UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE .Concreto é Um sistema heterogêneo de agregados minerais

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CIMENTO

Eng. Marcelo Cndido

mcandido11@hotmail.com

Concreto

Um sistema heterogneo de agregados minerais inorgnicos,slidos, discretos, graduados em tamanho, usualmente plutnicos(feldspatho-silcios ou ferro-magnesianos) ou sedimentares deorigem calcrea, envoltos numa matriz composta de silicatosalcalinos e alcalides poli-bsicos sintetizados mantidos emsoluo aquosa e disperso coprecipitada com outros xidosanfteros. Esta matriz sendo originalmente capaz de progressivadissoluo, hidratao, reprecipitao, gelatinizao e solidificaoatravs de uma srie contnua e coexistente de estados cristalinos,amorfos, coloidais e cripto-cristalinos e por ltimo submetida aalterao termo-alotriomrfica. O sistema quando inicialmenteconformado transientemente plstico, estgio durante o qual conformado num molde predeterminado no qual finalmenteconsolidado, provendo assim um material de construo simplesque relativamente impermevel e que possui capacidade detransmitir esforos de compresso, trao e cisalhamento.

CIMENTO PORTLAND

Curiosidade

O cimento o segundo produto maisutilizado pelo homem, sendo superadoapenas pela gua.

CIMENTO PORTLAND

Definio

Segundo Neville, o Cimento um materialcom caractersticas ligantes, adesivas ecoesivas capaz de unir fragmentos deminerais entre si, formando um todocompacto.

O Cimento Portland um aglomerantehidrulico utilizado na construo civil.

CIMENTO PORTLAND

Definio

Obtido pela moagem do clnquer, ao qualse adiciona durante a operao uma certaquantidade de sulfato de clcio (Gipsita).

Pode haver tambm a adio de outrosminerais como pozolanas, escria de altoforno e materiais carbonticos devido aosefeitos positivos que so obtidos.

CIMENTO PORTLANDHistrico

O emprego do cimento bem antigo. Os prpriosgregos e romanos utilizavam calcrio calcinado eposteriormente aprenderam a misturar cal, gua,areia e pedra britada, tijolos ou telhas,produzindo o primeiro concreto da histria.

CIMENTO PORTLAND

Histrico

Posteriormente, os romanos passaram a misturarcinzas vulcnicas juntamente com o calcrio.Tudo isso, claro, modo o mais fino possvel.

Este material passou a ser extremamenteutilizado.

CIMENTO PORTLAND

Em 1756, John Smeaton descobre que se obtinhauma argamassa melhor quando o calcrio possuaaltos teores de argila.

Farol de Eddystone

CIMENTO PORTLAND

Em 1818 o francs Vicat obtem resultadossemelhantes ao de Smeaton, pela mistura decomponentes argilosos e calcrios. Ele considerado o inventor do cimento artificial.

Louis Vicat

CIMENTO PORTLAND

Em 1824, Joseph Aspdin, (construtor ingls) ,patenteia o Cimento Portland.

Em 1885, o engenheiro ingls, Frederik Ransome,patenteou o forno horizontal rotativo.

No Brasil, no final do sculo XIX (1888) ocorreu aprimeira tentativa de fabricao de cimento.

CIMENTO PORTLAND

Em 1925, surge a primeira indstria cimenteira doBrasil (Companhia Brasileira de Cimento PortlandPerus).

A indstria brasileira de cimento constituda pordez grupos empresariais, responsveis pelaoperao de 57 fbricas, distribudas em todo oBrasil.

Em 2004, a produo no pas chegou a 34,4milhes de toneladas, colocando o Brasil em oitavolugar no ranking mundial.

FABRICAO DE CIMENTO

O material resultante transportado

em caminhes fora de estrada at

a instalao de britagem.

O desmonte do calcrio na

jazida feito com explosivos.

FABRICAO DE CIMENTO

Desagregao atravs de rolos que

rodam em sentido contrrio, destruindo

assim os torres.

FABRICAO DE CIMENTO

Torre de Ciclone

FABRICAO DE CIMENTO

Moinho de Bolas

FABRICAO DE CIMENTO

Forno

FABRICAO DE CIMENTO

Resfriador do Clnquer

FABRICAO DE CIMENTO

Granel

FABRICAO DE CIMENTO

FABRICAO DE CIMENTO

Calcrio Argila

Homogeneizao

Moagem, Mistura, Pr-secagem, Pr-calcinao

Farinha Crua

Calcinao

1450 C (Reaes qumicas de formao dos compostos do clnquer)

Clnquer

Rocha Artificial

Gipsita

CaSO4

Moagem

Moinhos de bola (granulometria de bola)

Cimento

CaO (80%) SiO2, Al2O3, Fe2O3 (20%) + Quartzito + Minrio de Ferro

+ Potssio + Sdio

Resfriamento

Outras Adies

Regular o tempo de pega ou endurecimento

do material.3 a 5%

Obteno do clnquer

Obteno do cimento

Cimento Portland atual

Forno de clnquer

REAES QUMICAS

Pedra calcria: CaO + CO2 Argila: SiO2+Al2O3+ Fe2O3+H2O

3CaO. SiO2 C3S

2CaO. SiO2 C2S

3CaO. Al2O3 C3A

4CaO. Al2O3+ Fe2O3 C4AF

CIMENTO PORTLAND CONSTITUIO

C3S - Silicato tri-clcico (Alita)

C2S - Silicato diclcico (Belita)

C3A - Aluminato tri-clcico

C4AF - Ferro aluminato tetra-clcico

O silicato tri-clcico Principal constituinte doclnquer, compreendendo 40% a 70%, em massa. o responsvel pela resistncia inicial doscimentos e pelo calor de hidratao. (1 a 28 dias).

O silicato diclcico o responsvel pela resistnciado cimento em idades mais longas e reageindefinidamente aps os 28 dias. Em mdiarepresenta de 10% a 20% do clnquer.

CIMENTO PORTLAND CONSTITUIO

O C3A reage com muita intensidade nosprimeiros momentos da hidratao docimento com participao acentuada naelevao do seu calor de hidratao e nostempos de pega. Cimentos com altos teoresde C3A no so recomendveis.

O ferro aluminato tetra-clcico (C4AF)confere alta resistncia qumica ao cimento,em especial ao ataque de sulfatos estrutura de concreto.

CIMENTO PORTLAND ADIES

Materiais pozolnicos:

Materiais silicosos ou silicoaluminosos que apesarde no possuirem caractersticas aglomerantesprprias, reagem com a cal na presena de gua,resultando em compostos cimentcios.

Pozolanas naturais:

Materiais de origem vulcnica. Ex: cinza vulcnica.

Pozolanas artificiais:

Materiais provenientes de tratamento trmico ousubprodutos industriais com atividade pozolnica.Ex: argila calcinada, cinza volante, cinza da cascade arroz, microsslica, escria de alto forno.

Reaes de Hidratao

C3S Alita

2(C3S) + 6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O +3Ca(OH)2+120 cal/g

C2S Belita

2(C2S) + 4H2O 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 + 62cal/g

(C-S-H)

61%

(Portlandita)

39%

(C-S-H)

82%

(Portlandita)

18%

Obs: Pozolanas + Ca(OH)2 C-S-H (maior durabilidade)

Reaes de Hidratao

C3A Celita

C3A + 3CaSO4.2H2O + 26H2O Etringita + calor

C3A + 6H2O 3CaO.Al2O3.6H2O + calor

C4AF BrownmilleritaC4AF + 2Ca(OH)2 +10 H2O 3CaO.Al2O3.6H2O + 3CaO.Fe2O3.6H2O + 100 cal/g

Calor ~207 cal/g

(Portlandita) (Aluminato) (Ferrito)

(Aluminato cbico)

PRODUTOS DE HIDRATAO DO CIMENTO

Portlandita (baixa resistncia)

PRODUTOS DE HIDRATAO DO CIMENTO

C3A+3CaSO4.2H2O+26H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O+ calor

Celita + Gipsita Etringita (baixa resistncia)

PRODUTOS DE HIDRATAO DO CIMENTO

Boa resistncia

Hidratao do cimento

Hidratao do cimento pra:

No existindo mais fase anidra do cimento;

Quando a gua no puder chegar a fase no hidratada;

Quando no existe mais gua disponvel.

Zona de transio do concreto

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Massa especfica (Densidade absoluta);

Superfcie Especfica (Finura);

Calor de hidratao;

Tempo de Pega;

Resistncias Mecnicas

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Massa especfica

Qual a utilidade de se saber a massa especfica?

Importante no processo de dosagem

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

FINURA

Tamanho dos gros do produto

Qual a utilidade de se saber a finura?

No controle da velocidade da reao de hidratao;

Influncia nas qualidades da pasta, da argamassa e do concreto.

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Aumenta a impermeabilidade

Diminui a exsudao

Melhora a resistncia nas 1as idades

Aumenta a trabalhabilidade

Aumenta a coeso

Diminui a segregao

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Exsudao

Fenmeno que consiste na separao espontnea dagua da mistura, que aflora pelo efeito conjunto dadiferena de densidade do cimento e da gua e pelaquantidade de energia aplicada durante oadensamento.

Segregao

Fenmeno de separao dos constituintes daargamassa e do concreto por diferentes causas(transporte, lanamento e adensamentoinadequados), conduzindo a uma heterogeneidadeindesejvel.

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Coeso

responsvel pela estabilidade mecnica dosmesmos, antes do incio da pega.

Trabalhabilidade

Estado que oferece maior ou menor facilidade nasoperaes de manuseio com argamassas econcretos frescos.

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

A pega nada mais do que o incio do processo deendurecimento da pasta, na qual a mesma adquire umaconsistncia tal que a torna imprpria para o trabalho.

TEMPO DE PEGA

PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND

Medido atravs do Aparelho de Vicat mede a resistncia penetrao

de uma agulha na pasta de cimento

Qual a utilidade de se saber a pega?

Saber o tempo disponvel para:

Manuse