Aula aglomerantes, Notas de aula de Alta Entropia de Ligas Metálicas. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ)
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letIcia_de_morais30 de Março de 2016

Aula aglomerantes, Notas de aula de Alta Entropia de Ligas Metálicas. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ)

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AULA DE MATERIAIS DA CONST CIVIL
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Ciência dos materiais

Materiais de

Construção 1 Claudio Geraldo Guimarães

Guimaraes.iron@gmail.com

Aglomerantes

Tipos

Asfalto

Materia hidrocarbonatada de cor preta presente em muitos petróleos crus, nos quaios se encontra dissolvido.

Classificação

• Cimentos asfálticos ( de consistência firme, aplicado a quente)

• Asfaltos líquidos (dissolvidos em óleo)

• Emulsões asfálticas (agua, cimento asfáltico e agente emulsificador)

Asfalto

Esquema de Produção

Cal

Tipos de Cal

Tipos de Cal

Tipos de Cal

Processo de fabricação da cal

Requisitos e critérios de qualidade da

cal hidratada

Cal residual da produção de acetileno

Cal hidráulica

Aplicações

Aplicações

Aplicações

Gesso

Gesso

Gesso

Gesso - Fabricação

Gesso - Fabricação

Gesso - Fabricação

Gesso - Fabricação

Gesso – matéria prima

Gesso – matéria prima

Gesso – matéria prima

Hidratação, pega e endurecimento

Hidratação, pega e endurecimento

Hidratação, pega e endurecimento

Hidratação, pega e endurecimento

Hidratação, pega e endurecimento

Hidratação, pega e endurecimento

Propriedades

Propriedades

Propriedades

Propriedades

Propriedades

Propriedades

Aditivos retardadores de pega

Aditivos retardadores de pega

Aplicação

Aplicação

Aplicação

Aplicação

Aplicação

Cimento

Cimento

Cimento - Fabricação Clinquer

Cimento - Fabricação

Cimento - Fabricação

Cimento - Fabricação

Cimento - Fabricação

Cimento - Fabricação

Cimento - Fabricação As reações químicas que ocorrem pela ação da temperatura, a partir da matéria prima constituída principalmente por cal, sílica, alumina e óxidos de ferro levam à formação dos componentes principais do clínquer Portland, os quais cristalizam em elementos mais ou menos individualizados, enumerados a seguir, com indicação da percentagem em que normalmente ocorrem nos cimentos Portland: • Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 (de 20 a 65%) C3S (Alite) • Silicato bicálcico 2CaO.SiO2 (de 10 a 55%) C2S (Belite) • Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 (de 0 a 15%) C3A(aparece c/ mat. vítrea) (Celite) • Aluminoferrato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (de 5 a

15%) C4AF

Cimento - Fabricação Esquematicamente podem-se resumir assim as transformações sofridas pelas matérias primas pela ação da temperatura até à obtenção do clínquer: • Até 100ºC evapora-se a água livre, secando a mistura de calcário e

argila. • Até 450ºC sai a água adsorvida nos componentes da matéria

prima. • Até 700ºC dá-se a ativação dos silicatos por desidratação e

alterações na rede • cristalina. • De 700 a 900ºC dá-se a decomposição dos carbonatos de cálcio (e

de magnésio) com a formação de óxido de cálcio (e de magnésio). Começa a combinação da alumina, óxidos de ferro e sílica ativada com o óxido de cálcio. Inicia-se a formação de belite (silicato bicálcico←sílica+cal) e a formação de aluminato de cálcio 12CaO.7Al2O3 (C12A7←alumina+cal) e aluminoferrato bicálcico (C2AF) tetracálcico está constituído e o teor de silicato bicálcico (belite) atinge o máximo.

Cimento - Fabricação • A 1260ºC principia o aparecimento da fase líquida,

constituída pela combinação de parte de óxido de cálcio com os óxidos de alumínio e de ferro, a qual promove a constituição do silicato tricálcico (alite), a partir do silicato bicálcico (belite) já formado. Mas parte do silicato bicálcico subsiste pois este não se pode transformar em tricálcico sem que haja ainda algum óxido de cálcio livre. Ver-se-á que este óxido de cálcio (livre) pode ser nocivo porque a sua hidratação se dá com expansão, a qual se pode tornar perigosa quando o seu teor exceda 2% e se encontre cristalizado (Coutinho, 1988).

Durante o arrefecimento a fase fundida não deve cristalizar. Se o arrefecimento for lento o C3A cristaliza e o óxido de magnésio poderá formar grandes cristais. No diagrama da Figura 23 não está representado o que se passa com os sulfatos alcalinos, que se individualizam durante o processo de arrefecimento (Jackson, 1998; Coutinho, 1988).

Cimento - Fabricação

1. alite (silicato tricálcio) – cristais

amarelados, de forma

aproximadamente hexagonal.

2. belite (essencialmente silicato

bicálcico) – cristais mais escuros,

arredondados.

3. A fase intersticial (celite, massa

vítrea etc.) a temperaturas

elevadas era material fundido

encontrando-se agora cristalizado

numa mistura de soluções sólidas

entre ferrato de cálcio e aluminato

de cálcio, que inclui o

aluminoferrato tetracálcico

(C4AF). (As manchas irregulares

são resina de preparação para

observação).

Figura 24 (Glasser, 1998) – Estrutura de um clínquer Portland relativamente comum

observado ao microscópio óptico:

Cimento - Fabricação

Figura 25 – Estrutura de um clínquer Portland idêntico ao anterior: 1. alite – cristais escuros

azulados (com inclusões de belite)

2. belite – cristais arredondados, muitos em forma de maclas (Glasser, 1998).

Cimento - Fabricação

Figura esquemática

Cimento - Fabricação

As propriedades do cimento são dominadas pela natureza da estrutura do clínquer, a qual se pode dizer que varia de cimento para cimento devido às diferenças nas matérias-primas e no modo de fabricação. Com efeito, é importante voltar a assinalar que a formação do clínquer resulta de reações no estado semi-sólido: apenas cerca de 20% da matéria-prima funde, e os outros 80% reagem no estado sólido. Por isso, enquanto os materiais obtidos inteiramente por fusão, como o ferro fundido, o aço, etc., não são influenciados pelo seu antigo estado, o mesmo não acontece com o clínquer, pois, porque não passou totalmente pelo estado fluído, a cristalização e sobretudo os defeitos da cristalização são influenciados pela constituição cristalográfica do calcário e da argila primitivos.

Cimento - Fabricação

Portanto os clínqueres, mesmo com composições químicas idênticas, podem ter características diferentes, segundo a natureza do material na pedreira de origem. Acresce ainda que fatores como a história térmica do clínquer (tanto dentro do forno como durante o arrefecimento), as dimensões e forma das partículas que compõem o cru, as variações acidentais da composição química do cru – tanto devidas a erros acidentais da dosagem como da natureza e concentração de impurezas tais como magnésio, compostos de flúor, fosfatos, óxidos de chumbo e zinco, álcalis e sulfuretos – contribuem para alterar a estrutura do clínquer. Daqui resulta a enorme variabilidade nas propriedades do cimento que não pode ser explicada apenas pela análise química (Coutinho, 1988).

Cimento - Fabricação

Cimento - Mineralogia

Cimento - Mineralogia

Cimento – Outros constituintes

Cimento – Outros constituintes

Cimento – Hidratação

Cimento – Hidratação

Cimento – Hidratação

Cimento – Hidratação

Cimento – Hidratação

Cimento – Hidratação

Cimento – Propriedades

Cimento – Propriedades

Cimento – Propriedades

Cimento – Propriedades

Cimento – Propriedades

Cimento –

Propriedades

Cimento – Propriedades

Cimento – Propriedades

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Tipos de cimento

Fornecimento

Armazenamento

Armazenamento

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