MISTURAS A BASE DE AGLOMERANTES INORGANICOS

Os aglomerantes são classificados como: Poliméricos: são os aglomerantes que tem reação devido a polimerização de uma matriz. Aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO2 no ar, como por exemplo a cal aérea. Hidrálicos: são aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva de água como por exemplo o cal hidrálico, o cimento Potland, etc.

Aglomerante InorgânicoAglomerantes aéreos (que fazem presa em contato com o ar) - gesso- cal , aérea

Aglomerantes hidráulicos (não necessitam estar expostos ao ar para fazer presa) - cal hidráulica ou hidratada- cimento Portland

PRESA OU PEGA: Tipo de fenômeno termoquímico do qual se dá o endurecimento de uma mistura de água com aglomerantes, no betão, alvenarias e massas de revestimento.

AGLOMERANTE ORGÂNICOpoliméricos (resina epoxídica, resina acrílica, cola, mástique)betuminosos (alcatrão, asfalto, derivados da destilação do petróleo)

Calcinação

A calcinação é a transformação do calcário (CaCO3) em óxido de cálcio (CaO).

O calcário é uma rocha sedimentária, o terceiro mineral mais abundante. Geralmente, é obtido acima do chão, mas existem algumas operações de extração subterrâneas. O calcário pode ser encontrado com muitas características e impurezas diferentes. As características mudam nas diferentes partes do mundo e profundidades de mina, e geralmente se devem ao modo como a rocha foi formada. O calcário pode ser formado pro processos químicos, orgânicos ou clásticos. Impurezas comuns, que podem ser um problema dependendo da aplicação, são: SiO2 (Sílica), Al2O3 (óxido de alumínio), Fe2O3 (óxido de ferro). O calcário e seus subprodutos são usados na agricultura, estabilização do solo, construção, processos químicos para produção de cimento, aço e alumínio, purificação de água e como base alcalina em muitos processos químicos e minerais.

Calcinação: s. f.Quím. - É o processo de aquecer uma substância a altas temperaturas, sem contudo atingir seu ponto de fusão, de forma a conseguir sua decomposição química e consequente eliminação dos produtos voláteis. A calcinação também é usada para a eliminação da água de cristalização, operação conhecida como queima e na oxidação de substâncias poluidoras presentes em residuos, buscando a eliminação de sua toxidez. Outras reações (ustulação, sinterização, vitrificação) obtidas pelo aquecimento a altas temperaturas recebem nomes específicos e não devem ser confundidas com a calcinação. Cal e gesso são produzidos por calcinação. Na produção do cimento Portland, além da calcinação interferem outros processos como a sinterização.

Cal virgem

O mesmo que óxido de cálcio, é um produto muito reativo, que em contato com a água reage produzindo calor e hidróxido de cal (cal hidratada). É obtida pela queima a 900 °C do carbonato de cálcio presente em mármores, calcários e em conchas animais. A cal é largamente utilizada na siderurgia e na metalurgia, na indústria de celulose, na fabricação de vidros, açúcar, tintas, graxas, tratamento de água e efluentes industriais, em aplicações medicinais, botânicas e veterinárias.

CaCO3 → CaO + CO2

Calcita +calor → Cal virgem + gás carbônico

A cal virgem é usada na produção do hidróxido de cal (cal hidratada ou extinta) através de reação com a água:

CaO + H2O → Ca(OH)2 + calor

Forno de cal (Farias de Brito, CE)

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 as 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.

EtringitaNos estágios da hidratação do cimento, a Etringita (C6 ASH32) pode ser formada. Isso ocorre com a supersaturação de Ca2+, seguida da precipitação de Ca(OH)2 ocorre uma rápida hidratação dos grãos de cimento gerando gel de C-S-H e etringita. A formação de gel de C-S-H e o intertravamento das partículas promovem a pega e o endurecimento.

GipsitaA gipsita, mineral abundante na natureza, é um sulfato de cálcio hidratado cuja fórmula química é CaSO4.2H2O, que geralmente ocorre associado à anidrita, sulfato de cálcio anidro CaSO4.

Pozolana

O nome pozolana deriva de Pozzuoli, cidade portuária italiana, na região da Campânia. A pozolana é um material inerte que reage com hidróxidos de cálcio na presença de água dando origem a um material aglomerante. São materiais naturais ou artificiais que, apesar de não terem por si só propriedades aglomerantes hidráulicas, são capazes de se combinar, a temperatura ambiente e em presença da água, com o hidróxido de cálcio, para formar compostos semelhantes aos originados na hidratação do clínquer portland (tipo de cimento). As pozolanas podem ser naturais ou artificiais: as naturais são constituídas por materiais naturais ricos em sílica e alumina; as artificiais são constituídas por argilas cozidas entre 600°C e 900°C.A reatividade de uma pozolana pode ser medida recorrendo ao ensaio de pozolanicidade, processo químico onde se mede o grau de combinação da pozolana e hidróxido de cálcio ou de um cimento pozolânico.Principais vantagens da adição de pozolanas ao cimento: como material natural são mais baratas; permitem um menor calor de hidratação e consequentemente uma diminuição de trações internas do betão; e oferecem uma maior durabilidade em ambientes agressivos.

Cimento Portland

FABRICAÇÃONa fabricação do cimento Portland, cujos constituintes básicos são os silicatos de cálcio, utiliza-se rochas calcárias, giz, mármore ou conchas do mar, de onde se extrai o carbonato de cálcio.A sílica é obtida de argilas e xistos argilosos por serem mais reativos na produção do silicato de cálcio que a sílica obtida de areias quartzíticas.A matéria-prima do cimento Portland é constituída de calcário (75 a 80%) e argila (20-25%) ou por outros componentes que contenham os mesmos componentes químicos. As argilas contêm também a alumina (Al2O3), os óxidos de ferro (Fe2O3) e álcalis que

presentes na matéria prima facilitam a formação dos silicatos de cálcio. Sem estes elementos, as temperaturas para a calcinação do cimento teriam de ser bem maiores e por esta razão, quando há quantidade insuficiente de Al2O3 ou Fe2O3 na matéria prima, são feitas adições de bauxita e minério de ferro, respectivamente.Após a extração, a matéria-prima é britada e misturada nas proporções corretas. Esta mistura é colocada em um moinho (moinho de cru) produzindo um pó fino chamado de farinha que, no processo de fabricação por via seca, é calcinado num forno rotativo a temperaturas de aproximadamente 1450°C. Durante a calcinação, consome-se em torno de 800 Kcal/Kg de cimento produzido. A mistura sofre uma série de reações químicas complexas e o material que deixa o forno tem a forma de nódulos com 5 a 25mm de diâmetro sendo denominado clínquer.

COMPOSTOS DO CIMENTO

TEMPO DE PEGAO tempo de pega do cimento é importante para permitir a aplicação adequada de pasta, argamassas ou concretos, isto é, sem perda se plasticidade e trabalhabilidade. Para controlar o tempo de pega, é adicionado o gesso (CaSO4 . 2H2O) na moagem do cimento, cujo controle é feito através do SO3.

FINURAQuanto mais fino mais resistente é o cimento.

- Vantagens: aumenta a resistência; o volume permanece constante; melhor hidratação.

Os gerentes de fábrica moem os seus cimentos acima de exigido pelas Normas Técnicas, porque assim procedendo manterão alto padrão de sua marca.A finura do cimento é determinada por vários métodos: o mais usado é pela superfície específica, ou seja, superfície em cm de todos os grãos contidos em uma grama do material. São utilizadas, para isso, as peneiras manuais tecidas de arame de cobre ou aço inoxidável. Na peneira Nº 200, a mais usada, há 6.400 furos por centímetro quadrado. Convém notar que a moagem fina exige maior consumo de bolas no moinho.

Presença de cal livreCaCO3 CaO + CO2↑

As causas podem ser:• Muito alta a saturação da cal. Neste caso falta os óxidos-ácidos para combinar com este cal livre.• Temperatura de clínquerização não suficiente para perfeita combinação.• Má reatividade da matéria prima por causa da composição mineralógica não favorável. Na maioria dos casos é devido ao quartzo não reativo.• Matéria-prima grossa, especialmente o calcário.

• Clínquer super queimado.• Redução do clínquer por causa da má queima do combustível.• Módulo de alumínio alto demais ou muito baixo.Pelo seu grau de pureza, os calcários ocasionarão as seguintes denominações para osprodutos formados:

OBS.: Nem todo calcário serve para a produção de cimento. As Normas Brasileiras toleram teor de óxido de magnésio (MgO) máximo de 6%. O excesso de magnésia pode levar a fissura e expansão no concreto a longo prazo.

Hidratação do cimentoO cimento é constituído por certo número de compostos anidros, cujas reações dão origem ao endurecimento, portanto é necessário examinar as reações desses compostos com a água.Teoria de “Le Chatelier” sobre a cristalização (cristaloidal). O endurecimento é devido ao engavetamento de cristais que se formam pela cristalização de uma solução supersaturada de compostos hidratados menos solúveis que os anidros.Teoria de Michaelis sobre hidratação (coloidal). A hidratação dá origem a uma solução supersaturada e formam-se cristais em agulhas e palhetas hexagonais.

Na hidratação do cimento ocorre o que se segue, com os compostos:C3S - A hidratação começa dentro de poucas horas com liberação de calor. O composto anidro vai passando para a solução aparecendo cristais de Ca(OH)2 enquanto uma massa gelatinosa de silicato hidratado se forma em torno dos grãos originais.C2S - É atacado lentamente pela água. Depois de uma semana os cristais se recobrem de silicato hidratado. Formam-se também Ca(OH)2, porém em menor quantidade que na hidratação do C3S.C3A - Reage rapidamente com água e cristaliza-se com poucos minutos. Não produz hidróxido, mas aluminato hidratado. O calor é tanto que quase seca a massa.C4AF - Reage menos rapidamente que o C3A. Não libera cal e forma também aluminato hidratado.

Pega e endurecimentoO cimento ao ser misturado com água perde a plasticidade depois de decorrido determinado tempo. O intervalo de tempo decorrido entre a adição de água e o início das reações com os compostos do cimento é dito tempo de início de pega é evidenciado pela elevação de temperatura o aumento brusco de viscosidade da pasta.Fim de pega é considerado e situação em que a pasta cessa de ser deformáveis para pequenas cargas e torna-se um bloco rígido.A pega de um cimento está relacionada à consistência que determinado constituinte ou grupo de constituintes, quando submetidos à ação física, química ou físico-química, possa resultar num maior ou menor grau de consistência, ao longo dos seus vários estágios de mudança, ou transformação, dentro de períodos variáveis de tempo.

Características da duração da pega- Denomina-se endurecimento após o término do fim de pega, pois a massa continua a aumentar em coesão e resistência.- Cimentos ricos em C3A dão pega muito rapidamente, pois é o composto que reage imediatamente com água.- A duração da pega varia inversamente com o grau de moagem.- O cimento quente diminui o tempo de pega.- Temperaturas próximas de 0ºC retardam as reações e pouco abaixo deste valor, as paralisam.- Na indústria de cimento emprega-se a gipsita com o propósito de retardar o tempo de pega.- A adição em geral corresponde a cerca de 1 a 5% de SO3, conforme as exigências e normas padrões de cada país.- Compostos solúveis que retardam a pega: carbonato de sódio, óxido de zinco, açúcar, bórax, ácido fosfórico.- As normas brasileiras estabelecem um tempo mínimo de 1 hora para o início de pega (todos os cimentos), máximo de 10 horas para final de pega dos cimentos CPI, CPII e CPV, máximo de 12 horas para o final de final de pega dos cimentos CPIII e CPIV. Geralmente os cimentos CPI, CPII e CPV apresentam tempo de início de pega variando de 2 a 3 horas enquanto os cimentos CPIII e CPIV apresentam tempo de início pega superiores a 3 horas.- Verifica-se em alguns cimentos o fenômeno denominado de falsa pega, que consiste em iniciar a pega alguns minutos após a adição de água, mas com o fim de pega normal. Ela decorre da desidratação do gesso quando o cimento atinge temperatura acima de 120º C (início).

Fatores que aumentam o tempo de pega: baixas temperaturas; impurezas orgânicas contida na água ou na areia; aditivos retardadores.Fatores que reduzem o tempo de pega: finura elevada; altas temperaturas; baixa umidade do ar; baixo fator água / cimento; aditivos aceleradores.

ADIÇÕESApós o resfriamento, o clínquer é moído em partículas menores que 75μm de diâmetro. Na fase de moagem, o cimento Portland recebe algumas adições, que permitem a produção de diversos tipos de cimentos disponíveis no mercado.O gesso é adicionado ao cimento com o objetivo de controlar o tempo de pega do cimento. Sem sua adição, o cimento endureceria muito rapidamente, uma vez misturado à água de amassamento, inviabilizando sua utilização. Esta é razão do gesso ser adicionado a todos os tipos cimento Portland, em geral na proporção de 3% de gesso para 97% de clínquer.As escórias de alto-forno, obtidas durante a produção do ferro-gusa, têm propriedade de ligante hidráulico muito resistente, reagindo em presença da água, com características aglomerantes muito semelhante à do clínquer. Adicionada à moagem do clínquer e gesso, em proporções adequadas, a escória de alto-forno melhora algumas propriedades do cimento, como a durabilidade e a resistência final.Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na natureza, algumas argilas queimadas em temperaturas elevadas (500 a 900ºC) e derivados da queima de carvão mineral. Quando pulverizados em partículas muito finas, os materiais pozolânicos apresentam a propriedade de ligante hidráulico, porém um pouco distinta das escórias de alto-forno.É que as reações de endurecimento só ocorrem, além da água, na presença do clínquer, que em sua hidratação libera hidróxido de cálcio (Cal) que reage com a pozolana. O cimento enriquecido com pozolana adquire maior impermeabilidade.Os materiais carbonáticos são rochas moídas, que apresentam carbonato de cálcio em sua constituição tais como o próprio calcário. Tal adição torna os concretos e argamassas mais trabalháveis e quando presentes no cimento são conhecidos como fíler calcário.

7 – O que é cura?Procedimento que visa garantir a correta hidratação do cimento através da umidificação contínua ou aplicação direta da água na superfície dos mesmos, após o final de pega, evitando que haja perda de água de amassamento do concreto ou argamassa por evaporação. A cura correta garante resistência e durabilidade adequada.

8 – Por quantos dias deve ser realizada a cura de uma lage?Deve-se molhar as estruturas para executar a cura, por no mínimo 07 (sete) dias, garantindo assim, sua resistência e durabilidade. Recomenda-se que a cura seja intensa nos 03 (três) primeiros dias.

9 – Por quanto tempo deve-se proceder a cura do chapisco?O ideal é que o chapisco aplicado, seja alvenaria de tijolos cerâmicos ou de concreto, tenha um período de cura de pelo menos 03 dias (72H), aderência e resistência para receber o reboco ou emboço.

10 – Quando devemos iniciar o processo de cura?O ideal é após o início de pega do cimento. O início de pega pode variar em função da temperatura, umidade relativa do ar, incidência do sol e velocidade do vento.

11 – Por que muitas lages concretadas trincam?Devido à deficiência no processo de adensamento do concreto (concreto mal vibrado). Por retração hidráulica, onde há perda de água por evaporação, a água evaporada deixa vazios, principalmente por falta de cura correta.

12 – O que é fissuração e por que elas ocorrem?É a propriedade do concreto ou cimento de promover trincas ou fissuras, que podem aparecer no estado plástico ou endurecido. São causados por retração hidráulica, cura insuficiente, contração, recobrimento insuficiente, corrosão da armadura, entre outros fatores.

13 – A qualidade da areia interfere na qualidade dos concretos e argamassas?Sim. A qualidade da areia interfere diretamente na qualidade dos concretos e cimentos. A presença de substâncias nocivas na areia, por exemplo: matéria orgânica, torrões de argila, materiais carbonosos e pulverulentos, sais de sulfatos e cloretos, podem prejudicar o processo de endurecimento do cimento, diminuindo assim a sua resistência, podendo provocar possíveis desagregações. Sendo assim, torna-se muito importante a análise e escolha da areia, devendo-se sempre evitar areia comum, saibro, aréola, areia de caba, terra, barro, etc.

Abaixo, pequeno resumo descritivo com ação nociva de algumas das impurezas encontradas na areia.• Torrões de Argila: cria no interior do concreto pontos fragilizados que diminuem consideravelmente a resistência à compressão.

• Materiais Pulverulentos: são os materiais com dimensão inferior a 0,075mm (siltes e argilas). Possuem como característica altíssima retenção de água e inchamento, por isso alteração a relação água/cimento com queda de resistência e grande probabilidade de fissuração.

• Impurezas Orgânicas: esse tipo de contaminante interfere nos tempos de pega e endurecimento de argamassas e concretos, desde o seu retardamento até a completa inibição.

14 – O que é chapisco?Argamassa fluida à base de cimento e areia que é aplicada sobre a superfície da alvenaria. Tem por finalidade otimizar a aderência do revestimento.

15 – O que é Clínquer?Matéria-prima básica para a fabricação de cimento. É obtido pela calcinação (1400 – 1500 º C) conjunta de uma mistura previamente dosada e homogeneizada de calcário e argila, com possível adição de areia e minério de ferro para devidas correções.

16 – O que é Pozolana?Material utilizado como adição na fabricação de cimento. Os tipos de pozolana mais utilizados são as cinzas volantes, argilas calcinadas e rochas vulcânicas. Possui

propriedade de ligante hidráulico.

17 – O que é Filler Calcário ou Material Carbonático?Matéria-prima utilizada na fabricação do cimento. Possuem ação predominantemente física. Devido ao seu tamanho e formato, conferem maior compacidade, melhor trabalhabilidade e menor tendência a fissuração em argamassas e concretos.

18 – O que significa “tempo de pega”?É o momento de endurecimento da pasta de cimento. É o momento em que o concreto passa do estado plástico para o estado rígido, através do processo de hidratação do cimento.

19 – O que é reboco?É a camada de revestimento que encobre o emboço e serve para receber a camada decorativa, ou que se constitua no próprio acabamento final.

20 – Por que o cimento as vezes pode chegar quente no depósito?Porque na moagem de cimento há o calor produzido pelo atrito no interior do moinho, aquece o cimento.

AGREGADOS

DefiniçõesAgregados são definidos como partículas de rocha ou minerais que, quando consideradas em conjunto, em condições classificadas ou não, formam parte ou o todo de uma estrutura de engenharia ou construção. Segundo a NBR 7211 (EB-4), agregados são materiais pétreos, obtidos por fragmentação artificial ou já fragmentados naturalmente, com propriedades adequadas, possuindo dimensões nominais máxima inferior a 152 mm e mínima superior ou igual a 0,075 mm.Os agregados geralmente têm como função atuar como elemento inerte ou que não sofra transformação química nas argamassas e concretos. Os agregados, além de serem resistentes, duráveis e sem ação química nociva sobre o aglomerante, não devem levar para o concreto ou argamassa elementos estranhos ou prejudiciais às

reações do aglomerante (matéria orgânica; material pulverulento; partículas fracas; etc.), ou que dificultem a aderência da pasta com os grãos de pedra.Agregados de areia natural, pedregulho e pedra britada são essenciais para construção civil e representam a maior proporção dos materiais usados na indústria da construção. A reutilização de agregados está somente agora se tornando uma prática e a substituição de agregados naturais por agregados artificiais a partir de resíduos de produtos de outras indústrias possui uma pequena aplicação na indústria da construção.Fora uma relativamente pequena quantidade de agregados leves manufaturados e outros agregados especiais, usados em aplicações específicas, o grande volume de agregados para construção é produzido diretamente por britagem de maciços rochosos ou de ocorrências naturais de depósitos particulados do tipo areia, pedregulho e conglomerado.

Classificações e nomenclaturaA classificação dos agregados pode ser quanto a origem do material, a massa unitária, o tipo de fragmentação e a granulometria:

a) Com relação a origem do material os agregados podem ser classificados como:· Naturais – provindos de rochas naturais (ex: areia, pedregulho, brita basáltica, etc);· Artificiais – Obtidos a partir de substâncias naturais ou artificiais que passam por vários tratamentos, misturas e fusões. (ex: argila expandida, vermiculita, sinter, etc)

b) Com relação a massa unitária os agregados são classificados em:· agregados leves – Muito empregados atualmente na construção de pré-moldados com vantagens na redução de peso e excelentes qualidades de isolamento térmico e acústico (Ex: pedra-pomes, isopor, styropor, argila expandida, vermiculita, etc);· agregados normais – Usados em obras correntes (ex: brita granítica, brita basáltica, areia quartzosa, etc.);· agregados pesados – São utilizados na fabricação de concretos para estruturas especiais, tais como blindagem contra irradiações gama, raios X, etc. Os minerais utilizadas para produção desses agregados são: barita, limonita, magnetita, etc.

c) Quanto ao tipo de fragmentação os agregados podem ser classificados em:· agregados artificiais – fragmentados ou triturados com auxílio de britadores ou outro meiode cominuição artificial (ex: brita, pedrisco);· agregados naturais – fragmentados naturalmente (ex: areia, pedregulho)d) Os agregados classificados segundo seus limites granulométricos, expressos emporcentagem da massa total das quantidades de grãos ou fragmentos menores que os váriostamanhos considerados, obtidos por peneiramento, (também conhecido como graduação deagregados) apresentados nas tabelas a seguir são:· agregados miúdos – São materiais pétreos, granulosos, cujos grãos, em sua maioria, passam pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 mm (ex: areia e pedriscos);

· agregados graúdos – São materiais pétreos granulosos, cujos grãos, em sua maioria, passam por uma peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm (ex: brita ou cascalho, pedregulhos ou seixo rolado).