Aula 02 - Aglomerantes, Cales, Cimentos e Gesso

UNIVERSIDADE GERALDO DI BIASI - UGBFACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO

Materiais de Construção

Prof: Wiliam Fernando Gomez


Materiais de Construção – Prof: Wiliam F. Gomez

AGLOMERANTES DEFINIÇÕES – CLASSIFICAÇÕES

O aglomerante constitue o elemento ativo que entra na composição das pastas, argamassas e concretos.São materiais pulverulentos que misturados com água, formam uma pasta capaz de endurecer por simples seca, ou então, o que mais comum, em virtude de reações químicas. Como medida de economia e também para atenuar a influência nociva da retração, é geralmente necessário adicionar-se à pasta, um elemento denominado AGREGADO.



AGLOMERANTES

Agregados - DefiniçãoO agregado é o material granuloso e inerte,

convenientemente graduado, que entra na composição das argamassas e concretos. Classificam-se:

Agregado miúdo de diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8 mm (areia natural) e

Agregado graúdo de diâmetro máximo superior a 4,8 mm (pedra britada).



AGLOMERANTES

Assim podemos definir: PASTA - mistura de um aglomerante e água

ARGAMASSA - mistura de um aglomerante, um agregado miúdo e água]

CONCRETO - mistura de um aglomerante, um agregado graúdo, um agregado miúdoe água.



AGLOMERANTES O endurecimento das argamassas e dos concretos decorre do endurecimento da pasta, visto que a pasta endurecida adere também aos materiais com os quais tenha sido colocada em contaío, permitindo assim a execução das alvenarías, revestimentos, concreto armado, etc. Os aglomerantes que endurecem por simples seca, como a argila, são considerados aglomerantes quimicamente inertes, que por sinal iremos estudas mais tarde. Os aglomerantes que endurecem em virtude de reação química, são denominados quimicamente ativos, que podem ser Hidráulicos ou Aéreos..



AGLOMERANTES Os aglomerantes aéreos devem ser empregados somente ao ar, pois não resistem imersos em água, depois de endurecidos. Nesse grupo estão incluídos a cal aérea e o gesso. A cal aérea endurece pela intervenção do anidrido carbônico do ar, na presença da água e o gesso, exclusivamente pela ação da água. Os aglomerantes hidráulicos, pelo contrário, resistem satisfatoriamente quando empregados dentro dágua, e além disso, o seu endurecimento processa-se sob a influência exclusiva da água. Os aglomerantes hidráulicos são agrupados de acordo com a seguinte classificação: simples, compostos, mistos, com adições..



AGLOMERANTES

O aglomerante simples é constituído de um único produto, sem mistura posterior ao cozimento, a não ser de pequenas porcentagens admitidas em suas especificações de substâncias destinadas particularmente a regularizar a pega, facilitar a moagem ou ativar a progressão do endurecimento. São aglomerantes hidráulicos simples a cal hidráulica, o cimento natural, o cimento portland ou artificial e o cimento aluminoso. Os aglomerantes compostos são constituídos pela mistura de sub-produtosindustriais ou de produtos naturais de baixo custo (escória de alto forno ou pozolana) com um aglomeraníe simples, geralmente cal ou cimento poríland. O aglomerante misto é constituído pela mistura de dois aglomerantes simples e não é empregado no Brasil. O "cimento mixte", das normas francesas é aglomerante deste tipo, constituído pela mistura de cimento de "grappiers"(sub-produto da fabricação da cal hidráulica) com cimento natural ou portland. .



AGLOMERANTES

O aglomerante com adições é o aglomerante simples onde são feitas adições que excedem os limites estabelecidos em suas especificações. Geralmente essas adições são constituídas de material inerte e seu papel não é agir sobre a atividade do produto, mas sim, sobre outras propriedades especiais, permitindo:

diminuir a permeabilidade;reduzir o calor de hidrataçãodiminuir a retraçãoaumentar a resistência aos agentes agressivosaumentar a resistência às baixas temperaturasdar coloração especial. .



AGLOMERANTES

Deve-se considerar ainda, que muitas vezes, adição de material inerte é feita exclusivamente por questão econômica. Os aglomerantes com adição raramente são empregados, a não ser os produtos denominados rebocos prontos com designação especial, conforme o seu fabricante. (Reboquit, Quartizolit, etc.), que são empregados em revestimento e constituídos de cal hidratada, cimento portlant comum ou branco, com adições de areia comum ou especial, pó de pedra, mica e pigmentos.



AGLOMERANTES

CLASSIFICAÇÃO DOS AGLOMERANTES SEGUNDO O TEMPO DE INÍCIO DE PEGA

Denomina-se Pega, ao período inicial de solidificação da pasta, designando-se Início da Pega o momento em que a pasta começa a endurecer, perdendo a sua plasticidade. (MB-1. Agulha de Vicat). Por Fim da Pega, entende-se o momento em que a pasta se solidifica completamente, perdendo portanto toda a sua plasticidade. O fim da pega não significa que a pasta tenha adquirido toda a sua resistência, pois terminada a fase de pega, inicia-se o processo de endurecimento, que pode durar anos se as condições de conservação forem favoráveis.



AGLOMERANTES

CLASSIFICAÇÃO DOS AGLOMERANTES SEGUNDO O TEMPO DE INÍCIO DE PEGA

Para os cimentos portland, embora o fim da pega tenha lugar de 4 a 6 horas depois do cimento ter sido posto em contato com a água, o endurecimento prossegue, como se pode verificar pelas seguintes relações: a resistência a 90 dias é em média, 20% maior que a resistência a 28 dias; sendo a resistência a l ano, praticamente 105 vezes superior à resistência alcançada no fim de 90 dias. Temos então, duas fases distintas e que não devem ser confundidas..



AGLOMERANTES

Os aglomerantes classificam-se, segundo o tempo de início de pega, em: pega rápida - 8 min - gesso de paris, cimento romano;

pega semi-lerita - 8 a 30 min - cimentos naturais;

pega lenta - 30 min a 6 horas - cimentos portland, aluminoso, pozolâmico,metalúrgico.

pega muito lenta - acima de 6 horas - cal aérea, cal hidráulica, gesso hidráulico..



CALES

As cales são o produto da calcinação dos calcários a temperatura elevada. Os calcários não se encontram na natureza em estado quimicamente puro, tendo geralmente em sua composição substâncias capazes de modificar-lhes a qualidades. Atendendo à composição química e às suas propriedades físicas, dividem-se as cales em duas classes:

comuns ou aéreas hidráulicas.



CALES

A cal aérea é a que faz pega em presença do ar; a cal hidráulica faz pega em presença da água. A pega é o fenômeno físico-químico segundo o qual a cal endurece mais ou menos rapidamente, aderindo aos materiais com que se acha em contato. A pega não deve ser confundida com o endurecimento, pois ela se verifica não somente sob o aspecto físico da solidificação como também sob o aspecto químico das combinações, ao passo que o endurecimento nada mais é que a simples seca da pasta ocasionada pela evaporação da água empregada na sua confecção.



CALES

O endurecimento sem pega dá lugar a um material que em contato com a água ou umidade pode tornar-se novamente pastoso. As cales, em geral, são brancas, de sabor cáustico e solúveis em água, com a qual formam pasta depois de hidratadas. A Cal Comum ou Aérea divide-se em gorda e magra. A cal gorda tem amais de90% de óxido de cal. A cal magra provém dos calcários magnesianos e das dolomias e contém até 50% de magnésia, bastando porém, 10% para torná-la magra.



CALES

A cal em estado anidro é denominada cal viva. Em contato com a água, aumenta de volume e se desagrega com efervescência, desenvolvendo vapores cáusticos, aumentando, a temperatura, que vai além de 150° C e transformando- se em hidrato de cálcio, conhecido sob o nome de cal extinta. As cales gordas apresentam esse fenômeno de modo mais evidente, realizando a reação mais rapidamente; absorvem até 3 vezes seu próprio peso de água e dão lugar a uma pasta mais fina, branca, suave e de aspecto untuoso. As cales magras reagem em presença da água só mais tardiamente, aquecem e incham menos e não absorvem mais que 2 vezes o seu próprio peso de água.



CALES

FABRICAÇÃO DA CAL A cal comum obtém-se pela calcinação das pedras calcárias convenientemente fragmentadas e submetidas a uma temperatura de 800° a 1000 C. As pedras sob a ação do calor perdem água de pedreira, que se evapora, e em seguida decompõe-se desprendendo anidrido carbônico; ficam, assim reduzidas a óxido de cálcio anidro, ou cal viva. A cal hidráulica natural se faz de maneira idêntica à da cal comum, apenas a temperatura utilizada não é tão elevada. Entre 150° e 450° C evapora-se a água de pedreira, de 450° a 600° C decompõe-se o carbonato e somente entre 800° a 900 C começa a decomposição da argila. As cales hidráulicas não devem ser submetidas a temperaturas superiores a 900° C.



CALES

EXTINÇÃO DA CAL COMUM A extinção da cal comum se faz por fusão, aspersão, imersão ou espontaneamente. Os processos mais usados são os de FUSÃO e de ASPERSÃO. O processo de extinção por fusão é o mais comum. Para isso, coíoca-se uma camada de 20 a 25 cm de cal viva num tanque de madeira, de forma retangular ou trapezoidal, de 2,0 a 2,5 mde comprimento por 1,50 e 0,80 m respectivamente de base e 0,30 a 0,40 m de altura, tendo &e-4aáe-íBenor uma abertura retanguíar de cerca de 0,40 m de largura munida de uma grade de madeira e porta corrediça vertical. Essa porta comunica com um depósito feito no terreno chamado fossa de cal, que pode ser revestido ou não, dependendo da natureza do solo.



CALES

EXTINÇÃO DA CAL COMUM

A extinção é feita lançando-se sobre a camada de cal viva toda a água praticamente necessária para a sua hidratação completa, de modo a transforma-la em pasta. A quantidade de água geralmente varia entre uma ou duas vezes o volume da cal viva. Isso pode ser determinado previamente em laboratório. A água em excesso prejudica a qualidade da cal, tornando-a mais fraca, e quando insuficiente, dá lugar à formação de grumos no interior da massa.



CALES


Durante a extinção, convém agitar a mistura até tomar a consistência de uma pasta. Abre-se então a comporta e deixa-se escorrer a pasta para o depósito ou fossa onde se esfria, termina de extinguir-se e adquire mais consistência. Os fragmentos não apagados ficam retidos na grade. A cal extinta por esse processo aumenta de volume 2 a 3,5 vezes se for gorda e atinge no máximo 1,5 se for magra. Depois de extinta, a cal deve repousar na fossa durante algum tempo, a fim de completar a sua hidratação. Somente após uma semana de repouso pode ser empregada em alvenarias e depois de três semanas em revestimentos.



CALES


O processo de extinção por aspersão consiste em dispor os fragmertos de cal vivia em pequenos montes e regá-los com a água necessária. A cal começa a desagregar-se e a operação está concluída quando não há mais fragmentos resistentes. Esse processo também pode ser feito estendendo a cal viva numa camada de 10 a 15 cm de espessura que se rega convenientemente. Iniciada a efervescência, coloca-se a cal num recipiente fechado para concentra o calor, o que facilita a sua redução a pó.



CALES

EXTINÇÃO DA CAL HIDRÁULICA

Também se faz pelos processos de fusão e aspersão, porém neste caso o primeiro processo é o mais utilizado. A massa não deve ser agitada e a quantidade de cal a extinguir de cada vez representará apenas o suficiente para o consumo de um ou dois dias. A extinção da cal hidráulica é feita hoje em dia quase que exclusivamente nas fábricas, que para isso dispõem de instalações adequadas, melhores condições e garantias quanto à qualidade do produto.



CALES

CONSERVAÇÃO DA CAL A cal pode ser armazenada depois de extinta e mesmo quando em estado de cal viva. A cal comum, extinta por fusão, mantém-se indefinidamente desde que seja coberta com areia e sobre ela se mantenha permanentemente uma camada de 15 a 20 cm de água. A cal, extinta por aspersão, conserva-se facilmente quando em pasta, desde que também seja coberta com uma camada de areia e, quando em pó, seja acondicionada em caixas bem fechadas e abrigadas das intempéries. A conservação da cal viva exige maiores cuidados. Pode-se deixá-la estendida no piso seco de um recinto fechado, colocando primeiramente uma camada de cal viva em pó, com 15 a 20 cm de espessura, e sobre ela a cal em pedra, batida convenientemente para se aconchegar bem. A cal hidráulica deve ser conservada cuidadosamente a fim de evitar-se que se perca em parte ou totalmente a sua energia. Devem ser ensacadas e colocadas em lugar seco.



CIMENTOS

CONSIDERAÇÕES GERAIS Os cimentos são materiais hidráulicos com capacidade de fazer pega tanto no ar como na água, mesmo sem estarem misturado com areia. Compreeendem os cimentos de pega rápida e os de pega lenta ou cimento portland. Podem ser ainda naturais ou artificiais, conforme provenham da calcinação de calcários naturais ou de misturas obtidas artificialmente com calcários ou argilas, dosadas de forma a fornecerem um produto constante e homogêneo.



CIMENTOS CIMENTO DE PEGA RÁPIDA

Caracterizam-se pelo elevado teor de argila do material empregado em sua fabricação, geralmente de 25 a 30%, pela menor temperatura necessária à cozedura, pela rapidez de pega e pela grande resistência. Em sua composição química entram: Cal 44 a 57%Sílica 21 a 29,5%Óxido de Ferro 3,5 a 5,5%Alumina 7 a 13%Óxido de Magnésio 1 a 3,5%Anidrido Sulfúrico 0,5 a 3,5%Perda ao fogo 3,5 a 9% A densidade aparente do pó, oscila entre 0,68 a 1,00 e o peso específico entre 2800 a 3000Kg. Exige-se geralmente que façam pega entre a5 a 10 min. Alcançam resistência notável em poucas horas, e que se eleva ainda mais com o decorrer do tempo.



CIMENTOSCIMENTO DE PEGA LENTA

Esses cimentos provem da cozedura, até a fusão, dos calcários com teor de argila superior ao das cales hidráulicas ou de misturas obtidas artificialmente com calcários e argilhas convenientemte dosados. O teor de argila deverá atingir, no mínimo, a 20% e a mistura tem que ser homongênea. A composiação dos cimentos de pega lenta varia entre limites bastantes restritos e as substâncias que os compõem são essencialmente a Cal, a Sílica e a Alumina, com os seguintes percentuais:Cal 58,2 a 65,6%Sílica 19,8 a 26,4%Alumina 4,2 a 9,5%Óxido de Ferro 2,2 a 4,5%Óxido de Magnésio 1,0 a 2,9%Anidrido Sulfúrico 0,2 a 2,2%Álcalis 0,2 a 2,8%Perda ao fogo 3,5 a 9%Resíduo insolúvel 0,1a 1,4%



CIMENTOSCIMENTO DE PEGA LENTA

Em alguns cimentos de boa qualidade, a quantidade de sílica alcança 28% e em compensação, a alumina baixa a pouco menos de 4%. Os produtos cuja composição se afasta sensivelmente dos limites estabelecidos não podem ser considerados como bons cimentos de pega lenta.



CIMENTOS

PEGA DE CIMENTOS É o fenômeno químico que se realiza inicialmente até a solidificação da pasta de cimento. Terminada a pega, continua o endurecimento do cimento durante longo tempo, aumentando gradativamente a sua dureza e resistência.



CIMENTOS

RESISTÊNCIA As Especificações Brasileiras para Cimentos Portland comuns e de alta resistência, fixam os seguintes limites mínimos para a resistência à compressão. Argamassas de cimento comum, compostas de uma parte de cimento e três partes de areia norma, em peso: 3 dia de idade 80Kg/cm²7 dias de idade 150Kg/cm²28 dias de idade 250Kg/cm²

Argamassas de cimento de alta resistência inicial compostas de uma parte de cimento de três partes de areia normal, em peso: 1 dia de idade 110Kg/cm²3 dias de idade 220Kg/cm²7 dias de idade 310Kg/cm²



CIMENTOS

Essas resistências exigidas nas provas de laboratório, são evidentemente muito elevadas, tendo em vista os esforços unitários que praticamente suportam as estruturas. Na prática, a confecção das argamassas não é tão perfeita quanto a que se faz nos labortórios, obtendo-se resistências inferiores. Entretanto, os cimentos de boa qualidade atingem facilmente aquelas limitações, o que justifica assim a severidade das prescrições oficiais.



CIMENTOS

IMPERMEABILIDADE As argamasas de cimento possuem um grau de impermeabilidade elevado que aumenta com o tempo, dependendo ainda do teor de cimento e da natureza e granulometria do agregado.



CIMENTOS

FABRICAÇÃO DOS CIMENTOS Os cimentos podem ser fabricados por via seca ou por via úmida. No processo por via seca, o calcário argiloso, o caso dos cimentos naturais, ou o calcário e a argila, no caso dos cimentos artificiais, são previamente reduzidos à pó, fazendo-se em seguida a mistura. Essa mistura é levada em seguida aos fornos e submetidas a uma temperatura elevada (mais ou menos 1500° C).



CIMENTOS

FABRICAÇÃO DOS CIMENTOS A cozedura efetua-se em grandes fomos chamados rotativos, com ligeira inclinação;a matéria prima é colocada na parte mais elevada e com o movimento rotativo do cilindro, ela vai descendo para a parte mais baixa, sofrendo nesse trajeto, sob a ação do calor, transformações cujo resultado é um produto de qualidades físicas e químicas próprias, que denomina CLÍNQUER. Os clínquers, tem a forma de pequenas pedras e são de cor escura. Depois de esfriados até 70° C, em aparelhos especiais, recebem uma quantidadede gesso para regularizar o tempo da pega. em seguida procede-se à moagem passando clínquer por diversos moinhos até reduzir-se à pó.



CIMENTOS

FABRICAÇÃO DOS CIMENTOS No processo por via úmida, as substâncias, depois de reduzidas à pó, são colocadas em tanques especiais misturados com água, formando uma pasta homogênea em suspensão, que passa para tanques de sedimentação e aí permanece por algum tempo. O processo por via seca é mais rápido e seu custo menos oneroso.



CIMENTOS

CIMENTOS ESPECIAIS

A indústria fornece outras espécies de cimentos, de menor emprego que o Portland e que se aplicam em diversos casos. Temos os cimentos de escórias, os supercimentos, os cimentos brancos e de cor. O cimento portland de alto-forno ou cimento de escória, de acordo com aNBR 5735/87, é o aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado. Durante a moagem é permitida a adição de uma ou mais formas de sulfato e carbonato de cálcio, desde que sejam atendidas certas condições químicas.



CIMENTOS

CIMENTOS ESPECIAIS O teor de escória deve estar compreendido entre 35 a 70% da massa total aglomerante. Escória granulada é o subproduto da fabricaçãodo gusa nos altos-fornos, constituído em sua maior parte de aluminossilicatos de cálcio sob forma vítrea. Resulta da combinação dos minerais de ganga do minério de ferro, das cinzas do coque e da cal utilizada como fundente. O cimento branco é de pega lenta, apresenta a mesma composição dos cimentos comuns, distinguindo-se porém pela menor porcentagem de óxido de ferro, que não pode exceder a 1%, a cim de que sua cor permaneça branca. A sua resistência à compressão alcançacerca de 600Kg/cm².



CIMENTOS

CIMENTOS ESPECIAIS O teor de escória deve estar compreendido entre 35 a 70% da massa total aglomerante. Escória granulada é o subproduto da fabricaçãodo gusa nos altos-fornos, constituído em sua maior parte de aluminossilicatos de cálcio sob forma vítrea. Resulta da combinação dos minerais de ganga do minério de ferro, das cinzas do coque e da cal utilizada como fundente. O cimento branco é de pega lenta, apresenta a mesma composição dos cimentos comuns, distinguindo-se porém pela menor porcentagem de óxido de ferro, que não pode exceder a 1%, a cim de que sua cor permaneça branca. A sua resistência à compressão alcançacerca de 600Kg/cm². O cimento de cor, difere do branco apenas pela incorporação de um corante mineral. É fabricado apenas em grande quantidade que justifique o investimento a ser aplicado. Para substituí-lo, temos os aglomerantes com adição.



CIMENTOS

POZOLANAS São substâncias que possuem a propriedade de somar qualidades hidráulicas às cales, tornando-as aplicáveis àsconstruções debaixo d’água ou em terrenos com grande umidade. O nome pozolana deriva de Pozzuoli, localidade próxima a Nápoles, itália, onde era extraída em grande quantidade. Se dividem em naturais e artificiais. As pozolanas naturais são de origem vulcânica onde predomina a argila. Possui de 60 a 90% de argila e 5 a 10% de cal. A sua extração deve ser cuidadosa para que não se misture a terra e não tenha suas qualidades hidráulicas prejudicadas. Para ser aplicada, deve ser reduzida à pó bem fino. O seu peso específico varia entre 1000 a 1500 Kg/cm³. As pozolanas artificiais são obtidas pela calcinação de substâncias argilosas adicionadas com cal ou diretamente das argilas calcárias. A matéria prima é cozida em alta temperatura, triturada e reduzida à pó.



CIMENTOS PORTLAND - CP01-PORTLAND COMUM (NBR 5732)CP1 - 25CP1 - 32 (RESISTÊNCIA) CP1 - 40 (SEM ADIÇÕES)CP2 - 25CP 2S 32 (COM ADIÇÕES)CP2S 40 (COM ADIÇÕES)02-PORTLAND COMPOSTO (NBR11578)CPII 25 CP II-E (ESCORIA) 32CPII 40CPII 25 CP II- Z (POZOLANA) 32CPII 40CPII 25CP II - F (FILLER) 32CPII 40



CIMENTOS PORTLAND - CP

03-PORTLAND ALTO FORNO (NBR5735) - ESCORIACP III 25 CP III 32CP III 40

04-PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (NBR 5733) CP V-ARI 50

O5-PORTLAND POZOLANICO (NBR 5736)CP IV 25 CP IV 32

06-PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS (NBR 5737)CP-RS 25 CP-RS 32CP-RS 40



CIMENTOS PORTLAND - CP

07-PORTLAND DE BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO (NBR 13116)CP-BC 25 CP-BC 32 (PARA AUTO VOLUME CONCRETO )CP-BC 40

08-PORTLAND BRANCO (NBR 12989)CP-CPB 25CP -CPB 32 ESTRUTURALCP-CPB 40

09-PORTLAND PARA POÇOS PETROLÍFEROS (NBR 9831) CPP-GTIPO-CPCLASSE - 32,40,25 (RESISTÊNCIA )



GESSO

É obtido pela calcinação do sulfato de cálcio hidratado (gipso), que se encontra na natureza em estado mais ou menos puro. Tem como propriedades o fato de ser um pó branco, leve ao tato, que adere aos dedos, tomando a forma desses quando comprimido. Misturado com água, forma pasta com desenvolvimento de calor e aumento de volume. A pega é tanto mais rápida quanto menor a quantidade de água. A resistência do gesso apresenta a singularidade depasar por dois períodos críticos: diminui após 6 horas e depois de 2 semanas de confecção da pasta. Misturado com areia forma a argamassa de gesso que se emprega no revestimento de paredes.



GESSO

Sua fabricação inicia-se á partir da calcinação da pedra de geso, e, é feita a uma temperatura que varia entre 120 a 160° C. Os diversos fomos utilizados na sua fabricação visam obter um produto mais puro e com o menor dispêndio de combustível; a mesmo alguns que aproveitam o calor procedente dos fomos de coque.

Aula 02 - Aglomerantes, Cales, Cimentos e Gesso

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