Aglomerantes na Construção Civil: Revisão e Definições

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Aglomerantes Parte III httpswwwgooglecomsearchqextraC3A7C3A3odeareiaagregadotbmischved2ahUKEwjjyv2roMeAAxWVILkGHWBTAoMQ2cCegQIABAAoqextraC3A7C3A3odeareiaagregadogslcpCgNpbWcQAzoECCMQJzoHCCMQ6gIQJzoHCAAQigUQQzoFCAAQgAQ6CAgAEIAEELEDOgYIABAFEB46BAgAEB46BwgAEBgQgARQpBFYWFgtWZoB3AAeAOAAZQBiAHUL5IBBDAuNTWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ7ABCsABAQsclientimgeiIynPZKOtNJXB5OUP4KaJmAgbih651biw1366imgrcwkzUG38afETvM Aglomerantes Revisão Fonte Falcão Bauer Os aglomerantes são produtos utilizados na construção civil com a finalidade de aglomerar materiais entre si São pulverulentos e quando misturados à água tem capacidade de aglutinar e formar suspensões coloidais Endurecem por simples secagem ou devido à reações químicas aderindo à superfície com as quais estão em contato Definições Fonte Falcão Bauer Revisão 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 Revisão 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 CaSO₄ 2H₂O Aglomerantes Hidráulicos É um aglomerante obtido a partir do cozimento de calcários é um material pulverulento que misturado com água forma um composto que endurece em contato com o ar O cimento Portland é um dos materiais de construção mais consumidos pelo homem Apresenta características peculiares que conferem as argamassas e concretos Fonte Falcão Bauer Revisão Cimento Portland Fonte Falcão Bauer 90 95 05 95 5 Revisão Cimento Portland Fonte Falcão Bauer Revisão Hidratação do Cimento Portland Fonte Falcão Bauer Início de Pega Final de pega Formação de monosulfato Formação rápida de CSH e CH Período de Indução Dissolução das partículas Reações de difusão controladas Taxa de Evolução do Calor Tempo de Hidratação Minutos Horas Dias Revisão Água na pasta de cimento hidratada Fonte Falcão Bauer Revisão Água capilar presente em poros maiores que 5 nm É a água livre da influência das forças atrativas exercidas pela superfície sólida Pode ser dividida em água livre e sua remoção não causa variação volumétrica poros 50 nm e água retida pela tensão capilar poros de 5 a 50nm sua remoção causa contração do sistema retração Água adsorvida está próxima a superfície sólida as moléculas de água são fisicamente adsorvidas na superfície por meio de forças atrativas Uma parte da água adsorvida pode ser perdida durante a hidratação até pelo menos 30 de umidade relativa A perda dessa água causa a retração da pasta de cimento hidradata Água na pasta de cimento hidratada Fonte Falcão Bauer Revisão Interlamelar a água que está associada a estrutura do CSH silicato de cálcio hidratado Uma camada de água monomoecular que fica entre as camadas de CSH fortemente retida pelas ligações de hidrogêncio A remoção dessa água só ocorre em secagem intensa com umidade relativa menor que 11 Há intensa retração quando essa água é removida Quimicamente ligada faz parte da estrutura dos produtos de hidratação do cimento principalmente o CSH Só é removida mediante a decomposição dos hidratados em elevadas temperaturas Água Capilar Água Adsorvida Água Interlamelar Fonte Feldman e Sereda 1970 Vazios na pasta de cimento Hidratada Fonte Falcão Bauer Além das fases sólidas as pastas de cimento hidratadas contém diversos tipos de vazios o que implica nas propriedades do material Temos como principais tipos de poros interlamelar do C SH poros capilares e vazios de ar Fonte Metha e Monteiro Vazios na pasta de cimento Hidratada Fonte Falcão Bauer Interlamelar assume que são poros entre 05 e 25 nm Sua dimensão é muito pequena para causar efeitos na resistência ou permeabilidade do material Capilares representam o espaço não preenchido pelos sólidos que compõe a pasta de cimento hidratada Vazios tem geralmente formato esférico Os vazios de ar aprisionados tem dimensão maior que 3 mm enquanto o ar incorporada entre 50 a 200 um Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer São materiais de minas partículas com características similares ao cimento Portland Podem ser obtidos por meio de resíduos industriais ou naturais Os principais objetivos são Técnicas melhoria em certa propriedades Econômicas diminuição do consumo energético Ecológicas aproveitamento de resíduos poluidores Estratégicas preservação de jazidas As principais adições são Escória granulada de alto forno Cinzas volantes Pozolana Metacaulim Pozolana Filer calcário inerte GBFS FA Mk Filer Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Fonte Snellings et al 2023 Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Filer carbonático Materiais finos com elevada área superficial Inerte quimicamente Não prejudica resistência mecânica Melhora a trabalhabilidade e o acabamento Redução de custos 5 a 10 de substituição do cimento Portland Efeito fíler Preenche os espaços da matriz endurecida tornando o material mais compacto Filer Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Filer Fonte Oey et al Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Escória de alto forno Subproduto da manufatura do ferrogusa em um alto forno É um material não metálico formado por silicatos e aluminosilicatos de cálcio Resíduo do altoforno siderúrgico Presença de C2S e C3S Grãos de 45 um e 500 m²kg de finura Blaine Reduz os custos e consome resíduo industrial nocivo ao meio ambiente Aumenta a resistência à sulfatos HIDRATADA COM A ÁGUA GBFS httpswwwyoutubecomwatchvrcZe9RBPERM Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Escória de alto forno Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Pozolanas Material silicoaluminoso que finamente moído e na presença de água reage com o hidróxido de cálcio formando materiais cimentícios A nomenclatura Pozolana está associada a região aonde historiacamente foram encontradas e utilizadas Pozzuoli Itália Reação química FA Mk Lenta Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Cinzas Volantes Pozolana Origem termelétricas à carvão Retarda o ganho de resistência mecânica Reduz o calor de hidratação Minimiza a permeabilidade do concreto Diminui ocorrência da reação álcaliagregados Tipos de cinzas volantes Classe C rica em cálcio proveniente da queima de carvão subetuminoso em presença de água pode desenvolver resistência e endurecer Classe F baixo teor de cálcio não é auto cimentante requer cimento Portland para desenvolver resistência Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Cinzas Volantes Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Cinzas Volantes Fonte Ballim e Graham 2009 Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Fonte Neville Materiais cimentícios suplementares SMC Fonte Falcão Bauer Argilas Naturais Pozolanas O metacaulim pode ser obtido pela calcinação do caulim em temperaturas entre 600 a 800 C Altamente reativo rico em silicatos e aluminatos Reduz a permeabilidade e aumenta a resistência à ataques químicos Reduz o calor de hidratação Pode ser obtido por meio de resíduos industriais como o de mineração de carvão que tem em sua composição o mineral caulinita É IMPORTANTE BUSCARMOS FONTES ALTERNATIVAS DE ADIÇÕES PARA OS CIMENTOS VISTO O ELEVADO CONSUMO DESSE MATERIAL E A ESCASSEZ DOS SMC TRADICIONAIS Cimento Portland Requisitos Fonte Falcão Bauer cimento Portland 31 cimento Portland ligante hidráulico obtido pela moagem de clínquer Portland ao qual se adiciona durante a fabricação a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio e adições minerais nos teores estabelecidos nesta Norma 32 cimento Portland de alta resistência inicial cimento Portland que atende aos requisitos de alta resistência inicial 33 cimento Portland de altoforno cimento Portland obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória granulada de altoforno moídos em conjunto ou separadamente podendo conter uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos nos teores estabelecidos nesta Norma cimento Portland 34 cimento Portland pozolânico cimento Portland obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos moídos em conjunto ou separadamente podendo conter uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos nos teores estabelecidos nesta Norma 35 cimento Portland resistente a sulfatos cimento Portland que atende aos requisitos de resistência a sulfatos 36 cimento Portland branco cimento Portland constituído de clínquer Portland branco e cujas adições sulfato de cálcio ou outras não geram alterações em sua coloração além dos limites estabelecidos nesta Norma 37 cimento Portland de baixo calor de hidratação cimento Portland que atende à condição de baixa liberação de calor durante a sua hidratação de acordo com os limites estabelecidos nesta Norma 311 materiais pozolânicos materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si só possuem pouca ou nenhuma atividade hidráulica mas que quando finamente divididos e na presença de água reagem com o hidróxido de cálcio a temperatura ambiente para formar compostos com propriedades cimentícias 312 material carbonático materiais finamente divididos constituídos em sua maior parte de carbonato de cálcio 313 sulfato de cálcio material de origem natural ou industrial encontrado sob as formas de gipsita CaSO42H2O hemidratado ou bassanita CaSO4½H2O anidrita CaSO4 ou mistura das várias formas adicionado ao cimento com o objetivo de regular a pega CP II Z 32 A partir do conhecimento das reatividades relativas e dos seus produtos de hidratação é possível produzir cimentos com características especiais Baixo ou Moderado CALOR DE HIDRATAÇÃO Alta RESISTÊNCIA INICIAL Alta ou Moderada RESISTÊNCIA AO SULFATO Cimento Portland comum Sem adição CP I 25 32 ou 40 RS a ou BC b Cimento Portland comum CP I 95 100 0 0 0 5 CP I 50 45 65 45 Tabela 4 Requisitos fisicos e mecânicos Cimento Portland Cimento Portland Fonte Falcão Bauer CPI O primeiro cimento Portland lançado no mercado brasileiro foi o CP agora conhecido como CP I um tipo de cimento Portland comum com adição de gesso como retardador de pega O uso do CP I é limitado no Brasil representando apenas 1 do consumo total de cimento no país CP II Produzido para certas características especiais do material cimentício pode ter adições de filer escórias e pozolanas Cerca de 58 do cimento consumido no Brasil é do tipo II Gera calor numa velocidade menor que o CPI recomendado quando há lançamento de grandes volumes de concreto Cimento Portland Cimento Portland Fonte Falcão Bauer Aplicativo Itambé httpswwwcimentoitambecombrcompareeescolha Resumo das especificações da ABNT Resistência à compressão aos 28 dias MPa RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO MPa Cimentos por serem aglomerantes hidráulicos devem ser guardados longe de qualquer fonte de umidade em locais bem secos e protegidos de preferência em sacos fechados em locais não expostos à chuva Prática recomendada é empilhar sacos de cimento sobre estrados secos de madeira a 30 cm do chão e de qualquer parede para evitar a umidade As pilhas não devem ter mais de 10 sacos de altura para evitar possível empedramento O material utilizado em ampla escala para estocagem de cimento é o papel Kraft desde que ele boa resistência mecânica logo não rasga com facilidade e tem boa resistência a médiasaltas temperaturas o que permite ensacamento de cimento ainda quente a baixo custo para otimizar fluxo de produção o que não funciona com outros materiais plásticos baratos RS Resistente a Sulfatos CP I RS CP II E RS CP III RS CP IV RS Teor de C3A do clínquer e teor de adições carbonáticas de no máximo 8 e 5 em massa respectivamente Cimentos do tipo altoforno que contiverem entre 60 e 70 de escória granulada de altoforno em massa Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25 e 40 de material pozolânico em massa Cimentos com antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação BC NBR 13116 Designado por siglas e classes de seu tipo acrescidas de BC Geram até 260 Jg aos 3 dias e até 300 Jg aos 7 dias de hidratação Podem ser qualquer um dos tipos básicos Ex CP III32 BC ou CP IV32 BC Ensaio NBR 12006 Determinação do Calor de Hidratação pelo Método da Garrafa de Langavant Retarda o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto evitando fissuras de origem térmica devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento Aglomerantes Hidráulicos Fonte Falcão Bauer Cimento Cálcio Aluminoso O CCA foi desenvolvido pela primeira vez na França no século XIX por Louis Vicat Sua produção envolve a fusão de calcário e bauxita ou alumina a altas temperaturas geralmente acima de 1400C O processo de fabricação resulta em um clínquer composto principalmente de aluminato tricálcico C3A e outros compostos de aluminato de cálcio Além do C3A o CCA também contém outros compostos de aluminato de cálcio como o aluminato monocálcico C4A e o aluminato de tetracálcio C4AF Aplicação Aplicações que exigem alta resistência inicial Concretos refratários para fornos industriais Argamassas resistência à corrosão Aglomerantes Hidráulicos Fonte Falcão Bauer Cimento SulfoAluminoso O CCSA foi desenvolvido pela primeira vez na Alemanha e sua produção envolve a fusão de matériasprimas contendo sulfatos como gipsita gesso natural e bauxita a altas temperaturas geralmente entre 1300C e 1450C O processo de fabricação resulta em um clínquer que contém principalmente compostos de sulfoaluminato de cálcio O componente principal do CCSA é o sulfoaluminato de cálcio C4A3S que é predominante na composição e é responsável pelas propriedades distintivas deste cimento Durante a hidratação os compostos de sulfoaluminato reagem rapidamente com a água para formar produtos hidratados incluindo etringita sulfato de cálcio alumínio hidratado O CCSA é usado principalmente em aplicações especiais que requerem endurecimento extremamente rápido e resistência a sulfatos como obras de contenção reparos emergenciais e construção subaquática Novos Aglomerantes Fonte Falcão Bauer LC3 Limestone Calcined Clay Cement Os cimentos LC3 limestone calcined clay cement podem ser uma alternativa sustentável à utilização do cimento Portland Esse cimento é composto por clínquer de cimento argilas calcinadas gesso e filer calcário As argilas assim como os calcários estão entre os principais materiais encontrados na crosta terrestre e sabese que a demanda por argilas mais puras ricas em caulinita é grande para as industrias cerâmicas refratárias e de papel O LC3 contribui para as questões de emissões de CO2 comparados com o cimento Portland httpslc3ch Novos Aglomerantes Fonte Falcão Bauer Geopolymer e Alkaliactivated materials Obtido pela reação química entre aluminosilicatos e reagentes alcalinos Aglomerantes Parte II httpswwwgooglecomsearchqextraC3A7C3A3odeareiaagregadotbmischved2ahUKEwjjyv2roMeAAxWVILkGHWBTAoMQ2cCegQIABAAoqextraC3A7C3A3odeareiaagregadogslcpCgNpbWcQAzoECCMQJzoHCCMQ6gIQJzoHCAAQigUQQzoFCAAQgAQ6CAgAEIAEELEDOgYIABAFEB46BAgAEB46BwgAEBgQgARQpBFYWFgtWZoB3AAeAOAAZQBiAHUL5IBBDAuNTWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ7ABCsABAQsclientimgeiIynPZKOtNJXB5OUP4KaJmAgbih651biw1366imgrcwkzUG38afETvM