Ferro e Betão

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A reactividade do ferro é a característica da sua posição na tabela periódica, na zona dos metais de transição. Uma vez que se trata de um metal de transição a sua reactividade apresenta muitas semelhanças com os outros elementos que o rodeiam. O ferro e os restantes elementos do grupo a que actualmente pertence (o ruténio e o ósmio) já fizeram parte do grupo VIII, em versões anteriores da tabela periódica, o qual, para além deles, integrava os metais do  grupo da platina .

Apesar da tabela periódica actual, separar os grupos que contém estes elementos, é importante salientar que existem semelhanças na química do ferro com o cobalto e o níquel, que o seguem no período.

O ferro é um elemento muito reactivo, o elemento mais reactivo do seu grupo. Quando em contacto com ar húmido, este elemento sofre, facilmente, oxidação observando-se como consequência a formação de ferrugem nas superfícies expostas do metal. Quando finamente dividido o ferro é mesmo pirofórico.

A facilidade de oxidação do ferro é bem patente no seu potencial redox; o potencial de redução para o par Fe2+/Fe, em meio ácido, é de -0.447 V e para o par Fe3+/Fe é de -0.037.

A oxidação relativamente fácil do ferro faz com que se dissolva rapidamente em ácidos, mesmo diluídos, com formação de sais de Fe (II). O ataque por ácidos oxidantes fortes (como os ácidos nítrico ou crómico concentrados) pode levar à passivação, por formação de uma camada impermeável de óxido que o protege de posterior oxidação. No entanto, esta camada de óxido é facilmente atacada por outros ácidos fortes, como o ácido clorídrico.

O ferro combina-se facilmente com elementos não-metais, como o carbono, o boro, o enxofre, entre muitos outros.

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Resumo:

Na sociedade actual há uma maior consciência do impacto da indústria da construção no ambiente, e é cada vez mais importante atender a este factor. As indústrias do cimento e betão enfrentam desafios relacionados com o aumento da durabilidade e desempenho e, simultaneamente, com a melhoria da sustentabilidade da produção.Não existe um único tipo de betão de elevado desempenho, mas uma família de novas tipos de betão cujas propriedades podem ser ajustadas a medida das necessidades específicas da indústria. No seculo XXI, para se assegurar a sustentabilidade das estruturas, do ponto de vista ambiental, será de esperar um aumento do uso do betão de elevado desempenho; e este aumento deverá estar associado, cada vez mais, a exigências de durabilidade mais do que a exigências de elevada resistência. O critério de aceitação baseado na resistência aos 28 dias pode mesmo tornar-se obsoleto.Atendendo a que a durabilidade do betão encontra-se, essencialmente, ligada a sua permeabilidade, um betão de elevado desempenho que apresente uma relação água/finos baixa, permitindo obter uma microestrutura compacta e permeabilidade baixa, é certamente mais durável que um betão tradicional. Dado que num betão de elevado desempenho a componente fina pode ser constituída apenas por cimento ou por uma combinação de cimento com adições (escórias, cinzas volantes, sílica de fumo, metacaulino, cinzas de casca de arroz e filers tais como o filer calcário), a maioria das propriedades deste betão nas primeiras idades pode ser relacionada com a relação água/cimento enquanto as suas propriedades a tango prazo estão mais relacionadas com a relação água/finos. O betão de elevado desempenho pode ser encarado como um betão mais ecológico na medida em que se retira maior partido dos materiais constituintes e nele podem ser incorporados resíduos industriais para produzir um material com maior vida útil. No

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entanto, as deformações excessivas devidas a retracção nas primeiras idades ou a fluência que originem fendilhação podem prejudicar a durabilidade das estruturas de betão reforçadas com aço; e assim os betões de elevado desempenho deixariam de cumprir os seus propósitos.Apesar da complexidade dos materiais de matriz cimentícia, tais como o betão, a investigação actual é dominada por uma abordagem macroscópica e empírica. O presente projecto, ao estender a escala de investigação do nível macroscópico ao microscópico, pretende conduzir a avanços significativos do conhecimento existente acerca dos fenómenos que ocorrem ao nível da nano/microescala, e que determinam o comportamento macroscópico dos materiais de matriz cimentícia. Além disso, apenas o desenvolvimento de materiais avançados de elevado desempenho justifica um estudo aprofundado acerca dos fenómenos nas interfaces, tais como as interfaces pasta-agregado e pasta-aço. É necessária investigação mais fundamental que permita gerar conhecimento para seleccionar e conceber materiais de elevado desempenho a partir de modelos de previsão, ao invés, da tentativa e erro.O presente projecto de investigação centra-se no estudo e desenvolvimento de composições de betão de elevado desempenho, tendo em vista aplicações especificas, apresentando baixa relação água/finos e uma relação agregados/finos optimizada por forma a assegurar a estabilidade volumétrica. Serão exploradas as sinergias existentes entre, os cimentos e diferentes adições para melhorar as propriedades do betão, nos estados fresco e endurecido, e tornar o betão de elevado desempenho mais económico. Serão adoptadas metodologias cientificas no estudo da composição, que partindo das propriedades dos materiais constituintes permitam obter uma composição optimizada, satisfazendo os requisitos

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de desempenho. O programa experimental inclui ensaios no laboratório e "in-situ”.

Etapa 1:  Criar a curva de maturação

A criação da curva de calibração de Maturação para uma mistura de betão deverá ser efectuada em laboratório antes da utilização em obra. Em alternativa, pode ser executado em obra durante os trabalhos iniciais de betonagem.Em qualquer um dos casos os métodos de fabrico, materiais constituintes, proporções, e aditivos utilizados na mistura deverão ser os mesmos uma vez que as curvas de calibração dependem exclusivamente das características de uma mistura específica.  Qualquer alteração dos factores descritos, ou no processo de fabrico, obriga ao desenvolvimento de uma nova curva de calibração.

Etapa 2: Coloção dos sensores em obra

Para utilizar o sistema em obra, basta colocar os sensores

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nos pontos a monitorizar e programá-los com os parâmetros pretendidos. Posteriormente basta conectar o sensor, descarregar e analisar os dados. Os sensores podem ser colocados na estrutura de duas formas diferentes: 

 Fixação previa na armadura, antes da betonagem. Colocação na massa de betão

fresco, introduzindo nela o sensor.

Em qualquer uma das situações deverá ser colocado na perpendicular com a superfície exterior, com o topo a cerca de 0,5 cm de profundidade.  As extremidades dos cabos ficarão expostas para posterior comunicação com o sensor.

O Índice de Maturação do betão é calculado automaticamente pelo software ExpressThermo Professional.Para poder determinar a resistência desenvolvida é necessário dispor da curva de calibração da maturação para a mistura de betão utilizada.

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Água com compostos de ferro

O ferro (do latim ferrum) é um elemento químico, símbolo Fe, de número atômico 26 (26 prótons e 26 elétrons) e massa atómica 56 u. À temperatura ambiente, o ferro encontra-se no estado sólido. É extraído da natureza sob a forma de minério de ferro que, depois de passado para o estágio de ferro-gusa, através de processos de transformação, é usado na forma de lingotes. Adicionando-se carbono dá-se origem a várias formas de aço.

Este metal de transição é encontrado no grupo 8B da Classificação Periódica dos Elementos. É o quarto elemento mais

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abundante da crosta terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os metais, somente o alumínio é mais abundante.

É um dos elementos mais abundantes do Universo; o núcleo da Terra é formado principalmente por ferro e níquel (NiFe). Este ferro está em uma temperatura muito acima da temperatura de Curie do ferro, dessa forma, o núcleo da Terra não é ferromagnético.

O ferro tem sido historicamente importante, e um período da história recebeu o nome de Idade do ferro.

O ferro, actualmente, é utilizado extensivamente para a produção de aço, liga metálica para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc), como elemento estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de outras aplicações.

Betão estrutural

Plano de parede em betão armado

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