C E B RELATÓRIO TÉCNICO CONCRETO CELULAR. Novo Tecnologias CONCRETO CELULAR DRY D1 NG RELATÓRIO TÉCNICO REV. JANEIRO DE 2014

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1 RELATÓRIO TÉCNICO ON Novo Tecnologias Autor: Eng. PAOLO MARONE IS.I.M. Diretor Data: Janeiro de 2014

2 Índice 1) História dos materiais de construção leve. 2) Traço e matéria-prima. 3) Tecnologia para mistura e bombeamento. 4) A espuma. 5) O CLC e CLM 6) O ciclo de mistura. 7) Possíveis usos. 8) Densidade. 9) Resistência à compressão 10) Resistência à flexão 11) Módulo de elasticidade 12) Retração 13) Avaliação do ciclo de vida qualidade ambiental menos uso de matérias-primas 14) Radioatividade e vantagens eletromagnéticas 15) Condutividade térmica e energia segura de matérias 16) Qualquer sistema com a ausência de pontes térmicas 17) Permeabilidade ao ar e vapor de água 18) Resistência ao fogo 19) Absorção e isolação sadia 20) Benefícios para a saúde 21) Vantagens de peso 22) Antissísmica 23) Vantagens de resistência ao impacto 24) Análise económica 25) Análise de mercado 26) Análise de criticidade 27) Conclusões e desenvolvimentos de pesquisas

3 1- História dos materiais de construção leve (autoclave ou cimento) No passado, agregados de pedra naturais leve (geralmente vulcânicos) foram usados para fazer o concreto leve (cal ou gesso). No ano de 1880, w. Michaelis teve uma primeira experiência em concreto leve: uma mistura de gesso, a areia natural e a água em vapor sob pressão. No ano de 1889, e. Hoffmann testou uma expansão de argamassas tradicionais de sistema para diminuir a densidade. Então no ano de 1924, J.A. Eriksson começado a produção de concreto auto clavado "Beton" (cimento), também conhecido como "Thermopierre" (pedra, airbeton, concreto aerado ou AAC) com base em uma mistura de areia fina de quartzo, gesso, água e uma pequena porcentagem de pós metálicos. Em 1945, foi fixado um método com barra de pré-tratamento e reforçando a segurança ao longo do elemento de concreto celular auto clavado. Depois tivemos o crescimento de grandes plantas industriais para materiais leves, como Siporex na Suécia, Ytong na Bélgica, Xella (Ytong) em França, Itália e outros países, o grupo de concreto aerado/rdb na Itália e muitas outras empresas no mundo com autoclaves caros e/ou sistemas similares. Na Alemanha, em 1975, H.G. Kessler testou um novo produto ("espuma") para a produção de cimento celular leve ou concreto "CLC" tão fácil e simples, (sem o uso de sofisticada mistura auto clavada e pó metálica e sem necessidade de construir instalações industriais sofisticadas e caras). Em 1979, LECA começou a utilização de argila expandida em uma matriz de CLC e consequente aumento da resistência mecânica de concreto celular (concreto celular alveolar-aclc) Em junho de 2013, planta-piloto no grupo Bunker, Ing. Paolo Marone e outros pesquisadores começaram a teste na mistura de argamassa leve, com uma porcentagem consistente de resíduos pó de pedra, grossa e aditivos pozolânicos, pedra, areia e outros aditivos para controlar a retração; o nome destes novos produtos "argamassa leve eco-celular" (ECO-CLM). Em março de 2013, Riccardo Vannetti, do grupo Chimica Edile assinou um acordo de pesquisa para estudar os efeitos e benefícios que o aditivos expansivo, pode dar o composto, em conjunto com o IS.I.M., Universidade Frderico II de Napoli e Bunker de Casandrino.

4 2- Traço e possível matéria prima Para a preparação de concreto leve auto clavado (AAC) com alume expansiva agente são geralmente requer os seguintes elementos: Areia de quartzo/sílica. 70,00% Cimento. 16,00% Gesso. 14,00% Agente expansiva metálica (Al) 0,05% Agua A reação química principal para a expansão e a porosidade do material é: 2Al + 3Ca (OH) 3 + 6H 2 => 3 CaO * Al 2O 3 * 6H 2O + 3H 2 CIMENTO QUARTZO ALUME ADITIVO AGUA MIX AUTOCLAVE 10 bar & 100 C CURA Acima, o ciclo de trabalho é sofisticado e precisa de enormes investimentos.

5 Para a preparação do concreto celular leve (CLC) com espuma os seguintes itens são necessários: Cimento aprox. 400 kg/m 3 Espuma (Agua + mix Espuma) aprox Lt Agua Agua espuma Ar CIMENTO ADITIVO AGUA Máquina de espuma 1º MIX 2º MIX CURA Processamento moderno acima, o ciclo é muito simples e requer investimento muito baixo.

6 Para a preparação de argamassa leve celular (CLM) com espuma os seguintes itens são necessários: Cimento.... aprox kg/m 3 Agregado (Pó de pedra)..aprox kg/m3 Espuma (Agua + mix espuma) Agua Lt Agua Espuma Ar Aditivo aprox kg/m 3 CEMENTO POLVERE ADDITIVO ACQUA Máquina de espuma 1º MIX 2º MIX CURA

7 4- Tecnologia para mistura e bombeamento de concreto celular CLC e argamassa celular CLM Dispositivo para a preparação de espuma e sua geração pode ser uma unidade independente ou pode ser um dispositivo a bordo de máquinas para mistura e bombeamento (única máquina). Gerador de espuma está equipado com 2 motores: Electro-compressor e bomba. Tanque da espuma e agente líquido de armazenamento para conexão de água externa. Controle a quantidade de espuma em cada mistura é regulada por um timer (*) Em 1 minuto (60 segundos) pode ser injetado uma quantidade de 120 litros de espuma.

8 Compacta máquina para bombear e misturar argamassas tradicionais ou CLC/CLM capacidade de produção de 1-2 m3 / hora Plantas com capacidade de produção > 5-10 m3/hora, gerador de espuma, mistura e sistema de bombeamento. O motor é diesel.

9 Planta móvel para a produção do CLC com gerador de espuma a bordo, misturador e bomba. Capacidade de produção horária pode estar perto 1-2 m3. Os motores podem ser elétrico ou diesel. 5 A "espuma" A espuma ou o "mousse" é uma mistura de ar, água e uma mistura de espuma de tenso-ativos (fluido de material biológico ou artificial) com uma densidade de cerca de 85 kg/m3. Os estudos científicos de ponta é considerada a densidade da espuma acima do mínimo para obter uma qualidade adequada e a durabilidade da espuma dentro da mistura. Pesquisa aplicada é sempre o melhor teste de espuma, em termos de propriedades físicas do produto final e menos problemático para desidratar e endurecimento da argamassa fresca. A quantidade da mistura de espuma, ligada à água, é muito baixa; Geralmente, 2,5%; para algum tipo de espuma pode ser um pouco menos. O gerador de espuma está equipado com uma válvula automática para alterar a quantidade de agente formador de espuma (%) e fluxo de espuma dentro da mistura, este dispositivo especial chamado "Dosatron.

10 DOSATRON Colocação % da quantidade de agente de espuma "2,5%" do total de água. Para 100 litros de água, iremos usar agente de espuma de 2,5 lt: 100 x 2,5% = 2,5 Lt ou Kg Para uma densidade de espuma de 85 kg/m3 teremos um aumento no volume de água e agente 12,4 vezes (1000/85) para a introdução de ar para a matriz de agua e agente tenso ativo.

11 Controle de densidade da espuma Verificação do peso 1,30 kg por 10 Lt (Volume) de espuma menos o peso do cesto plástico 0,45 kg = 0,85 kg (850 gr para 10 Lt = 85 kg/m 3 )

12 6 A primeira fase da mistura a preparação da "argamassa Para a preparação da "argamassa", você pode usar: - Cimento Portland: até 400 kg/m3 até um mínimo de 250 kg/m 3 - Pó granulado normal (0-3 mm e não muito alta densidade) temos a pedreira de pedra ou moinho de resíduos: de um mínimo de 50 kg/m3 para 600 kg/m 3 - Fino pó (0-1 mm) de um mínimo de 50 kg/m3 para 350 kg/m 3 - Aditivo expansivo: (7 kg/m ³ e um máximo de kg/m ³) controlar o anular a retração hidráulica + "Pozolânico" naturais ou artificiais para aumentar a resistência à compressão, durabilidade e desempenho térmico; Se necessário também artificial fibras/artificial/natural de vidro para aumentar a resistência à flexão e tração, outros aditivos se necessário, de acordo com as características necessárias. - Água em quantidades adequadas, de acordo com a dosagem de cimento, pó/areia e condições atmosféricas (temperatura e umidade relativa). Hagerman cone para verificar a plasticidade adequada e acabamento de argamassa.

13 O diâmetro da borda deve ser mais de 20 cm! Slump Teste positivo! 7 A segunda fase do MIX - mistura de argamassa com a espuma Depois de preparar a argamassa, com o controle de Slump, você pode adicionar a espuma e obter uma mistura "homogênea" da argamassa e espuma. Aumentando e diminuindo a quantidade de espuma vão mudar a densidade final do CLC-CLM (400 kg/m3 até ou 1.600kg/m3); aumentando ou diminuindo a quantidade de cimento irá alterar a resistência mecânica (250 kg/m3 até 350 ou 450 kg/m3); aumentando ou diminuindo a areia "grão grosso" vai mudar a resistência à abrasão (de 0 até 500 kg/m3). Mix de argamassa e espuma.

14 Controle da densidade da mistura. A mistura fresca é geralmente entre 7 a 10% de ganho de peso em comparação com o material seco, devido a evaporação de uma parte da água em excesso. A quantidade de espuma pode ir de 800 Lt/m3 para material muito leve ate 350 Lt/m3 ou uma pequena quantidade (como um aditivo para cimento ou concreto tradicional). Por exemplo, com 63 Lt de agua, sobre 1,58 de agente de espuma, você pode fazer 800 litros de espuma pronto (com um aumento no volume de aproximadamente 12,4 vezes). Método fácil de endurecimento: cimento 42.5 R entre horas, temperatura entre 15 e 30 C. 8 Possíveis usos As utilizações possíveis do CLC ou CLM é cada dia aumentando no setor de materiais de construção e de obras civis:

15 - Tijolos para paredes exteriores - Tijolos para paredes interiores - Camada de telhado - Camada de paredes internas - Externo e interno de gesso - Painéis pré-fabricados - Leves itens - Telhados - Barreira para as autoestradas - Barreiras de segurança para aeroportos - Elementos arquitetônicos e decorativos - Sistemas estruturais para a construção das casas - Paredes estruturais em zonas sísmicas - Materiais especiais para construção verde - Etc. Painéis pré-fabricados (reforçados com barras) Painéis pré-fabricados para estruturas horizontais (andaimes e lajes)

16 Blocos para paredes de concreto de revestimento vertical Blocos para a cobertura horizontal Blocos para paredes Blocos com entrelaçadas Tijolos para paredes

17 Sistema integrado para a construção de casas Aplicação de bitolinha Aplicação de gesso

18 9 Densidade É importante classificar a densidade da mistura fresca e material seco (min após dias). Kg/m 3 Kg/m 3 Kg/m 3 Kg/m 3 Kg/m 3 Kg/m 3 Kg/m 3 Fresca ~450 ~650 ~900 ~1100 ~1320 ~1440 ~1750 Seco Verifique o tamanho e o percentual de porosidade. Relatórios da densidade da mistura fresca Se você está usando para o tijolo com baixa densidade, requer o uso de fixadores especiais para ancoragem adequada dos vários artefatos.

19 10 - Resistência a compressão A resistência à compressão (fc) depende da densidade do material e da quantidade de cimento e areia/pó. A qualidade da espuma e sua porosidade também pode afetar a resistência à compressão final. A tabela a seguir mostra os valores de médios alcançados por um projeto de mistura justa. Sem o uso do aditivo. Res. Compressão Densidade final MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa ~0.8 ~2 ~2,2 ~3 ~4 ~6 ~ Com o uso de 7-8 kg/m3 de Res. Compressão Densidade final MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa ~1.2 ~2,6 ~2,8 ~3,5 ~5 ~7,5 ~ O tamanho do corpo de prova pode ser de bloco 15 x 15 x 15 cm ou cilindro d = 15 cm H = 30 cm. O corpo de prova é normalmente realizada por um período mínimo de 24 horas dentro do molde e em seguida no ar em condições normais de temperatura e umidade. Teste de compressão ocorre após 28 dias, secagem a umidade média e temperatura de C. fc em 7 dias é mais ou menos igual a 70-75% de fc28 fc em 90 dias, é mais ou menos iguais a % de fc28 1 MPa = N/m 2 = 10 kg/cm 2

20 11 Resistência à flexão É tipicamente perto de 10-20% da resistência a compressão, mas ao adicionar fibra artificial você pode conseguir um valor mais alto. A quantidade mínima de fibra deve ser maior que 2,5-3 kg/m3. Res. Flexão Densidade final MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa ~0.2 ~0.4 ~0.5 ~0,7 ~1.0 ~1.5 ~ Módulo de elasticidade Modulo elasticidade Densidade final MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa ~700 ~2.500 ~3.000 ~5.150 ~7.700 ~9.700 ~ Retração e dilatação térmica Considerando a quantidade de água e ar, a retração é bastante elevado; Usando aditivos expansivos () pode reduzir e controlar a retração da Eco argamassa leve para obter a estabilidade volumétrica durante os primeiros 10 dias.

21 Retração sem Dry D1 NG Com Dry D1 NG Densidade final μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m ~3000 ~2500 ~600 ~500 ~400 ~350 ~300 ~2000 ~1000 ~300 ~250 ~200 ~175 ~ Tamanho do corpo de prova: 10 x 10 x 50 cm. Desmolde a 24 horas e, em seguida, a retração está sendo monitorado por dias. Expansão térmica é aproximadamente 0,008 mm/m K é menor do que um padrão de cimento ou argamassa. Graças à utilização de Dry D1 NG (7 kg/m3) Você pode reduzir em 50% a retração e dar uma pequena micro expansão inicial (1-2-3 dias).

22 14 Avaliação do ciclo de vida qualidade ambiental O CLM é completamente assente da substâncias orgânicas volátil e envolve uma grande melhoria da eco eficiência. As emissões radioativas testes (Radon/Thorun-UNSCEAR) é menor do que outros normal tijolo e argamassa (9-12 Ra). Devido a porosidade do CLM, você pode diminuir (perto de 100% dentro de uma parede de 20 cm de espessura), linhas de energia poluição eletromagnética (50-60 Hz), dentro de residências e escritórios (IMOTEP). A indústria de construção utiliza uma grande quantidade de matérias-primas que também envolvem um alto consumo de energia; para uma tradicional argamassa ou concreto mais de kg de matéria-prima é extraída ou processado, enquanto para CLM menos de 1,000 kg de matéria-prima é extraída ou elaborado graças a capacidade da espuma para gerar ar. 15 Energia segura materiais e condutividade térmica Para a caracterização do padrão de construção de materiais, bem como para CLM são: Seu sistema Int. : Unidade prática: kcal/h m C W/m C (Celsius) o W/m K (Kelvin) 1 W / m C = 0,860 kcal / h m C O recíproco da condutividade térmica é chamado de resistividade térmica. Condutividade térmica lei de Fourier - condução térmica q - Força térmica kcal/h ou W k - Condutividade térmica kcal/hm C ou W/m C A - A superfície da parede m² L - A espessura da parede m Tc - Temperatura Parte quente C Tf - Temperatura Parte fria C

23 O valor médio para uma argamassa leve eco celular, estão listados no seguinte padrão: Condução térmica Densidade final W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK ~0,1 ~0,14 ~0,18 ~0,22 ~0,28 ~0,34 ~0, Umidade pode alterar a condutividade térmica de cerca de 20-30%, um conglomerado seco tem 0,7 k Cal/m h C enquanto um conglomerado molhado pode atingir até 1,2 k Cal/h m c. A água tem 0,55 k Cal /h m C.

24 Densidade Lambda Argamassa e gesso (W/mK) (kg/m3) Gesso em cimento (2-3 cm) 1, Cão + gesso em cimento (2-3 cm) Gesso + espuma 0, Gesso de Cão 0, Gesso + gesso de cão 0, Gesso térmico com perlite Isopor < 250 kg/m3 0,09 Mais de 250 Gesso termo isolante com perlite, Isopor, mais de 450 kg/m3 0,13 Mais de 450 Argamassa de cimento 1, Cão + argamassa de cimento Argamassa leve < 800 kg/m3 0,28 800

25 16 Qualquer sistema com a ausência de pontes térmicas Uma parede de tijolos pode ter juntas de argamassa grossa, juntas de argamassa vertical e horizontal ou formas finas e planas ou em ziguezague. Todos os fatores acima podem aumentar muito ou um pouco a condutividade térmica de parede. Frente Seção 17 Permeabilidade ao ar e vapor de água Este teste indica o tempo necessário para completa evaporação da água para o grau de permeabilidade. Europeia Norm EN Resistência ao vapor de água é devido à densidade da argamassa leve é entre µ = 3 e µ = Resistência ao fogo

26 Graças a lei de condutividade térmica, lenta migração térmica do materiais seco com porosidade interna, CLM, tem desempenho bom e eficaz contra fogo e para proteger a estrutura de concreto armado e efeitos de fogo nu aço. Não produz gases nocivos, gases tóxicos e um material incombustível inorgânico. 19 Absorção acústica, isolação do ruído Uma parede de tijolos com argamassa leve, vai oferecer o melhor desempenho de isolamento acústico por um tijolo tradicional entre 2 e 4 db. O coeficiente de absorção é entre 0,3 0.4 que é melhor do que uma parede de concreto ou tijolo normal de argila. Uma espessura de parede de 100 mm de baixa densidade tem uma insonorizarão perto 45 db, Enquanto um de 180 mm de espessura tem 53 db. 20 Benefícios para a saúde Controle de umidade dentro de uma sala com tijolos de argamassa leve é melhor do que com tijolos de argamassa tradicional. Argamassa leve é capaz de compensar e reduzir a umidade relativa. 21 Benefícios - menos peso e instalação rápida Instalando com argamassa leve às dimensões do tijolo grande e baixo peso, é mais rápido do que uma parede de tijolo tradicional (tamanho pequeno, tijolos muito pesados e difícil de gesso). Graças a espuma e a baixa densidade da mistura é facilitado seu bombeamento. 22 Vantagens sísmicas Forças sísmicas são proporcionais à gravidade do edifício, assim que o peso da construção irá diminuir a ação sísmica no irá diminuir o efeito sobre a estrutura. Para paredes estruturais usando fibra reforçada na produção de tijolos de argamassa leve e barras verticais para o seu reforço. Assim, é possível construir as paredes estruturais sob força de tração e compressão com baixo peso. 23 Vantagens de resistência ao impacto Argamassa leve devido a sua porosidade é capaz de absorver o impacto de alta energia e absorção de alta energia e a um baixo custo de reparo. 24 Análise económica Para produzir um m³ e necessário um consumo de energia: Planta 100 com motor elétrico: 3 kw/h, por una produção hora entre 1 e 2 m 3/ Planta 100XP com motor diesel: 5 Lt de diesel por una produção hora entre 5 e 7 m 3 25 Análise de mercado Custo de análise para um tijolo de concreto pressionado, considerando com 250 kg/m3 de cimento e sobre 1500 kg/m3 de areia e inertes. Nu mercado o pequenos tijolos é em torno de 40 / m3. Análise de custos para uma ECO-CLM: 300 kg/m3 de cimento e 600 kg/m3 de areia e alguns quilos de aditivos e agentes.

27 26 Análise de criticidade C E B A cultura entre os arquitetos, engenheiros e empresas sobre o concreto leve é profundamente desenvolvida nos países ocidentais e está começando a ser desenvolvido em outras partes do mundo. Você deve ter/instituto Universitário com laboratórios de teste. O custo final é apenas ligeiramente mais caro do que um tijolo tradicional ou argamassa, mas temos vários benefícios, como acima descrito. 27 Conclusão e pesquisas em andamento O futuro e presente das construções é para diminuir o peso e o consumo de recursos naturais/materiais e reduzir/salvar os custos de energia de construção, argamassa leve é e sempre será mais um material de construção inovadora. Aditivos Dry NG D1 estão ajudando a aumentar o desempenho mecânico, impermeabilidade e reduzir e/ou cancelar a retração do concretos e argamassas celular. IS.I.M & Chimica Edile Do Brasil

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