Materiais para a Indústria da Construção Civil Prof. MSc. Adhemar Watanuki Filho Turma Eng. Civil – 3º Período

CIMENTO PARTE 1

CIMENTO Aglomerante hidráulico, proveniente da descarbonatação de rochas cálcareas juntamento com a argila. Maior parte composto por silicatos e aluminatos (3,0 a 5,0% em massa).

CIMENTO PORTLAND Produto resultante da moagem do clínquer. Clínquer são compostos de aluminatos de cálcio e silicatos de cálcio.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA - CLÍNQUER 60 a 70% de CaO – Cal; 17 a 25% de SiO2 – Sílica; 3 a 8% de Al2O3 – Alumina; 2 a 5% de Fe2O3 – Magnetita; 0 a 7% de MgO – Cal magnesiana; 0 a 6% de Na2O e K2O – Álcalis; 0,5 a 2% de SO3 –Sulfatos

FABRICAÇÃO – MATÉRIAS PRIMAS

EXTRAÇÃO DAS MATERIAS PRIMAS Extração em jazidas ou depósitos geológicos de calcáreo; Desmonte de rocha por meio de corte a frio ou a fogo; Beneficiamento da matéria-prima;

SECAGEM E HOMOGENIZAÇÃO Material enviado para moinhos de rolo, onde são secos e homegenizados – farinha crua; Quantidades proporcionais de calcáreo, argila e fundentes.

CLINQUERIZAÇÃO A farinha crua é levada ao alto forno onde passa por processos de sinterização ~1450ºC; Obtem-se o clínquer como produto da queima; Fundentes mantem temperatura constante;

ALTO FORNO Reações acontem em três Zonas Distintas no seu interior; Dimensões – 60 a 300 metros e Diametro de 2 a 6m CALCÁRIO + ARGILA + FUNDENTES MAÇARICO REFRATÁRIO Clínquer

PROCESSOS – ALTO FORNO 330 à 900ºC 1450ºC 100ºC SECAGEM DESCARBONATAÇÃO CLINQUERIZAÇÃO Perda de água por evaporação MgCO3 e CaCO3 Clínquer

BENEFICIAMENTO DO CLÍNQUER Após saída do forno, o clínquer, ainda incandescente, é resfriado rapidamente para posterior moagem do produto.

FILME – O CIMENTO

COMPONENTES DO CIMENTO Basicamente formado pela mistura das seguintes fases: FASE DOS SILICATOS FASE INTERSTICIAL

COMPONENTES DO CIMENTO São componentes minerológicos, classificados da seguinte maneira: FASE DOS SILICATOS FASE INTERSTICIAL

CONTRIBUIÇÃO DOS COMPONENTES DO CIMENTO Todos os constituintes mineralógicos do cimento, contribuem significamente para algumas propriedades do concreto. Tais como: Calor de Hidratação Res. Mecânica Pega Endurecimento

RESISTÊNCIA MECÂNICA C3S – Responsável pela Resistência mecânica até o final do primeiro mês; Massa com alta resistência inicial opta-se por clínquer com alto teor deste silicato e uma moagem mais fina; C2S – Resistência mecânica à longo prazo, supera o C3S, ao longo do tempo e de forma menos abrupta; C3A e C4AF – Não influenciam na resistência;

RESISTÊNCIA MECÂNICA

Ferro Aluminato tetracálcico CALOR DE HIDRATAÇÃO Hidratação – Reações exotérmicas, ou seja, liberação de calor; Perda de água de amassamento e hidratação; Abreviação Composto Mineral Designação Calor de Hidratação C2S 2 CaO.SiO2 Silicato dicálcico 62 calorias/grama C4AF 4 CaO.Al2O3.Fe2O3 Ferro Aluminato tetracálcico 100 calorias/grama C3S 3 CaO.SiO2 Silicato tricálcico 120 calorias/grama MgO Cal Magnesiana 203 calorias/grama C3A 3 CaO.Al2O3 Aluminato tricálcico 207 calorias/grama CaO Cal Cálcica 279 calorias/grama

CALOR DE HIDRATAÇÃO Evitar cimentos com alto teor de cales e aluminatos, pois desprendem calor em demasia; Problemas – Grandes volumes de concreto – evolução muito rápida pode causar fissuras térmicas; Contribuição – Concretagens em regiões muito frias – retarda pega e endurecimento

PEGA E ENDURECIMENTO O fenômeno de pega corresponde ao processo de evolução das propriedades mecânicas no ínicio do endurecimento. Tempo que compreende do período de adição da água até o início da hidratação – início de pega

FASES PEGA/ENDURECIMENTO Amassamento – grãos hidratados e dispersos em água; Sem contato entre si – sem união física; Após alguns minutos aparecem produtos de hidratação na periferia dos grãos – água saturada com íons de K+; Na+; Ca++ e SO;

FASES PEGA/ENDURECIMENTO Processo lento – formação de cristais aciculares de sulfoaluminato de cálcio hidratado (Etringita) Ainda há manutenção dos grão separados.

FASES PEGA/ENDURECIMENTO Mais algumas horas – solidificação interna e formação de cristais; Silicatos de cálcio hidratado fibrilares – Tobermorita – preenche vazios.

PEGA E ENDURECIMENTO O endurecimento ocorre com a massa aumentando sua coesão e sua resistência; Importância – determina tempo disponível para trabalhar, transportar, lançar e adensar as argamassas e concretos; NBR NM 65 – Determinação do período de pega;

CARACTERÍSTICAS DO C3S Silicato tricálcico Rico em óxidos da cal (MgO e CaO); Mais instáveis dos silicatos presentes; Maior rapidez de hidratação – em poucas horas; Elevadas resistências iniciais; Pega lenta e endurecimento rápido; Grande calor de hidratação – Retração; Ideal para proteção de armaduras – meio alcalino; Comportamento duvidoso em ambientes submersos.

CARACTERÍSTICAS DO C2S Silicato dicálcico Reação de hidratação lenta – após semanas; Resistências mecânicas elevadas à longo prazo; Tempo de pega e endurecimento lento; Liberação de pouco calor de hidratação; Liberação de pouca quantidade de cal; Indicado para meios mais agressivos e submersos;

CARACTERÍSTICAS DO C3A Aluminato tricálcico Pega iniciada rapidamente após hidratação – adição de gesso; Baixa resistência mecânica inicial; Tempo de pega e endurecimento controlado pela adição de gesso; Libera grandes quantidades de calor; Não libera cal – não protege a armadura; Sensível a agressão de sulfatos – combina-se formando compostos expansíveis (Sal de Candlot)

CARACTERÍSTICAS DO C4AF Ferro Aluminato tetracálcico Reação de hidratação rápida; Pequena resistência mecânica inicial; Pega e endurecimento similares aos compostos de silictao tricálcico; Libera pouco calor de hidratação – participação como fundente; Possui ótima resistência ao ataque de águas agressivas; Coloração escura.

CONTINUA...