ARGAMASSAS E INERTES

Definição: são materiais compostos constituídos por granulados de pequena dimensão. Osgranulados constituem os inertes que entram na composição em percentagem muito elevadasendo responsáveis por características muito importantes das argamassas. O ligante énormalmente constituído pela pasta de cimento Portland normal, elemento activo, queendurece ao hidratar-se.

- 3 factores a considerar: qualidade dos inertes, qualidade dos ligantes, qualidade da ligaçãoentre os inertes e o ligante

Argamassas simples – apenas 1 ligante (cal, gesso, cimento): designam-se pelo liganteArgamassas bastardas – mais do que 1 ligante (gesso + cal; cimento + cal)

Ligante + água – pastaLigante + água + agregado fino – argamassaLigante + água + agregado fino + agregado grosso – betão

Campos de utilização – ligar pedras naturais ou artificiais da alvenaria; revestimentos (piso,parede e tecto); assentamento (alvenarias, cantarias, revestimento de piso e parede)

Qualidades a exigir- compacidade – estudos de Feret- resistência mecânica – problema da maneabilidade (muita água – boa trabalhabilidade eaderência, má resistência, compacidade e impermeabilidade – solução: colocar mais cimento;muito cimento – boa resistência, grande fissuração); depende do factor água/cimento- impermeabilidade – penetração por capilaridade ou pressão; quanto mais compacto menosimpermeável- trabalhabilidade – chama-se permeabilidade de uma argamassa à facilidade de manuseio,transporte e colocação em obra; não pode ser quantificada, mas simplesmente avaliada(ensaio de espalhamento)- aderência ao suporte- constância de dimensões durante a presa e o endurecimento – durante a presa e oendurecimento pode ocorrer: contracção por evaporação da água; expansibilidade devido àexpansibilidade do ligante.

Factores condicionantes da qualidade de uma argamassa- areia – composição granulométrica: uniforme (maior volume de vazios, menor compacidade,maior resistência), não uniforme (menor volume de vazios, maior compacidade, maiorresistência mecânica); natureza (dureza) – maior dureza-> maior resistência mecânica- ligante – tipo e dosagem -> resistência mecânica, tempo de presa, estabilidade volumétrica- água – quantidade -> trabalhabilidade e resistência mecânica (não deve conter substânciasquer em suspensão quer em dissolução que alterem a presa do cimento – usar água potável)- adjuvantes – natureza e quantidade –> influencia de diversas formas

Traço e dosagem- Traço – relação (em termos de peso -> mais corrente; ou de baridade -> mais frequente)entre os ligantes e o agregado. Argamassa simples – 1:n; Argamassa bastarda – 1:n:m- Dosagem – > x Kg de ligante/m3 de agregado; y Kg de ligantes/m3 de argamassa

ExemplosReboco exterior – 1:5 (cal); 1:1:5 (cal+cimento)Reboco interior – 1:7 (cal); 1:3:7 (cal+cimento)Alvenaria de tijolo – 1:6 (cimento)Alvenaria de pedra – 1:5 (cimento)Assentamento de manilhas – 1:3 (cimento)Assentamento de mosaicos – 1:8Betonilha – 1:3:5

Ligantes – aéreos (gesso e cal aérea), hidráulicos (cal hidráulica e cimento)

Aplicação de um revestimento tradicional de ligante hidráulico- 1º camada (salpisco) – garantir a aderência e evitar absorção de água do revestimento pelosuporte; descontínuo, espessura 3 a 5mm; muito fluido e muito forte (1:2)- 2º camada (esboço – camada de base) - menos fluido e menos forte; espessura 1 a 1,5cm(1:0,5:5 a 6 ou 1:1:5 a 6)- 3º camada (reboco – camada de acabamento) – ainda menos fluida e forte; espessura 0,5 a1cm (1:1:5 a 6 ou 1:2:8 a 9)

Condições de cura – não se deve rebocar em zonas viradas ao sol no Verão; deve humedecer-se a superfície se necessário; pode aplicar-se membranas de cura; deve sombrear-se asempenas; se a evaporação for mais rápida que a retracção de hidratação faz com que aargamassa perca coesão e se desfaça.

Argamassas bastardas – mais indicadas para deformações dos edifícios porque se adaptammelhor com a menor fissuração devido à junção da cal ao cimento -> diminuição da contracçãopor secagem, aumento da trabalhabilidade, aumento da aderência à superfície (a cal retém aágua da amassadura e reduz a possibilidade de absorção pelo suporte), redução da fendilhaçãopor retracção, aumento da impermeabilidade efectiva do reboco. Tem menor resistência inicialmas este facto não é importante.

Adjuvantes – plastificante (permite reduzir a água -> maior tensão de rotura, trabalhabilidade,impermeabilidade); aceleradores de presa; retardadores de presa; impermeabilizante;expansivos.

INERTES

Também denominados agregados, são materiais sólidos sem propriedades aglutinantes. Sãousados para fazer betões e argamassas, dado serem mais baratos do que os cimentos,diminuindo o custo da obra. Diminuem as retracções dado que os inertes não diminuem devolume.

A designação “inertes” vem do facto de NÃO actuarem quimicamente na presa e noendurecimento.

Classificação:- quanto à dimensão das partículas – agregados finos (areias) < 4mm (peneiro nº4); agregadosgrossos (britas e godos) > 4mm- quanto à baridade – leve (<2tn/m3); normal (2 a 3tn/m3); pesado (>3tn/m3)- quanto ao modo de obtenção – britados (artificial) -> britas e areias; naturais –> godos eareias;- quanto à origem – sedimentares, eruptivos, metamórficos

Os inertes surgem na natureza em grandes blocos, as britadeiras diminuem as suas dimensões,surgindo desperdícios que podem ser usados como areias (areias britadas)

Características impostas pela norma em vigor

· Resistência mecânica à compressão – tensão de rotura da rocha originária,resistência ao esmagamento, desgaste Los Angeles

Só se pode saber quando se conhece a rocha mãe e se tem acesso a ela. Usam-se cubos de5cm de aresta -> o valor mínimo é de 50MPa. Quando não é possível estudar a rocha mãerecorre-se a ensaios sobre amostras de inerte, como por exemplo o ensaio deesmagamento (o inerte é aceitável se a sua resistência ao esmagamento for < 45%)Também se usa o ensaio de desgaste (máquina de Los Angeles) – o inerte é colocado numtambor cilíndrico juntamente com uma carga de esferas; o tambor gira e aí as esferasdesgastam o inerte; mede-se a quantidade de material que passa no peneiro de malha1,68mm e tira-se a resistência ao desgaste. O inerte é aceitável se esse valor for inferior a50%.

· Módulo de elasticidadeTambém só pode ser determinado se se conhece a rocha mãe. O ensaio é feito da formausual, isto é, durante o ensaio de compressão ou tracção medem-se instantaneamente astensões e as extensões. Elabora-se então um gráfico tensões-deformações sendo o valorda tangente do troço inicial recto correspondente ao módulo de elasticidade (E). Quantomais esférica for a partícula melhor ela se auto-arruma -> maior compacidade e maiorresistência mecânica

· Trabalhabilidade

Facilidade com que o material é trabalhado. Quanto mais esférica for a partícula melhor atrabalhabilidade. Aumento da quantidade de água -> aumento da trabalhabilidade ediminuição da resistência mecânica

· Análise granulométricaDepois da resistência mecânica é sem dúvida a composição granulométrica a característicamais importante, dado condicionar de forma determinante a compacidade do betão- granulometria – distribuição das percentagens das partículas com determinadasdimensões- análise granulométrica – método para a determinação da granulometria- curva granulométrica – exprime as percentagens de inerte que passam em cada parcela(Obtenção: a amostra deve ser seca para evitar a agregação dos finos e obturação dospeneiros; a massa da amostra é função da máxima dimensão; valores a reter: massa retidaem cada peneiro, percentagem retida em cada peneiro; percentagem total que passaatravés do peneiro; percentagem total que fica retida no peneiro)- máxima dimensão de um inerte – Dmax – menor abertura do peneiro onde passam pelomenos 90% da amostra. Condiciona: a dosagem mínima de ligante, volume de vazios,distância entre armaduras, espessura de recobrimento, geometria das peças a betonar.- módulo de finura – soma das percentagens totais que ficam retidas em cada peneiro, dasérie normal, dividida por 100. A série normal começa abaixo do peneiro de 0,149m eestende-se segundo uma progressão geométrica de razão 2 até à máxima dimensão doinerte. Quanto maior o módulo de finura, maior será o agregado.O módulo de finura indica a dimensão média correspondente ao peneiro cujo nº de série éigual ao módulo de finura.Tipos de granulometria – contínua (inertes de todas as dimensões); descontínua(constituída apenas por inertes de determinada dimensão). Máxima compacidade -> Maiorresistência.

· Índice volumétricoA forma das partículas influi de forma acentuada sobre as propriedades do betão(trabalhabilidade, ângulo de atrito interno, compacidade, etc). A caracterizaçãogeométrica faz-se com a determinação da espessura (E), largura (L) e comprimento (C).Partículas achatadas E/L<0,5; Partículas alongadas C/L>1,5. As partículas deste tipo tempequena esfericidade -> maior atrito na arrumação.Índice volumétrico=volume real da pedra/volume da esfera envolvente.Ideal -> material esférico e rugoso -> maior arrumação e aderência.

· Ligação inerte-ligante- uma má ligação diminui a resistência mecânica do betão- menor irregularidade das partículas -> menor aderência inerte-ligante pois há menoratrito entre eles -> o inerte britado tem melhor aderência que o inerte rolado.Características que influenciam a ligação: irregularidade, porosidade (maior porosidade ->maior tendência para puxar a água para o seu interior e com ela vem também o cimento)

Tipos de ligação inerte-ligante:

- ligação epitáxica – os cristais dos componentes do cimento hidratado prolonga os doinerte, os quais têm em comum as suas redes cristalinas. O ligante como que imita atextura do inerte, trazendo-a para a superfície, o que melhora a ligação.- ligações químicas – os inertes não são completamente inertes quimicamente, gerando-seligações químicas entre o ligante e o inerte.- ligação mecânica – deve-se à rugosidade do inerte

· Impurezas dos inertes- Podem interferir química ou fisicamente com o ligante.- Se houver pó de brita ou pó de argila a cobrir o inerte, a sua ligação ao cimento vai serpior.- Se o inerte estiver coberto de matéria orgânica, pior será a compacidade do futuro betão,pois essas impurezas desaparecem e mais tempo demora a secar. A quantidade de matériaorgânica é feita através do ensaio colorimétrico.- As impurezas provenientes de partículas finas diminuem a resistência mecânica eaumentam a quantidade de água necessária para fabricar o betão, pois essas partículasrequerem muita água para serem hidratadas. Este aumento da quantidade de água usada,por si só, diminui a resistência mecânica e aumenta a retracção do betão.- As partículas finas são todas aquelas que passam no peneiro #200 -> é importantedeterminar a percentagem de partículas finas.

BETÃO

Distingue-se das argamassas pela máxima dimensão dos agregados

Definição – material formado por uma mistura de cimento, agregados finos e grossos e água,podendo conter adjuvantes e ultra finos.

Constituintes do betão – cimento, britas, areias, água, ar, adjuvantes

Água de amassadura – todas as águas potáveis podem ser utilizadas na amassadura do betão.A ãgua de amassadura influi nas propriedades do betão através das suas substâncias:dissolvidas (afectam as resistências mecânicas e química do betão e das armaduras), emsuspensão (afecta a compacidade e especialmente o crescimento cristalino dos produtos dehidratação do cimento

Substâncias em suspensão- normalmente são a argila e sílica- a argila poderá obturar os poros capilares do cimento endurecido contribuindo para oaumento da compacidade (isto em pequenas quantidades).- a presença de maiores quantidades impede a cristalização dos produtos de reacção docimento com a água diminuindo a coesão

Substâncias em solução

- iões que alteram as reacções de hidratação do cimento (presa e endurecimento)- iões que podem levar a expansões a longo prazo que põem em risco a estabilidade do sólido- iões capazes de promover a corrosão e as armaduras

Influência de pH- o HCl e o H2SO4 são excelentes retardadores de presa do cimento- no caso de cimentos com elevado teor de escória, uma água com pH=4 pode ter uma acideztal que impeça mesmo a hidratação da escória- a alcalinidade da água é geralmente conferida pelos carbonatos e bicarbonatos alcalinos quepequena proporção retardam a presa, mas em proporção superior a 0,2% aceleram-na,reduzindo por isso tensão de rotura final

Adjuvantes- se bem que por vezes, o emprego de adjuvantes seja uma necessidade, é conveniente insistirsobre o facto de que a primeira condição para o seu emprego adequado é fabricarcorrectamente o betão. Não se deve supor que a incorporação do adjuvante possa corrigir obetão mal fabricado

Efeitos que se procuram alcançar com os adjuvantes:- aumento da trabalhabilidade- aumentar a presa- retardar a presa- acelerar o endurecimento nas primeiras idades- aumentar as tensões de rotura após a 1º semana- aumentar a resistência aos ciclos de congelação e descongelação- diminuir a permeabilidade aos líquidos- impedir a segregação e a sedimentação do cimento nas caldas de injecção- aumentar a aderência ao inerte e às argamassas a betões endurecidos- produzir betão ou argamassas coloridos- produzir argamassa leve, celular- produzir propriedades fungicidas, germicidas e insecticidas- inibir a corrosão das armaduras

Classificação quanto à sua acção principal- redutores de água de amassadura (plastificantes)- introdutores de ar- aceleradores de presa- retardadores de presa- aceleradores do endurecimento- hidrófugos – redutores da capilaridade

- expansivos- diversos

Redutores da água de amassaduraFinalidades:- aumentar a tensão de rotura- reduzir a dosagem do cimento sem alterar a tensão de rotura- aumentar a trabalhabilidade, mantendo as dosagens de água e cimento- diminuir a permeabilidade

Efeitos:- expõe-se uma área superficial do cimento à hidratação que progride portanto a umavelocidade mais elevada -> aumento da tensão de rotura, comparando com a de uma betãocom a mesma relação A/C mas sem adjuvante- diminui-se a água de amassadura, quando se pretende manter a trabalhabilidade- a adesão das moléculas de adjuvante retarda o contacto dos grãos de cimento com a água ->retarda a presa

Introdutores de arO betão endurecido contem vazios que são provenientes quer de ar natural (introduzidoaquando da amassadura) e que não foi possível expulsar durante a vibração e a compactação,quer de evaporação de parte da água de amassadura, porque apenas 20% ou 30% desta énecessária para a hidratação do cimento.Uma das vantagens de introduzir ar é aumentar a resistência do betão aos ciclos degelo/degelo. Um efeito secundário é a redução da capilaridade, o que diminui apermeabilidadeEfeitos:O ar introduzido desempenha simultaneamente o papel de um fluido e de um inerte:- diminui a água de amassadura- melhora a reologia do betão fresco- diminui a tensão de rotura- a capilaridade do betão com ar introduzido é inferior, melhorando a impermeabilidade

Trabalhabilidade de um betãoMaior ou menor facilidade com que um betão é transportado, colocado, adensado e acabado ea maior ou menor facilidade com que se desagrega ou segrega durante estas operações

Propriedades físicas aplicadas na trabalhabilidade- ângulo de atrito interno- coesão- viscosidade- massa volúmica- segregação

- exsudação (tendência da água, o componente mais leve, a separar-se dos outros – observa-sefacilmente quando após a colocação do betão nos moldes, a água sobe até à superfícieformando uma película que permanece antes da presa do betão)

Medição da trabalhabilidade- Ensaios de penetração – ex. agulha- Ensaios de queda- Ensaios de escoamento- Ensaios de amassadura- Ensaios de abaixamento- Ensaios de compactação- Ensaios de deformaçãoActualmente existem dois métodos que pela sua simplicidade são praticamente adoptados emtodos os estaleiros – Método Vêbê (para betão que deve ser vibrado), Método de Abrams(para betão mais mole, menos próprio para ser vibrado)

Ensaio do abaixamento de Cone de Abrams- molde tronco-cónico: dbase=20cm, dtopo=10cm, h=30cm

1- Enche-se até 1/3 do volume2- Apilocamento com 25 pancadas com um varão3- Enche-se até 2/3 do volume4- Apilocamento com 25 pancadas mas apenas de modo a que o varão penetre apenas na

camada subjacente5- Encher com excesso sobre o topo6- Apilocamento7- Razar o topo por meio de um varão8- Retirar o molde sem demorando entre 5 a 10seg9- Abaixamento =h(molde) – h(centro do topo superior do cone de betão)

Ensaio de vibração vêbê (menos de 2cm de abaixamento Cone de Abrams)1- Molda-se o Cone de Abrams dentro de um molde cilíndrico com d=24cm e h=20cm

colocado em cima de uma mesa vibratória2- Vibração obtida por uma mesa vibratória3- Após moldado o cone de Abrams, coloca-se um disco de vidro sobre o topo superior

do cone4- Ao mesmo tempo que se põe o vibrador a trabalhar, destrava-se um cronómetro que

se pára quando se observa que foi expulso todo o ar existente entre o disco e o betão5- Mede a trabalhabilidade expressa em nº de graus vêbê

Ensaios para a determinação da resistência mecânica do betão nas estruturas- Resistência – Potencial (avaliada sobre provetes em laboratório); Real (resistência observadanas estruturas)- Ensaios – destrutivos (rebentamento de cubos); não destrutivos

- Ensaios não destrutivos

- esclerómetro – dispara o parafuso contra o betão e regista um índice esclerométrico quedepende da resistência do betão. O aparelho é meuito sensível a defeitos superficiais e podedar erros na ordem dos 60/70%. Normalmente faz-se uma série de ensaios para cada pilar eutiliza-se o valor médio para avaliar a resistência deste- propagação de ultra-sons – ensaio importante pois permite a detecção de defeitos comochochos ou fissuras, particularmente difíceis de detectar em grandes volumes (barragens),assim como a profundidade a que se encontram

Controlo de qualidadeO controlo de qualidade faz-se ao betão fresco como também ao betão endurecido

· Betão fresco

- consistência – Abaixamento (Cone de Abrams); Ensaio de compactação e vibração Vêbê;Ensaio de espalhamento- peso volúmico- grau de compactação – tem como principal objectivo verificar o volume de betão (nãocompactado) que é necessário transportar para obra. O teste consiste em preencher ummolde com betão (sem compactar) e medir o abaixamento depois do betão ter sidovibrado

· Betão endurecido- resistência à compressão

Fabrico, deslocação e colocação em obra do betão

- os betões podem ser produzidos em: obra (inconveniente de não ter controlo) ou em centraisindustriais

- Transporte – nos camiões os depósitos estão sempre a rodar para haver uma mistura

- Colocação:- bombagem – maior fluidez -> maior facilidade de bombagem (o aumento da fluidez

consegue-se por: aumento de água, aumento da relação A/C, aumento dos finos, adjuvantes)- projecção – via seca (mangueiras distintas para o cimento e a água), via húmida (na

mesma mangueira projecta-se o cimento+água)

Vibração do betão

- Finalidade – fazer sair o ar, compactar o betão arrumando-o, tornar o betão mais resistente

- A vibração não deve ser pouca nem muita -> segregação (efeito da separação do betão, ouseja, separação dos grossos (por baixo) e dos finos (por cima))- O vibrador deve ser retirado lentamente e a trabalhar- A compactação pode ser manual (apiloamento), mecânica (interior, exterior de superfície)- Não utilizar nem martelos nem ferros para a vibração

- Vibração- frequência – o número de impulsos ou de pequenos golpes a que se submete a

mistura de betão num minuto- intensidade – máxima deslocação da superfície vibrante entre dois impulsos

consecutivos

- Alta frequência (pouca energia) – move os finos que actuam como lubrificantes e quefacilitam o arrumo- Média frequência (energia média) – move os inertes médios- Baixa frequência (muita energia) – move os inertes mais pesados

As mais eficazes são as vibrações de alta frequência

Equipamentos de vibração:- Régua vibradora – régua composta por um chassis metálico, em cima do qual se instala ummotor vibrador (grandes superfícies de betão e pavimentos em geral)- Mesa vibradora – plataforma metálica, reforçada com perfis metálicos, suportada por quatroou mais apoios com amortecedores, debaixo da qual se aplicam mais vibradores (estaleiros depré-fabricação)- Talocha vibradora – placa de aço mais ou menos reforçada, com dispositivo para fixação domotor vibrador. Utiliza-se na vibração superficial para alisar e compactar superfíciesnormalmente já vibradas.

Retracção do betão- Razão – os componentes hidratados têm maior volume que os componentes anidros. Com adiminuição da quantidade de água aumentam as tensões sólido-sólido com a consequentecontracção. Peças esbeltas com grande superfície específica, retraem mais que as peçascompactas

Cura do betãoConsiste essencialmente em garantir que a água de amassadura não se liberteProcessos de cura:- regar (manter molhada/saturada a superfície do betão) – baixa a temperatura à superfície dobetão; é benéfico no sentido em que, no caso de se dar o aquecimento do betão, além dehaver libertação da água, haveria também fissuração resultado da retracção (arrefecimento)- membrana de cura – aplicada na superfície do betão e impermeável; impede a libertação dovapor de água (água de amassadura)

Classificação dos betõesC - densidade do betão (C – normal; HC – pesado; LC – leve)20 – resistência à compressão em cilindros (h=30cm, D=15cm)25 – resistência à compressão em cubos (a=15cm)

C20/25 – vivendasC25/30 – edifícios de pequeno porteC30/37 – edifícios de médio a grande porteC35/45 – pontes

Cilindro – tem o inconveniente de ter que se rectificar a superfície por onde o cilindro foibetonado (tornar a superfície paralela à base) para se efectuar o ensaio à compressãoCubo – não são necessárias rectificações; tem o inconveniente do efeito de confinamento sermaior que no cilindro, o que induz variações nos resultados obtidos (a resistência o cubo émaior que no cilindro)

Betões leves- estrutural (18Kn/m3) – passadiços de pontes- de enchimento (8 a 10Kn/m3) – cobertura de pisos de casas-de-banho

Efeito de paredeNas superfícies que fazem o limite entre o betão e as faces do molde ou das

armaduras, dá-se uma atracção de partículas finas. Assim, as partículas finas abandonam amassa interior do betão para se dirigirem a essas superfícies. A este acontecimento chama-seefeito de parede. Este efeito provoca alterações na compacidade do betão, criando espaçosvazios na mistura. Por esta razão é necessária uma maior quantidade de mistura de betão,para que os espaços vazios sejam ocupados. Este efeito depende da área da superfície emquestão (quanto maior for a área, mas betão será necessário)