Aglomerantes da construção civil, Pesquisas de Construção. Universidade Paulista (UniP)
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2. AGREGADOS

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 18

3. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

Aglomerantes 1. Definição e Uso Aglomerante é o material ativo, ligante, em geral pulverulento, cuja principal função é formar uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado. São utilizados na obtenção das argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas. As pastas são, portanto, misturas de aglomerante com água. São pouco usadas devido aos efeitos secundários causados pela retração. Podem ser utilizadas nos rejuntamentos de azulejos e ladrilhos. As natas são pastas preparadas com excesso de água. As natas de cal são utilizadas em pintura e as de cimento são usadas sobre argamassas para obtenção de superfícies lisas. As argamassas e os concretos serão estudados nos capítulos seguintes. 2. Classificação dos Aglomerantes

Os aglomerantes podem ser classificados, quanto ao seu princípio ativo, em:

aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO2 no ar, como por exemplo a cal aérea.

hidráulicos: são os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da água, como

por exemplo a cal hidráulica, o cimento Portland, etc. Este fenômeno recebe o nome de hidratação.

poliméricos: são os aglomerantes que tem reação devido a polimerização de uma

matriz.

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3. Conceito de Pega Pega é a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar, por exemplo, água a um aglomerante hidráulico, depois de certo tempo, começam a ocorrer reações químicas de hidratação, que dão origem à formação de compostos, que aos poucos, vão fazendo com que a pasta perca sua fluidez, até que deixe de ser deformável para pequenas cargas e se torne rígida. Início de pega de um aglomerante hidráulico é o período inicial de solidificação da pasta. É contado a partir do lançamento da água no aglomerante, até ao início das reações químicas com os compostos do aglomerante. Esse fenômeno é caracterizado pelo aumento brusco da viscosidade e pela elevação da temperatura da pasta. Fim de pega de um aglomerante hidráulico é quando a pasta se solidifica completamente, não significando, entretanto, que ela tenha adquirido toda sua resistência, o que só será conseguido após anos. A determinação dos tempos de início de e de fim de pega do aglomerante são importantes, pois através deles pode-se ter idéia do tempo disponível para trabalhar, transportar, lançar e adensar argamassas e concertos, regá-los para execução da cura, bem como transitar sobre a peça. Com relação ao tempo de início de pega os cimentos brasileiros se classificam em:

• cimentos de pega normal tempo > 60 minutos • cimentos de pega semi-rápida 30 minutos < tempo < 60 minutos • cimentos de pega rápida tempo < 30 minutos

No caso dos cimentos de pega normal, o fim da pega se dá, de cinco a dez horas depois do lançamento da água ao aglomerante. Nos cimentos de pega rápida, o fim da pega se verifica poucos minutos após o seu início. 4. Cal É o produto obtido pela calcinação de rochas calcárias a temperaturas elevadas. Existem três tipos de cales: cal aérea (cal virgem e cal hidratada) e a cal hidráulica. 4.1. Cal Virgem É o aglomerante resultante da calcinação de rochas calcárias (CaCO3) numa temperatura inferior a de fusão do material (850 a 900 0C).

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Além das rochas calcárias, a cal também é obtida de resíduos de ossos e conchas de animais. O fenômeno ocorrido na calcinação do calcário é o seguinte: Ca CO3 + calor (900 0C) ⇒ Ca O + CO2 Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico O produto que se obtém com a calcinação do carbonato de cálcio recebe o nome de cal virgem, ou cal viva (CaO), que ainda não é o aglomerante usado em construção. O óxido deve ser hidratado para virar hidróxido de cálcio Ca(OH)2 denominado de cal extinta ou cal queimada. CaO + H2O => Ca (OH)2 Cal virgem + água => Cal extinta + calor O processo de hidratação da cal virgem é executado no canteiro de obras. As pedras são colocadas em tanques onde ocorre a sua extinção ao se misturarem com a água. O fenômeno de transformação de cal virgem em cal extinta é exotérmico, isto é, se dá com grande desprendimento de calor (250 cal/g, podendo em alguns casos a temperatura atingir 400 0C), o que torna o processo altamente perigoso. Após a hidratação das pedras, o material deverá descansar por 48 horas no mínimo, antes de ser utilizado na obra. As argamassas de cal, inicialmente, têm consistência plástica, mas endurecem por recombinação do hidróxido com o gás carbônico, presente na atmosfera (daí o nome cal aérea), voltando ao seu estado inicial de carbonato de cálcio. Ca (OH)2 + CO2 ⇒ CaCO3 + H2O Cal extinta + gás carbônico ⇒ Carbonato de cálcio + água A cal viva ou cal virgem é distribuída no comércio em forma de pedras, como saem do forno ou mesmo moídas e ensacadas. 4.2. Cal Hidratada Cal hidratada é um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de hidratação. É apresentada como um produto seco, na forma de um pó branco de elevada finura. A cal é encontrada no mercado em sacos de 20 kg. A cal hidratada oferece sobre a cal virgem algumas vantagens, entre elas:

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• maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do canteiro de obras a operação de extinção;

• maior facilidade de transporte e armazenamento.

4.3. Cal Hidráulica Este tipo de cal é um aglomerante hidráulico, ou seja endurece pela ação da água, e foi muito utilizado nas construções mais antigas, sendo posteriormente, substituído pelo cimento Portland. 4.4. Aplicação da Cal A cal pode ser utilizada como único aglomerante em argamassas para assentamento de tijolos ou revestimento de alvenarias ou em misturas para a obtenção de blocos de solo/cal, blocos sílico/calcário e cimentos alternativos. Durante muito tempo a cal foi largamente empregada em alvenarias, que vêm atravessando muitos séculos de vida útil. Atualmente o maior emprego da cal se dá, misturada ao cimento Portland. Por causa da elevada finura de seus grãos (2 µm de diâmetro), e conseqüente capacidade de proporcionar fluidez, coesão (menor suscetibilidade à fissuração) e retenção de água, a cal melhora a qualidade das argamassas. A cal confere uma maior plasticidade as pastas e argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformações, sem fissuração, do que teriam com cimento Portland somente. As argamassas de cimento, contendo cal, retêm mais água de amassamento e assim permitem uma melhor aderência. A cal também é muito utilizada, dissolvida em água para pinturas, na proporção de mais ou menos 1,3 gramas por litro de água. A esta solução chama-se nata de cal e sua utilização é conhecida como caiação. As tintas de cal, além do efeito estético, têm, também, efeito asséptico, devido a sua alta alcalinidade (PH alto).5. Gesso 5.1. Definição Dos aglomerantes utilizados na construção civil, o gesso é o menos utilizado no Brasil. No entanto, ele apresenta características e propriedades bastante interessantes, dentre as quais, pode-se citar o endurecimento rápido, que permite a produção de componentes sem tratamento de aceleração de endurecimento. A plasticidade da pasta fresca e a lisura da superfície endurecida são outras propriedades importantes.

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O gesso é um aglomerante de pega rápida, obtido pela desidratação total ou parcial da gipsita, seguido de moagem e seleção em frações granulométricas em conformidade com sua utilização. A gipsita é constituída de sulfato de cálcio mais ou menos impuro, hidratado com duas moléculas de água. As rochas são extraídas das jazidas, britadas, trituradas e queimadas em fornos. CaSO4 + 2H2O De acordo com a temperatura do forno o sulfato de cálcio bi-hidratado se transforma em três diferentes substâncias: 1ª Fase - gesso rápido ou gesso estuque (CaSO4 + 2H2O) + calor = 150 0C ⇒ (CaSO4 + ½ H2O) 2ª Fase - gesso anidro solúvel (CaSO4 + 2H2O) + 150 0C < calor < 300 0C ⇒ CaSO4 3ª Fase - gesso anidro insolúvel (CaSO4 + 2H2O) + Calor > 300 0C ⇒ CaSO4 O gesso é um aglomerante de baixo consumo energético. Enquanto a temperatura para processamento do cimento Portland é da ordem de 1450 0C, a da cal entre 800 e 1000 0C, a do gesso não ultrapassa 300 0C. As propriedades aglomerantes do gesso devem-se à hidratação do sulfato de cálcio semi-hidratado e do sulfato de cálcio solúvel que reconstituem o sulfato de cálcio bi- hidratado. 5.2. Aplicações do Gesso Devido a sua principal característica, o rápido endurecimento, o gesso presta-se à moldagem. Quanto a suas principais aplicações destacam-se:

• material de revestimento (estuque); • placas para rebaixamento de teto (forro); • painéis para divisórias; • elementos de ornamentação, como: sancas, florões, etc.

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6. Cimento Portland 6.1. Definição Cimento Portland é a denominação técnica do material usualmente conhecido na construção civil como cimento. O cimento Portland foi criado e patenteado em 1824, por um construtor inglês, chamado Joseph Aspdin. Naquela época, era moda na Inglaterra construir com uma pedra, de cor acinzentada, originária da ilha de Portland, situada ao sul do país. Como o resultado da invenção de Aspdin se assemelhava, na cor e na dureza a pedra de Portland, foi patenteada com o nome de cimento Portland. O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob ação da água, sendo, portanto, um aglomerante hidráulico. Depois de endurecido, mesmo sob ação da água, não se decompõe mais. O cimento é hoje, sem dúvida, o mais importante dos aglomerantes, sendo de fundamental importância conhecer bem suas propriedades, para poder aproveitá-las da melhor forma possível. 6.2. Composição do Cimento Portland O cimento Portland é composto de clínquer, com adições de substâncias que contribuem para suas propriedades ou facilitam o seu emprego. Na realidade, são as adições que definem os diferentes tipos de cimento. O clínquer, tem como matérias-primas o calcário e a argila. A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções adequadas, com argila, também moída. Essa mistura atravessa então, um forno giratório, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450 0C, atingindo uma fusão incipiente. Esse calor é que transforma a mistura, no clínquer, que se apresenta primeiramente na forma de pelotas. Na saída do forno, o clínquer ainda incandescente é bruscamente resfriado, e finamente moído, transformando-se em pó. Na Figura 2 é apresentada o esquema de fabricação do cimento Portland. No clínquer em pó está a essência do cimento, pois é ele quem tem a característica de desenvolver uma reação química, na presença da água, cujas conseqüências físicas, são, primeiramente, tornar-se pastoso, portanto moldável e, em seguida endurecer, adquirindo elevada resistência e durabilidade. Detalhando um pouco, podemos dizer que a mistura moída de calcário e argila ao atingir a fusão incipiente (±30% de fase líquida), apresenta reações entre o carbonato de cálcio (CaCO3), presente no calcário e os diversos óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3, etc.) presentes

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na argila, formando silicatos e aluminatos, que apresentam reações de hidratação, podendo, então, o material resultante apresentar resistência mecânica. Os principais silicatos formados na calcinação do calcáreo e da argila, são:

• silicato dicálcico 2CaO.SiO2 (C2S) • silicato tricálcico 3CaO.SiO2 (C3S) • aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 (C3A) • ferro aluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF)

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FIGURA 2 – Fabricação do cimento Portland. (ABCP) A mistura de cimento e água forma uma solução alcalina de PH entre 11 e 13, na qual os silicatos se solubilizam, saturando a solução e se depositando, na forma de hidratados insolúveis que formam cristais que se entrelaçam, tomando a mistura a forma de um sólido. Os teores médios dos componentes dos cimentos brasileiros são dados na Tabela 2. TABELA 2 - Teores médios dos componentes dos cimentos brasileiros.

Componente Percentual

3CaO.SiO2 (C3S) 42 a 60% 2CaO.SiO2 (C2S) 14 a 35% 3CaO.Al2O3 (C3A) 06 a 13% 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) 05 a 10% SO3 1,0 a 2,3% MgO 0,8 a 6,0% K2O – Na2O 0,5 a 1,5% TiO2 – Mn3O4 - P2O5 Traços A Figura 3, a seguir, mostra o comportamento mecânico dos componentes hidratáveis do cimento.

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FIGURA 3 - Comportamento mecânico dos compostos de cimento (Petrucci, 1979). Analisando a figura anterior verifica-se que: a) o silicato tricálcico (C3S) é o maior responsável pela resistência em todas as idades, especialmente no primeiro mês de vida; b) o silicato dicálcico (C2S) é o maior responsável pelo ganho de resistência em idades mais avançadas, principalmente, após um ano de idade; c) o aluminato tricálcico (C3A) contribui para ganhos de resistência especialmente no primeiro dia; d) o ferro aluminato tetracálcico (C4AF) pouco contribui para a resistência do cimento; e e) o silicato tricálcico (C3S) e o aluminato tricálcico (C3A) muito contribuem para a liberação do calor de hidratação do cimento, devido ao grande ganho de resistência que apresentam no 10 dia. As adições são as outras matérias-primas, que misturadas ao clínquer na fase de moagem, fazem com que se obtenha os diversos tipos de cimento Portland disponíveis no mercado. As principais matérias-primas adicionadas ao clínquer são: o gesso, as escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos. A contribuição de cada uma destas adições, às propriedades finais do cimento podem ser resumidas da seguinte forma: • gesso: tem como função básica regular o tempo de pega do cimento; • escória de alto-forno: é o subproduto obtido durante a produção de ferro-gusa nas

indústrias siderúrgicas, resultante do processo de fusão do minério de ferro, com cal e carvão. A escória se separa do ferro gusa por diferença de densidade. Quimicamente, é composta de uma série de silicatos que ao serem adicionados ao clínquer do cimento, são capazes de sofrer reações de hidratação e posterior endurecimento. A adição de escória contribui para a melhoria de algumas propriedades do cimento, como, por exemplo, a durabilidade e a resistência à agentes químicos;

materiais pozolânicos: são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas

encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas e derivados da queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros. Esses materiais, também apresentam propriedades ligantes, se bem que de forma potencial (para que passem a desenvolver a propriedade de ligante não basta a água, é necessária a presença de mais um outro material, por exemplo o clínquer). O cimento com adição desse material apresenta a vantagem de conferir maior impermeabilidade as misturas com ele produzidas;

materiais carbonáticos: são minerais moídos e calcinados. Contribui para tornar a mistura

mais trabalhável, servindo como um lubrificante entre as partículas dos demais componentes do cimento.

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6.3. Principais Tipos de Cimento Portland Existem vários tipos de cimento Portland, cuja diferença é feita basicamente em função das adições das matérias-primas, vistas anteriormente, que entram na composição final do cimento. Conforme estas adições as características e propriedades dos cimentos variam, influenciando seu uso e aplicação. A designaçãodos cimentos é feita de acordo com o teor de seus componentes (% em massa). As últimas revisões das especificações brasileiras, realizadas pela ABNT, modificaram algumas das designações dos cimentos Portland fabricados no Brasil. Além de existirem vários tipos de cimento, existem, também, diferentes classes de cimento. A classe do cimento define a resistência à compressão que o cimento tem que atingir aos 28 dias. 6.3.1. Designação dos Cimentos Os principais tipos de cimento Portland oferecidos no mercado, ou seja, mais empregados nas diversas obras de construção civil, são a seguir apresentados pelas suas designações e siglas (códigos adotados para identificação, inclusive na sacaria):

CIMENTO PORTLAND COMUM

CP I - Cimento Portland Comum CP I-S - Cimento Portland Comum com Adição

CIMENTO PORTLAND COMPOSTO CP II-E - Cimento Portland Composto com Escória CP II-Z - Cimento Portland Composto com Pozolana CP II-F - Cimento Portland Composto com Fíler

CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO CP III

CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO CP IV

CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL CP V - ARI

CIMENTO PORTLAND RESISTENTE À SULFATOS São designados pela sigla original de seu tipo acrescida de RS Por exemplo: CP V - ARI RS

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CIMENTO PORTLAND BRANCO CPB - Cimento Portland Branco (Estrutural e Não Estrutural)

6.3.2. Classes de Cimento A classe dos cimentos define a sua resistência mecânica aos 28 dias e, tal como os tipos de cimento, também é expressa de forma abreviada, ou seja, em código. A resistência mecânica dos cimentos é determinada pela resistência à compressão apresentada por corpos-de-prova produzidos com Argamassa Normal1. A forma dos corpos- de-prova, suas dimensões, características, dosagem da argamassa e os métodos de ensaios, são definidos pela NBR 7215. Até o ano de 1986, a unidade em que se media a resistência do corpo-de-prova padronizado era o quilograma-força por centímetro quadrado. A partir do ano de 1987, a resistência à compressão dos cimentos brasileiros passou a ser expressa pela unidade internacional chamada MegaPascal, conforme determinação do INMETRO. Essa nova unidade é abreviada como MPa e como 1 MPa é exatamente igual a 10,197 kgf/cm2, essa relação é arredondada para 1 MPa ≅ 10 kgf/cm2. No Brasil existem três classes de cimento e a Tabela 3 mostra como elas eram definidas e codificadas até 1986 e como são agora. TABELA 3 - Classes de cimento.

Definição antiga

Definição nova

Resistência à

compressão aos 28 dias de idade

Código de

identificação da classe

Resistência à

compressão aos 28 dias

Código de

identificação da classe

250 kgf/cm2 250 25Mpa 25 320 kgf/cm2 320 32 Mpa 32 400 kgf/cm2 400 40 Mpa 40

Nem todos os tipos de cimento Portland são oferecidos nas três classes. A oferta de cimento segundo o tipo e a classe é apresentada na Tabela 4. A classe de cimento mais usual é a CP-32, estando a CP-25, praticamente fora de comercialização. 1 Argamassa Normal é a mistura de cimento, areia normal e água. Areia Normal é a areia fornecida pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo-(IPT) e deve satisfazer a norma NBR 7214.

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TABELA 4 - Oferta de cimento Portland, segundo a classe e a resistência à compressão.

Cimento

Classe

Resistência mínima à compressão (MPa)

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias

CP I CP I-S

25 32 40

- - -

8 10 15

15 20 25

25 32 40

CP II-E CP II-Z CP II-F

25 32 40

- - -

8 10 15

15 20 25

25 32 40

CP III

25 32 40

- - -

8 10 12

15 20 23

25 32 40

CP IV 25 32

- -

8 10

15 20

25 32

CPB

(estrutural)(1)

25 32 40

- - -

8 10 15

15 20 25

25 32 40

CP V-ARI - 11 22 31 - RS 32 - 10 20 32

(1) O CPB não estrutural não se divide em classes de resistência. 6.3.3. Teores dos Componentes e Propriedades Os teores dos componentes do cimento são apresentados pelo percentual em massa. São também ressaltadas as principais propriedades de cada tipo de cimento em função de sua composição. CIMENTO PORTLAND COMUM (EB 1/NBR 5732)

Sigla

Clínquer+sulfato s de cálcio

Escória granulada

Material pozolânico

Material carbonático(1)

CP I 100 0 CP I-S 99-95 1-5 (1) Com, no mínimo, 85% de CaCO3. O cimento Portland comum é aquele constituído basicamente de clínquer, gesso e nenhuma ou muito pequenas quantidades de materiais carbonáticos e adições de escória de alto forno ou materiais pozolânicos.

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CIMENTO PORTLAND COMPOSTO (EB 2138/NBR 5732)

Sigla

Clínquer+sulfato s de cálcio

Escória granulada(2)

Material pozolânico(3)

Material carbonático(4)

CP II-E 94-56 6-43 - 0-10 CP II-Z 94-76 - 6-14 0-10 CP II-F 94-90 - - 6-10 (2) e (3) A determinação do teor é facultativa. (4) Com, no mínimo, 85% de CaCO3, a determinação do seu teor é facultativa. Quando a quantidade de adição está em torno de 10% a Norma Brasileira classifica como cimento Portland composto, com os três subtipos vistos acima. CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO (EB208/NBR 5735)

Sigla

Clínquer+sulfato s de cálcio

Escória granulada(5)

Material pozolânico

Material carbonático(6)

CP III 65-25 35-70 - 0-5 (5) A determinação do teor é facultativa. Quando entre 60% e 70%, o cimento é considerado resistente a sulfatos. (6) Com, no mínimo, 85% de CaCO3. O cimento Portland de alto-forno se caracteriza por conter quantidades maiores de adição de escória de alto-forno. A escória, como já foi explicado, da forma como é obtida, também possui a propriedade potencial de ligante hidráulico, ou seja, em presença de água e meio alcalino, desenvolve uma reação química que a torna primeiro pastosa e depois endurecida. Mas, a reação química da escória de alto-forno em presença de água apresenta pequenas diferenças em relação à desenvolvida pelo clínquer em pó com essa mesma água. De um lado, a reação química da escória de alto-forno com a água se processa em velocidade um pouco menor do que a do clínquer moído. Em conseqüência disso, o cimento de alto-forno leva mais tempo para endurecer. Mas, em compensação, esse tempo a mais permite que os grãos e partículas que o compõem se liguem melhor entre si, reduzindo, também, os espaços vazios ou poros entre eles, fato que proporciona uma maior durabilidade e, principalmente, um ganho significativo de resistência em idades mais avançadas. Por outro lado, o cimento de alto-forno produz menos calor durante a hidratação. Este fato, em geral, beneficia as argamassas e os concretos confeccionados com esse tipo de cimento.

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CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO (EB 758/NBR 5736) Sigla

Clínquer+sulfatos

de cálcio Escória

granulada Material

pozolânico(7) Material

carbonático(8)

CP IV 85-45 - 15-50 0-5 (7) Quando entre 25% e 40%, o cimento é considerado resistente a sulfatos. (8) Com, no mínimo, 85% de CaCO3. O cimento Portland pozolânico se caracteriza por conter uma quantidade maior de adição de materiais pozolânicos. Os materiais pozolânicos, como as escórias de alto-forno, apresentam propriedade potencial de atuar como ligante hidráulico. A reação dos materiais pozolânicos com a água só vai acontecer quando houver, também, a presença de clínquer em pó. Na realidade, a reação dos materiais pozolânicos só começa depois que a reação entre o clínquer moído e a água já estiver iniciada. Mas, em compensação, uma vez iniciada, ela se processa em velocidade superior à do cimento de alto-forno (CP III), embora ainda um pouco menor que a do cimento Portland comum, de modo que continua havendo mais tempo para que as partículas e grãos que compõem o cimento pozolânico se liguem de forma mais íntima, através de um número maior de pontos de contato, reduzindo, assim, os espaços vazios ou poros entre eles, com o conseqüente aumento de durabilidade. Por outro lado, como a velocidade da reação do cimento pozolânico com a água é mais lenta, também é menor o efeito do calor gerado nessa reação, sobre as argamassas e concretos. CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (EB 2/NBR 5733) Sigla

Clínquer+sulfatos

de cálcio Escória

granulada Material

pozolânico Material

carbonático(9)

CP V 100-95 - - 0-5 (9) Com, no mínimo, 85% de CaCO3, a determinação do teor é facultativa. O cimento Portland de alta resistência inicial não é propriamente um tipo de cimento que se diferencia dos demais pelas matérias-primas que são adicionadas ao seu clínquer moído com gesso. Trata-se, na realidade, de um tipo particular de cimento Portland comum, cuja principal diferença em relação aos demais tipos é atingir altas resistências nos primeiros dias. O que faz o cimento de alta resistência inicial desenvolver essas altas resistências nos primeiros dias é a utilização de uma dosagem diferenciada de calcário e argila na produção do clínquer, bem como a sua moagem mais fina, de modo que esse cimento, ao reagir com a água, adquira elevadas resistências, com velocidade muito maior.

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CIMENTO PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS (EB 903/NBR 5737) São considerados cimentos resistentes a sulfatos:

a) os que tiverem teores de C3A do clínquer e de adições carbonáticas iguais ou inferiores a 8% e 5% (em massa do aglomerante total), respectivamente; b) os que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência a sulfatos; c) os Portland de alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada e os Portland pozolânicos com 25% a 40% de material pozolânico.

Nos dois primeiros casos o cimento deve atender, ainda, a uma das normas NBR 5732, 5733, 5735, 5736 e 11578. Se cimento Portland de alta resistência inicial (NBR 5733), admite-se a adição de escória granulada de alto-forno ou de materiais pozolânicos, para os fins específicos da NBR 5737. CIMENTO PORTLAND BRANCO (PN 18:101.01-008)

Tipo Clínquer branco+sulfatos de

cálcio

Materiais Carbonáticos

Cimento Portland Branco

Estrutural

100-75

0-25

Cimento Portland Branco

Não Estrutural

74-50

26-50

O cimento Portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais tipos pela coloração. Trata-se de um cimento composto basicamente de clínquer e gesso, sendo que no processo de fabricação do seu clínquer é eliminado o ferro contido na argila, já que é esse mineral o responsável pela coloração cinza dos demais tipos de cimento Portland. No Brasil, o cimento Portland branco é oferecido no mercado em duas versões; uma para uso em argamassa e pastas, o cimento branco não estrutural e outra que pode ser empregada para fazer concretos, denominada de cimento branco estrutural. O cimento branco estrutural, além de atender a uma possível estética de projeto, também, faz com que a superfície reflita os raios solares, transmitindo menos calor para o interior da construção.

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 33

6.3.4. Comparação dos Principais Tipos de Cimentos Portland quanto a Ganho de

Resistência A resistência à compressão é uma das características mais importantes do cimento Portland e é determinada em ensaios descritos na Norma Brasileira. Com dados da Associação Brasileira de Cimento Portland, a média de ganho de resistência de alguns cimentos brasileiros, pode ser apresentada segundo o gráfico da Figura 4.

FIGURA 4 - Resistência média dos cimentos brasileiros. 6.3.5. Disponibilidade no Mercado dos Diversos Cimentos Como já foi dito, a classe de cimento habitualmente encontrado no mercado é a CP-32, estando a CP-25, praticamente fora de comercialização. Os cimentos do tipo pozolânico e de alto forno são comercializados em determinadas regiões onde se encontram em grandes quantidades as matérias-primas utilizadas em sua fabricação.

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 34

Os cimentos do tipo alta resistência inicial e resistentes a sulfatos só são disponíveis, praticamente, por encomenda. O tipo de cimento mais habitualmente encontrado no mercado é o composto, normalmente, com adição de escória, na classe 32 (CP II - 32). 6.4. Influências dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos A Tabela 5 apresenta de que forma os diversos tipos de cimento, agem sobre as argamassas e concretos de função estrutural com eles fabricados. TABELA 5 - Influência dos tipos de cimento nas argamassa e concretos.

Influência

Tipo de Cimento

CP I e II CP III CP IV CP V-ARI RS Branco Estrutural

Resistência à compressão

Padrão

Menor nos primeiros dias

e maior no final da cura

Menor nos primeiros dias

e maior no final da cura

Muito maior nos primeiros

dias

Padrão

Padrão

Calor gerado na reação do cimento

com a água

Padrão

Menor

Menor

Maior

Padrão

Padrão

Impermeabilidade Padrão

Maior

Maior

Padrão

Padrão

Padrão

Resistência aos agentes agressivos

Padrão

Maior

Maior

Padrão

Maior

Padrão

Durabilidade Padrão

Maior

Maior

Padrão

Maior

Padrão

Fonte: ABCP As influências assinaladas na tabela anterior são relativas, podendo-se ampliar ou reduzir o seu efeito sobre as argamassa e concretos, através do aumento e diminuição da quantidade de seus componentes, sobretudo a água e o cimento. As características dos demais componentes, também podem alterar a dimensão dessas influências. Pode-se, ainda, usar aditivos químicos para reduzir certas influências ou aumentar o efeito de outras, quando desejado. Tudo isso leva a conclusão de que é necessário estudar a dosagem ideal dos componentes das argamassas e concreto a partir do tipo de cimento escolhido, conforme será mostrado nos Capítulos 4 e 5. 6.5. Aplicações Usuais dos Diferentes Tipos de Cimento Portland

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 35

Em que pese a possibilidade de se ajustar, através da dosagem adequada, os diversos tipos de cimento às mais diversas aplicações, a análise das características e propriedades dos cimentos indicam as aplicações mais usuais, conforme a Tabela 6. TABELA 6 - Aplicações do cimento Portland.

Aplicação

Tipos de Cimento

Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Argamassa de assentamento de azulejos e ladrilhos

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrilhos

Branco (CBP)

Concreto simples (sem armadura) Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Concreto magro (para passeios e enchimentos)

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Concreto armado com função estrutural Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto protendido com protensão das barras antes do lançamento do concreto

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-Z, CP II-F), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto protendido com protensão das barras após o endurecimento do concreto

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto armado para desforma rápida, curado por aspersão de água ou produto químico

De Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto armado para desforma rápida, curado a vapor ou com outro tipo de cura térmica

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento curados por aspersão de água

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para desforma rápida, curados por aspersão de água

De Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para desforma rápida, curados a vapor ou com outro tipo de cura térmica

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Pavimento de concreto simples ou armado

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Pisos industriais de concreto Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)

Argamassas e concretos brancos ou coloridos para efeito estético ou proteção do calor do sol

Branco (CPB) e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Argamassa armada(1) Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Solo-cimento Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Argamassas e concretos para meios agressivos (água do mar e esgotos)

De Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Resistente a Sulfatos

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 36

(1) Devido à pouca experiência que se tem no Brasil sobre o uso do CP III e do CP IV na argamassa armada, deve-se consultar um especialista antes de especificá-los. 6.6. Embalagem e Armazenamento O cimento Portland é embalado em sacos de papel kraft, com 50 kg. No caso de grandes obras, e dispondo-se de silos para armazenamento, pode ser fornecido a granel. Quando fornecido em sacos, as embalagens são de marcação padronizada, contendo a marca, o fabricante, o tipo e a classe. Considerando que o cimento é um produto perecível, alguns cuidados são necessários para o armazenamento do cimento na obra, tais como:

abrigar da umidade - o cimento não deve, antes de ser usado, entrar em contato com a água ou com a umidade, pois caso isto aconteça, empedrará, Devemos reservar um local para construção de um barracão coberto, e com estrados de madeira, para isolar o contato dos sacos com o solo;

não formar grandes pilhas - a pressão dos sacos superiores sobre os inferiores

diminuem o módulo de finura do cimento. Recomenda-se não fazer pilhas com mais de 10 sacos.

não estocar por muito tempo - o cimento deve ser estocado por um período máximo

de um mês, mesmo assim tomando-se as precauções acima.

Na Figura 5 é mostrada a forma correta de se armazenar o cimento.

Materiais de Construção – Araujo, Rodrigues & Freitas 37

Figura 5 – Armazenamento do cimento.

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