MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL - TEORIA

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1 Notas de aulas 2006 (sujeita a revisão) Colaboração dos Monitores Renan e Douglas MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL - TEORIA (APOSTILA N O 2) Notas de aulas 2007

2 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO CP IV As pozolanas são materiais silicosos de elevada finura e desordem cristalina. Têm a propriedade de se combinar com certos produtos de hidratação do cimento portland comum, formando material cimentante. Dessa forma, uma pozolana pode aumentar a resistência de uma mistura contendo cimento portland comum ao substituir parte deste, mantendo a mesma resistência para o conjunto. Cimentos que contém clinquer portland, gipsita, 15 A 50% de pozolona e 0% a 5% de pó calcário são chamados Cimentos Portland Pozolânicos e leva na sacaria a designação CP IV. Este cimento se subdivide em duas classes: 25 e 32. Pozolonas são materiais naturais ou artificiais, finamente pulverizados que não tem propriedades aglomerantes, mas fixam a cal Ca(OH) 2 liberada pelo Porland, desenvolvendo propriedades hidráulicas. Pozolana é o material silicoso e aluminoso, finamente moído que provém das rochas vulcânicas (pozolana natural) ou de um processo industrial (pozolona artificial). As erupções vulcânicas projetam o magma fluido e incandescente, variando a viscosidade e a pressão do gás, bem como a velocidade de resfriamento, características estas que definirão o tipo de pozolana. As pozolonas naturais foram usadas antes mesmo do aparecimento do cimento, pelos povos da antiguidade. Encontra-se sob a forma terrosa, granulosa e friável, devendo-se cuidar para que ela não seja misturada com a terra durante sua coleta e, em seguida, deve ser finamente moída para ser usada. Existe uma grande variedade pozolonas naturais, porém sua composição varia nos limites: CaO 2,5 a 12% - sílica 40% a 60% - Al 2 O 3 12% a 25% - Fe 2 O 3 4% a 14%. A massa específica varia de Kg/m 3 a Kg/m 3. A ação da pozolana em presença do cimento e exercida através de uma combinação com hidróxido de cálcio proveniente da hidratação do cimento, formando um composto insolúvel que torna o material mais resistente a águas agressivas e com maior resistência mecânica a longo prazo (mais de 90 dias). A pozolona artificial é obtida através de um processo industrial onde se calcinam materiais tais como argila (2SiO 2.Al 2 O 3.2H 2 O), cinzas de hulha, Márcio J. Estefano de Oliveira Página 62 27/6/2008

3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL escórias de alto-forno, pó de tijolo, telha e outros produtos cerâmicos, os materiais mais usados e que fornecem produtos de melhor qualidade são as argilas calcinadas e no final do processo, o material é pulverizado, decompondo-se o silicato, liberando a sílica solúvel ativa e a alumina solúvel. Outro material pozolânico artificial são as cinzas volantes obtidas de usinas termoelétrica, onde o material expelido pelas chaminés, sob a forma de fumaça, é retida em filtros. A pozolana pode ser usada em mistura com o clinquer durante o processo de fabricação do cimento, ou usada diretamente na betoneira, porém experiências realizadas na Alemanha, por Crun, comprovam que neste caso, o tempo mínimo de amassamento deverá ser de dois minutos. O material obtido pela mistura durante o processo de fabricação é denominado cimento pozolânico, e a substituição de parte do cimento por pozolana tem as seguintes vantagens: maior resistência a agentes agressivos e maior trabalhabilidade, menor calor de hidratação (por isso é recomendado para concreto-massa), menor permeabilidade maior estabilidade de volume e menor custo, além de maior resistência final. Este cimento possui, em relação ao cimento Portland comum, as seguintes características principais: - mais barato; - maior resistência às águas e solos agressivos; - menor calor de hidratação; - endurecimento mais lento; - menor resistência mecânica até os 28 dias de idade, porém, igualando ou mesmo superando aos 90 dias, no geral; - menor resistência a águas e solos agressivos; - menor permeabilidade; - maior trabalhabilidade. Tipo de Cimento Portland Sigla Clinquer + gesso Composição (% em massa) Escória granulada de alto-forno Material carbonático Norma brasileira Alto forno CP III NBR 5735 Pozolânico CP IV NBR 5736 Márcio J. Estefano de Oliveira Página 63 27/6/2008

4 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Cimento Portland de Alta Resistência Inicial CPV (ARI) Especificações: EB 2 ou NBR 5733 O cimento portland de alta resistência inicial é um cimento Portland Comum especialmente preparado para apresentar resistência mais altas e baixas idades. Assim como o CPIS, ele pode conter até 5% de pó calcário. A EB2 específica para este cimento às resistências à compressão: 14 Mfa a um dia, 24 Mpa a três dias e 34 Mpa a sete dias. É empregado quando o concreto deve suportar cargas elevadas em curto prazo, ou quando se deseja um melhor aproveitamento das formas: Sob o ponto de vista químico não difere essencialmente do Portland comum. Suas qualidades mecânicas superiores resultam de moagem mais fina, cozimento mais cuidadoso e mistura perfeita da matéria prima, permitindo uma composição mais rica em cal, sem cal livre e o que dá como conseqüência, o endurecimento mais rápido. Em resumo, pode-se passar progressivamente do cimento Portland comum ao de alta resistência inicial mediante: - melhor homogenização da mistura crua; - moagem mais intensa; - melhor cozimento, - relação (cal/sílica) pouco mais elevada. Composição do cimento portland de alta resistência inicial Tipo de cimento portland Sigla Composição (%em massa) Clinquer + gesso Material Carbonático Norma Braseira Alta resistência inicial CP V - ARI NBR CIMENTO PORTLAND RESISTENTES AOS SULFATOS Especificações EB 903 ou NBR 5737 Ao cimentos portland resistentes aos sulfatos são aqueles como o próprio nome diz que têm a propriedade de oferecer resistência aos meios agressivos sulfatados, tais como os encontrados nas redes de esgotos de Márcio J. Estefano de Oliveira Página 64 27/6/2008

5 águas servidas ou industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos. De acordo com a norma NBR 5737, qualquer um dos cinco tipos básico (CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V - ARI) pode ser considerados resistentes aos sulfatos, desde que obedeçam a pelo menos umas das seguintes condições; - teor de aluminato tricálcico (C 3 A) do clinquer e teor de adições carbonáticos de, no máximo, 8% e 5% em massa, respectivamente. - Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, em massa. - Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa. - Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. Nos primeiros e no último caso o cimento deve atender ainda a uma das normas NBR 5732, 5733, 5735, 5736 e Se o cimento original for o portland de alta resistência inicial (NBR 5733), admite-se a adição de escória granulada de alto-forno ou de materiais pozolânicos, para os fins espeificos da NBR Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação Especificação: NBR O aumento da temperatura no interior de grandes estruturas de concreto devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento pode levar ao aparecimento de fissuras de origem térmica, que podem ser evitadas se forem usados cimentos com taxas lentas de evolução de calor, os chamados cimentos portland de baixo calor de hidratação. Os cimentos portland de baixo calor de hidratação, de acordo com a NBR 13116, são aqueles que despendem até 260 J/g e até 300 J/g aos 3 dias e 7 dias de hidratação, respectivamente, e podem ser qualquer um dos tipos básicos. O ensaio é executado de acordo com a norma NBR Determinação do Calor de Hidratação pelo Método da Garrafa de Langavant. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 65 27/6/2008

6 Cimento Portland Branco MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL O cimento portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais pela coloração. A cor branca é conseguida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxidos de ferro e manganês e por condições especiais durante a fabricação, especialmente com relação ao resfriamento e a moagem do produto. No Brasil, o cimento portland branco é regulamentado pela norma NBR 12989, sendo classificado em dois subtipos: cimento portland branco estrutural e cimento portland branco não estrutural, cujas composições são mostradas no quadro abaixo: Composição dos Cimentos Portland Brancos Tipo de cimento Portland Código de Identificação (sigla + classe) Composição (%em massa Clinquer branco Material + gesso Carbonático Norma Brasileira Branco Estrutural CPB 25 CPB 32 CPB NBR Branco não Estrutural CPB O cimento portland branco estrutural é aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos, possuindo as classes de resistência 25, 32, e 40, similares às dos outros tipos de cimento. Já o cimento portland branco não estrutural não em indicação de classe e é aplicado, por exemplo, no rejuntamento de azulejos e na fabricação de ladrilhos hidráulicos, isto é, em aplicações não estrturais, sendo esse aspecto ressaltado na sacaria para evitar uso indevido por parte do consumidor. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 66 27/6/2008

7 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL QUADROS GERAIS Nomenclatura dos cimentos portland em 1994 Nome Técnico Sigla Classe Identificação do tipo e classe Cimento portland comum (NBR 5732) Cimento portland comum Cimento portland comum com adição CP I CP I S CP I 25 CP I 32 CP I 40 CP I S 25 CP I S 32 CP I S 40 Cimento portland composto (NBR 11578) Cimento portland composto com escória Cimento portland composto com pozolana CP II E CP II Z CP II E 25 CP II E 32 CP II E 40 CP II Z 25 CP II Z 32 CP II Z 40 Cimento portland composto com filer CP II F CP II F 25 CP II F 32 CP II F 40 Cimento Portland de alto-forno (NBR 5736) CP III CP III 25 CP III 32 CP III 40 Cimento portland pozolânico (BBR 5736) CP IV CP IV 25 CP IV 32 Cimento portland de alta resistência Inicial (NBR 5733) CP V ARI - CP V ARI Cimento portland resistente aos sulfatos (NBR 5737) - Cimento portland de baixo calor de hidratação (NBR 13116) - Cimento portland branco (NBR 12989) Cimento Portland branco estrutural Cimento Portland branco não estrutural CPB CPB Sigla e classe dos tipos originais acrescidos do sufixo RS exemplo CP I 32 RS CP II-F 32 RS,CP III-40 RS etc. Sigla e classe dos tipos originais acrescidos do sufixo BC exemplo: CP I 32 BC CP II F 32 BC CP III 40 BC etc. CPB 25 CPB 32 CPB 40 CPB Márcio J. Estefano de Oliveira Página 67 27/6/2008

8 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Tipo de Cimento portland CP I CP i-s CP II-E CP II-Z CP II-F CP III (2) Classe CP IV (2) Resíduo na Peneira 75 µm (%) 12,0 10,0 12,0 10,0 Finura Exigências físicas e mecânicas Área Específica (m 2 /kg) Tempos de pega Inicio (h) 1 Fim (h) Expansibilidade A frio (mm) A quente (mm) 1 dia (MPa 10 (1) 5 (1) (1) 5 (1) 5-8,0-1 I2 (1) 5 (1) 5-8, (1) 5 (1) 5 - CP V-ARI 6, (1) 5 (1) 5 14,0 Resistência à compressão 3 dias (MPA) 8,0 10,0 15,0 8,0 10,0 15,0 8,0 10,0 12,0 8,0 10,0 7 dias (MPA) 15,0 20,0 25,0 15,0 20,0 25,0 15,0 20,0 23,0 15,0 20,0 28 dias (MPA) ,0 25,0 32,0 40,0 25,0 32,0 40,0 25,0 32,0 91 dias (MPA) ,0 (1) 40,0 (1) 48,0 (1) 32,0 (1) 40,0 (1) 24,0 34,0 - - (1) Ensaio facultativo. (2) Outras características podem ser exigidas, como calor de hidratação, iniciação da expansão devida a relação álcali-agregado, resistência a meios agressivos, tempo máximo de início de pega. Exigências químicas MgO SO 3 CO 2 S Tipo de Cimento portland Resíduo Insolúvel (%) Perda no Fogo (%) 3,0 (%) (%) (%) (%) CP I 1,0 2,0 1,0-6,5 4,0 CP I-S 5,0 4,5 3,0 - CP II-E CP II-Z 16,0 6,5 6,5 4,0 5,0 - CP II-F 2,5 - CP III 1,5 4,5-4,0 3,0 1,0 (1) CP IV (2) (3) (4) 4,5 6,5 4,0 3,0-3,5 - CP V-ARI 1,0 4,5 6,5 4,5 (5) Ensaio facultativo. A atividade pozolânica do cimento, determinada conforme a NBR 5753,deve ser positiva. A atividade do material pozolânico, determinada conforme a NBR 5752, deve ser maior que 75%. O teor de material pozolânico deve ser determinado pelo ensaio de resíduo insolúvel. O teor de SO 3 igual a 3,5% aplica-se quanto C 3 A 8,0 e 4,5% quando C 3 A 8,0%. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 68 27/6/2008

9 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Márcio J. Estefano de Oliveira Página 69 27/6/2008

10 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL continuação Márcio J. Estefano de Oliveira Página 70 27/6/2008

11 4.4 Aglomerantes Inorgânicos, Litóides e Agregados Cal Aérea Genericamente Cal Aérea ou como mais comumente se diz Cal é o produto resultante da calcinação de pedras calcária a uma temperatura inferior à do início de sua fusão (cerca de 900ºC). Calcinação é o aquecimento no forno até o início da fusão (fusão incipiente). A reação de calcinação é a seguinte: CaCO 3 + calor CaO + CO 2 Cal aérea Ou cal viva Ou cal virgem Na calcinação: O calcário puro perde cerca da metade de seu peso (44%), reduzindo-se seu volume de 12 a 20%, tornando-se ainda mais poroso, mantendo porem a sua forma. O produto da calcinação denomina-se cal viva ou cal virgem e possui a propriedade de se combinar com a água dando o hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ) denominada na prática de cal extinta ou a Cal hidratada ), com grande desprendimento de calor. Esta reação é denominada de reação de extinção ou de queima da cal: CaO + H 2 O Ca (OH) 2 + calor Cal virgem Cal extinta ou cal hidratada O hidróxido de cálcio (cal extinta) é o aglomerante empregado nas argamassas de cal usadas principalmente na execução de alvenaria e revestimentos. A cal tem denominações especiais conforme suas propriedades, sua composição química e os tratamentos a que for submetida depois da calcinação. Quando a cal provém de calcário puro, resulta constituída simplesmente de óxido de cálcio (CaO). Mas, no geral, a cal contém outros componentes provenientes do calcário de origem: como a magnésia (MgO, a sílica (SiO 2 ), a alumina (Al 2 O 3 ) e o óxido de ferro (Fe 2 O 3 ). As cais podem ser: aéreas ou hidráulicas. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 71 27/6/2008

12 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL A cal aérea Depois de extinta e misturada com água forma a pasta que endurece ao ar (isto não acontece na ausência de ar), por combinação com o CO 2 (gás carbônico). Quando já endurecida, colocada dentro da água ou em contato com a água corrente dissolve-se aos poucos formando a chamada água de cal. As argamassas de cal aérea, quando em contato com água corrente, vão perdendo seu aglomerante. Neste aspecto, podemos definir: cal aérea como o aglomerante que resulta da calcinação, a uma temperatura inferior à do início da fusão, dos calcários que possuem baixo teor de componentes argilosos. Porcentagem total dos componentes SO 2, Al 2 O 2, Fe 2 O 3 deve atingir na cal aérea: o máximo de 10% (normas alemãs) o máximo de 5% (normas americanas) A cal hidráulica Endurece pela ação da água, sem a intervenção do ar. Resiste melhor que a cal aérea no emprego em contato contínuo com a água: daí o seu nome. É em verdade um cimento. A cal pode passar de aérea a hidráulica: conforme a presença de componentes argilosos no calcário acima de certas proporções. Endurecimento de cal aérea (reação de recarbonatação). A causa deste endurecimento é, inicialmente, a secagem. Simultaneamente, o gás carbônico do ar transforma paulatinamente a superfície da cal em carbonato de cálcio e penetra lentamente na massa a qual vai assim se solidificando, (reação de carbonatação). A reação de recarbonatação só se dá em presença da água a qual dissolvendo ao mesmo tempo a cal e o (CO 2 ), possibilita a combinação (funcionando como catalisador). Assim há as seguintes reações com a cal aérea: 1) Calcinação: CaCO 3 + calor CaO + CO 2 (minério pedra calcária ) 2) Exstinção: CaO + H 2 O Ca (OH) 2 + calor pó fino Márcio J. Estefano de Oliveira Página 72 27/6/2008

13 A recarbonatação se dá lentamente do exterior para o interior da massa, sendo acompanhada de um aumento de volume considerável. O carbonato formado na superfície produz uma camada impermeável do gás carbônico, dificultando o endurecimento (carbonatação) do interior da massa. OBS.- a areia adicionada a cal aérea para formar argamassa além de reduzir a retração, aumentar a penetração do CO 2 no interior da massa, ainda compensa, em parte, o fenômeno de aumento de volume na carbonatação. Do exposto verifica-se que não se deve empregar cal aérea para execução de maciços de alvenaria muito expessos, nem empregar argamassas muito ricas (elevado teor de cal) as quais não são bastante porosas, dificultando a penetração do CO 2 na massa Classificação das cais aéreas Há dois critérios para esta classificação: a) Classificação segundo a Composição química (norma Americana ASTM). Cal calcária cálcica: teor de OCa 75% Cal magnesiana: teor de MgO 20% OBS. Nesta classificação a cal é considerada aérea quando apresentar no mínimo 995% de (CaO+MgO), isto é, um teor de componentes argilosos (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) de no máximo 5% quando a amostra for tirada no forno a 10% quando a amostra for tirada em qualquer outro local. No Brasil, costuma-se seguir, geralmente, as Normas Alemãs, que exigem um teor mínimo de 90% de (CaO) para que a cal seja considerada aérea e, para magnesiana costuma-se adotar a norma americana (teor de MgO 20%). b) Classificação Segundo o Rendimento em Pasta Esta classificação é empregada no Brasil tendo sido bastante elaborada pelo IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. b1) Cal aérea gorda: - rendimento em pasta > 1,82 -Calcários com impurezas < 5% Márcio J. Estefano de Oliveira Página 73 27/6/2008

14 -Tendo as seguintes propriedades: produz maior volume de pasta; a pasta é plástica, homogênea e untosa; maior expansibilidade. b2) Cal aérea magra: - rendimento em pasta 1,82 -calcário com impurezas > 5% -Tendo as seguintes propriedades: produz menor volume de pasta: a pasta é terrosa e grumosa, menor expansibilidade. OBS. : denomina-se rendimento em pasta ao volume de pasta em metros cúbicos que se obtém com 1 tonelada de cal viva. Como rendimento limite separando os dois tipos de cal aérea (gorda e magra), considera o Prof. Ary Torres o rendimento = 1,82 m 3 de pasta para 1 tonelada de cal viva (550 kg de cal viva para 1 m 3 de pasta). Assim teremos rendimento > 1,82 (cal gorda); rendimento < 1,82 (cal magra). As cais aéreas paulistas apresentam os seguintes rendimentos médios: a) Cais cálcicas (com teor de componentes argilosos inferiores a 6% rendimento superior a 2. b) Cais magnesianas: rendimento inferior a 1,82 (sendo tanto menor quanto maior o teor MgO). As cais magnesianas, quanto ao rendimento, comportam-se, portanto como Cais magras Extinção da cal virgem: A extinção da cal virgem é operação de seu preparo par a emprego nas construções a qual deve ser feita com certos cuidados para que obtenha pastas de boa qualidade. Alguns aspectos importantes dessa operação: Juntando-se água à cal virgem esta se hidrata dando hidróxido de cálcio (cal hidratada ou cal extinta) CaO + H 2 O 56g + 18g Ca(OH) 2 74g + calor O rendimento em massa será de: 74/56 = 1,32 ou 32% sendo a quantidade da cal extinta de água empregada para formar a pasta: 18/56 = 0,32 1/ 3 do massa do CaO. Isto é, a cal extinta possui 18 / 74 = 24% de sua massa em água. A reação de extinção é fortemente exotérmica (15 Kcal por molécula grama de cal virgem) dando grande elevação de temperatura. Na extinção de Márcio J. Estefano de Oliveira Página 74 27/6/2008

15 cais super-cálcicas a temperatura pode ir a 360ºC em caixas fechadas. Nota-se que acima de 400ºC o Ca (OH) 2 se decompõe. Esta elevação de temperatura pode chegar a causar incêndio em vagões, silos ou caixotes de madeiras, contendo cal virgem que, em contato com água, no geral, da chuva, vem a hidratar-se. A energia da reação exotérmica é mais notável na cal gorda que na magra (ou na cal magnesiana). A cal gorda em extinção provoca o aumento grande temperatura local (chama-se cal queimada) e a hidratação total se dá mesmo sem pulverizar as pedras, sendo o produto obtido em menor plasticidade e menor atividade. Na extinção da cal magra (ou da cal magnesiana) o calor gerado sendo irradiado pode dificultar muito a reação de extinção ao ponto que o produto resultante não se extingue totalmente. Há uma paralisação da extinção havendo o afogamento da cal (cal afogada). A cal hidratada assim obtida apresenta plasticidade e atividade deficientes. Para controlar os efeito do calor gerado na extinção deve-se: - Na cal gorda: Empregar água em abundância e agitar a parte continuamente com varas de madeira ou enxadas (objetivo irradiação do calor). - Na cal magra ou na cal magnesiana: Empregar apenas a quantidade mínima de água necessária, considerando a pasta em repouso dentro de uma caixa fechada (objetivo dificultar a irradiação do calor) Classificação das Cais quanto à rapidez de hidratação (ASTM) Para orientar o operador quanto aos cuidados a serem tomados para uma boa extinção de cal, a norma americana ASTM, classifica as cais quanto à rapidez de hidratação em: Cais Tempo de hidratação De extinção rápida até 5 minutos De extinção média mais de 5 minutos e menos de 30 minutos De extinção lenta mais de 30 minutos. O ensaio prático indicado nesta norma para a verificação do tempo de hidratação é o seguinte: Márcio J. Estefano de Oliveira Página 75 27/6/2008

16 - Coloca-se em um balde, 2 ou 3 pedaços de cal virgem a ensaiar do tamanho de um punho fechado, adicionando-se água até cobrir os pedaços de cal. - Observa-se quanto tempo leva para se iniciar a extinção (ela se inicia quanto começam a soltar-se fragmentos ou esboroar-se o material provocando aumento da temperatura). Indicações práticas para extinção a) Cal de extinção rápida: Adiciona-se cal à água (e não água à cal). Usa-se inicialmente água que cubra toda a cal.observa-se, com atenção e constantemente a operação, e no instante em que se perceber a mais leve aparência de desprendimento de calor, agita-se inteira e rapidamente a pasta e adiciona-se água até que cesse o desprendimento de vapor. Para esse tipo de cal não se deve temer colocar água demais. b) Cal de extinção média: Adicionar água à cal; usa-se inicialmente água suficiente para submergir parcialmente o material. Agitar, se houver desprendimento ocasional de vapor e adicionar água, aos poucos, para evitar que a pasta resulte seca e friável. Não se deve adicionar água de uma só vez e nem em excesso. c) Cal de extinção lenta: Adicionar água `cal umidecendo-a completamente. Deixa-se o material assim umedecido na caixa até que a reação se inicie. Adiciona-se água aos poucos de modo a não provocar o resfriamento da pasta. Enquanto não se verificar praticamente o término da extinção, não se deve agitar a pasta. A agitação pode ser feita posteriormente a fim de se ter uma pasta homogênea. OBS.: O hidróxido de cálcio, que é um sólido, branco pulverulento, com adição de água, forma uma pasta, no geral plástica e untosa que se chama de pasta de cal. Tempo de envelhecimento da pasta de cal. Pelas especificações americanas, para cais empregadas em revestimentos, a pasta de cal só deve ser empregada depois de um envelhecimento (tempo de espera ou repouso) durante os seguintes prazos após a extinção: a) Para pasta obtida de cal em pedra: - depois de 7 a 10 dias após a extinção. b) Para pasta obtida de cal pulverizada: - depois de 20 a 24 horas após a extinção. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 76 27/6/2008

17 c) Para pasta de cal magnesiana: - 2 semanas no mínimo (a hidratação da magnésia é muito lenta). Quando a pasta é empregada em revestimento, ela deve ser peneirada (na peneira de 1,2 mm); quando empregada em alvenaria isto não é preciso Processo de extinção Geralmente no Brasil, consiste em se colocar cal em um depósito feito de madeira, ou mesmo num poço aberto no terreno natural, e lançar sobre a cal água necessária a sua extinção total. Na hidratação a massa é agitada com enxadas ou varas de madeira. Para se obter uma pasta de melhor qualidade, usa-se uma caixa de madeira (misturador) pouco funda ( 30 cm). Espalha-se cal virgem na caixa e lança-se sobre a mesma, água, revolvendo-se com enxada até que a extinção seja mais ou menos concluída. No geral, a extinção não se dá completamente, sobrando detritos de calcário não calcinado. A caixa tem uma extremidade afunilada onde há uma abertura onde há comportas e crivos de telas de arame (grelhas). Levantando-se uma comporta, a cal misturada com água escorre para um dos tanques, sendo o resíduo retido no crivo. Os tanques (depósitos) são geralmente revestidos de tijolos, são contíguos e separados por uma parede interna. Enquanto a cal de um dos tanques esfria e envelhece sendo depois retirada para o fabrico da argamassa, enche-se o outro tanque com cal misturada a água. Este processo permite se obter, sem interrupções cal bem extinta, em condições de ser empregada para o fabrico de argamassas, por exemplo: Aplicações de cal aérea Márcio J. Estefano de Oliveira Página 77 27/6/2008

18 - A mais importante é a fabricação de argamassas (com um só ou mais de um aglomerante) para alvenarias ou revestimentos e rebocos prontos para revestimento. - No preparo de certas tintas e colas. - Como material de adição ao concreto para reduzir a permeabilidade do concreto. - Como matéria prima na fabricação de tijolos sílico-calcários. - Como adição nos pavimentos betuminosos. - Na indústria química, indústria cerâmica, no tratamento de água, no preparo de adubos, na siderurgia, etc Características Próprias da cal hidratada Em cilindros especiais equipados com transportadores helicoidais. Na hidratação deve ser empregada água na quantidade estritamente necessária para as reações químicas. É acondicionada em sacos de papel especial. A cal hidratada apresenta sobre a cal aérea a vantagem de quando misturada com água forma pasta que pode ser empregado quase que imediatamente, podendo ser ainda acondicionada em sacos de papel facilitando a estocagem, e diminuindo a perda no transporte (é um produto pulverulento) Armazenamento das cais a) A cal virgem: para se evitar a sua extinção ao ar (umidade e gás carbônico), o seu armazenamento deve se feito em depósitos bem protegidos de umidade. O armazenamento em recipientes ou depósitos de madeira é perigoso devido ao calor gerado pela eventual extinção da cal ao ar que pode ser suficiente para provocar incêndio. c) A cal hidratada: deve estar protegida de modo a que o gás carbônico do ar não aja sobre o hidróxido de cálcio pulverulento, transformando-o, embora lentamente, em carbonato (produto não aglomerante) A fabricação da cal (fornos) Márcio J. Estefano de Oliveira Página 78 27/6/2008

19 A fabricação da cal aérea consiste basicamente na transformação do óxido de cálcio, pela ação do calor. A pedra calcária (CaCO 3 ) é aquecida a uma temperatura que permita sua dissociação. Esta temperatura é mantida durante certo tempo e o CO 2 gerado no cozimento deve ser arrastado para o exterior do forno (por tiragem natural ou forçada). O tempo de cozimento é inversamente proporcional à temperatura do forno. Há vários tipos de fornos na calcinação podendo ser intermitentes ou contínuos, todos de chama curta ou longa sendo que os fornos contínuos podem ser verticais e rotativos. OBS.: A calcinação pode ser feita precariamente por calcinação ao ar livre com combustível de chama curta (processo das modas ou com combustível de chama longa (processo dos fornos de campanha). As normas brasileira da cal são: P EB 172/61 = cal virgem para construção EB 153/72 = cal hidratada para argamassas MB 341/77 (em votação) = determinação do resíduo de extinção da cal. São seguidas também as Normas Americanas ASTM = C 110 = ensaios de determinação do índice de finura da estabilidade da cal hidratada GESSO Este aglomerante aéreo já era usado desde os egípcios nas pirâmides há mais De anos. Na Europa e nos E.E.U.U., sei emprego tem aumentado na construção. No Brasil era pouco usado (apenas em revestimentos internos e forros de edifícios e decoração), estando em fase de amplo desenvolvimento o seu emprego atual. É um produto obtido da desidratação parcial ou total da gipsita (SO 4.Ca.2H 2 O),* mais ou menos impura Sulfato de cálcio bi-hidratado. A gipsita cristaliza-se com 2 moléculas de água, sendo ½ molécula fortemente combinada. A expulsão da água dá-se em 2 fases distintas: - na primeira fase desprende-se 1 1/2 molécula fracamente combinada; - na segunda fase desprende-se 1/2 molécula fortemente combinada. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 79 27/6/2008

20 Quando pela ação do calor, desprende-se água fracamente combinada (150 a 190ºC) obtêm-se o hemidrato (SO 4. 1/2H 2 O) (ou Gesso de estucador ou Gesso rápido ou ainda Gesso de Paris); 2 (CaSO 4. 2H 2 O) + calor 2(CaSO 4. ½ H 2 O) + 3 H 2 O Hemidrato Prosseguindo o aquecimento (a temperatura de 200ºC) obtém-se o chamado Gesso anidro ou anidrita, eliminando-se a ½ molécula fortemente combinada. A 200ºC obtida a anidrita solúvel a qual é muito higroscópica, absorvendo rapidamente umidade quando exposta ao ar, transformando-se em hemidrato. Com o aumento da temperatura a atividade da anidrita vai se reduzindo rapidamente. A 600ºC obtêm-se a anidrita insolúvel que é praticamente inerte, endurecendo lentamente quando em contato com a água. À temperatura de 1.000ºC a 1.200ºC, produz-se a parcial dissolução do sulfato de cálcio em anidrido sulfúrico (SO 3 ) e cal (CaO), e a cal formada atua como acelerador do endurecimento. Forma-se assim o chamado Gesso de Pavimentação, cujo endurecimento é lento (12 a 14 horas), também chamado de GESSO LENTO OU GESSO HIDRÁULICO. Este é fabricado na Alemanha, onde é empregado na execução de pisos, tendo resistência 100% superior ao gesso de Paris. Mas, nas nossas construções emprega-se comumente o gesso de Paris ; Endurecimento do gesso O endurecimento de qualquer tipo de gesso, se deve à sua combinação com a água adicionada para se obter pasta com adequada plasticidade. O endurecimento decorre da hidratação, com regeneração do sulfato com duas moléculas de água de cristalização. 2 (CaSO 4. ½ H 2 O) + 3 H 2 O 2 (CaSO 4. 2 H 2 O) Gesso de Paris Ou (CaSO 4 ) + 2 H 2 O CaSO 4. 2 H 2 O Márcio J. Estefano de Oliveira Página 80 27/6/2008

21 Anidrita MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL O sulfato com duas moléculas de água cristaliza e os cristais formados aderem entre si, dando uma massa dura e resistente. O gesso de Paris tem pega rápida, iniciando-se após 2 a 3 minutos e término após 15 a 20 minutos do amassamento com água (se a água usada for aquecida o tempo de pega reduz-se a 2 minutos). O seu endurecimento é pois rápido. A hidratação do gesso dá-se com despreendimento de calor, havendo elevação de temperatura até 20ºC. Com o endurecimento dá-se uma dilação linear da ordem de 0,3%. O endurecimento do gesso anidro é lento (vários dias), podendo ser acelerado com a adição de alumen, sulfato de potássio ou sulfato de zinco, por exemplo. O gesso anidro requer menor quantidade de água que o gesso de Paris para obtenção de pasta plástica, dando um produto final mais resistente e ainda melhor acabamento (devido a lentidão e uniformidade seu endurecimento). A quantidade de água de amassamento varia de 45 a 70% conforme o fim a que se destina a massa (é de 45 a 60% para revestimentos a 70% para modelagem). Mas a resistência diminui com o aumento de água (com 50% de água a resistência é de 100% maior do que com 70% de água) Fabricação do gesso O gesso é obtido da desidratação da gipsita em fornos, em caldeiras ou em estufas. OBS.: Gipsita é um mineral de densidade 2,32 e dureza igual a 2 (na escala de Mohs) e se encontra em depósitos sedimentares (no Brasil: no Nordeste e em Mato Grosso, principalmente). A maior dificuldade do processo de desidratação é se conservar a uniformidade de temperatura para que haja o maior cozimento possível dos fragmento. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 81 27/6/2008

22 Os fornos são de vários tipos, dando materiais finais de melhor ou pior categoria (medas ou fornos de campanha, fornos rotativos intermitentes, fornos fechados) de chamas longas ou curtas. No processo das caldeiras a gipsita é previamente pulverizada e cozida posteriormente por ação do vapor de água injetado. Nos processos das estufas, os fragmentos de gipsita são colocados em bandejas empilhadas em vagonetas e introduzidas em autoclaves nas quais injeta-se vapor sob pressão. O produto obtido é moído tanto no processo das caldeiras como das estufas Propriedades e empregos do Gesso de Paris É um material pulverulento, de cor branca, peso unitário 0,65 a 0,80 kg/l, massa específica real 2,57 kg/l. Ensacados em sacos de papel (com 50 kg). Preço 4 X mais do que o cimento Portland. Especificação brasileira em estudo (é incompleta). - Gesso deve ser obtido pelo cozimento da gipsita ao máximo de 300ºC. - Fim de pega entre 20 a 40 minutos. - Fornecido em pó seco e isento de blocos. É empregado geralmente em forma de pasta e raramente forma de argamassa (pois areia demente muito a resistência). A água empregada na fabricação da pasta (varia de 45% a 70% do peso do gesso empregado). - com 45% de água pasta espessa, plástica módulo de ruptura a flexão 120 kg/cm 2. - com 70% de água - pasta fluida e corre como se fosse líquida módulo de ruptura a flexão 30kg/cm 2. O gesso sendo aglomerante aéreo só pode ser empregado sem contato com a água, ou excessiva umidade. A umidade reduz a resistência do gesso que é bastante solúvel em água depois de endurecido. O coeficiente de dilatação térmica = 2 vezes o coeficiente de dilatação térmica do concreto = (2 x 10 5 por ºC). Márcio J. Estefano de Oliveira Página 82 27/6/2008

23 O coeficiente de condutividade térmica do gesso endurecido é de 0,5 kg cal/m 2 / metro de espessura enquanto que o do concreto é de 1,2. Por isto o gesso é considerado um isolante do tipo médio da mesma categoria da madeira seca ou do tjjolo furado; o concreto é considerado mau isolante térmico. Mas, verifica-se que a resistência termica de uma parede revestida de gesso (1,5 a 2,0 cm de gesso) não melhora muito a não ser que a placa de gesso seja pré-fabricada com vazios internos. O gesso apresenta ainda outras propriedades e empregos interessantes: - Serve para proteger contra incêndios materiais por ele recobertos (estruturas de madeira e de aço) por absorver inicialmente grande quantidade de calor, transformando-se então em gesso anidro. Para isso o revestimento deve ser de cerca de 3 cm em todas as fases da estrutura e a temperatura não exceder 1.000ºC (neste caso a proteção pode ser eficaz por cerca de 45 minutos). - Misturado a materiais fibrosos (aniagem, fibras vegetais, serragem de madeira), com 5% em peso. - Pode ser, excepcionalmente, empregado armado com barras de aço ou telas de metal (deploye) porém tendo ação oxidante sobre o aço, somente deve ser empregado em placas sujeitas a cargas reduzidas e não sujeitas à umidade. - Usado par revestimento (em argamassa composta por uma parte de gesso, uma parte de cal hidratada e quatro partes de areia em volumes), no fabrico da argamassa denominadas reboco lustroso ou barra lustre. Usado no Brasil principalmente na construção em: - Revestimentos internos (rebocos) denominados estuques. - Molduras simples ou reforçadas com fios de aniagem ou outras fibras (estafes). - Placas acústicas (absorvem parcialmente o som) Produtos pré-fabricados de gesso Paris Gesso anidro (principalmente nos E.E.U.U. e Europa) a) Placas de gesso (plasterboard): são placas de gesso revestidas com duas folhas de papel grosso, empregadas para execução de paredes e tetos, nas espessuras de ¼ e ½. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 83 27/6/2008

24 b) Painéis de gesso para paredes: constituídos de uma estrutura de gesso em forma de ninho de abelha, revestida externamente por duas chapas de gesso (os mais comuns têm espessura de 10 cm; 120 cm a 150 cm de altura, 90 cm de largura). c) Blocos leves: empregados em paredes internas e proteção de estruturas. São blocos de gesso furado, executados com mistura de gesso com serragem de madeira (1:1 em volume) ou blocos esponjosos que são obtidos por adição d) de produtos especiais ao gesso que formam ou que forma gás que permanece aprisionado na massa. O carbonato de cálcio adicionado à água (produz grande quantidade de CO 2 ). Estes blocos são leves em comparação com o de gesso comum e são fabricados em dimensão variada (de até 75 x 30 x 15 cm). e) Placas constituídas de gesso reforçado com serragem de madeira ou fibras e armados com arame de aço. Empregados para piso ou par coberturas (neste último caso devem ter uma proteção betuminosa para resguardarem-se da água) Cimento Sorel ou oxi-cloreto de magnésio É um aglomerante aéreo, já fabricado no Brasil, pelas Industrias Químicas Xilolite Ltda., descoberto pelo Engenheiro Francês Sorel, sendo o produto obtido pela ação sobre a magnésia calcinada (MgO) de uma solução a 20% de cloreto de magnésio, (MgCl 2 ). É pois um cimento magnesiano, denominado no EE.UU. e na Inglaterra de oxi-cloreto de magnésia. O endurecimento em poucas horas resulta da formação de oxi-cloreto de magnésio com desprendimento de calor (em reação reversível): 3MgO + MgCl H 2 O (3MgO). Mg. Cl 2. 1 H 2 O + calor. A reação é reversível e o produto resultante em contato com a água renovada, tem dissolvido o seu cloreto de magnésio decompondo-se lentamente e deixando resíduo de hidróxido de magnésio (Mg(OH) 2 ). Assim, é que a água da chuva ataca o cimento Sorel lentamente, dissolvendo o seu cloreto de magnésio. O oxi-cloreto (cimento Sorel) é um composto de extrema brancura, grande dureza e tenacidade, com resistência superior ao cimento Portland, podendo Márcio J. Estefano de Oliveira Página 84 27/6/2008

25 aglutinar intimamente grandes quantidades de materiais inertes (em quantidades de até 95% de massa) com areia amianto, serragem de madeira. Os materiais inertes são previamente misturados, intimamente, com magnésia calcinada. A seguir adiciona-se a solução de cloreto de magnésio. O cimento Sorel é empregado na construção para a execução de revestimento interno e especialmente de pisos (Xilolita). Um material empregado em pavimentações internas feito de cimento Sorel em mistura com serragem de madeira e um corante e denominado Xilolita (pedra de madeira); é fornecida em placas ou estendida em lençol sobre o piso a revestir (este piso pode ser de concreto revestido de camada de asfalto ou de madeira. A Xilolita é fabricada no Brasil, estando-se divulgando seu emprego. A Xilolita é bastante tenaz, resiliente, isolante térmico e acústico, incombustível, resistente ao desgaste, acompanha as deformações da estrutura (podendo ser aplicado sem juntas). Apresenta os seguintes inconvenientes: - Ação fortemente agressiva sobre tubulações embutidas; atacado pela água (isto pode ser parcialmente melhorado envernizando a superfície com cera líquida). A xilolita importada já foi muito usada no Brasil, principalmente no Distrito Federal (ex.: revestimento do piso da platéia do Teatro Municipal, por não refletir o som); Atualmente, o cimento Sorel e a xilolita já são, como já foi dito, fabricados e empregados no Brasil Observações: Além do Cimento Sorel (oxi-cloreto de magnésio) há o cimento magnesiano constituído de oxi-sulfato de magnésio (EE. UU.) é também um aglomerado hidráulico, semelhante ao cimento Sorel que há alguns anos foi patenteado na França com nome de Sermalite. Este cimento é um aglomerante, combinação quartenária estável (de magnésia calcinada, cloreto de magnésio, água e um radical ácido não declarado, com propriedade hidráulica). Márcio J. Estefano de Oliveira Página 85 27/6/2008

26 Assim, o cimento magnesiano, em comparação com o cimento Sorel, resiste melhor à ação da água e não tem ação corrosiva sobre o aço. Com cimento magnesiano pode-se fabricar concretos e produtos pré-fabricado. O concreto com cimento magnesiano (denominado pelo fabricante de Sermalite apresenta as seguintes características: - pega 2 a 6 horas - resistência à compressão: 700 a kg/cm 2 - resistência à tração na flexão: 150 a 250 kg/cm 2 - resistência ao desgaste 5 vezes superior à do concreto Portland de boa qualidade - é ainda resistente às águas agressivas; - não sofre praticamente retração, apresentando pelo contrário, ligeira expansão durante a pega e ainda aderindo bem a madeira e aço. 4.7 Cimento Natural È um aglomerante que resulta do cozimento seguindo de moagem de calcários argilosos (teor de argila da ordem de 25%), não devendo ter cal livre. Porém, devido à variabilidade do teor de argila nos calcários, a condição do teor de argila de ordem de 25% é difícil de ser atingida. A diferença fundamental do cimento natural e cal hidráulica, é que esta apresenta cal livre. O cimento natural pode ser: - de pega rápida (ou cimento Romano) Se o cozimento for em temperatura inferior ao início da fusão (cerca de 1.000ºC). - de pega lenta Se cozimento for até o início da fusão (cerca de 1.450ºC). - de pega semi-lenta intermediário entre o s 2 anteriores. A rapidez da pega do cimento Romano é atribuída a presença do teor mais elevado de aluminato de cálcio (que se forma em temperaturas mais baixas). A resistência dos cimentos naturais é baixa, em geral, igual ½ a 1/3 da resistência do cimento Portland. Isto se deve principalmente à composição do calcário de origem que não é bem uniforme. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 86 27/6/2008

27 O cimento natural Romano, devido ao rápido endurecimento, é bastante empregado quando não se deseja grandes resistências finais e sim pega rápida. Na França e na Alemanha é empregado em condutos (esgotos, condutos de água, vedação de fugas e veios de água); nos EE.UU. é empregado em pavimentação de estradas rodagem (misturando 1/5 de cimento natural de pega rápida a 4/5 de Portland e um agente aerador. No Brasil não é fabricado. Devido à composição muito argilosa do cimento natural, ele se hidrata e endurece sem libertar hidróxido de cálcio, sendo, portanto também resistente a agentes agressivos. Também, devido à sua pequena retração, pode-se emprega-lo em argamassas muito ricas e mesmo, em certos casos, pode-se empregar o cimento natural sob forma de pasta pura. 4.8 Cal Hidráulica É uma espécie de cimento natural com presença acentuada de cal livre. Não é produzida no Brasil. É o produto resultante do cozimento do calcário mais ou menos argiloso, a uma temperatura inferior a do início da fusão, e da subseqüente pulverização por extinção seguida ou não de moagem Índice de hidraulicidade Como já vimos, a cal hidráulica difere da cal aérea por poder seu endurecimento se processar pela ação exclusiva da água e imersa na água conservar-se satisfatoriamente. A cal hidráulica é obtida pela calcinação, nas condições normais de um calcário impuro, com determinada porcentagem de argila. - Hidraulicidade de cal. É a propriedade que possui a cal de endurecer pela ação da água, sem intervenção do ar. A hidraulicidade resulta da presença dos compostos argilosos na cal, sendo a sílica o elemento hidráulico principal. Verificou-se que a hidraulicidade cresce com a relação: Márcio J. Estefano de Oliveira Página 87 27/6/2008

28 Componentes argilosos CaO Calculada por análise química. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL A esta relação, em massa, e sob a forma de (SiO 2 + Al 2 O 3 ) Deu Vicat o nome índice de hidraulicidade. CaO Hoje costuma-se chamar de índice de hidraulicidade a uma das relações: ( Si O 2 +Al 2 O 3 +FeO 3 CaO + MgO ) ou ( Si O 2 +Al 2 O 3 +FeO 3 ) CaO Note-se que há pouca diferença entre essas relações por serem reduzidas as quantidades de (MgO) e de (Fe 2 O 3 ). Devido à temperatura de calcinação da cal hidráulica não superar 1.000ºC (900 a 1.000ºC) e ao excesso de CaO no calcário, a cal hidráulica possui sempre cal livre em teores mais ou menos elevados, o que permite a sua pulverização por extinção. Dessa propriedade resulta definição de cal hidráulica (logo abaixo do título cal hidráulica neste capítulo). As especificações francesas e alemãs consideram cal hidráulica como constituída de óxido de cálcio e magnésio e componentes argilosos (numa porcentagem superior a 10%). A cal hidráulica tem propriedades variáveis, em vista da composição do seu calcário e, em parte, do grau de cozimento (pode passar de modo contínuo de cal aérea até os cimentos naturais no que se refere as suas propriedades pela diminuição progressiva de cal livre) Baseando-se em trabalhos de Vicat pode-se prever pela análise química do calcário argiloso o tipo de cal hidráulico que se obterá por sua calcinação. Assim, por exemplo, temos: Classificação da cal em relação ao Ìndice de Hidraulicidade: Márcio J. Estefano de Oliveira Página 88 27/6/2008

29 Índice de Hidraulicidade Teores de argila no calcário (suposto puro) (%) Tipo de cal hidráulica Fim de pega 0,10 a 0,16 5,3 a 8,2 Fracamente hidráulica 3 Semanas 0,16 a 0,31 8,2 a 14,8 Medianamente hidráulica 2 semanas 0,31 a 0,42 14,8 a 19,1 Hidráulica propriamente dita 1semana 0,42 a 0,50 19,1 a 21,8 Eminentemente hidráulica 2 dias Fabricação A cal hidráulica é fabricada pelos mesmos processos da cal aérea, empregando-se geralmente, fornos contínuos (de chama longa ou curta) a temperatura, porém mais elevada (900 a 1.000ºC). Devido ao teor de cal livre que sempre possui, as pedras de cal hidráulica obtidas no forno pulverizam-se quando molhadas, o que constitui notável vantagem econômica. Mas muitos tipos de cal hidráulica são moídos na fábrica para que se obtenha melhor produto ou porque a extinção provoca apenas pulverização parcial da cal ou por queima defeituosa. A extinção da cal hidráulica requer o máximo cuidado para se obter um produto de boa qualidade, apresentando os mesmos fenômenos que a cal magra, porém com menor intensidade. Após a extinção, a cal é peneirada e o material fino (que passa pela peneira de 1,2 mm) é ensacado e entregue ao mercado. Os resíduos desse peneiramento podem ser de 2 tipos: - Subcozidos: são grãos amarelados, em pequeno número, podendo ser separados a mão. Supercozidos: (ou recozidos ou grappiers): grãos que, por cozimentos excessivos, sofreram um princípio de vitrificação; possuem cor cinzaesverdeado. Na França os resíduos chamados de grappiers servem para o fabrico de um cimento natural denominado cimento grappiers obtido pela simples moagem dos grappiers. Este cimento tem aceitação Cimento Aluminoso Seu processo de fabricação foi indicado por Jules Bied na França, em É um aglomerante hidráulico simples pela fusão incipiente ou pela fusão completa de uma mistura de calcário e bauxita (Al 2 O 3 ), com teor de bauxita Márcio J. Estefano de Oliveira Página 89 27/6/2008

30 superior a 30%. Quando a fusão é incipiente temos o Cimento aluminoso não fundido, e quando a fusão é completa temos o cimento aluminoso fundido. O cimento aluminoso é no geral de endurecimento rápido e resistente aos sulfatos (sobretudo gipsita, sendo um aglomerante de preço elevado e emprego delicado, devido a temperatura ambiente, ao ser empregado não pode ser superior a 30ºC e ao elevado calor de hidratação). Fabricado e empregado na França, Inglaterra, Alemanha, Suécia, Hungria, Espanha e EE.UU. No Brasil tem sido feito estudos de sua fabricação, a partir da bauxita. Após 24 horas do seu lançamento, apresenta resistência à compressão de 80 a 100% da que apresentaria o cimento Portland comum aos 28 dias. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 90 27/6/2008

31 5 LITÓIDES MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 5.1 Materiais Pétreos ou litóides São materiais rochosos (e excepcionalmente cerâmicos), que devem ser bastante inertes, resistentes e duráveis, com aplicações variadas em Engenharia Civil. Classificação: Naturais: encontrados na natureza praticamente prontos para seu emprego (areia, pedregulho, cascalho); Artificiais: Não encontrados na natureza praticamente prontos para seu emprego, necessitando de operações de custo significativo para que possam ser empregados (placas de granitos, mármores, etc; argila-expandida, escória britada de alto-forno) Materiais pétreos ou litóides naturais 1. Aplicações principais. a) Matações para enrocamento de taludes ou contenção de aterros. b) Lastros para estradas de ferro e de rodagem. c) Macadame hidráulico (base de pavimentação feita com pedra britada filler material de diâmetro 0,002 a 0,060 mm e água. d) Macadame asfáltico (base de pavimentação feita com pedra britada filler e asfalto) e) Agregados (para argamassas, concretos e lastros). f) Argamassas (agregados + água ou asfalto. g) Concretos (aglomerante + água + agregados ou asfalto + agregados). h) Filtros de drenagem ou de purificação de água potável. i) Solo estabilizado (pedregulho ou brita + solo). j) Arrimos e fundações l) Pedras enquadradas e argamassadas (blocos recortados em formas convenientes e rejuntados com argamassa para construção de arcos, pilares, etc.) m) Revestimentos (placas de granito, mármore, arenitos, ardósia, etc., polidas ou não) n) Pisos (placas de mármore, ardósia, arenito, granito, etc.). o) Cobertura (telhas de placas de ardósia, alabastro, etc.). Márcio J. Estefano de Oliveira Página 91 27/6/2008

32 5.1.2 Quanto a forma de serem identificados Os litóides naturais são química e geologicamente assim classificados: Identificáveis quimicamente são subdivididos em: a) Rochas que reagem com HCL diluído: Rochas calcáreas, sílico-calcários, argilocalcárias, e dolamíticas-rochas magnesianas (CaCO 3. MgCO 3 ); b) Rochas que não reagem com HCL diluído: Rochas Ígneas e demais rochas Identificáveis geologicamente São classificados em: Rochas sedimentares, Rochas ígneas ou eruptivas, Rochas metamórficas: a) Rochas sedimentares Provêm de pontos de detritos desagregados de rochas ou da precipitação química de sais dissolvidos em água do mar ou da acumulação de substâncias orgânica animais ou vegetais. Exemplos: Pedregulhos, areia, arenitos, argilas (2SIO 2, Al 2 O 3. 8H. O silicato duplo de alumínia hidratada), bauxita, pedras calcárias. Obs.: As argilas provém da ação da água em rochas que contenham silicatos de Mg, K, Al. A bauxita, rochas calcárias (ou pedra calcária CaCO 3, provêm da precipitação química ou acumulação de resíduos de organismos. São reconhecidas facilmente pela sua pouca resistência e efervescência no HCl. São pedras calcárias o gesso (sulfato de cálcio) e a dolamita (de natureza magnesiana). b) Rochas ígneas ou eruptivas Originárias da solidificação de uma magna (matéria em fusão ou semi-fusão (pastoso) ainda não diferenciado em minerais definitivos), têm como elemento fundamental a sílica que desempenha a função de um ácido nos silicatos. Subdividem-se em rochas ácidas (ou leves), rochas básicas (ou pesadas) e rochas intermediárias. Rochas ácidas: Caracterizam-se pela sílica livre (sílica de 66 a 76% que pode ser vista a olho nu. Exemplos: o granito - usado em cantaria (pedra lavrada para construção) e britas o pórfiro semelhante ao granito, em cores vermelha até o negro, passando pelo verde azeitona. Márcio J. Estefano de Oliveira Página 92 27/6/2008