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CONCRETO Eng o Rubens Curti Supervisor de Concreto Eng o Rubens Curti Supervisor de Concreto Recife - Outubro de 2006

1 - Concreto (materias primas)

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Page 1: 1 - Concreto (materias primas)

CONCRETO

Engo Rubens CurtiSupervisor de Concreto

Engo Rubens CurtiSupervisor de ConcretoRecife - Outubro de 2006

Page 2: 1 - Concreto (materias primas)

2Curso Tecnologia Básica do Concreto

O QUE É CONCRETO

Mistura em proporções pré-fixadas de um aglutinante (cimento) com água e um agregado

constituído de areia e pedra, de sorte que venha a formar uma massa compacta, de consistência

plástica, e que endurece com o tempo.

Page 3: 1 - Concreto (materias primas)

3Curso Tecnologia Básica do Concreto

IMPORTÂNCIA

Consumo de Concreto

11.000 kg/habitante

2.700 kg/habitante

O concreto é o segundo produtomais consumido pela humanidade

Page 4: 1 - Concreto (materias primas)

4Curso Tecnologia Básica do Concreto

IMPORTÂNCIA

Participação no custo da estrutura

20 a 30%Concr eto

AçoFôr mas

Cimbr amentoMovimentação eEquipamentos

Mater ial

Mão de obr a0%

5%

10%

15%

20%

25%

Page 5: 1 - Concreto (materias primas)

5Curso Tecnologia Básica do Concreto

Concretos usuais (fck)

55,12%

25,79%

55,40%48,22% 41,92% 37,58% 34,42%

51,37% 45,40%33,20%

46,93% 51,11% 45,57%29,09%

23,38%67,61%

18,85% 31,68%

12,15%11,59%

50,02%

37,30%41,68%

54,87%35,65%

18,90%41,22%

57,53%

19,19%3,05%

21,32% 15,77%

44,14%44,68%

13,61% 9,99% 9,56% 3,44% 13,54%25,65%

12,08% 11,60%2,31% 3,55% 4,43% 4,32% 1,81% 6,15% 1,95% 1,35% 3,36% 8,49% 3,88% 4,34% 1,13% 1,78%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

São P

aulo

Ribei

rão P

reto

Rio d

e Jan

eiro

Sal

vador

Fort

aleza

Rec

ife

Curitib

a Bra

sília

Port

o Ale

gre

Belo H

orizonte

Goiâ

nia

Vitória

Flor

ianóp

olisCam

pinas

Cidades (Cálculo)

<15

>30

15 a 25

25 a 30

fck’s USUAIS NO BRASIL

Dados ABESC - 2005

Porto A

legre

Recife

Page 6: 1 - Concreto (materias primas)

6Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

1:2:3:0,5 (c:a:b:a/c)

Page 7: 1 - Concreto (materias primas)

7Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

agregados

cimento água areia britaaglomerante

pasta

argamassa

concreto

aditivo(opcional)

Page 8: 1 - Concreto (materias primas)

8Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

agregados

pasta

concreto

aditivocimento água areia britaaglomerante

argamassa

(opcional)

Page 9: 1 - Concreto (materias primas)

9Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Aglomerante hidráulico constituído de óxidos (cálcio, silício, ferro e alumínio) que em contato com a água tem a capacidade de endurecer.

CimentoCimento: palavra origin: palavra origináária do Latim ria do Latim CaementumCaementum, , que significa que significa uniãounião

Page 10: 1 - Concreto (materias primas)

10Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento Portland

Histórico / Generalidades

Fabricação / Constituintes

Tipos / Normalização

Algumas questões relevantes

Aplicações

Page 11: 1 - Concreto (materias primas)

11Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico Mundial

Gregos e RomanosPioneiros na utilização do cimento

CimentoCal + Cinzas vulcânicas

ObrasPanteão, Coliseu, Basílica de Constantino

Page 12: 1 - Concreto (materias primas)

12Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico Mundial

Smeaton (1756)Reconstrução do Farol de Eddystone (Inglaterra)

Conhecimento 2 partes de cal extinta +da Época 1 parte de pozolana

Conhecimento 1 Cal impura + 1 pozolanaAplicado

Page 13: 1 - Concreto (materias primas)

13Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico Mundial

Parker (1796):1º Cimento hidráulico comercial cimento romano

Nódulos de calcários com argila queimados a alta temperatura (vitrificação) e moídos

5 partes de pó + 2 partes de águaEndurecimento: 10 a 20 minutos

Page 14: 1 - Concreto (materias primas)

14Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico Mundial

1824Patente do Cimento Portland

Similar a rocha calcária de Portland / Inglaterra

Joseph AspdinCALCÁRIO + ARGILA

(Calcinados)

Page 15: 1 - Concreto (materias primas)

15Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico Mundial

Apesar do desenvolvimento tecnológico, o princípio básico de fabricação permaneceu o mesmo

Page 16: 1 - Concreto (materias primas)

16Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico no Brasil

1888 -1918 → Primeira Iniciativa

Fazenda Santo Antonio, Estação Rodovalhoda extinta E. F. SOROCABANA

Page 17: 1 - Concreto (materias primas)

17Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico no Brasil

1892Ilha do Tiriri (PB)

Somente 3 meses de operação

1912 – 1924Primeira iniciativa estatal

Cachoeira do Itapemirim / ES

Page 18: 1 - Concreto (materias primas)

18Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico no Brasil

19261ª Produção efetiva de cimento brasileiro: Cia. Brasileira de Cimento Portland Perus

Page 19: 1 - Concreto (materias primas)

19Curso Tecnologia Básica do Concreto

Histórico no Brasil

1926

Consumo de 410.000 t /ano 100% Importado

1939

5 Fábricas Importação: 5%

Page 20: 1 - Concreto (materias primas)

20Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

Fábricas no Brasil58 unidades industriais

PRODUÇÃO 2005

36,6 milhões

toneladas

Page 21: 1 - Concreto (materias primas)

21Curso Tecnologia Básica do Concreto

Fabricantes do mercado nacional em 2004

58TOTAL1Ciplan101Itambé91Soeicom84Cimento e Participações75Camargo Corrêa66Lafarge55Holcim48Cimpor3

10João Santos217Votorantim1

FábricasGrupos Industriais

FONTE: SNIC

Panorama Brasileiro de Cimento

Page 22: 1 - Concreto (materias primas)

22Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

10 Grupos Cimenteiros

Page 23: 1 - Concreto (materias primas)

23Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

CIMENTO E PARTICIPAÇÕES

5,3%

HOLCIM8,8%

CIMPOR10,0%

JOÃO SANTOS12,3%

VOTORANTIM41,5%

LAFARGE6,7%

SOEICOM2,9%ITAMBÉ

2,3%

CAMARGO CORRÊA7,9%

CIPLAN2,3%

Produção por grupos industriais em 2005

FONTE: SNIC

Mt

1,3Ciplan

0,9Itambé

1,5Cimento e Participações

1,2Soeicom

2,9Holcim

5,0João Santos

14,7Votorantim

36,6TOTAL

2,5Lafarge

3,0Camargo Corrêa

3,6Cimpor

ProduçãoGrupos Industriais

Page 24: 1 - Concreto (materias primas)

24Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

2 2 23 3 3 3 3

4 4 4 5 5 5 6 6 6 68 8 9

1012

1315

1719

2123

2527

26 25

2119 20

25 25 25 26 2627

24 25 25

28

35

3840 40 39

38 38

3434,436,9

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00

PlanoCollor

PlanoCruzado

“Anos JK”

“Milagre Brasileiro”“Década Perdida”

PlanoReal

12,5%aa

2005

Consumo Brasileiro de Cimento(em milhões de toneladas)

FONTE: SNIC

Page 25: 1 - Concreto (materias primas)

25Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

Consumo Brasileiro de Cimento(em milhões de toneladas)

20050

10

20

30

40

50

60 65 70 75 80 85 90 95 2001 2005

9

28

4,5

20x3

x2

Histórico 1983 - 2005

(em milhões de t)

36,9

Page 26: 1 - Concreto (materias primas)

Mercado de Cimento no Brasil

Page 27: 1 - Concreto (materias primas)

27Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Brasileiro de Cimento

Consumo regional em 2005

CENTROCENTRO--OESTEOESTE

NORDESTENORDESTE

NORTENORTE

SUDESTESUDESTE

SULSUL

SE

CO

SN

NE

FONTE: SNIC

4,0%

12,0%

48,0%

21,0%

15,0%

SE

co

NE

SUNO

Page 28: 1 - Concreto (materias primas)

28Curso Tecnologia Básica do Concreto

Mercado de Cimento

Aplicações do cimento

Aplicação100%

Infra-Estrutura18,1%

Edificação81,8%

Agropecuária0,1%

FONTE: ABCP

Page 29: 1 - Concreto (materias primas)

29Curso Tecnologia Básica do Concreto

Mercado de Cimento

Perfil de Consumo do Cimento

FONTE: SNIC

Consumo decimento

100%

Consumidorindustrial

28,4%

Consumidorfinal

71,6%

29,1%

CONSTRUTORAS/EMPREITEIRAS 14,7%EMPRESAS PRIVADAS 7,7%ÓRGÂOS PÚBLICOS 2,8%PREFEITURAS 3,0%COOPERATIVAS/MUTIRÕES 0,9%

CONCRETEIRAS 13,3%ARTEFATOS 6,8%PRÉ-MOLDADOS 4,5%FIBROCIMENTO 2,4%ARGAMASSAS 1,4%

PEQUENO CONS. INDIVIDUAL 27,3%

PEDREIROS/PEQ.EMPREITEIROS 15,2%42,5%

28,4%

Page 30: 1 - Concreto (materias primas)

30Curso Tecnologia Básica do Concreto

930,0

134,495,0 72,4 55,8 46,6 46,1 45,4 41,3 34,0 36,7 35,0 34,4

China India USA Japão Coreia doSul

Espanha Itália Rússia Turquia Indonésia Tailândia México Brasil

Produção (Mt)

Panorama Mundial de Cimento

Maiores produtores em 2004

36,7 (1,7%)Tailândia

37,9 (1,8%)Indonésia

35,0 (1,6%)México

34,4 (1,6%)Brasil

45,4 (2,1%)Rússia

95,0 (4,5%)USA

2115,1Produção mundial

41,3 (1,9%)Turquia

46,1 (2,1%)Itália

46,6 (2,2%)Espanha

55,8 (2,6%)Coréia do Sul

72,4 (3,4%)Japão

134,4 (6,3%)India

930,0 (43,9%)China

Produção de cimento(Mt /ano)País

1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 10° 11° 12° 13°

Page 31: 1 - Concreto (materias primas)

31Curso Tecnologia Básica do Concreto

Panorama Mundial de Cimento

Brasil (2004) ~191 kg / habBrasil (2004) 34,4 milhões t

0 250 500 750 1000 1250 1500

EUA

PortugalCingapura

Espanha

ChinaAlemanha

Japão

FrançaBrasil

Consumo Per-Capita

Coréia do Sul

Page 32: 1 - Concreto (materias primas)

Etapas de Fabricação doCimento Portland

Page 33: 1 - Concreto (materias primas)

33Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento Portland: Definição

Aglomerante hidráulico constituído de uma mistura de CLÍNQUER PORTLAND e GESSO

Page 34: 1 - Concreto (materias primas)

34Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento Portland: Esquema de Fabricação

GRANELEIRO

Pré-aquecedor

Depósito deMix Combustíveis

Depósito de Clínquer

Gesso

Clínquer

Escória oupozolanaMoinho de Cimento

SeparadorSilos de Cimento

Carvão/Coque/óleo

Moinho de Carvão

Homogeneização

Calcário

Moinho de CruArgila

Calcário

Ensacamento

Britador

Depósito

A oferta dos diversos tipos de cimento varia em função do número de silos e da disponibilidade de matéria-prima, da característica do mercado regional... Em geral a fábrica oferece 2 a 3 tipos.

Page 35: 1 - Concreto (materias primas)

35Curso Tecnologia Básica do Concreto

Jazida de Calcário (subterrânea)

Principal matéria-prima na fabricação do cimento

Page 36: 1 - Concreto (materias primas)

36Curso Tecnologia Básica do Concreto

Jazida de Calcário (céu aberto)

Principal matéria-prima na fabricação do cimento

Page 37: 1 - Concreto (materias primas)

37Curso Tecnologia Básica do Concreto

Extração de Calcário

O desmonte do calcário na jazida é feito com explosivos

Page 38: 1 - Concreto (materias primas)

38Curso Tecnologia Básica do Concreto

Transporte

O material resultante é transportado em caminhões “fora-de-estrada” até a instalação de britagem

Page 39: 1 - Concreto (materias primas)

39Curso Tecnologia Básica do Concreto

Calcário antes do Britador

Page 40: 1 - Concreto (materias primas)

40Curso Tecnologia Básica do Concreto

Britagem

Na britagem, o calcário é reduzido a dimensões adequadas ao processamento industrial

Page 41: 1 - Concreto (materias primas)

41Curso Tecnologia Básica do Concreto

Moagem do Calcário

Page 42: 1 - Concreto (materias primas)

42Curso Tecnologia Básica do Concreto

Silos de Homogeneização

A mistura de calcário com argila (farinha crua)é enviada aos silos de homogeneização

Page 43: 1 - Concreto (materias primas)

43Curso Tecnologia Básica do Concreto

Forno Rotativo

No forno, a uma temperatura próxima a 1450oC, o materialtransforma-se em pelotas escuras - o clínquer.

Page 44: 1 - Concreto (materias primas)

44Curso Tecnologia Básica do Concreto

Clínquer Interior do forno

Formação do Clínquer

Page 45: 1 - Concreto (materias primas)

45Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3A

C4AFLíquido

Minerais de argila

FORNO ROTATIVO COM PRFORNO ROTATIVO COM PRÉÉ--AQUECEDOR AQUECEDOR

Pré-aquecedor< 1 min

CaCO3

Zona de calcinação

28 min

CO2

Zona de transicão

5 min

Zona de queima10 min

Zona de resfriamento2 min 1400

12001000

600400200

C4AFC2(A,F)C12A7 C3A

Cr LíquidoBelita

Cal livre

T [

T [ ºº C

C]

800

[min][min]45403530252015105Tempo deTempo deresidênciaresidência

H2O

α quartzo β quartzoRel

aR

ela çç

ãoãode

mas

sade

mas

sa

Alita

Fe2O3

Comprimento do forno/diâmetro do forno ..... aproximadamente 14/1Dimensões do forno para 2.500 t/d ................. 4.8 x 67 a 5.0 x 74mVelocidade........................................................... aprox. 2 rpmSegundo sistema de queima ............................ nenhumDescarbonatação ............................................... aproximadamente 40%

Page 46: 1 - Concreto (materias primas)

46Curso Tecnologia Básica do Concreto

Pré-aquecedor< 1 min

Zona decalcinação

2 min

CO2

Zona de transicão

15 min

Zona de queima12 min

Zona de resfriamento

2 min

1450ºC

Alita

1400

1200

1000

800

600

400

200

C3AC4AF

Líquido

30

C3AC4AF

Cr

C2(A,F)C12A7

Belita

Cal livre

252015H2O

Minerais de argilaβ quartzo

CaCO3

T [

T [ ºº

C]C]

FORNO ROTATIVO COM PRÉ-AQUECEDOR E PRÉ-CALCINADOR

[min][min]105

Tempo de Tempo de residênciaresidência

Fe2O3

α quartzoRel

aR

ela çç

ãoãode

mas

sade

mas

sa

Pré-aquecedor

Zona decalcinação

2 min

CO2

Zona de transicão

15 min

Zona de queima12 min

Zona de resfriamento

2 min

1450ºC

Alita

1400

1200

1000

800

600

400

200

C3AC4AF

Líquido

30

C3AC4AFC2(A,F)C12A7

Belita

Cal livre

252015H2O

Minerais de argila

CaCO3

Comprimento/diâmetro do forno ......... aproximadamente 14/1Dimensões do forno (2500 t/d).............. 4.0 x 56 a 4.4 x 64mVelocidade .............................................. aproximadamente 3rpmTaxa de combustível no 2ºsistema de queima.... 65%máximo

(ar terciário)Descarbonatação................................... aproximadamente 95%

Page 47: 1 - Concreto (materias primas)

47Curso Tecnologia Básica do Concreto

1146 kgCalcário

CalcitaDolomita

ArgilaQuartzoArgilomineraisFeldspato

CorretivosBauxitaHematitaQuartzo

303kg

1000kgClínquer

SilicatosAluminatosFerroaluminatoscálcicos

MATÉRIAIS-PRIMASPara a produção de 1 tonelada de cimento (20 sacos), são utilizados, em média:

Page 48: 1 - Concreto (materias primas)

48Curso Tecnologia Básica do Concreto

32322 O0,65FeO1,2Al2,8SiO100CaOFSC

++=

3232

2

OAlOFeSiOMS+

=32

32

OFeOAlMA =

CalcárioCalcário +

SiO2

CO2

CaOCaO

Argila

Al2O3

Fe2O3

ClínquerClínquer850 kcal/kg

CO2CO2

C3S

C2S

C3A

C4AF

Coque7951kcal/kg

Carvão5794kcal/kg

TRANSFORMAÇÕES MINERALÓGICAS

60 a 130 kg de combustível e110 a 130 kWh de energia elétrica.

Page 49: 1 - Concreto (materias primas)

49Curso Tecnologia Básica do Concreto

20 - 100oCPerda de água livre

500 - 600oCDesidroxilação dos argilomineraisTransformação do quartzo α em quartzo β

700 - 900oCDescarbonatação dos carbonatosPrimeiras reações em estado sólido com formação de aluminatos e ferroaluminatos cálcicos (C12A7 e C2[A,F])Primeiros cristais de belita (C2S)Formação de cristobalita a partir do quartzo

REAÇÕES DE FORMAÇÃO DO CLÍNQUER PORTLAND

Page 50: 1 - Concreto (materias primas)

50Curso Tecnologia Básica do Concreto

900 - 1200oCCristalização da belitaConversão do C12A7 e C2[A,F] em C3A e C4AF

(ocorrem apenas reações em estado sólido)

1250 - 1350oCFusão dos constituintes da fase intersticial (C3A e C4AF)Geração dos primeiros cristais de alita (C3S) a partir dos cristais pré-existentes de belita (C2S) e CaO

1350 - 1450oCDesenvolvimento dos cristais de alita (C3S)

REAÇÕES DE FORMAÇÃO DO CLÍNQUER PORTLAND

Page 51: 1 - Concreto (materias primas)

51Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cal livre

Belita

CaCO3

α quartzo β quartzo

CO2

Alita

LíquidoCristobalita

C12A7Minerais de argila

Fe2O3H2O C2(A,F) C4AF

C3A Líquido

Clín

quer

Farin

ha

Rel

ação

de m

assa

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

REAÇÕES DE FORMAÇÃO DO CLÍNQUER PORTLAND

º C

Page 52: 1 - Concreto (materias primas)

52Curso Tecnologia Básica do Concreto

Resfriador Industrial

Resfriador de grelhas

1450oC 80oC

Page 53: 1 - Concreto (materias primas)

53Curso Tecnologia Básica do Concreto

Clínquer Portland

Page 54: 1 - Concreto (materias primas)

54Curso Tecnologia Básica do Concreto

MINERALOGIA DO CLMINERALOGIA DO CLÍÍNQUERNQUER

PRINCIPAISPRINCIPAIS COMPOSICOMPOSIÇÇÃOÃOAlita CAlita C33SSBelitaBelita CC22SSFase Intersticial CFase Intersticial C33A e CA e C44AFAF

SECUNDSECUNDÁÁRIOSRIOSCaO livre CaOCaO livre CaOPericlPericláásio MgOsio MgO Simbologia Simbologia

C = CaO A = AlC = CaO A = Al22O O S = SiOS = SiO22 F = FeF = Fe22OO33

Page 55: 1 - Concreto (materias primas)

55Curso Tecnologia Básica do Concreto

Page 56: 1 - Concreto (materias primas)

56Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3S

C2S

Page 57: 1 - Concreto (materias primas)

57Curso Tecnologia Básica do Concreto

C2S

C3A + C4AF

Page 58: 1 - Concreto (materias primas)

58Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3S

C3A

C4AF

Page 59: 1 - Concreto (materias primas)

59Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3A + C4AF

C3S

C3S

Page 60: 1 - Concreto (materias primas)

60Curso Tecnologia Básica do Concreto

Componente indesejComponente indesejáável vel -- EXPANSIVOEXPANSIVO

CaO + HCaO + H22O = Ca(OH)O = Ca(OH)22

Origem:Origem: Falha no processo de dosagem e fabricaFalha no processo de dosagem e fabricaçção ão (moagem, homogeneiza(moagem, homogeneizaçção, resfriamento) ão, resfriamento) Teor não limitado por norma:Teor não limitado por norma: Determinado indiretamente Determinado indiretamente pelo ensaio de expansibilidade de pelo ensaio de expansibilidade de LeLe ChatelierChatelier

CAL LIVRE (CaO)

Page 61: 1 - Concreto (materias primas)

61Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3SCaO livre

Poro

Page 62: 1 - Concreto (materias primas)

62Curso Tecnologia Básica do Concreto

Componente indesejável - EXPANSIVO

MgO + H2O = Mg(OH)2

Menos reativo que a cal livreOrigem: Calcário magnesianoLIMITAÇÃO POR NORMA ≤ 6,5%

PERICLÁSIO (MgO)

Page 63: 1 - Concreto (materias primas)

63Curso Tecnologia Básica do Concreto

Poro

Periclásio

Page 64: 1 - Concreto (materias primas)

64Curso Tecnologia Básica do Concreto

Características dos Componentes Principais

Calor de Hidratação

Resistência final

Resistência inicial

Baixa

Alta

Baixa

Alta

Contribuição para

BaixaAltaModerada5 - 10C4AF

AltaBaixaAlta5 - 10C3A

BaixaAltaBaixa15 - 30C2S

AltaBaixaAlta50 - 70C3S

Taxa de HidrataçãoTeor (%)

Page 65: 1 - Concreto (materias primas)

65Curso Tecnologia Básica do Concreto

Taxa

de

hidr

ataç

ão (%

)

Tempo (dias)

100 -

Taxa de Hidratação

Page 66: 1 - Concreto (materias primas)

66Curso Tecnologia Básica do Concreto

Moinho de Cimento

Na moagem final, o gesso e eventuais adições sãomisturados ao clínquer, resultando o cimento

Page 67: 1 - Concreto (materias primas)

67Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento Portland: Fabricação

Page 68: 1 - Concreto (materias primas)

68Curso Tecnologia Básica do Concreto

Adições ao Cimento Portland

Conforme o tipo de cimento poderão ser acrescentados, no

processo de moagem, materiais conhecidos por Adições:

Escórias, Pozolanas, Calcário

Page 69: 1 - Concreto (materias primas)

69Curso Tecnologia Básica do Concreto

Adições ao Cimento Portland

CP II-Z ou CPIV

Clínquer

Gesso

+ CP II-E ou CP III+

CP II-F

CP I ou CP V

Filer

Escória

Pozolana

Page 70: 1 - Concreto (materias primas)

70Curso Tecnologia Básica do Concreto

Regionalização dos Tipos de Cimento

Distribuição

regional de

alguns tipos de

cimento em

função da

matéria-prima

disponível ´

Page 71: 1 - Concreto (materias primas)

71Curso Tecnologia Básica do Concreto

Razões para o Uso das Adições

TécnicasMelhoria de propriedades específicas

EconômicasDiminuição do consumo energético

EcológicasAproveitamento de resíduos poluidores e preservação das jazidas

Page 72: 1 - Concreto (materias primas)

72Curso Tecnologia Básica do Concreto

Uso de Adições: Razões Técnicas

Aumento da impermeabilidade

Diminuição da porosidade capilar

Maior resistência a sulfatos

Redução do calor de hidratação

Inibição da reação álcali-agregado

Maior Durabilidade

Page 73: 1 - Concreto (materias primas)

73Curso Tecnologia Básica do Concreto

Silos de estocagem de cimentoSilos de estocagem de cimento

Silos de Cimento

Page 74: 1 - Concreto (materias primas)

74Curso Tecnologia Básica do Concreto

Expedição

O produto é estocado nos silos de cimento e expedido em sacos ou a granel

Page 75: 1 - Concreto (materias primas)

Tipos de Cimento e Normalização

Page 76: 1 - Concreto (materias primas)

76Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento : Nomenclatura

CP XXX RR

Cimento Portland Composição

ou

qualificativo

Resistênciaaos 28 dias

(MPa)

CP II- E- 32 (TIPO)

CPII-E (SIGLA)

32 (CLASSE)

CLASSE

SIGLA

TIPO

NOME TÉCNICO:CimentoPortland composto com escória

Page 77: 1 - Concreto (materias primas)

77Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimentos Portlands Normalizados

Cimento Portland Comum NBR 5732

Cimento Portland Composto NBR 11578

Cimento Portland de Alto-Forno NBR 5735

Cimento Portland Pozolânico NBR 5736

Cimento Portland de Alta Inicial NBR 5733

Page 78: 1 - Concreto (materias primas)

78Curso Tecnologia Básica do Concreto

Outros Tipos

Cimento Portland Resistente a Sulfatos NBR 5737

Cimento Portland de BaixoCalor de Hidratação NBR 13116

Cimento Portland Branco NBR 12989

Cimento Portland para Poços Petrolíferos NBR 9831

Cimento Aluminoso NBR 13847

Page 79: 1 - Concreto (materias primas)

79Curso Tecnologia Básica do Concreto

Perfil da Produção em 2004

COMUM (CP I) 2,0%

COMPOSTO (CP II) 69,0%

ALTO-FORNO (CP III) 15,0%

POZOLÂNICO (CP IV) 8,0%

BRANCO (CPB) <0,1%

ARI (CP V-ARI) 6,0%

TOTAL 100,0%

FONTE : SNIC / 2004

Page 80: 1 - Concreto (materias primas)

80Curso Tecnologia Básica do Concreto

Especificações Normativas

0-1006-3494-56253240

CP II-E

Composto

6-100094-90253240

CP II-F

0-106-14094-76253240

CP II-Z

1-599-95253240

CP I-S

0100 %253240

CP I

Comum

Filer(F)

Pozolana (Z)

Escória (E)

Clinquer+

GessoClasseSiglaCimento

Portland

Page 81: 1 - Concreto (materias primas)

81Curso Tecnologia Básica do Concreto

Especificações Normativas

0-50

0-515-50

0-5035-7065-25253240

CP IIIAlto Forno

085-452532CP IVPozolânico

0100-95---CP VAri

Fíler (F)Pozolana (Z)

Escória (E)

Clinquer+

GessoClasseSiglaCimento

Portland

Page 82: 1 - Concreto (materias primas)

82Curso Tecnologia Básica do Concreto

Tipo de cimento Portland

Resíduo insolúvel

(%)

Perda ao fogo

(%) MgO (%) SO3 (%) CO2 (%) S (%)

CPI CPI-S

≤ 1,0 ≤ 5,0

≤ 2,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 1,0

≤ 3,0 -- --

CPII-E CPII-Z CPII-F

≤ 2,5 ≤ 16,0 ≤ 2,5

≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0

-- -- --

CPIII ≤ 1,5 ≤ 4,5 -- ≤ 4,0 ≤ 3,0 ≤ 1,01) CPIV2) 3) ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 3,0 --

CPV-ARI ≤ 1,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 3,5 para C3A≤8%≤ 4,5* para C3A>8% ≤ 3,0 --

Destinam-se a garantir os teores de adições e defeitos de fabricação

Prescrições Químicas

Page 83: 1 - Concreto (materias primas)

83Curso Tecnologia Básica do Concreto

Prescrições Físico-MecânicasFinura Tempos de

pega (h) Expansibilidade

(mm) Resistência à compressão

(MPa) Ti

po d

e ci

men

to P

ortla

nd

Cla

sse

Res

íduo

pen

eira

7

5 µm

(%

)

Áre

a es

pecí

fica

(m2 /k

g)

Iníc

io

Fim

A fr

io

A q

uent

e

1 di

a

3 di

as

7 di

as

28di

as

CPI CPI-S

25 32 40

≤ 12,0 ≤ 10,0

≥ 240 ≥ 260 ≥ 280

≥ 1 ≤ 10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 8 ≥ 10 ≥ 15

≥ 15 ≥ 20 ≥ 25

≥ 25 ≥ 32 ≥ 40

CPII-ECPII-Z CPII-F

25 32 40

≤ 12,0 ≤ 10,0

≥ 240 ≥ 260 ≥ 280

≥ 1 ≤ 10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 8 ≥ 10 ≥ 15

≥ 15 ≥ 20 ≥ 25

≥ 25 ≥ 32 ≥ 40

CPIII 25 32 40

≤ 8,0 -- ≥ 1 ≤ 12 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 8 ≥ 10 ≥ 12

≥ 15 ≥ 20 ≥ 23

≥ 25 ≥ 32 ≥ 40

CPIV 25 32 ≤ 8,0 -- ≥ 1 ≤ 12 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 8

≥ 10 ≥ 15 ≥ 20

≥ 25 ≥ 32

CPV-ARI ≤ 6,0 ≥ 300 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 14 ≥ 24 ≥ 34 --

Garantem o desempenho

Page 84: 1 - Concreto (materias primas)

84Curso Tecnologia Básica do Concreto

R 1 14 MPa R 3 10 MPaR 3 24 MPa R 7 20 MPa R 7 34 MPa R 28 32 MPa

Classe32

Cimento Portland de Alta Resistência Inicial

Page 85: 1 - Concreto (materias primas)

85Curso Tecnologia Básica do Concreto

ESTRUTURAL : CPB-25, CPB-32 e CPB-40

NÃO ESTRUTURAL : CPB

FINALIDADE ESTÉTICA

Similares aos CP I-S 32 e CP II-F 32, mas isentos de C4AF

Exigência: índice de brancura maior que 78%

Cimento Portland Branco

Page 86: 1 - Concreto (materias primas)

86Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação

IDENTIFICAÇÃO: Acréscimo do sufixo BC ao tipo original

Exigência: baixo desprendimento de calor

< 260 J/g aos 3 dias

< 300 J/g aos 7 dias

Page 87: 1 - Concreto (materias primas)

87Curso Tecnologia Básica do Concreto

Cimentos Resistentes aos Sulfatos

C3A do clínquer e fíler calcário menor que 8% e 5%, respectivamente.

Cimentos CPIII com 60% a 70% de escória

Cimentos CPIV com 25% a 40% de pozolana

Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos

IDENTIFICAÇÃO : sufixo RS ao tipo original

Page 88: 1 - Concreto (materias primas)

88Curso Tecnologia Básica do Concreto

Características dos Cimentos

Os cimentos brasileiros ultrapassam expressivamente as exigências mínimas das normas técnicas

Fonte: Controle do Selo de Qualidade ABCP – Resistência à compressão em MPa

49,8-41,834,034,224,020,711,0CP V-ARI-RS

49,8-41,834,035,524,025,114,0CP V-ARI

38,832,027,220,021,210,012,0-CP IV-32

51,440,033,523,022,112,08,5-CP III-40

42,732,025,720,015,910,05,2-CP III-32

38,532,030,720,024,910,014,3-CP II-F-32

40,832,029,820,022,010,09,3-CP II-E-32

MédiaNormaMédiaNormaMédiaNormaMédiaNorma

28 dias7 dias3 dias1 diaCimento

Page 89: 1 - Concreto (materias primas)

89Curso Tecnologia Básica do Concreto

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Idade (dias)

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o ax

ial (

MPa

)

CP I-S CP II CP III CP IV CP V

Desempenho dos Tipos de Cimento

Page 90: 1 - Concreto (materias primas)

90Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO + H2O

PEGAPEGA RESISTÊNCIARESISTÊNCIA

1 2 3 44

C-S-H

HIDRATAÇÃO DO CIMENTO

Page 91: 1 - Concreto (materias primas)

91Curso Tecnologia Básica do Concreto

HIDRATAÇÃO

ÁÁGUA + CIMENTO = DissoluGUA + CIMENTO = Dissoluçção e ão e formaformaçção de novas fases hidratadasão de novas fases hidratadas

O tempo aumenta o entrelaO tempo aumenta o entrelaççamento dos amento dos cristais, aumentando a resistência cristais, aumentando a resistência mecânicamecânica

Page 92: 1 - Concreto (materias primas)

92Curso Tecnologia Básica do Concreto

RESUMO DAS REARESUMO DAS REAÇÇÕES DE HIDRATAÕES DE HIDRATAÇÇÃOÃO

+ H+ H22O O →→ CC--SS--H + Ca(OH)H + Ca(OH)22

resistênciaresistência proteproteçção ão ààs s

armadurasarmaduras-- lixivialixiviaççãoão-- carbonatacarbonataççãoão

malmalééfico ao fico ao concretoconcreto

CC33SS

CC22SS

CC33AA

CC44AFAF+ H+ H22O + Ca(OH)O + Ca(OH)2 2 →→ CC44AHAH1313

Page 93: 1 - Concreto (materias primas)

93Curso Tecnologia Básica do Concreto

PEGA

GESSO atua como controlador de pega

C3A + H2O = PEGA RÁPIDA

C3A + GESSO + H2O = RETARDAMENTO

Page 94: 1 - Concreto (materias primas)

94Curso Tecnologia Básica do Concreto

C3A + H2O

C3A + H2O + GESSO

PEGA RPEGA RÁÁPIDA PIDA

PEGA RETARDADAPEGA RETARDADA

C3AC4AH13

C4AH13

C3A

ETRINGITA(pouco solúvel)

Page 95: 1 - Concreto (materias primas)

95Curso Tecnologia Básica do Concreto

COMPONENTES MAIS VULNERÁVEIS DO CIMENTO: C3A e Ca(OH)2

SULFATOS = Etringita expansiva

CLORETOS = Cloroaluminato expansivo

Page 96: 1 - Concreto (materias primas)

96Curso Tecnologia Básica do Concreto

Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos

PadrãoMaiorPadrãoMaiorMaiorPadrãoDurabilidade

MenorMaiorMenorMaiorMaiorPadrão

Resistência aos agentes

agressivos (água do mar e de

esgotos)

PadrãoPadrãoPadrãoMaiorMaiorPadrãoImpermeabilidade

MaiormenorMaiorMenorMenorPadrão

Calor gerado na reação do

cimento com a água

PadrãoPadrão

Muito maior nos primeiros

dias

Menor nos primeiros dias

e maior no final da cura

Menor nos primeiros dias

e maior no final da cura

PadrãoResistência àcompressão

Branco Estrutural

Resistente aos

SulfatosARIPozolânicoAlto-Forno

Comum e Compos-

to

Tipo de CimentoInfluência

Page 97: 1 - Concreto (materias primas)

Aplicações dosDiferentes Tipos de

Cimento

Page 98: 1 - Concreto (materias primas)

98Curso Tecnologia Básica do Concreto

Aplicações

Todos os tipos de cimento são adequados a todos os

tipos de estruturas e aplicações.

Existem tipos de cimento que são mais recomendáveis

ou vantajosos para determinadas aplicações

Page 99: 1 - Concreto (materias primas)

99Curso Tecnologia Básica do Concreto

I, II, III, IVEndurecimento rápidoConcreto para desforma

rápida(com cura térmica)

V, I, IIEndurecimento rápidoConcreto para desforma

rápida(sem cura térmica)

I, II, III, IVResistência de projetoConcreto simples e armado

Tipo de CimentoPropriedade DesejadaAplicações

Page 100: 1 - Concreto (materias primas)

100Curso Tecnologia Básica do Concreto

V, I, IIPeças esbeltasArgamassa armada

I, II, III, IV, VResistência à abrasãoPisos industriais de concreto

I, II, III, IV, VPequena retraçãoPavimento de concreto

III, IV, II, BCBaixo calor de hidrataçãoConcreto massa

Tipo de CimentoPropriedade DesejadaAplicações

Page 101: 1 - Concreto (materias primas)

101Curso Tecnologia Básica do Concreto

ARI, AluminosoEndurecimento rápidoConcreto ou argamassa para reparos urgentes

AluminosoResistência a alta temperaturaConcreto refratário

I, II, III, IVAglomeranteSolo-cimento

RS, III, IVResistência a sulfatosObras marítimas

IV, IIIPrevenção da reação álcali-agregado

Concreto com agregados reativos

Tipo de CimentoPropriedade DesejadaAplicações

Page 102: 1 - Concreto (materias primas)

102Curso Tecnologia Básica do Concreto

I, II, III, IVPequena retração, retenção de água e

plasticidade

Argamassa de revesti-mento e assentamento

de tijolos e blocos

I, IIAderênciaArgamassa de

assentamento e chapiscos

BrancoEstética (cor branca)Argamassa de

rejuntamento de azulejos e ladrinhos

Branco estruturalEstética (cor branca)Concreto arquitetônico

Tipo de CimentoPropriedade DesejadaAplicações

Page 103: 1 - Concreto (materias primas)

103Curso Tecnologia Básica do Concreto

Enfatizando o uso vantajoso do CP III E CP IV...

obras de concreto-massa como barragens e peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares etc.

obras em contato com ambientes agressivos por sulfatos, terrenos salinos etc.

tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos ou efluentes industriais

Page 104: 1 - Concreto (materias primas)

104Curso Tecnologia Básica do Concreto

concretos com agregados reativos

pilares de pontes ou obras submersas em contato com águas correntes puras

obras em zonas costeiras ou em água do mar

pavimentação de estradas e pistas de aeroportos etc.

Enfatizando o uso vantajoso do CP III E CP IV...

Page 105: 1 - Concreto (materias primas)

105Curso Tecnologia Básica do Concreto

Recomendações

A menor resistência inicial pode ser incrementada pelo uso de aditivos aceleradores ou por compensações na dosagem do concreto

Para pré-moldados, nos casos em que se exija desforma rápida, usar cura a vapor

Evitar as concretagens em dias muito secos , com ventos fortes ou em temperaturas baixas

Não recomendado em caldas de injeção para bainhas de protensão, embora no concreto protendido ou armado não haja restrições

Page 106: 1 - Concreto (materias primas)

106Curso Tecnologia Básica do Concreto

Enfatizando a utilização do CP V...

Onde o requisito de elevada resistência às primeiras idades é fundamental Na indústria de pré-fabricados Aplicação da protensãoConcreto projetadoPisos industriaisObras em climas de baixa temperatura

PrecauçõesRetração e fissuração térmica

Page 107: 1 - Concreto (materias primas)

107Curso Tecnologia Básica do Concreto

Obras de concreto massaBaixo calor

Estético e estruturalBranco E

EstéticoBranco

Ambientes agressivos, água do marRS

Geral, concreto massa, água do mar, com agregados reativos, meios agressivosCP IV e CP III

GeralCP I, CP II

UsoTipo de cimento

RESUMO

Page 108: 1 - Concreto (materias primas)

108Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

ENSAIOSFÍSICOS E MECÂNICO

REALIZADOS EM AMOSTRAS DE CIMENTOS

Page 109: 1 - Concreto (materias primas)

109Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Resistência à compressão

Page 110: 1 - Concreto (materias primas)

110Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Resíduo em peneira

Page 111: 1 - Concreto (materias primas)

111Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Área especifica(Blaine)

Page 112: 1 - Concreto (materias primas)

112Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Tempo de Pega

Page 113: 1 - Concreto (materias primas)

113Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Massa específica

Page 114: 1 - Concreto (materias primas)

114Curso Tecnologia Básica do Concreto

CIMENTO

Expansibilidade LeChatelier

Page 115: 1 - Concreto (materias primas)

115Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

agregados

cimento água areia britaaglomerante

pasta

argamassa

concreto

aditivo(opcional)

Page 116: 1 - Concreto (materias primas)

116Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Material granular inerte (pedra, areia, etc.), que participa

da composição de concretos, argamassas e alvenarias,

e cujas partículas são ligadas entre si por um

aglutinante (cimento).

Fonte: Aurélio

Page 117: 1 - Concreto (materias primas)

117Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

O que se espera do agregado:

Quimicamente inertes

Fisicamente compatíveis

– Cimento

– Armadura

Duráveis

– Expostos a solicitação

Boa aderência com a pasta

Formas e dimensões definidas

Page 118: 1 - Concreto (materias primas)

118Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA

Custo do agregado < custo do cimento

Ocupam de 60 a 80 % do m3 de concreto

Produção nacional > 200 milhões de t / ano

Page 119: 1 - Concreto (materias primas)

119Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

IMPORTÂNCIA TÉCNICA

• Influenciam muitas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido

– Trabalhabilidade

– Retração por secagem

– Propriedades mecânicas

– Desgaste por abrasão

Page 120: 1 - Concreto (materias primas)

120Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS AGREGADOS

ORIGEM

DIMENSÕES

MASSA UNITÁRIA

Page 121: 1 - Concreto (materias primas)

121Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM

Naturaisaqueles utilizados tal como encontrados na natureza (areia de rio, seixo rolado, pedregulho)

Artificiaisaqueles que necessitam de tratamento (britagem) antes do uso (areia artificial,pedra britada, argila expandida)

Page 122: 1 - Concreto (materias primas)

122Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DIMENSÃO

FILLER < 0,075 mm

MIÚDO 0,075 a 4,8 mm

GRAÚDO 4,8 a 152 mm

Page 123: 1 - Concreto (materias primas)

123Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL

Brita 0Brita 1Brita 2Brita 3Brita 4Brita 5

4,8 a 9,5 mm9,5 a 19,0 mm19,0 a 25,0 mm25,0 a 38,0 mm38,0 a 76,0 mm>76,0 mm

Page 124: 1 - Concreto (materias primas)

124Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

QUANTO À MASSA UNITÁRIA

Leves (d < 1000kg/m3)argila expandida, vermiculita, etc...

Normais (1000 < d < 2000 kg/m3)seixo rolado, pedra britada, areia de rio, etc...

Pesados (> 2000 kg/m3)barita, hematita, etc...

Page 125: 1 - Concreto (materias primas)

125Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

− Distribuição granulométrica

– Massa unitária

– Massa específica real

– Umidade e absorção

– Forma do grão

Page 126: 1 - Concreto (materias primas)

126Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

Determinação da distribuição dos tamanhos dos grãos do agregado

Feita por peneiramento

Resulta: dimensão máxima Dmáxmódulo de finura MF

Page 127: 1 - Concreto (materias primas)

127Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Curva granulométrica

Page 128: 1 - Concreto (materias primas)

128Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOSAnálise Granulométrica de uma Brita

1,2

Peneira Massa PorcentagemABNT (mm) (g) Retida Acumulada

25 0 0 019 150 3 3

12,5 2800 56 599,5 750 15 74

6,3 1200 24 984,8 100 2 1002,4 0 0 1001,2 0 0 1000,6 0 0 1000,3 0 0 1000,15 0 0 100

<0,15 0 0 100TOTAL 5000 100 677

Dmáx. = 19,0mm MF = 6,77

Page 129: 1 - Concreto (materias primas)

129Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

DIMENSÃO MÁXIMA Dmáx

É a abertura da peneira à qual corresponde

uma porcentagem retida acumulada

igual ou imediatamente inferior a 5%

Page 130: 1 - Concreto (materias primas)

130Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

DIMENSÃO MÁXIMA Dmáx

Condicionantes:

– Dimensões da peça

– Espaçamento das armaduras

– Tipo de lançamento

Page 131: 1 - Concreto (materias primas)

131Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

DIMENSÃO MÁXIMA Dmáx

≤ 1/3 espessura lajes ou pavimentos

≤ 1/4 das faces das fôrmas

≤ 0,8 do menor espaçamento entre armaduras horizontais

≤ 1,2 do menor espaçamento entre armaduras verticais

≤ 1/4 do diâmetro de tubulação de bombeamento

Page 132: 1 - Concreto (materias primas)

132Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

MÓDULO DE FINURA (MF)

É a soma das porcentagens retidas acumuladas nas

peneiras da série normal, dividida por 100

Page 133: 1 - Concreto (materias primas)

133Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

• Distribuição granulométrica

• Massa unitária

• Massa específica real

• Umidade e absorção

• Forma do grão

Page 134: 1 - Concreto (materias primas)

134Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

MASSA UNITÁRIA

MASSA DE AGREGADOVOLUME UNITÁRIO

Importante na transformação do traço de massa para volume!

NBR 7251- Estado solto (obra)

NBR 7810 - Estado compactado (dosagem)

Page 135: 1 - Concreto (materias primas)

135Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

Distribuição granulométrica

Massa unitária

Massa específica real

Umidade e absorção

Forma do grão

Page 136: 1 - Concreto (materias primas)

136Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

MASSA ESPECÍFICA REAL

MASSA DE AGREGADOVOLUME SÓLIDO

IMPORTANTE NA DOSAGEM

Page 137: 1 - Concreto (materias primas)

137Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Massas Unitárias e Específica Médias de Agregados

143013802700Brita 2

149014302700Brita 1

167014702650Areia

CompactadaSolta

Massa unitária (kg/m3)Massa

Específica (kg/m3)

Material

Page 138: 1 - Concreto (materias primas)

138Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

Distribuição granulométrica

Massa unitária

Massa específica real

Umidade e absorção

Forma do groan

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139Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Umidade e absorção

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140Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

Distribuição granulométrica

Massa unitária

Massa específica real

Umidade e absorção

Forma do grão

Page 141: 1 - Concreto (materias primas)

141Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

FORMA DO GRÃO

Grau de arredondamento

Grau de esfericidade

NBR 7809: MAIOR DIMENSÃOMENOR DIMENSÃO

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142Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Grau de esfericidade e grau de arredondamento

Page 143: 1 - Concreto (materias primas)

143Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Agregado de forma cúbica Agregados com formas arredondadas (seixos)

Fragmentos lamelares e alongados Agregado sujo

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144Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

SUBSTÂNCIAS NOCIVAS MAIS COMUNS

Torrões de argila (NBR 7218/87)

Materiais pulverulentos (NBR 7219/87)

Impurezas Orgânicas (NBR NM 49/01)

Açúcar

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145Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

SUBSTÂNCIAS NOCIVAS MAIS COMUNS

Torrões de argilaQuando não se desagregam durante a mistura são agregados frágeis. Quando se pulverizam, dificultam a aderência pasta/agregado.

Materiais pulverulentosDificultam a aderência pasta/agregado.Provocam queda da resistência.

Page 146: 1 - Concreto (materias primas)

146Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

SUBSTÂNCIAS NOCIVAS MAIS COMUNS

Impurezas orgânicasInterferem na hidratação do cimento (podendo até inibir). Mais comum em areias naturais

AçúcarA presença de açúcar tem como característica o retardamento de pega do cimento, prejudicando a evolução das resistências do concreto.

Page 147: 1 - Concreto (materias primas)

147Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

TEORES MÁXIMOS ADMISSÍVEIS DE MATERIAL PULVERULENTO

Agregados miúdos– em concreto submetido a desgaste

superficial..................................................................3,0%

– nos demais concretos..............................................5,0%

– Podendo aumentar esses limites para 5,0% e 7,0% respectivamente, quando o agregado for de origem artificial.

Agregados graúdos........................................................1,0%

NBR 7211/05

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148Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

TEORES MÁXIMOS ADMISSÍVEIS DE TORRÕES DE ARGILA

Agregados miúdos.......................................................1,5%

Agregados graúdos

– Em concretos cuja aparência é importante .........1,0%

– em concreto submetido a desgaste superficial................................................................2,0%

– nos demais concretos............................................3,0%

NBR 7211/05

Page 149: 1 - Concreto (materias primas)

149Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Presença de matéria orgânica

Page 150: 1 - Concreto (materias primas)

150Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Presença de açúcar

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151Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO

Condições para

ocorrência

• Agregado reativo• Álcalis (sódio e potássio) > 3,0 kg/m³

de concreto.• Umidade > 80%• (Temperatura como catalisador)

Page 152: 1 - Concreto (materias primas)

152Curso Tecnologia Básica do Concreto

REAÇÃO ALCALI AGREGADO (RAA) Edifício em Recife

Page 153: 1 - Concreto (materias primas)

153Curso Tecnologia Básica do Concreto

REAÇÃO ALCALI AGREGADO (RAA) Edifício em Recife

Page 154: 1 - Concreto (materias primas)

154Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Page 155: 1 - Concreto (materias primas)

155Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Page 156: 1 - Concreto (materias primas)

156Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

Page 157: 1 - Concreto (materias primas)

157Curso Tecnologia Básica do Concreto

AGREGADOS

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE ROCHAS COMUNS

ROCHAS

GranitoBasaltoCalcárioMármoreQuartzitoGnaisse

Xisto

RESISTÊNCIA (MPa)

181283159117252147170

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158Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

agregados

cimento água areia britaaglomerante

pasta

argamassa

concreto

aditivo(opcional)

Page 159: 1 - Concreto (materias primas)

159Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUA

FUNÇÃO DA ÁGUA DE AMASSAMENTO

Promover a reação de hidratação ou do endurecimento do aglomerante

Homogeneização da mistura

Trabalhabilidade

Page 160: 1 - Concreto (materias primas)

160Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUA

A quantidade de água necessária à hidratação completa do cimento é de, aproximadamente, 40%

do total de sua massa

23% é quimicamente combinada nos produtos de hidratação

17% é absorvida na superfície do gel

Page 161: 1 - Concreto (materias primas)

161Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUA

“Se a água é boa para beber,

também será boa para o

preparo do concreto”

Page 162: 1 - Concreto (materias primas)

162Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUA

A presença de pequenas quantidades

de açúcar e de citratos não tornam

a água imprópria para beber,

mas podem torná-la insatisfatória

para concreto

Page 163: 1 - Concreto (materias primas)

163Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUAPARÂMETROS DA ÁGUA A SER EMPREGADA NAS DOSAGENS

pH ................................................................... 5,0 - 8,0

Sólidos Totais ............................................... ≤ 5000 mg/ℓ

Sulfatos ......................................................... ≤ 600 mg/ℓ

Cloretos ......................................................... ≤ 1000 mg/ℓ

Açúcar ........................................................... ≤ 5 mg/ℓ

Matéria Orgânica ........................................... 3 mg/ℓ

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164Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUANM 137/97 - ÁGUA PARA AMASSAMENTO E CURA DE ARGAMASSA E CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

10Resistência à Compressão 7 e 28 dias (%)

Final30

InicialTempos de Pega (minutos)

Diferença MáximaRequisitos Físicos

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165Curso Tecnologia Básica do Concreto

ÁGUA

“A tecnologia do concreto

se fundamenta na

relação água/cimento.”

Page 166: 1 - Concreto (materias primas)

166Curso Tecnologia Básica do Concreto

MATERIAIS CONSTITUINTES

ou a “receita do bolo”

agregados

cimento água areia britaaglomerante

pasta

argamassa

concreto

aditivo(opcional)

Page 167: 1 - Concreto (materias primas)

167Curso Tecnologia Básica do Concreto

ADITIVOS PARA CONCRETO

DEFINIÇÃO

Produto que, além dos constituintes normais (água, agregado e cimento portland)

é adicionado ao concreto com o intuito demodificar certas propriedades

da mistura fresca e/ou endurecida.

Page 168: 1 - Concreto (materias primas)

168Curso Tecnologia Básica do Concreto

ADITIVOS PARA CONCRETO

Modificador de certaspropriedades do concreto

ADITIVO NÃO É

REMÉDIO

CONCRETO MAL DOSADO+

ADITIVO

=CONCRETO RUIM

Page 169: 1 - Concreto (materias primas)

169Curso Tecnologia Básica do Concreto

TIPOS DE ADITIVOS

Modificadores de Pega– retardadores– aceleradores

Incorporadores de Ar

Redutores de Água– plastificantes– superplastificantes

Expansores

Impermeabilizantes

De Ação Combinada– plastificante retardador– plastificante acelerador

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170Curso Tecnologia Básica do Concreto

REDUTORES DE ÁGUA

Objetivo → Diminuir água> Resistência< Permeabilidade< Retração Hidráulica< Exsudação< C para = R

Mecanismo de AçãoDispersante → eletrostáticaLubrificante → < tensão superficial Coesivo → ar

PlastificantesSuperplastificantes

Page 171: 1 - Concreto (materias primas)

171Curso Tecnologia Básica do Concreto

PLASTIFICANTE

NATUREZA QUÍMICA

Lingnosulfonato → subproduto celulose

Ácidos Hidroxi-carboxílicos (Glucônico, salicílico, etc.)

CUIDADOS

A super dosagem pode ocasionar o retardamento do endurecimento do concreto (perda de resistência inicial)

REDUÇÃO DE ÁGUA → DE 7 A 10 %

A NBR 11768 – “Aditivos para concreto de cimento Portland”estabelece redução mínima de 6%

Page 172: 1 - Concreto (materias primas)

172Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERFLUIDIFICANTES

NATUREZA QUÍMICANaftalenossufonatosTrimetil-melamina sulfonada

PRINCIPAL VANTAGEMConcretos auto-adensáveisResistência de 1 dia pode ser aumentada de 180 220 %

CUIDADOSPequena vida útilExsudaçãoCusto x benefício

REDUÇÃO DE ÁGUA → DE 15 A 20%

A NBR 11768 estabelece redução mínima de 12%

Page 173: 1 - Concreto (materias primas)

173Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERFLUIDIFICANTES

CONCEITUAÇÃO

Ação Conseqüência

Redução de água(abatimento constante)

Aumento da trabalhabilidade

Redução doconsumo de cimento

Aumento de resistência e durabilidade

Melhor adensamento,lançamento e acabamento

Redução de custos, retração, tensões térmicas

Page 174: 1 - Concreto (materias primas)

174Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERFLUIDIFICANTES

HISTÓRICO

Inglaterraprimeira patente

EUA

Japão e EUApesquisas

Japão e EUA

Lignossulfonato (LS) (Rixom; Mailvaganam,

1999)

Policondensado de naftaleno

(Aïtcin, 1998)Melamina (MS) e Naftaleno (NS)

(Rixom; Mailvaganam, 1999)

Policarboxilatos (PC)(Leidhodt, et al., 2000)

1904

fim dos anos 60

1990

1938

Page 175: 1 - Concreto (materias primas)

175Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERPLASTIFICANTES (DE ÚLTIMA GERAÇÃO )

NATUREZA QUÍMICAPOLICARBOXILATO ÉTER

MECANISMO DE AÇÃOESTABILIZAÇÃO ESTÉRICA

PRINCIPAL VANTAGEMConcretos auto-adensáveis de demorada aplicaçãoAlta resistência inicial

CUIDADOSCusto x benefício

REDUÇÃO DE ÁGUA → ATÉ 40 %

Page 176: 1 - Concreto (materias primas)

176Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERPLASTIFICANTES (DE ÚLTIMA GERAÇÃO )

POLICARBOXILATO

CH2 CH

C=0

OCH3 CH2n

CH2CH2

C=0

OCH2CH2(EO)12 CH2O

CH2 CH

C=0

OCH3 CH2n

CH2CH2

C=0

OCH2CH2(EO)12 CH2O

CH2 CH

C=0

OCH3 CH2n

CH2CH2

C=0

OCH2CH2(EO)12 CH2O

CH2 CH

C=0

OCH3 CH2n

CH2CH2

C=0

OCH2CH2(EO)12 CH2O

(a) Monômero de um policarboxilato (b) Esquematização da molécula

Conhecidos comercialmente como de 3ª geração.Redução de até 40% de água da mistura.Possuem grupos carboxílicos COOH.Cadeia lateral longa.

Page 177: 1 - Concreto (materias primas)

177Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERPLASTIFICANTES (DE ÚLTIMA GERAÇÃO )

MODO DE AÇÃO

Cimento Portland + Água

Floculação

Aprisonamento de água entre os grãos de cimento

Redução da fluidez e da área específica disponível para

hidratação

floculado

Page 178: 1 - Concreto (materias primas)

178Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERPLASTIFICANTES (DE ÚLTIMA GERAÇÃO )

MODO DE AÇÃO

Cimento Portland + Água + Aditivo

Dispersão

Liberação da água aprisionadaentre os grãos de cimento

Aumento da fluidez e da área específica disponível para

hidratação

disperso

Page 179: 1 - Concreto (materias primas)

179Curso Tecnologia Básica do Concreto

SUPERPLASTIFICANTES (DE ÚLTIMA GERAÇÃO )

INTERAÇÕESRepulsão eletrostática:atração e repulsão

Carga de mesmo sinalrepulsão dispersão

Repulsão estérica:não envolve o efeito das cargas = melhor manutenção datrabalhabilidadee abatimento

cadeias laterais (carga negativa)

cadeia polimérica principal

repulsão eletrostática

laterais (neutras)

cadeia polimérica principal

cadeia lateral (carga negativa)

repulsão estérica

NS,MS

PC

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180Curso Tecnologia Básica do Concreto

EFEITO DO SUPERPLASTIFICANTE

Sem aditivo Com aditivo

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181Curso Tecnologia Básica do Concreto

CONCRETO COM SUPERPLASTIFICANTE

Page 182: 1 - Concreto (materias primas)

182Curso Tecnologia Básica do Concreto

INCORPORADOR DE AR

OBJETIVOAumentar durabilidade do concreto (< permeabilidade)

NATUREZA QUÍMICAResina VinsolLignossulfonatoSabões sódicos ou alcalinos

AÇÕES SECUNDÁRIAS> mobilidade interna da massa< exsudação> resistência a gelo-degelo< retração plástica → fissuração> coesão

Page 183: 1 - Concreto (materias primas)

183Curso Tecnologia Básica do Concreto

EXPANSOR

OBJETIVOProvocar expansão “controlada” do concreto.

NATUREZA QUÍMICAPó de Alumínio(Ca (OH)2 → Hidrogênio)

APLICAÇÃOConcretos confinados

Fase Plásticacompensadorretração ou expansão

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184Curso Tecnologia Básica do Concreto

RETARDADOR DE PEGA

OBJETIVOMaior tempo de manuseio do concreto.

NATUREZA QUÍMICA

FORMA DE AÇÃOC3S e C3A → inibe a dissolução da superfície

CUIDADOSDosagem → temperaturaCompatibilidade

LignossulfonatosCarbohidratosFosfatos

cálciosódio

amôniaplastificante

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185Curso Tecnologia Básica do Concreto

ACELERADOR DE PEGA E ENDURECIMENTO

OBJETIVOAumentar a resistência inicial do concreto.

NATUREZA QUÍMICASilicatosCarbonatos de sódioCloreto de cálcio

AÇÕES SECUNDÁRIAS< resistência finalataque à armadura → (cloretos)

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186Curso Tecnologia Básica do Concreto

IMPERMEABILIZANTES

OBJETIVODiminuir a permeabilidade do concreto.

NATUREZA QUÍMICAOrgânicaMineral

AÇÕES SECUNDÁRIASOrgânicos → hidrofugante (água repelida)Minerais → tamponamento (obstrução de poros)

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187Curso Tecnologia Básica do Concreto

PLASTI FICANTE40 %

SUPERPLASTIFICANTE37 %

ARGAM ASSAS7 %

OUTROS16 %

PERFIL DO MERCADO EUROPEU