Baixe Cimento Portland: Tipos, Composição, Propriedades e Aplicações e outras Exercícios em PDF para Ciência e Tecnologia dos Materiais, somente na Docsity!
Cimento é um aglomerante hidráulico que apresenta em sua composição óxidos (de cálcio, silício, alumínio, ferro) que endurece ao entrar em contato com a água.
*Obs.: A propriedade aglomerante do cimento provém dos seus produtos de hidratação!
TIPO CP XXX RR
Pega: é o termo utilizado para se referir ao enrijecimento do cimento, isto é, momento em que há mudança da sua fluidez para o estado rígido (há uma perda de consistência). A pega é causada por reações de hidratação envolvendo predominantemente os ALUMINATOS, os quais ao reagirem com água, formam a ETRINGITA- hidrato responsável pela PEGA (enrijecimento) e resistência inicial do cimento. C 3 A + CaSO 4 + 32 H 2 O ⇒ C 3 A·3CSO 3 ·32 H 2 O (ETRINGITA)
*O sulfato de cálcio (GESSO) atua como retardador (ou controlador da pega).
Endurecimento: É o ganho de resistência mecânica do cimento, proveniente das reações de hidratação dos SILICATOS com a água, que formam o GEL de Silicato de Cálcio Hidratado (C-S-H) e o hidróxido de cálcio Ca(OH) 4 *O hidróxido de cálcio pode ser maléfico ao concreto levando a manifestações patológicas como lixiviação e carbonatação
C 3 A H 2 O ETRINGITA
C 3 S H 2 O C-S-H
Compostos como C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF se dissolvem em compostos iônicos, levando à formação dos HIDRATOS (C-S-H (silicato de cálcio hidratado), CH (hidróxido de cálcio), etringita, monosulfoaluminatos)
As reações acontecem diretamente na superfície dos compostos de cimento anidro sem que os compostos entrem em solução.
Grãos de cimento anidro
Dissolução em água
Precipitação de hidratados
HIDRATAÇÃO => ÁGUA + SILICATOS E ALUMINATOS
Fonte: Metha & Monteiro
CUIDADO COM A FALSA PEGA!!!
Falsa pega é a denominação dada ao enrijecimento prematuro anormal do cimento em poucos minutos após a adição de água. Ela pode estar associada à desidratação do sulfato de cálcio, quando ele é moído com um clínquer muito quente; ou ao teor de álcalis que ao se carbonatar em seu armazenamento pode formar compostos que se precipitem e levem ao enrijecimento da pasta. Outra causa seria a ativação do C 3 S pela aeração em teores de umidade relativamente altos, pois a adsorvição do composto pela água resultaria em uma hidratação acelerada, caracterizando uma falsa pega.
Cimento Portland
Composição (SIGLA)
Resistência aos 28 dias (MPa) (CLASSE)
Ex.: CP II – Z - 32 (TIPO) CP II-Z (SIGLA); 32 (CLASSE) Nome técnico: Cimento Portland composto com VELOCIDADE DE HIDRATAÇÃO: SILICATOS < ALUMINATOS^ pozolana GAMA RESUMOS
É um material de origem natural (como cinzas vulcânicas) ou artificial (como cinza volante) que contém sílica na forma reativa. Quando finamente moído e na presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio a temperaturas ambientes, formando compostos cimentícios, como os silicatos de cálcio.
A cinza volante,
conhecida como cinza volante pulverizada, é a cinza precipitada elétrica ou mecanicamente a partir dos gases de combustão de usinas termoelétricas a carvão mineral.
*Lembrete: Para controlar qualquer reação álcali-agregado, a expansibilidade da mistura com cinza volante não deve exceder a obtida aos 14 dias na mistura de referência produzida com cimento de baixo teor de álcalis.
VANTAGENS DA POZOLANA: Baixa liberação de calor, de modo que o cimento pozolânico é um cimento de baixo calor de hidratação. Além disso, apresenta alguma resistência ao ataque por sulfatos e por ácidos fracos. A adição de pozolana ao cimento serve para aumentar a resistência e durabilidade do concreto, reduzindo sua permeabilidade. É, portanto, mais econômica e sustentável.
Outros exemplos de pozolana são a ARGILA CALCINADA (METACAULINITA)
A sílica ativa é relativamente nova entre os materiais cimentícios, tendo sido introduzida inicialmente como uma pozolana.
A sílica (SiO 2 ) na forma vítrea (amorfa) é altamente reativa, e as dimensões mínimas de suas partículas aceleram a reação com o hidróxido de cálcio produzido pela hidratação do cimento Portland. As diminutas partículas da sílica ativa podem entrar nos espaços entre as partículas de cimento, melhorando o empacotamento.
VANTAGENS DA SÍLICA: Importante para preenchimento de vazios, sendo muito utilizada no Concreto de Alto Desempenho (CAD) – importante para aumento de resistência e durabilidade das estruturas.
Os fílers podem ser materiais de origem natural ou obtidos a partir do processa mento de minerais inorgânicos. Possui propriedades uniformes, especialmente finura. Eles não devem aumentar a demanda de água quando utilizados no concreto, a menos que utilizados com um aditivo redutor de água, nem afetar negativamente a resistência do concreto ao intemperismo ou a proteção dada à armadura pelo concreto.. Devido à ação dos fílers ser predominantemente física, deve existir compatibilidade física com o cimento com que estão misturados. Como o fíler é mais brando do que o clínquer, é preciso moer o material composto por mais tempo, a fim de garantir a presença de uma parte de partículas com maior finura, que são necessárias para as resistências iniciais.
VANTAGENS DO FÍLER: Graças a suas propriedades físicas, exerce um efeito benéfico a algumas propriedades do concreto, como trabalhabilidade, massa específica, permeabilidade, capilaridade, exsudação e tendência à fissuração. Os fílers podem intensificar a hidratação do cimento Portland, agindo como pontos de nucleação.
As escórias se formam pela fusão das impurezas do minério de ferro, juntamente com a adição de fundentes (calcário e dolomita) e cinzas. Seus grãos são irregulares e vítreos (>90%). Sua adição ao cimento Portland varia de 0 a 75%
VANTAGENS DA ESCÓRIA: Aumento da resistência à compressão e durabilidade do concreto, A escória de alto- forno reduz o risco de reação álcali-sílica
GAMA RESUMOS
ATENÇÃO, NÃO CONFUNDA! ADIÇÕES ≠ ADITIVOS
Comum CP I^
Silicatos de cálcio com propriedades hidráulicas obtidos pela queima de materiais argilosos e calcários a altas temperaturas Clínquer + gesso
Aglomerante; resistência
Uso geral *Entretanto, esse tipo não é mais CP I - S^ produzido^ no Brasil
Composto
(CP II)
CP II - E Clínquer Portland +^ Escória^ granulada de alto forno^ ^ Endurecimento rápido; Aderência; Pequena retração; Retenção de água e plasticidade
Uso geral (Concreto armado, argamassa de chapisco e de revestimento, concreto p/ desforma rápida, pisos industriais, pavimentação)
CP II - Z Clínquer Portland + materiais^ poZolânicos CP II - F Clínquer Portland + material carbonático^ (Filer)
De Alto
Forno
CP III Clínquer Portland^ +^ escória granulada de alto forno
Resistência final maior Baixo calor gerado na reação da água com cimento Maior impermeabilidade Prevenção da reação álcali- agregado(RAA)
Uso geral; concreto massa; agregados reativos; ambientes agressivos (água do mar); pavimentação de estradas e piso de aeroportos
Pozolânico CP IV^ Clínquer Portland + materiais^ pozolânicos
Resistência final maior Baixo calor gerado na reação da água com cimento Maior impermeabilidade Prevenção da reação álcali-agregado(RAA)
Uso geral; concreto massa (barragens); agregados reativos; ambientes agressivos (água do mar); pavimentação de estradas e piso de aeroportos
ARI (Alta
Resistência
Inicial)
CP V Clínquer Portland +^ Gesso
Resistência MUITO MAIOR nos primeiros dias; Menos resistência a agentes agressivos Maior calor gerado na reação da água com cimento; Não tem propriedade AGLOMERANTE
Onde o requisito é resistência elevada nas primeiras idades: indústria de pré- fabricados, aplicação de protensão; piso industrial; obras em clima de baixa temperatura.
Resistente a Sulfatos CP^ -^ RS^
Baixo teor de C 3 A e alto de C 4 AF do clínquer Pode ser CP III ou CP IV Resistência a sulfatação, evita patologias.^
Em ambientes agressivos, como agua do mar, polos industriais etc
Branco
CPB Obtido com uso da bauxita (em vez da argila) e resfriamento mais rápido. , ausência de ferro Clínquer Portland branco + adições (sulfato de cálcio ou outras) que não geram alterações em sua coloração além dos limites estabelecidos por Norma
Índice de brancura maior que 78% *Branco estrutural: Maior calor gerado na reação de cimento com água Menor resistência a ambientes agressivos
Fins estéticos: rejunte, cimento queimado) CPB - E Fins estruturais: concreto arquitetônico
Baixo Calor de Hidratação
CP - BC Possui^ alto teor de^ C^2 S^ do Clínquer^ Baixo desprendimento/liberação de calor Obras de concreto massa (barragens)
4- Quando finamente moído e na presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio a temperaturas ambientes, formando compostos cimentícios, como os silicatos de cálcio. 5- Falso. Pelo contrário, a adição de pozolana ao cimento serve para aumentar a resistência e durabilidade do concreto, reduzindo sua permeabilidade.
2020 • FADESP • UEPA • Técnico de Nível Superior - Engenharia Civil Sabe-se que as pozolanas dão ao cimento maior resistência a meios agressivos (esgoto, água do mar, solos sulfurosos e a agregados reativos), diminui o calor de hidratação e a permeabilidade. O cimento pozolânico é adequado para aplicações que exijam baixo calor de hidratação, como concretagens de grandes volumes. São exemplos de materiais pozolânicos A) cinzas vulcânicas, cinzas de termoelétricas, argilas calcinadas e cinzas volantes. B) gesso, escória de alto-forno, metacaulim e filler calcário. C) argilas calcinadas, escória de alto-forno, metacaulim e filler calcário. D) cinzas volantes, argilas calcinadas, gesso e filler calcário. Comentário: As cinzas vulcânicas e argilas calcinadas são exemplos de pozolanas de origem natural, pois são oriundas da naureza. Já as cinzas volante e de termelétrica são exemplos artificiais de pozolana. Escória, metacaulinita e fíler são outros tipos de adições no cimento, e não se caracterizam portanto, como pozolana!
2020 • FADESP • UEPA • Técnico de Nível Superior - Engenharia Civil O cimento Portland possui quatro fases mineralógicas principais. Pode-se dizer que NÃO é uma fase principal do cimento Portland a A) Fase ferrita. B) Belita. C) Fase aluminato. D) Alita. Comentário: Não existe fase ferrita como composição mineralógica do clínquer (composto presente no Cimento Portland). Já as fases alita, belita e aluminato fazem parte das composições.
- Matéria-prima: CALCÁRIO (CaCO 3 puro ou CaCO 3 +MgCO 3 )
- Aglomerante quimicamente ativo (aéreo);
- Pulverulento de cor esbranquiçada;
- Utilizado sob forma de pasta ou argamassa.
Durabilidade – promove reações de neutralização e precipitação que incrementam resistência à compressão com o tempo; Plasticidade – com propriedades coloidais, espalha-se facilmente sobre a superfície Retenção de água – retarda a secagem; regula a perda de água por evaporação ou sucção da superfície Reconstituição autógena (estanqueidade) – Fechamento gradual de trincas e fissuras pela carbonatação de hidróxidos nas aberturas
A partir da calcinação, os carbonatos em sua maioria se transformam em óxidos formando a Cal Virgem com uma parcela residual de CaCO 3 , uma vez que a transformação não é completa.
Na extinção, estes óxidos se transformam em hidróxidos, mas não de forma total, havendo uma porcentagem de óxidos livres, surge assim a CAL HIDRATADA. Na reação de formação desta, há desprendimento de calor, pulverização da pedra e aumento do volume.
A capacidade aglomerante da Cal Hidratada é quantificada pelo teor de hidróxidos (CaOH 2 )
*Os óxidos submetidos à calcinação excessiva não mais de hidratam, sendo chamados de “calcinados à morte”.
CAL VIRGEM CAL HIDRATADA Pouco utilizada Mais comum na construção civil
Constituída predominantemente de óxidos de cálcio e magnésio
Constituída pela hidratação da cal virgem (hidróxidos de cálcio e de magnésio ou óxidos de magnésio) Há parcela residual de carbonatos CaCO 3
Possui pequena fração de óxidos não hidratados (óxidos livres). A reação retardada exige cuidado! Sua finura favorece a hidratação da Cal praticamente instantânea
Alta capacidade aglomerante CaOH 2
CH-I (Cal Hidratada Especial); CH-II (Cal Hidratada Comum) e CH-III (Cal Hidratada Comum com Carbonatos)
Maior teor de óxidos: mais endurecimento à argamassa; Controle de impurezas por solubilidade; O teor de CO 2 avalia a qualidade da calcinação, uma vez que ele está combinado formando os carbonatos remanescentes da matéria prima Óxidos livres podem ter efeito negativo, uma vez que são produtos expansivos - CaO: 100%, e MgO: 110%
Procedimento iniciado na superfície, e adentra aos poros. Consiste na evaporação da água de amassamento, seguida pela liberação dos poros para entrada do CO 2 , este ao reagir com os óxidos, substitui a água de hidratação e regenera os carbonatos
Possibilita um melhor envolvimento entre as partículas finas da cal e a água, lubrificando os grãos grossos de areia, melhorando a trabalhabilidade da argamassa. Aumenta retenção de água e plasticidade.
Melhoria da durabilidade – em razão do teor de hidróxido Ca(OH) 2 , que mantém o pH da água dos poros; reduzindo a velocidade de carbonatação; e gerando menos absorção capilar de água; *Necessita de mais aditivos dispersantes (cinza volante, metacaulinita) em razão das partículas finas para que haja uma trabalhabilidade ótima
da matéria^ Extração prima^ Britagem^ Seleção de faixa^ granulométrica^ Calcinação^ Moagem
Armazena mento da cal virgem
Hidrataçã o e moagem
Ensacame nto distribuiçã o
Calcinação: CaCO 3 + calor - > CaO + CO 2 Cal VIRGEM Extinção: CaO+H2O - > Ca(OH) 2 + calor Cal AÉREA (HIDRATADA) Reboco = ÁGUA + AREIA + CIMENTO + CAL Pasta de Cal: A cal é colocada em um recipiente com água até a formação de uma pasta viscosa (não deve ser colocada água em excesso, maturação p/ 16h no mínimo) Argamassa intermediária: Ocorre primeiramente mistura de água e areia, em seguida, acréscimo de água até atingir consistência seca (maturação p/ 16h no mínimo)
COVEST-COPSET - 2017 - UFPE - Engenheiro Civil
A cal hidratada e o gesso para construção civil são considerados aglomerantes aéreos porque endurecem:
A) Quando misturados com a água. B) Em presença do ar e da água. C) Quando aplicados em argamassa hidráulica. D) Quando aplicados em concreto. E) Apenas na presença do ar.
Comentário: Tanto a cal como o gesso são aglomerantes quimicamente ativos, isto é, endurecem na presença de ar. No caso do gesso, este não pode ter contato com água.
IBFC - 2024 - Engenheiro (IMBEL)/Engenheiro de Edificações
Aglomerante hidráulico, cuja massa apresenta propriedade de endurecer apenas pela ocorrência com a água e que, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água. Não é exemplo deste aglomerante:
A) Gesso B) Cimento aluminoso C) Cal hidráulica D) Cimento de alvenaria E) Cimento natural
Comentário: O gesso é um tipo de aglomerante que não pode ser utilizado na presença de água!
FUNCERN - 2024 - Fiscal (Pref Currais Novos)/Obras
Os aglomerantes empregados na construção civil são materiais com propriedades ligantes os quais, quando misturados com a água, formam uma pasta que endurece por processos químicos ou por simples secagem.
Entre os tipos de aglomerantes empregados na construção civil, a cal é um exemplo de aglomerante aéreo.
A) Produzido a partir do processo de calcinação das rochas carbonáticas, calcárias ou dolomíticas, com uso de fornos industriais, contínuos ou descontínuos. B) Formado por argilominerais do grupo das esmectitas e se origina, mais frequentemente, das alterações oriundas de cinzas vulcânicas existentes no subsolo. C) Obtido por meio de um mineral natural, produzido pela evaporação das marés por meio da calcinação da gipsita, de coloração branca e que possui textura fina. D) Constituído de aluminatos de cálcio e, ao ser misturado com a água, hidrata-se produzindo o endurecimento da massa, proporcionando elevada resistência mecânica.
Comentário: Para a cal ser produzida, é iniciado o processo de extração de matéria-prima, a partir de rochas carbonáticas, calcárias ou dolomíticas, com uso de fornos. Daí segue-se com os processos de britagem, seleção da faixa granulométrica, calcinação, moagem e armazenamento. IBFC - 2023 - Engenheiro Civil (IAPEN AC) Aglomerante de origem mineral é um produto com constituintes minerais que, para sua aplicação, se apresenta sob forma pulverulenta e que na presença da água forma uma pasta com propriedades aglutinantes. Quanto as definições dos aglomerantes regidas por NORMA - NBR 11.172, analise as afirmativas abaixo. I. Gesso é um exemplo de aglomerante aéreo. II. Aglomerante hidráulico, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água. III. Aglomerante aéreo, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água. IV. Cimento é um Aglomerante hidráulico constituído em sua maior parte de silicatos e/ou aluminatos de cálcio. V. Pozolanas naturais são provenientes de tratamento térmico de determinadas argilas ou subprodutos industriais com atividades pozolânicas. Assinale a alternativa correta. A) Apenas as afirmativas I, III e IV estão corretas B) Apenas as afirmativas I e V estão corretas C) Apenas as afirmativas I, II, e IV estão corretas D) Apenas as afirmativas I, III e V estão corretas Comentários: I)O gesso é um aglomerante aéreo, que ativa-se na presença de ar (quimicamente ativo). II) Os aglomerantes hidráulicos ao reagirem com água formam pasta e se endurecem, se tornando resistente à água. III) O aglomerante aéreo não necessariamente resiste à água; o gesso, por exemplo, não pode ter contato com água. IV) O cimento é um aglomerante hidráulico que tem na sua composição química silicatos e aluminatos trcicálcicos. V) As pozolanas naturais se originam de rochas sedimentares provenientes de erupções vulcânicas. As pozolanas que passam por tratamentos térmicos e processos industriais são artificiais!!
