Presa. Difícil de determinar o instante em que se dá a passagem do estado líquido ao estado sólido

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Isaque Câmara Bernardes
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1 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Presa Métodos de definição do início de presa: condutibilidade eléctrica viscosidade desenvolvimento de calor, etc. Difícil de determinar o instante em que se dá a passagem do estado líquido ao estado sólido + comum e eficaz aparelho de Vicat NP EN (1990) Mede a resistência da pasta de cimento à penetração de 1 agulha com 1mm 2 de secção sob a acção de 1 peso de 300g Tempos de presa Início tempo decorrido entre a amassadura e a perda de plasticidade Fim tempo necessário para a pasta adquirir a firmeza suficiente para resistir a uma certa pressão 1

Difícil de determinar o instante em que se dá a passagem do estado líquido ao estado sólido + comum e eficaz aparelho de Vicat NP EN 196-3 (1990) Mede a

2 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Presa Ensaio de VICAT 1º passo fabrico da pasta normal (de consistência normalizada) Quando entra na pasta até 6±1mm da base 2º passo definição do início de presa 3º passo definição do fim de presa Quando entra na pasta até 4±1mm da base Quando entra na pasta < 0,5 mm 2

na pasta até 6±1mm da base 2º passo definição do início de presa 3º passo definição

3 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Presa Tempo de início de presa de acordo com a classe de resistência do betão FALSA PRESA Rigidificação prematura da amassadura alguns mns após o fabrico Plasticidade restabelecida por reamassadura, sem perdas de resistência Originada pela desidratação do gesso durante a moagem 3

prematura da amassadura alguns mns após o fabrico Plasticidade restabelecida por

4 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Expansibilidade Pode ser causada por hidratação retardada ou lenta de: óxido de cálcio livre óxido de magnésio sulfato de cálcio A evitar pode causar destruição do material o Matéria prima com + CaO do que o necessário o Queima / arrefecimento insatisfatórios CaO em excesso livre Manifestação da expansibilidade devida ao CaO livre Meses ou anos depois do fabrico Hidratação posterior mto lenta Com expansões (extinção da cal livre) Ensaio acelerado 4

com + CaO do que o necessário o Queima / arrefecimento insatisfatórios CaO em excesso livre Manifestação da expansibilidade devida

5 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Expansibilidade Ensaio acelerado 1º passo fabrico da pasta normal 2º passo preencher com pasta normal (2 equipamentos) 3º passo ao fim de 24h a 20 ± 1ºC medir o afastamento entre agulhas (e 1 ) 4º passo aumentar T até 100ºC (1h) manter T 100ºC (3 horas) 5º passo medir o afastamento entre agulhas (e 2 ) e 2 -e 1 = EXPANSIBILIDADE < 10mm aceitável 5

24h a 20 ± 1ºC medir o afastamento entre agulhas (e 1 ) 4º passo aumentar T até 100ºC (1h) manter T 100ºC

6 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Expansibilidade Óxido de magnésio Reactivo apenas sob a forma cristalina de periclase Portugal e Europa Não é problema devido às Características da matéria prima Periclase cristalização da fase líquida (a evitar) Periclase combina-se com a água de modo semelhante ao CaO Sulfato de cálcio Essencial para evitar a presa instantânea causada pela hidratação do C 3 A em excesso origina sulfaluminato de cálcio expansivo (a evitar) Teor máximo de SO 3 3,5 e 4% (dependendo do tipo de cimento) 4 e 4,5% (cimentos brancos) 6

Periclase combina-se com a água de modo semelhante ao CaO Sulfato de cálcio Essencial para evitar a presa instantânea causada pela hidratação do C

7 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resíduo insolúvel Cimentos bem cozidos % resíduo insolúvel < 1% Parte do cimento insolúvel a quente e, em determinadas condições, em HCl EXIGIDO Cimentos Tipo I e III % resíduo insolúvel < 5% Perda ao fogo É a perda de massa do cimento a 1000ºC Mostra o grau de carbonatação e hidratação, por exposição atmosférica do CaO e do MgO livres Cimento bem cozido e bem conservado Perda ao fogo 3-4% EXIGIDO Cimentos Tipo I e III % resíduo insolúvel < 5% (por causa da adição de filer calcário) 7

fogo É a perda de massa do cimento a 1000ºC Mostra o grau de carbonatação e hidratação, por exposição atmosférica do CaO e do MgO livres

8 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Não são perigosos para o betão simples Cloretos Alteram: - a presa do cimento - a velocidade de endurecimento São perigosos para o betão armado e o pré-esforçado diminuição da secção Oxidação das armaduras - diminuição da secção - expansões expansões 8

velocidade de endurecimento São perigosos para o betão armado e o pré-esforçado

9 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Cloretos Aumento de volume rompimento do revestimento aceleração da corrosão fendilhação descamação delaminação efeito nos cantos EXIGIDO Teor em cloretos no cimento < 0,1% Teor em cloretos agregados + outros constituintes < 1% - betão simples < 0,4% betão armado < 0,2% - betão pré-esforçado 9

delaminação efeito nos cantos EXIGIDO Teor em cloretos no cimento < 0,1% Teor em cloretos

10 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO DO CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES OBJECTIVO obter um cimento com uma propriedade + pronunciada do que outras para satisfazer exigências de construção ALTERAÇÕES QUE PODEM SER LEVADAS A CABO 10

uma propriedade + pronunciada do que outras para satisfazer

11 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições C 3 A é indesejável porque: Além disto: A redução do teor em C 3 A do cimento permite fabricar o cimento resistente aos sulfatos 11

indesejável porque: Além disto: A redução do teor em

12 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições cimento resistente aos sulfatos Difícil de fabricar porque: difícil obter matérias-primas com pouca alumina cozedura do cimento difícil endurecimento do cimento difícil Não utilizar em ÁGUA DO MAR Porque C 3 A do cimento fixa os cloretos atrasando a corrosão das armaduras C 3 A em quantidades limitadas pode ser desvantajoso 12

cimento difícil endurecimento do cimento difícil Não utilizar em ÁGUA DO MAR Porque C 3 A do cimento

13 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições Ca(OH) 2 livre é indesejável porque soluções sobressaturadas de Ca(OH) 2 são o meio necessário para : C 3 S indesejável também porque Hidratação grande desenvolvimento de calor A redução do teor em C 3 A e do teor em C 3 S do cimento permite fabricar Cimentos de baixo calor de hidratação 13

C 3 S indesejável também porque Hidratação grande desenvolvimento de calor A redução do teor

14 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições Cimentos de baixo calor de hidratação em 7 dias libertam < 60 cal/gr Aumento de temperatura Interior do betão em massa Motivado pelo calor de hidratação do cimento + Baixa condutibilidade térmica do betão FISSURAÇÃO % C 3 A + % C 3 S 30% << cimento Portland Matéria-prima sem ferro suficiente para a formação da fase férrica Juntar ferro à matéria-prima para: baixar % C 3 A obter aluminoferrato de cálcio e ferrato de cálcio % C 3 S < % C 2 S > % C 3 S + % C 2 S 70-80% 14

térmica do betão FISSURAÇÃO % C 3 A + % C 3 S 30% << cimento Portland Matéria-prima sem ferro suficiente para a formação da fase férrica

15 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições Cimentos de baixo calor de hidratação pren cimento de moderado calor de hidratação (MH) (< 320 J/g, 7dias) cimento de baixo calor de hidratação (LH) (< 270 J/g, 7dias) cimento de muito baixo calor de hidratação (VLH) (< 220 J/g, 7dias) < % C 3 A + % C 3 S desenvolvimento + lento da resistência Resistência a longo prazo mantém-se se S 320 m2/kg Resistência aos 2 dias à dos 7 ou mesmo 28 dias do cimento normal Cimento de elevada resistência inicial 15

muito baixo calor de hidratação (VLH) (< 220 J/g, 7dias) < % C 3 A + % C 3 S desenvolvimento + lento da resistência Resistência a longo

16 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições Cimento de elevada resistência inicial Obtém-se por meio de: composição química adequada (> C 3 S) preparação + cuidada da matéria-prima (cru + fino) > grau de cozedura (permanência + longa no forno, temperatura + elevada) moendo o clinquer + finamente (esta medida é muitas vezes suficiente) < fluência do que os cimentos normais > susceptibilidade à fissuração, > calor de hidratação Óxido de ferro único componente do cimento responsável pela cor deste Todos os outros componentes são brancos % Fe 2 O 3 < 0,2 % cimentos brancos 16

elevada) moendo o clinquer + finamente (esta medida é muitas vezes suficiente) < fluência do que os cimentos normais > susceptibilidade à fissuração, >

17 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições Tem muitas limitações Alteração das propriedades do cimento Portland por alteração das proporções dos componentes todos os componentes têm de estar presentes alteração de 1 tem vantagens num aspecto, mas desvantagens noutros EXEMPLOS diminuição do calor de hidratação < resistência, por vezes irrecuperável, ou tensões de rotura mto baixas para as exigências construtivas iniciais etringite pode formar-se sem intervenção do aluminato do cimento Portland, ex. agregado com alumina reactiva e ião sulfato em contacto com ela em meio saturado de Ca(OH) 2 Elevada % de Ca(OH) 2 para manter a estabilidade dos principais componenetes hidratados > Desvantagem do cimento Portland para resistir a certas agressões químicas 17

tensões de rotura mto baixas para as exigências construtivas iniciais etringite pode formar-se sem intervenção do aluminato do cimento Portland, ex.

18 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições pozolana escória de alto-forno sílica de fumo cinza de casca de arroz xisto cozido, etc. ADIÇÕES Permitem alterações + importantes das propriedades do cimento Portland do que as conseguidas através de alterações da composição química 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 18

ADIÇÕES Permitem alterações + importantes das propriedades do cimento Portland do que as conseguidas através de alterações da

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