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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS

ADIÇÕES OU SUBSTITUTOS PARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND

Adição – material inorgânico, com finura material inorgânico, com finura ≤≤ àà do cimento,do cimento,adicionado ao betadicionado ao betãão na amassadura para melhorar certas propriedadeso na amassadura para melhorar certas propriedadesou para adquirir propriedades especiaisou para adquirir propriedades especiais

Tipos de adições

Podem substituir parcialmente o cimentoPodem substituir parcialmente o cimentoPortland Portland →→ diferentes tipos dediferentes tipos de cimentoscimentos

Não se designam por Adição, Adição, pois sãojuntos aojuntos ao clinquerclinquer em fabrica em fabrica e não naaltura da amassadura do betão

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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND

LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS

TIPO I (adições quase inertes) - Fileres e filer calcário (L, LL). Cimentos Portland de calcário (CEM II-L e LL)

Filer – material com finura material com finura ≈≈ àà do cimento Portland,do cimento Portland,benbenééfico para as seguintes propriedades do betfico para as seguintes propriedades do betããoo

Inertes quimicamente (em geral)

Centros de concentração de reacções ⇒melhor hidratação do cimento Portland

Filer calcário

cimentos Portland de calcário (CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL)

Mais utilizadoPorém, se originarem taumasitetaumasiteContribuem para o ataque do betão por sulfatos

Só com clinquer Portland < 35%

Qq cimento < 5%

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LIGANTES HIDRÓFILOS ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND

CIMENTOS

FILER para cimentoscimentos Portland de calcárioPortland de calcário(CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL)

s.e. > 500m2/kg + boa mistura ⇒ melhorgranulometria das partículas ⇒ < % de água

TOC (teor de carbono orgânico total)LL < 0,2% (em massa)L < 0,5% (em massa)

% CaCO3 > 75% (em massa)

% argilaVBS < 1,2g/100g

EN 933-9

ADIÇÃO de filer calcário

LNEC E 3764 classes (A a D)

200m2/kg < s.e. < 600m2/kg

Actua como correctorgranulométrico dos finos

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TIPO II (adições hidráulicas latentes) – Escória de alto forno. Cimentos de escória (CEM II-S) e cimentos de alto forno (CEM III)

Escórias de alto forno (slag)

Minério de ferro – mistura de óxidos de ferro e substâncias ricas em cálcio silício e alumínio

Minério de ferro + carvão + fundente entram pela parte superior do alto forno

fundem a 1500ºCparte inferior do alto forno

recolhe-se ferro fundido + escórias1t de ferro → 300kg de escória

Subproduto do fabrico do ferro fundido

Mesmos constituintes do cimento PortlandMistura deOCa, SiO2 e Al2O3 Reacção mto lenta sem aplicação prática

Aplicação prática ⇒ activadoresactivadores• soda / potassa cáustica• cal• silicato de sódio• cimento portland

(qdo hidratado pH > 12)

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Escóriade alto forno


Aplicações das Escórias de alto forno

6 a 35% de escórias AF+

65% (ou mais) de clinquer Portland

Cimentos Portland de escóriaCimentos Portland de escória(CEM II/A-S, CEM II/B-S)

Cimentos de alto fornoCimentos de alto forno(CEM III/A, CEM III/B, CEM III/C)

35 a 95% de escórias AF+

5 a 64% (ou mais) de clinquer Portland

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Exigido:• composições física e química apropriadas

Limites para a composição química média (em massa)

> 1 < 1,4Não cristalino(inofensivo)

γ = 2,9 g/cm3 < 3,1 g/cm3 (cimento portland)

Arrefecimento rápidocom água fria

GRANULAÇÃO

Aplicação das Escórias de alto forno na indústria do cimento

Vantagens:• ambientais• económicas *

amorfa ( > 66%)

* Economia de cerca de 200kg de carvão / t de clinquer substituído por 1t de escória

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Aspecto das Escórias de alto forno

PELETIZAÇÃO(forma + recente de conseguir o estado amorfo da escória)

+ eficaz do que a granulaçãoEscória obtida tem menos água

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PELETIZAÇÃO

PASSOS1 - Escória em fusão expandida por injecção de água2 – passa por 1 roda dentada que projecta as partículas do material arrefecidas por jactos de água

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ADIÇÃO

• depois de peletizada é moída até finura > 275m2/kg

• moída em conjunto com o clinquer• adicionada no fim da moagem do clinquer

PROCESSOS DE UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA

SUBSTITUIÇÃO

PROCESSO TRIEFF (Bélgica)• moída molhada e armazenada em pasta para aplicação posterior

- Moagem em meio húmido + económica- Produto final + fino Processo + EFICAZ

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Durabilidade

≈ aos da hidratação do cimento portland

excepto na ausência de Ca(OH)2

ESCÓRIA + eficaz que cimento portland

Ataque por sulfatos e por alcálisapenas em soluções sobressaturadas de Ca(OH)2

PRODUTOS DA HIDRATAÇÃO DA ESCÓRIA

Cimentos com + de 50% de escórias → elevada resistência química

Não se formam os produtos de hidratação do C3A do cimento portlandForma-se aluminato bicálcico hidratado

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Substituição de cimento Portlandpor escórias

Substituição de cimento Portlandpor 40 a 65% de escórias

Influência na expansão provocada por reacção álcalis-

sílica reactiva do agregadoInfluência na resistência à

penetração dos cloretos

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PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS

TIPO II (adições com propriedades pozolânicas) –Materiais pozolânicos. Actividade pozolânica.

Classificação das pozolanas

Materiais pozolânicos – substâncias naturais de composiçãosubstâncias naturais de composição siliciosasiliciosa,,sílicosílico--aluminosaaluminosa ou uma combinação de ambasou uma combinação de ambas

COMPOSIÇÃO• SiO2 (dióxido de sílicio reactivo)• Al2O3• Fe2O3• outros óxidos

Não endurecem misturados com água

Mto moídos, em água, à temperatura ambiente reagem com o Ca(OH)2 Ca(OH)2 dissolvido

compostos de silicatosilicato ee aluminatoaluminato de cálcio de cálcio desenvolvendo resistência

≈ aos do endurecimento dos materiais hidráulicos

SiO2 > 25% (em massa)% insignificante de CaO reactivo para endurecimento

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Pozolana + Ca(OH)2 → gel C-S-H

+ pobres em cálcio do que os da hidratação do cimento+ pobres em cálcio do que os da hidratação do cimento portlandportlandNão necessitam contacto com soluçõesNão necessitam contacto com soluções sobressaturadassobressaturadas de de Ca(OH)2

REACTIVIDADE POZOLÂNICA

Estado da superfície

Sílica e Aluminapouco cristalinas Ligada à estrutura interna

Qto + afastada do estado cristalino > reactividade

Ex: quartzo (inerte) Determinante para o início da reacção pozolana/cal

Pq reacção dá-se com a pozolana no estado sólido

Elevada área de contacto com Ca(OH)2dissolvido

s.e. 600 a 1000 m2/kgs.e. 600 a 1000 m2/kg≈ 2 a 3 x a do cimento Portland

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Provêm deMAGMAS (em geral ácidos, i.e., ricos em sílica)em estado amorfo ou cripto-cristalino (devido à solidificação rápida)reactividade > depois da meteorização

Materiais processados por:- britagem- moagem- peneiração

ARGILAS OU XISTOS NATURAISs/ prop. pozolânicas iniciaisa 500 a 900ºC adquirem essas propriedades

Designações:cinza volantesílica de fumocinza de casca de arroz

Designações:pozolana natural calcinadaxisto cozido

Classificação das Pozolanas

artificiaisartificiais subprodutos industriais ou da agriculturasubprodutos industriais ou da agriculturanaturaisnaturais

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Cinza de casca de arrozCinza de casca de arrozQueima controlada de casca de arroz

Pozolana mto reactivaConstituída por sílica amorfa

Partículas não mto pequenasEstrutura celular ⇒ elevada superfície específica

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CimentoCimento pozolânicopozolânico

Taxa de desenvolvimento de calordurante a hidratação <

Alguma resistência ao ataque por sulfatos e por ácidos fracos

MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA REACTIVIDADE DE UMA POZOLANA

Métodos baseados

Na determinação da tensão de rotura de pastas ou argamassas

Na determinação do grau de combinação do Ca(OH)2 com a pozolana

Ex:ÍNDICE DE ACTIVIDADE

Ex: POZOLANICIDADE

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