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ON

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Novo Tecnologias

Autor: Eng. PAOLO MARONE – IS.I.M. Diretor

Data: Janeiro de 2014

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Índice

1) História dos materiais de construção leve.

2) Traço e matéria-prima.

3) Tecnologia para mistura e bombeamento.

4) A espuma.

5) O “CLC” e “CLM”

6) O ciclo de mistura.

7) Possíveis usos.

8) Densidade.

9) Resistência à compressão

10) Resistência à flexão

11) Módulo de elasticidade

12) Retração

13) Avaliação do ciclo de vida – qualidade ambiental – menos uso de matérias-primas

14) Radioatividade e vantagens eletromagnéticas

15) Condutividade térmica e energia segura de matérias

16) Qualquer sistema com a ausência de pontes térmicas

17) Permeabilidade ao ar e vapor de água

18) Resistência ao fogo

19) Absorção e isolação sadia

20) Benefícios para a saúde

21) Vantagens de peso

22) Antissísmica

23) Vantagens de resistência ao impacto

24) Análise económica

25) Análise de mercado

26) Análise de criticidade

27) Conclusões e desenvolvimentos de pesquisas

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1- História dos materiais de construção leve (autoclave ou cimento)

No passado, agregados de pedra naturais leve (geralmente vulcânicos) foram usados para fazer o

concreto leve (cal ou gesso).

No ano de 1880, w. Michaelis teve uma primeira experiência em concreto leve: uma mistura de

gesso, a areia natural e a água em vapor sob pressão. No ano de 1889, e. Hoffmann testou uma

expansão de argamassas tradicionais de sistema para diminuir a densidade.

Então no ano de 1924, J.A. Eriksson começado a produção de concreto auto clavado "Beton"

(cimento), também conhecido como "Thermopierre" (pedra, airbeton, concreto aerado ou AAC) com

base em uma mistura de areia fina de quartzo, gesso, água e uma pequena porcentagem de pós

metálicos.

Em 1945, foi fixado um método com barra de pré-tratamento e reforçando a segurança ao longo do

elemento de concreto celular auto clavado.

Depois tivemos o crescimento de grandes plantas industriais para materiais leves, como Siporex na

Suécia, Ytong na Bélgica, Xella (Ytong) em França, Itália e outros países, o grupo de concreto

aerado/RDB na Itália e muitas outras empresas no mundo com autoclaves caros e/ou sistemas

similares.

Na Alemanha, em 1975, H.G. Kessler testou um novo produto ("espuma") para a produção de

cimento celular leve ou concreto "CLC" tão fácil e simples, (sem o uso de sofisticada mistura auto

clavada e pó metálica e sem necessidade de construir instalações industriais sofisticadas e caras).

Em 1979, LECA começou a utilização de argila expandida em uma matriz de CLC e consequente

aumento da resistência mecânica de concreto celular (concreto celular alveolar-ACLC)

Em junho de 2013, planta-piloto no grupo Bunker, Ing. Paolo Marone e outros pesquisadores

começaram a teste na mistura de argamassa leve, com uma porcentagem consistente de resíduos pó

de pedra, grossa e aditivos pozolânicos, pedra, areia e outros aditivos para controlar a retração; o

nome destes novos produtos "argamassa leve eco-Celular" (ECO-CLM). Em março de 2013,

Riccardo Vannetti, do grupo Chimica Edile assinou um acordo de pesquisa para estudar os efeitos

e benefícios que o aditivos expansivo DRY D1 NG, pode dar o composto, em conjunto com o

IS.I.M., Universidade Frderico II de Napoli e Bunker de Casandrino.

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2- Traço e possível matéria prima

Para a preparação de concreto leve auto clavado (AAC) com alume expansiva agente são geralmente

requer os seguintes elementos:

Areia de quartzo/sílica …. 70,00%

Cimento …………… …. 16,00%

Gesso………………… …. 14,00% Agente expansiva metálica (Al) … 0,05%

Agua

A reação química principal para a expansão e a porosidade do material é:

2Al + 3Ca (OH)3 + 6H2 => 3 CaO * Al2O3 * 6H2O + 3H2

Acima, o ciclo de trabalho é sofisticado e precisa de enormes investimentos.

AUTOCLAVE

10 bar & 100°C

MIX

CURA

CIMENTO QUARTZO ALUME ADITIVO AGUA

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Para a preparação do concreto celular leve (CLC) com espuma os seguintes itens são necessários:

Cimento……………………… aprox. 400 kg/m3

Espuma (Agua + mix Espuma) aprox. 500-700 Lt

Agua

Processamento moderno acima, o ciclo é muito simples e requer investimento muito baixo.

1º MIX

CURA

CIMENTO

espuma

ADITIVO AGUA

Agua

2º MIX

Máquina de

espuma

Ar

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Para a preparação de argamassa leve celular (CLM) com espuma os seguintes itens são necessários:

Cimento……..…………….. aprox. 250-350 kg/m3

Agregado (Pó de pedra) ..aprox. 50-900 kg/m3

Espuma (Agua + mix espuma) …. 100-700 Lt

Agua

Aditivo ……………………aprox. 5-20 kg/m3

1º MIX

CURA

CEMENTO

Espuma

POLVERE ADDITIVO ACQUA

Agua

2º MIX

Máquina de espuma

Ar

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4- Tecnologia para mistura e bombeamento de concreto celular CLC e argamassa

celular CLM

Dispositivo para a preparação de espuma e sua geração pode ser uma unidade independente ou pode

ser um dispositivo a bordo de máquinas para mistura e bombeamento (única máquina).

Gerador de espuma está equipado com 2 motores: Electro-compressor e bomba.

Tanque da espuma e agente líquido de armazenamento para conexão de água externa.

Controle a quantidade de espuma em cada mistura é regulada por um timer (*) Em 1 minuto (60 segundos) pode ser injetado uma quantidade de 120 litros de espuma.

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Compacta máquina para bombear e misturar argamassas tradicionais ou CLC/CLM

capacidade de produção de 1-2 m3 / hora

Plantas com capacidade de produção > 5-10 m3/hora, gerador de espuma, mistura e sistema de

bombeamento. O motor é diesel.

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Planta móvel para a produção do CLC com gerador de espuma a bordo, misturador e bomba.

Capacidade de produção horária pode estar perto 1-2 m3. Os motores podem ser elétrico ou diesel.

5 A "espuma"

A espuma ou o "mousse" é uma mistura de ar, água e uma mistura de espuma de tenso-ativos (fluido

de material biológico ou artificial) com uma densidade de cerca de 85 kg/m3. Os estudos científicos

de ponta é considerada a densidade da espuma acima do mínimo para obter uma qualidade adequada

e a durabilidade da espuma dentro da mistura. Pesquisa aplicada é sempre o melhor teste de espuma,

em termos de propriedades físicas do produto final e menos problemático para desidratar e

endurecimento da argamassa fresca.

A quantidade da mistura de espuma, ligada à água, é muito baixa; Geralmente, 2,5%; para algum

tipo de espuma pode ser um pouco menos.

O gerador de espuma está equipado com uma válvula automática para alterar a quantidade de agente

formador de espuma (%) e fluxo de espuma dentro da mistura, este dispositivo especial chamado

"Dosatron”.

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DOSATRON

Colocação % da quantidade de agente de espuma "2,5%" do total de água. Para 100 litros de água,

iremos usar agente de espuma de 2,5 lt: 100 x 2,5% = 2,5 Lt ou Kg

Para uma densidade de espuma de 85 kg/m3 teremos um aumento no volume de água e agente 12,4

vezes (1000/85) para a introdução de ar para a matriz de agua e agente tenso ativo.

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Controle de densidade da espuma

Verificação do peso 1,30 kg por 10 Lt (Volume) de espuma menos o peso do cesto plástico 0,45 kg =

0,85 kg (850 gr para 10 Lt = 85 kg/m3)

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6 A primeira fase da mistura – a preparação da "argamassa”

Para a preparação da "argamassa", você pode usar:

- Cimento Portland: até 400 kg/m3 até um mínimo de 250 kg/m3

- Pó granulado normal (0-3 mm e não muito alta densidade) temos a pedreira de pedra ou moinho

de resíduos: de um mínimo de 50 kg/m3 para 600 kg/m3

- Fino pó (0-1 mm) de um mínimo de 50 kg/m3 para 350 kg/m3

- Aditivo expansivo: DRY D1 NG (7 kg/m ³ e um máximo de 10-12 kg/m ³) controlar o anular a

retração hidráulica + "Pozolânico" naturais ou artificiais para aumentar a resistência à

compressão, durabilidade e desempenho térmico; Se necessário também artificial

fibras/artificial/natural de vidro para aumentar a resistência à flexão e tração, outros aditivos se

necessário, de acordo com as características necessárias.

- Água em quantidades adequadas, de acordo com a dosagem de cimento, pó/areia e condições

atmosféricas (temperatura e umidade relativa).

Hagerman cone para verificar a plasticidade adequada e acabamento de argamassa.

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O diâmetro da borda deve ser mais de 20 cm! Slump Teste positivo!

7 A segunda fase do MIX - mistura de argamassa com a espuma

Depois de preparar a argamassa, com o controle de Slump, você pode adicionar a espuma e obter

uma mistura "homogênea" da argamassa e espuma.

Aumentando e diminuindo a quantidade de espuma vão mudar a densidade final do CLC-CLM (400

kg/m3 até 1.400 ou 1.600kg/m3); aumentando ou diminuindo a quantidade de cimento irá alterar a

resistência mecânica (250 kg/m3 até 350 ou 450 kg/m3); aumentando ou diminuindo a areia "grão

grosso" vai mudar a resistência à abrasão (de 0 até 500 kg/m3).

Mix de argamassa e espuma.

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Controle da densidade da mistura.

A mistura fresca é geralmente entre 7 a 10% de ganho de peso em comparação com o material seco,

devido a evaporação de uma parte da água em excesso.

A quantidade de espuma pode ir de 800 Lt/m3 para material muito leve ate 350 Lt/m3 ou uma

pequena quantidade (como um aditivo para cimento ou concreto tradicional).

Por exemplo, com 63 Lt de agua, sobre 1,58 de agente de espuma, você pode fazer 800 litros de

espuma pronto (com um aumento no volume de aproximadamente 12,4 vezes).

Método fácil de endurecimento: cimento 42.5 R entre 16-10 horas, temperatura entre 15 e 30° C.

8 Possíveis usos

As utilizações possíveis do CLC ou CLM é cada dia aumentando no setor de materiais de construção

e de obras civis:

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- Tijolos para paredes exteriores

- Tijolos para paredes interiores

- Camada de telhado

- Camada de paredes internas

- Externo e interno de gesso

- Painéis pré-fabricados

- Leves itens

- Telhados

- Barreira para as autoestradas

- Barreiras de segurança para aeroportos

- Elementos arquitetônicos e decorativos

- Sistemas estruturais para a construção das casas

- Paredes estruturais em zonas sísmicas

- Materiais especiais para construção verde

- Etc.

Painéis pré-fabricados (reforçados com barras)

Painéis pré-fabricados para estruturas horizontais (andaimes e lajes)

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Blocos para paredes de concreto de revestimento vertical

Blocos para a cobertura horizontal

Blocos para paredes

Blocos com entrelaçadas

Tijolos para paredes

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Sistema integrado para a construção de casas

Aplicação de bitolinha

Aplicação de gesso

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9 Densidade

É importante classificar a densidade da mistura fresca e material seco (min após 28-45 dias).

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

Fresca ~450 ~650 ~900 ~1100 ~1320 ~1440 ~1750

Seco 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Verifique o tamanho e o percentual de

porosidade.

Relatórios da densidade da mistura fresca

Se você está usando para o tijolo com baixa densidade, requer o uso de fixadores especiais para

ancoragem adequada dos vários artefatos.

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10 - Resistência a compressão

A resistência à compressão (fc) depende da densidade do material e da quantidade de cimento e

areia/pó. A qualidade da espuma e sua porosidade também pode afetar a resistência à compressão

final.

A tabela a seguir mostra os valores de médios alcançados por um projeto de mistura justa. Sem o uso

do aditivo DRY D1 NG.

MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa

Res.

Compressão

~0.8 ~2 ~2,2 ~3 ~4 ~6 ~10

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

Com o uso de 7-8 kg/m3 de DRY D1 NG

MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa

Res.

Compressão

~1.2 ~2,6 ~2,8 ~3,5 ~5 ~7,5 ~13

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

O tamanho do corpo de prova pode ser de bloco 15 x 15 x 15 cm ou cilindro d = 15 cm H = 30 cm.

O corpo de prova é normalmente realizada por um período mínimo de 24 horas dentro do molde e

em seguida no ar em condições normais de temperatura e umidade.

Teste de compressão ocorre após 28 dias, secagem a umidade média e temperatura de 20-22° C.

fc em 7 dias é mais ou menos igual a 70-75% de fc28

fc em 90 dias, é mais ou menos iguais a 110-115% de fc28

1 MPa = 1.000.000 N/m2 = 10 kg/cm2

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11 Resistência à flexão

É tipicamente perto de 10-20% da resistência a compressão, mas ao adicionar fibra artificial você

pode conseguir um valor mais alto. A quantidade mínima de fibra deve ser maior que 2,5-3 kg/m3.

MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa

Res.

Flexão

~0.2 ~0.4 ~0.5 ~0,7 ~1.0 ~1.5 ~3.0

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

12 Módulo de elasticidade

MPa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa

Modulo

elasticidade

~700 ~2.500 ~3.000 ~5.150 ~7.700 ~9.700 ~18.800

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

13 Retração e dilatação térmica

Considerando a quantidade de água e ar, a retração é bastante elevado; Usando aditivos expansivos

(DRY D1 NG) pode reduzir e controlar a retração da Eco argamassa leve para obter a estabilidade

volumétrica durante os primeiros 10 dias.

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μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m μ m/m

Retração

sem Dry D1

NG

~3000 ~2500 ~600 ~500 ~400 ~350 ~300

Com Dry

D1 NG

~2000 ~1000 ~300 ~250 ~200 ~175 ~150

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

Tamanho do corpo de prova: 10 x 10 x 50 cm.

Desmolde a 24 horas e, em seguida, a retração

está sendo monitorado por 30-45 dias. Expansão

térmica é aproximadamente 0,008 mm/m K é

menor do que um padrão de cimento ou

argamassa.

Graças à utilização de Dry D1 NG (7 kg/m3) Você pode reduzir em 50% a retração e dar uma

pequena micro expansão inicial (1-2-3 dias).

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14 Avaliação do ciclo de vida – qualidade ambiental

O CLM é completamente assente da substâncias orgânicas volátil e envolve uma grande melhoria da

eco eficiência.

As emissões radioativas testes (Radon/Thorun-UNSCEAR) é menor do que outros normal tijolo e

argamassa (9-12 Ra).

Devido a porosidade do CLM, você pode diminuir (perto de 100% dentro de uma parede de 20 cm

de espessura), linhas de energia poluição eletromagnética (50-60 Hz), dentro de residências e

escritórios (IMOTEP).

A indústria de construção utiliza uma grande quantidade de matérias-primas que também envolvem

um alto consumo de energia; para uma tradicional argamassa ou concreto mais de 2.000 kg de

matéria-prima é extraída ou processado, enquanto para CLM menos de 1,000 kg de matéria-prima é

extraída ou elaborado graças a capacidade da espuma para gerar ar.

15 Energia segura materiais e condutividade térmica

Para a caracterização do padrão de construção de materiais, bem como para CLM são:

Seu sistema Int. : W/m°C (Celsius) o W/m°K (Kelvin)

Unidade prática: kcal/h · m · °C

1 W / m° C = 0,860 kcal / h m °C

O recíproco da condutividade térmica é chamado de resistividade térmica.

Condutividade térmica – lei de Fourier - condução térmica

q - Força térmica kcal/h ou W

k - Condutividade térmica kcal/hm°C ou W/m°C

A - A superfície da parede m²

L - A espessura da parede m

Tc - Temperatura – Parte quente °C

Tf - Temperatura – Parte fria °C

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O valor médio para uma argamassa leve eco celular, estão listados no seguinte padrão:

W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK W/mK

Condução

térmica

~0,1 ~0,14 ~0,18 ~0,22 ~0,28 ~0,34 ~0,42

Densidade

final

400 600 800 1000 1200 1400 1600

Umidade pode alterar a condutividade térmica de cerca de 20-30%, um conglomerado seco tem 0,7 k

Cal/m h ° C enquanto um conglomerado molhado pode atingir até 1,2 k Cal/h m ° c. A água tem

0,55 k Cal /h m °C.

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Densidade Lambda

Argamassa e gesso

(W/mK) (kg/m3)

Gesso em cimento (2-3 cm) 1,4 2200

Cão + gesso em cimento (2-3 cm) 1 1800

Gesso + espuma 0,9 1200

Gesso de Cão 0,8 1600

Gesso + gesso de cão 0,7 1500

Gesso térmico com perlite

Isopor < 250 kg/m3

0,09 Mais de 250

Gesso termo isolante com perlite,

Isopor, mais de 450 kg/m3

0,13 Mais de 450

Argamassa de cimento 1,4 2200

Cão + argamassa de cimento 1 1800

Argamassa leve < 800 kg/m3 0,28 800

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16 Qualquer sistema com a ausência de pontes térmicas

Uma parede de tijolos pode ter juntas de argamassa grossa, juntas de argamassa vertical e horizontal

ou formas finas e planas ou em ziguezague.

Todos os fatores acima podem aumentar muito ou um pouco a condutividade térmica de parede.

Frente Seção

17 Permeabilidade ao ar e vapor de água

Este teste indica o tempo necessário para completa evaporação da água para o grau de

permeabilidade.

Europeia Norm

EN 1015-19

Resistência ao vapor de água é devido à densidade da argamassa leve é entre µ = 3 e µ = 10

18 Resistência ao fogo

Page 26: RELATÓRIO TÉCNICO...concreto leve (cal ou gesso). No ano de 1880, w. Michaelis teve uma primeira experiência em concreto leve: uma mistura de gesso, a areia natural e a água em

DRY D1 NG

CONCRETO CELULAR

RELATÓRIO TÉCNICO – REV. JANEIRO DE 2014

C E

B

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Graças a lei de condutividade térmica, lenta migração térmica do materiais seco com

porosidade interna, CLM, tem desempenho bom e eficaz contra fogo e para proteger a

estrutura de concreto armado e efeitos de fogo nu aço. Não produz gases nocivos, gases

tóxicos e um material incombustível inorgânico.

19 Absorção acústica, isolação do ruído

Uma parede de tijolos com argamassa leve, vai oferecer o melhor desempenho de

isolamento acústico por um tijolo tradicional entre 2 e 4 dB.

O coeficiente de absorção é entre 0,3 0.4 que é melhor do que uma parede de concreto ou

tijolo normal de argila.

Uma espessura de parede de 100 mm de baixa densidade tem uma insonorizarão perto 45

dB, Enquanto um de 180 mm de espessura tem 53 dB.

20 Benefícios para a saúde

Controle de umidade dentro de uma sala com tijolos de argamassa leve é melhor do que com

tijolos de argamassa tradicional. Argamassa leve é capaz de compensar e reduzir a umidade

relativa.

21 Benefícios - menos peso e instalação rápida

Instalando com argamassa leve às dimensões do tijolo grande e baixo peso, é mais rápido do

que uma parede de tijolo tradicional (tamanho pequeno, tijolos muito pesados e difícil de

gesso).

Graças a espuma e a baixa densidade da mistura é facilitado seu bombeamento.

22 Vantagens sísmicas

Forças sísmicas são proporcionais à gravidade do edifício, assim que o peso da construção

irá diminuir a ação sísmica no irá diminuir o efeito sobre a estrutura.

Para paredes estruturais usando fibra reforçada na produção de tijolos de argamassa leve e

barras verticais para o seu reforço. Assim, é possível construir as paredes estruturais sob

força de tração e compressão com baixo peso.

23 Vantagens de resistência ao impacto

Argamassa leve devido a sua porosidade é capaz de absorver o impacto de alta energia e

absorção de alta energia e a um baixo custo de reparo.

24 Análise económica

Para produzir um m³ e’ necessário um consumo de energia:

Planta 100 com motor elétrico: 3 kW/h, por una produção hora entre 1 e 2 m3/

Planta 100XP com motor diesel: 5 Lt de diesel por una produção hora entre 5 e 7 m3

25 Análise de mercado

Custo de análise para um tijolo de concreto pressionado, considerando com 250 kg/m3 de

cimento e sobre 1500 kg/m3 de areia e inertes. Nu mercado o pequenos tijolos é em torno

de 40 €/ m3.

Análise de custos para uma ECO-CLM: 300 kg/m3 de cimento e 600 kg/m3 de areia e

alguns quilos de aditivos e agentes.

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26 Análise de criticidade

A cultura entre os arquitetos, engenheiros e empresas sobre o concreto leve é profundamente

desenvolvida nos países ocidentais e está começando a ser desenvolvido em outras partes do

mundo.

Você deve ter/Instituto Universitário com laboratórios de teste.

O custo final é apenas ligeiramente mais caro do que um tijolo tradicional ou argamassa,

mas temos vários benefícios, como acima descrito.

27 Conclusão e pesquisas em andamento

O futuro e presente das construções é para diminuir o peso e o consumo de recursos

naturais/materiais e reduzir/salvar os custos de energia de construção, argamassa leve é e

sempre será mais um material de construção inovadora.

Aditivos Dry NG D1 estão ajudando a aumentar o desempenho mecânico,

impermeabilidade e reduzir e/ou cancelar a retração do concretos e argamassas celular.

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