Aglomerantes na Construção Civil: Definições e Classificações

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Aglomerantes Parte 1 httpswwwgooglecomsearchqextraC3A7C3A3odeareiaagregadotbmischved2ahUKEwjjyv2roMeAAxWVILkGHWBTAoMQ2cCegQIABAAoqextraC3A7C3A3odeareiaagregadogslcpCgNpbWcQAzoECCMQJzoHCCMQ6gIQJzoHCAAQigUQQzoFCAAQgAQ6CAgAEIAEELEDOgYIABAFEB46BAgAEB46BwgAEBgQgARQpBFYWFgtWZoB3AAeAOAAZQBiAHUL5IBBDAuNTWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ7ABCsABAQsclientimgeiIynPZKOtNJXB5OUP4KaJmAgbih651biw1366imgrcwkzUG38afETvM Definições Fonte Falcão Bauer Aglomerantes são produtos empregados na construção civil com a finalidade de aglomerar outros materiais entre si Geralmente são materiais em forma de pó pulverulentos e que quando misturados com a água formam uma pasta capaz de endurecer por simples secagem ou devido à ocorrência de reações químicas Termos importantes Pasta Argamassa Concreto Definições Fonte Eng Cassiano Zago Definições Aglomerantes Inertes Ativos Aéreos Hidráulicos Simples Compostos Cal Gesso Geopolímeros Poliméricos Com Adição Definições De acordo com os mecanismos de endurecimento os aglomerantes podem ser classificados em QUIMICAMENTE INERTES seu endurecimento ocorre devido à secagem do material Por exemplo a argila QUIMICAMENTE ATIVOS o endurecimento ocorre por meio de reações químicas Por exemplo a hidratação do cimento Portland a reação polimérica dos Geopolimeros Definições Os aglomerantes quimicamente ativos podem ser divididos em AÉREOS aqueles que conservam suas propriedades e processam seu endurecimento somente na presença de ar Gesso e Cal HIDRÁULICOS caracterização por conservarem suas propriedades na presença de água e ar e seu endurecimento ocorre sob influencia exclusiva da água Ou seja ocorre a hidratação dos grãos de cimento POLIMÉRICOS novos tipos de aglomerantes no qual a reação química ocorre por meio da polimerização de uma matriz Definições Quanto a composição os aglomerantes hidráulicos podem ser divididos em SIMPLES formados apenas com um produto com pequenas adições de outros componentes com o objetivo de melhorar algumas propriedades 5 COM ADIÇÃO compostos por um aglomerantes simples e adições maiores que 5 conferindo propriedades especiais aos aglomerantes COMPOSTOS mistura de subprodutos industriais ou produtos de baixo custo com o aglomerantes simples Por exemplo os cimentos pozolânicos Definições Algumas das adições dos cimentos são materiais INERTES que conferem propriedades especificas aos materiais Diminuir a permeabilidade Reduzir o calor de reação Diminuir a retração Aumentar a resistência aos agentes agressivos Dar maior plasticidade e trabalhabilidade Aumentar as resistências a baixas temperaturas Razões econômicas Definições Os aglomerantes pode ser caracterizados pelo tempo em que levam para começar a endurecer O período inicial de solidificação da pasta é chamado de pega A Pega é a PERDA DE FLUDEZ da pasta Início de Pega Após um período de contato do cimento com a água iniciam as reações químicas de hidratação que formam produtos compostos que fazem a pasta perder a fluidez há o Inter travamento dos grãos e a pasta deixa de ser deformável à pequenas cargas enrijecimento Aumento da viscosidade e elevação da temperatura da pasta Definições Os aglomerantes pode ser caracterizados pelo tempo em que levam para começar a endurecer O período inicial de solidificação da pasta é chamado de pega A Pega é a PERDA DE FLUIDEZ da pasta Final de pega Ocorre quando a pasta se solidifica complemente não significa que ela tenha atingindo toda a sua resistência mecânica Os tempos de pega são importantes de serem determinados pois indicam o tempo disponível para trabalhar transportar lançar e adensar os materiais cimentícios Definições Importante ressaltar PEGA NÃO É O ENDURECIMENTO DO MATERIAL O fim de pega significa que a pasta não pode mais ser manuseada após essa etapa se inicia O ENDURECIMENTO onde os ganhos de resistência são mais significativos O MATERIAL DEVE SER APLICADO E ADENSADO ANTES DO INÍCIO DE PEGA PEGA RÁPIDA solidificação em até 30 minutos gesso PEGA SEMIRRÁPIDA solidificação entre 30 e 60 minutos cimentos naturais PEGA NORMAL solidificação de 60 min até 6 horas cimento Portland Consistência Normal 743 A pasta é considerada como tendo consistência normal quando a sonda se situar a uma distância de 6 1 mm da placabase após 30 s do instante em que foi solta Caso não se obtenha este resultado devem ser preparadas diversas pastas de ensaio variando a quantidade de água e utilizando uma nova porção de cimento a cada tentativa Não é permitido efetuar mais de uma sondagem na mesma porção de pasta 81 Cálculo Calcular a quantidade de água necessária à obtenção da consistência normal da pasta de cimento utilizando a equação a seguir A mamc 100 onde A é a quantidade de água expressa em porcentagem ma é a massa de água utilizada para a obtenção da consistência normal da pasta de cimento expressa em gramas g Tempos de Pega Tempos de Pega Início de Pega Depois de um tempo mínimo de 30 min após o enchimento do molde colocálo com a placabase no aparelho de Vicat situandoo sob a agulha Fazer descer suavemente a agulha até que haja contato desta com a pasta Aguardar 1 s a 2 s nesta posição evitando qualquer ação sobre as partes móveis para que a agulha parte do repouso Soltar as partes móveis permitindo que a agulha penetre verticalmente na pasta sem choque e sem velocidade inicial Ler a indicação na escala 30 s após o instante em que a agulha foi solta Anotar os resultados de todas as penetrações e por interpolação determinar o tempo em que a distância entre a agulha e a placabase é de 6 2 mm A exatidão requerida é de 5 min e pode ser garantida reduzindo o intervalo de tempo entre determinações sucessivas à medida que se aproxima o final do ensaio Final de Pega Registrar com aproximação de 15 min o tempo transcorrido a partir do instante zero até que a agulha penetre pela primeira vez apenas 05 mm na pasta como tempo de fim de pega do cimento Este é o momento em que o acessório anular não provoca qualquer marca no corpo de prova A precisão do ensaio pode ser maior reduzindo o intervalo de tempo entre penetrações próximas ao final da determinação e observando se os resultados de ensaios sucessivos não varian excessivamente Tempos de Pega Tempos de Pega ENSAIO TEMPO DE PEGA 62 mm Tempos de Pega Tempos de Pega Fonte Frasson 2023 Massa Específica e unitária Massa Específica e unitária Massa Específica e unitária MASSA ESPECÍFICA E UNITÁRIA Aglomerante Massa Específica gcm³ Massa Unitária gcm³ Cimento Portland 300 a 315 142 Cal hidratada 225 a 230 048 a 064 Gesso 255 a 260 065 a 080 Superfície Específica Área dos contornos dos grãos O ensaio geralmente utilizado é o de PERMEABILIDADE BLAINE Quanto maior o valor de Blaine mais fino é o pó do aglomerantes e mais rápido será sua hidratação Superfície Específica SUPERFÍCIE ESPECÍFICA Superfície Específica K é a constante do aparelho ε é a porosidade da camada cte t é o tempo medido s ρ é a massa específica do cimento gcm³ η é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio tabela da norma Pas S é a superfície específica s K ρ ε³ 1 ε t01η Exercícios Considerando os laudos dos dois diferentes cimentos explique a relação entre a finura do material e os tempos de pega CP VARI CP IIF Fonte Itambé NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 16372 Primeira edição 12052015 Válida a partir de 12062015 Cimento Portland e outros materiais em pó Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar método de Blaine Aglomerantes Aéreos Depois de endurecidos não resistem bem a água Devem ser usados sempre em contato com o ar Exemplos Cal aérea cal hidratada e Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal A cal é um material utilizado desde a antiguidade Obtida pela queima do calcário o material era utilizado com um ligantes Como exemplo temos a Via Ápia Roma onde foram utilizadas misturas de cal e pozolana Ou então os monumentos do Egito Antigo como as pirâmides de Quéops A cal ainda é empregada hoje como material de construção Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal A cal é produzida principalmente a partir de rochas carbonáticas calcário ou dolomito em altíssimas temperaturas 900C a 1100C Calcário rocha sedimentar terceiro mineral mais abundante da crosta terrestre Processo de Fabricação httpswwwlhoistcombrbrprocessode fabricaC3A7C3A3o Fonte Falcão Bauer Fonte Rodrigues et al 2016 A cal pode também ser obtidas de fontes alternativas como resíduos agrícolas resíduos de tratamentos de esgotos resíduos da indústria da celulose e papel entre outros Aglomerantes Aéreos Cal Obtenção Calcinação Alterações físicas perde 44 do massa e de 12 a 20 de volume Fonte Falcão Bauer CAL VIRGEM Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Obtenção Calcinação Fonte Falcão Bauer CAL VIRGEM Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Obtenção Extinção Para ser utilizada como aglomerante é preciso ser transformada em hidróxido por meio da adição de água Quando em canteiro esse processo realizado é denominado de extinção Quando em fábrica esse processo da origem a cal hidratada A cal extinta recupera parte de sua massa e volume perdidos Cerca de 24 da massa do produto formada é água Fonte Falcão Bauer Pode chegar a 300C a 400 C Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Cal extinta em obra Cal hidratada em Fábrica Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Classificação quanto a composição química CAL CÁLCICA composta por no mínimo 75 de óxidos de cálcio CaO Esse tipo de cal possui como característica maior capacidade de sustentação da areia CAL MAGNESIANA possui no mínimo 20 dos óxidos de magnésio MgO em sua composição Da origem a misturas mais trabalháveis de argamassas Rendimento da cal aumento do volume da pasta devido a extinção da cal Cal gorda possui rendimento superior a 182 uma unidade de volume de cal dá origem a mais de 182 unidades de volume de pasta Usualmente é a cal cálcica Cal magra rendimento menor que 182 Usualmente é a cal magnesiana Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Rendimento da cal Ganho de volume da cal virgem ao hidratar Cal Gorda Rendimento em pastas 185 Calcários com impurezas 5 Produz maior volume de pasta mais plástica homogênea e mais expansiva Cal Magra Rendimento em pastas 182 Calcários com impurezas 5 Produz menor volume de pasta mais seca grumosa e menos expansiva Cal Cálcica Cal Magnesiana Aglomerantes Aéreos Cal Obtenção Endurecimento ou recarbonatação Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Cal Etapas de obtenção da cal b Endurecimento ou recarbonatação Fonte Falcão Bauer 𝐶𝑎𝑂𝐻2𝐶𝑂2 𝐶𝑎𝐶𝑂3 𝐻2𝑂 Aglomerantes Aéreos Cal Propriedades da Cal Composição química Finura Estabilidade Plasticidade Retenção de água Massa unitária e massa específica Fonte Falcão Bauer 88 CaO Material pulverulento Variação volumétrica Trabalhabilidade Adsorção superfícial Aglomerantes Aéreos Cal Composição química A pureza do material é definida pela sua composição química e deve ser tal que tanto a cal virgem como a cal hidratada tenham um mínimo de 88 de óxidos de cálcio e magnésio na base de material isento de constituintes voláteis ou óxidos totais na base não volátil Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer O teor de CO2 presente na cal deve ser baixo se a calcinação da matériaprima foi adequada Outro aspecto a ser destacado é o teor de óxidos não hidratados da cal hidratada que deve ser reduzido caso a hidratação da cal virgem de origem tenha sido bem processada Caso contrário a hidratação de óxidos de cálcio e magnésio ainda presentes ocorrerá na parede após a sua aplicação com decorrentes fenômenos patológicos de expansão fissuração e desagregação do revestimento de argamassa Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Finura A cal é um material pulverulento muito fino em razão da natureza de suas partículas de alguns micrômetros o que confere plasticidade das pastas e a trabalhabilidade e retenção de água das argamassas Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer Estabilidade A variação volumétrica é indesejável e ocorre por deficiência do produto na hidratação da cal A partir da análise química é dado conhecer por exemplo o teor de óxidos não hidratados presentes na cal e assim podese evitar o emprego de cal de má qualidade prevenindo ocorrências de expansão volumétrica esboroamento e desplacamento dos revestimentos de argamassa Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Plasticidade A plasticidade está relacionada diretamente com o tamanho e a forma das partículas de cal hidratada sendo as cales dolomíticas e magnesianas em geral mais plásticas que as cales cálcicas em função de suas partículas mais alongadas e menores Agopyan Fonte Falcão Bauer Esta propriedade tem reflexo direto na aplicação da cal As cales mais plásticas são mais trabalháveis portanto sua aplicação é mais fácil produz melhor acabamento e eficiência no assentamento dos elementos de alvenaria A plasticidade propicia a economia na obra uma vez que favorece o uso de maior proporção ou incorporação de areia nas argamassas Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Retenção de água As partículas de cal possuem dimensões muito pequenas e área superfícial bastante elevada o que permite a retenção de água entre suas moléculas por adsorção superficial Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer A capacidade de reter água é benéfica para as argamassas uma vez que permite a liberação da água de amassamento para o substrato de forma gradativa e contínua o que contribui para a sua adesividade ao mesmo além de favorecer a hidratação do cimento ao manter a umidade da argamassa durante as primeiras horas de aplicação e minimizar a evaporação rápida do excedente da água de amassamento Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Massa Unitária Não é uma exigência física normalizada para a cal hidratada mas é importante para calcular o proporcionamento em massa dos constituintes de uma argamassa partindose dos valores de massa unitária do cimento da cal hidratada e da areia Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer Massa Específica Por sua vez a massa específica da cal é menor que a massa específica do cimento Portland Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Requisitos Norma3 Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Argamassas e Estabilização de solos Acabamentos mais finos e pinturas Aglomerantes Aéreos Cal Requisitos Norma3 Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Requisitos Norma3 Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal A cal hidratada aquela hidratada em fábrica CHI cal hidratada especial tipo I CHII cal hidratada comum tipo II CHIII cal hidratada com carbonatos tipo III A cales dos tipos I e II são as mais empregadas na construção civil devido a maior capacidade de retenção de água e areia o que as torna mais econômicas Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Fonte Falcão Bauer Procedimentos quanto utilizar as cales Cal virgem em pedra deve ficar imersa em água de 3 a 5 dias quando a cal for para produção de argamassa de assentamento e 7 dias para argamassa de revestimento Cal hidratada pode ser usada diretamente em pó nas argamassas Com a finalidade de evitar danos aos revestimentos deve ser feita uma mistura de cal com areia e água 24 horas de sua utilização OU então produzir o leite de cal com antecedência cal água Aglomerantes Aéreos Cal Aplicações na Construção Civil Argamassas de assentamento e revestimentos Pinturas Misturas asfálticas Estabilização de solos Fabricação de Blocos sílico calcários Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Cal Influência da cal nas propriedades das argamassas Confere Plasticidade Permite mais incorporação de areia Maior retenção de água Resistência ao surgimento de fissuras e trincas Resistência à penetração de água Acabamento agradável Economia na obra cal é mais barata que cimento Portland E qual a influência da cal em pavimentação Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso O gesso é um aglomerante de pega rápida obtido da desidratação total ou parcial da gipsita seguido de moagem e seleção em frações granulométricas A GIPSITA é um sulfato de cálcio hidratado com duas moléculas de água Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Gesso O Obtenção Extração da Rocha Diminuição de tamanho Queima do material Fonte Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Hemidrato Gesso rápido ou gesso de estuque Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Gesso O gesso é um aglomerante de baixo consumo energético Já que pode ser obtido em temperaturas de 300C Enquanto o cimento Portland é obtido em 1450C e a cal entre 800C a 1000C Fonte Falcão Bauer Fonte Falcão Beuer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Gipsita Sulfato de cálcio bihidratado Etapas de consolidação do gesso Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Gesso Etapas de consolidação do gesso Pega rápida Início 3 minutos Final 15 a 20 minutos Intertravamento dos critais 15 µm Fonte Falcão Bauer Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Fonte Falcão Bauer Fonte Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná Aglomerantes Aéreos Gesso Produtos Alternativos Fosfogesso Utilizado nas industriais cimentícia do sul e sudeste Resíduo da indústria de fertilizantes Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Propriedades do Gesso Elevada Plasticidade Pega e Endurecimento Rápidos Elevada Finura similar ao CP Baixa retração na secagem Estabilidade Volumétrica Fonte Falcão Bauer A capacidade de absorver e liberar umidade ao ambiente confere aos revestimentos em gesso elevada capacidade de equilíbrio higroscópico além de funcionarem como inibidores iniciais de propagação de chamas ao liberarem moléculas de água quando em contato com o fogo Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Propriedades do Gesso Elevada Plasticidade Pega e Endurecimento Rápidos Elevada Finura similar ao CP Baixa retração na secagem Estabilidade Volumétrica Fonte Falcão Bauer Por outro lado a solubilidade considerável dos produtos em gesso aproximadamente 18 glitro favorece a redução da resistência mecânica dos revestimentos em gesso em função do grau de umidade absorvida do meio ambiente e da lixiviação dos constituintes resultante da percolação progressiva de água Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Propriedades do Gesso Elevada Plasticidade Pega e Endurecimento Rápidos Elevada Finura similar ao CP Baixa retração na secagem Estabilidade Volumétrica Fonte Falcão Bauer A microestrutura do gesso endurecido está diretamente vinculada às propriedades físicas e mecânicas do gesso PINHEIRO 2011 A pasta de gesso é caracterizada por uma microestrutura porosa em razão da evaporação da água de amassamento que não é consumida na hidratação pois o excedente de água é elevado para se obter a trabalhabilidade adequada para sua aplicação Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Propriedades do Gesso Elevada Plasticidade Pega e Endurecimento Rápidos Elevada Finura similar ao CP Baixa retração na secagem Estabilidade Volumétrica Fonte Falcão Bauer A natureza química da pasta de gesso endurecida constituída essencialmente por gipsita e sua microestrutura porosa são elementos que favorecem respectivamente a resistência ao fogo e a capacidade de isolação térmica dos revestimentos em gesso Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Aplicações do Gesso Chapas de Drywall Fabricadas pelo processo de laminação contínua com mistura de gesso água e aditivos entre duas laminas de cartão httpsdrywallorgbr Construção à seco Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Aplicações do Gesso Chapas de Drywall Fabricadas pelo processo de laminação contínua com mistura de gesso água e aditivos entre duas laminas de cartão httpsdrywallorgbr Construção à seco Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Aplicações do Gesso Chapas de Drywall Revestimentos Acabamentos de paredes com gesso Fonte Falcão Bauer Aglomerantes Aéreos Gesso Aplicações do Gesso Chapas de Drywall Revestimentos Produção de cimento Portland A fase C3A do clínquer reage muito rapidamente em contato com a água O gesso adicionado irá reagir com o C3A retardando a pega e formando a etringita Fonte Falcão Bauer Questionário Revisão 1 Cite a diferença entre aglomerantes aéreos e hidráulicos 2 Descreva a diferença entre a cal virgem e a cal hidratada conforme as definições da norma 3 Qualis é são os principalis componentes da cal E quais substâncias são consideradas impurezas da cal Qual o limite por norma das impurezas quando presentes na cal 5 Como ocorre o Endurecimento da cal na argamassa 4 A adição da cal hidratada na argamassa confere ao material de construção alguns benefícios Cite ao menos três a sílica óxido de alumínio óxido de ferro As Questionário Revisão 5 Qual a definição de gesso para a construção civil de acordo com a norma 6 Quais tipos de gesso são formados na calcinação da gipsita Explique analisando as diferenças de temperaturas dentro do forno 7 Quais as principais vantagens do uso do gesso na construção civil Explique analisando suas propriedades 8 Como ocorre a consolidação do gesso e qual o principal produto formado a sílica óxido de alumínio óxido de ferro As Aglomerantes Parte 1 httpswwwgooglecomsearchqextraC3A7C3A3odeareiaagregadotbmischved2ahUKEwjjyv2roMeAAxWVILkGHWBTAoMQ2cCegQIABAAoqextraC3A7C3A3odeareiaagregadogslcpCgNpbWcQAzoECCMQJzoHCCMQ6gIQJzoHCAAQigUQQzoFCAAQgAQ6CAgAEIAEELEDOgYIABAFEB46BAgAEB46BwgAEBgQgARQpBFYWFgtWZoB3AAeAOAAZQBiAHUL5IBBDAuNTWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ7ABCsABAQsclientimgeiIynPZKOtNJXB5OUP4KaJmAgbih651biw1366imgrcwkzUG38afETvM