Universidade Paulista Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil Professora Moema Castro, MSc. TECNOLOGIA DO CONCRETO AULA 02 CAPITULO 2 NEVILLE, A. M. Tecnologia do concreto; tradução: Ruy Alberto Cremmonini. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. PRODUÇÃO QUÍMICA BÁSICA HIDRATAÇÃO DO CALOR DE HIDRATAÇÃO E RESISTÊNCIA DO ENSAIOS TIPOS DE PROBLEMAS Sumário Goiânia, 2016/2. Cimento Portland Cimento Portland PORTLAND Calcário Argila Clínquer Gipso É o nome dado ao cimento obtido pela mistura íntima de calcário, argila ou outros materiais silicosos, alumina e materiais que contenham óxido de ferro. CLÍNQUER
Química Básica do Cimento Produção Óxidos e seus Teores (%) Denominação dos principais compostos 1. Mistura e dosagem da mistura crua; 1. Material cálcico: calcário ou giz 2. Sílica e alumina: argila ou folhelhos 2. Moagem crua e homogeneização; 3. Calcinação (clinquerização); 1. Temperaturas entre 1400 C e 1500 C 4. Esfriamento; 5. Adição final (sulfato de cálcio) e moagem; 1. O gesso previne a pega instantânea do cimento 6. Ensacamento ou estocagem em silos. Cal CaO 60-67 Sílica SiO 2 17-25 Alumina Al 2 O 3 3-8 Óxido de Ferro Fe 2 O 3 0,5-6,0 Magnésia MgO 0,1-4,0 Álcalis 0,2-1,3 CaO = C SiO 2 = S Al 2 O 3 = A Fe 2 O 3 = F H 2 O = H Na 2 O (óxido de sódio) e K 2 O (óxido de potássio) são conhecidos como álcalis, apesar da existência de outros álcalis no cimento. Eles podem reagir com alguns agregados, e os produtos dessa reação álcaliagregado causam a desintegração do concreto. Química Básica do Cimento Hidratação do Cimento Compostos COMPOSTOS DO PORTLAND Composição em óxidos Abreviatura Silicato tricálcico 3CaO.SiO 2 C 3 S Silicato bicálcico 2CaO.SiO 2 C 2 S Aluminato tricálcico 3CaO.Al 2 O 3 C 3 A Ferroaluminato tetracálcico 4CaO. Al 2 O 3.Fe 2 O 3 C 4 AF PRINCIPAIS COMPOSTOS DO PORTLAND C 3S impuro C 2 S impuro alita belita PRODUTOS DA HIDRATAÇÃO DO C 3 S E C 2 S C 3 S + 6H C 3 S 2 H 3 + 3Ca(OH) 2 C 2 S + 4H C 3 S 2 H 3 + Ca(OH) 2 SILICATOS DE CÁLCIO HIDRATADOS C-S-H (gel de tobermorita)
Hidratação do Cimento Elementos constituintes O 2 Si Ca Al Fe Hidratação do Cimento Compostos óxidos CaO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Compostos do cimento C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Produtos de hidratação C-S-H gel Ca(OH) 2 TEMPERATURA DE HIDRATAÇÃO Tempo Taxa de liberação do calor 1 e 3 dias 50% 7 dias 75% ou 3/4 6 meses 90% A o r e d u z i r a s proporções de C3A e C3S, o c a l o r d e h i d r a t a ç ã o ( e a v e l o c i d a d e d e l i b e r a ç ã o ) d o c i m e n t o p o d e s e r r e d u z i d o. A finura do cimento a f e t a a t a x a d e l i b e r a ç ã o, q u e p o d e s e r c o n t r o l a d o n o c o n c r e t o p e l a q u a n t i d a d e d e c i m e n t o n a m i s t u r a ( r i q u e z a ). Ensaios em Cimento FINURA DO CimentoPortland e outros materiais em pó - Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (método deblaine) - ABNT NBR 16372:2015 CONSISTÊNCIA Cimento Portland - Determinação da pasta de consistência normal - ABNT NBR NM 43:2003 TEMPO DE PEGA CimentoPortland - Determinação do tempo de pega - ABNT NBR NM 65:2003 EXPANSIBILIDADE Cimento Portland - Determinação da expansibilidade Le Chatelier - ABNT NBR 11582:2016 RESISTÊNCIA Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão - ABNT NBR 7215:1996 Versão Corrigida:1997 Norma Brasileira Cimento Portland Comum CP I cimento portland comum CP I-S cimento portland comum com adição ( 0 a 5%) Cimento Portland Composto CP II-E cimento portland composto com escória CP II-Z cimento portland composto com pozolana CP II-F - cimento portland composto com fíler CP III cimento portland de alto-forno CP IV cimento portland pozolânico CP V ARI cimento portland de alta resistência inicial Tipo I Tipo II Norma Americana Cimento portland comum para uso geral Cimento portland de moderada resistência aos sulfatos e moderado calor de hidratação Tipo III Cimento portland de alta resistência inicial Tipo IV Cimento portland de baixo calor de hidratação Tipo V Cim ento portland de alta resistência a sulfatos
A.CimentoTipoI(CPI): B.CimentoTipoII(CPII): Também chamado de Cimento Portland comum. Possui 3 classes de resistência: 25MPa, 32MPa e 40MPa. Recebe a adição de materiais de baixo custo o que confere propriedades especiais ao cimento. Este tipo de cimento também pode receber adição de pequena quantidade de material pozolânico (1 5%), recebendo a denominação de CP I-S. As classes de resistência : 25 MPa, 32 MPa e 40 MPa. B.CimentoTipoII(CPII): C.CimentoTipoIII(CPIII): Também chamado de Cimento Portland de alto-forno, caracteriza-se por conter adição de escória em teores que variam de 35% a 70%. Este tipo de cimento confere baixo calor de hidratação, maior impermeabilidade e durabilidade e maior resistência a sulfatos às misturas onde é empregado. As classes de resistência em que pode ser fabricado são 25 MPa, 32 MPa e 40 MPa.
D.CimentoTipoIV(CPIV): Também chamado de Cimento Portland pozolânico, possui adição de pozolana em teores que variam de 15% a 50%, que conferem alta impermeabilidade e durabilidade às misturas em que são empregados. É recomendado para obras expostas à ação de águas correntes e ambientes agressivos. É fabricado nas classes de resistência de 25 MPa e 32 MPa. E.CimentoTipoV(CPV-ARI): Este tipo de cimento confere alta resistência inicial nas primeiras idades dos concretos onde é aplicado. O cimento tipo ARI ou alta resistência inicial, não possui nenhuma adição especial. É fabricado nas classes de resistência de: 1 Dia - 14 MPa 3 Dias - 24 MPa 7 Dias - 34 MPa F. Cimento Resistente a Sulfatos(RS): De acordo com a ABCP, qualquer dos cimentos já estudados pode ser resistente a sulfatos, desde que se enquadre em alguns requisitos como teor do componente químico C 3A do clínquer inferior a 8% e teor de adições carbonáticas de no máximo 5%. O cimento resistente a sulfatos é recomendado para uso em redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos, ambientes onde este agente agressivo pode estar presente. G. Cimento Aluminoso: Resulta do cozimento de uma mistura de bauxita e calcário. Este tipo de cimento possui pega lenta, porém, alcança altas resistências em pouco tempo (31,5 Mpa em 2 dias; 40 Mpa em 28 dias). A reação de hidratação é intensa e desenvolve grandes quantidades de calor. Sua principal utilização é como cimento refratário, resistindo a temperaturas superiores a 1.200ºC, podendo chegar a 1.400 C em misturas com agregados convenientemente escolhidos. Não é fabricado no Brasil.
H. Cimento Portland Branco(CPB): Possui coloração branca em função das matérias-primas utilizadas na sua fabricação (caulim no lugar da argila), que possuem baixos teores de óxido de ferro e manganês. O cimento branco pode ser do tipo estrutural ou nãoestrutural. O CPB estrutural é utilizado em concretos brancos para fins arquitetônicos e é fabricado nas classes de resistência 25MPa, 32MPa e 40MPa. O CPB não estrutural é utilizado para rejuntamento de azulejos e aplicações não estruturais. Em ambos os casos, o cimento pode ser associado a pigmentos, o que resulta nos concretos coloridos.