GUSTAVO RODRIGUES MARQUES IGOR HENRIQUE SANTOS JHONATAN MATOS DE SOUZA LEONARDO ARAÚJO DIAS RENATA VIVEIROS NOVAES VICTOR ARINS GUMY RISSOTTI

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1 GUSTAVO RODRIGUES MARQUES IGOR HENRIQUE SANTOS JHONATAN MATOS DE SOUZA LEONARDO ARAÚJO DIAS RENATA VIVEIROS NOVAES VICTOR ARINS GUMY RISSOTTI AGLOMERANTES Definições, usos e classificações. Betumes e aglomerantes especiais SINOP 2013

2 1 INTRODUÇÃO O conteúdo visado tem por objetivo informar o leitor sobre a importância dos aglomerantes e suas aplicações, a partir do processo de confecção, desde a forma primária até sua combinação com outros componentes passando pelo processo conhecido como "pega". Serão apresentados os materiais betuminosos, que são aglomerantes utilizados na pavimentação e na impermeabilização, classificados como: alcatrão (derivado do carvão) e o asfalto (derivado do petróleo ou natural). Esperamos assim expor um pouco mais sobre um tipo de material importante que muitas pessoas sabem que faz parte da construção civil, mas poucas sabem sobre a diversidade de suas aplicações e origens.

3 2 OBJETIVO 2.1 OBJETIVO GERAL O presente trabalho tem como objetivo definir aglomerantes, não só na área da construção civil, mas suas aplicações em outras áreas também. Com foco em materiais betuminosos, a finalidade é de explorá-los em todos os aspectos: definição, propriedades, características fundamentais, aplicações, entre outros, para conhecimento do grupo e através de uma apresentação em sala, compartilhar as descobertas com os colegas. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS -Pesquisar o tema proposto, com base em livros específicos e internet; -Estruturar o trabalho escrito -Apresentar a pesquisa em sala, como requisito para primeira nota da disciplina

4 3 DEFINIÇÃO E USO DOS AGLOMERANTE De forma geral, pode-se definir que aglomerante é um material ativo, geralmente pulverulento (em forma de pó), que quando misturado a água forma uma pasta, tendo assim propriedades ligantes, ou seja, une outros agregados para que, depois de um processo simples de seca ou de processos químicos, forma um corpo sólido e coeso, geralmente são ligados as argamassas para confecção de concreto, quando misturados a areia e pedra brita. (site TRABALHOS FEITOS Inspirado nas melhores notas) Eles são utilizados na obtenção de: Pastas aglomerante com H2O; Argamassas aglomerante + H2O + agregado miúdo; Concretos aglomerantes + H2O + agregado miúdo + agregado graúdo. 3.1 Tipos de Aglomerantes e Aplicação Argila As argilas possuem diversas aplicações industriais, como na cerâmica, cimento, abrasivos, isolantes elétricos, térmicos, acústicos, siderurgia, tintas e vernizes, produtos asfálticos, defensivos agrícolas, lubrificantes, cosméticos, sabões, velas e sabonetes, ornamentação e outros. A importância econômica e social das argilas é muito grande, principalmente por estarem relacionadas com a indústria da construção civil e cerâmica. Cal A cal é utilizada na indústria açucareira na purificação do xarope, na indústria láctea na produção de caseinato de cálcio, lactato de cálcio e ácido lácteo e na indústria de panificação na produção de fosfato monocálcico necessário à preparação do fermento. A utilização de cal para pintar as paredes das casas com as suas propriedades impermeabilizantes e desinfectantes é bem conhecida em Portugal, o revestimento em óxido de cálcio obtido, por ser de fina espessura, rapidamente absorve o CO 2 da atmosfera transformando-se em carbonato de cálcio (calcário) de elevada dureza. A cal é amplamente utilizada no tratamento de:

5 Águas residuais urbanas Águas potáveis Lamas das depuradoras Efluentes gasosos Resíduos sólidos urbanos (RSU) Solos contaminados No que respeita ao tratamento de águas residuais urbanas a cal é fundamentalmente utilizada para: O controlo do ph. promover a neutralização, a coagulação, a floculação e a precipitação dos fosfatos, sulfatos e fluoretos, bem como de outros sólidos em suspensão ou dissolvidos. para promover a precipitação dos metais pesados (chumbo, crómio, cobre, níquel, etc ) e de outros metais (zinco, alumínio, ferro, etc ) que se encontram dissolvidos e que após neutralização co cal precipitam sob a forma de hidróxidos. Quanto ao tratamento das águas potáveis a cal, tanto viva como hidratada, permite controlar o equilíbrio cálcio carbónico Gesso A construção civil e os usos em medicina e odontologia são os aspectos mais visíveis da aplicação do gesso. A presença do gesso na construção, em forma de revestimento de paredes de alvenaria ou mesmo como material para construção das divisórias internas dos imóveis, começou a ser difundido na mesma época que o isopor, que é aplicado nas lajes dos edifícios. Porém, por considerarem alto o investimento, os empresários do setor somente agora estão intensificando o uso do produto. Cimento Portland Insubstituível em obras civis, o cimento pode ser empregado tanto em peças de mobiliário urbano como em grandes barragens, em estradas ou edificações, em pontes, tubos de concreto ou telhados. Betumes

6 Os asfaltos são materiais constituídos predominantemente por betumes, apresentando-se à temperatura ordinária com consistência sólida ou semi-sólida. Têm cor preta ou pardo escura característica e cheiro de óleo queimado. Podem ser obtidos de ocorrências naturais, rochas asfálticas e asfaltos nativos, ou por processos industriais de destilação de petróleo de base asfáltica ou semi-asfáltica. 3.2 CLASSIFICAÇÃO DOS AGLOMERANTES Os aglomerantes podem ser classificados quimicamente, quanto ao seu princípio ativo, em: aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO2 no ar, como por exemplo a cal aérea. hidráulicos: são os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da água, como por exemplo a cal hidráulica, o cimento Portland, etc. Este fenômeno recebe o nome de hidratação. poliméricos: são os aglomerantes que tem reação devido a polimerização de uma matriz. Já quimicamente inertes são: argila e betume. 3.3 CONCEITO DE PEGA Pega é a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar, água a um aglomerante hidráulico, depois de certo tempo, começam a ocorrer reações químicas de hidratação, que dão origem à formação de compostos, que aos poucos, vão fazendo com que a pasta perca sua fluidez, até que deixe de ser deformável para pequenas cargas e se torne rígida. Início de pega de um aglomerante hidráulico é o período inicial de solidificação da pasta. É contado a partir do lançamento da água no aglomerante, até ao início das reações químicas com os compostos do aglomerante. Esse fenômeno é caracterizado pelo aumento brusco da viscosidade e pela elevação da temperatura da pasta.

7 Fim de pega de um aglomerante hidráulico é quando a pasta se solidifica completamente, não significando, entretanto, que ela tenha adquirido toda sua resistência, o que só será conseguido após anos. A determinação dos tempos de início e de fim de pega do aglomerante são importantes, pois através deles pode-se ter ideia do tempo disponível para trabalhar, transportar, lançar e adensar argamassas e concertos regá-los para execução da cura, bem como transitar sobre a peça. 4 CIMENTO 4.1 CIMENTO SOREL Foi descoberto pelo engenheiro francês Sorel. Esse cimento dá pega em menos de 24 horas e não é tão utilizado no Brasil, sendo mais usado em países Europeus. É preparado por uma mistura de magnésia calcinada com cloreto de zinco e óxido de zinco com cloreto de magnésia. Resiste bem à abrasão e é bem duro, porém sofre com a ação da água. 4.2 CIMENTO PORTLAND O termo "Portland" foi dado em 1824 pelo britânico Joseph Aspdin, devido a semelhança que tinha com as rochas da ilha britânica de Portland. É um aglomerante hidráulico fabricado pela moagem do clínquer, composto de silicato e cálcio hidráulico. 4.3 CIMENTO RESISTENTE À AÇÃO DE ÁCIDOS Os aglomerantes, geralmente, tem boa resistência ao meio alcalino. Porém, quando sujeito a um meio ácido, não possui uma boa resistência. Algumas soluções são encontradas em resinas ou plásticos, tais como: Furan: É um tipo de resina que resiste a uma larga variedade de agentes corrosivos. Esse tipo de resina dá pega em aproximadamente uma hora e endurece em seis dias. É aplicado em mistura com o material inerte, em forma de argamassa.

8 Cimentos fenólicos- Semelhante aos cimentos de resina Furan e possui baixa resistência quando exposto ao meio alcalino. Resina Epóxi Com propriedades semelhantes ao Furan e ao cimentos fenólicos, possui uma boa adesão e também é utilizada nos reparos de concretos danificados. 5 CAL 5.1 CAL PAZOLÂNICA Descoberta pelos Romanos e não é mais utilizada. Trata-se de cinza vulcânica encontrada nas proximidades de Vesúvio que endurecia quando misturada com cal hidratada e água. 5.2 CAL METALÚRGICA Material inexistente no Brasil, de origem e normalizado na França., sua fabricação envolve Escória Metalúrgica (que é britada, moída e peneirada) misturada à cal hidráulica. 5.3 CAL HIDRÁULICA Não é um produto apropriado para construções sob água. Possui uma pega muito lenta, tornando-a mais adequada a emprego de menor responsabilidade. É obtido através da calcinação de rochas calcárias, que naturalmente ou artificialmente, possua um porção apreciável de materiais argilosos. 6 BETUME O betume puro é uma mistura orgânica complexa de hidrocarbonetos pesados frequentemente acompanhada de seus derivados não metálicos, de origem natural ou pirogênica, caracterizando-se por uma força adesiva e por ser inteiramente solúvel no sulfeto de carbono. Características fundamentais:

9 É um aglomerante; Não precisa de água para fazer pega; É hidrófugo, repele a água; É quimicamente inerte; É fácil de obter, a um preço relativamente baixo. O betume puro apresenta alguns inconvenientes: envelhece facilmente, tem ponto de fusão baixo, e quebradiço quando envelhece. O envelhecimento ocorre por causas físicas - evaporação dos constituintes, que são bastante voláteis - e químicas - oxidação, ao ar, dos constituintes, formando compostos que, esses sim, são solúveis em água.os materiais betuminosos são os asfaltos e o alcatrão. Quase todos os polímeros existentes podem ser usados na modificação de betumes. Em Portugal os mais utilizados são os elastômeros termoplasticos( polimero SBS) e os termoplasticos (polímero EVA), que originam betumes modificados mais duros e sólidos, com maior temperatura de amolecimento e boa coesão. Outros materiais também podem ser utilizados na modificação de betumes, como sejam as fibras, ceras, pós de enchimento, polímero APP (muito utilizado em aplicações industriais - telas), óleos, solventes, etc. É um ligante hidrocarbonado, tendo como características ser líquidos, mais ou menos viscosos, que endurecem por esfriamento ou evaporação dos seus dissolventes. São muito utilizados em impermeabilização. É classificado como sendo quimicamente inerte, ou seja, endurecem por simples secagem. Precisam ser aquecidos a uma certa temperatura para serem facilmente estendidos, consolidando-se por aumento progressivo da viscosidade, formando estruturas coloidais rígidas, sendo portanto hidrófobo. São aplicados principalmente na pavimentação. 7 ASFALTOS 7.1 DEFINIÇÃO

10 O asfalto é uma mistura complexa de hidrocarbonetos não voláteis, constituído predominantemente por betumes e que na sua forma ordinária em temperatura ambiente se encontra no estado sólido ou quase sólido. Possui um aspecto negro ou pardo-escuro, com cheiro de óleo queimado e densidade em torno de 1. É muito usado na pavimentação de ruas, estradas, aeroportos, usado também como material de revestimento(proteção), possui aplicação de manta asfáltica em lajes, piscinas, caixas d'água, telhados, baldrames etc. Por ser um material quimicamente inerte é usado na construção civil para a proteção do alumínio, chumbo e zinco da ação química da cal das argamassas e da cal liberada pelo cimento durante a pega. Pode ser obtido na forma natural ou por destilação do petróleo: Asfalto natural: esse asfalto não apresenta pureza, podendo ser uma mistura de água e material mineral ou orgânico, é encontrado na natureza em jazidas e tem uso direto na pavimentação e em pisos especiais. Asfalto de destilação ou de petróleo (pirogenado): é formado através do resíduo resultante nas torres de craqueamento. Durante o processo de destilação do petróleo, apresenta teor mais elevado de betume e é mais volátil, devido ao seu resíduo mineral inferior. Possui 10 classificações quanto ao seu tipo, segundo ABNT(TB-27), seu uso é mais decorrente por se tratar de um material abundante e barato. Vantagem:facilidade de emprego, pois possibilitam a mistura com simples aquecimento. Desvantagem:escorrem e se deformam facilmente no verão e tornam-se duros e quebradiços, podendo fendilhar, no inverno. 7.2 TIPOS DE ASFALTO CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo: constituinte dos revestimentos asfálticos de alto padrão utilizado em serviços a quente. Exemplo: concreto asfáltico, prémisturado, areia asfalto e tratamento superficial.

11 ADP - Asfalto Diluído de Petróleo: tem a função de imprimação (impermeabilização), é usado como asfalto primário em pavimentações. Emulsão Asfáltica: é compatível com praticamente todos os tipos de agregados, sendo utilizado a frio, o que proporciona redução dos custos de estocagem, transporte e uma aplicação mais eficiente, tendo uso na pavimentação. 7.3 REFINO DO PETRÓLEO NA OBTENÇÃO DE ASFALTO O petróleo, formado pela decomposição da matéria orgânica, é extraído da natureza e enviado para as refinarias, onde passa por uma destilação fracionada gerando vários subprodutos. Todos os derivados do petróleo contêm em sua composição átomos de carbono, mais precisamente hidrocarbonetos. 1) O petróleo extraído segue até as refinarias quase sempre por meio de oleodutos. Na refinaria, ele é guardado em tanques de armazenamento, de onde parte para ser processado. 2) Em caldeiras ele é aquecido a cerca de 370 ºC e vira parcialmente vapor. O que resulta é uma mistura de vapor com o que sobrou de petróleo na forma líquida. 3) Essa mistura entra numa torre de destilação. A parte gasosa sobe, a líquida desce. As partes mais densas do petróleo líquido caem até o fundo da torre. Já as menos densas podem até virar vapor no meio da queda e começar a subir. 4) Na base da torre fica um outro aquecedor. Como ele aumenta ainda mais a temperatura do petróleo, uma parte do líquido que escorreu até lá vira vapor também. Mesmo assim, ainda sobra um resíduo, que nunca vaporiza. Ele é recolhido e usado para fazer asfalto.

12 P.E.( C) Composição Subproduto 20 C 1 a 4 C Gás 70 C 5 a 9 C Nafta 120 C 5 a10 C Gasolina 170 C 10 a 16 C Querosene 270 C 14 a 20 C Diesel 340 C 20 a 50 C Lubrificante 500 C 20 a 70 C Óleo comb. 600 C acima 70 C Asfalto 7.4 USINAGEM DO ASFALTO Etapas de preparação do material asfáltico para fins comerciais: Silos alimentadores - unidades de armazenamento, nele o asfalto recebe a dosagem de materiais de forma automática, por meio de motores e correias que funcionam de forma independente em cada um dos silos. Secador - através do aumento da temperatura é retirada toda a umidade residual, evitando assim que o asfalto oxide e perca suas propriedades. Queimador - nessa etapa o asfalto é submetido a altas temperaturas que promovem a sua cristalização com a finalidade de aumentar a sua resistência. Sistema de Peneiras - separação granulométrica por meio de peneiras vibratórias. Pode conter um sistema de adição de filler, polimeros e fibras, além de pesagem e separação de finos. Separador Estático - separa os elementos particulados leves dos pesados por meio do vento, com o uso de hélices. Filtros de Mangas - proporciona a retenção de material particulado, promovendo assim a proteção ambiental. Silos Quentes: Estoca de forma isotérmica temporariamente os agregados previamente separados somente para dosagem.

13 Balança de Agregados - dispositivo responsável por gerenciar a quantidade necessária de cada material à mistura, betume, areia, pó de pedra e gravilha. Ao final tudo é descarregado no misturador. Misturador Pug-Mill - realiza a mistura dos agregados com o CAP, por meio de dois moto-redutores. 8 ALCATRÃO É obtido da hulha (carvão mineral), madeira, turfa, graxas. É um liquido oleoso de grande viscosidade e possui um cheiro de creosoto ou creolina. O alcatrão sofre mais que o asfalto com interferências da temperatura, fica mais mole quando está quente e mais duro quando está frio. Alem disso possui uma melhor adesividade aos agregados e melhores características aglomerantes. 8.1 ORIGEM DO ALCATRÃO Alcatrão bruto: Subproduto do processo de coqueifação siderúrgico; Subproduto dos gases da hulha, nos processos de obtenção de gás. Mistura: 15 a 20% de alcatrão ao asfalto - melhor aderência com agregados, além disso, risco de floculação. 20 a 30% de asfalto ao alcatrão - maior viscosidade, menor suscetibilidade ao envelhecimento. Não misturar emulsões aniônicas com catiônicas (risco de ruptura).

14 9 CONCLUSÃO Os aglomerantes são materiais importantes para a industria da construção civil, por ligarem quimicamente outros materiais(agregados) que naturalmente não possuem essa propriedade e desenvolve um novo material com a resistência desejada. São portanto, fundamentais na edificação de muitos projetos como na pavimentação, construções de moradias e pontes, dentre outros.

15 REFERÊNCIAS CABRAL, Frank. Materiais e Processos Construtivos, Materiais betuminosos. Sinop, MT, atualizado em: maio Disponível em : < Acesso em: 12 ago CAVALCANTI, Lorena. Especificações ProdutosCAP Cimento Asfáltico de Petróleo. Sinop, MT, atualizado em: fev Disponível em: < Acesso em: 11 ago CAVALCANTI, Lorena. Especificações Produtos CAP ADP - Asfalto Diluído de Petróleo. Sinop, MT, atualizado em: fev Disponível em:< Acesso em: 11 ago BIANCHIN, Victor e CARDOSO.Como funciona uma refinaria de petróleo? Sinop, MT, Atualizado em:20 ago Disponível em:< Acesso em: 24 ago ALVES, Lívia. Refinamento do petróleo. Sinop, MT. Disponível em:< Acesso em: 24 ago E-CIVIL. Cimento Portland. Sinop, MT. Disponível em:< Acesso em: 26 ago INFOESCOLA.Asfalto. Sinop, MT. Disponível em:< Acesso em: 26 ago CIBER. Plantas de Asfalto Descontínuas. Sinop, MT.Disponível em :< Acesso em: 26 ago