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Aglomerantes

Prof. Romel Dias Vanderlei

Referência desta aulaMehta & Monteiro (1994), Capítulo 6

Universidade Estadual de MaringáCentro de TecnologiaDepartamento de Engenharia Civil

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana

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Aglomerantes

� Orgânicos:� Betumes (asfaltos)� Resinas � Composição básica:

� Carbono.

� Inorgânicos:� Cal� Gesso� Cimentos Portland� Cimento aluminoso� Outros cimentos� Composição básica

� Si, Ca, Al

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Classificação dos Aglomerantes

� Aéreo� Pouco resistentes à

ação prolongada da água;

� Utilizáveis em ambiente secos;

� Exemplos:� Gesso� Cal

� Hidráulicos� Mais resistentes à

ação prolongada da água;

� Utilizáveis em ambiente externo ou úmidos;

� Exemplos:� Cimentos Portland� Cimento aluminoso� Cimentos de escória� Cal hidráulica

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Cimento Portland

� Processo de Fabricação

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Cimento Portland

� Fluxo do processo de produção

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Fabrica de Cimento Portland

� Torre de pré-aquecimento

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� Forno rotativo: D = 4m, L = 60m e α = 3º

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� Maçarico no forno rotativo

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� Resfriador de clínquer

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Matérias-primas

� Calcinação (clínquer)� Calcário (~80%)

� CaO - C

� Argila (~20%)� Si O2 - S� Al2O3 - A� Fe2O3 - F

� Após calcinação� Gipsita

� CaO - C� SO4 - S

� Adições� pozolanas

� cinzas volantes� argila calcinada

� escória granulada de alto-forno

� pó calcário

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Fases do Clínquer

� C3S - 3CaO.SiO2 - Silicato tricálcico (Alita)� C2S - 2CaO.SiO2 - Silicato dicálcico (Belita)� C3A - 3CaO.Al 2O3 - Aluminato de tricálcico� C4AF - 4CaO.Al 2O3.Fe2O3 - Ferro aluminato tetracálcico� MgO - Óxido de magnésio� CaO - Óxido de cálcio� Álcalis� Sulfatos

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Fases do Clínquer

A – C3S - Alita

B – C2S – Belita

C - C3A e C4AF

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Fases do Clínquer

� C3S - Alita: principal mineral que contribui para a resistência mecânica. É a fase que reage mais rapidamente com a água.

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Fases do Clínquer

� C2S - Belita: reage mais lentamente com a água porém, após períodos maiores (aproximadamente um ano), atinge a mesma resistência mecânica que a alita.

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Fases do Clínquer

� C3A: reage muito rapidamente com a água, porém sem apresentar fortes propriedades hidráulicas. Em combinação com os silicatos, o mesmo eleva a resistência inicial do cimento.

� C4AF: apresenta taxas inicialmente altas de reatividade com a água. Em idades mais avançadas: taxas baixas ou muito baixas - contribui pouco para a resistência mecânica.

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Hidratação

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Adições no Cimentos Portland

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Efeito das Adições

� Afetam os produtos de hidratação� Durabilidade� Diminui a permeabilidade

� Resistência� Reduz a inicial� Aumenta a final

� Benefícios ambientais� Redução da emissão de CO2� Evita deposição de resíduos em aterros

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Tipos de Adições

� Pozolanas� cinzas volantes� argilas calcinadas� sílica ativa� cinzas vegetais

� casca de arroz

� Pó ou Filler calcário

� Escória granulada de alto forno

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Escória de Alto Forno

� Escória de Alto forno� minério

� FeO - ferro gusa� Si, Al - escória

� cal virgem� CaO - escória

� coque� C - CO2

� Composição similar ao cimento� menos CaO

� Produção brasileira� 7,5 M t/ano

� Região sudeste

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Hidratação da Escória de Alto Forno

� Produz C-S-H� Reduz moderadamente o teor de CH livre

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Pozolanas

� Material contendo SiO2 (predominante)� Outros compostos

� • Al2O3

� • CaO� • Fe2O3 ….

� Microestrutura vítrea� Energia de cristalização� Solúvel em pH elevado

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Hidratação das Pozolanas

� Redução do teor de CH� Diminui a solubilidade do cimento� Produz C-S-H

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Cimentos Portland Brasileiros

� Composição

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Cimentos Portland Brasileiros

� Classificação

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Tipos de Cimentos no Brasil

CPBBranco

CP ?-RSResist. a Sulfatos

5CP V-ARIAlta Resist. Inicial

CPPPoços Petrolíferos

515 - 50CP IVPozolânico

535 – 70CP IIIAlto Forno

< 10CP II-F

< 106 – 14CP II-Z

< 106 – 34CP II-E

Composto

5CP I-S

CP IComum

FillerPozolanaEscóriaSiglaTipo

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� Cimento Portland Comum (CP I)� Sem quaisquer adições além do gesso (utilizado como

retardador da pega). Com pequenas adições - CP I-S.� Aplicações: É usado em serviços de construção em

geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento.

� Cimento Portland Composto (CP II)� É modificado com adições - CP II-Z, CP II-E e CP II-F. � Aplicações: Recomendado para obras correntes de

engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento.

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� Cimento Portland de Alto-Forno (CP III)� Cimento com adições de escória de Alto-Forno.� Aplicações: Em obras de concreto-massa, tais como

barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos.

� Cimento Portland Pozolânico (CP IV)� Um tipo de cimento portland com adição de pozolana.� Aplicações: É especialmente indicado em obras expostas

à ação de água corrente e em ambientes agressivos.

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� Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)� Com valores aproximados de resistência à compressão

de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias. Alterações nas proporções das fases do clínquer.

� Aplicações: Em blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados.

� Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)� Alterações nas proporções das fases do clínquer.� Aplicações: Em ambientes submetidos ao ataque de

meios agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas.

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� Cimento Portland Branco (CPB).� A cor branca é obtida a partir de matérias-primas com

baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila.

� Aplicações:� Estrutural: Em concretos brancos para fins

arquitetônicos.� Não estrutural: Em rejuntamento de azulejos e em

aplicações não estruturais.

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Agregados

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