Apostila Materiais de Construção Civil (1)

ENGENHARIA CIVIL

PROFª: Poline Fernandes Fialho

DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

1º e 2° BIMESTRES

DATA: 22/03/2014

2 Materiais de construção

Sumário

1 Introdução aos materiais de construção ...................................................... 7

1.1 A evolução histórica dos materiais de construção................................. 7

1.2 A classificação dos materiais .............................................................. 10

1.2.1 Classificação técnico-científica ..................................................... 10

1.2.2 Metais ........................................................................................... 10

1.2.3 Cerâmicos..................................................................................... 11

1.2.4 Polímeros...................................................................................... 11

1.2.5 Compósitos ................................................................................... 11

1.2.6 Materiais não convencionais......................................................... 12

1.3 Importância da indústria da construção civil e dos materiais............... 13

2 Propriedades dos materiais de construção ............................................... 16

2.1 Propriedades gerais dos materiais ...................................................... 18

2.2 Características mecânicas dos materiais ............................................ 19

2.3 Classificação dos materiais de construção ......................................... 19

3 NOÇÕES DE GEOLOGIA ......................................................................... 23

3.1 Formação da terra ............................................................................... 23

3.1.1 Origem e ciclo das rochas ............................................................ 23

3.1.2 Classificação das rochas quanto à origem (classificação

geológica): ................................................................................................. 23

3.1.3 Classificação das rochas quanto à constituição mineralógica

(classificação tecnológica): ....................................................................... 25

3.1.4 Emprego das rochas na construção civil ...................................... 25

4 ROCHAS ................................................................................................... 25

4.1 Introdução ........................................................................................... 25

4.2 Origem ................................................................................................ 26


4.3 As propriedades dos minerais ............................................................. 27

4.3.1 Físicas: ......................................................................................... 27

4.3.2 Óticas ........................................................................................... 27

4.3.3 Mecânicas..................................................................................... 27

4.3.4 Químicas....................................................................................... 28

4.3.5 Outras ........................................................................................... 29

4.4 Uso das rochas na construção civil ..................................................... 29

4.4.1 Principais tipos de rochas (NBR 6502, 1995) ............................... 32

5 AGREGADOS ........................................................................................... 33

5.1 Introdução ........................................................................................... 33

5.2 Definição do agregado ........................................................................ 34

5.3 Classificação dos agregados quanto à origem .................................... 34

5.4 Amostragem de agregados ................................................................. 36

5.5 Classificação dos agregados quanto à dimensão dos grãos .............. 36

5.6 Classificação dos agregados quanto à massa específica ................... 40

5.7 Classificação dos agregados quanto à forma dos grãos ..................... 41

5.8 Formas de obtenção dos agregados ................................................... 41

5.9 Propriedades mecânicas dos agregados ............................................ 45

5.10 Substâncias nocivas presentes nos agregados ............................... 45

5.11 Caracterização dos agregados ........................................................ 47

5.12 Uso dos agregados .......................................................................... 49

5.13 Definição dos agregados, de acordo com a NBR 9935 (ABNT, 2011)

49

6 NORMALIZAÇÃO...................................................................................... 51

6.1 Finalidade ............................................................................................ 51

6.2 Entidades Normalizadoras .................................................................. 51


6.3 Vigência de uma Norma ...................................................................... 52

6.4 Tipos de Normas ................................................................................. 52

6.5 Código de uma Norma ........................................................................ 52

6.6 Elaboração de uma Norma.................................................................. 52

7 AGLOMERANTES .................................................................................... 53

7.1 – Definição e uso ................................................................................. 53

7.1 – Classificação dos aglomerantes ....................................................... 53

7.2 – Conceito de pega ............................................................................. 53

7.3 Cal ....................................................................................................... 54

7.3.1 Cal Virgem .................................................................................... 54

7.3.2 Extinção da cal ............................................................................. 55

7.3.3 Cal hidratada ................................................................................ 55

7.3.4 Cal Hidráulica ............................................................................... 56

7.3.5 Aplicação da cal ............................................................................ 56

7.4 Gesso .................................................................................................. 56

7.6 – Cimento Portland ................................................................................. 57

7.4.1 Composição do cimento Portland ................................................. 58

7.4.2 Principais tipos de cimento Portland ............................................. 61

7.4.3 Embalagem, recebimento e estocagem dos cimentos Portland ... 64

7.4.4 Aplicações dos cimentos Portland ................................................ 65

8 ARGAMASSAS ......................................................................................... 65

8.1 Definição e uso.................................................................................... 65

8.2 Classificação das argamassas ............................................................ 66

8.2.1 Segundo a dosagem: .................................................................... 66

8.2.2 Segundo o emprego: .................................................................... 66

8.2.3 Segundo a consistência: ............................................................... 67


8.2.4 Segundo o tipo de aglomerante: ................................................... 67

8.2.5 Argamassas de assentamento ..................................................... 68

8.2.6 Argamassas de revestimento ....................................................... 69

8.3 Dosagem ............................................................................................. 70

8.4 Preparação das argamassas............................................................... 70

8.5 Patologias das argamassas de revestimento ...................................... 71

9 CONCRETO .............................................................................................. 73

9.1 Definição e uso.................................................................................... 73

9.2 Propriedades do concreto ................................................................... 74

9.2.1 Propriedades do Concreto Fresco ................................................ 74

9.2.2 Propriedades do Concreto Endurecido ......................................... 76

9.3 Produção do Concreto ........................................................................ 78

9.3.1 Dosagem do concreto ................................................................... 79

9.3.2 Mistura ou amassamento.............................................................. 80

9.3.3 Transporte .................................................................................... 81

9.3.4 Lançamento .................................................................................. 81

9.3.5 Adensamento ................................................................................ 82

9.3.6 Cura .............................................................................................. 82

10 Materiais cerâmicos ................................................................................ 83

10.1 Introdução ........................................................................................ 83

10.2 Definição .......................................................................................... 83

10.3 Constituintes da Argila ..................................................................... 84

10.3.1 Propriedades das argilas ........................................................... 84

10.4 Classificações .................................................................................. 86

10.4.1 Cerâmica Vermelha ................................................................... 86

10.4.2 Materiais de Revestimento (Placas Cerâmicas) ........................ 86


10.4.3 Cerâmica Branca ....................................................................... 86

10.4.4 Materiais Refratários ................................................................. 87

10.4.5 Isolantes Térmicos .................................................................... 87

10.4.6 Fritas e Corantes ....................................................................... 88

10.4.7 Abrasivos ................................................................................... 88

10.4.8 Cerâmica de Alta Tecnologia/ Cerâmica Avançada .................. 88

10.5 Matérias-primas ............................................................................... 89

10.6 Caracterização das argilas ............................................................... 89

10.7 Processo de Fabricação .................................................................. 90

10.7.1 Preparação da Matéria-Prima ................................................... 90

10.7.2 Preparação da Massa ............................................................... 90

10.7.3 Moldagem ou conformação das peças ...................................... 91

10.7.4 Tratamento Térmico .................................................................. 92

10.7.5 Acabamento .............................................................................. 92

10.7.6 Esmaltação e Decoração .......................................................... 92

10.8 Componentes utilizados para a construção de alvenarias ............... 93

Referências ...................................................................................................... 96


1 INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

1.1 A evolução histórica dos materiais de construção

A evolução e utilização dos materiais de construção que possibilitaram a

humanidade abrigo, segurança, conforto, flexibilidade, estética, entre outros,

continuam até os dias atuais com requintes favorecidos pela evolução de

materiais e técnicas. (ANDRADE e AFONSO, 2009)

A história de materiais de construção acompanha a própria história do homem.

A importância dos materiais na história do homem é tal que, nos primórdios, ela

foi dividida conforme a predominância do uso de um ou de outro: Idade da

Pedra, Idade do Bronze (figura 1.1): ou por seus melhoramentos: Idade da

Pedra Lascada e Idade da Pedra Polida (BARROS, 2011).

Figura 1.1 – Stonehenge (2075 a.C.): monumento megalítico da Idade do Bronze, no condado de Wiltshire, na Inglaterra. Fonte: Isaia, 2007.

No início, nas civilizações primitivas, o homem empregava os materiais assim

como os encontrava na natureza: não os trabalhava. Mas, em pouco tempo, foi

aprendendo a modelá-lo e adaptá-lo melhor às suas necessidades. Até a

época dos grandes descobrimentos, a madeira e o barro, eram os mais

utilizados e em menor escala, metais e fibras vegetais (VERÇOZA, 1987).

Com o passar dos tempos novas necessidades foram agregadas ao modo de

habitar. Inicialmente, nômades, vivendo da coleta que o ambiente

proporcionava: pesca, caça e frutas. Com o esgotar das reservas de alimentos,

migravam para lugares que pudessem satisfazer suas necessidades. Com as

alterações climáticas e a escassez de alimentos o homem passou a fixar-se à


terra por períodos mais longos, cultivando, domesticando animais e outras

atividades afins, desenvolvendo novas maneiras de edificar (figura 1.2).

Nas civilizações da pré-história e antiguidade: Mesopotâmia, Egito, Grécia,

Roma, entre outras, a evolução nas utilizações e diversificações de materiais

se deram a passos lentos, principalmente na pré-história. Segundo Verçoza

(1987), até a altura da época dos grandes descobrimentos a técnica se resumia

em modelar os materiais encontrados. Mas a partir do Império Romano foram

incrementados outros materiais além dos tradicionalmente utilizados e por isso

foi possível a construção da cúpula do Panteão com 43,2 m de altura sem

nenhum pilar de sustentação (figura 1.3).

Figura 1.2 - Réplica de habitações típicas do final do período Neolítico (entre 10.000 a.C. a 8.000a.C.) Fonte: Andrade e Afonso, 2009

Figura 1.3 – Cúpula do Panteão Fonte:http://kayeandjose.blogspot.com/2009/03/cupula-do-panteao.html

Com a queda de Roma e início da Idade Média, as construções passaram a ter

um caráter religioso, igreja, catedrais, mosteiros, eram as únicas que mereciam

destaques, porém, o homem comum ainda mantinha o hábito de construções

que suas posses e disponibilidades de materiais permitiam. Com o fim da Idade

Média e início do Renascimento, marcado pela ruptura com os conceitos em

fazer Arquitetura e Urbanismo, incorporou desenvolvimento de sistemas,

recursos tecnológicos e emprego de novos materiais. Porém, o período

Barroco com sua monumentabilidade e excesso de ornamentação,

empregaram vários materiais que evoluíram de outros períodos, como por

exemplo: as argamassas. No início do século XIX, o Neoclássico contou com

grandes avanços tecnológicos propiciado pelo início da Revolução Industrial,

onde várias técnicas e materiais foram desenvolvidos e constantemente são

aprimorados até os dias de hoje. A necessidade de satisfazer as exigências do


homem moderno, com melhor qualidade de vida, trabalho, conforto e

segurança, o crescimento populacional em franca ascensão, os espaços

urbanos foram tornando-se cada vez menores, áreas agriculturáveis mais

distantes, fenômenos do transporte motorizado, rodovias e outros avanços,

impôs uma nova forma de conviver com o espaço construído e urbanizado

(ANDRADE e AFONSO, 2009).

Através dos anos, os materiais e técnicas de construção foram mudando,

assim como os padrões requeridos para o uso dos materiais: maior resistência,

maior durabilidade, menor manutenção e melhor aparência. Como por

exemplo, o caso do concreto, que surgiu da necessidade de um material

resistente como a pedra, mas de moldagem fácil como o barro, ao que

respondeu, inicialmente, a pozolana, uma mistura de barro com cal gorda,

muito semelhante ao concreto atual.

Figura 1.4 - Vitra Design Museum Fonte:http://www.urbanocultural.com/2010/08/sistemas-estruturais-ii-estrutura-de.html

Figura 1.5 – Museu de arte moderna de São Paulo – MASP Fonte:http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSstMmFU3fWNJO0t6HK6-jFsGtWFA1lNSvO7p-0zkTUQIY0hMg3

Depois surgiu a necessidade de estruturas capazes de vencer vãos maiores,

ao que se desenvolveu o concreto-ferro, hoje concreto armado (figura 1.4). A

partir de então começaram as pesquisas sobre os aços e hoje, tem-se o

concreto protentido em diversas estruturas como o MASP em São Paulo (figura

1.5). Ou como os casos das madeiras e rochas, que em virtude de todas as

imperfeições naturais e extração limitada, encontram cada vez mais

concorrência com os materiais industrializados que muitas vezes substituem

com vantagens os elementos naturais.


A arquitetura Moderna e Pós-moderna, impulsionada pelo grande avanço

tecnológico, nas mais diversas áreas de conhecimento aplicado ao construir,

possibilitou a verticalização das construções, onde, uma gama de novos

materiais é incorporada a cada dia, satisfazendo as necessidades técnicas,

impostas em novos desafios. A introdução da informática, eletrônica, micro-

eletrônica, altas tecnologias, nano tecnologias, introduzidas, para obtenção de

novos materiais e aprimoramento dos existentes, continua impondo pesquisas

constantes e buscas incansáveis de aprimoramentos.

1.2 A classificação dos materiais

1.2.1 Classificação técnico-científica

Tradicionalmente, segundo a microestrutura, os materiais sólidos são

agrupados em três classes: metais, cerâmicos e polímeros, com base na

composição química e na estrutura atômica. Além desses existem ainda outros

importantes três grupos: os compósitos, os semicondutores e os biomateriais.

Além dos materiais não convencionais.

1.2.2 Metais

Os metais são compostos de combinação de elementos metálicos que formam

ligações metálicas. Dos 92 elementos químicos da tabela periódica

encontrados na natureza, 70 têm caráter metálico predominante. As

propriedades dos metais derivam dessa sua constituição, ou seja, são bons

condutores de eletricidade e de calor, são muito resistentes e deformáveis,

razão pela qual seu uso é bastante extensivo em aplicações estruturais, em

especial de ferro e alumínio (ISAIA, 2007).

Figura 1.6 - Metais Fonte:http://www.leometais.com.br/imagens/metais-latao-chumbo-aluminio-inox.jpg

Figura 1.7 – Cerâmica vermelha Fonte:http://www.manfredinieschianchi.com


1.2.3 Cerâmicos

A argila foi o primeiro material manipulado intencionalmente pelo homem, ao

redor do oitavo milênio a.C., por meio de operação de queima (sinterização),

que a transformava de um material plástico em outro com grande resistência.

Dessa forma, tornou-se possível a fabricação de utensílios domésticos e outros

que tiveram grande impacto sobre a vida da sociedade daquela época. Os

vidros, também classificados como materiais cerâmicos já eram fabricados ao

redor de 4000 a.C., no Egito.

As cerâmicas são formadas por espécies químicas metálicas e não metálicas,

com ligações iônicas e covalentes com elétrons ligados em posições definidas

e fixas, o que lhes confere propriedades características. Uma dessas

propriedades é a resistência mecânica, até maior que a dos metais. Apresenta

baixa deformação na ruptura, o que lhes confere fragilidade, propriedade

oposta à tenacidade dos metais. São também estáveis à altas temperaturas,

resistentes ao ataque químico e isolamento elétrico. As cerâmicas tradicionais

são produtos de custo relativo baixo e apresentam como desvantagem sua

massa que é relativamente elevada (ISAIA, 2007).

1.2.4 Polímeros

Os polímeros, macromoléculas orgânicas formadas pela união de substâncias

simples, chamadas monômeros, podem ser de origem natural ou

sintética(figura 1.8). Os polímeros naturais são conhecidos desde os primórdios

da humanidade quando o homem primitivo utilizou produtos de origem animal

ou vegetal, como madeira, fibras têxteis (algodão e lã), crinas, ossos, couros,

borracha natural e outros produtos da natureza. Os polímeros possuem baixa

resistência mecânica, são difíceis de reparação e vantagens como o baixo

custo e baixa densidade (ISAIA, 2007).

1.2.5 Compósitos

Os materiais compósitos são a união de dois ou mais materiais com o objetivo

de obterem-se propriedades especiais não apresentadas isoladamente pelos

seus componentes por meio da utilização de métodos convencionais. Existem

compósitos naturais tradicionais, como a madeira em que a matriz e o reforço

são poliméricos. No concreto estrutural (figura 1.9), tanto a matriz à base de


pasta de cimento e agregados são materiais cerâmicos, podendo ainda se

utilizadas barras de aço para aumentar a resistência à tração (ISAIA, 2007).

Figura 1.8 – Polímeros Fonte:http://ovicor.pt/images/tubo_pvc.jpg

Figura 1.9 - Compósito

1.2.6 Materiais não convencionais

Por questões de sustentabilidade do planeta, alguns setores da construção têm

desenvolvido projetos e utilizado materiais ecologicamente mais corretos, além

de utilizar maior quantidade de resíduos e de materiais e produtos reciclados.

Os materiais sustentáveis não convencionais, como terra crua (figura1.10), as

fibras vegetais (sisal, coco, piaçava), tijolos de barros crus (adobe), bambu

(figura 1.11), resíduos agrícolas e industriais estão sendo utilizados com o

intuito de economizarem recursos de qualquer fonte e contribuir, assim, para a

sustentabilidade dos nossos ecossistemas (ISAIA, 2007).

Figura 1.10– Residência construída em taipa de pilão Fonte: extraída de Isaia, 2007

Figura 1.11– Residência construída com bambu Fonte:http://www.recriarcomvoce.com.br/blog_recriar/wp-content/uploads/2011/01/bambu02.jpg


1.3 Importância da indústria da construção civil e dos materiais

Não existe atividade humana em que a construção civil não esteja presente

para suprir a demanda por maior quantidade de bens e serviços requeridos

pela crescente população mundial.

A construção civil é uma atividade-meio para que seja alcançado o

desenvolvimento social e econômico das nações. Sua importância é também

fundamental na manutenção da sustentabilidade visto que o setor é o maior

consumidor de recursos naturais e degradação do meio ambiente.

Para tentar minimizar esse prejuízo pode-se reduzir o consumo de materiais e

de matérias primas.com as seguintes ações:

Aperfeiçoamento dos projetos para que o consumo de materiais seja otimizado;

Substituição de materiais tradicionais com elevado conteúdo energético ou

descarte por outros com melhor eficiência de relação energia/massa;

Aumento da durabilidade dos materiais pela escolha daqueles com melhor

desempenho e, maior vida útil dos sistemas ou da construção como um todo;

Redução da geração de resíduos e sua reutilização através da reciclagem.

Esta em vigor a lei de crimes ambientais (lei 6938/98), que responsabiliza o

gerador do resíduo pela sua deposição final. Além da lei nº 12.305, de 2 de

agosto de 2010.que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos e em seu

capítulo II art. 6o parágrafo VIII que tem como um dos princípios o

reconhecimento do resíduo sólido reutilizável e reciclável como um bem

econômico e de valor social, gerador de trabalho e renda e promotor de

cidadania.

Os principais desafios da construção sustentável foram sintetizados no

diagrama da figura 1.12. Quanto ao uso de materiais, as principais diretrizes

são canalizadas para o uso de materiais renováveis ou recicláveis, tais como

reuso de entulho, reciclagem do concreto e uso de adições minerais, como

cinza volante e fílers. Os principais desafios hoje a serem vencidos são o

seguinte:


Na fase de projeto: escolha de materiais renováveis ou recicláveis, de

desmonte fácil, com medidas padronizadas, não tóxicos e cuja fabricação exija

pouca energia;

Nas fases de construção: uso de materiais locais e reutilização de peças

aproveitáveis, construção com enfoque modular, rotulagem dos componentes

para facilitar a remoção seletiva e reciclagem, introdução de padrões de

qualidade para materiais reciclados e uso dos manuais de operação e

manutenção;

Na fase de desconstrução: novas técnicas para desconstrução e demolição

para facilitar a reciclagem e reutilização dos materiais de construção;

Dos fabricantes: maior responsabilidade para com seus produtos, do início ao

fim da sua linha de produção.


Figura 1.12: Aspectos e desafios da construção sustentável

Fonte: extraída de Isaia, 2007

Para fechar esse ciclo então é de fundamental importância que os profissionais

técnicos em edificações conheçam bem os materiais a especificar garantindo

assim o uso mais racional dos materiais e uma natureza mais preservada.


2 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Para os profissionais técnicos em edificações, o conhecimento dos materiais e

suas propriedades é imprescindível para a orientação da escolha entre eles. O

conhecimento detalhado do material especificado é fundamental para a

argumentação do profissional para a sua escolha. A opção por um ou outro

material pode até mesmo definir a conceituação de seu projeto: a forma, o uso

e a função de um espaço estão diretamente relacionados ao tipo de material

que irá compor este ambiente.

Para os consumidores finais destes produtos, os contratantes dos serviços e

usuários dos espaços, o desconhecimento sobre os novos materiais – de suas

reais propriedades, quando comparados aos tradicionais – gera insegurança e,

até mesmo certo descrédito. Muitas vezes, este opta por manter o

convencional, ao contrário de arriscar algo que não conhece, ou não encontra

informações precisas e imparciais a respeito.

Quando por desconhecimento do profissional, os materiais são mal

empregados ou especificados erroneamente para o uso, acabam gerando

gastos maiores, prejudicando a durabilidade e funcionalidade dos espaços que

compõem, chegando ao extremo de causar patologias incuráveis, senão pela

remoção deste material.

Para evitar tais fatos vamos nesta disciplina conhecer os materiais de

construção e entender sobre suas propriedades.

Para facilitar o vocabulário vamos definir algumas propriedades dos materiais

nos itens abaixo.

A. Dureza

Pode ser explicada como a resistência a qual um material tem de aguentar o

entalhe (risco), também indica o quanto a superfície é resistente a impactos.

B. Plasticidade

Propriedade de um corpo mudar de forma, sem que o mesmo consiga voltar ao

seu estado normal após ser submetido a uma tensão.


C. Durabilidade

É seu tempo de vida útil do material ou o quanto ele pode durar.

D. Desgaste

É um processo sofrido pelos materiais através do qual vão perdendo a sua

resistência, um exemplo é o seu próprio uso cotidiano ou não.

E. Elasticidade

É a propriedade que permite que ele deforme e volte a forma normal ou de

origem.

F. Ductilidade

Quantia de alongamentos antes da ruptura de um corpo quando esta sofrendo

deformação plástica. Quanto mais dúctil um material, maior a deformação de

ruptura. O contrario de ductilidade é a fragilidade.

G. Tenacidade

Tenacidade é a capacidade que o material tem para absorver impactos –

impacto é um carregamento de curta duração (instantânea) ao qual o corpo é

submetido.

Tenacidade é a capacidade de o material absorver energia devido à

deformação até a ruptura.

Segundo a tenacidade um mineral pode ser:

Ø Friável: reduzido a pó com facilidade (frágil; quebradiço);

Ø Maleável: facilmente transformado em lâminas;

Ø Séctil: cortado com um canivete;

Ø Dúctil: transformado em fios

Ø Flexível: pode ser dobrado, mas não recupera a sua forma anterior;

Ø Elástico: pode ser dobrado, mas recupera a sua forma anterior.

DUREZA ≠ TENACIDADE


2.1 Propriedades gerais dos materiais

A relação entre a massa e o volume dos materiais permite caracterizar

objetivamente alguns materiais. A massa corresponde à quantidade de matéria

contida num corpo e a unidade utilizada para quantificar é o quilograma (kg). A

massa é proporcional ao peso do mesmo corpo quando estas duas grandezas

são aferidas no mesmo local, isto porque o peso de um corpo corresponde à

força com que a sua matéria é atraída para o centro da Terra. A unidade

utilizada para quantificar o peso de um corpo é quilograma força (kgf). A partir

destas duas propriedades podem ser definidas outras grandezas tais como:

A. Volume aparente, V (ou volume total)

na quantificação do volume aparente de um corpo consideram-se o volume de

matéria e o volume dos vazios nele encontrados:

V=Vr+Vv (1)

Em que:

V - Volume aparente (m3)

Vr - Volume absoluto (m3)

Vv - Volume de vazios (m3)

B. Volume absoluto, Vr (ou volume real)

Corresponde ao volume ocupado pela matéria, não se considerando o volume

de vazios desse corpo;

Vr=V - Vv (2)

C. Massa unitária (estado solto)

Corresponde à massa de um corpo por unidade de volume aparente desse

corpo (K/m3).

D. Massa específica (estado compactado)

É a relação entre a massa de um corpo e o volume absoluto (real) desse corpo

(K/m3).


E. Densidade

Relaciona a massa de um corpo com a massa de igual volume de água a uma

temperatura de 4ºC;

F. Porosidade

Corresponde ao quociente entre o volume de vazios e o volume aparente

(expresso em %).

2.2 Características mecânicas dos materiais

O dimensionamento estrutural de uma edificação só é possível quando se

conhecem perfeitamente as propriedades mecânicas dos materiais que vão ser

utilizados na sua construção.

De uma forma muito simples, pode-se afirmar que o cálculo estrutural de um

edifício consiste na definição de áreas capazes de resistir a uma determinada

solicitação (por exemplo, a uma carga, à ação do vento ou à ação de um

sismo).

Qualquer corpo quando é submetido à ação de uma solicitação exterior (força

ou momento) sofre uma deformação (figura 2.1). As deformações podem ter

caráter reversível ou irreversível. No primeiro caso, quando a força externa

deixa de ser aplicada, o corpo retoma a sua forma inicial.

Figura 2.1 – Esforços Mecânicos Fonte: Barros, 2011

2.3 Classificação dos materiais de construção

Os materiais de construção podem ser classificados segundo diversos critérios.

Seguidamente apresentam-se alguns critérios de classificação segundo REIS

(2008).


Quadro 2.1 – Classificação dos materiais relativamente à aplicação

Quadro 2.2 – Classificação dos materiais relativamente à origem


Quadro 2.3 – Classificação dos materiais relativamente à natureza


Por cozedura

com formação de fase vítrea

Cerâmicos não

refratários tradicionais

Tijolos, grés

e porcelanas

Cerâmicos refratários

Enfornados

Não

enfornados

Ligantes hidráulicos

Cales

Cimento

sem formação de fase vítrea Óxidos cerâmicos

puros; refratários de

carbono e grafite.

Por fusão

Vidros;

Vitrocerâmica;

Esmaltes.

Quadro 2.4 – Classificação dos materiais relativamente ao aquecimento.


3 NOÇÕES DE GEOLOGIA

3.1 Formação da terra

3.1.1 Origem e ciclo das rochas

Todas as ROCHAS originam-se no estado ÍGNEO ou MAGMÁTICO. As

ROCHAS no estado ÍGNEO são ejetadas através dos vulcões. O material se

resfria e também sofre desgaste. O ciclo de formação das rochas pode ser

representado (figura 3.1):

Figura 3.1 – Ciclo das Rochas

Fonte:http://www.profpc.com.br/ciclorochas3.JPG

Ø o magma quente se derrama na superfície como lava, solidifica e forma a rocha ígnea;

Ø o intemperismo altera as características das rochas quando expostas; Ø os agentes de erosão movimentam o material, e ocorre a deposição dos

sedimentos que podem se transformar em rocha sedimentar; Ø qualquer rocha pode sofrer alteração em ambientes de alta P e T

(metamorfismo), gerando rochas metamórficas.

3.1.2 Classificação das rochas quanto à origem (classificação geológica):

a) Rochas Ígneas ou Magmáticas - Formadas pela solidificação do

magma

Podem ser divididas em:

Ø -Intrusivas, plutônicas ou abissais: quando se solidificaram a grandes

profundidades;


Ø -Extrusivas, vulcânicas ou efusivas: quando se solidificaram na

superfície do solo.

A rocha magmática plutônica mais comum é o GRANITO. A rocha efusiva mais

comum é o BASALTO.

Figura 3.2 – Granito Figura 3.3 – Basalto

b) Rochas Sedimentares - Resultado de uma série de processos que

ocorrem na superfíciedo planeta e se iniciam pelo intemperismo das

rochas expostas àatmosfera.

Apresentam camadas distintas em conseqüência de sucessivas deposições de

partículas ao decorrer do tempo. Rochas Sedimentares mais comuns:

Conglomerado; Folhelho; Filito; Calcário; Argila; Argilito; Arenito.

Conglomerado Folhelho Filito Calcário

Figura 3.4 – Rochas Sedimentares

Argila Argilito Arenito Figura 3.5 – Rochas Sedimentares


a) Rochas Metamórficas - Resultado da transformação de qualquer tipo

de rocha quandoem condições de pressão e temperatura muito distintas

daquelasonde ela se formou.

Ø Mármore - (metamorfismo do calcário)

Ø Gnaisse - (metamorfismo do granito)

Ø Ardósia - (metamorfismo do xisto)

Mármore Gnaisse Ardósia

Figura 3.5 – Rochas metamórficas

3.1.3 Classificação das rochas quanto à constituição mineralógica (classificação tecnológica):

a) Rochas Silicosas: predomínio da sílica (SiO2), em geral, sob a forma de

quartzo;

b) Rochas Calcárias: predomínio do calcário (CaCO3);

c) Rochas Argilosas: formadas pela desagregação do feldspato das

rochas ígneas.

3.1.4 Emprego das rochas na construção civil

As rochas representam bens minerais de grande importância para a

humanidade. São utilizadas das mais diversas formas, como por exemplo, nas

áreas de construção civil, rocha ornamental e brita.

4 ROCHAS

4.1 Introdução

O estudo das rochas e minerais é de extrema importância por ser a rocha o

material de origem da maioria dos solos, e seus minerais a fonte principal dos

nutrientes para as plantas.

A crosta terrestre é formada essencialmente de rochas, cujos constituintes são,

na maioria das vezes, os minerais.


Minerais, do latim minera, são compostos químicos naturais, formados a partir

de diversos processos físico-químicos que operaram na crosta terrestre.

Geralmente são sólidos, somente a água e o mercúrio que se apresentam no

estado líquido, em condições normais de temperatura e pressão.

As rochas são corpos sólidos formados através da agregação de materiais

minerais, podendo tais corpos, serem formados de um ou vários tipos de

minerais e que constituem a parte essencial da crosta terrestre. A NBR 6502

(ABNT, 1995) define rocha como: material sólido, consolidado e constituído por

um ou mais minerais, com características físicas e mecânicas específicas para

cada tipo.

As rochas que compõem a superfície terrestre podem apresentar diferentes

aspectos, os quais estão ligados a determinados fatores como: composição

química, origem, textura, estrutura, cobertura vegetal, tempo geológico, tipo de

clima, etc. Esses fatores interferem nas diferenciações que as rochas

superficiais possam apresentar.Especialistas como geólogos mineralogistas,

geógrafos e engenheiros classificaram as rochas baseados principalmente em

sua origem, composição química, textura e estrutura.

4.2 Origem

A Terra é constituída de camadas de composições semelhantes: além da

atmosfera e da hidrosfera, reconhecem-se três camadas: LITOSFERA, MANTO

e NÚCLEO. No Quadro 4.1 apresentam-se as principais características da

estrutura da terra.

Quadro 4.1 - Nome e principais características químicas e físicas da estrutura

da terra.

Nome Característica química Característica física

Atmosfera N2, O2, H2O, CO2, gases inertes Gasosa

Hidrosfera Água doce e salgada, neve e gelo Líquida e parte sólida

Litosfera Rochas de silicatos Sólida

Manto Silicatos (Mg, Fe), SiO4; sulfetos e óxidos de

ferro Sólida

Núcleo Liga de ferro e níquel Parte externa líquida e

interna, possivelmente, sólida


A litosfera ou crosta terrestre é a camada mais delgada e superficial,

representando 0,375% da massa da Terra. Sua espessura varia entre 10 e 13

km nas regiões oceânicas e, em média é de 35 Km nas regiões continentais,

alcançando até 60 Km nas regiões de montanhas.

Os principais minerais que ocorrem na litosfera são: feldspato, piroxênios,

anfibólios, quartzo, micas, cloritas, sulfatos, argilominerais, carbonatos,

olivinas, óxidos, hidróxidos e halóides.

A porção mais volumosa (80%) de todas as geosferas é o Manto. Divide-se em

Manto Superior e Manto Inferior. Situa-se logo abaixo da Crosta e estende-se

até quase a metade do raio da Terra. O Manto é grosseiramente homogêneo

formado essencialmente por rochas ultrabásicas e oferece as melhores

condições para a propagação de ondas sísmicas.

O Núcleo é a zona mais interior da Terra e corresponde, aproximadamente, a

1/3 da sua massa. Contém principalmente elementos metálicos (ferro e níquel).

4.3 As propriedades dos minerais

A identificação do mineral se faz tendo em conta propriedades físicas e

químicas

4.3.1 Físicas:

• Óticas: cor, brilho, traço, • Mecânicas: clivagem, dureza, tenacidade, • Outras: densidade, magnetismo

4.3.2 Óticas

a) Cor é a propriedade física mais importante, mas por não ser constante deve ser usada com cautela na identificação de minerais. Pode ser classificada como:

b) Brilho é a aparência geral da superfície de um mineral à luz refletida. Pode ser metálico (pirita e galena), não-metálico: vítreo (quartzo), sedoso (amianto), resinoso (âmbar) e submetálico quando for difícil caracterizar.

c) Traço é a impressão deixada ao riscar numa pedra polida branca. A Magnetita possui traço preto; hematita, traço vermelho; goetita, traço marrom-avermelhado; galena traço preto acinzentado.

4.3.3 Mecânicas

a) Clivagem: um mineral possui clivagem quando se fende segundo direções paralelas e constantes.

b) Dureza é a resistência do mineral ao risco. Um mineral mais duro certamente irá riscar um menos duro e, quando não riscar e nem ser


riscado, terão certamente a mesma dureza. A escala de Mohs estabelece valores de 1 a 10 de dureza para os minerais.

Quadro 4.2– Escala de Mohs

c) Tenacidade é a resistência que um mineral oferece ao ser rompido,

esmagado, curvado ou rasgado, em resumo, é a sua coesão.

Ø Quebradiço ou frágil: o mineral se rompe ou pulveriza com facilidade.

Ex: quartzo.

Ø Maleável: pode ser transformado em lâminas ao ser martelado. Ex:

cobre, ouro e prata.

Ø Suctil: quando pode ser cortado em aparas delgadas com um canivete.

Ex: cobre, estibinita.

Ø Dúctil: quando pode ser estirado em fios. Ex: prata.

Ø Flexível: quando se curva, mas não retorna a forma primitiva quando a

pressão cessar. Ex: talco.

Ø Elástico: quando depois de encurvado retorna a posição original ao

cessar a pressão. Ex: micas.

4.3.4 Químicas

a) Estrutura química - é o estado cristalino, é a disposição dos átomos,

que leva a formação de formas geométricas definidas. São conhecidos

os sistemas: cúbico (galena, pirita, halita e sal de cozinha), tetragonal

(zircônio, rutílio e cassiterita), hexagonal (quartzo, calcita e turmalina),


ortorrômbico (enxofre e olivina), monoclínico (gipsita e micas) e triclínico

(plagioclásios e feldspatos).

b) Propriedades químicas - resultam da constituição química do mineral.

Ouro, diamante e enxofre são constituídos por um elemento químico.

Através da composição química pode-se identificar a presença ou não

de alguns minerais. Por exemplo, a reação à água oxigenada, volume

30, significa presença de enxofre, e a reação ao ácido sulfúrico à

presença de carbonatos.

4.3.5 Outras

a) Densidade ou peso específico é a relação entre o peso do material

comparado com o peso de igual volume de água a 4°C. Facilita o

reconhecimento do mineral por ser uma característica mais ou menos

constante.Exemplos:

Mineral Peso específico Quartzo 2,65 g cm-3 Ferro 7,30 g cm-3 Calcita 2,75 g cm-3 Ouro 19,40 g cm-3 Galena 7,50 g cm-3 Halita 2,20 g cm-3 Mercúrio 13,60 g cm-3

b) Magnetismo é a atração pelo ímã que ocorre em poucos minerais. Ex:

magnetita e pirrotita.

4.4 Uso das rochas na construção civil

As rochas representam bens minerais de grande importância para a

humanidade. São utilizadas das mais diversas formas, como por exemplo, nas

áreas de construção civil, rocha ornamental, brita.

O mercado de rochas ornamentais compreende os mármores, granitos e outras

rochas de revestimento, reconhecidos segundo suas respectivas conceituações

comerciais, a saber:

a) Mármores: rochas calcárias ou dolimíticas que possam receber

desdobramento, seguido de polimento, apicotamento ou flameamento;


b) Granitos: qualquer rocha não calcária ou dolomítica, que apresenta

boas condições de desdobramento, seguido de polimento, apicotamento

ou flameamento;

c) Rochas de Revestimento: compreendem outros materiais de

revestimento na construção civil, não sujeitos a processo industrial de

desdobramento de blocos, tais como: ardósias, arenitos, basaltos,

gnaisses além de outras passíveis de serem extraídas já em forma

laminada ou que sejam utilizadas em revestimento.

Por suas características naturais intrínsecas, as rochas não precisam para seu

emprego mais que a extração e sua transformação em formas e/ou elementos

adequados aos usos projetados.Para tanto, torna-se indispensável o

conhecimento das suas características petrológicas, químicas e mecânicas

além dos aspectos cromáticos e texturais, pois estas propriedades são, em

última análise, as diretrizes básicas que norteiam e determinam seu emprego.

As características tecnológicas das rochas, assim como a previsão do seu

desempenho em serviço, são obtidas através de análises e ensaios

executados, segundo procedimentos rigorosos, normatizados por entidades

nacionais - Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT - ou

estrangeiras.

Para a caracterização tecnológica das rochas ornamentais, além de outros

ensaios mais específicos, são utilizados os seguintes:

Quadro 4.3 - Caracterização tecnológica das rochas ornamentais

As propriedades tecnológicas das rochas devem ser consideradas,

fundamentalmente, sob três aspectos principais:


Ø - índices de qualidade;

Ø - parâmetros a serem utilizados nos cálculos de materiais para a

construção civil

Ø - especificações fixadas para os diversos tipos de emprego das rochas.

Pode-se dizer que melhor será a qualidade da rocha ou seu desempenho em

serviço, quanto menores forem:

Ø - a presença e os teores de minerais alterados ou alteráveis, friáveis ou

solúveis que possam comprometer seu uso, sua durabilidade e seu

lustro;

Ø - a absorção d'água;

Ø - a porosidade;

Ø - desgaste;

Ø - coeficiente de dilatação térmica.

Por outro lado, melhor será a qualidade, quanto maiores forem:

Ø - a resistência à compressão uniaxial;

Ø - módulo de elasticidade;

Ø - a resistência ao impacto;

Ø - a resistência à flexão;

Ø - a resistência ao congelamento e degelo.

Especificações fixando limites para aceitação das rochas como material de

construção são geralmente estabelecidas por entidades normatizadoras e

baseadas em experiência de serviço, histórico do desempenho do tipo de rocha

ou ainda pela experimentação sob as condições exigidas no projeto.

São muitas as áreas de utilização das rochas ornamentais, dentre estas,

destacam-se:

Ø - revestimento externo;

Ø - revestimento interno;

Ø - pavimentação (pisos);

Ø - arte fúnebre e religiosa;

Ø - peças de mobiliário;

Ø - pias, lavabos, cantoneiras;

Ø - projetos arquitetônicos gerais.


4.4.1 Principais tipos de rochas (NBR 6502, 1995)

a) Ardósia: Rocha metamórfica.

b) Arenito: Rocha sedimentar com granulometria de areia.

c) Basalto: Rocha vulcânica escura, normalmente de granulação fina e de

textura que pode ser maciça, vesicular ou amigdalóide.

d) Calcário: Rocha sedimentar constituída principalmente por carbonato de

cálcio.

e) Gnaisse: Rocha metamórfica de alto grau de metamorfismo,

grosseiramente bandada, devido à composição mineralógica

predominante de quartzo e feldspato sobre os minerais micáceos.

f) Granito: Rocha plutônica granular, formada essencialmente por quartzo,

feldspato e mica.

g) Mármore: Rocha metamórfica derivada de calcários ou outras rochas

sedimentares constituídas por carbonato de cálcio ou de magnésio.


5 AGREGADOS

5.1 Introdução

Segundo Neto (2005), no fim do século XIX e início do século XX, com o

desenvolvimento dos primeiros estudos sobre concreto de cimento Portland,

acreditava-se que os agregados, os quais eram abundantes, baratos e de boa

qualidade, tinham apenas função de enchimento e que se tratavam de

materiais granulares inertes destinados a baratear o custo final de produção do

concreto, embora ocupassem 70% a 80% do volume nos concretos

convencionais.

Porém, com o incremento do uso do concreto, sua aplicação em larga escala

logo colocou em evidência o seu verdadeiro papel e deu aos agregados sua

real importância técnica, econômica e social.

Atualmente, com o esgotamento das jazidas de agregado natural de boa

qualidade perto dos grandes centros consumidores, o aumento dos custos de

transporte, o acirramento da competição comercial entre os produtores de

concreto e a conscientização da sociedade, que demanda leis de proteção ao

meio ambiente, vieram a contribuir para um melhor entendimento do papel dos

agregados no concreto.

Problemas técnicos e econômicos decorrentes da seleção inadequada dos

agregados, especialmente a partir dos anos 50 (quando algumas barragens de

concreto foram quase inteiramente reconstruídas), mostraram a necessidade

de compreender melhor a função dos agregados na resistência mecânica, na

durabilidade e na estabilidade dimensional do concreto, além de melhorar a

seleção dos agregados usados.

Com a descoberta da reação alcáli-agregados1 que provocou a condenação de

obras, a durabilidade do concreto induzida pelo agregado passou a ter sua

devida atenção. Atualmente, o desenvolvimento tecnológico dos agregados

caminha de forma paralela ao desenvolvimento do concreto e de seus insumos

1Reação expansiva que ocorre no concreto endurecido, provocando fissuras e deformações, e que se

origina do sódio e potássio presentes no cimento em reação com alguns tipos de minerais silicosos

reativos presentes em agregados.


5.2 Definição do agregado

Trata-se de um material granular, sem forma ou volume definido, de dimensões

e propriedades adequadas às obras de engenharia, em particular à fabricação

de concretos e argamassas de cimento Portland (NETO, 2005, p.328).

De acordo com a norma NBR 9935 (ABNT2, 2011), o agregado pode ser

definido como: material granular, geralmente inerte com dimensões e

propriedades adequadas para a preparação de argamassa e concreto.

5.3 Classificação dos agregados quanto à origem

Os agregados podem ser classificados quanto à origem em:

a) naturais: encontrados na natureza já preparados para o uso sem outro

beneficiamento que não sejam a lavagem (quando for o caso), a

classificação granulométrica, como exemplo desses agregados temos:

areia de rio, areia de cava ou jazida;

b) britados: submetidos a processo de cominuição, geralmente por

britagem, para que possam se adequar ao uso como agregados para

concreto, tais como: pedra britada, pedrisco, pedregulho britado;

c) artificiais: derivados de processos industriais, tais como: a argila

expandida3 e pelotizada, o folhelho expandido por tratamento térmico, a

vermiculita expandida;

d) reciclados: podem ser resíduos granulares que tenham propriedades

adequadas ao uso como agregado proveniente de rejeitos ou

subprodutos da produção industrial, mineração ou do beneficiamento do

entulho de construção ou demolição da construção civil, incluindo

agregados recuperados de concreto fresco por lavagem. Ex.: escória de

alto-forno, areia de fundição, resíduo de construção/demolição e outros.

Os agregados naturais são derivados de rochas existentes na crosta terrestre

que estão sujeitos ao intemperismo, além de outros processos, tais como

situações particulares dependentes da topografia.

2ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas.

3possui a propriedade de piroexpansão (apresenta formação de gases quando aquecida a altas

temperaturas – acima de 1.000ºC).


Os sedimentos formados nos processos da natureza física podem ser

depositados in situ, ou seja, onde se formaram, ou serem transportados por

agentes tão diversos como as correntes fluviais, marítimas, as enxurradas e até

o vento. Os sedimentos provenientes do intemperismo podem formar três

grandes grupos de solos diferenciados pela composição granulométrica e pela

natureza dos grãos que o compõem. Assim temos:

Ø solos argilosos, que são compostos essencialmente por argilominerais

com granulometria extremamente fina, como é típico por exemplo, nos

solos de mangue;

Ø solos arenosos, que são compostos predominantemente de minerais de

natureza não argilosa com tamanho de partículas acima de 0,075mm,

como nos solos desérticos ou depósitos na orla marítima, tipo praia;

Ø solos argilo-arenosos ou areno-argilosos, que são compostos por uma

mistura com predominância de um dos dois tipos anteriores, podendo

ser encontrados, por exemplo, em solos de climas temperados tendo

rocha-mãe granítica.

Os agregados britados são destinados à aplicações diversas na construção

civil tais como: concreto de cimento Portland, pavimentação, enrocamento,

aterro, etc.(Figuras 5.1a e 5.1b). A produção dos agregados britados é

realizada nas pedreiras em 3 fases distintas: o desmonte, a britagem e o

beneficiamento.

Figura 5.1- Enrocamento em Conceição da Barra - ES

Já os agregados artificiais, produzidos por meio de processos industriais, visam

geralmente à obtenção de propriedades especiais, tais como, baixa massa

unitária, isolamento térmico, como exemplo pode-se citar a argila expandida.

36

5.4 Amostragem de agregados

O agregado a ser usado na construção civil deve ter suas características

determinadas através de ensaios normalizados. Para que o material a ser

ensaiado tenha representatividade do total de material deve-se fazer uma

AMOSTRAGEM de acordo com a norma NBR NM26 (ABNT, 2009).

A caracterização dos agregados deve ser efetuada através de suas

propriedades físicas e mecânicas, tais como: granulometria, massa específica,

umidade, inchamento, etc.

5.5 Classificação dos agregados quanto à dimensão dos grãos

A granulometria é a disposição dos grãos, segundo o tamanho, geralmente em

forma percentual de um determinado tipo de agregado. A distribuição

granulométrica influencia a compacidade e a resistência mecânica das

argamassas e concretos. A granulometria pode apresentar-se como: uniforme,

bem graduada ou mal graduada. Os agregados devem ser BEM GRADUADOS

para uso em argamassas e concretos. A Figura 5.2 ilustra os três tipos de

curvas granulométricas que podem ser obtidas para os agregados.

Curva A: uniforme; Curva B: bem graduada; Curva C: mal graduada.

Figura 5.2 – Curvas granulométricas

A NBR 7211(ABNT, 2009) define:

Ø agregado miúdo – agregado cujos grãos passam pela peneira ABNT

com abertura de malha de 4,75mm e ficam retidos na peneira com

abertura de malha de 150μm.


Ø agregado graúdo – agregado cujos grãos passam pela peneira ABNT

com abertura de malha de 75mm e ficam retidos na peneira com

abertura de malha de 4,75mm.

A distribuição de tamanho de partículas é realizada por peneiramento, sendo

manual ou mecânico, e através de peneiras redondas/quadradas (Figura 5.3.a

e 5.3.b).

Conjunto de peneiras das séries NORMAL e INTERMEDIÁRIA (abertura

nominal) de acordo com a NBR 7211 (ABNT, 2009) (Tabela 5.1):

Figura 5.3 - (a) Peneirador mecânico; (b) Peneira redonda


Tabela 5.1 – Peneiras das séries normal e intermediárias.

Série normal Série intermediária 75 mm

63 mm 50 mm

37,5 mm 31,5 mm 25 mm

19 mm 12,5 mm

9,5 mm 6,3 mm

4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 600 μm 300 μm 150 μm

A NBR7211 (ABNT, 2009) apresenta curvas de distribuição granulométrica

correspondentes à zona utilizável e zona ótima, que especifica limites

granulométricos dos agregados para concretos convencionais (Tabelas 5.2 e

5.3).

Tabela 5.2 – Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo

Abertura de malha da

peneira ABNT

Porcentagem, em massa, retida acumulada Limites inferiores Limites superiores

Zona utilizável Zona ótima Zona utilizável Zona ótima 9,5 mm 0 0 0 0 6,3 mm 0 0 0 7 4,75 mm 0 0 5 10 2,36 mm 0 10 20 25 1,18 mm 5 20 30 50 600 μm 15 35 55 70 300 μm 50 65 85 95 150 μm 85 90 95 100

Notas da tabela 5.2: 1- O módulo de finura da zona ótima varia de 2,20 a 2,90. 2- O módulo de finura da zona utilizável varia de 1,55 a 2,20. 3- O módulo de finura da zona utilizável superior varia de 2,90 a 3,50.

De acordo com a NBR7211(ABNT, 2009), sabe-se que:

a) Módulo de finura: soma das porcentagens retidas acumuladas em

massa de um agregado, nas peneiras da série normal da ABNT, dividida por

100.

b) Dimensão máxima característica: corresponde a abertura nominal, em

milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária na qual o

agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou

imediatamente inferior a 5% em massa.


Tabela 5.3 – Limites da distribuição granulométrica do agregado graúdo Peneira com abertura de malha (ABNT NBR

ISO 3310-1)

Porcentagem, em massa, retida Zona granulométrica d/D

1)

4,75-12,5 9,5-2,5 19-31,5 25-50 37,5-75 75mm - - - - 0-5 63mm - - - - 5-30 50mm - - - 0-5 75-100

37,5mm - - - 5-30 90-100 31,5mm - - 0-5 75-100 95-100 25mm - 0-5 5-25

2) 87-100 -

19mm - 2-152)

652)

-95 95-100 - 12,5mm 0-5 40

2)-65

2) 92-100 - -

9,5mm 2-15 80-100 95-100 - - 6,3mm 40-65 92-100 - - - 4,75mm 80-100 95-100 - - - 2,36mm 95-100 - - - -

1- Zona granulométrica correspondente a menor (d) e a maior D dimensões do agregado graúdo 2 - Em cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de no máximo 5 unidades percentuais em apenas um dos limites marcados com 2). Essa variação pode também estar distribuída em vários desses limites.

Embora a NBR 7211 (ABNT, 2009) tenha modificado a terminologia da

classificação dos agregados miúdos e graúdos utilizados em concreto, como

pode ser visto nas Tabelas anteriores, a terminologia usada para classificação

comercial das britas e areias AINDA se faz de acordo com a Tabela 5.4:

Tabela 5.4 - Classificação comercial Agregado Granulometria

Silte 0,005mm – 0,05mm Areia fina 0,05mm – 0,42mm

Areia média 0,42mm – 2,0mm Areia grossa 2,0mm – 4,8mm

Brita 0 4,8mm – 9,5mm Brita 1 9,5mm – 19mm Brita 2 19mm – 25mm Brita 3 25mm – 38mm Brita 4 38mm – 76mm

Pedra de mão > 76mm

Fonte: Apostila MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO (1996)


A NBR 7211 (ABNT, 1987) classifica o agregado miúdo de acordo com a Tabela 2.5.

Tabela 2.5 - Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo

5.6 Classificação dos agregados quanto à massa específica

Os agregados são classificados em: leves, médios e pesados, em função da

densidade (massa específica real ou massa específica absoluta), que é a

massa da unidade de volume do material de que se constituem os grãos do

agregado que compõem suas partículas.

Ø LEVES: apresentam massa específica real menor que 2,0g/cm3. Ex.:

pedra pomes, argila expandida, vermiculita, escória siderúrgica;

Ø MÉDIOS: apresentam massa específica real entre 2,0g/cm3e

3,0g/cm3.Ex.:areia, pedregulho, pedra britada; seixo rolado;

Ø PESADOS: apresentam massa específica real maior que 3,0Kg/dm3.

Ex.: laterita, barita, basalto, hematita, magnetita.

A massa específica aparente, também pode ser chamada de massa unitária.

Sabendo-se que a massa unitária é o quociente da massa do agregado

lançado num recipiente de volume conhecido seguindo método de ensaio da

NBR NM 45 (ABNT, 2006).

A maioria dos agregados naturais, tais como areia e pedregulho, tem massa

unitária entre 1,5 e 1,7 Kg/dm3, e produzem os chamados concretos normais

com cerca de 2400 Kg/m3. Já os agregados definidos leves e pesados podem


ser usados em concretos, chamados respectivamente, de concretos leves e

pesados (Tabela 5.6).

Tabela 5.6 - Valores de massa específica aparente (Kg/dm3)

LEVES MÉDIOS PESADOS

vermiculita 0,3 calcário 1,4 barita 2,9

argila expandida 0,8 arenito 1,45 hematita 3,2

escória granulada 1,0 cascalho 1,6 magnetita 3,3

granito, basalto 1,5

areia 1,5

escória 1,7

Fonte: Bauer (1987, p.64)

5.7 Classificação dos agregados quanto à forma dos grãos

Os agregados podem ser classificados em arredondados, cúbicos e lamelares.

Os agregados lamelares são prejudiciais ao concreto, pois tendem a diminuir: a

resistência mecânica, a trabalhabilidade, a aderência e o adensamento.

Já a TEXTURA dos grãos deve se apresentar RUGOSA, pois assim contribui

para aumento da aderência.

5.8 Formas de obtenção dos agregados

De acordo com Neto (2005), os agregados naturais são obtidos a partir de um

processo que se inicia com os procedimentos de prospecção, os quais visam

localizar, identificar e avaliar as jazidas (Figura 5.4). As jazidas podem ser de

dois tipos:

Ø areeiros ou depósitos de areia;

Ø cascalheiras.


Figura 5.4 - Jazida de agregados

A avaliação realizada pelas técnicas geológicas compreende a determinação

do volume disponível e da qualidade dos materiais encontrados. Nos areeiros

existe a predominância de agregado miúdo natural chamado de areia, e já nas

cascalheiras, ocorre maior porcentagem de cascalho ou pedregulho, que é o

agregado graúdo natural. Ambos podem ocorrer no leito de rios, geralmente

nas curvas, mas também podem ser localizados como camadas das formações

superficiais do solo. São reconhecidas quatro tipos de jazidas de agregados

naturais:

Ø leito de rio, em que a areia ou cascalho é extraído por dragagem

diretamente do canal do rio – em geral, espera-se uma reposição parcial

ou total dos volumes extraídos principalmente na época das cheias

(Figuras 5.5.a, 5.5.b);

Ø cava imersa, na qual camadas individuais de cascalho e/ou areia dos

taludes de solo localizados as margens de rios ou lagos são explorados

a partir de dragas flutuantes, que são descarregadas nos silos de

estocagem ou diretamente em pilhas ao ar livre. Antes da disposição

nos silos ou em pilhas, a polpa (sedimentos+água) passa por

peneiramento simples para calibração granulométrica e retirada de

contaminantes (vegetais, grumos argilosos, etc.);

Ø cava seca, também explora camadas individualizadas de areia e/ou

cascalho em taludes de solo em cavas secas, por desmonte hidráulico

com mangueiras d′água sob pressão. A polpa resultante desse processo

é dragada, após concentração, em lagoas de decantação e


estrategicamente localizadas e bombeadas para silos ou pilhas de

estocagem após passagem por peneiramento simples para calibração

granulométrica e retirada de materiais contaminantes (restos de

vegetais, grumos argilosos.);

Ø solo de alteração, em que horizontes de solo com predominância de

areia e cascalho são desmontados hidraulicamente, por jatos sob

pressão. O produto dessa operação é submetido a processos de

lavagens sucessivas que separam a areia dos sedimentos finos como

silte e argila. A polpa final contendo areia e água passa por uma peneira

grossa que separa grumos argilosos e contaminações orgânicas como

galhos, folhas, antes de sua ensilagem para distribuição ao consumo.

(a) (b) Figura 5.5 - (a) Draga para extração de areia em rios, (b) Estocagem de agregados

Além dessas fontes de areia natural, há uma alternativa que envolve a

exploração de dunas superficiais ou cobertas por delgada camada de solo

superficial. As dunas são formadas basicamente por areia de origem eólica

(retrabalhadas pelo vento) que, pela sua formação, apresentam grãos

arredondados com superfície polida. Esse tipo de grão, pela sua forma e

textura superficial, age como doador de plasticidade ao concreto recém-

misturado, proporcionando redução no consumo de água para uma mesma

trabalhabilidade pretendida.

Os agregados britados são produzidos em pedreiras desenvolvidas a partir de

afloramentos de rocha, que após a sua prospecção, são avaliados visando não

só definir volumes disponíveis, como também determinar as melhores técnicas

de exploração e a qualidade do material encontrado. Em geral, são usadas

técnicas de desmonte com explosivos, seguido por britagem e seleção

granulométrica, por peneiramento, das diversas frações resultantes da

44

operação dos britadores. A britagem é realizada por meio de três estágios de

cominuição (diminuição de tamanho das partículas). Inicialmente, é feita a

britagem primária em britadores geralmente de mandíbulas, em que os blocos

de rocha são reduzidos por esmagamento entre duas placas metálicas

dispostas em forma de “V” que se movimentam continuamente. Os fragmentos

obtidos seguem por esteiras para continuidade da cominuição em britadores de

diversos tipos que podem ser cônicos, de martelo etc. O fluxograma de

britagem de agregados é apresentado na Figura 5.6:

Agregados obtidos através de britagem dos blocos de rochas podem possuir

dimensões acima do metro, resultante de fogo de bancada:

Ø Bica corrida: material britado no estado em que se encontra na saída do

britador.

Ø Rachão: material retido na peneira de 76mm, também conhecido como

pedra de mão.

Ø Britas: obtidas pelo processo da cominuição, ou fragmentação controlada

da rocha maciça. Os produtos finais enquadram-se em diversas categorias.

Ø Pedrisco: menor granulometria das britas.

Ø Areias de britagem: agregado obtido dos finos resultantes da produção da

brita, dos quais se retira a fração inferior a 0,15mm.

Figura 5.6 – Fluxograma de britagem

Os agregados artificiais são obtidos em operações industriais de produção,

envolvendo geralmente aglomeração de partículas sólidas que, por tratamento


térmico resultam nos agregados expandidos ou ainda ser constituído por

material granular originado como rejeito em processos industriais que, após os

devidos ensaios de avaliação, demonstram características adequadas para uso

como agregado para concreto. São exemplos desses materiais, no primeiro

caso, a argila expandida termicamente e, no segundo, as escórias derivadas de

processos siderúrgicos.

O agregado reciclado é obtido a partir de britagem de entulho selecionado de

processos de construção/demolição contendo, principalmente, fragmentos de

argamassa, concreto, elementos cerâmicos. São descartados na seleção:

metais, madeira, restos orgânicos e outros materiais que possam apresentar

comportamento deletério se incorporados ao concreto.

5.9 Propriedades mecânicas dos agregados

a) RESISTÊNCIA MECÂNICA - os agregados devem ser resistentes e

duráveis. Sua resistência aos esforços mecânicos deve ser superior a

resistência da pasta (cimento+água). O agregado deve apresentar boa

resistência à compressão e boa resistência ao desgaste por abrasão.

b) INCHAMENTO é o fenômeno da variação do volume aparente, provocado

pela adsorção de água livre e que incide sobre a sua massa unitária segundo a

NBR9935 (ABNT, 2005). No inchamento, a areia adsorve água, que passa a

formar uma película em torno dos grãos. Como os vazios da areia chegam a

ser tão delgados quanto a espessura da película de água, esta afasta os grãos

uns dos outros, produzindo inchamento.

c) COESÃO APARENTE - a tensão capilar da água presente na areia úmida

cria uma resistência ao cisalhamento que produz uma coesão aparente.

d) FRIABILIDADE - a areia perde qualidade se contiver grãos friáveis.

e) UMIDADE - o teor de umidade conduzido pelos agregados é de grande

importância na dosagem do concreto.

5.10 Substâncias nocivas presentes nos agregados

Segundo Neto (2005), as substâncias nocivas podem ser de diversos tipos e se

classificam em:


Ø impurezas orgânicas – na forma de húmus ou fragmentos vegetais

carbonizados ou não, tais como ramos, folhas e outros tecidos vegetais.

Podem interferir nas reações de hidratação do cimento (húmus), ser

prejudiciais pela introdução de fragmentos de baixa resistência

mecânica ou ainda provocar manchas superficiais (carvão) no concreto.

Os materiais carbonosos são limitados em 0,5%, em massa, para

concreto aparente, e em 1% para os demais concretos;

Ø materiais pulverulentos – são constituídos por partículas com dimensão

inferior a 75μm inclusive por materiais solúveis em água. A presença

excessiva dessas partículas pode afetar a trabalhabilidade e provocar

fissuração no concreto, aumentando o consumo de água por metro

cúbico. A presença desse material é limitada, pela norma

NBR7211/2005, no agregado miúdo em 3%, em massa do agregado,

para concreto submetido a desgaste superficial, e em 5% em concretos

protegidos do desgaste superficial. No agregado graúdo, o limite é de

1%. Mas quando se tratar de finos de britagem de rocha com absorção

de água inferior a 1%, este limite passa para 2%.

Ø torrões de argila e materiais friáveis – o teor máximo permitido pela

especificação de agregados para concreto considerando agregado

miúdo é de 3%, em massa, enquanto para agregado graúdo é limitado a

1% em concreto aparente, 2% em concreto sujeito a desgaste superficial

e 3% para os demais concretos;

Ø impurezas salinas – cloretos, sulfatos, nitratos e sulfetos no agregado,

especialmente no agregado miúdo podem provocar alterações na

hidratação do cimento Portland, surgimento de eflorescências, provocar

expansões e principalmente acelerar a corrosão das armaduras no caso

de cloretos que podem ser provenientes, por exemplo, da água do mar;

Ø minerais álcali-reativos – são formas de sílica com diversos graus de

cristalinidade variando desde quartzo (forma cristalina) até opala (forma

amorfa), que podem reagir com expansão com os álcalis presentes no

cimento ou inseridos por outros constituintes (água, aditivosdo concreto.


Ø Para ocorrência da reação álcali-agregado, há necessidade da

disponibilidade de sílica reativa e álcalis em determinadas proporções,

na presença de umidade;

Ø resíduos industriais – presentes na forma de contaminantes orgânicos

(óleos, graxas, solventes) podem formar uma película em torno dos

grãos, prejudicando a aderência com a pasta de cimento Portland.

5.11 Caracterização dos agregados

Existem características dos

agregados que precisam ser avaliadas

para qualificar os agregados usados no

concreto, tais como, composição

granulométrica, forma e textura

superficial, resistência mecânica,

absorção e umidade superficial, isenção

de substancias nocivas (Figura 5.7).

Figura 5.7 - Concreto

a) composição granulométrica - mostra a distribuição dos tamanhos dos

grãos que constituem os agregados, geralmente é expressa em termos

de porcentagens individuais ou acumuladas retidas em cada uma das

peneiras da chamada série normal ou intermediária definidas na NBR

7211 (ABNT, 2009). São também utilizados como referência para avaliar

a granulometria, a dimensão máxima característica e o módulo de finura.

b) Em geral, areias muito grossas podem produzir misturas de concreto

ásperas e não trabalháveis, enquanto as muito finas aumentam o

consumo de água (portanto, o consumo de cimento para uma dada

relação água/cimento) e são anti-econômicas. Assim uma distribuição

granulométrica equilibrada produzirá misturas de concreto mais

trabalháveis e econômicas, além do fato de proporcionar uma estrutura

mais fechada de massa de concreto, com alto grau de empacotamento4,

4correta seleção da proporção e do tamanho adequado dos materiais particulados, de forma que os

vazios maiores sejam preenchidos com partículas menores, cujos vazios serão novamente preenchidos

com partículas ainda menores e assim sucessivamente" (McGEARY, 1961, apud OLIVEIRA, 2000,

p.119).


o que diminui o volume de vazios e, por conseqüência, os espaços por

onde podem penetrar os agentes agressivos ao concreto na forma de

líquidos e gases ou vapores.

c) forma e textura superficial – a forma dos grãos influencia as

propriedades do concreto no estado fresco. As partículas arredondadas

e lisas comparadas às partículas angulosas ou alongadas ásperas,

necessitam de aumento de quantidade de pasta de cimento, o que

aumenta o seu custo de produção. Os agregados de origem eólica

apresentam forma arredondada e superfície lisa e proporcionam

diminuição do consumo de água e induzem ganho na trabalhabilidade.

Por outro lado a textura lisa pode ocasionar uma aderência menor entre

pasta de cimento e superfície do agregado e em alguns casos prejudicar

a resistência à tração do concreto em especial nas primeiras idades

d) Já os agregados britados são conhecidos pela angulosidade de sua

forma e aspereza de sua textura.

e) resistência mecânica – os agregados usados em concretos em geral

apresentam resistência mecânica muito superior a do concreto.

f) absorção e umidade superficial – o agregado pode ser usado em

concreto em diversas condições de umidade. Quando todos os poros

permeáveis estão preenchidos e não há película de água na superfície,

diz-se que o agregado está na condição de saturado com superfície

seca (SSS). Porém, se estiver saturado, mas houver umidade livre na

superfície, o agregado estará na condição saturada. Quando toda a

água evaporável for removida por aquecimento a 100°C em estufa, diz-

se que está na condição seco em estufa. Se colocado ao ar e entrar em

equilíbrio com a umidade ambiente, estará na condição seco ao ar.

g) A capacidade de absorção é definida como a quantidade total de água

requerida para levar o agregado da condição seca em estufa para a

condição SSS, enquanto a absorção efetiva é definida como a

quantidade de água requerida para levar o agregado da condição de


seco ao ar para a condição SSS. A umidade superficial é definida como

a quantidade de água presente no agregado além daquela requerida

para alcançar a condição SSS.

h) Os dados de absorção e umidade são necessários para correção do teor

de água na dosagem de concretos.

5.12 Uso dos agregados

Ø Concreto de cimento: ciclópico, com areia e britas (Figura 5.8).

Ø Concreto asfáltico: Pré-dosado =>fíler, areias, britas (Figura 5.9).

Ø Pavimentos rodoviários: Bases =>solo-brita, pó de pedra.

Ø Argamassas: Areia e pó de pedra.

Ø Lastro de estrada de ferro: Britas.

Ø Enrocamentos: Blocos, bica-corrida sem finos.

Ø Aterros: Solo-brita, restolho (rocha sã do britador primário.

Ø Correção de solos: Pó de pedra (correção da plasticidade).

Figura 5.8 – Pedra de mão Figura 5.9 – Concreto asfáltico

5.13 Definição dos agregados, de acordo com a NBR 9935 (ABNT, 2011)

Ø agregado miúdo – agregado cujos grãos passam pela peneira com

abertura de malha de 4,75mm e ficam retidos na peneira com abertura

de malha de 150μm;

Ø areia – agregado miúdo originado através de processos naturais ou

artificiais de desintegração de rochas ou proveniente de outros

processos industriais;

Ø areia natural – resultante de ação de agentes da natureza;

Ø areia artificial – proveniente de processos industriais;


Ø areia reciclada – proveniente de processo de reciclagem;

Ø areia de britagem – proveniente do processo de cominuição mecânica

de rocha;

Ø pedra britada ou brita – agregado graúdo originado através da

cominuição artificial mecânica de rocha;

Ø matacão – material pétreo de dimensões superiores a 250mm, podendo

ser chamado de bloco de rocha quando obtido artificialmente;

Ø material pétreo – material constituído de minerais, variando quanto as

dimensões desde matacão até filer;

Ø pedra de mão ou rachão – material pétreo de dimensões entre 50mm e

250mm;

Ø agregado gráudo – agregado cujos grãos passam pela peneira com

abertura de malha de 75mm e ficam retidos com abertura de malha de

4,75mm;

Ø pedrisco – material resultante da britagem de rocha, cujos grãos passam

pela peneira com abertura de malha de 12,5mm e ficam retidos na

peneira de malha de 4,75mm;

Ø brita graduada – agregado graúdo que obedece uma composição

granulométrica especificada;

Ø pó de pedra – material resultante da britagem de rocha que passa na

peneira de malha 6,3mm;

Ø fíler ou microfino – material granular que passa na peneira com abertura

de malha de 150 μm;

Ø argila em torrões e materiais friáveis – partículas presentes nos

agregados suscetíveis de serem desfeitas pela pressão entre os dedos

polegar e indicador;

Partículas com dimensão inferior a 75 μm, incluindo os materiais solúveis em

água, são chamados de MATERIAL PULVERULENTO.


6 NORMALIZAÇÃO

Padrões mínimos de qualidade – padronização

Existem normas para regulamentar a qualidade, a classificação, a produção e o

emprego dos diversos materiais, unidades de medida e comercialização.

Em cada país existem órgãos responsáveis pela elaboração de normas que

padronizem as especificações de materiais– processo de fabricação,

acabamento, forma e dimensões, composição química, propriedades físicas,

ensaios.

6.1 Finalidade

Ø Regulamentar a qualidade, a classificação, a produção e o emprego dos

materiais e serviços técnicos.

Ø Marca não garante qualidade e pode gerar monopólio. Novos

fornecedores são mais bem aceitos contanto que atendam às normas.

No Brasil este órgão se chama Associação Brasileira de Normas Técnicas –

ABNT. Site: www.abnt.org.br

Outras entidades com este objetivo, mas específicas de algum material:

Ø ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland

Ø IBC– Instituto Brasileiro do Concreto

Ø IBP– Instituto Brasileiro do Pinho

Ø ABRAGESSO– Associação Brasileira dos Fabricantes de Chapas de

Gesso

Ø ABRALISO – Associação Brasileira dos Fabricantes de Lãs Isolantes

Minerais

Ø CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço

As entidades normatizadoras dos vários países são coordenadas pela ISO

(International Organization for Standartization) e por comitês continentais como a

COPANT – Organização Pan-Americana de Normas Técnicas.

6.2 Entidades Normalizadoras

Ø No Brasil: ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas (sociedade

civil sem fins lucrativos, com sede no RJ).

Ø Nos Estados Unidos: ASTM (American Society for Testing Material) e ASA

(American Standard Association). Ø Na Alemanha: Deustche Normenausschuss– normas com sigla DIN.


Ø Na Inglaterra, British Standard Institution (BS).

Ø Coordenação mundial: ISO – International Organization for Standartization.

6.3 Vigência de uma Norma

Ø Normas não estáticas, pois devem acompanhar a evolução tecnológica.

Ø ABNT: revisão no máximo a cada dois anos.

Ø A vigência das normas pode ser verificada no catálogo da ABNT no site

http://www.abntcatalogo.com.br

As normas, porém, não são estáticas. Vão sendo aperfeiçoadas e alteradas

com o tempo, acompanhando a evolução e a técnica. E ainda, alguns materiais

novos no mercado, ainda não possuem normas de controle de qualidade. E

também, nem todos os produtos que estão no mercado são certificados, o que

não lhes garante estar atingindo os padrões mínimos de qualidade

estabelecidos pela norma. É nosso dever especificar e orientar para que se

adquiram os produtos que garantam a qualidade de nossas obras.

6.4 Tipos de Normas

Ø Normas: definem métodos de cálculo e de execução de obras e serviços

e condições mínimas de segurança;

Ø Especificações: estabelecem prescrições para os materiais;

Ø Métodos de Ensaio: estabelecem processos para formação e exame de

amostras;

Ø Padronizações: estabelecem dimensões para os materiais e produtos;

Ø Terminologias: definem a nomenclatura técnica;

Ø Simbologias: definem convenções de desenho;

6.5 Código de uma Norma

Todos os tipos de normas citados têm seus códigos indicados por uma sigla (por

exemplo, NBR para Norma Brasileira) seguida pelo seu número de ordem e do

ano de sua última alteração.

6.6 Elaboração de uma Norma

Os sócios da ABNT elegem os elementos para os comitês, tais como:

Ø - Construção civil – CB 02;

Ø - Cimento, concreto e agregados – CB 18.

• Os comitês criam comissões de estudo.


• As comissões partem de um texto básico que pode ser:

Ø - texto preparado por um de seus membros ou;

Ø - texto encomendado a um técnico ou;

Ø - regulamento de uma entidade atuante na área;

Ø - norma estrangeira.

• As comissões elaboram um anteprojeto que é enviado ao comitê.

7 AGLOMERANTES

7.1 – Definição e uso

Aglomerante é o material ativo, ligante, em geral pulverulento, cuja principal

função é formar uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado.

São utilizados na obtenção das argamassas e concretos, na forma da própria

pasta e também na confecção de natas.

As pastas são, portanto, misturas de aglomerante com água. São pouco

usadas devido aos efeitos secundários causados pela retração. Podem ser

utilizadas nos rejuntamentos de azulejos e ladrilhos.

As natas são pastas preparadas com excesso de água. As natas de cal são

utilizadas em pintura e as de cimento são usadas sobre argamassas para

obtenção de superfícies lisas.

7.1 – Classificação dos aglomerantes

Os aglomerantes podem ser classificados, quanto ao seu princípio ativo, em:

Ø aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do

CO2no ar, e cujos produtos de hidratação não resistem à ação da água.

São exemplos a cal aérea (cal virgem e cal hidratada) e o gesso.

Ø hidráulicos: são os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da

água, ou seja, são aqueles cujas reações químicas com a água de

amassamento, provocam o endurecimento, formando um produto

resistente à ação da água. Este fenômeno recebe o nome de hidratação.

Como exemplos podem-se citar a cal hidráulica, o cimento Portland, etc.

7.2 – Conceito de pega

Pega é a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar, por exemplo, água a um

aglomerante hidráulico, depois de certo tempo, começam a ocorrer reações


químicas de hidratação, que dão origem à formação de compostos, que aos

poucos, vão fazendo com que a pasta perca sua fluidez, até que deixe de ser

deformável para pequenas cargas e se torne rígida.

Ø Início de pega de um aglomerante hidráulico é o período inicial de

solidificação da pasta. É contado a partir do lançamento da água no

aglomerante, até ao início das reações químicas com os compostos do

aglomerante. Esse fenômeno é caracterizado pelo aumento brusco da

viscosidade e pela elevação da temperatura da pasta.

Ø Fim de pega de um aglomerante hidráulico é quando a pasta se

solidifica completamente, não significando, entretanto, que ela tenha

adquirido toda sua resistência, o que só será conseguido após anos.

A determinação dos tempos de início de e de fim de pega do aglomerante são

importantes, pois através deles pode-se ter idéia do tempo disponível para

trabalhar, transportar, lançar e adensar argamassas e concretos, regá-los para

execução da cura, bem como transitar sobre a peça.

Com relação ao tempo de início de pega os cimentos brasileiros se classificam

em:

Ø cimentos de pega normal: tempo > 60 minutos

Ø cimentos de pega semi-rápida: 30 minutos < tempo < 60 minutos

Ø cimentos de pega rápida tempo: < 30 minutos

No caso dos cimentos de pega normal, o fim da pega se dá, de cinco a dez

horas depois do lançamento da água ao aglomerante. Nos cimentos de pega

rápida, o fim da pega se verifica poucos minutos após o seu início.

7.3 Cal

É o produto obtido pela calcinação de rochas calcárias a temperaturas

elevadas. Os tipos de cales existentes são: cal aérea (cal virgem e cal

hidratada) e a cal hidráulica.

7.3.1 Cal Virgem

É o aglomerante resultante da calcinação da calcita (CaCO3) e da dolomita

(CaCO3 . MgCO3) a uma temperatura inferior a de fusão do material (850 a

900º C).


Ø CALCITA

Ø DOLOMITA

Além das rochas calcárias, a cal também é obtida de resíduos de ossos e

conchas de mexilhão e ostras.

O produto que se obtém com a calcinação do carbonato de cálcio recebe o

nome de cal virgem, ou cal viva (CaO), que ainda não é o aglomerante usado

em construção. O óxido deve ser hidratado para virar hidróxido de cálcio

Ca(OH)2denominado de cal extinta ou cal queimada.

O processo de hidratação da cal virgem é executado no canteiro de obras. As

pedras são colocadas em tanques onde ocorre a sua extinção ao se

misturarem com a água. O fenômeno de transformação de cal virgem em cal

extinta é exotérmico, isto é, se dá com grande desprendimento de calor (250

cal/g, podendo em alguns casos a temperatura atingir 400ºC), o que torna o

processo altamente perigoso.

Após a hidratação das pedras, o material deverá descansar por 48 horas no

mínimo, antes de ser utilizado na obra.

A cal viva ou cal virgem é distribuída no comércio em forma de pedras, como

saem do forno ou mesmo moídas e ensacadas.

7.3.2 Extinção da cal

7.3.3 Cal hidratada

Cal hidratada é um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de

hidratação. É apresentada como um produto seco, na forma de um pó branco

de elevada finura. A cal é encontrada no mercado em sacos de 20 kg.


A cal hidratada oferece sobre a cal virgem algumas vantagens, entre elas:

Ø maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do

canteiro de obras a operação de extinção;

Ø maior facilidade de transporte e armazenamento.

7.3.4 Cal Hidráulica

Este tipo de cal é um aglomerante hidráulico, ou seja endurece pela ação da

água, e foi muito utilizado nas construções mais antigas, sendo posteriormente,

substituído pelo cimento Portland. A cal hidráulica é conseguida quando a

rocha calcária da qual ela se origina, possui um percentual de 8 a 40% de

argila em sua composição.

7.3.5 Aplicação da cal

A cal pode ser utilizada como único aglomerante em argamassas para

assentamento de tijolos ou revestimento de alvenarias ou em misturas para a

obtenção de blocos de solo/cal, blocos sílico/calcário e cimentos alternativos.

Durante muito tempo a cal foi largamente empregada em alvenarias, que vêm

atravessando muitos séculos de vida útil. Atualmente o maior emprego da cal

se dá, misturada ao cimento Portland.

Por causa da elevada finura de seus grãos (2 μm de diâmetro), e conseqüente

capacidade de proporcionar fluidez, coesão (menor suscetibilidade à

fissuração) e retenção de água, a cal melhora a qualidade das argamassas. A

cal confere uma maior plasticidade às pastas e argamassas, permitindo que

elas tenham maiores deformações, sem fissuração, do que teriam com cimento

Portland somente. As argamassas de cimento, contendo cal, retêm mais água

de amassamento e assim permitem uma melhor aderência.

A cal também é muito utilizada, dissolvida em água para pinturas, na proporção

de mais ou menos 1,3 gramas por litro de água. A esta solução chama-se nata

de cal e sua utilização é conhecida como caiação.

7.4 Gesso

Dos aglomerantes utilizados na construção civil, o gesso é o menos utilizado no

Brasil. No entanto, ele apresenta características e propriedades bastante

interessantes, dentre as quais, pode-se citar o endurecimento rápido, que

permite a produção de componentes sem tratamento de aceleração de


endurecimento. A plasticidade da pasta fresca e a lisura da superfície

endurecida são outras propriedades importantes.

O gesso é um aglomerante de pega rápida, obtido pela desidratação total ou

parcial da gipsita (CaSO4), seguido de moagem e seleção em frações

granulométricas em conformidade com sua utilização.

Algumas características do gesso são:

Ø adere mal à pedra e menos ainda à madeira

Ø oxida o ferro

Ø mau condutor de calor e som.

Devido a sua principal característica, o rápido endurecimento, o gesso presta-

se à moldagem. Quanto a suas principais aplicações destacam-se:

Ø material de revestimento (estuque);

Ø placas para rebaixamento de teto (forro);

Ø painéis para divisórias;

Ø elementos de ornamentação, como sancas.

7.6 – Cimento Portland

Cimento Portland é a denominação técnica do material usualmente conhecido

na construção civil como cimento. O cimento Portland foi criado e patenteado

em 1824, por um construtor inglês, chamado Joseph Aspdin. Naquela época,

era moda na Inglaterra construir com uma pedra, de cor acinzentada, originária

da ilha de Portland, situada ao sul do país. Como o resultado da invenção de

Aspdin se assemelhava, na cor e na dureza a pedra de Portland, foi patenteada

com o nome de cimento Portland.

O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob ação

da água, sendo, portanto, um aglomerante hidráulico. Depois de endurecido,

mesmo sob ação da água, não se decompõe mais.

O cimento é hoje, sem dúvida, o mais importante dos aglomerantes, sendo de

fundamental importância conhecer bem suas propriedades, para poder

aproveitá-las da melhor forma possível.


7.4.1 Composição do cimento Portland

O cimento Portland é composto de clínquer, com adições de substâncias que

contribuem para suas propriedades ou facilitam o seu emprego. Na realidade,

são as adições que definem os diferentes tipos de cimento.

O clínquer tem como matérias primas o calcário e a argila. A rocha calcária é

primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções

adequadas, com argila, também moída. Essa mistura atravessa então, um

forno giratório, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450ºC, atingindo

uma fusão incipiente. Esse calor é que transforma a mistura, no clínquer, que

se apresenta primeiramente na forma de pelotas. Na saída do forno, o clínquer

ainda incandescente é bruscamente resfriado, e finamente moído,

transformando-se em pó. Na Figura 7.1 é apresentada o esquema de

fabricação do cimento Portland.

No clínquer em pó está a essência do cimento, pois é ele quem tem a

característica de desenvolver uma reação química, na presença da água, cujas

conseqüências físicas, são, primeiramente, tornar-se pastoso, portanto

moldável e, em seguida endurecer, adquirindo elevada resistência e

durabilidade.

Detalhando um pouco, podemos dizer que a mistura moída de calcário e argila

ao atingir a fusão incipiente (±30% de fase líquida), apresenta reações entre o

carbonato de cálcio (CaCO3), presente no calcário e os diversos óxidos (SiO2,

Al2O3, Fe2O3, etc.) presentesna argila, formando silicatos e aluminatos, que

apresentam reações de hidratação, podendo, então, o material resultante

apresentar resistência mecânica.


Figura 7.1 – Esquema de fabricação do cimento Portland.

Os principais silicatos formados na calcinação do calcário e da argila são:

Ø silicato dicálcico 2CaO.SiO2 (C

2S)

Ø silicato tricálcico 3CaO.SiO2 (C

3S)

Ø aluminato tricálcico 3CaO.Al2O

3 (C

3A)

Ø ferro aluminato tetracálcico 4CaO.Al2O

3.Fe

2O

3 (C

4AF)

Analisando o comportamento mecânico do cimento se verifica que:

a) o silicato tricálcico (C3S) é o maior responsável pela resistência em todas as

idades, especialmente no primeiro mês de vida;

b) o silicato dicálcico (C2S) é o maior responsável pelo ganho de resistência em

idades mais avançadas, principalmente, após um ano de idade;

c) o aluminato tricálcico (C3A) contribui para ganhos de resistência

especialmente no primeiro dia;

d) o ferro aluminato tetracálcico (C4AF) pouco contribui para a resistência do

cimento; e


e) o silicato tricálcico (C3S) e o aluminato tricálcico (C3A) muito contribuem para

a liberação do calor de hidratação do cimento, devido ao grande ganho de

resistência que apresentam no 1º dia.

As adições são as outras matérias-primas, que misturadas ao clínquer na fase

de moagem, fazem com que se obtenha os diversos tipos de cimento Portland

disponíveis no mercado. As principais matérias-primas adicionadas ao clínquer

são: o gesso, as escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais

carbonáticos.

A contribuição de cada uma destas adições, às propriedades finais do cimento

podem ser resumidas da seguinte forma:

Ø gesso: tem como função básica regular o tempo de pega do cimento;

Ø escória de alto-forno: é o subproduto obtido durante a produção de ferro-

gusa nas indústrias siderúrgicas, resultante do processo de fusão do

minério de ferro, com cal e carvão. A escória se separa do ferro gusa por

diferença de densidade. Quimicamente, é composta de uma série de

silicatos que ao serem adicionados ao clínquer do cimento, são capazes

de sofrer reações de hidratação e posterior endurecimento. A adição de

escória contribui para a melhoria de algumas propriedades do cimento,

como, por exemplo, a durabilidade e a resistência à agentes químicos;

Ø materiais pozolânicos: são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas

fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas

em elevadas temperaturas e derivados da queima de carvão mineral nas

usinas termelétricas, entre outros. Esses materiais, também apresentam

propriedades ligantes, se bem que de forma potencial (para que passem

a desenvolver a propriedade de ligante não basta a água, é necessária a

presença de mais um outro material, por exemplo o clínquer). O cimento

com adição desse material apresenta a vantagem de conferir maior

impermeabilidade as misturas com ele produzidas;

Ø materiais carbonáticos: são minerais moídos e calcinados. Contribui

para tornar a mistura mais trabalhável, servindo como um lubrificante

entre as partículas dos demais componentes do cimento.


7.4.2 Principais tipos de cimento Portland

Existem vários tipos de cimento Portland, cuja diferença é feita basicamente

em função das adições das matérias-primas, vistas anteriormente, que entram

na composição final do cimento. Conforme estas adições as características e

propriedades dos cimentos variam, influenciando seu uso e aplicação.

A designação dos cimentos é feita de acordo com o teor de seus componentes

(% em massa).

Os principais tipos de cimento Portland oferecidos no mercado, ou seja, mais

empregados nas diversas obras de construção civil, são a seguir apresentados

pelas suas designações e siglas (códigos adotados para identificação, inclusive

na sacaria):

• CIMENTO PORTLAND COMUM

CP I - Cimento Portland Comum

CP I-S - Cimento Portland Comum com Adição

• 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

• CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO - CP III

• CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO - CP IV

• CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL - CP V - ARI

• CIMENTO PORTLAND RESISTENTE À SULFATOS - São designados pela

sigla original de seu tipo acrescida de RS, por exemplo: CP V - ARI RS

• CIMENTO PORTLAND BRANCO - CPB (Estrutural e Não Estrutural)

Na Tabela 7.1 são apresentados os principais tipos de cimento utilizados no

Brasil, sua composição e as normas relacionadas.


Tabela 7.1 – Tipos de cimentos empregados no Brasil.

Além de existirem vários tipos de cimento, existem, também, diferentes classes

de cimento. A classe do cimento define a resistência à compressão que o

cimento tem que atingir aos 28 dias.

A resistência mecânica dos cimentos é determinada pela resistência à

compressão apresentada por corpos-de-prova produzidos com Argamassa

Normal5. A forma dos corpos-de-prova, suas dimensões, características,

dosagem da argamassa e os métodos de ensaios, são definidos pela NBR

7215.

Até o ano de 1986, a unidade em que se media a resistência do corpo-de-prova

padronizado era o quilograma-força por centímetro quadrado. A partir do ano

de 1987, a resistência à compressão dos cimentos brasileiros passou a ser

expressa pela unidade internacional chamada MegaPascal, conforme

determinação do INMETRO. Essa nova unidade é abreviada como MPa e

como 1 MPa é exatamente igual a 10,197 kgf/cm2, essa relação é arredondada

para 1 MPa ≈ 10 kgf/cm2.

No Brasil existem três classes de cimento mostradas na Tabela 7.2.

5Argamassa Normal é a mistura de cimento, areia normal e água. Areia Normal é a areia fornecida pelo

Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo-(IPT) e deve satisfazer a norma NBR 7214.


Resistência à compressão aos 28 dias

Código de identificação da classe

25 MPa 25

32 MPa 32

40 MPa 40

Tabela 7.2 – Classes de cimento Portland.

A classe de cimento mais usual é a CP-40, estando a CP-25 e a CP-32,

praticamente fora de comercialização.

Nem todos os tipos de cimento Portland são oferecidos nas três classes. A

oferta de cimento segundo o tipo e a classe é apresentada na Tabela 7.3.

Cimento Classe Resistência mínima à compressão (MPa)

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias

CPI

CPI-S

25

32

40

-

-

-

8

10

15

15

20

25

25

32

40

CPII-E

CPII-Z

CPII-F

25

32

40

-

-

-

8

10

15

15

20

25

25

32

40

CPIII

25

32

40

-

-

-

8

10

12

15

20

23

25

32

40

CPIV 25

32

-

-

8

10

15

20

25

32

CPV-ARI - 11 22 31 -

RS 32 - 10 20 32

Tabela 7.3 – Oferta de cimento Portland, segundo a classe e a resistência à compressão.

A Tabela 7.4 apresenta de que forma os diversos tipos de cimento agem sobre

as argamassas e concretos de função estrutural com eles fabricados.


Influência

Tipo de cimento

CPI e II CPIII CPIV CPV-ARI RS Branco

estrutural

Resistência à compressão

Padrão

Menor nos primeiros

dias e maior no final da

cura

Menor nos primeiros

dias e maior no final da

cura

Muito maior nos

primeiros dias

Padrão Padrão

Calor gerado na reação do cimento

com a água Padrão Menor Menor Maior Padrão Padrão

Impermeabilidade Padrão Maior Maior Padrão Padrão Padrão Resistência aos

agentes agressivos

Padrão Maior Maior Padrão Maior Padrão

Durabilidade Padrão Maior Maior Padrão Maior Padrão

Tabela 7.4 – Influência dos tipos de cimento nas argamassas e concretos.

Fonte: ABCP.

7.4.3 Embalagem, recebimento e estocagem dos cimentos Portland

O cimento Portland é embalado em sacos de papel kraft, com 50 kg. No caso

de grandes obras, e dispondo-se de silos para armazenamento, pode ser

fornecido a granel. No recebimento do material, não devem ser aceitos sacos

rasgados ou com sinais de que tenham sido molhados.

Quando fornecidos em sacos, as embalagens têm marcação padronizada,

contendo a marca, o fabricante, o tipo e a classe.

Considerando que o cimento é um produto perecível (tem prazo de validade de

90 dias após a data de ensacamento), alguns cuidados são necessários para o

armazenamento do cimento na obra, tais como:

Ø abrigar da umidade - o cimento não deve, antes de ser usado, entrar em

contato com a água ou com a umidade, pois caso isto aconteça,

empedrará. Deve-se reservar um local para construção de um barracão

coberto e arejado, e com estrados de madeira, para isolar o contato dos

sacos com o solo. As pilhas também devem estar afastadas 30 cm das

paredes;

Ø não formar grandes pilhas - a pressão dos sacos superiores sobre os

inferiores diminuem o módulo de finura do cimento. Recomenda-se não

fazer pilhas com mais de 10 sacos.

Ø não estocar por muito tempo - o cimento deve ser estocado por um

período máximo de um mês, mesmo assim tomando-se as precauções


acima. Por isso, ao fazer os pedidos de material a programação deve

ser tal que o cimento não fique estocado por um período superior. O

controle de estoque deverá ser feito de modo que o cimento recebido a

mais tempo deverá ser utilizado primeiro.

7.4.4 Aplicações dos cimentos Portland

Na Tabela 7.5 se indicam as aplicações mais usuais para os diversos tipos de

cimento Portland.

Tabela 7.5 – Aplicações do cimento Portland.

8 ARGAMASSAS

8.1 Definição e uso

A NBR 7200/98 define argamassas como a mistura de aglomerantes e

agregados com água, possuindo capacidade de endurecimento e aderência.

São materiais constituídos por uma mistura íntima de um ou mais

aglomerantes, agregado miúdo e água. Além destes componentes essenciais,


podem ainda ser adicionados produtos especiais, com a finalidade de melhorar

ou conferir determinadas propriedades ao conjunto.

A destinação das argamassas determina o tipo de aglomerante ou a mistura de

tipos diferentes de aglomerantes.

8.2 Classificação das argamassas

Dependendo do ponto de vista considerado, podemos apontar várias

classificações para as argamassas.

8.2.1 Segundo a dosagem:

a) pobres ou magras: quando o volume de pasta é insuficiente para encher os

vazios dos agregados.

b) cheias: quando os vazios dos agregados são preenchidos exatamente pela

pasta.

c) ricas ou gordas: quando há excesso de pasta.

O nível de ocupação dos vazios pela areia nas argamassas e os traços são

apresentados na Tabela 8.1.

Argamassa Cimento : areia Cimento : cal : areia

Pobre Vpasta< Vvazios 1:3 1:3:9

Cheia Vpasta = Vvazios 1:2,5 1:3:8

Rica Vpasta> Vvazios 1:2 1:3:7

Tabela 8.1 – Traços de argamassas.

8.2.2 Segundo o emprego:

a) argamassas de assentamento.

b) argamassas de revestimento.

c) argamassas para pisos.

d) argamassas para injeções.

e) argamassas refratárias.

f) argamassas colantes.

g) argamassas de rejuntamento.


8.2.3 Segundo a consistência:

a) secas: empregadas normalmente em lugares úmidos, em dias chuvosos ou

quando se trabalha com pedras ou outros materiais pouco absorventes.

b) plásticas: empregadas em condições normais de trabalho.

c) fluidas: empregadas normalmente em estações quentes ou quando se

trabalha com materiais muito absorventes.

8.2.4 Segundo o tipo de aglomerante:

a) aéreas: argamassas com aglomerante aéreo. Os aglomerantes usados

podem ser a cal aérea e o gesso.

b) hidráulicas: argamassas com aglomerante hidráulico, tal como a cal

hidráulica e o cimento.

c) mistas: argamassas com um aglomerante hidráulico e um aéreo.

Das argamassas as mais importantes são as de cimento e as de cal e cimento.

As argamassas de gesso são empregadas em revestimentos internos.

Geralmente em lugar de uma argamassa, emprega-se gesso puro sem a

adição de areia. O gesso, ao contrário de outros aglomerantes, não necessita

da adição de um agregado. No caso de argamassa de gesso, a areia é

utilizada com a única finalidade de diminuir o preço do material, desde que não

seja desejada uma superfície muito lisa, a qual só é possível de se obter com a

aplicação de gesso puro, isto é, em pasta.

As argamassas hidráulicas são materiais que, pelas características do

aglomerante, endurecem pela ação da água e resistem satisfatoriamente

quando imersas em água. Ao contrário das argamassas aéreas, elas têm alta

resistência mecânica e também é possível conseguir argamassas

impermeáveis pela composição do traço ou recorrendo-se a aditivos.

8.3 – Aplicação

As argamassas são empregadas para assentamento de tijolos, blocos,

ladrilhos, pastilhas, azulejos, pedras naturais, etc. Servem ainda para

revestimento de paredes e tetos (emboço e reboco), chapisco, no reparo de

peças de concreto, na execução de contrapiso, rejuntamentos, etc.


A escolha de um determinado tipo de argamassa está condicionada às

exigências da obra, tais como: resistência mecânica, impermeabilidade,

porosidade e estrutura.

De um modo geral, as argamassas devem satisfazer as seguintes condições:

Ø resistência mecânica,

Ø compacidade,

Ø impermeabilidade,

Ø constância de volume,

Ø aderência,

Ø durabilidade.

Tais condições dependem da qualidade e quantidade de aglomerante, do

agregado e da água de amassamento.

8.2.5 Argamassas de assentamento

As argamassas de assentamento possuem a função específica de assentar os

componentes de alvenaria. Suas funções são: unir solidamente as unidades de

alvenaria e ajudá-las a resistir aos esforços laterais, distribuir uniformemente as

cargas atuantes na parede por toda a área resistente dos componentes de

alvenaria, absorver as deformações naturais a que a alvenaria estiver sujeita e

selar as juntas contra a penetração de água de chuva.

Para que a argamassa tenha capacidade de prover as funções citadas, deve

apresentar as seguintes características:

a) Trabalhabilidade suficiente para um rendimento e um trabalho rápido e

econômico.

b) Retenção de água suficiente para que a sucção do elemento não

prejudique suas funções.

c) Rápida resistência após assentada para resistir a esforços que possam

atuar durante a construção.

d) Resistência adequada para não comprometer a alvenaria da qual faz

parte.

e) Aderência adequada aos componentes, a fim de que a interface possa

resistir a esforços de cisalhamento e de tração, e prover à alvenaria

juntas estanques à água de chuva.


f) Durabilidade.

8.2.6 Argamassas de revestimento

Depois do preparo do substrato (alvenaria, concreto), procede-se à execução

do revestimento de argamassa. A superfície deve ser revestida somente

quando o substrato estiver devidamente preparado e as instalações prediais

prontas e embutidas.

Para garantir a aderência entre o revestimento e o substrato utiliza-se o

chapisco (em aplicação manual ou mecânica), que também controla a sucção e

auxilia na proteção do substrato contra a umidade. Mas se o tijolo ou bloco

cerâmico, no caso de alvenarias, não forem de boa qualidade e sua camada

externa desagregar, o chapisco pode descolar junto com todo o revestimento.

Os blocos de cimento, por sua vez, porosos e com boa capacidade de

absorção e aderência, geralmente não necessitam preparo para a aplicação do

revestimento. Em caso de substrato de concreto pré-moldado ou moldado in

loco, pelo fato de apresentarem superfície lisa, é preciso aumentar a

capacidade de aderência utilizando jateamento de areia (concretos pré-

moldados) ou escarificação mecânica ou manual da superfície (concreto

moldado in loco).

Para evitar outro problema, a retração por secagem, é importante manter o

chapisco úmido durante a cura. Também é aconselhável umedecer a

superfície, sem saturá-la, antes da aplicação de qualquer camada de

revestimento ou chapisco, para que o substrato não absorva por capilaridade a

água de amassamento da argamassa, prejudicando sua hidratação. A

quantidade de água dependerá da capacidade de absorção do substrato, do

tipo de argamassa empregado, do método de aplicação e das condições do

meio ambiente.

Depois do chapisco é executado o emboço, que tem como funções principais a

vedação da superfície e sua regularização e a proteção da edificação, evitando

a penetração de agentes agressivos. O emboço é a base para a aplicação do

reboco, e promove a boa ancoragem com este e a aderência entre as duas

camadas. O reboco é aplicado sobre o emboço, vedando-o e dando

acabamento final ao revestimento.


8.3 Dosagem

Decidido que tipo de argamassa deve ser utilizada, o segundo passo é adotar o

traço. Entende-se por dosagem ou traço de uma argamassa a indicação das

proporções dos seus componentes.

O traço em massa dá a segurança absoluta quanto à qualidade da argamassa.

Todavia, é impraticável no canteiro de obras que são tradicionalmente

indicados em volume. Para isso é imprescindível conhecer os valores de

massa específica (aparente ou real) dos componentes. Assim, uma argamassa

de cimento e areia 1:3 significa que no seu preparo entra um volume de

cimento para cada três volumes de areia. Quanto à areia, é importante que se

saiba o seu teor de umidade, ou se se trata de uma areia seca. A areia é

considerada seca quando estocada ao sol por muito tempo, com 3% de

umidade quando estocada em tempo nublado e 5% de umidade em tempo

chuvoso e é medida em relação ao peso da areia seca.

8.4 Preparação das argamassas

As argamassas devem ser preparadas mecanicamente ou manualmente

quando a quantidade for insuficiente para justificar o uso de um misturador.

O amassamento deve ser contínuo e durar um minuto e meio, a contar do

momento em que todos os componentes da mistura, inclusive a água, tenham

sido lançados no misturador.

O amassamento manual é feito em masseiras, tabuleiros ou superfícies planas

impermeáveis e resistentes. Mistura-se normalmente a seco os agregados,

revolvendo-se os materiais com a pá, até que a mistura adquira coloração

uniforme.

Dá-se então à mistura forma de cone e adiciona-se a água necessária no

centro da cratera assim formada. O amassamento é processado com o devido

cuidado para se evitar perda de água ou segregação dos materais, até se

conseguir uma massa homogênea de aspecto uniforme e consistência plástica

adequada.

Devem ser praparadas quantidades de argamassas na medida das

necessidades dos serviços a executar em cada etapa, de maneira a evitar o

endurecimento antes do emprego.


Não se deve utilizar argamassa que apresente vestígios de endurecimento e é

expressamente vedado reamassá-la.

8.5 Patologias das argamassas de revestimento

Diversos fatores podem afetar o desempenho das argamassas de revestimento

e provocar patologias, trazendo prejuízos às edificações. Quando isso ocorre,

as argamassas deixam de cumprir suas funções. As causas de patologias vão

desde a qualidade dos agregados e aglomerantes utilizados até problemas

com o traço, má execução do revestimento e agentes externos como umidade,

tintas e outros.

As patologias mais comuns nas argamassas de revestimento são:

a) Eflorescência – Manchas de umidade, pó branco acumulado sobre a

superfície. As prováveis causas são: umidade constante ou infiltração,

sais solúveis presentes no componente da alvenaria, sais solúveis

presentes na água de amassamento.

b) Bolor – Manchas esverdeadas ou escuras, revestimento em

desagregação. As causas mais prováveis são: umidade constante, área

não exposta ao sol.

c) Descolamento em placas duras – Placas endurecidas que quebram com

dificuldade. As prováveis causas são: argamassa muito rica em cimento

ou aplicada em camada muito espessa, corrosão da armadura do

concreto de base. Em outros casos, a superfície da base é muito lisa ou

está impregnada com substância hidrófuga, ou ainda a camada de

chapisco está ausente.

d) Descolamento em placas quebradiças – Placas endurecidas, mas

quebradiças, desagregando-se com facilidade. Causas prováveis:

argamassa magra, ausência da camada de chapisco.

e) Descolamento com pulverulência – Película de tinta se descola

arrastando o reboco que se desagrega com facilidade, revestimento

monocamada se desagrega com facilidade. Causas prováveis: excesso

de finos no agregado, argamassa magra, argamassa rica em cal, reboco

aplicado em camada muito espessa.

f) Fissuras mapeadas – Distribuem-se por toda a superfície do

revestimento em monocamada. Pode ocorrer descolamento do


revestimento em placas (fácil desagregação). Causas prováveis:

retração da argamassa por excesso de finos de agregado, de água de

amassamento, cimento como único aglomerante.

g) Fissuras geométricas – Acompanham o contorno do componente da

alvenaria. Causas prováveis: argamassa de assentamento com excesso

de cimento ou finos no agregado, movimentação higrotérmica do

componente.


9 CONCRETO

9.1 Definição e uso

Concreto de Cimento Portland é o material resultante da mistura, em

determinadasproporções, de um aglomerante - cimento Portland - com um

agregado miúdo - geralmente areialavada -, um agregado graúdo - geralmente

brita - e água. Pode-se ainda, se necessário, usaraditivos.

A água e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo

denominado hidratação eformam uma pasta que adere as partículas dos

agregados. Nas primeiras horas após o preparo épossível dar a essa mistura o

formato desejado. Algumas horas depois ela endurece e, com o passardos

dias, adquire grande resistência mecânica, convertendo-se num material

monolítico dotado dasmesmas características de uma rocha.

A resistência do concreto depende destes três fatores básicos:

Ø resistência do agregado;

Ø resistência da pasta;

Ø resistência da ligação entre a pasta e o agregado.

Entretanto, para conseguir-se um conjunto monolítico e resistente, é

indispensável produzircorretamente o concreto.

A produção do concreto consta de uma série de operações executadas e

controladas deforma a obter-se, a partir dos materiais componentes, um

concreto que depois de endurecido resistaaos esforços derivados das mais

diversas condições de carregamento a que possa ser submetido,bem como

apresente características de durabilidade.

As operações necessárias à obtenção de um concreto são:

Ø dosagem ou quantificação dos materiais;

Ø mistura dos materiais;

Ø transporte até o local da obra;

Ø lançamento, ou seja, colocação do concreto no seu local definitivo

(normalmente em umaforma);

Ø adensamento, que consiste em tornar a massa do concreto a mais

densa possível,eliminando os vazios;


Ø cura, ou seja, os cuidados a serem tomados a fim de evitar a perda

de água pelo concreto nos primeiros dias de idade.

A obtenção de um concreto de boa qualidade depende de todas essas

operações. Se qualquer delas for mal executada, causará problemas ao

concreto. Não há como compensar as falhas em uma das operações com

cuidados especiais em outra.

Quando o concreto é dosado de acordo com certos princípios básicos,

apresenta, além da resistência, as vantagens de baixo custo, facilidade de

execução, durabilidade e economia. Para tanto é necessário, inicialmente,

conhecer as características que o concreto endurecido deve possuir,para

depois, a partir dos materiais disponíveis, obter o concreto pretendido,

mediante o proporcionamento correto da mistura e o uso adequado dos

processos de fabricação. O concreto fresco representa uma fase transitória,

porém de enorme influência nas características do concreto endurecido.

9.2 Propriedades do concreto

Para efeito de suas propriedades, o concreto deve ser analisado nestas duas

condições:

FRESCO E ENDURECIDO.

O concreto fresco é assim considerado até o momento em que tem início a

pega do aglomerante.

O concreto endurecido é o material que se obtém pela mistura dos

componentes, após o fim da pega do aglomerante.

9.2.1 Propriedades do Concreto Fresco

Para o concreto fresco, as propriedades desejáveis são as que asseguram a

obtenção de uma mistura fácil de transportar, lançar e adensar, sem

segregação. As principais propriedades do concreto, quando fresco, são:

a. Consistência;

b. Plasticidade;

c. Poder de retenção de água;

d. Trabalhabilidade.


a) Consistência

Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca,

relacionando-se, portanto com a mobilidade da massa.

Em função de sua consistência, o concreto é classificado em:

Ø seco ou úmido - quando a relação água/materiais secos é baixa, entre

6 e 8%;

Ø plástico - quando a relação água/materiais secos é maior que 8 e

menor que 11%;

Ø fluido - quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e 14%.

Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o grau de sua

mobilidade,maior ou menor facilidade para ser moldado e deslizar entre os

ferros da armadura, sem que ocorra separação de seus componentes. São os

mais usados nas obras em geral.

b) Plasticidade

Plasticidade é a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com

que este é moldado sem se romper. Depende fundamentalmente da

consistência e do grau de coesão entre os componentes do concreto. Quando

não há coesão os elementos se separam, isto é, ocorre a segregação.

Segregação é a separação dos grãos do agregado da pasta de cimento. Pode

ocorrer durante o transporte, durante o lançamento - em conseqüência de

movimentos bruscos -, durante o adensamento - por vibração excessiva -, ou

pela ação da gravidade, quando os grãos graúdos, mais pesados do que os

demais, tendem a assentar no fundo das formas.

c) Poder de Retenção de Água

O poder de retenção de água é o oposto à exsudação. Exsudação é o

fenômeno que ocorre em certos concretos quando a água se separa da massa

e sobe à superfície da peça concretada.

Ocorre quando a parte superior do concreto se torna excessivamente úmida;

sua conseqüência é um concreto poroso e menos resistente.


d) Trabalhabilidade

É a propriedade do concreto fresco identificada pela maior ou menor facilidade

de seu emprego para atender a determinado fim. O concreto é trabalhável

quando no estado fresco apresenta consistência e dimensões máximas dos

agregados apropriadas ao tipo de obra a que se destina, no que respeita às

dimensões das peças, ao afastamento e à distribuição das barras das

armaduras, bem como aos métodos de transporte, lançamento e adensamento

que serão adotados.

A trabalhabilidade, portanto, além de ser uma característica inerente ao

material, como a consistência, também envolve considerações quanto à

natureza da própria obra que está sendo executada. É possível, pois, concluir

que um concreto adequado para peças de grandes dimensões epouco

armadas poderá não sê-lo para peças delgadas e muito armadas, ou que um

concreto que permite perfeito adensamento com vibração, sem segregação dos

componentes e sem vazios,dificilmente proporcionará uma moldagem

satisfatória com adensamento manual.

Na verdade, as propriedades de um concreto não podem ser consideradas

isoladamente. A consistência afeta diretamente a trabalhabilidade, a qual, por

sua vez, não só é afetada pela plasticidade como garante a constância da

relação água/cimento.

9.2.2 Propriedades do Concreto Endurecido

As características que um concreto depois de endurecido deve possuir são:

a. Resistência mecânica;

b. Durabilidade;

c. Impermeabilidade;

d. Aparência.

Todas essas características, à exceção da aparência, melhoram sensivelmente

com o uso adequado da relação água/cimento.

a) Resistência Mecânica

No que respeita à resistência mecânica do concreto endurecido, ou seja, a sua

capacidade de resistir às diversas condições de carregamento a que possa


estar sujeito quando em serviço,destaca-se a resistência à compressão, à

tração, à flexão e ao cisalhamento.

O processo de endurecimento dos concretos à base de cimento Portland é

muito longo,podendo levar mais de dois anos para completar-se. Com a idade

o concreto endurecido vai aumentando a resistência a esforços mecânicos. Aos

28 dias de idade já adquiriu cerca de 75 a 90%de sua resistência total. É na

resistência mecânica apresentada pelo concreto endurecido 28 dias após a sua

execução que se baseia o cálculo dos elementos de concreto.

Chamamos de fck a resistência característica do concreto à compressão,

que é a resistência adotada para fins de cálculo.

Vários são os fatores que influem na resistência mecânica do concreto, dentre

os quais destacamos:

Ø fator água/cimento

Ø idade

Ø forma e granulometria dos agregados

Ø tipo de cimento

Ø condições de cura

O fator água/cimento (x) é a relação entre o peso de água (Pag) e o peso de

cimento (Pc)empregado no traço de um cimento.

x = Pag/Pc

A resistência de um concreto depende fundamentalmente do fator

água/cimento, isto é,quanto menor for este fator, maior será a resistência do

concreto. Mas, evidentemente, deve-se ter um mínimo de água necessária

para reagir com todo o cimento e dar trabalhabilidade ao concreto.

Outro fator da maior relevância na resistência final do concreto a esforços

mecânicos é a cura, procedimento utilizado para favorecer a hidratação do

cimento que consiste no controle da temperatura e no movimento da água de

dentro para fora e de fora para dentro do concreto, visto que as condições de

umidade e temperatura, principalmente nas primeiras idades, têm importância

muito grande para as propriedades do concreto endurecido.


b) Durabilidade e Impermeabilidade

A durabilidade pode ser definida como sendo a capacidade que o concreto

possui de resistir à ação do tempo, aos ataques químicos, à abrasão ou a

qualquer outra ação de deterioração. A durabilidade depende, entretanto, do

tipo de ataque, físico ou químico, que o concreto, depois de endurecido, será

submetido, devendo ser analisado criteriosamente antes da escolha dos

materiais e da dosagem.

No que diz respeito a abrasão ou a erosão, a durabilidade está diretamente

ligada a resistência do concreto.

A impermeabilidade do concreto está relacionada com a durabilidade. Um

concreto impermeável impede o acesso de agentes agressivos.

Vários são os fatores que podem influir na durabilidade e na impermeabilidade

dos concretos,entre eles:

Ø porosidade da pasta - a impermeabilidade está diretamente

relacionada com a porosidade da pasta. Quanto menos porosa, mais

impermeável será a pasta e, conseqüentemente, o concreto.

Ø agressão química - principalmente de sulfatos, que reagindo com os

produtos presentes no cimento, aumentam o volume dos sólidos

causando expansão que, por sua vez,provocam fissuração, que poderão

resultar na total deterioração da peça endurecida.

Ø - retração hidráulica - é resultante da retração da pasta de cimento,

que ao sofrer modificações de volume devidas à movimentação da água,

exerce tensões sobre o agregado, provocando fissuração no concreto,

abrindo dessa forma caminho a agressão de agentes exteriores.

9.3 Produção do Concreto

A produção do concreto consiste em uma série de operações de forma a se

obter, a partir dos materiais componentes o concreto desejado.

As operações necessárias à obtenção do concreto são:

Ø dosagem;

Ø mistura;

Ø transporte;


Ø lançamento;

Ø adensamento;

Ø cura.

9.3.1 Dosagem do concreto

Dosar um concreto consiste em determinar a proporção mais adequada e

econômica, com que cada material entra na composição da mistura,

objetivando as propriedades já identificadas para o concreto fresco e

endurecido. Dosar é procurar o traço que atende as condições específicas de

um projeto, utilizando corretamente os materiais disponíveis.

Traço é a maneira de exprimir a proporção dos componentes de uma mistura.

Genericamente, um traço 1:m:x significa que para uma parte de aglomerante

deve-se ter m partes de agregados, que pode ser somente miúdo, como no

caso das argamassas, ou miúdo e graúdo, como nos concretos ex partes de

água.

A dosagem pode ser não experimental ou experimental. Na dosagem não

experimental o engenheiro baseia-se na sua experiência profissional ou em

tabelas confeccionadas com base em outras obras realizadas, como

apresentado na Tabela 9.1.

Na dosagem experimental o engenheiro baseia-se nas características dos

materiais, nas solicitações mecânicas a que estará sujeito o concreto e nas

implicações inerentes a cada obra.

Assim sendo, é levado em conta as cargas que vão atuar na estrutura, as

dimensões da peça, os processos construtivos bem como as condições do

meio em que vai ser implantada a construção


Tabela 6.1 – Tabela prática para dosagem de concreto.

A NBR 6118, só permite a dosagem não experimental, para obras de pequeno

vulto, às quais deverão respeitar as seguintes condições:

Ø quantidade mínima de cimento por m3 de concreto de 300 kg;

Ø proporção de agregado miúdo no volume total do agregado entre 30 a

50%, fixada de maneira a se obter um concreto de trabalhabilidade

adequada ao seu emprego; e

Ø quantidade de água no volume total de concreto entre 7 a 10%, mínima

compatível com a trabalhabilidade necessária.

Para o caso de grandes obras, a dosagem experimental é a única aceitável,

isto porque, os materiais constituintes e o produto resultante são ensaiados em

laboratórios.

9.3.2 Mistura ou amassamento

É a primeira fase da produção propriamente dita do concreto e tem como

objetivo a obtenção de uma massa homogênea onde todos os componentes

estejam em contato entre si. A falta de homogeneidade determina decréscimo

sensível de resistência mecânica e durabilidade dos concretos. A mistura

poderá ser manual ou através de equipamentos chamados betoneiras.

O amassamento manual só poderá ser empregado em obras de pequena

importância, onde o volume e a responsabilidade do concreto não justifiquem o


emprego de equipamento mecânico, não podendo nesse caso, amassar, de

cada vez, volume superior ao correspondente a 100 kg de cimento.

O amassamento manual deverá ser realizado sobre um estrado ou superfície

plana impermeável e resistente. Mistura-se inicialmente os agregados e o

cimento de maneira a se obter uma coloração uniforme. Em seguida adiciona-

se água aos poucos prosseguindo-se a mistura até se conseguir uma massa

de aspecto uniforme.

O amassamento mecânico é feito em equipamentos especiais chamados de

betoneiras, que são constituídas essencialmente por um tambor ou cuba, fixo

ou móvel em torno de um eixo que passa pelo seu centro, no qual, por meio de

pás, que, também, podem ser fixas ou móveis, se produz a mistura.

9.3.3 Transporte

É a terceira etapa da produção do concreto, que após a mistura, tem que ser

transportado ao local de enchimento das formas.

O transporte do concreto pode ser externo, ou seja, da central de concretagem

até a obra, em caminhão betoneira, ou dentro da obra, até o local de

lançamento, com carrinho de mão, giricas, elevadores, guinchos ou mesmo

através de bombeamento.

No transporte do concreto deve-se tomar cuidado para que não haja vibração

excessiva, o que pode provocar segregação dos componentes, prejudicando a

homogeneidade do concreto. O transporte, também deve ser rápido, a fim de

evitar que o concreto perca a trabalhabilidade necessária às etapas seguintes.

9.3.4 Lançamento

O lançamento é a operação que consiste em colocar o concreto nas formas. O

tempo máximo permitido entre o amassamento e o lançamento, esta situado

entre 1 e 2 horas.

O cuidado geral no lançamento consiste em manipular o concreto de forma que

seus componentes não se separem e as recomendações são:

Ø - formas livres de detritos e substâncias estranhas;

Ø - formas de madeira saturadas de água, para que não absorvam a água

do concreto;


Ø - evitar arrastar o concreto distâncias muito grandes.

Ø - evitar o lançamento do concreto de grandes alturas. A altura máxima

permitida, para que não haja segregação, está em torno de 2,00 m.

9.3.5 Adensamento

É a operação que tem por finalidade a eliminação do ar e dos vazios contidos

na massa. Deve ser feito durante e imediatamente após o lançamento.

O adensamento pode ser executado por processos manuais - socamento ou

apiloamento – ou por processos mecânicos - vibração ou centrifugação.

Qualquer que seja o processo deve-se buscar que o concreto preencha todos

os espaços da forma, evitando-se a formação de ninhos e a segregação dos

componentes. Deve ser evitada, também, a vibração junto a ferragem, quando

o concreto for armado, para não ocasionar vazios que prejudiquem a aderência

do concreto com a armadura.

Quando bem executado, o adensamento melhora a resistência mecânica e

aumenta a impermeabilidade, a resistência a intempéries e a aderência do

concreto à armadura.

9.3.6 Cura

Denomina-se cura o conjunto de medidas que têm por finalidade evitar a

evaporação prematura da água necessária à hidratação do cimento.

A Norma Brasileira exige que a cura seja feita nos 7 primeiros dias contados do

lançamento do concreto. É desejável, entretanto, que se faça até o 14º dia,

para se ter garantias contra o aparecimento de fissuras devidas à retração.

As várias qualidades desejáveis ao concreto, como resistência mecânica,

impermeabilidade e resistência ao ataque de agentes agressivos, são

extremamente favorecidas e até mesmo somente conseguidas através de uma

cura bem feita.


10 MATERIAIS CERÂMICOS

10.1 Introdução

A indústria cerâmica é uma das mais antigas do mundo. No período neolítico

(entre 12.000 e4.000 a.C.), a necessidade de armazenar alimentos levou o

homem à criação de componentes de barro secos naturalmente e,

posteriormente a fabricação de cerâmicas cozidas. No Egito, há cerca de 3.000

a.C. já era utilizada a cerâmica vidrada. A cerâmica branca data do século

XVIII, na Europa Central.

Nas últimas décadas, foram desenvolvidas novas tecnologias e utilizadas

novas matérias primas, o que resultou no aperfeiçoamento dos produtos

convencionais e no desenvolvimento de cerâmicas de alta tecnologia, que

suportam temperaturas extremamente elevadas e possuem grande resistência

mecânica, utilizadas em setores como a indústria aeroespacial, eletrônica e

nuclear.

10.2 Definição

A palavra cerâmica vem do grego "keramos", que tem o mesmo significado.

Originalmente o termo é aplicado às porcelanas e cerâmicas, mas

recentemente este termo vem fazendo referência aos não-metais, materiais

inorgânicos incluindo produtos refratários. Como resultado, as cerâmicas agora

são definidas como não-metais, materiais inorgânicos obtidos geralmente após

tratamento térmico em temperaturas elevadas.

As cerâmicas são obtidas a partir de uma massa a base de argila, submetida a

um processo de secagem lenta e, após a retirada de grande parte da água,

cozida em temperaturas elevadas(KAZMIERCZARK, 2007).

A argila é um material natural, terroso, de baixa granulometria (com elevado

teor de partículas com diâmetro inferior a 2μm), que apresenta plasticidade

quando misturado com quantidades adequadas de água. As argilas são

provenientes da decomposição de rochas e são constituídas por

argilominerais,podendo conter outros minerais como quartzo, feldspato, mica,

pirita e hematita, além de matéria orgânica e outras impurezas.


10.3 Constituintes da Argila

As argilas utilizadas para a confecção de componentes de cerâmica vermelha

são constituídas por argilominerais e minerais acessórios. Os principais grupos

de argilominerais são a caulinita, a ilita e as montmorilonitas. A caulinita é mais

pura e é utilizada para a confecção de materiais refratários, porcelana e

cerâmica sanitária enquanto a ilita (usadas na fabricação de blocos cerâmicos,

telhas) e a montmorilonita (são muito absorventes e tem alto poder de

inchamento, e são misturadas nas caulinitas para corrigir a plasticidade) são

mais adequadas para a fabricação de cerâmica vermelha. Os principais

elementos constituintes dos argilominerais são a alumina, os compostos de

cálcio e magnésio, a matéria orgânica, a sílica, silicatos e fosfatos e os sais

solúveis.

10.3.1 Propriedades das argilas

a) TAMANHO DE PARTÍCULAS - O tamanho das partículas, associada a

forma e ao estado deagregação das partículas da argila exerce grande

influência na plasticidade, tensão e módulo de ruptura a flexão e textura. A

matéria-prima usada na produção de cerâmica vermelha é constituída,

geralmente, por partículas com dimensões entre 50 nm e 1cm; e a fração

inferior a 2μm exerce maior influência nas propriedades da cerâmica vermelha.

b) COMPOSIÇÃO QUÍMICA – a composição química regula as aplicações

específicas das argilas.

c) PROPRIEDADES PLÁSTICAS – as argilas mais finas são mais plásticas,

porém certas argilas,mesmo de granulometria grosseira, mas contendo

pequena quantidade de montmorilonita ou de matéria orgânica húmica podem

ser plásticas. A plasticidade da argila varia em função da quantidade de água

presente nela (Figura 10.1). Todos os fatores que aumentam a plasticidade da

argila também aumentam a retração.

Figura 10.1 – Limites de consistência de argila


Onde:

LL – limite de liquidez – transição entre o estado de consistência líquida e plástica.

LP – limite de plasticidade – transição entre o estado de consistência plástico e semi-sólido.

LC - limite de contração - transição entre o estado de consistência semi-sólido e sólido.

O índice de plasticidade de uma argila será calculado através da equação

IP= LL – LP

Exemplo:quanto maior for o IP de uma argila, o solo formado por ela será mais

compressível.

d) RETRAÇÃO POR SECAGEM – a retração por secagem é medida pela

variação do comprimento ou do volume quando a amostra da argila é seca em

estufa a 105°C – 110°C. Essa propriedade é importante na moldagem das

peças cerâmicas porque pode fissurar devido ao efeito da retração.

e) RESISTÊNCIA À FLEXÃO – esta propriedade é importante para facilitar o

manuseio entre o secador e o forno sem danificar as peças. A resistência à

flexão é um indicativo das propriedades mecânicas do produto a ser moldado.

O Quadro 10.1 apresenta valores de resistência à flexão e de absorção de

água para argila usada na fabricação de produtos cerâmicos.

Quadro 10.1 – Valores de resistência à flexão e de absorção de água de produtos cerâmicos

f) DESAGREGABILIDADE EM ÁGUA – é importante conhecer o tempo de

desagregação das argilas para se estabelecer o processo e equipamentos

adequados para obtenção da massa plástica no processo cerâmico.

g) QUEIMA – as propriedades de queima, tais como, retração, variações da

porosidade, liberação e absorção de calor, perda de massa e mudanças

petrográficas.

h) POROSIDADE – a argila deve conter grãos de vários tamanhos, reduzindo

assim a porosidade e permeabilidade, conseguindo um encaixe melhor dos

grãos (empacotamento das partículas). A porosidade tem influencia sobre a


argila aumentando a absorção de água, favorecendo a corrosão,refratariedade,

diminui a condutividade térmica e elétrica, a massa específica aparente, a

resistência aos esforços axiais e a resistência à abrasão.

10.4 Classificações

Existem diversas formas de se classificar os materiais cerâmicos, devido à

amplitude e heterogeneidade do setor. As formas de se classificar os materiais

cerâmicos variam de acordo como país. No Brasil, de acordo com a

Associação Brasileira de Cerâmica, o setor cerâmico se divide em subsetores

ou segmentos em função de diversos fatores, como matérias-primas,

propriedades e áreas de utilização. Dessa forma, a seguinte classificação, em

geral, é adotada.

10.4.1 Cerâmica Vermelha

Compreende aqueles materiais com coloração avermelhada empregados na

construção civil (tijolos maciços, blocos cerâmicos, telhas, elementos vazados,

tubos cerâmicos e argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e

de adorno. Os blocos cerâmicos muitas vezes são enquadrados neste grupo,

porém o mais correto é em materiais de revestimento.

As cerâmicas vermelhas são provenientes de argilas sedimentares, com altos

teores de compostos de ferro.

O setor industrial responsável pela fabricação da cerâmica vermelha no Brasil

possui grande importância, em função da grande quantidade de produtos

utilizados na construção civil. Segundo a Associação Nacional da Indústria

Cerâmica (ANICER, 2007), há cerca de 5500 empresas produtoras de

cerâmica vermelha no BR, consumindo cerca de 10.300.000 toneladas de

argila por mês.

10.4.2 Materiais de Revestimento (Placas Cerâmicas)

Compreende aqueles materiais usados na construção civil para revestimento

de paredes, piso e bancadas tais como azulejos, placas ou ladrilhos para piso e

pastilhas.

10.4.3 Cerâmica Branca

Este grupo é bastante diversificado, compreendendo materiais constituídos por

um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea transparente e


incolor e que eram assim agrupados pela cor branca de massa, necessária por

razões estéticas e/ou técnicas. Com o advento dos vidrados opacificados,

muitos dos produtos enquadrados neste grupo passaram a ser fabricados, sem

prejuízo das características para uma dada aplicação, com matérias primas

com certo grau de impurezas, responsáveis pela coloração. Dessa forma é

mais adequado subdividir este grupo em: louça sanitária, louça de mesa,

isoladores elétricos para alta e baixa tensão, cerâmica artística (decorativa e

utilitária) cerâmica técnica para fins diversos, tais como:químico, elétrico,

térmico e mecânico.

10.4.4 Materiais Refratários

Este grupo compreende uma diversidade de produtos, que têm como finalidade

suportar temperaturas elevadas nas condições específicas de processo e de

operação dos equipamentos industriais, que em geral envolvem esforços

mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras

solicitações. Para suportar estas solicitações e em função da natureza das

mesmas, foram desenvolvidos inúmeros tipos de produtos, a partir de

diferentes matérias-primas ou mistura destas.

Dessa forma, podemos classificar os produtos refratários quanto a matéria

prima ou componente químico principal em: sílica, sílico-aluminoso, aluminoso,

mulita, magnesianocromítico,cromítico-magnesiano, carbeto de silício, grafita,

carbono, zircônia, zirconita, espinélio e outros.

10.4.5 Isolantes Térmicos

Os produtos deste segmento podem ser classificados em:

a) refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários,

b) isolantes térmicos não refratários, compreendendo produtos como

vermiculita expandida, sílica, diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã de

vidro e lã de rocha, que são obtidos por processos distintos ao do item a) e que

podem ser utilizados, dependendo do tipo de produto até 1100°C; e

c) fibras ou lãs cerâmicas que apresentam características físicas semelhantes

às citadas no item b),porém apresentam composições tais como sílica, silica-

alumina, alumina e zircônia, que dependendo do tipo, podem chegar a

temperaturas de utilização de 2000ºC ou mais.


10.4.6 Fritas e Corantes

Estes dois produtos são importantes matérias-primas para diversos segmentos

cerâmicos que requerem determinados acabamentos.

Ø Frita (ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias

especializadas a partir da fusão da mistura de diferentes matérias-

primas. É aplicado na superfície do corpo cerâmico que, após a queima,

adquire aspecto vítreo. Este acabamento tem por finalidade aprimorar a

estética, tornar apeça impermeável, aumentar a resistência mecânica e

melhorar ou proporcionar outras características.

Ø Corantes constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos

sintéticos obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos.

Os pigmentos são fabricados por empresas especializadas, inclusive por

muitas das que produzem fritas, cuja obtenção envolve a mistura das

matérias-primas, calcinação e moagem. Os corantes são adicionados

aos esmaltes (vidrados) ou aos corpos cerâmicos para conferir-lhes

colorações das mais diversas tonalidades e efeitos especiais.

10.4.7 Abrasivos

Parte da indústria de abrasivos, por utilizarem matérias-primas e processos

semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico. Entre

os produtos mais conhecidos podemos citar o óxido de alumínio eletrofundido e

o carbeto de silício.

10.4.8 Cerâmica de Alta Tecnologia/ Cerâmica Avançada

O aprofundamento dos conhecimentos da ciência dos materiais proporcionou

ao homem o desenvolvimento de novas tecnologias e aprimoramento das

existentes nas mais diferentes áreas, como aeroespacial, eletrônica, nuclear e

muitas outras e que passaram a exigir materiais com qualidade

excepcionalmente elevada. Tais materiais passaram a ser desenvolvidos a

partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e por meio de

processos rigorosamente controlados. Estes produtos, que podem apresentar

os mais diferentes formatos, são fabricados pelo chamado segmento cerâmico

de alta tecnologia ou cerâmica avançada. Eles são classificados, de acordo

com suas funções, em: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos,

térmicos, mecânicos, biológicos e nucleares. Os produtos deste segmento são


de uso intenso e a cada dia tende a se ampliar. Como alguns exemplos,

podemos citar: naves espaciais, satélites, usinas nucleares, materiais para

implantes em seres humanos, aparelhos de som e de vídeo, suporte de

catalisadores para automóveis, sensores (umidade, gases e

outros),ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão.

10.5 Matérias-primas

As matérias-primas empregadas na fabricação de produtos cerâmicos são

classificadas em naturais e sintéticas:

Ø naturais – são aquelas utilizadas como extraídas da natureza ou que

foram submetidas a algum tratamento físico para eliminação de

impurezas indesejáveis, ou seja sem alterar a composição química e

mineralógica dos componentes principais.

Ø sintéticas – são aquelas que individualmente ou em mistura foram

submetidas a um tratamento térmico, que pode ser calcinação,

sinterização, fusão e fusão/redução e as produzidas por processos

químicos.

10.6 Caracterização das argilas

A caracterização física das argilas é realizada a partir da determinação da

distribuição granulométrica e dos índices de plasticidade.

A estimativa das propriedades que uma argila irá adquirir após a queima é

realizada,normalmente, por meio da moldagem de pequenos corpos-de-prova,

que são queimados em uma temperatura e, após resfriamento, são submetidos

a ensaios de caracterização. Os ensaios usuais são: determinação da

contração linear, massa específica, porosidade, absorção de água após

queima, umidade de conformação da argila, tensão de ruptura à flexão.

Alguns valores recomendados para absorção de água e para resistência à

flexão são apresentados no Quadro 10.2.


Quadro 10.2 –Valores de resistência à flexão e absorção de água

especificados para as argilas

10.7 Processo de Fabricação

Os processos de fabricação empregados pelos diversos segmentos cerâmicos

assemelham-se parcial ou totalmente. De um modo geral eles compreendem

as etapas de preparação da matéria prima e da massa, formação das peças,

tratamento térmico e acabamento. No processo de fabricação muitos produtos

são submetidos à esmaltação e decoração.

10.7.1 Preparação da Matéria-Prima

Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é

natural, encontrando-se em depósitos espalhados na crosta terrestre. Após a

mineração, os materiais devem ser beneficiados, isto é, desagregados ou

moídos, classificados de acordo com a granulometria e muitas vezes também

purificados Atenção especial também deve ser dada a mineralogia e análise

química da argila. Deve ser dada especial atenção a argila que apresenta

grandes quantidades de matéria orgânica (acima de 0,1%) e óxidos de ferro,

principais responsáveis pelo aparecimento do "coração negro", defeito de

fabricação em que a parte central do componente fabricado apresenta uma cor

escura, variando entre cinza e preto. O processo de fabricação, propriamente

dito, tem início somente após a preparação da matéria-prima. As matérias-

primas sintéticas geralmente são fornecidas prontas para uso, necessitando

apenas, em alguns casos, de um ajuste de granulometria.

10.7.2 Preparação da Massa

Os materiais cerâmicos geralmente são fabricados a partir da composição de

duas ou mais matérias primas, além de aditivos e água ou outro meio. Mesmo

no caso da cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como

matéria-prima, dois ou mais tipos de argilas com características diferentes

entram na sua composição para se corrigir deficiências existentes na argila


proveniente da jazida principal, como por exemplo a correção da plasticidade.

Raramente emprega-se apenas uma única matéria-prima. Dessa forma, uma

das etapas fundamentais do processo de fabricação de produtos cerâmicos é a

dosagem das matérias-primas e dos aditivos, que deve seguir com rigor as

formulações de massas, previamente estabelecidas. Os diferentes tipos de

massas são preparados de acordo com a técnica a ser empregada para dar

forma às peças. De modo geral, as massas podem ser classificadas em:

a. suspensão, também chamada barbotina, para obtenção de peças em

moldes de gesso ou poliméricos;

b. massas secas ou semi-secas, na forma granulada, para obtenção de

peças por prensagem;

c. massas plásticas, para obtenção de peças por extrusão, seguida ou não

de torneamento ou prensagem.

Também é feita a METEORIZAÇÃO ou SAZONAMENTO onde a argila é

submetida à ação das intempéries. A argila é disposta em camadas, sob ação

das chuvas, o material sofre lavagem,dissolvem-se e eliminam-se os sais

solúveis e desagregam-se os torrões maiores. Desta forma é melhorada a

qualidade das argilas. Após o sazonamento é feito o APODRECIMENTO, que

consiste em deixar a pasta em ambientes abrigados, procurando manter

umidade constante.

Algumas argilas não desagregam com facilidade, necessitando assim, de

trituração para adquirirem a granulometria adequada ao amassamento.

Ocorre então a MISTURA ou AMASSAMENTO da matéria-prima, ou seja, dos

diferentes tipos de argila, a fim de proporcionar maior homogeneidade da

massa cerâmica.

10.7.3 Moldagem ou conformação das peças

Existem diversos processos para dar forma às peças cerâmicas, e a seleção de

um deles depende fundamentalmente de fatores econômicos, da geometria e

das características do produto,além do teor de água da pasta de argila. Os

métodos mais utilizados são: colagem, prensagem, extrusão e torneamento. O

processo de extrusão é o mais comum na fabricação de tijolos e blocos,

enquanto a prensagem é utilizada em telhas. A extrusão consiste em forçar a


massa a passar sob pressão, através de um bocal apropriado, formando uma

fita uniforme e contínua, depois a massa é cortada no comprimento desejado.

O corte é feito por guilhotina.

10.7.4 Tratamento Térmico

O processamento térmico é de fundamental importância para obtenção dos

produtos cerâmicos, pois dele dependem o desenvolvimento das propriedades

finais destes produtos. Esse tratamento compreende as etapas de secagem e

queima. Na queima, o aquecimento da argila gera alterações físico-químicas

irreversíveis, que resultam em mudanças nas suas propriedades. Fatores como

a velocidade em que ocorre o acréscimo de temperatura, a temperatura

máxima atingida durante o processo, o tempo de manutenção da temperatura

máxima e a velocidade de resfriamento,além da uniformidade da temperatura

no forno, são determinantes das propriedades que se desejam obter no

componente fabricado, tais como a resistência mecânica, a absorção de água e

contração linear. Na fabricação de blocos e tijolos de cerâmica vermelha, a

temperatura máxima fica na ordem de 800ºC a 1100ºC. Em outros

componentes, pode superar os 1200ºC.

Existem vários tipos de fornos no Brasil. Sendo o modo mais tradicional de

classificação em função do processo de queima, dividindo os fornos em

contínuos (quando a produção é contínua e em maior número no BR)e em

intermitentes (quando a queima ocorre em ciclos de carga, requente, queima e

descarga).

10.7.5 Acabamento

Normalmente, a maioria dos produtos cerâmicos é retirada dos fornos,

inspecionada e remetida ao consumo. Alguns produtos, no entanto, requerem

processamento adicional para atendera algumas características, não possíveis

de serem obtidas durante o processo de fabricação. O processamento pós-

queima recebe o nome genérico de acabamento e pode incluir polimento,

corte,furação, entre outros.

10.7.6 Esmaltação e Decoração

Muitos produtos cerâmicos, como louça sanitária, louça de mesa, isoladores

elétricos,materiais de revestimento e outros, recebem uma camada fina e

contínua de um material denominado de esmalte ou vidrado, que após a


queima adquire o aspecto vítreo. Esta camada vítrea contribui para os aspectos

estéticos, higiênicos e melhoria de algumas propriedades como a mecânica e a

elétrica. Muitos materiais também são submetidos a uma decoração, a qual

pode ser feita por diversos métodos, como serigrafia, decalcomania, pincel e

outros. Neste caso são utilizadas tintas que adquirem suas características

finais após a queima das peças.

10.8 Componentes utilizados para a construção de alvenarias

Os componentes de cerâmica vermelha utilizados para a construção de

alvenarias são os tijolos maciços e os blocos cerâmicos. Ambos são fabricados

por extrusão, sendo que os tijolos maciços também podem ser fabricados por

prensagem. Na fabricação dos componentes por extrusão, a massa da argila

passa por uma maromba que força sua saída por uma boquilha (molde

metálico), que lhe confere a forma de sua seção transversal. A coluna de argila

vermelha resultante da extrusão é cortada de acordo com a dimensão exigida

para o componente. Após o período desecagem, os blocos são cozidos e

atingem suas propriedades finais.

Os tijolos maciços são componentes que possuem forma paralelepipédica,

podendo apresentar rebaixos de fabricação em uma das faces de maior área.

São classificados entre duas categorias: tijolos maciços comuns e especiais.

Os tijolos maciços devem possuir dimensões nominais de 19x9x5,7cm ou de

19x9x9cm. De modo geral, os tijolos maciços apresentam resistência à

compressão entre 1,5MPa e 2,0MPa, possuem elevada absorção de água

(entre 15% e 25%) e facilidade de corte.

Os blocos cerâmicos são produzidos em diversas formas e possuem furos

paralelos a uma de suas faces.

A norma brasileira classifica os blocos cerâmicos em duas categorias: blocos

de vedação(pode ter furos na vertical ou horizontal) e blocos estruturais (furos

na vertical). Os blocos cerâmicos podem ser produzidos em diversas

dimensões de acordo com a NBR 15270 (ABNT, 2005) (Quadro 10.3).


Quadro 10.3 – Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos (NBR 15270/2005).

O quadro 10.4 apresenta os valores de resistência à compressão dos blocos

cerâmicos de acordo com a NBR 15270 (ABNT, 2005).

Quadro 10.4 – Resistência à compressão de blocos cerâmicos segundo a NBR 15270(ABNT, 2005).

As características exigidas para blocos cerâmicos estão apresentas no Quadro

10.5:

Quadro 10.5 – Características dos blocos cerâmicos

A NBR 15270-3 (ABNT, 2005) especifica o procedimento para a determinação

da absorção inicial de água de blocos cerâmicos.

As telhas cerâmicas são componentes que, em conjunto com componentes

acessórios, são usados para a construção de telhados. A primeira etapa de

fabricação das telhas consiste na extrusão da argila, numa umidade entre 20%

e 25%, formando um bastão que é cortado nas dimensões adequadas para

fabricação das telhas. A argila cortada é submetida à prensagem em formas

que lhe conferem o formato de cada tipo de telha. Após o processo de

secagem, as telhas são queimadas em temperaturas entre 900ºC e 1100ºC.


Algumas telhas ainda podem ser submetidas à esmaltação, num processo

similar ao utilizado na fabricação de peças cerâmicas de revestimento, que lhes

confere maior impermeabilidade e brilho.

As exigências de fabricação para telhas cerâmicas estão apresentas no

Quadro 10.6.

Quadro 10.6 – Características dos blocos cerâmicos

Os tubos cerâmicos ou manilhas são usados para a canalização de águas

pluviais e esgotos. A 1ª etapa de fabricação dos tubos consiste na extrusão da

argila, numa umidade entre20% e 25%. Após o processo de secagem, são

queimados em temperaturas entre 1000ºC e 1200ºC.

Alguns tubos podem ser vidrados durante o processo de queima.

Outros produtos cerâmicos usados na construção civil:

a) Elementos vazados – são componentes cerâmicos que apresentam diversas

formas e furos, usados para confecção de paredes vazadas, denominados de

cobogó.

b) Ladrilhos cerâmicos – são peças usadas em pisos, produzidas em diversas

formas e com acabamento natural ou esmaltado. Devem atender a vários itens

de norma, como por exemplo, a resistência ao desgaste por abrasão e

coeficiente de atrito na utilização em pisos.


c) Refratários - São materiais resistentes à altas temperaturas sem sofrer

variações de volume significativas, sem amolecer e resistir à ação dos gases

quentes. Os tijolos refratários mais comuns são feitos de sílica-aluminosa.

d) Azulejos – são usados para revestimentos de paredes, são porosos, tendo

uma face vidrada. A esmaltação deve recobrir as bordas laterais para evitar

absorção pelo biscoito (face porosa do azulejo) o que provoca manchas de

umidade nas proximidades de suas bordas.

REFERÊNCIAS

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Apostila Materiais de Construção Civil (1)

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