MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II

AULA # 1TEMA: Betão. Principais aspectos a considerar na

prescrição e formulação de betões. Seleção dos agregados. Critérios de seleção do tipo de cimento.

- O BETÃO O betão é constituído por três elementos distintos: o

ligante (cimento), o material inerte (partículas sólidas) e a água. Como partículas sólidas usam-se o cascalho, a gravilha, a brita e escórias e areia para encher os espaços ocos.

Através de uma mistura homogénea dos três constituintes acima mencionados, o betão resultante (betão fresco) apresenta a consistência de terra húmida. Passado algum tempo, o cimento consolida-se e prende as outras partículas. São necessários 28 dias para atingir a resistência característica.

Quando realizamos a amassadura do betão, é comum adicionarem-se adjuvantes, que têm como objetivo modificar as propriedades do betão.

Os adjuvantes são classificados em função da sua actuação sobre o betão exemplo:

Os redutores de água (plastificantes).

Os redutores de água de alta gama super plastificantes).

Introdutores de ar (para garantir a durabilidade do betão em temperaturas negativas).

Os retentores de água (reduzem a exsudação).

Os aceleradores de presa.

Os retardadores de presa.

Os aceleradores de endurecimento.

Os adjuvantes expansivos (fazem aumentar o volume quando o betão ainda está fresco e garantem o endurecimento perfeito).

Uma das principais características dos materiais de construção é a sua

resistência as acções mecânicas. O betão é altamente resistente a esforços de compressão, não sendo assim quando se trata da tracção, o aço apresenta bom comportamento tanto a tracção como a compressão mais tem problemas com a corrosão, a madeira apresenta bom comportamento mecânico, mais e atacada por agentes biológicos, climáticos etc.

Outra característica importante do betão é a sua durabilidade, particularmente importante quando o betão está sujeito a ambientes agressivos. Definem-se então classes de exposição ambiental agressivas, onde se determinam os requisitos que o betão deve possuir para que se garanta a sua durabilidade em ambientes agressivos.

O betão, como tantos outros materiais de construção, está sujeito a mecanismos de deterioração. Esta deterioração pode ser devida à corrosão das armaduras ou à sua própria degradação. De igual forma para estes casos se definem classes de exposição relacionadas com estes mecanismos de degradação.

Existem diversas classificações para os betões, consoante a característica principal que esteja em causa (por exemplo a resistência mecânica).

O betão especial é classificado em função da sua massa volúmica (Kg/m3), e pode ser: betão leve aquele que possui uma massa volúmica inferior a 2000 Kg/m3 e betão pesado , aquele que possui uma massa volúmica superior a 2800 Kg/m3.O betão de peso normal situa-se entre estas duas massas volúmicas com valores de 24 kg/m3 no caso do betão simple e 25 kg/m3 para o betão armado .

Propriedades de agregados naturais no betão.

Os agregados no betão constituem o grosso da massa (de 80 a 85% do peso) e, consequentemente, as propriedades do agregado tem uma profunda influência sobre a resistencia, elasticidade, durabilidade e outras propriedades do betão.

As propriedades desejáveis de um agregado para utilização no betão são as seguintes: que seja quimicamente inerte e durável, resistente, resistente aos esforços mecânicos, com uma forma aproximadamente cubica depois de triturado (arredondado antes de triturado) e capaz de dar uma boa ligação com a pasta cimento.

Propriedades químicas dos agregados.

É desejável que os agregados sejam quimicamente inerte, mais, infelizmente, muitos agregados naturais contém substâncias nocivas ao betão.Quimicamente as substâncias nocivas podem ser classificados em quatro grupos:

- Substâncias solúveis em água que podem provocar o enfraquecimento ou a lixiviação de agregado no concreto causando eflorescência. Exemplo: sal comum.- Substâncias solúveis que podem interferir com a cura do ligante e posterior hidratação. Exemplo: o geso.- As substâncias que podem reagir com os componentes alcalinos (Na2O, K2O, etc) dos cimentos. Exemplo: a opala.- Substâncias que podem causar a corrosão do reforço de aço. Exemplo: sal comum.

Propriedades mecânicas e físicas dos agregados.

A qualidade dos agregados é tradicionalmente avaliada por pelas suas características físicas e mecânicas:  O mais importante conceito, obtido a partir de uma pesquisa recente é que o agregado deve ser estudado em relação à pasta de cimento, tal como um componente do betão durante a sua vida útil. Com estes novos conceitos em mente, as propriedades físicas dos agregados naturais devem ser considerados de acordo com os seguintes fatores.

Mistura de agregados utilizando o módulo de finura

BAMFBMFA

MF BAM

MFM = módulo de finura da mistura de agregadosMFB = módulo de finura do agregado B B = % do agregado B.MFA = módulo de finura do agregado AA = % do agregado AComo A + B = 100

Com esta equação se podem determinar as % de A e B para obter a finura desejada.

Exemplo 1

Deseja-se obter uma areia com módulo de finura 2,80 a partir de uma areia com um módulo de finura 2,10 e outra B com 3,40 de módulo de finura. Qual é a proporção que você pode misturar as duas arenas?

A + B = 100 A =100 - B 2,80 *100 = (100-B)* 2,10 + B * 3,40

280 = 210 - 2,10B + 3,40B

70 = 1,30B B = 54 % A=100-B A= 100-54= 46 %

Exemplo 2

Calcular o módulo de finura da combinação de duas areias misturadas em 30 e 70% e os módulos de finura de 3,7 e 2,2, respetivamente.

Exemplo 3

Em uma combinação de duas areias se obteve um valor de 2,5 de modulo de finura a partir de uma areia com um módulo de finura de 3,4 e outra B, com uma proporção de 25 e 75 % . Qual é o valor do modulo de finura do agregado B?

AGREGADO

COMPONENTES DO BETÃO:O CIMENTO

O cimento e a mistura uma pequena percentagem de argila queimada juntamente com o calcário que endurece na presença de água.

O cimento é utilizado como o ligante de vários tipos massas que recebem o nome em dependência do outro elemento que as acompanha na sua formação:

Pasta, é a mistura do cimento com a agua. Argamassa, é a mistura de cimento, agua e areia. Betão, é a mistura de cimento, agua, areia, agregado

grosso (brita, burgau ou mistura deles) e/ou aditivos. Betão armado, é a mistura de cimento, agua, areia,

agregado grosso (brita, burgau ou mistura deles), e/ou aditivos e reforço de aço.

Cimento é fabricado com 75 - 80% de calcário e 20 - 25% de argila, ou por outros materiais que contenham os mesmos componentes químicos. A matéria prima é extraída das minas, britada e misturada nas proporções correctas. Esta mistura é colocada em um moinho de matéria prima (moinho de crú) e posteriormente cozidas em um forno rotativo a temperatura de 1.450 oC.

Esta mistura cozida sofre uma série de reacções químicas complexas deixando o forno com a denominação de clinquer. Finalmente o clinquer é reduzido a pó em um moinho (moinho de cimento) juntamente com 3-4% de gesso. O gesso tem a função de retardar o endurecimento do clinquer pois este processo seria muito rápido se água fosse adicionada ao clinquer puro.

Clínquer: produto formado por silicatos e aluminatos de cálcio, principalmente. É obtido por calcinação, a fusão parcial, numa misturas íntimas, preparado artificialmente e convenientemente dosificado a partir de materiais de argila e pedra calcária, este produto está na forma de pedras, como uma escória ou pedra artificial.

O calcário é uma rocha sedimentar constituída por carbonato de cálcio. E uma quantidade variável de impurezas argilosas. Quando essas impurezas atingem um determinado valor recebe o nome de marga.

As argilas se obtém a partir da decomposição dos silicatos de alumínio e de ferro, também contem quantidades variáveis de cálcio e carbonato de magnésio.

Depois de fazer sua dosagem de matérias-primas (calcário e margas), estes são moídos e misturados.

O material é submetido a altas temperaturas, tornando-se escória chamado clínquer. Que posteriormente é moído com gesso e aditivos para dar um pó cinza (cimento).

Etapas de fabricação do cimento-Preparação

-Cozedura

-Arrefecimento

-Moagem

Para o fabrico deste tipo de cimento utilizado dois processos

1- Por via húmida

2- Via seca

Fabricação do cimento via Portland por via húmida

Fabricação do cimento via Portland por via seca

Nos dois métodos os materiais são extraídos das minas e britados de forma mais ou menos parecidas, a diferença porém é grande no processo de moagem, mistura e queima.

Dos dois métodos produz-se clinquer e o cimento final é idêntico nos dois casos.

No processo húmido a mistura é moída com a adição de aproximadamente 40% de água, entra no forno rotativo sob a forma de uma pasta de lama. No processo seco a mistura é moída totalmente seca e alimenta o forno em forma de pó. Para secar a mistura no moinho aproveita-se os gases quentes do forno ou de gerador de calor.

Esquema de formação dos componentes do Cimento Portland

Antes dos 1000 ºc o calcário e a argila perdem o dióxido de carbono e a água de constituição respectivamente.

- CaCO3 + calor -----CaO + CO2 -Argila + calor-----SiO2 Al2O3 Fe2O3 + água de constituição

Aos 1200 ºc a cal combina com a alumina (Al2O3) e o óxido de ferro (Fe2O3) para originar o aluminato tricálcico e ferrite aluminato tetra cálcico.

- Al2O3 + 3 CaO ----- Al2O3 . 3 CaO - Fe2O3 + Al2O3 + 4 CaO --Fe2O3 . Al2O3 . 4 CaO

Entre 1200 e 13000C a cal e a silte formam o silicato bicálcico:

SiO2 + 2 CaO -------SiO2 . CaO

Entre 1400 y 14500C uma parte do silicato bicálcico formado reage com a cal restante para formar o silicato tricálcico.

SiO2 . 2 CaO + CaO -------- SiO2 . 3 CaO

Si se deixam arrefecer lentamente ate a temperatura normal, o silicato tricálcico se desdobra em silicato bicálcico e óxido de calcio.

SiO2 . 3 CaO SiO2 . 2 CaO + CaO

Constituintes do cimento. Propriedades

Constituintes Velocidade de hidratação

Calor de hidratação

Resistencias Mecánicas

Estabilidad química

SC3 Grande. Forte Elevadas, nas primeiras idades.

Aceitável, devido a que desprende ao hidratar-se grande quantidade de Ca(OH)2, contribuindo a determinados tipos de corrosão do betão

SC2 Piquena. Muito mais débil do que o SC3

Boas, mais só a prazos longos.

Boa

AC3 Muito grande.

Muito elevado Alguma, dentro de las primeiras vinte e quatro horas

Escassa, frente as aguas selenitosas e de mar

FAC4 Grande Relativamente baixo.

Escassa, o praticamente nulas.

Boa, frente a las aguas selenitosas e de mar

Tipos de cimentos Portland

Tipo SC3 SC2 AC3 FAC4 Finura cm2/g

I. Para uso geral 50 24 11 8 1 800

II. Moderado calor de hidratação

42 33 5 13 1 800

III. Endurecimento rápido

60 13 9 8 2 600

IV. Piqueno calor de hidratação.

26 50 5 12 1 900

V. Resistentes aos sulfatos

40 40 4 9 1 900

FIM DA AULA

Obrigada