Aula 13 Aglomerantes

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1 Universidade Federal de Alagoas Campus do Sertão Eixo de Tecnologia Ciência e Tecnologia dos Materiais Aula 13 Aglomerantes Prof. Alexandre Nascimento de Lima Delmiro Gouveia, novembro de 2017.

2 Introdução Material ativo, ligante, pulverulento, cuja função é formar uma pasta que promove a união entre os agregados. São utilizados na obtenção das argamassas e concretos (pasta) e na confecção de natas. Pastas são misturas de aglomerante com água. As natas são pastas com excesso de água.

3 Histórico A argila foi o 1º aglomerante mineral utilizado pelo homem quimicamente inativa, endurece pela evaporação da água de amassamento. Algumas vestígios da aplicação da argila como aglomerante no assentamento de pedras ou tijolos de barro cozido, vedação de construções e produção de tijolos secos ao sol (adobe) datam dos tempos dos assírios e babilônios. Os gregos e romanos utilizavam uma mistura de cal com pozolana. Depois veio o cimento que J. Smeaton, da Inglaterra em 1750.

4 Classificação Os aglomerantes podem ser classificados: Quanto ao tipo de componente principal: orgânicos: possuem composição básica formada por carbono. Exemplos: betumes, resinas. inorgânicos: possuem composição básica formada por Si, Ca, Al. Exemplos: cal, gesso, cimento portland, cimento aluminoso.

5 Classificação Quanto ao seu princípio ativo: aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO 2 do ar, como a cal aérea e o gesso. São utilizáveis em ambientes secos; hidráulicos: são os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da água, como a cal hidráulica e o cimento (hidratação). Podem ser utilizados em ambientes externos (resistentes à ação de água).

6 Pega e Endurecimento Pega é a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar água a um aglomerante hidráulico, depois de certo tempo, começam reações químicas de hidratação, que, aos poucos, fazem com que a pasta perca sua fluidez, até que deixe de ser deformável e se torne rígida. Início de pega é o período inicial de solidificação da pasta. É contado a partir do lançamento da água no aglomerante, até o início das reações químicas com o aglomerante.

7 Pega e Endurecimento Fim de pega é quando a pasta se solidifica completamente, entretanto, sem adquirir toda sua resistência. A determinação dos tempos de pega é importante, pois assim tem-se idéia do tempo disponível para trabalhar, transportar, lançar e adensar pastas, argamassas e concretos, curálos, bem como transitar sobre a peça. O endurecimento é um fenômeno físico, sem alteração na constituição química do material.

8 Cal A cal é o ligante mais antigo utilizado pela humanidade. É um ligante aéreo, possuindo baixa resistência à exposição continuada à água. Endurecimento lento, pois depende de difusão de CO 2 para o interior do produto. A resistência mecânica de produtos que a utilizam são inferiores aos obtidos com o cimento. Essa característica também leva os produtos a apresentarem módulo de elasticidade pequeno, o que rigidez contribui para sua maior durabilidade.

9 Definições A cal é um ligante inorgânico, produzida a partir de rochas carbonáticas, compostas basicamente de cálcio e de magnésio, que se apresenta na forma de um pó muito fino. Existem duas formas de cal no mercado: a virgem e a hidratada. A cal virgem é constituída predominantemente de CaO e MgO, enquanto a cal hidratada é constituída de CaOH e MgOH. Uma das suas características mais importantes é a sua área específica, ± 10 vezes maior que a do cimento.

10 Produção O processo industrial consiste nas operações: extração de matéria prima e britagem; seleção da faixa granulométrica ótima e transporte para o forno; calcinação e controle do grau de calcinação; moagem adequada para cada tipo de hidratador; armazenagem da cal virgem; hidratação e moagem; ensacamento e distribuição para comercialização.

11 Produção 1. Matéria prima: as rochas carbonáticas formaram-se na crosta terrestre, compactandose e alterando-se ao longo das eras geológicas, originando as rochas calcárias e dolomitas. Os dolomitos são formados por substituição de parte do cálcio de calcita (CaCO 3 ) pelo de magnésio (MgCO 3 ). As principais jazidas de calcita estão situadas no NE (CE, RN, PB, PE, AL Major Isidoro -, SE e BA), e em MG e SP. As de dolomitos, no ES, SP e PR. As matérias primas são muito puras, com teor de carbonatos acima de 90%. Todos os outros constituintes possuem teores muito baixos.

12 Produção 2. Reações de transformações (calcinação): Para o calcário, a reação se dá em uma única etapa, com início à 660 ºC, finalizando à 900 ºC, segundo a equação: CaCO 3 CaO + CO 2 Para o dolomito, a reação se dá em duas etapas: 1ª etapa (± 250 ºC a 380 ºC): CaCO 3.MgCO 3 MgO + CO 2 2ª etapa : CaCO 3 CaO + CO 2

13 Produção 3. Hidratação da cal virgem: a reação de hidratação (extinção) da cal virgem é fortemente exotérmica, praticamente instantânea (< 20 min). A extinção é representada pelas equações: CaO + H 2 O Ca(OH) 2 MgO + H 2 O Mg(OH) 2 O processo de extinção deve ser controlado pela relação cal virgem:água, para manter a temperatura entre 80 ºC e 85 ºC. A hidratação deve ser feita em hidratadores adequados. A hidratação em obra pode causar incêndios.

14 Produção 4. Endurecimento (carbonatação) da cal hidratada: a reação de carbonatação da cal hidratada é catalizada pela presença de água. A carbonatação pode ser representada pelas equações: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Mg(OH) 2 + CO 2 MgCO 3 + H 2 O Ao longo do tempo, após evaporação da água de mistura, endurece em presença de umidade, com reação com o CO 2 do ar que penetra nos vazios deixados pela água.

15 Ciclo da cal

16 Ciclo da cal

17 Classificação No mercado brasileiro, existem 3 tipos de cales, de acordo com a sua composição química e ensaios físicos. Quanto à composição, são diferenciadas pelo teor de óxidos totais e pelo teor de carbonato presente. A cal CH I é uma cal com alto teor de cálcio e baixo teor de carbonatos. A cal CH II é uma cal dolomítica com baixo teor de carbonatos. A cal CH III é uma cal dolomítica com elevado teor de carbonatos.

18 Classificação

19 Cal hidráulica A cal hidráulica recebe esta designação por conter compostos hidráulicos e cal. Os romanos foram os primeiros usuários, obtendo-a pela mistura de pozolana e materiais cerâmicos. É produzida pela calcinação a 900 ºC de calcário argiloso. Os compostos formados são silicato dicálcico (2CaO.SiO 2 ), o aluminato tricálcico (3CaO.Al 2 O 3 ) e a ferrita (4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3 ). O índice de hidraulicidade é avaliado pela equação: SiO 2 Al2O3 Fe2O3 i CaO MgO

20 Aplicações 1. Tintas: pintura executada com a aplicação de leite (nata) de cal, suspensão preparada a partir de cal hidratada, denominada caiação. Seu emprego já existia na cultura egípcia, foi característica no Brasil colonial e é, ainda hoje, aplicada em aldeias, vilas ou cidades da Europa central, do norte da África, da Grécia, dos EUA, do sul da Espanha e da Itália. É de baixo custo, não indicada sobre superfícies lisas como gesso, madeira, metais ou repintura sobre outras superfícies pintadas. É indicada sobre superfícies rugosas. Possui a vantagem de não desenvolver microorganismos.

21 Aplicações

22 Aplicações 2. Bloco sílico-calcário: destinados à aplicação em alvenarias estrutural e não-estrutural, com resistência à compressão de 4,5 MPa a 35 MPa. Fabricados com cal e agregados quartzosos. Após mistura, moldados por compactação, submetidos à hidratação em auto-clave. A elevada pressão permite que ocorra a reação entre o quartzo e o hidróxido de cálcio. A resistência mecânica depende da porosidade influenciada pelo empacotamento granulométrico das partículas, teor de água, energia de compactação e volume de produtos hidratados formados durante a autoclavagem.

23 Aplicações

24 Aplicações 3. Argamassas: tem como função principal provocar a ligação eficiente e duradoura de blocos construtivos naturais ou artificiais. Nas argamassas, forma com a água uma mistura pastosa que penetra as reentrância e vazios dos blocos construtivos, cimentando-os, pela recristalização dos hidróxidos e de sua reação química com o anidrido carbônico do ar. A adição de cal às argamassas confere-lhes: menor custo, maior resistência à penetração de água, maior retenção de água, maior plasticidade e trabalhabilidade, diminuição de contrações e expansões.

25 Aplicações

26 Aplicações 4. Estabilização de solos: É um dos usos mais antigos da cal. Há registros de seu uso na Muralha da China e também na Via Apia, ao sul de Roma, com 584 km de extensão, construída no ano 312. A técnica é atualmente utilizada maciçamente nos EUA, França, Alemanha, África do Sul e Japão. A razão de seu uso está no seu custo e na melhoria das características dos solos argilosos que a cal proporciona, aumentando a sua capacidade de suporte e diminuindo a sensibilidade à umidade.

27 Aplicações

28 Gesso É o aglomerante menos utilizado no Brasil. A característica de endurecimento rápido permite elevada produtividade sem que sejam necessários tratamentos térmicos ou aditivos para acelerar o endurecimento. No mercado norte americano e europeu as placas de gesso acartonado domina o mercado de divisórias. No Brasil, a aplicação está voltada para revestimentos de alvenaria, componentes como blocos, painéis para forros e divisórias.

29 Definição O gesso de construção é um material produzido pela calcinação do minério natural sulfato de cálcio hidratado (gipsito). A composição do produto comercializado depende da sua aplicação. Como a velocidade de pega e endurecimento é muito rápida, é comum a utilização do gesso em conjunto com aditivos retardadores.

30 Produção A produção é realizada, normalmente, a partir de matérias primas naturais, envolvendo as seguintes atividades: Extração do minério: realizada em geral à céu aberto, seguida de britagem, moagem grossa e estocagem com homogeneização; Secagem: a umidade da matéria prima pode chegar a 10%; Calcinação: pode acontecer em um único forno (obtendo hemidrato) ou em dois fornos (obtendo hemidrato e anidrato separados).

31 Produção No Brasil, a calcinação emprega fornos tipo panela e marmita, de aquecimento indireto (não há contato com os gases de combustão), e forno rotativo de contato direto com o combustível. Moagem e seleção: as frações são separadas por granulometria em função da utilização construção (mais grossa) ou indústria (mais fina); Armazenamento: em silos, com homogeneização e estabilização, favorável à sua qualidade. Pode ser prontamente ensacado, protegendo-o contra a umidade.

32 Produção Extração mundial: 246 milhões ton (2014) A China é o maior produtor mundial (132 milhões ton 2014). Depois: EUA e Irã. Reservas no Brasil: 400 milhões de toneladas

33 Produção Matéria prima: pode ser produzido a partir da matéria prima natural (gipso) ou de CaSO 4 de resíduos industriais (produção de fertilizantes, ácido fluorídrico ou de remoção de enxofre de gases de combustão), pouco usado no Brasil. Cerca de 90% das reservas de gipsita brasileiras estão restritas aos estados do PA e PE, ficando o restante nos estados do MA, CE, RN, PI, TO e SP.

34 Produção

35 Produção Reações de transformação: na calcinação, T > 100 ºC, perde a água de cristalização. Formação do hemidrato: CaSO 4.2H 2 O CaSO 4.0,5H 2 O + 1,5H 2 O De 160 ºC e 190 ºC, perda da 1/2 molécula de água: CaSO 4.0,5H 2 O CaSO 4 + 0,5H 2 O (anidrita III) Na gipsita dihidratada, > 250 ºC, perda da água: CaSO 4.2H 2 O CaSO 4 + 2H 2 O (anidrita II) A 1200 ºC, anidrita II transforma-se em I; a 1350 ºC, ocorre a fusão e, acima de 1400 ºC, dissociação da anidrita.

36 Mecanismo de hidratação Hidratação é o fenômeno químico inverso da formação. Há 3 etapas no mecanismo de hidratação: fenômenos químico da dissolução, físico de cristalização e mecânico de endurecimento. O conhecimento do calor de hidratação e sua evolução no tempo é de interesse, pois revela a cinética do processo, permite identificar o mecanismo de hidratação e a ação dos aditivos modificadores na pega e conduz um controle rápido da qualidade e velocidade de reação.

37 Mecanismo de hidratação

38 Mecanismo de hidratação Fatores que influenciam a hidratação e a pega do gesso Relação água/gesso; Temperatura da água de amassamento (45ºC); Matéria-prima e condições de produção do gesso Impurezas; Energia de mistura; Tamanho das partículas; Aditivos controladores de pega.

39 Aplicações 1. Revestimentos de paredes: o uso de gesso como revestimento simplifica o processo. 1º. Oferecem superfície branca, que facilmente é coberta por pintura e acabamento liso, dispensando massa corrida. 2º. Hidrata-se rapidamente, encurtando o período entre a aplicação e o acabamento com a pintura, aumentando a velocidade da obra.

40 Aplicações Vantagens: Endurecimento rápido; Elevada produtividade; Boa aderência a materiais metálicos e minerais; Ausência de retração por secagem; Excelente acabamento superficial; Pequenas espessuras de revestimento; Leveza (1,05 g/cm 3 ); Baixa condutividade térmica; Mantém o equilíbrio higrotérmico do ambiente.

41 Aplicações Desvantagens: Solubilidade elevada em água; Elevada geração de resíduos, com perdas de ± 30% (diminui produção e velocidade da obra). Desenvolvimento de bolor; Não contribuem à fixação de dispositivos de carga suspensa; Reação sulfática com cimento, em presença de umidade; Corrosão de metais em contato; Alto custo de transporte do material (Sul e Sudeste).

42 Aplicações

43 Aplicações 2. Gesso acartonado: são chapas finas, de grandes dimensões, revestidas externamente por duas lâminas de papel (dry wall). São fabricados por processos de laminação contínua. Também têm alta produtividade na montagem e baixo consumo de material. Tecnologia domina os mercados europeu e norte-americano para divisórias internas e forros. Para a confecção das divisórias, as placas de gesso são apoiadas sobre perfis (madeira ou aço). Na cavidade entre as duas chapas, pode-se utilizar materiais absorventes e/ou isolantes térmicos.

44 Aplicações

45 Aplicações 3. Placas e outros componentes: dimensões de 60 cm x 60 cm, com borda reforçada, aplicações consagradas no Brasil, para forros suspensos. Atualmente, existem placas reforçadas com fibras de vidro. A placa é suspensa em tirantes de arame galvanizado. Como complementos, existem perfis moldados, utilizados para a realização de acabamento de bordas e produção de detalhes arquitetônicos como sancas. E blocos de gesso para alvenarias, vazados, com grandes dimensões, permitindo boa produtividade, assentados com pasta de gesso.

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47 Cimento Portland O cimento portland é um ligante hidráulico obtido pela moagem do clínquer portland, em conjunto com formas de sulfato de cálcio (3% a 5%) e eventuais adições ativas, conforme o processo de fabricação. A propriedade mais conhecida do cimento portland é a resistência à compressão. Mas, fatores como a facilidade de uso, a possibilidade de moldar diferentes formas, a boa interação com outros materiais e, sobretudo, sua durabilidade, conferem seu importante na atualidade.

48 Histórico A palavra CIMENTO é originada do latim cæmentu, união. Na Roma antiga, já se usava uma pedra natural de rochedos com este nome. Sua origem remonta há cerca de 4500 anos. Os egípcios já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas e romanas, foram construídas com uso de solo vulcânico que possuíam propriedades de endurecimento sob a ação da água. O grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado por John Smeaton, que conseguiu obter um produto de alta resistência por meio da calcinação de calcários.

49 Histórico

50 Histórico Em 1818, Vicat obteve resultados semelhantes ao de Smeaton pela mistura de componentes argilosos e calcários. Ele é considerado o inventor do cimento artificial. Em 1824, Joseph Aspdin queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após seca, tornava-se tão dura quanto às pedras de construção. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, por ser semelhante à rochas calcárias de ilha britânica de Portland.

51 Histórico

52 Histórico Com o tempo, a melhoria de sua qualidade de fabricação veio principalmente de avanços tecnológicos no projeto dos fornos que aumentam a uniformidade do clínquer e das técnicas de controle. Os avanços tecnológicos foram expressivos no mundo todo, mas o princípio de fabricação permanece o mesmo até os nossos dias, ou seja, calcário e argila calcinados a altas temperaturas, com adição de sulfato de cálcio para regular a pega e uso cada vez mais frequente de adições (escória, pozolana, filler) para melhorar suas propriedades específicas.

53 Histórico Produção mundial de cimento (2013) Ranking País Produção (1.000 t) 1º China º Índia 280 3º EUA 78 4º Irã 75 5º Brasil 70 6º Turquia 70 7º Rússia 65 8º Vietnã 65 9º Japão 53 10º Arábia Saudita 50

54 Histórico No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos de fabricação ocorreram em 1888 (instalação de fábrica em Sorocaba). Em 1892, uma pequena instalação foi construída na ilha Tiriri, PB (distante dos centros consumidores). Outras tentativas: usina de Rodovalho (1897) e em Cachoeiro do Itapemirim, ES (1912). Em 1924, com a implantação, pela Companhia Brasileira de Cimento Portland, de uma fábrica em Perus (SP) iniciou-se a produção em massa. A produção foi gradativamente elevada com a implantação de novas fábricas, eliminando a importação do produto.

55 Histórico

56 Histórico

57 Classificação Classificação: Cimento Portland Comum (CP I) CP I Cimento Portland Comum CP I-S Cimento Portland Comum com adição Cimento Portland Composto (CP II) CP II-E Cimento Portland Composto com Escória CP II-Z Cimento Portland Composto com Pozolana CP II-F Cimento Portland Composto com Filler

58 Classificação Classificação: Cimento Portland de Alto-forno (CP III) Cimento Portland Pozolânico (CP IV) Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) Cimento Portland Branco (CPB)

59 Classificação

60 Classificação A produção de cimento, por tipo, depende da possibilidade das matérias primas, incluindo as adições, e dos equipamentos de moagem e armazenamento das indústrias instaladas em cada região. A localização no sul do país das jazidas de carvão mineral, tornam disponíveis as pozolanas de cinzas volantes, disponíveis para as indústrias de cimento pozolânicos. Na região Sudeste, encontram-se as grandes siderúrgicas e o material disponível para as fábricas situadas nessa região é a escória básica de alto forno.

61 Fabricação Clínquer: é o material resultante da calcinação (± 1450 ºC) de uma mistura adequada de calcário e argila + componentes corretivos, constituído, principalmente, por silicatos (75%) e aluminatos e ferro-aluminatos cálcicos. A fabricação do cimento portland se inicia com a extração das matérias primas para a produção do clínquer. A farinha (material cru) entra no forno rotativo e caminha por gravidade em direção à parte mais quente do forno. Uma fábrica de cimento trabalha continuamente, pois o forno rotativo apenas é interrompido para manutenção.

62 Fabricação Nessa fase que ocorre a formação dos principais compostos do clínquer: alita (3CaO.SiO 2 ou C 3 S), belita (2CaO.SiO 2 ou C 2 S), alumina (3CaO.Al 2 O 3 ou C 3 A) e ferrita (4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3 ou C 4 AF). Na segunda fase, o clínquer é submetido a resfriamento rápido, de 1450 ºC a 80 ºC, realizado em resfriadores. O clínquer resfriado é transportado para a moagem final para atingir a finura conveniente, e incorporadas às demais matérias primas em função do tipo de cimento e o CaSO 4. Estas são totalmente compatíveis com o clínquer e conferem ao cimento propriedades adicionais.

63 Fabricação 18% a 66% 11% a 53% 5% a 20% 4% a 14%

64 Fabricação Jazida subterrânea de calcário

65 Fabricação Jazida à céu aberto de calcário

66 Fabricação Extração de calcário

67 Fabricação Transporte do calcário

68 Fabricação Início da britagem do calcário

69 Fabricação Britagem do calcário

70 Fabricação Transporte para a moagem

71 Fabricação Silos de homogeneização da farinha

72 Fabricação Forno rotativo

73 Fabricação Moinho de cimento

74 Fabricação Silos de estocagem de cimento

75 Fabricação Expedição: ensacado e à granel

76 Fabricação Adições: as adições são matérias primas que, misturadas ao clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland disponíveis. As adições melhoram certas características do concreto preparado com o cimento que as contém e preservam o ambiente ao aproveitar resíduos e diminuir a extração de matéria prima e as emissões de gases de efeito estufa. Resumem-se a: gipsita, escórias de alto forno, materiais pozolânicos e materiais carbonáticos.

77 Fabricação Clínquer + Gesso (CP-I e CP-V)

78 Fabricação Fíler Escória Pozolana CP-II-F CP-II-E CP-II-Z CP-III CP-IV CP-V-RS CP-V-RS

79 Fabricação 1. Sulfato de cálcio: aplicado em estado natural, tem a função básica de aumentar o tempo de endurecimento do clínquer moído. Se fosse adicionado, o cimento hidratado endureceria quase instantaneamente, o que inviabilizaria seu uso. A quantidade adicionada é, em geral, 3%. 2. Escória de alto-forno: as escórias provenientes da fabricação do aço apresentam propriedades hidráulicas latentes. São constituídas, basicamente, dos mesmos elementos do clínquer. Melhora a durabilidade e resistência final do cimento.

80 Fabricação 3. Materiais pozolânicos: são materiais sílicoaluminosos que reagem com o hidróxido de cálcio, formando os mesmos compostos que são produzidos na hidratação do cimento. As pozolanas mais largamente utilizadas são: a) pozolana natural cinzas e lavas vulcânicas, rochas orgânicas sedimentares ou esqueletos de algas diatomáceas; b) cinza volante proveniente da combustão de carvão mineral; c) sílica ativa subproduto da fabricação de silício metálico; d) argila calcinada à temperaturas de 500 ºC a 900 ºC; e) metacaulim proveniente da calcinação de argilominerais cauliníticos.

81 Fabricação 4. Fíler calcário: são materiais carbonáticos finamente divididos. Tal adição serve para tornar os materiais confeccionados com cimento mais trabalháveis, pela sua finura (lubrificante). São materiais inorgânicos, obtidos pela moagem fina de certos agregados minerais de composição calcária que atuam, principalmente, para aumentar a trabalhabilidade, diminuir a permeabilidade e capilaridade. Os fíleres apresentam uma ação mais física, mas podem possuir alguma reatividade química com os aluminatos de cálcio, formando os carboaluminatos e substituindo o papel do gesso.

82 Fabricação

83 Fabricação Moagem final: o clínquer, com as adições, conforme seu tipo, resulta num pó cinzento. Ele é então transportado mecânica e pneumaticamente para os silos. Após os ensaios finais de qualidade, o produto é enviado para expedição. A remessa do cimento ao mercado consumidor pode ser feita de duas maneiras: a granel ou em sacos, geralmente de 50 kg. Os ensacamento é feito em máquinas especiais, que enchem automaticamente os sacos e os liberam assim que atingem a massa especificada. A embalagem é feita em papel kraft, que garante o perfeito manuseio pelo consumidor.

84 Aplicações Argamassas de revestimento e assentamento de tijolos e blocos:

85 Aplicações Argamassas de assentamento de azulejos, pisos e ladrilhos:

86 Aplicações Argamassas de rejuntamento de azulejos, pisos e ladrilhos:

87 Aplicações Concreto simples, magro, armado ou protendido moldados in loco:

88 Aplicações Elementos pré-moldados de concreto armado:

89 Aplicações Elementos pré-moldados de argamassa armada:

90 Aplicações Pavimentos de concreto:

91 Artefatos de concreto: Aplicações

92 Solo-cimento: Aplicações

93 Concretos especiais: Aplicações

94 Aglomerantes Especiais 1. Cimento aluminoso: têm o aluminato de cálcio como principal elemento aglutinante. É obtido por fusão de bauxita e cálcario em fornos. O controle da pega é pelo proporcionamento adequado das matérias primas (sem gesso). Classificação: baixo teor de Al 2 O 3 (36%-42%), baixo teores de Al 2 O 3 e Fe (42%-60%), médio teor de Al 2 O 3 (65%-75%) e alto teor de Al 2 O 3 ( 80%). São usados principalmente em concretos para pisos industriais, revestimentos de tubulações e concreto refratário, principalmente devido à sua elevada resistência a ácidos e sulfatos e à altas temperaturas.

95 Aglomerantes Especiais

96 Aglomerantes Especiais 2. Cimento de escória: têm como aglutinante principal a escória de alto-forno (95%). Devem ser fabricados com ativadores químicos (álcalis de sais silicosos e de sulfato), que elevam seu ph, proporcionando reatividade acelerada na água. Por ser menos reativo que o cimento portland, seu uso se concentra, até o momento, em aplicações não estruturais, tais como: fabricação de painéis de vedação e arquitetônicos, concretos para bases de pavimentos e revestimentos de proteção resistentes a ácidos e sulfatos.

97 Aglomerantes Especiais 3. Cimento de retração compensada (expansivo): seu maior emprego é na compensação da retração do concreto. Contêm elementos que disponibilizam alumínio, cálcio e sulfato. São usados com vantagem em: elementos arquitetônicos pré-moldados, concreto projetado, estruturas para retenção de água e outros líquidos e para a maioria de lajes horizontais, como pisos, coberturas e tabuleiros de pontes, suscetíveis à fissuração, diminuindo o número de juntas e reduzindo os custos. Também são muito empregados como componente de muitos materiais de reparo.

98 Aglomerantes Especiais

99 Aglomerantes Especiais 4. Cimento ultrafino: também chamado de microcimento, é composto por partículas de cimento portland e escória (às vezes), com cerca de 1/10 do diâmetro do cimento convencional. Surgido na década de 1970, no Japão, com o objetivo inicial substituir os aglutinantes químicos na estabilização de solos. Hoje possui outras aplicações como revestimento especiais de pisos e injeção de fissuras em concreto e rochas. Este cimento apresenta algumas vantagens sobre os materiais tradicionais, tais como elevada resistência mecânica, rápido ganho de resistência e menor custo.

100 Aglomerantes Especiais Pasta de cimento portland Pasta de cimento ultrafino

101 Aglomerantes Especiais 5. Cimento polimérico (geopolímérico): é obtido pela reação de materiais sílico-aluminatos com alcalinos. É polímero mineral, amorfo e tem elevada compacidade. Foram produzidos pela primeira vez na Ucrânia. O sólido obtido com cimento geopolimérico possui estrutura sólida massiva, com composição semelhante a das rochas, sem apresentar fases distintas, como o que ocorre com a pasta de cimento portland. Pode substituir o cimento portland principalmente em revestimentos de elevada durabilidade a meio ácidos e ao fogo.

102 Aglomerantes Especiais 6. Cimento de magnésio (magnésia sorel): são obtidos pela reação de óxido de magnésio com sais de magnésio ou fosfatos solúveis. Apresentam como vantagens sobre o cimento Portland: maior resistência à abrasão e química, rápido ganho de resistência mecânica e elevada aderência a outros materiais. Empregados em materiais de reparo e proteção superficial. Sua utilização deve ser criteriosa, já que o contato prolongado com água pode provocar diminuição de resistência e lixiviação de cloreto de magnésio.

103 FIM