que

provocam trincas nas argamassas e prejudicam a ao qumica do cimento. As areias so 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 caractersticas:

Gros grandes e angulosos (areia grossa); Limpa: quando esfregada na mo deve ser sonora e no fazer poeira e nem sujar a

mo. Observar tambm: umidade, pois quanto maior a umidade destas, menor ser o seu

peso especfico.

Areia para alvenaria: Na primeira camada do revestimento de paredes (emboo) usa-se a areia mdia. Para o revestimento final chamado reboco ou massa fina, areia fina.

Para acentamento de alvenaria deve-se utiliza areia mdia ou grossa. Obs: difcil encontrar uniformidade nas dimenses de gros de areia de mesma categoria.

Essa desigualdade conveniente, pois contribui para obteno de melhores resultados em seu emprego, j que diminui a existncia de vazios na massa e para a diminuio do volume dos aglomerantes, cimento e cal, na mistura, que so materiais de maior custo.

Substncias Nocivas As substancias nocivas nas areias, no devem exceder aos seguintes limites:

Torres de argila: 1,5 %; Matrias carbonosas: 1,0 %; Material pulverulento passando na peneira n 200 (abertura da malha igual a 0,074

mm);

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Impurezas orgnicas: realizado de acordo com a MB-10. Caso a soluo que esteve em contato com o agregado apresentar colorao mais escura que a soluo padro, ser o agregado considerado suspeito;

Outras impurezas: esses limites devero ser fixados pelo engenheiro fiscal, ou tcnico da obra; essas impurezas so, micas, detritos vegetais e etc.

Procedncia das Areias Dos Rios: mais puras, portanto as preferidas; Do Mar: s podem ser usadas, depois de bem lavadas em gua doce, ou expostas

s intempries em camadas finas, de modo a perder os sais componentes. De Minas: encontram-se superfcie da terra em camadas, em files ou em covas,

quando expurgadas de certas impurezas, torna-se melhor que a de rio.

Classificao (Srie de Taylor) a. Grossa: areia que passa em malha de 4,8 mm e ficam retidas na de 1,2 mm (alvenaria de pedra); b. Mdia: passa na peneira de 1,2 mm e fica retida na de 0,3 mm. (alvenaria de tijolo e nos emboos). c. Finas: passa na peneira de 0,3 mm (reboco de paredes e teto).

Requisitos da Areia a. No conter terra, o que se conhece por no crepitar ou ranger quando apertada na mo, e no turvar a gua em que for lanada. b. Possuir gros de dimenses variadas, e angulosos.

Funo Entra na composio das argamassas, e contribuem para diminuio da contrao

volumtrica da argamassa, tornando-a mais econmica.

2.3.2. P DE PEDRA a mistura de pedrisco e filler, no sendo, no entanto recomendado para argamassas.

2.3.3. FILLER Entende-se por Filler, um p mineral de grande finura, dimenses so inferiores a 0,075 mm,

podendo ser: Calcrio, P de pedra, Carvo, Cinzas, etc.

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2.4. AGREGADO GROSSO ou GRADO: Agregados Grossos so todos os materiais granulosos de dimetro superior a 4,8 mm. Os

principais agregados grossos so: seixos rolados, pedras britadas, argilas expandidas, escrias, etc.

Terminologia:

DENOMINAO DIMETRO BLOCO DE PEDRA > 1,0 m MATACO > 25 cm PEDRA Entre 7,6 cm e 25 cm BRITA 4,8 mm e 76 mm

2.4.1. BRITAS Provm da desagregao das rochas em britadores e que aps passar em peneiras

selecionadoras so classificadas de acordo com sua dimenso mdia, varivel de 4,8 a 76 mm. So normalmente utilizadas para a confeco de concretos, podendo ser obtidas de pedras

granticas e ou calcrias. Britas calcrias apresentam menor dureza e normalmente menor preo. Para concreto armado a escolha da granulometria baseia-se no fato de que o tamanho da

brita no deve exceder 1/3 da menor dimenso da pea a concretar. As mais utilizadas so as britas nmero 1 e 2.

As britas podem ser utilizadas tambm soltas sobre ptios de estacionamento e tambm como isolante trmico em pequenos terraos.

As britas so comercializadas de acordo com seu dimetro mximo, sendo classificadas na prtica como:

Classificao das Britas BRITA DIMETRO MNIMO (mm) DIMETRO MXIMO (mm) 0 4,8 9,5 1 9,5 19,0 2 19,0 25,0 3 25,0 50,0 4 50,0 76,0

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As principais caractersticas determinadas para esses agregados so granulometria, massa unitria, massa especfica e capacidade absoro.

A determinao da granulometria do agregado grado realizada da mesma maneira que a realizada para o agregado mido, mudando apenas a srie de peneiras utilizadas (Tabela 3) e a amostra mnima que deve ser determinada pela Tabela 4.

Tabela 3. Peneiras Srie Normal e Intermediria

Tabela 4 Amostra mnima para ensaio Dmx (mm) Massa Mnima (kg) 4,8 a 6,3 3,0 9,5 a 25,0 5,0 32,0 a 38,0 10,0

A determinao da massa unitria do agregado grado realizada da mesma maneira que a realizada para o agregado mido, j a massa especfica pode ser feita por imerso de uma

Srie Normal Intermediria (mm) 76,0 mm 50,0 mm 38,0 mm 32,0 mm 25,00 mm 19,0 mm 12,50 mm 9,50 mm 6,30 mm 4,80 mm 2,40 mm 1,20 mm 0,60 mm 0,30 mm 0,15 mm

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amostra de agregado grado seco ao ar em uma proveta graduada de 1000 ml, que contenha cerca de 500 ml de gua. A massa especfica determinada pela diviso da massa da amostra pelo volume de gua deslocado.

2.4.2. BRITA CORRIDA a mistura de britas, sem classificao prvia, com p de pedra, onde todos os tamanhos

esto misturados. 2.4.3. CASCALHO OU PEDRA-DE-MO

o agregado com gros de maiores dimenses sendo retidos na peneira 76 mm (pode chegar at a 250 mm). Utilizados normalmente na confeco de concreto ciclpico e calamentos.

Qualidades exigidas das britas: Limpeza: ausncia de matria orgnica, argila, sais, etc.; Resistncia: no mnimo possurem a mesma resistncia compresso requerida do

concreto;

Durabilidade: resistir s intempries e s condies adversas; Serem angulosas ou pontiagudas: para melhor aderncia.

2.4.4. SEIXOS ROLADOS Encontrado em leitos de rios deve ser lavado para serem utilizados em concretos. O concreto

feito com esse material apresenta boa resistncia, inferior, porm, ao feito com brita.

Classificao DENOMINAO DIMENSES FINO De 5 a 15 mm MDIO De 15 a 30 mm GROSSO Acima de 30 mm

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3.0 ENSAIOS

Agregados Midos

ENSAIO 1 - Massa especfica (ou massa especfica real): a massa da unidade de volume excluindo-se os vazios entre gros e os permeveis, ou seja, a massa de uma unidade de volume dos gros do agregado.

Sua determinao feita atravs do picnmetro ou do frasco de Chapman, preferencialmente. Segundo Petrucci (1970), a massa especfica real do agregado mido gira em torno de 2,65 Kg/dm3. Determinao da massa especfica do agregado mido feita por meio do frasco Chapman (NBR 9776/87):

Procedimento para determinao da massa especfica: - Secar a amostra de agregado mido (areia) em estufa a 110 C, at constncia de peso e resfri-la at temperatura ambiente; - Pesar 500 g de agregado mido; - Colocar gua no frasco Chapman (Figura 1), at a marca de 200 cm3; - Introduzir cuidadosamente os 500 g de agregado no frasco, com auxlio de um funil; - Agitar o frasco, cuidadosamente, com movimentos circulares, para a eliminao das bolhas de ar (as paredes do frasco no devem ter gros aderidos); - Fazer a leitura final do nvel da gua, que representa o volume de gua deslocado pelo agregado (L); - Repetir o procedimento pelo menos mais uma vez, para outra amostra de 500 g.

Determinao dos Resultados: A massa especfica do agregado mido calculada atravs da expresso:

= massa especfica do agregado mido, expressa em g/cm3 ou kg/dm3. L = leitura final do frasco (volume ocupado pela gua + agregado mido)

VM

=

200500

=

L

Figura 1 Frasco de Chapman

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OBS: - Duas determinaes consecutivas, feitas com amostras do mesmo agregado, no devem diferir entre si de mais de 0,05 g/cm3, ou seja:

- Os resultados devem ser expressos com duas casas decimais. A importncia fundamental da determinao da massa especfica dos agregados que esses valores sero utilizados nos clculos de consumo de materiais que entraro na composio de concreto e argamassa, como veremos no item sobre traos.

ENSAIO 2 - Massa unitria (especfica aparente): o peso da unidade de volume, incluindo-se os vazios contidos nos gros. determinada preenchendo-se um recipiente paralepipdico de dimenses bem conhecidas com agregado deixando-o cair de uma altura de 10 a 15 cm. tambm chamada de unitria. A areia, no estado solto, apresenta o peso unitrio em forma de 1,50kg/dm3.

A determinao feita atravs do ensaio descrito na NBR 7251/1987: Agregados em estado solto - Determinao da massa unitria.

Procedimento para determinao da massa unitria: - Secar a amostra de agregado mido em estufa a 110C, at constncia de peso e resfri-la at temperatura ambiente; - Determinar o volume do recipiente a ser utilizado (Vr); - Separar a amostra a ser utilizada, com volume no mnimo duas vezes o correspondente capacidade do recipiente a ser usado; - Pesar o recipiente utilizado para medir o volume (Mr); - Encher o recipiente com a amostra de forma a evitar a compactao do material, para deve-se soltar a amostra de uma altura de 10 a 15 cm; - Pesar o conjunto recipiente mais amostra (Mra); - Repetir o procedimento para outra amostra do mesmo material.

321 /05,0 cmg

Unitria

;

MassaVM

AP

=

=

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Determinao dos resultados: A massa unitria do agregado mido calculada atravs da expresso:

Obs1: - Duas determinaes consecutivas, feitas com amostras do mesmo agregado, no devem diferir entre si de mais de 0,05 g/cm3, ou seja:

Obs2.: A determinao da massa unitria til para a converso dos traos de argamassas e concretos de massa (peso) para volume e vice-versa.

ENSAIO 3 - Teor de umidade: a relao da massa de gua absorvida pelo agregado que preenche total ou parcialmente os vazios, e a massa desse agregado quando seco. Sua determinao feita, principalmente por meio da secagem em estufa; mtodo da queima com lcool; mtodo do speedy; frasco de Chapman, entre outros. O mtodo mais prtico para determinao em obras e controle de qualidade o mtodo do speedy test, por se constituir de um mtodo rpido e prtico de ser feito no canteiro de obras.

Norma para determinao: - Determinao da umidade superficial do agregado mido por meio do frasco de Chapman

(NBR 9775/1987) e ; - Determinao da umidade superficial do agregado mido por secagem em estufa (NBR

9939/1987).

.recipiente do Volume ;recipiente do

amostra; mais recipiente do ;kg/dm g/cm em mido agregado do unitria

:;

R

33

=

=

=

=

=

R

RA

R

RRA

VMassaMMassaM

ouMassa

ondeV

MM

321 /05,0 cmg

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Ensaio 3.1 - Procedimento para determinao da umidade pelo frasco de Chapman (NBR 9775/1987).

- Determinar a massa especfica do agregado mido conforme a NBR 9776/87; - Colocar gua no frasco Chapman, at a marca de 200 cm3; - Pesar 500 g do material mido a ser analisado, introduzindo cuidadosamente no frasco, com auxlio de um funil; - Agitar o frasco, cuidadosamente, com movimentos circulares, para a eliminao das bolhas de ar (as paredes do frasco no devem ter gros aderidos); - Fazer a leitura final do nvel da gua, que representa o volume de gua deslocado pelo agregado (L); - Repetir o procedimento para pelo menos mais uma amostra.

Determinao dos resultados: A umidade superficial presente no agregado mido (h) dada pela expresso:

Obs: A umidade dever ser a mdia de duas determinaes consecutivas feitas com amostras do mesmo agregado, colhidas ao mesmo tempo. Os resultados no podem diferir entre si mais do que 0,5%.

Ensaio 3.2 - Procedimento para determinao da umidade por secagem em estufa (NBR 9939/1987).

- Determinar o peso (tara) das cpsulas de alumnio, utilizadas como recipientes para colocao das amostras na estufa; - Pesar pelo menos duas amostras de areia mida (aprox. 50 g, cada); - Colocar a cpsula na estufa, a temperatura de 105 100 C, durante 24 horas; - Aps 24 horas, retirar a amostra da estufa e pesar;

[ ]

frasco; do final Leitura;g/cm em agregado do especfica

:;)700()200(500100

3

=

=

=

=

LMassaUmidadeh

ondeL

Lh

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Determinao dos resultados:

A umidade superficial do agregado mido (h) dada pela expresso:

- Realizar duas determinaes para o mesmo agregado, colhidos ao mesmo tempo. - Os resultados no devem diferir entre si de mais do que 0,5 %

Ensaio 3.2 - Procedimento para determinao da umidade pelo speed test.

Speed Test um o aparelho composto de uma garrafa metlica, na qual acoplado, em sua extremidade superior, um manmetro (Figura 2). O ensaio consiste em colocar certa quantidade de material mido, juntamente com duas ampolas de carbureto de clcio em p e uma esfera de ao no interior da garrafa. Feito isto, fecha-se a garrafa agitando-se com violncia para que a esfera quebre a ampola de carbureto de clcio. A reao da gua contida na areia com o carbureto de clcio elevar a presso, que ser acusada pelo manmetro e tambm pelo aquecimento das paredes da garrafa metlica. Em seguida aplicar constantes movimentos de vaivm para que haja homogeneizao entre a areia mida e o carbureto de clcio, at que a garrafa esfrie.

Proceder leitura do manmetro e, de acordo com a presso indicada obtm-se diretamente pela tabela do aparelho o teor de umidade em porcentagem.

Figura 2 Aparelho de Speed Test

seca; amostra da umida; amostra da

;umidade de

:;

R MassaMMassaM

Teorh

ondeM

MMh

H

S

SH

=

=

=

=

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Existem vrios estados de umidade nos agregados que esto esquematizados na Figura 3. A condio saturada superfcie seca definida quando todos os poros permeveis do agregado esto preenchidos e no h filme de gua na sua superfcie. A capacidade de absoro dos agregados que definida como a quantidade de gua necessria para levar o agregado da condio seca em estufa para saturada superfcie seca.

Figura 3 Condies de umidade dos agregados

ENSAIO 4 - Inchamento: a propriedade dos agregados midos de aumentarem de volume com o aumento da umidade, pela aderncia da gua a superfcie dos agregados.

1.1.1 Determinao do Inchamento de Agregado Mido (NBR 6467)

Procedimento do Ensaio - Secar a amostra de ensaio em estufa (105 110C) at constncia de massa e resfri-la at temperatura ambiente; - Colocar a amostra sobre uma bandeja de alumnio (1 m x 1 m) ou sobre uma lona impermevel, homogeneizar a amostra e determinar a massa unitria, segundo a NBR 7251; - Adicionar gua sucessivamente de modo a obter teores de umidade prximos aos seguintes valores: 0,5 %, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%, 9% e 12%. Homogeneizar cuidadosamente a amostra a cada adio de gua. Coletar uma amostra de agregado a cada adio de gua, para determinao do teor de umidade. Executar, simultaneamente, a determinao da massa unitria; - Determinar a massa de cada cpsula com a amostra coletada (Mi), secar em estufa e determinar sua massa (Mf).

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Determinao dos resultados - Calcular o teor de umidade das amostras coletadas nas cpsulas, pela expresso:

- Para cada teor de umidade, calcular o coeficiente de inchamento de acordo com a expresso:

- Assinalar os pares de valores (h, Vh/V0) em grfico, conforme modelo em anexo, e traas a curva de inchamento de modo a obter uma representao aproximada do fenmeno. - Determinar a umidade crtica na curva de inchamento, pela seguinte construo grfica: a) traar a reta tangente curva paralela ao eixo das umidades; b) traar a corda que une a origem ao ponto de tangncia da reta traada; c) traar nova tangente curva, paralela a esta corda; d) a abscissa correspondente ao ponto de interseo das duas tangentes a umidade crtica. - O coeficiente de inchamento determinado pela mdia aritmtica entre os coeficientes de inchamento mximo (ponto A) e aquele correspondente umidade crtica (ponto B).

g; capsula, da g;seca, amostra a com capsula da

g;umida, amostra a com capsula da ;umidade de

:;

c

f

MassaMMassaMMassaM

Teorh

ondeMMMM

h

i

cf

fi

=

=

=

=

=

%. em agregado, do umidade de teor h ;kg/dm em umidade, de h% com agregado do unitria massa

;kg/dm em estufa, em seco agregado do unitria massa ;Inchamento de ecoeficient /VV

;dm em estufa, em seco agregado do volume V;dm em umidade, de h% com agregado do volume V

:;100

100

3h

3s

0h

30

3h

0

=

=

=

=

=

=

+=

ondehVV

h

sh

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Figura 4. Grfico para determinao do inchamento A determinao do inchamento de suma importncia para a medio dos traos de concreto em volume e para a determinao do volume das padiolas de medio de areia.

ENSAIO 5 - Granulometria: a proporo relativa, em porcentagem, dos diferentes tamanhos dos gros que constituem o agregado. A composio granulomtrica tem grande influncia nas propriedades das argamassas e concretos. determinada atravs de peneiramento, atravs de peneiras com determinada abertura constituindo uma srie padro. A granulometria determina, tambm, o dimetro mximo do agregado, que a abertura da peneira em que fica retida acumulada uma percentagem igual ou imediatamente inferior a 5%. Outro ndice importante determinado pela granulometria o mdulo de finura, que a soma das porcentagens retidas acumuladas divididas por 100.

O ensaio de granulometria preconizado na NBR 7211 - Determinao da composio granulomtrica (NBR 7217/1987).

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A tabela a seguir apresenta a peneiras da srie normal para determinao da granulometria do agregado mido, de acordo com a NBR 7217. Deve-se utilizar uma amostra mnima de 0,5 kg para a anlise dos agregados midos. Tabela . Peneiras para granulometria dos agregados midos

Procedimento de ensaio: - Secar a amostra de agregado em estufa a 110C, at constncia de peso; - Encaixar a srie de peneiras, previamente limpas, com abertura de malha em ordem crescente, da base para o topo, juntamente com a tampa e o fundo; - Colocar a amostra sobre a peneira superior do conjunto, tampar e agitar, at a completa classificao do material. Esta agitao deve ser feita por um tempo razovel, que permita a separao e classificao da amostra; - Retirar a peneira superior e remover o material retido para uma bacia identificada, determinando sua massa. Ter o cuidado de remover todo o material aderido tela, utilizando escova de nylon; - Repetir o procedimento para todas as peneiras seguintes; - Se no for possvel utilizar a agitao mecnica do conjunto, classificar manualmente toda a amostra em uma peneira (maior malha), para depois passar a peneira seguinte; - Agitar cada peneira com a amostra, ou poro desta, por tempo no inferior a 2 minutos; - Repetir o procedimento, para uma outra amostra do mesmo material.

Determinao dos Resultados:

- Para cada uma das amostras de ensaio, calcular a porcentagem retida, em massa, em cada peneira, com aproximao de 0,1%. - As duas amostras devem apresentar, necessariamente, o mesmo dimetro mximo e, nas demais peneiras, os valores percentuais retidos individualmente no devem diferenciar mais que

Srie Normal 4,8 mm 2,4 mm

1,2 mm

0,6 mm 0.3 mm 0,15 mm

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quatro unidades percentuais entre si. Caso isso ocorra, repetir o peneiramento para outras amostras de ensaio at atender a esta exigncia. - Calcular as porcentagens retidas e acumuladas, em cada peneira, com aproximao de 0,01. - Calcular o mdulo de finura, que determinado atravs da soma das porcentagens retidas acumuladas, em massa, nas peneiras da srie normal (excetuam-se as peneiras intermedirias) dividida por 100. - Determinar o dimetro mximo, correspondente abertura nominal, em milmetros, da malha da peneira da srie normal ou intermediria, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5%, em massa. - Traar o grfico da curva granulomtrica (Figura 5), em papel semi-logartmico, incluindo as peneiras intermedirias, se houver.

Obs: Ao fim do ensaio, determinar a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no fundo do conjunto. O somatrio de todas as massas no deve diferir mais que 0,3% da massa inicialmente introduzida no conjunto de peneiras;

Figura 6 Composio Granulomtrica

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Figura 7 Curva Granulomtrica Nota: 1 - A diferena do somatrio do material retido total no deve diferir mais do que 3% da massa total da Amostra; 2 - As porcentagens retidas individualmente no devem diferir mais do que 4% para amostras de mesma Origem; 3 - Os mdulos de finura no devem variar mais do que 0,2 para o material de mesma origem; 4 - Determinar o mdulo de finura com aproximao de 0,01.

As areias podem ser classificadas quanto ao seu mdulo de finura (MF) em: MF < 3,9: Muito Grossa 3,3 < MF < 3,9: Grossa 2,4 < MF < 3,3: Mdia MF < 2,4: Fina

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3. AGLOMERANTES

3.1. DEFINIES Material ligante, geralmente pulverulento, que promove a unio entre os gros dos

agregados. Os aglomerantes so utilizados na obteno de pastas, argamassas, e concretos.

Apresentam-se sob a forma de p e, quando misturados com gua formam pastas que endurecem pela secagem e como conseqncia de reaes qumicas. Com o processo de secagem o aglomerante adere-se nas superfcies com as quais foram postas em contato.

Os aglomerantes so os produtos ativos empregados para a confeco de argamassas e concretos.

Os principais so: cimento, cal area, cal hidrulica e gesso. No concreto, em geral se emprega cimento portland, que reage com a gua e

endurece com o tempo.

3.2 CLASSIFICAO DOS AGLOMERANTES

3.2.1 AGLOMERANTES HIDRAULICOS

3.2.1.1 SIMPLES So aglomerantes que reagem em presena de gua. So constitudos de um

nico aglomerante, podendo ser misturados a outras substncias, em pequenas quantidades, com a finalidade de regular sua pega.

Exemplo: CPC Cimento Potland Comum

3.2.1.2 COMPOSTOS So aglomerantes simples, porm, misturados com produtos tais como a

Pozolana, Escrias, etc. Exemplo: CPZ - Cimento Portlan Pozolnico

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3.2.3 AGLOMERANTE MISTO a mistura de dois ou mais aglomerantes simples. Exemplo: Cimento + cal

3.2.4 AGLOMERANTE AREO Endurecem pela ao qumica ao CO2 do ar. Exemplo: Cal Area

3.3 PROPRIEDADES DOS AGLOMERANTES: PEGA: definida como sendo o tempo de incio do endurecimento. A pega se

d, quando a pasta comea a perder sua plasticidade.

FIM DE PEGA: o fim da pega se d quando a pasta se solidifica totalmente, no significando, no entanto, que ela tenha adquirido toda a sua resistncia, o que s ser conseguido aps anos.

COEFICIENTE DE RENDIMENTO: Rendimento o volume de pasta, obtido com uma unidade de volume de aglomerante.

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3.4 CLASSIFICAO QUANTO A PEGA

3.4.1 Aglomerantes Areos Endurecem pela ao qumica ao CO2 do ar. Exemplo: Cal Area

3.4.2 Aglomerantes Hidrulicos Endurecem pela ao exclusiva da gua, esse fenmeno denominado hidratao. Exemplo: Cal Hidrulica, Cimento Natural e Cimento Portland, Gesso.

3.4.3 Aglomerantes Inertes Endurecem por secagem. Exemplo: Argilas e Betumes.

3.5 PROCESSOS DE PRODUO DOS AGLOMERANTES

3.5.1 CAL o produto que se obtm com a calcinao, temperatura elevada de uma nica

matria-prima as rochas calcrias (CaCO3) ou rocha magnesiana (MgCO3), dolomita, que so as fontes dos xidos que formam a cal. Essa calcinao se faz entre outras formas, em fornos intermitentes, construdos com alvenaria de tijolos refratrios. H dois tipos de cal utilizados em construes: hidratada (area) e hidrulica.

3.5.2 CAL HIDRATADA (Area)

A cal hidratada ou comum ou area um aglomerante que endurece por reao com o CO2 do ar, ao contrrio da hidrulica, que exige o contato com a gua.

A partir da "queima" da rocha calcria em fomos, calcinao a 900 C, obtm-se a "cal viva" ou "cal virgem".

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V-se ento, que uma tonelada de calcrio d origem a 560 kg de cal, dessa forma os 44% de CO2 so perdidos sob forma de gs, que sai pelas chamins das fbricas.

Esta no tem aplicao direta em construes, sendo necessrio antes de us-la, fazer a "extino" ou "hidratao" pelo menos com 48 horas de antecedncia.

A hidratao consiste em adicionar dois ou trs volumes de gua para cada volume de cal. H forte desprendimento de calor e aps certo tempo as pedras se esfarelam transformando-se em pasta branca, a que se d o nome de "CAL HIDRATADA".

nesta forma que tem sua aplicao em construes, sendo utilizada em argamassas na presena ou no de cimento para assentamento de tijolos ou para revestimentos.

Classificao: As cales areas se classificam segundo dois critrios: 1) Quanto composio qumica classificam-se em: - Cal Clcica teor de MgO < 20% - Cal Magnesiana teor de MgO > 20%

Em ambos os casos, a soma de CaO e MgO deve ser maior que 95% e os componentes argilosos como a SiO2 (slica), Al2O3 (alumina) e Fe2O3 (xido de ferro) somam no mximo 5%.

)44% (56% %100)( )900(

023 gsCOCaOCCalorCaCO ++

CalorOHCaOHCaO ++ 22 )(

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2) Quanto ao rendimento da pasta podem ser classificadas em: - Cal gorda so necessrios menos de 550 kg de cal virgem para produzir 1 m3 de pasta, ou seja, 1 m3 de cal produz mais de 1,82 m3 de pasta - Cal magra so necessrios mais de 550 kg de cal virgem para produzir 1 m3 de pasta, ou seja, 1 m3 de cal produz menos de 1,82 m3 de pasta

Propriedades da cal area: - Cor branca; - Endurece com o tempo pela ao do CO2; - Aumenta de 2 a 3 vezes de volume com a extino; - = 0,5 kg/dm3 - = 2,2 kg/dm3 - Endurecimento lento

Utilizao da cal: - Argamassa simples e mista em alvenarias e revestimentos - Preparo de tintas - Concreto para reduzir permeabilidade e aumentar trabalhabilidade - Tratamento de gua - Correo de acidez do solo (agricultura)

3.5.3 CAL HIDRULICA

Aglomerante obtido pela calcinao de rochas calcrias, que natural ou artificialmente, contenham quantidade aprecivel de materiais argilosos. Tem a propriedade de endurecer sob a gua, embora tambm sofra ao de endurecimento pela ao do CO2 do ar.

A produo da cal hidrulica consiste da fragmentao da rocha calcria seguida da calcinao e da hidratao, conforme esquema abaixo:

Calcinao Argiloso) Mat. ( C) (900

CO 2+++

CaOCaOCalorafragmentadRocha

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Depois do cozimento, as pedras so umedecidas para a extino (hidratao), com uma temperatura controlada na faixa de 150 C (o controle da extino bastante rigoroso caso contrrio, a gua em excesso combina-se com os silicatos e aluminatos). Neste processo a cal pulveriza-se.

Classificao:

Pode-se classificar as cales em:

Grau de Hidraulicidade < 0,1 Cal Area Tempo de Endurecimento > 30 dias; Grau de Hidraulicidade de 0,1 a 0,15 Cal Fracamente Hidrulica Tempo Endurecimento de 15 a 30 dias; Grau de Hidraulicidade de 0,15 a 0,30 Cal Medianamente Hidrulica Tempo Endurecimento de 10 a 15 dias; Grau de Hidraulicidade de 0,30 a 0,40 Cal Hidrulica Tempo Endurecimento de 5 a 10 dias; Grau de Hidraulicidade de 0,40 a 0,50 Cal Eminentemente Hidrulica Tempo Endurecimento de 2 a 4 dias;

3.6 GESSO

Obtido a partir da desidratao total ou parcial da gipsita (CaSO4.2H2O), material natural encontrado na natureza com algum teor de impurezas como a slica (SiO2), a alumina (Al2O3), o xido de ferro (FeO), e o carbonato de clcio (CaCO3), sendo o teor mximo de impurezas limitado em 6%.

A gipsita o tipo estrutural de gesso mais consumido na indstria cimenteira, encontra-se no estado natural em grandes jazidas sedimentares, geologicamente

%%%%SiO

dadeHidraulici degrau o 32322CaO

OFeOAlSendo

++=

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denominadas de evaporitos. As principais jazidas economicamente exploradas encontram-se:

a) na Serra de Araripina, em regio confrontante dos estados do Cear, Pernanbuco e Piau; b) na regio de Mossor, no Estado do Rio Grande do Norte; e c) nas regies de Cod, Balsas e Carolina, no Estado do Maranho.

As reservas nacionais de gesso natural cohecidas so suficientes para atender ao consumo, nos nveis atuais, por cerca de 1000 anos, porm a m distribuio geolgica dos depsitos, restritos a Regio Nordeste e as enormes propores de rejeitos industriais da fabricao do cido fosfrico no Sul e Sudeste do pas motivaram a industrializao do fosfogesso ou gesso sinttico, a partir de 1975.

A reao qumica que permite a obteno do cido fosfrico a partir da apatita (minrio natural de fosfato) observada a seguir:

Frequentemente o minrio fosftico est associado a impurezas, originando a presena no gesso sinttico de produtos como fluoretos, fosfatos residuais e matria orgnica que podem afetar o tempo de pega e as resistncias mecnicas do cimento, da a necessidade de purificao do fosfogesso.

A Gipsita natural calcinada (queimada) em diferentes temperaturas dependendo do uso pretendido, classificando o gesso em:

- Gesso rpido ou gesso de estucador: obtido atravs da calcinao da gipsita a uma temperatura entre 150 e 250 C, atravs da equao:

)250 (150 211

21

. 2.

00

22424

CaGipsita

OHOHCaSOCalorOHCaSO ++

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O Apatita c. Sulfrico gua

2H3PO4 + 3(CaSO . 2H2O) c. Fosfrico gipsita

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Aps a calcinao as pedras so modas e confeccionadas as pastas para utilizao. O endurecimento (ou hidratao) do gesso se d pelo fenmeno reversvel a calcinao, ou seja, a calcinao desidrata a gipsita retirando uma e meia molcula de gua, enquanto o endurecimento da pasta de gesso ocorre por recebimento destas molculas de volta, mecanismo descrito pela frmula abaixo.

A quantidade de gua necessria hidratao do gesso em torno de 18 % a 19%. A quantidade de gua utilizada na produo de pasta e argamassa influencia sobremaneira o processo de endurecimento e ganho de resistncia, sendo prejudicial tanto a falta como o excesso de gua.

O processo de pega do gesso inicia com 2 a 3 minutos aps a mistura com a gua e termina 15 a 20 minutos aps. Esse processo ocorre com liberao de calor (processo exotrmico). O processo de ganho de resistncia do gesso pode durar semanas e influenciado por: - tempo e temperatura de calcinao da gipsita; - finura do gesso; - quantidade de gua de amassamento (gua utilizada na mistura); - presena de impurezas.

Este tipo de gesso muito utilizado para a fabricao de placas de gesso para forro.

Propriedades do gesso:

= 0,7 a 1,0 kg/dm3

= 2,7 kg/dm3

( ) GipsitaOHCaSOOHOHCaSO 2.2. 321

.2. 24224 =+

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O gesso corri o ao, por isso, no se pode reforar o gesso a no ser com armaduras galvanizadas, fibras sintticas, tecidos. O gesso um isolante de tipo mdio, podendo proteger a estrutura contra incndios, absorvendo grande quantidade de calor.

Outros tipos de gesso podem ser produzidos e dependem do calor de calcinao empregado, como o gesso sulfato-anidro solvel (250 a 400C), o sulfato-anidro insolvel (400 a 600C) e o gesso hidrulico (900 a 1200C).

3.7 CIMENTO Material ligante pulverulento de cor acinzentada, resultante da queima do calcrio,

argila e posterior adio de gesso. Distingue-se da cal hidratada por ter maior porcentagem de argila e pela pega dos

seus produtos ocorrer mais rapidamente e proporcionar maior resistncia a esforos mecnicos.

Obs: pega um fenmeno fsico-qumico atravs da qual a pasta de cimento se solidifica. Terminada a pega o processo de endurecimento continua ainda durante longo perodo de tempo, aumentando gradativamente a sua dureza e resistncia.

Exemplo: resistncia compresso de um bloco de argamassa de cimento e areia, trao 1:3 a 3 dias - 80 kg/cm, a 7 dias - 180 kg/cm e a 28 dias - 250 kg/cm.

A pega sofre influncia de diversos fatores, sendo retardada pelas baixas temperaturas, pelos sulfatos e cloretos de clcio. acelerada pelas altas temperaturas e pelos silicatos e carbonatos.

O cimento comum chamado PORTLAND, havendo diferentes tipos no mercado: cimento de pega normal: encontrado comumente venda; cimento de pega rpida: s a pedido; cimento branco: usado para efeito esttico (azulejos, etc.). Obs: - O cimento de pega normal inicia a pega entre 0,5 e 1 hora aps o contato com a gua, onde se recomenda misturar pequenas quantidades de cada vez, de modo a essas serem consumidas dentro daquele espao de tempo;

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- O cimento no deve ser estocado por muito tempo, pois pode iniciar a pega na embalagem pela umidade do ar, perdendo gradativamente o seu poder cimentante. O prazo mximo de estocagem normalmente de um ms.

3.8 MATRIAS-PRIMAS PARA A PRODUO DO CIMENTO

O Cimento portland depende, principalmente, para sua fabricao, dos seguintes produtos minerais: - Calcrio; - Argila e - Gesso.

3.8.1 CALCRIO O calcrio o carbonato de clcio (CaCO3) que se apresenta na natureza com impurezas como xidos de magnsio (MgO).

Sabendo-se que a cal, que verdadeiramente a matria-prima que entra na fabricao do cimento. A dolomita fornece apenas 30,4% de CaO no utilizada na fabricao do cimento portland.

3.8.2 ARGILA A argila empregada na fabricao do cimento essencialmente constituda de um

silicato de alumno hidratado, geralmente contendo ferro e outros minerais, em memores propores. A argila fornece os xidos SiO2, Al2O3 e Fe2O3 necessrios ao processo de fabricao do cimento.

3.8.3 GESSO O gesso o produto de adio final no processo de fabricao do cimento

portland, com a finalidade de regular o tempo de pega por ocasio das reaes de hidratao dos sulfatos. encontrado sob as formas de gipsita (CaSO4.2H2O), hemidrato ou bassanita (CaSO4.0,5H2O) e anidrita (CaSO4).

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FABRICAO DO CIMENTO PORTLAND A fabricao do cimento portland envolve as seguintes etapas de operaes: a) preparo e dosagem da mistura crua; b) homogeneizao; c) cliquerizao; d) esfriamento; e) adies finais e moagem; e f) ensacamento.

Preparo e dosagem da Mistura Crua

Preparo da mistura crua A matria-prima extrada da jazidas pelos processos usuais de explorao de

depsitos minerais. O calcrio pode apresentar-se com dureza elevada, exigindo o emprego de

explosivos seguido de britagem, ou suficientemente mole, exigindo apenas emprego de desintegradores, para ficar reduzido ao tamanho de partculas de dimetro mximo da ordem de 1cm.

As argilas contendo silicatos, alumina e xido de ferro, normalmente, apresentam-se em condies de serem misturadas diretamente com o calcrio.

Calcrio e argilas, em propores predeterminadas, so enviadas ao moinho de cru (moinho de bolas, de barras, de rolos) onde se processa o incio da mistura ntima das matrias-primas e, ao mesmo tempo, a sua pulverizao, de modo a reduzir o dimetro das partculas a 0,050 mm, em mdia.

A moagem, conforme se trate de via mida ou seca, feita com ou sem presena de gua.

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Dosagem da mistura crua A determinao da porcentagem de cada matria-prima na mistura crua depende

essencialmente da composio qumica das matria-primas e da composio que se deseja obter para o cimento portland, quando terminado o processo de fabricao.

Durante o processo de fabricao, a matria-prima e a mistura crua so analisadas, quimicamente, numerosas vezes, a intervalos de 1 hora e, s vezes, de meia em meia hora, e em face dos resultados dos ensaios, o laboratrio indica as porcentagens de cada matria-prima que deve compor a mistura crua.

So numerosos os mtodos de controle da composio qumica da mistura crua, sendo as frmulas seguintes as mais empregadas: mdulo hidrulico (Michaelis) mdulo de slica Mdulo de alumina-ferro

Nos cimentos nacionais, como resultado de numerosos ensaios, realizados em seu laboratrio, a Associao Brasileira de Cimento Portland (ABCP) encontrou os seguintes valores:

Homogeneizao

A matria-prima devidamente dosada e reduzida a p muito fino, aps a moagem, deve ter a sua homogeneidade assegurada da melhor forma possvel.

No processo de fabricao por via mida, a matria-prima moda com gua e sai dos moinhos sob a forma de uma pasta contendo geralmente de 30 a 40 % de gua, e bombeada para grandes tanques cilndricos, onde se processa durante vrias horas a operao de homogeneizao. Os tanques de homogeneizao so providos de equipamento que gira em torno de um eixo central e constitudo de uma srie de ps

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que giram, por sua vez, em torno de vrios eixos ligados rvore principal. A pasta, nessa fase de operao, ensaiada vrias vezes, a fim de se controlar a homogeneidade da mistura e a dosagem dos constituintes do cimento, o que permite a sua correo, se necessrio.

No processo de fabricao por via seca a matria-prima sai do moinho j misturada, pulverizada e seca.

Normalmente os moinhos de cru do sistema por via seca trabalham com temperaturas elevadas (300 - 400c) no seu interior, o que permite sec-la (menos de 1 % de umidade). Para tal fim, so usados, em certos tipos de moinho, os gases de combusto do forno, antes de serem enviados ao filtro retentor de poeiras, e, em seguida chamin. O cru transportado mecnica ou pneumaticamente para o silo homogeneizador, onde se assegura a homogeneizao necessria da mistura e se corrige, eventualmente, a sua composio.

Clinquerizao A matria-prima, uma vez pulverizada e intimamente misturada na dosagem

conveniente, sofre o seguinte tratamento trmico, Quadro 2:

No processo por via mida, todo o processamento termo-qumico necessrio produo do clnquer se d no forno rotativo.

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No processo por via seca, at temperatura da ordem de 900C a 1000C, o processamento da mistura crua se d em intercambiadores de calor do tipo ciclone ou de contra-corrente. O processamento restante realiza-se no forno, de comprimento reduzido, que recebe a mistura j na referida temperatura.

Esfriamento No forno, como resultado do tratamento sofrido, a matria-prima transforma-se em

clnquer. Na sada, o material apresenta-se na forma de bolas de dimetro mximo varivel entre 1cm a 3cm. As bolas que constituem o clnquer saem do forno a uma temperatura da ordem de 1200C a 1300C, pois h um incio de abaixamento de temperatura, na fase final, ainda no interior do forno.

O clnquer sai do forno e passa ao equipamento esfriador, que pode ser de vrios tipos. Sua finalidade reduzir a temperatura, mais ou menos rapidamente, pela passagem de uma corrente de ar frio no clnquer. Dependendo da instalao, na sada do esfriador o clnquer apresenta-se com temperatura entre 50C e 70C, em mdia. O clnquer, aps o esfriamento, transportado e estocado em depsitos.

Adies Finais e Moagem O clnquer portland assim obtido conduzido moagem final, recebendo, antes,

uma certa quantidade de gesso, limitada pela norma, gesso esse destinado ao controle do tempo de incio de pega.

O cimento portland de alta resistncia inicial NBR 5733 (EB-2) - , o cimento portland branco, o cimento portland de moderada resistncia aos sulfatos e moderado calor de hidratao (MRS), e o cimento portland de alta resistncia a sulfatos (ARS) NBR 5737 (EB-903) no recebem outros aditivos, a no ser o gesso.

O cimento portland de alto forno NBR 5735 (EB-208) -, alm de gesso, recebe 25 a 65% de escria bsica granulada de alto forno.

O cimento portland pozolnico NBR 5736 (EB 758) recebe, alm do gesso, a adio de material pozolnico (cinza volante, argila calcinada ou pozolana natural), nos seguintes teores: de 10 a 40% para o tipo 250 e de 10 a 30% para o tipo 320. para o cimento portland comum NBR 5732 (EB-1) permitida a adio de escria granulada de alto forno num teor de at 10% de massa total do aglomerante.

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O clnquer portland e seus aditivos passam ao moinho para a moagem final, onde se assegura ao produto a finura conveniente, de acordo com as normas.

Ensacamento O cimento portland resultante da moagem do clnquer, com os aditivos permitidos,

transportado mecnica e pneumaticamente para os silos de cimento a granel, onde estocado.

Aps os ensaios finais de qualidade do cimento estocado, ele enviado aos silos para a operao de ensacamento,operao feita em mquinas especiais que automaticamente enchem os sacos e os soltam assim que atingem o peso especificado de 50 Kg.

Muitas so as fbricas providas de equipamentos que permitem tambm a entrega do cimento a granel.

CLNQUER PORTLAND E SEUS COMPOSTOS ANIDROS

No interior do forno de produo de cimento, a slica, a alumina, o xido de ferro e a cal reagem dando origem ao clnquer, cujos compostos principais so os seguintes: silicato triclcico ................... 3CaO . SiO2 ................. (C3S) * silicato diclcico ................... 2CaO . SiO2 ................ (C2S) * aluminato triclcico ............... 3CaO . Al2O3 ................ (C3A) * ferroaluminato tetraclcico .... 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 ..... (C4AF) *

Esses compostos formam-se no interior do forno quando a temperatura se eleva a ponto de transformar a mistura crua num lquido pastoso que, ao se resfriar, d origem a substncias cristalinas, como ocorre com os trs primeiros produtos acima citados, e a um material intersticial amorfo contendo o C4AF e outros. Todos esses compostos tm a propriedade de reagir em presena da gua, por hidrlise, dando origem, ento, a compostos hidratados.

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Composio Potencial Os cimentos portland nacionais, segundo Ary F Torres tinham (1936-1938) a

seguinte composio, dita potencial ,calculada a partir do teor de xidos do cimento, pela frmula de BOGUE, abrangendo os 5 cimentos que eram fabricados naquela poca : C3S - 42 a 60% C2S - 14 a 35% C3A - 6 a 13% C4AF - 5 a 10% Em 1977,como resultado de centenas de ensaios realizados no laboratrio da ABCP, em cimentos de produo brasileira, foram encontrados os seguintes valores para a composio potencial calculada pela frmula de BOGUE: C3S - 18 a 66% C2S - 11 a 53% C3A - 2 a 20% C4AF - 4 a 14% Em trabalho realizado pelo National Bureau of Standard (NBS)-EUA, com quase 200 amostras de cimento norte-americano, foram encontrados do mesmo modo os seguintes resultados: C3S - 20 a 70% C2S - 5 a 50% C3A - 1 a 15% C4AF - 1 a 17%

Constituintes Anidros do Clnquer O C3S, quando observado ao microscpio em superfcies polidas de

clnquer,convenientemente tratadas, apresenta-se em cristais pseudo-hexagonais normalmente de contornos bem definidos.

O C2S apresenta-se,no ensaio acima referido,sob a forma de cristais de forma arredondada e, s vezes, denteados.

O C3A e o C4AF apresentam-se como materiais intersticiais, preenchendo o espao vazio deixado pelos cristais de C3S e C2S. O C4AF apresenta-se como material intersticial claro.

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O material intersticial escuro, quando de caracterstica cristalina, identifica o C3A. O material intersticial claro no cristalino o vidro, material resultante do esfriamento brusco do clnquer e que se forma em lugar de uma cristalizao total dos elementos presentes no clnquer (Ref. 4- pg.103 1 volume).

O vidro possuir, total ou parcialmente, em dissoluo, o MgO que no pode cristalizar-se sob a forma de periclsio, o que, entretanto, pode ocorrer se o esfriamento for lento.

O esfriamento brusco do clquer se destina, sobretudo, a impedir a formao de periclsio, pois os cristais de periclsio do cimento portland podero transformar-se em Mg(OH)2 ( hidrxido de magnsio ou brucita), quando o concreto que os contenha seja empregado em obras sujeitas presena de umidade.

Composio Qumica do Cimento Portland

A anlise qumica permite determinar a composio do cimento portland, dosando o teor de seus principais componentes qumicos, que so os xidos CaO, SiO2, Al2O3, MgO e SO3.

Para a anlise qumica prevista na especificao para cimento portland, existem mtodos de ensaio aprovados em nosso Pas pela ABNT.

O Quadro 3, permite visualizar as variaes de composio qumica dos cimentos brasileiros e americanos.

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Determinao da Composio Potencial do Cimento Portland

As principais propriedades do cimento portland decorrem da porcentagem dos seus constituintes cristalinos presentes, sendo, portanto, de alto interesse tecnolgico o seu conhecimento.

A determinao daquelas porcentagens, ainda hoje, apesar dos grandes progressos tcnicos, uma operao que exige aparelhagem de alto preo (raio X) ou tcnicos muito hbeis (microscpio mineralgico). R. H. Bogue, diretor de pesquisas da Portland Cement Association (PCA), introduziu na tecnologia dos cimentos (1929) um mtodo baseado em leis estequiomtricas da qumica, porm admitindo a cristalizao integral dos componentes do clnquer portland. Pelo mtodo de BOUGE, partindo-se da composio qumica do cimento, pode-se calcular a composio potencial, utilizando-se frmulas* de fcil aplicao. Hoje essas frmulas, com pequenas modificaes, so apresentadas pela ASTM C 150/77 da seguinte maneira:

quando: % C3S = (4,071 x %CaO) (7,600 x %SiO2) (6,718 x %Al2O3) (1,430 x %Fe2O3) (2,852 x%SO3)

% C2S = (2,867 x %SiO2) (0,7544 x %C3S) %C3A = (2,650 x %Al2O3) (1,692 x %Fe2O3) %C4AF = 3,043 x %Fe2O3

Os cimentos portland nacionais de fabricao normal tm: ***(frmula)*** Os cimentos portland de alta resistncia a sulfatos (ARS) NBR 5737 (EB-903) podem apresentar: ***(frmula)*** quando teoricamente o teor de C3A for nulo.

No caso de clnquer que contenha muito vidro, em conseqncia de resfriamento brusco, as equaes acima conduzem a erros s vezes superiores a 100%. Ary F. Torres assim se manifesta (ref. 2 pag. 48):

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Chega-se, assim concluso da presena de C3S, C2S, C3A e C4AF nas propores calculadas pelo mtodo de BOGUE, no clnquer esfriado lentamente, sem material no cristalizado. O equilbrio no mantido durante o esfriamento, resultando que as propores relativas dos diversos compostos presentes podem ser diferentes daquelas calculadas na base do equilbrio completo e parte do lquido pode deixar de cristalizar-se, formando vidro. Dessa forma, a composio calculada pelo mtodo de BOGUE no representar a realidade. Mesmo as frmulas que levam em conta o vidro (LEA e PARKER em 1935, L. A. Dahb em 1938) no resolvem completamente o problema, por se desconhecer a quantidade exata de vidro formado e como se formou parte do lquido que cristalizou (com participao do slido prexistente, em obedincia ao diagrama de equilbrio ou independentemente do slido, devido velocidade de esfriamento).

Cimento Portland O cimento portland um produto de caractersticos bem definidos em suas normas

aprovadas, no Brasil, pela ABNT. O clnquer de cimento portland, cujas propriedades j foram estudadas

anteriormente, pode dar origem a vrios tipos de cimento portland, alguns dos quais de fabricao corrente no Brasil, e que obedecem a normas tcnicas especficas.

Cimentos Especiais

Esses tipos se diferenciam de acordo com a proporo de clnquer e sulfatos de clcio, material carboncio e de adies, tais como escrias, pozolanas e calcrio, acrescentadas no processo de moagem. Podem diferir tambm em funo de propriedades intrnsecas, como alta resistncia inicial, a cor branca etc. O prprio Cimento Portland Comum (CP I) pode conter adio (CP I-S), neste caso, de 1% a 5% de material pozolnico, escria ou fler calcrio e o restante de clnquer. O Cimento Portland Composto (CP II- E, CP II-Z e CP II-F) tem adies de escria, pozolana e filler, respectivamente, mas em propores um pouco maiores que no CP I-S. J o Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) e o Cimento Portland Pozolnico (CP IV) contam com propores maiores de adies: escria, de 35% a 70% (CP III), e pozolana de 15% a 50% (CP IV).

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Aplicaes dos tipos de cimento

1. Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732) Um tipo de cimento portland sem quaisquer adies alm do gesso (utilizado como

retardador da pega) muito adequado para o uso em construes de concreto em geral quando no h exposio a sulfatos do solo ou de guas subterrneas. O Cimento Portland comum usado em servios de construo em geral, quando no so exigidas propriedades especiais do cimento. Tambm oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adies CP I-S, com 5% de material pozolnico em massa, recomendado para construes em geral, com as mesmas caractersticas.

2. Cimento Portland CP II (NBR 11578) O Cimento Portland Composto modificado. Gera calor numa velocidade menor

do que o gerado pelo Cimento Portland Comum. Seu uso, portanto, mais indicado em lanamentos macios de concreto, onde o grande volume da concretagem e a superfcie relativamente pequena reduzem a capacidade de resfriamento da massa. Este cimento tambm apresenta melhor resistncia ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pr-moldados e artefatos de cimento. Veja as recomendaes de cada tipo de CP II:

a. Cimento Portland CP II-Z (com adio de material pozolnico) - Empregado em obras civis em geral, subterrneas, martimas e industriais. E para produo de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pr-moldados e artefatos de cimento. O concreto feito com este produto mais impermevel e por isso mais durvel.

b. Cimento Portland Composto CP II-E (com adio de escria granulada de alto-forno) - Composio intermediria entre o cimento portland comum e o cimento portland com adies (alto-forno e pozolnico). Este cimento combina com bons resultados o baixo calor de hidratao com o aumento de resistncia do Cimento Portland

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Comum. Recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacadas por sulfatos.

c. Cimento Portland Composto CP II-F (com adio de material carbontico - fler) - Para aplicaes gerais. Pode ser usado no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pr-moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento, dentre outros.

3. Cimento Portland de Alto Forno CP III (com escria - NBR 5735) Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, alm de baixo calor de

hidratao, assim como alta resistncia expanso devido reao lcali-agregado, alm de ser resistente a sulfatos. um cimento que pode ter aplicao geral em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro e outras. Mas particularmente vantajoso em obras de concreto-massa, tais como barragens, peas de grandes dimenses, fundaes de mquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para conduo de lquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentao de estradas e pistas de aeroportos.

4. Cimento Portland CP IV 32 (com pozolana - NBR 5736) Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e

protendido, elementos pr-moldados e artefatos de cimento. especialmente indicado em obras expostas ao de gua corrente e ambientes agressivos. O concreto feito com este produto se torna mais impermevel, mais durvel, apresentando resistncia mecnica compresso superior do concreto feito com Cimento Portland Comum, a

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idades avanadas. Apresenta caractersticas particulares que favorecem sua aplicao em casos de grande volume de concreto devido ao baixo calor de hidratao.

5. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistncia Inicial - NBR 5733) Com valores aproximados de resistncia compresso de 26 MPa a 1 dia de

idade e de 53 MPa aos 28 dias, que superam em muito os valores normativos de 14 MPa, 24 MPa e 34 MPa para 1, 3 e 7 dias, respectivamente, o CP V ARI recomendado no preparo de concreto e argamassa para produo de artefatos de cimento em indstrias de mdio e pequeno porte, como fbricas de blocos para alvenaria, blocos para pavimentao, tubos, lajes, meio-fio, moures, postes, elementos arquitetnicos pr-moldados e pr-fabricados. Pode ser utilizado no preparo de concreto e argamassa em obras desde as pequenas construes at as edificaes de maior porte, e em todas as aplicaes que necessitem de resistncia inicial elevada e desforma rpida. O desenvolvimento dessa propriedade conseguido pela utilizao de uma dosagem diferente de calcrio e argila na produo do clnquer, e pela moagem mais fina do cimento. Assim, ao reagir com a gua o CP V ARI adquire elevadas resistncias, com maior velocidade.

6. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737) O CP-RS oferece resistncia aos meios agressivos sulfatados, como redes de

esgotos de guas servidas ou industriais, gua do mar e em alguns tipos de solos. Pode ser usado em concreto dosado em central, concreto de alto desempenho, obras de recuperao estrutural e industriais, concretos projetado, armado e protendido, elementos pr-moldados de concreto, pisos industriais, pavimentos, argamassa armada, argamassas e concretos submetidos ao ataque de meios agressivos, como estaes de tratamento de gua e esgotos, obras em regies litorneas, subterrneas e martimas. De acordo com a norma NBR 5737, cinco tipos bsicos de cimento - CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V-ARI - podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se enquadrem em pelo menos uma das seguintes condies:

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Teor de aluminato triclcico (C3A) do clnquer e teor de adies carbonticas de no mximo 8% e 5% em massa, respectivamente;

Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escria granulada de alto-forno, em massa;

Cimentos do tipo pozolnico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolnico, em massa;

Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa durao ou de obras que comprovem resistncia aos sulfatos.

7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratao (BC) - (NBR 13116) O Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratao (BC) designado por siglas e

classes de seu tipo, acrescidas de BC. Por exemplo: CP III-32 (BC) o Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor de hidratao, determinado pela sua composio. Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peas de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem trmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratao do cimento.

8. Cimento Portland Branco (CPB) (NBR 12989) O Cimento Portland Branco se diferencia por colorao, e est classificado em

dois subtipos: estrutural e no estrutural. O estrutural aplicado em concretos brancos para fins arquitetnicos, com classes de resistncia 25, 32 e 40, similares s dos demais tipos de cimento. J o no estrutural no tem indicaes de classe e aplicado, por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicaes no estruturais. Pode ser utilizado nas mesmas aplicaes do cimento cinza. A cor branca obtida a partir de matrias-

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primas com baixos teores de xido de ferro e mangans, em condies especiais durante a fabricao, tais como resfriamento e moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila. O ndice de brancura deve ser maior que 78%. Adequado aos projetos arquitetnicos mais ousados, o cimento branco oferece a possibilidade de escolha de cores, uma vez que pode ser associado a pigmentos coloridos.

Exigncias das Normas

As principais exigncias, particularmente da NBR 5732 (EB-1/77), que interessam sobretudo ao consumidor de cimento, so a seguir indicadas:

Quanto composio qumica

Perda de fogo O ensaio de perda de fogo NBR 5743 (MB-510) se faz por diferena de

pesagens de amostra de cimento portland elevada temperatura de 900C a 1000C em cadinho de platina. Dessa forma mede-se: a) perda de gua de cristalizao o que constitui uma indicao sobre o eventual incio de hidratao do cimento; b) perda de CO2 se houve incio de carbonatao (reao com o CO2 do ar) ou se existir, misturado no cimento, p de CaCO3; e, c) a perda ao fogo de, no mximo, 4,0% de acordo com a NBR 5732 (EB-1/77).

Resduo Insolvel Com exceo dos cimentos pozolnicos, todos os outros tipos de cimento tm o

resduo insolvel fixado em 1% nas respectivas normas NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735 e NBR 5737 (EB-1, EB-2, EB-208 e EB-903). A determinao do resduo insolvel feita pela NBR 5744 (mtodo ABNT MB-511), mediante ataque pelo cido clordrico (Hcl) diludo. Ora, os silicatos e aluminatos do clnquer portland e, tambm, das escrias de alto forno, so todos solveis e, assim sendo, o resduo insolvel deve provir de outras fontes.

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Trixido de enxofre (SO3) O teor admitido varia de 3 a 4% conforme o tipo de cimento e sua determinao

feita pelo ensaio realizado de acordo com NBR 5745 (mtodo ABNT MB-512). O clnquer portland, na fabricao dos diversos tipos de cimento portland, por ocasio da moagem final, recebe certa quantidade de gesso (CaSO4 . 2H2O), com o objetivo de regular o tempo de incio de pega. O gesso, entretanto, influi poderosamente em outros caractersticos do cimento, como a retratao, resistncia compresso etc., tornando a operao de dosagem do gesso bastante delicada (Ref. 4 pgs. 316, 329 e 331 1 volume).

xido de magnsio (MgO) Especificaes para os diversos tipos de cimento portland fixam entre 6 e 6,5% o

teor mximo admissvel no cimento, quando ensaiado pela NBR 5749 (mtodo ABNT MB-516). O MgO no cimento pode apresentar-se sob forma cristalina, denominada periclsio, ou dissolvida no vidro. O periclsio, quando presente em quantidade elevada (acima de 6%), segundo a opinio de alguns autores e quando o cimento for empregado em obras em contato frequente ou permanentemente com a gua, pode transforma-se em brucita (Mg (OH)2) com aumento de volume e possibilitando, em certos casos, a formao de fissuras no concreto. Estudos recentes parecem evidenciar que a presso proveniente da formao de cristal hidratado de MgO muito baixa e, portanto, tais cristais no podem se formar em peas de concreto sujeitas a tenses de compresso apreciveis.

Quanto aos caractersticos fsicos

Finura As dimenses dos gros do cimento portland podem ser avaliadas por meio de

vrios ensaios, porm, praticamente, s se utilizam os seguintes: a) por peneiramento NBR 7215 (ABNT MB-1): a peneira empregada no ensaio a ABNT 0,075mm (n 200) e deve satisfazer norma NBR 5734 (EM-22). A norma indica para o CPC um resduo mximo de 15% para os tipos 250 e 320, e mximo de 10% para o tipo 400;

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b) pela superfcie especfica Blaine medida de acordo com a NBR 7224 (mtodo ABNT MB-348), so os seguintes valores mnimos: CPC tipo 250 ......................................................................... 2400 cm2/g POZ tipo 250 ......................................................................... 2500 cm2/g CPC tipos 320 e 400, AF tipo 250, MRS e ARS ................... 2600 cm2/g AF tipo 320 ............................................................................ 2800 cm2/g POZ tipo 320 .......................................................................... 3000 cm2/g ARI ......................................................................................... 3000 cm2/g

Incio de pega O tempo de incio de pega determinado de acordo com a NBR 7215 (MB-1) deve

ser, no mnimo, de 1 hora. Esse dado permite avaliar o tempo em que as reaes que provocam o incio do endurecimento do concreto, devido ao cimento empregado, no so perturbadas pelas operaes de transporte, colocao nas formas e adensamento. Em obras especiais, como em barragens, cujo adensamento entre duas camadas contguas toma mais tempo, usa-se, na fabricao do concreto, aditivo retardador de incio de pega.

Fim de pega O tempo de fim de pega determinado de acordo com a NBR 7215 (MB-1) deve ser,

no mximo, de 10 horas. Esse ensaio facultativo.

Expansibilidade NBR 7215 (MB-1) A presena de teor elevado de MgO no cimento poder, em certos casos, provocar

efeitos expansivos no concreto, o mesmo podendo ocorrer com a presena de cal livre (CaO) no clnquer.

Os efeitos eventualmente nocivos, devidos presena anormal de MgO, CaO livre e, s vezes, CaSO4 em excesso, so detectados de um modo global por meio de ensaios acelerados, dentre os quais, o das agulhas de Le Chatelier, previsto nas normas: NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735, NBR 5736 e NBR 5737 (EB-1/77, EB-2/74, EB-208/74, EB-758/74, EB-903/77).

O ensaio feito a frio e a quente, com pasta preparada com o cimento em exame, e o afastamento medido nas extremidades das agulhas deve ser inferior a 5 mm.

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O ensaio a frio no exigido pela NBR 5732 (EB-1/77). Trata-se de um ensaio simples (Ref. 5 pg. 202): a) quando realizado a frio evidencia a presena de quantidade excessiva de cal livre, e/ou sulfato de clcio; e, b) quando realizado a quente, indica presena anormal de cal livre e/ou magnsio, em forma de periclsio.

Resistncia compresso A resistncia compresso uma das caractersticas mais importantes do

cimento portland e determinada em ensaio normal descrito na NBR 7215 (MB-1). Os cimentos CPC, AF, POZ, ARS, MRS e ARI devem apresentar, no mnimo, as

seguintes resistncias,Quadros 4 a 8:

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Quadro 7 - Cimento portland de alta resistncia a sulfatos (ARS) e cimento portland de moderada resistncia a sulfatos e moderado calor de hidratao (MRS).

Quadro 8 Cimento portland de alta resistncia inicial (ARI)

O ensaio de resistncia compresso feito em nosso Pas de modo diferente do adotado em outros pases, pois o corpo de prova adotado o cilindro de 5 cm x 10 cm, enquanto, na maioria dos pases, se adota o cubo ou a metade de um pequeno prisma aps ruptura por flexo (RILEN-CEMBUREAU, Ref. 5 pgs. 245 e 261).

O ensaio feito com argamassa normal, de trao 1:3, com emprego de areia normal produzida pelo Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo (IPT), que deve satisfazer norma ABNT 18:00-001. Hoje, estuda-se a substituio, em nosso

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Pas, dessa areia pela areia normal (RILEM, Ref. 5 pg. 244), que apresenta algumas vantagens.

A NBR 7215 (MB-1/78) fixa o fator gua/cimento em 0,48 para o ensaio normal. Os resultados do ensaio de resistncia realizado em cilindros apresentam o notvel interesse de conduzirem a valores de resistncia compresso muito prximos dos obtidos em cilindros de concreto, em igualdades de condies: idade, fator gua/cimento e qualidade dos agregados.

Hidratao do Cimento Portland As questes tcnicas relacionadas com a hidratao do cimento portland so

extremamente complexas. H, entretanto, alguns aspectos gerais que permitem que se forme uma idia global da questo, encarada do ponto de vista de cristalizao e das reaes qumicas.

Cristalizao Os compostos anidros do cimento portland reagem coma gua (hidrlise), dando

origem a compostos hidratados de duas categorias: a) compostos cristalinos hidratados; e, b) gel.

Em sntese, um gro de cimento que tenha cerca de 50 de dimetro mdio, entrando em contato com a gua, comea, no fim de algum tempo, a apresentar, em sua superfcie, sinais de atividade qumica, pelo aparecimento de cristais que vo crescendo lentamente e pela formao de uma substncia gelatinosa que o envolve, ou seja o gel. O gel que se forma inicialmente possui uma porcentagem muito elevada de gua e designada por gel instvel (o gel uma gelatina, sendo o gel instvel uma gelatina muito mole).

Os compostos cristalinos, para se desenvolverem, necessitam de gua, que ao cabo de pouco tempo inteiramente transformada em gel. O processo de desenvolvimento dos cristais se faz retirando a gua do gel instvel, que medida que vai perdendo gua, transforma-se em gel estvel e torna-se responsvel, em grande parte, pelas propriedades mecnicas de resistncia das pastas hidratadas endurecidas (Ref. 1 Pg. 224).

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Analisando com mais detalhe, constata-se que os principais compostos, silicatos triclcicos e diclcicos, durante a reao com gua, liberam hidrxido de clcio (Ca(OH)2).

Os cristais que se formam apresentam-se com formas alongadas, prismticas, ou em agulhas de monossilicatos de clcio hidratados e de aluminatos hidratados.

Esses cristais aciculares acabam se entrelaando medida que avana o processo de hidratao, criando a estrutura que vai assegurar a resistncia tpica das pastas, argamassas e concretos. Os espaos vazios so preenchidos principalmente pelo gel, hidrxido de clcio e gua.

Inicialmente o aluminato entra em atividade e, logo a seguir, o C3S; esses dois elementos, para se hidratarem, retiram a gua que necessitam do gel instvel e a formao de cristais hidratados se inicia.

A medida que o tempo passa, o gel vai cedendo cada vez mais gua at transformar-se, como j foi dito, em gel estvel, com uma estrutura sub-cristalina que impede a sada de novas quantidades de gua.

E o que gel? Ainda h 30 anos, mais ou menos, suponha-se que o gel fosse um produto amorfo resultante da hidratao do cimento. Os ensaios de determinao de superfcie especfica BET por absoro de nitrognio, e pela sua observao ao microscpio eletrnico, acabaram revelando ter o gel uma estrutura descontnua, possuindo pequenos cristais, talvez de C3S2. aq., de dimenses da ordem de 15 e separados uns dos outros em mdia em 9 ; esse espao est cheio de gua, dita no evaporvel (tenso superficial da ordem de 250 MPa 2500 Kgf/cm2). Na massa do gel h, entretanto, descontinuidades submicroscpicas, formando canalculos do gel, apresentando maiores dimenses que, entretanto, so ainda da ordem de 0,1 m. Para se ter uma idia da atividade dos vrios compostos ao se hidratarem, interessante observar o Quadro 9 relativo profundidade alcanada pela hidratao em mcrons com o tempo (Ref. 1 pg. 210).

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QUADRO 9 Hidratao dos principais compostos do cimento

A inspeo do Quadro 9 acima evidencia que a resistncia do cimento portland: a) at os 3 dias assegura pela hidratao dos aluminatos e silicatos triclcicos; b) at os 7 dias praticamente pelo aumento da hidratao de C3S; c) at os 28 dias continua a hidratao do C3S responsvel pelo aumento de resistncia, com pequena contribuio do C2S; e, d) acima de 28 dias o aumento de resistncia passa a ser devido hidratao de C2S.

Reaes qumicas

Os compostos anidros do cimento portland reagem com a gua, por hidrlise, dando origem a numerosos compostos hidratados. Em forma abreviada so indicadas algumas das principais reaes de hidratao dos compostos do cimento:

a) O C3A o primeiro a reagir, da seguinte forma: C3A + CaO + 12H2O Al2O3 . 4CaO . 12H2O

b) O C3S reage a seguir: C3S + 4,5 H2O SiO2 . CaO . 2,5 H2O + 2Ca (OH)2 (228) (148)

2C3S + 6H C3S2 . 3 H + 3Ca (OH)2 (100) (49) dando origem ao silicatos monoclcicos hidratados.

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c) O C2S reage muito mais tarde, do seguinte modo: C2S + 3,5 H2O SiO2 . CaO . 2,5 H2O + Ca (OH)2 (C/S = 1) (172) (74) 2C2S + 4H C3S2.3H + Ca (OH)2 (C/S = 1,5) (100) (21)

Os silicatos de clcio anidros do, pois, origem a silicatos monoclcicos hidratados e ao hidrxido de clcio, que cristaliza em escamas exagonais, dando origem portlandita.

O silicato de clcio hidratado apresenta-se com semelhana ao mineral natural denominado tobermorita e como se parece com um gel denominado gel de tobermorita.

Porm, a composio do silicato hidratado depende da concentrao em cal da soluo em que ele est em contato. Em presena de uma soluo saturada de cal, o silicato de clcio hidratado passa a ser 1,7 CaO . SiO2 . Ag (Ref. 8 Pg. 20).

CIMENTOS PORTLAND COM ADIES ATIVAS

Como j foi indicado anteriormente, o clnquer portland pode ser modo com adio de, alm de gesso, um material que possua propriedades hidrulicas, por si s ou quando em contato com o hidrxido de clcio formado na hidratao do cimento.

As adies ativas mais comumente empregadas so as seguintes:

a) Escrias granuladas de alto forno A escria granulada de alto forno o subproduto do tratamento de minrio de

ferro em alto forno, obtido sob forma granulada por esfriamento brusco e constitudo em sua maior parte de silicatos e alumnio-silicatos de clcio. A sua composio qumica deve obedecer relao, fixada na norma NBR 5735 (EB 208) da ABNT (seo 2.3.1): CaO + MgO + 1/3 Al2O3

Isto significa que as escrias destinadas fabricao de cimento devem ser alcalinas e no cidas. Somente as escrias alcalinas possuem por si s caractersticas de hidraulicidade e isto acontece pelo fato de terem uma composio qumica que permite a formao de componentes capazes de produzirem, por resfriamento brusco, um estado

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vtreo com propriedade hidrulicas latentes. A natureza do processo no alto forno e o estado fsico da escria so fatores decisivos para o desenvolvimento das propriedades hidrulicas da escria granulada (ref. 10 pag. 1).

Exemplos de anlise qumica de escria granulada de alto forno (Ref. 10 pg. 5). SiO2 35,54 36,10 Al2O3 12,46 11,18 Fe2O3 0,40 0,41 CaO 41,64 43,19 MgO 6,01 5,59 MnO 1,94 1,62 S 1,42 1,33 99,41 99,42 ndice 1,27 1,22 hidrulico

b) Pozolanas A norma NBR 5736 (EB-758) Cimento Portland Pozolnico define na seo

2.3.1: Pozolana o material silicoso ou slico-aluminoso, que por si s possui pouco ou

nenhum valor aglomerante, porm, quando finamente dividido e em presena de umidade reage quimicamente com hidrxido de clcio, temperatura normal, formando compostos com propriedades aglomerantes.

E na seo 2.3.2: os materiais pozolnicos empregados na fabricao do cimento portland pozolnico so os seguintes: pozolanas naturais como algumas terras diatomceas, rochas contendo minerais de opala, tufos e cinzas vulcnicas; pozolanas artificiais obtidas pela calcinao conveniente de argilas e xistos argilosos; Cinzas volantes resultanes da combusto de carvo mineral, usualmente das usinas termeltricas.

Os mtodos brasileiros para a determinao da atividade pozolnica so: NBR 5751 (MB-960/72) - mtodo de determinao de atividade pozolnica em pozolanas;

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NBR 5752 9 MB-1153/77) determinao do ndice de atividade pozolnica em cimento portland; e, NBR 5753 (MB 1154/77) - mtodo de determinao de atividade pozolnica em cimento portland pozolnico.

Cimento Portland de Alto Forno NBR 5735 (EB-208/74) O cimento portland de alto forno, de acordo com a NBR 5735 (EB-208), o

aglomerante hidrulico obtido pela moagem de clnquer portland e escria granulada de alto forno, com adio eventual de sulfato de clcio.

O contedo de escria granulada de alto forno deve estar compreendido entre 25% e 65% da massa total.

Como j vimos anteriormente, as residncias obtidas em ensaio normal dos cimentos portland de alto forno so semelhantes s do cimento portland comum, nas idades de 3, 7 e 28 dias ocorrendo, entretanto, maior incremento de resistncia de 28 dias para 90 dias.

Devido adio de aprecivel quantidade de escria de alto forno, o cimento portland resultante obtido com um consumo de combustvel proporcionalmente menor, o que representa uma grande economia de combustvel.

O cimento portland de alto forno de emprego generalizado em obras de concreto simples, concreto armado e protendido. Alm disso, considera-se indicado o seu emprego em concreto exposto a guas agressivas com gua do mar e sulfatadas, dentro de certos limites. E emprego de cimento portland de alto forno em obras martimas, sobretudo em pases tropicais ou sub-tropicais, e em terrenos com guas sulfatadas, justificado pelo fato de possurem pequena proporo de aluminato triclcico e maior proporo de silicatos de clcio de menor basicidade, que produzem na hidratao menor quantidade de hidrxido de clcio.

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6.2 Hidratao dos Cimentos Portland de Alto Forno

O mecanismo de hidratao dos CP-AF muito mais complexo do que o do CP-C, devido presena de componentes na escria de alto forno, diferentes dos existentes no clnquer portland.

Na escria de alto forno (Ref. 11 pag. 6) so encontrados cristais de silicatos duplos de clcio e alumnio (gehlenita) e de clcio e magnsio, que se apresentam como monticellita, akermanita, merwinita, alm dos silicatos monoclcicos e diclcicos. O poder hidrulico da escria (Ref. 10 pg. 6), estando em estado latente, exige a presena de pequena quantidade de um componente qumico, que possa atuar como catalizador, para despertar toda a sua atividade hidrulica e transform-la em energia dinmica.

O componente que atua neste caso o hidrxido de clcio, libertando durante a hidratao dos silicatos componentes do clnquer.

importante esclarecer que a escria utilizada na fabricao de cimento alcalina e, portanto, no em ao pozolnica, isto , no tem condies de combinar com o hidrxido de clcio liberado na hidratao do clnquer; o hidrxido de clcio age apenas como catalizador bsico, para despertar a ao hidrulica dos componentes da escria que se encontram em estado latente.

6.3 Cimento Portland Pozolnico - NBR 5736 (EB 758/74)

O cimento portland pozolnica, de acordo com a NBR 5736 (EB 758/74), o aglomerante hidrulico obtido pela moagem da mistura de clnquer portland e pozolana, em adio durante a moagem de outra substncia a no ser uma ou mais formas do sulfato de clcio.

De acordo com a seo 3.1 da norma acima citada, o teor de pozolana de 10% a 40% da massa total do cimento portland pozolnico para o tipo 250 e 10% a 30% da massa total do cimento pozolnico para o tipo 320.

As pozolanas ativas, quando adicionadas dentro dos limites acima indicados, do origem a cimentos portland pozolnicos de resistncias comparveis aos demais tipos de cimento portland comum e conduzem, tambm, a cimentos com aumento de resistncia muito maior, de 28 dias para 90 dias.

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Devido adio de pozolana, o cimento portland pozolnico tambm conduz, em sua produo, aprecivel economia de combustvel.

O cimento portland pozolnico de emprego generalizado no concreto no havendo contra-indicao quanto ao seu uso, desde que respeitadas as suas peculiaridades, principalmente quanto s menores resistncias nos primeiros dias e a necessidade consequente de cuidadosa cura.

O seu emprego aconselhvel quando se emprega agregados alcalireativos, pois as reaes expansivas possveis so inibidas.

Hidratao do Cimento Portland Pozolni

Apostila Materiais Construcao Marcio Varela

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