ADIÇÕES OU SUBSTITUTOS PARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND

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1 Adição material inorgânico, com finura à do cimento, adicionado ao betão o na amassadura para melhorar certas propriedades ou para adquirir propriedades especiais Tipos de adições Podem substituir parcialmente o cimento Portland diferentes tipos de cimentos Não se designam por Adição, pois são juntos ao clinquer em fabrica e não na 1 altura da amassadura do betão

2 TIPO I (adições quase inertes) - Fileres e filer calcário (L, LL). Cimentos Portland de calcário (CEM II-L e LL) Filer material com finura à do cimento Portland, benéfico para as seguintes propriedades do betão Inertes quimicamente (em geral) Porém, se originarem taumasite Contribuem para o ataque do betão por sulfatos Só com clinquer Portland < 35% Centros de concentração de reacções melhor hidratação do cimento Portland Mais utilizado Filer calcário cimentos Portland de calcário (CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL) 2 Qq cimento < 5%

3 FILER para cimentos Portland de calcário (CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL) % argila VBS < 1,2g/100g EN TOC (teor de carbono orgânico total) LL < 0,2% (em massa) L < 0,5% (em massa) % CaCO3 > 75% (em massa) s.e. > 500m 2 /kg + boa mistura melhor granulometria das partículas < % de água ADIÇÃO de filer calcário Actua como corrector granulométrico dos finos LNEC E classes (A a D) 200m 2 /kg < s.e. < 600m 2 /kg 3

4 TIPO II (adições hidráulicas latentes) Escória de alto forno. Cimentos de escória (CEM II-S) e cimentos de alto forno (CEM III) Escórias de alto forno (slag) Subproduto do fabrico do ferro fundido Mistura de OCa, SiO 2 e Al 2 O 3 Mesmos constituintes do cimento Portland Reacção mto lenta sem aplicação prática Aplicação prática activadores soda / potassa cáustica cal silicato de sódio cimento portland (qdo hidratado ph > 12) Minério de ferro mistura de óxidos de ferro e substâncias ricas em cálcio silício e alumínio Minério de ferro + carvão + fundente entram pela parte superior do alto forno fundem a 1500ºC parte inferior do alto forno recolhe-se ferro fundido + escórias 1t de ferro 300kg de escória 4

5 Escória de alto forno Aplicações das Escórias de alto forno Cimentos Portland de escória (CEM II/A-S, CEM II/B-S) 35 a 95% de escórias AF + 5 a 64% (ou mais) de clinquer Portland 6 a 35% de escórias AF + 65% (ou mais) de clinquer Portland Cimentos de alto forno 5 (CEM III/A, CEM III/B, CEM III/C)

6 Escória de alto forno Aplicação das Escórias de alto forno na indústria do cimento Vantagens: ambientais económicas * Exigido: composições física e química apropriadas amorfa ( > 66%) γ = 2,9 g/cm 3 < 3,1 g/cm 3 (cimento portland) Limites para a composição química média (em massa) Arrefecimento rápido com água fria GRANULAÇÃO Não cristalino (inofensivo) > 1 < 1,4 * Economia de cerca de 200kg de carvão / t de clinquer substituído por 1t de escória 6

7 Escória de alto forno Aspecto das Escórias de alto forno PELETIZAÇÃO (forma + recente de conseguir o estado amorfo da escória) Escória obtida tem menos água 7 + eficaz do que a granulação

8 Escória de alto forno PELETIZAÇÃO PASSOS 1 - Escória em fusão expandida por injecção de água 2 passa por 1 roda dentada que projecta as partículas do material arrefecidas por jactos de água 8

9 Escória de alto forno PROCESSOS DE UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA SUBSTITUIÇÃO ADIÇÃO moída em conjunto com o clinquer adicionada no fim da moagem do clinquer depois de peletizada é moída até finura > 275m 2 /kg PROCESSO TRIEFF (Bélgica) moída molhada e armazenada em pasta para aplicação posterior - Moagem em meio húmido + económica - Produto final + fino Processo + EFICAZ 9

10 Escória de alto forno PRODUTOS DA HIDRATAÇÃO DA ESCÓRIA aos da hidratação do cimento portland Durabilidade excepto na ausência de Ca(OH) 2 ESCÓRIA + eficaz que cimento portland Ataque por sulfatos e por alcális apenas em soluções sobressaturadas de Ca(OH) 2 Cimentos com + de 50% de escórias elevada resistência química Não se formam os produtos de hidratação do C 3 A do cimento portland Forma-se aluminato bicálcico hidratado 10

11 Escória de alto forno Substituição de cimento Portland por 40 a 65% de escórias Substituição de cimento Portland por escórias Influência na expansão provocada por reacção álcalissílica reactiva do agregado Influência na resistência à penetração dos cloretos 11

12 Pozolanas TIPO II (adições com propriedades pozolânicas) Materiais pozolânicos. Actividade pozolânica. Classificação das pozolanas Materiais pozolânicos substâncias naturais de composição substâncias naturais de composição siliciosa, sílico-aluminosa ou uma combinação de ambas Não endurecem misturados com água COMPOSIÇÃO SiO 2 (dióxido de sílicio reactivo) Al 2 O 3 Fe 2 O 3 outros óxidos Mto moídos, em água, à temperatura ambiente reagem com o Ca(OH)2 dissolvido compostos de silicato e aluminato de cálcio desenvolvendo resistência aos do endurecimento dos materiais hidráulicos SiO 2 > 25% (em massa) % insignificante de CaO reactivo para endurecimento 12

13 Pozolanas Pozolana + Ca(OH) 2 gel C-S-H + pobres em cálcio do que os da hidratação do cimento portland Não necessitam contacto com soluções sobressaturadas de Ca(OH) 2 REACTIVIDADE POZOLÂNICA Sílica e Alumina pouco cristalinas Ligada à estrutura interna Ex: quartzo (inerte) Qto + afastada do estado cristalino > reactividade Determinante para o início da reacção pozolana/cal Pq reacção dá-se com a pozolana no estado sólido Estado da superfície Elevada área de contacto com Ca(OH) 2 dissolvido s.e. 600 a 1000 m2/kg 2 a 3 x a do cimento 13 Portland

14 Pozolanas Classificação das Pozolanas naturais artificiais subprodutos industriais ou da agricultura ARGILAS OU XISTOS NATURAIS s/ prop. pozolânicas iniciais a 500 a 900ºC adquirem essas propriedades Designações: pozolana natural calcinada xisto cozido Designações: cinza volante sílica de fumo cinza de casca de arroz Provêm de MAGMAS (em geral ácidos, i.e., ricos em sílica) em estado amorfo ou cripto-cristalino (devido à solidificação rápida) reactividade > depois da meteorização Materiais processados por: - britagem - moagem - peneiração 14

15 Pozolanas Queima controlada de casca de arroz Cinza de casca de arroz Pozolana mto reactiva Constituída por sílica amorfa Partículas não mto pequenas Estrutura celular elevada superfície específica 15

16 Pozolanas Cimento pozolânico Alguma resistência ao ataque por sulfatos e por ácidos fracos Taxa de desenvolvimento de calor durante a hidratação < MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA REACTIVIDADE DE UMA POZOLANA Métodos baseados Na determinação da tensão de rotura de pastas ou argamassas Ex: ÍNDICE DE ACTIVIDADE Na determinação do grau de combinação do Ca(OH) 2 com a pozolana Ex: POZOLANICIDADE 16