Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana. Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil.

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1 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Aglomerantes Referência desta aula Mehta & Monteiro (1994), Capítulo 6 1 Aglomerantes Orgânicos: Betumes (asfaltos) Resinas Composição básica: Carbono. Inorgânicos: Cal Gesso Cimentos Portland Cimento aluminoso Outros cimentos Composição básica Si, Ca, Al 2 1

2 Classificação dos Aglomerantes Aéreo Pouco resistentes à ação prolongada da água; Utilizáveis em ambiente secos; Exemplos: Gesso Cal Hidráulicos Mais resistentes à ação prolongada da água; Utilizáveis em ambiente externo ou úmidos; Exemplos: Cimentos Portland Cimento aluminoso Cimentos de escória Cal hidráulica 3 Cimento Portland Processo de Fabricação 4 2

3 Cimento Portland Fluxo do processo de produção 5 Fabrica de Cimento Portland Torre de pré-aquecimento 6 3

4 Fabrica de Cimento Portland Forno rotativo: D = 4m, L = 60m e α = 3º 7 Fabrica de Cimento Portland Maçarico no forno rotativo 8 4

5 Fabrica de Cimento Portland Resfriador de clínquer 9 Matérias-primas Calcinação (clínquer) Calcário (~80%) CaO - C Argila (~20%) Si O 2 - S Al 2 O 3 - A Fe 2 O 3 - F Após calcinação Gipsita CaO - C SO 4 - S Adições pozolanas cinzas volantes argila calcinada escória granulada de alto-forno pó calcário 10 5

6 Fases do Clínquer C 3 S - 3CaO.SiO 2 - Silicato tricálcico (Alita) C 2 S - 2CaO.SiO 2 - Silicato dicálcico (Belita) C 3 A - 3CaO.Al 2 O 3 - Aluminato de tricálcico C 4 AF - 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 - Ferro aluminato tetracálcico MgO - Óxido de magnésio CaO - Óxido de cálcio Álcalis Sulfatos 11 Fases do Clínquer A C 3 S - Alita B C 2 S Belita C - C 3 A e C 4 AF 12 6

7 Fases do Clínquer C 3 S - Alita: principal mineral que contribui para a resistência mecânica. É a fase que reage mais rapidamente com a água. 13 Fases do Clínquer C 2 S - Belita: reage mais lentamente com a água porém, após períodos maiores (aproximadamente um ano), atinge a mesma resistência mecânica que a alita. 14 7

8 Fases do Clínquer C 3 A: reage muito rapidamente com a água, porém sem apresentar fortes propriedades hidráulicas. Em combinação com os silicatos, o mesmo eleva a resistência inicial do cimento. C 4 AF: apresenta taxas inicialmente altas de reatividade com a água. Em idades mais avançadas: taxas baixas ou muito baixas - contribui pouco para a resistência mecânica. 15 Hidratação 16 8

9 Adições no Cimentos Portland 17 Efeito das Adições Afetam os produtos de hidratação Durabilidade Diminui a permeabilidade Resistência Reduz a inicial Aumenta a final Benefícios ambientais Redução da emissão de CO 2 Evita deposição de resíduos em aterros 18 9

10 Tipos de Adições Pozolanas cinzas volantes argilas calcinadas sílica ativa cinzas vegetais casca de arroz Pó ou Filler calcário Escória granulada de alto forno 19 Escória de Alto Forno Escória de Alto forno minério FeO - ferro gusa Si, Al - escória cal virgem CaO - escória coque C - CO 2 Composição similar ao cimento menos CaO Produção brasileira 7,5 M t/ano Região sudeste 20 10

11 Hidratação da Escória de Alto Forno Produz C-S-H Reduz moderadamente o teor de CH livre 21 Pozolanas Material contendo SiO 2 (predominante) Outros compostos Al 2 O 3 CaO Fe 2 O 3. Microestrutura vítrea Energia de cristalização Solúvel em ph elevado 22 11

12 Hidratação das Pozolanas Redução do teor de CH Diminui a solubilidade do cimento Produz C-S-H 23 Cimentos Portland Brasileiros Composição 24 12

13 Cimentos Portland Brasileiros Classificação 25 Tipos de Cimentos no Brasil Tipo Sigla Escória Pozolana Filler Comum Composto Alto Forno Pozolânico Alta Resist. Inicial Resist. a Sulfatos Branco Poços Petrolíferos CP I CP I-S CP II-E CP II-Z CP II-F CP III CP IV CP V-ARI CP?-RS CPB CPP < 10 < 10 <

14 Tipos de Cimentos no Brasil Cimento Portland Comum (CP I) Sem quaisquer adições além do gesso (utilizado como retardador da pega). Com pequenas adições - CP I-S. Aplicações: É usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento. Cimento Portland Composto (CP II) É modificado com adições - CP II-Z, CP II-E e CP II-F. Aplicações: Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. 27 Tipos de Cimentos no Brasil Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) Cimento com adições de escória de Alto-Forno. Aplicações: Em obras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. Cimento Portland Pozolânico (CP IV) Um tipo de cimento portland com adição de pozolana. Aplicações: É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e em ambientes agressivos

15 Tipos de Cimentos no Brasil Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Com valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias. Alterações nas proporções das fases do clínquer. Aplicações: Em blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados. Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) Alterações nas proporções das fases do clínquer. Aplicações: Em ambientes submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas. 29 Tipos de Cimentos no Brasil Cimento Portland Branco (CPB). A cor branca é obtida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila. Aplicações: Estrutural: Em concretos brancos para fins arquitetônicos. Não estrutural: Em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais

16 Tipos de Cimentos no Brasil 31 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Agregados Referência desta aula Mehta & Monteiro (1994), Capítulo