AGLOMERANTES

Prof Nara Cangussu

AGLOMERANTES

So materiais pulverulentos que quando misturados com gua e formam uma pasta resistente capaz de aglutinar os agregados, originando os concretos e argamassas.

Aglomerante CIMENTO PORTLAND

Histrico

Em 1824, o construtor ingls Joseph Aspdin queimouconjuntamente pedras calcrias e argila,transformando-as num p fino. Percebeu que obtinhauma mistura que, aps secar, tornava-se to duraquanto as pedras empregadas nas construes. Amistura no se dissolvia em gua e foi patenteada peloconstrutor no mesmo ano, com o nome de cimentoPortland, que recebeu esse nome por apresentar cor epropriedades de durabilidade e solidez semelhantes srochas da ilha britnica de Portland.

Aglomerante: CIMENTO PORTLAND

Aglomerante hidrulico

Denominao devido semelhana com as

pedras calcrias de Portland (Inglaterra)

Endurece sob a ao da gua

Material mais ativo, do ponto de vista qumico, nos concretos

Constitudo de silicatos e aluminatos de clcio

Composio e matrias-primas:

calcrio + argila -> clnquer

clnquer + gesso e adies -> cimento

Etapas:

1- calcrio britado

2- moagem do calcrio com argila -> mistura crua

3- calcinao da mistura crua (forno rotativo com temperatura at 1450C) -> formao do clnquer

4- resfriamento e moagem do clnquer

5- adio de gesso e outras adies minerais -> cimento

Calcrio:

-Principal matria-prima para fabricao do cimento:

T> 800C: CaCO3 -> CaO + Co2

CaCO3 = Carbonato de Clcio

CaO = xido de Clcio

CO2 = Dixido de Carbono

Argila:

-Fornece os silicatos de alumnio

e ferro que formam o clnquer.

-CaO do calcrio reage com

Al2O3, Fe2O3 e SiO2 da argila

(temperatura at 1450C) formando os constituintes do clnquer.

Al2O3 = xido de Alumnio

Fe2O3 = xido Frrico

SiO2 = xido de Silcio

Areia:

-Usada como corretivo da argila de baixo teor de SiO2.

SiO2 - xido de Silcio

Minrio de ferro (hematita):

-Usado como corretivo da argila de baixo teor de Fe2O3.

Fe2O3 xido Frrico

Gesso:-Sulfato de clcio (CaSO4) empregado em torno de 3%.- Impede que as reaes de hidratao entre o clnquer e a gua ocorram instantaneamente, regulando o tempo de enrijecimento (perda de consistncia) e a pega (solidificao) do cimento.- Controlar o tempo de pega do cimento.

Escrias de alto-forno:- Sub-produtos originados da produo do ferro-gusa.- Granuladas por resfriamento brusco.- Constitudas de silicatos de aluminatosde clcio.- Tambm possuem propriedades hidrulicas (ligante hidrulico).

Pozolanas:-Materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si ss possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante mas que, quando finalmente modos e na presena de gua, reagem com o hidrxido de clcio Ca(OH)2 temperatura ambiente, formando compostos com propriedades cimentcias. O hidrxido de clcio do clnquer reage com a pozolona.- Naturais -> cinzas vulcnicas- Artificiais -> argilas calcinadas, cinzas volantes (queima de carvo mineralnas usinas termoeltricas)

Materiais Carbonticos:-Minerais carbonticos modos (fler calcrio)

-> tornam os concretos e argamassas mais trabalhveis.

Tipos de cimento Portland:

CPI Cimento Portland Comum NBR 5732

CPII Cimento Portland Composto NBR 11578

CPIII Cimento Portland de Alto-forno NBR 5735

CPIV Cimento Portland Pozolnico NBR 5736

CPV-ARI Cimento Portland de Alta Resistncia Inicial NBR5733

RS Cimento Portland Resistente a Sulfatos NBR 5737

BC Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratao NBR 13116

CPB Cimento Portland Branco NBR 12989

Descrio no saco de cimento:

Tipos de Cimento Portland

Cimentos com Escrias - E ou Pozolonas - Z:

Reduzem a permeabilidade dos concretos e argamassas;

Aumentam a durabilidade dos concretos e argamassas;

Melhoram o desempenho dos concretos e argamassas ante a ao de sulfatos e da reao lcali-agregado;

Diminuem o calor de hidratao;

Aumentam a resistncia final dos concretos e argamassas.

Cimento Portland Resistente aos Sulfatos - RS:

60 a 70% de escria de alto-forno ou 25 a 40% de pozolonas;

Resistncia aos meios agressivos sulfatados (rede de esgoto, indstria, gua do mar).

Cura -> deve ser iniciada aps o fim de pega impedindo a evaporao da gua por ao do vento e do calor durante um tempo mnimo de 7 dias.

Calor de hidratao:

Quantidade de calor resultante das reaes de hidratao do cimento (reaes exotrmicas);

Ocorre crescendo principalmente entre o incio e fim de pega, quando o material ainda est na fase plstica;

Aps o fim de pega ocorre a diminuio das reaes = reduo do calor. H uma tendncia do material retornar sua forma inicial, porm ele j est se enrijecendo (estado pseudo-plstico ) gerando tenses que podem levar fissurao.

Efeitos atenuantes -> cura nos 7 primeiros dias.

Cimento pozolnicos e de escrias de alto-forno liberam menos calor.

Resistncia Mecnica Compresso

NBR 7215 (argamassas de cimento)

Endurecimento segunda fase do processo de hidratao que ocorre aps o fim de pega. responsvel pelas resistncias mecnicas dos concretos.

Corpos-de-prova de argamassas contendo areia normal do IPT (NBR 7214)

Influncia dos tipos de cimento nas argamassas e concretos:

Influncias ativas -> estudo da dosagem de concretos e argamassas . Mtodos racionais e econmicos

Processo de fabricao do cimento Portland

O processo de fabricao do cimento Portland prev as seguintes etapas:

Preparo e dosagem da mistura crua Aps a extrao do calcrio na jazida, ele britado para ser reduzido em partculas com dimetro mximo de 1cm. realizada ento a anlise do calcrio em laboratrio para definir a dosagem na fabricao do cimento. A argila, aps a extrao na natureza, tambm analisada em laboratrio e definida a sua dosagem na composio do cimento. O calcrio e a argila so enviados ao moinho de cru onde ocorre a pulverizao (transformao em p) o dimetro das partculas reduzido a 0,050mm, em mdia;

Homogeneizao Do moinho de cru a mistura vai para o silo de homogeneizao onde, atravs de sistema pneumtico, processada, misturada, para que fique homognea, isto , qualquer poro no apresenta ou quase no apresenta desigualdade fsica e qumica;

Clinquerizao No forno rotativo a mistura submetida a tratamento trmico sob uma temperatura aproximada de 1450para fuso dos elementos da argila slica, alumina e xido de ferro com o calcrio, transformando-se em clnquer Portland;

Esfriamento O clnquer Portland sai do forno e passa pelo equipamento esfriador onde a temperatura reduzida rapidamente pela passagem de uma corrente de ar frio no clnquer, reduzindo a temperatura para a faixa de 50 a 70C em mdia. Aps o esfriamento o clnquer estocado em depsitos;

Adies finais e moagem O clnquer Portland, aps a adio do gesso, modo. O gesso tem a funo de regular o tempo de pega do cimento Portland e sua dosagem determinada por norma tcnica. nesta etapa do processo que tambm so feitas adies de outros materiais, tais como pozolona, escria de alto-forno e material carbontico para a produo de tipos diferentes de cimento.

Fabricao do Cimento Portland

Aglomerante: CAL

Cal area um aglomerante originado da rocha calcria (sedimentar) que contm carbonato de clcio (CaCO3 ). A cal area produzida atravs da calcinao de calcrios e dolomitas, com baixos teores de componentes argilosos.

(SiO2 + Al2O3 + Fe2o3) / CaO < 0,1

SiO2 + Al2O3 + Fe2o3 -> componentes da argila

CaO -> Cal (xido de Clcio)

ABPC (Associao Brasileira dos Produtores de Cal)

Fabricao da cal:

Extrao da matria-prima:

Calcrio clcico (carbonato de clcio CaCO3)

Calcrio dolomtico (carbonato de clcio e magnsio)

Cal clcica CaO entre 90 e 100%

Cal dolomtica CaO entre 58 e 64%

Cal magnesiana MgO > 20%

O calcrio, depois de extrado, selecionado e modo, submetido aelevadas temperaturas em fornos industriais num processo conhecidocomo calcinao, que d origem ao CaO (xido de clcio: cal) e CO2(gs carbnico):

Calcinao do calcrio:

CaCO3+Calor(850 a 1200C)->CaO(cal virgem ou cal viva)+CO2

T> 850 C Eficincia total = 900 a 1000 C.

Temperaturas inferiores-> processo de calcinao incompleto e o rendimento da cal inferior.

* Combustvel, que pode ser: lenha (gasognio), leo combustvel, gsnatural, gs de coqueira, carvo e material reciclado.

* Calcrio uma rocha escura que aps a calcinao se torna branca e porosa.

Para a obteno da cal hidratada necessrio promover a reao da calvirgem com H2O, com o seguinte desprendimento de calor:

Hidratao do CaO:

CaO + H2O -> Ca(OH)2 + Calor

250 calorias por grama de cal virgem (reao exotrmica).

Hidratao (extino) da cal -> transformao do CaO em Ca(OH) 2.Aps a extino a cal clcica deve ser envelhecida (maturao) durante 7 a 10 dias para completar a hidratao).

Cal hidratada NBR 7175

-Hidratao feita na fbrica;

- Vendida em forma de p seco, pronto para uso;

- Sacos de 8, 20, 25 ou 40 kg;

- Maior facilidade de manuseio mistura, transporte e armazenamento ;

- Perodo de envelhecimento de 24 horas;

-- No provoca combusto.

Endurecimento da cal (aglomerante areo):

Ocorre pela absoro do CO2 ar da atmosfera produzindo os carbonatos CaCO3 e MgCO3.

Evaporao da gua dos poros e entrada do CO2 -> processo ocorre de fora para dentro. A umidade necessria para a carbonatao da cal.

Reao de recarbonatao:

Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

Retrao (diminuio de volume) na reao de recarbonatao;

Endurecimento mais lento que o cimento.

Uso da cal hidratada na Construo Civil:

Argamassas de assentamento de tijolos e blocos;

Argamassas de revestimento de paredes.

Vantagem da utilizao da cal nas argamassas:

Aumento da plasticidade:

-Partculas mais finas da cal produzem argamassas mais plsticas e trabalhveis, permitindo que elas tenham maiores deformaes, sem fissurao (menor rigidez).

Reteno de gua:

Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

-Menor perda de gua para o substrato;

- A gua liberada na reao aproveitada na hidratao e cura de cimentos, em argamassas mistas, impedindo as trincas por retrao da massa, e melhor aderncia.

Durabilidade:

-Menor teor de lcalis (Na2O e K2O) na cal -> reduo de eflorescncia (lixiviao de sais das argamassas);

-Na2O = xido de Sdio

-K2O = xido de Potssio

- Produz argamassas mais impermeveis;

- Agente fungicida e bactericida -> combate os fungos.

Aglomerante: GESSO

Aglomerante areo da britagem e desidratao da gipsita;

Gipsita uma rocha sedimentar encontrada no Nordeste e no Mato Grosso.

Desidratao trmica da gipsita (sulfato de clcio):

2(CaSO4.2H2O) + Calor -> 2(CaSO4. H2O) + 3H2O

CaSO4.2H2O sulfato de clcio di-hidratado (gipsita)

CaSO4. H2O sulfato de clcio hemi-hidratado

- Fervura (c0zimento) do gesso junto com a moagem e posterior peneiramento;

- Caractersticas do Gesso na Construo Civil NBR 13207.

Aplicao do gesso no Brasil:

Placas de forro e painis;

Acabamentos de interiores;

No deve ser aplicado em exteriores pois solvel em gua;

Detalhes arquitetnicos e decorativos;

Argamassas de revestimento liso;

Isolante trmico e acstico (molculas de H2O do gesso);

Massa de vidraceiro (gesso, leo de linhaa e secante)

Gesso ataca o ao e o cimento Portland;

Deve ser armado com ao galvanizado;

Gesso acartonado prensagem do gesso e papel reciclado constituindo placas para paredes, forros e revestimento.