Módulo de Materiais de construção

MÓDULO III - CURSO TÉCNICO DE EDIFICAÇÕES

MATÉRIAS E CONSTRUÇÃO

INTRODUÇÃO:

Material de construção é o nome genérico dado aos diversos produtos utilizados na construção civil. Há materiais

de construção que podem ser obtidos diretamente da natureza, como o saibro, outros dependem de processos de

fabricação mais complexos, como canos e certos revestimentos. Os materiais usados em construções se destinam a

diversos fins, tais como acabamentos, estruturas, de vedação, impermeabilizantes, etc., sendo que cada um deles

exige características próprias para o fim a que se destinam.

A disciplina de Materiais de Construção Civil tem por finalidade, essencialmente prática, estudar diferentes

materiais utilizados pelas obras civis, suas obtenções, suas propriedades e técnicas de emprego, como elementos

constituintes das edificações. Para cumprir tal finalidade deve-se lançar mão da Ciência dos materiais, que é o ramo

da ciência que estuda os materiais, suas propriedades, estrutura, performance, formas de caracterização e

processamento. Cada processamento modifica a estrutura do material, alterando suas propriedades, que por sua

vez delimitam o seu desempenho.

Os materiais sempre tiveram um papel fundamental na vida da humanidade. As civilizações antigas foram

designadas de acordo com o domínio dos materiais, idade da pedra, idade do ferro, etc. No início o homem só tinha

acesso aos materiais naturais, tais como pedras, madeira, ossos e peles. A noção inicial baseava-se na dureza. Após

o domínio do fogo, tomou-se noção dos materiais inflamáveis e não-inflamáveis bem como outras transformações

decorrentes da temperatura. Com o passar do tempo foi se descobrindo a possibilidade de criação de novos

materiais, como cerâmica e outros metais. Em seguida os tratamentos térmicos e outros processos tiveram grande

importância.

O uso racional, adequado, tecnicamente aconselhável e economicamente viável, só é alcançado com o

conhecimento tão perfeito quanto possível das propriedades dos materiais, suas vantagens e suas eventuais

deficiências, de tal modo que seja permitido um cotejo entre várias soluções possíveis, escolhendo-se a melhor,

tanto do ponto de vista técnico como econômico.

As propriedades básicas variarão de material para material. Compete ao engenheiro projetista de uma

determinada obra conhecer os materiais disponíveis, ter domínio de suas propriedades básicas, em outras palavras,

ter ciência dos materiais, o que permitirá com o seu emprego obter uma obra de aparência agradável quanto à sua

forma, cor e acabamento, apresentando solidez que garanta durabilidade e que tenha seu custo bastante

econômico.

Assim, pode-se resumir que, na escolha de um material de construção, os requisitos básicos que devem nortear o

projetista são:

• Atendimento aos objetivos para o qual se destina o material;

• Durabilidade;

• Economia.

Os materiais de construção podem ser simples ou compostos, obtidos diretamente da natureza ou resultado de

trabalho industrial. O seu conhecimento é que permite a escolha dos mais adequados a cada situação. Do seu


correto uso depende em grande parte a solidez, a durabilidade, o custo e a beleza (acabamento) das obras. As

condições econômicas de um material de construção dizem respeito à facilidade de aquisição e emprego do

material, aquela dependendo de sua obtenção e transporte, e esse de sua manipulação e conservação. As

condições técnicas (solidez, durabilidade e beleza) são examinadas especialmente quanto à trabalhabilidade,

durabilidade, higiene e estética. A durabilidade implica na estabilidade e resistência a agentes físicos, químicos e

biológicos, oriundos de causas naturais ou artificiais, tais como luz, calor, umidade, insetos, microorganismos, sais,

etc. Os requisitos de higiene visam à saúde e ao bem-estar do usuário da construção. Observa-se sobre este ângulo

o poder isolante de calor e do som, o poder impermeabilizante e a ausência de emanações de elementos

prejudiciais. O fator estético é observado quanto ao aspecto do material colocado, de cujo emprego simples ou

combinado, se pode tirar partido para a beleza da obra.

Obs.: Um material é mais econômico que outro, quando em igualdade de condições de resistência, durabilidade,

estabilidade e estética, tiverem preço inferior de assentamento na obra. Ou ainda, quando em igualdade de

preçoapresentar maior resistência, durabilidade, estabilidade e beleza. Cabe ao técnico entre as opções possíveis

às que melhor atendam as condições acima.

Para isto devem ser consideradas as propriedades físicas, químicas emecânicas dos materiais, sendo que

estas normalmente são determinadas pela tecnologia experimental.

Os materiais de construção podem ser classificados em:

• Estruturais – são aqueles usados em estruturas ou com os quais são executadas estruturas. Assumem, portanto,

grande importância em vista do problema de segurança da construção;

• Não estruturais – são materiais de aplicação em serviços sem responsabilidade estrutural, embora em alguns

casos possam colocar em perigo a segurança da construção. São os materiais de proteção (tintas, vernizes, etc.) ou

os materiais de vedação (tijolos, vidros, etc.).

Quanto à origem os materiais de construção podem ser naturais (pedra, areia, madeira, etc.), artificiais (cimento,

vidro, aço, etc.) ou combinados (argamassa de cal, argamassa de cimento, concreto, etc.).

Quanto à composição química os materiais de construção podem ser minerais – cerâmicos ou metálicos (cimento,

tijolo, aço, ligas metálicas, etc.) ou orgânicos (madeira, asfalto, plástico, etc.).

CONTROLE DA QUALIDADE DOS MATERIAIS

A qualidade dos materiais pode ser controlada durante sua produção ou após o produto pronto, como

esquematizado a seguir.

• inspeção visual

INDÚSTRIA

• lotes

• amostragem

• ensaio de qualificação

• decisão

CANTEIRO

• controle matéria prima

• controle materiais

• controle execução


CANTEIRO

• Através de ensaios de laboratórios

Em laboratórios os ensaios se dividem em:

• Ensaios gerais: físicos ou mecânicos;

FÍSICOS

• massa específica

• porosidade

• permeabilidade

• aderência

• dilatação térmica

• condutibilidade térmica e acústica

Estáticos

• tração

• compressão

• flexão

• torção

• cisalhamento

• desgaste

Dinâmicos

• flexão

• tração

• compressão

Fadiga

• flexão

• tração

•compressão

• Ensaios especiais: metalográficos ou tecnológicos.

METALOGRÁFICOS

• macrográfico

• micrográfico

TECNOLÓGICOS

• dobramento

• maleabilidade

• soldabilidade

• fusibilidade

NOÇÕES DE GEOLOGIA – PEDRAS NATURAIS.

As rochas, ou pedras naturais, são associações compatíveis e estáveis de um ou mais minerais. Em geologia, rocha é

um agregado sólido que ocorre naturalmente e é constituído por um ou mais minerais ou mineraloides. A camada

externa sólida da Terra, conhecida por litosfera, é constituída por rochas. O estudo científico das rochas é chamado


de petrologia, um ramo da geologia. Os termos populares pedra e calhau se referem a pedaços soltos de rochas, ou

fragmentos. O seu estudo pode ter vários fins, podendo-se efetuá-lo

na perspectivadas rochas como fontes ou reservatórios de matérias - primas (minérios, materiais de construção,

combustíveis fósseis, águas subterrâneas, etc.) e, até, com fins mais científicos, como visar conhecer melhor o

nosso planeta, já que estas são o testemunho mais importante da história da Terra e dão-nos, ainda bases para

conhecer a história do Sistema Solar e do próprio Universo.

Ambientes de Formação das Rochas

Os três grandes ambientes geológicos geradores de rochas, tambémditos petrogénicos, são:

1-Ambiente magmático;

2-Ambiente sedimentar;

3-Ambiente metamórfico.

As principais diferenças entre eles são definidas em termos de:

Pressão; Temperatura; Composição química.

AGREGADOS

Na construção civil são materiais com forma e volume aleatórios detentores de dimensões e propriedades

adequadas para a elaboração de concreto e argamassa na construção civil. Têm um custo relativamente reduzido,

sendo este um dos motivos para a sua utilização. Os agregados com emprego constante na construção civil são a

areia e a brita.

A denominação agregado tem substituído o termo inerte, utilizado anteriormente por acreditar-se que esses

materiais não tomavam parte nas reações de presa e endurecimento do cimento. Atualmente, sabe-se que eles

podem influenciar nessas transformações, haja vista que têm propriedades influentes nesse caso, dentre as quais

absorção, densidade e dureza, embora essa reatividade seja

praticamente nula.

CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA

- AGREGADO GRAÚDO: seixo rolado, brita (esses fragmentos

são retidos na peneira com abertura de 4,8mm).

- AGREGADO MIÚDO: pó de pedra, areia (esses fragmentos

passam na peneira com 4,8mm de abertura).A aplicação

desses materiais é variada podendo ser citado o uso em lastro

de vias férreas, bases para calçamento (lastro), adicionadas

aos solos oumateriais betuminosos para construir os pavimentos, na confecção deargamassas e concretos, etc.. As

peneiras granulométricas redondas são fabricadas em aço inoxidável tanto seu caixilho como a malha, disponíveis

nos tamanhos:

Ø 300x100mm, Ø 3”x1”, 3”x2”, Ø5”x2”, Ø8”x1”, Ø8”x2”.


O controle granulométrico tem como finalidade: Determinar a distribuição granulométrica de uma amostra de

material (verificar se está condizente com a especificação requerida pelo fornecedor)

BRITA

É a rocha quebrada mecanicamente em fragmentos de diversos diâmetros. É muito utilizada na fabricação de

concretos, no lastro de rodovias e outras obras da construção civil, antes desse processo é também chamada de

basalto, uma pedra de origem ígnea ou magmática. Este tipo de rocha é facilmente encontrada em todo Brasil.

A classificação do tipo da brita é de acordo com seu diâmetro. É classificada de 0 (zero) a 5 em ordem crescente.

Provêm da desagregação das rochas em britadores e que após passar em peneiras selecionadoras são classificadas

de acordo com sua dimensão média, variável de 4,8 a 76mm. Classifica-se em brita número zero, um, dois, três e

quatro .

São normalmente utilizadas para a confecção de concreto, podendo ser obtidas de pedras graníticas e ou calcárias.

Britas calcárias apresentam menor dureza e normalmente menor preço. Para concreto armado a escolha da

granulometria baseia-se no fato deque o tamanho da brita não deve exceder 1/3 da menor dimensão da peça a

concretar. As mais utilizadas são as britas número 1 e 2.

APLICAÇÃO

As britas podem ser utilizadas também soltas sobre pátios de estacionamento e também como isolante térmico em

pequenos terraços. Cascalho ou pedra de mão, são os agregados de maiores dimensões sendo retidos na peneira

76mm (pode chegar até a 250mm). Utilizados normalmente na confecção de concreto ciclópico e calçamento.

Qualidades exigidas das

britas:

Limpeza (ausência de matéria orgânica, argila, sais, etc.);

Resistência (no mínimo possuírem a mesma resistência à compressão requerida do concreto);

Durabilidade;

Serem angulosas ou pontiagudas (para melhor aderência)


SEIXO ROLADO

Pedra de formato arredondado e superfície lisa, características dadas pelas águas dos rios, de onde é retirada.

Existem também os seixos obtidos artificialmente, rolados em máquinas. Encontrado em leitos de rios deve ser

lavado para se utilizá-lo em concretos. O concreto feito com esse material apresenta boa resistência, inferior,

porém, ao feito com brita.

AREIA

Obtida da desagregação de rochas apresentando-se com grãos detamanhos variados. Pode ser classificada, pela

granulometria, em areia grossa, média e fina. Deve ser sempre isenta de sais, óleos, graxas, materiais orgânicos,

barro, detritos e outros. Podem ser usadas as de rio e ou do solo (barranco). Não devem ser usadas a areia de praia

(por conter sal) e a areia com matéria orgânica, que provocam trincas nas argamassas e prejudicam a ação química

do cimento. As areias são usadas em concretos e argamassas e para isso merecem algum cuidados como veremos a

seguir:

Areias para concreto: Utiliza-se nesse caso a areia de rio (lavada), principalmente para o concreto armado, com

as seguintes características: grãos grandes e angulosos (areia grossa); limpa; esfregada na mão deve ser sonora

e não fazer poeira e nem sujar a mão. Observar também a umidade, pois quanto maior a umidade destas,

menor será o seu peso específico.

Areia para alvenaria: Na primeira camada do revestimento de paredes(emboço) usa-se a areia média. Para o

revestimento final chamado reboco ou massa fina, areia fina. Aceita pequena porcentagem de argila (terra)

para o assentamento de tijolos em alvenarias e no emboço.


Obs: É difícil encontrar uniformidade nas dimensões de grãos de areia de mesma categoria. Essa desigualdade é

conveniente contribuindo, para obtenção de melhores resultados em seu emprego, pois diminui a existência de

vazios na massa, e para a diminuição do volume dos aglomerantes (cimento, cal) na mistura, que são materiais de

maior custo.

SAIBRO

Tem aparência de terra barrosa, basicamente de argila, proveniente dadesagregação de rochas. Pode-se dizer que

é um material proveniente de solos que não sejam muito arenosos e nem muito argilosos.

É utilizado como componente de argamassas para alvenaria e revestimentos. Não deve ser utilizado em paredes

externas, pois a ação da chuva e da radiação solar provocam trincas e fissuras na massa.

CIMENTO

Cimento Portland, foi o nome dado em 1824 pelo químico britânico Joseph Aspdin ao tipo de pó de cimento, em

homenagem à ilha britânica de Portland. Joseph Aspdin queimou conjuntamente pedras calcárias e argila,

transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto as

pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no

mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de

durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.

O cimento pode ser definido como um pó fino, com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que

endurece sob a ação de água. Com a adição de água, se torna uma pasta homogênea, capaz de endurecer e

conservar sua estrutura, mesmo em contato novamente com a água. Na forma de concreto, torna-se uma pedra

artificial, que pode ganhar formas e volumes, de acordo com as necessidades de cada obra. Graças a essas

características, o concreto é o segundo material mais consumido pela humanidade, superado apenas pela água.

O CIMENTO NO BRASIL

No Brasil, a primeira tentativa de aplicar os conhecimentos relativos à fabricação do cimento Portland ocorreu

aparentemente em 1888, quando o comendador Antônio Proost Rodovalho empenhou-se em instalar uma fábrica

em sua fazenda em Santo Antônio, Estado de São Paulo. Posteriormente, várias iniciativas esporádicas de

fabricação de cimento foram desenvolvidas Assim, chegou a funcionar durante três meses em 1892 uma pequena

instalação produtora na ilha de Tiriri, na Paraíba. A usina de Rodovalho operou de 1897 a 1904, voltando em 1907 e

extinguindo-se definitivamente em 1918. Em Cachoeiro do Itapemirim, o governo do Espírito Santo fundou, em


1912, uma fábrica que funcionou até 1924, sendo então paralisada, voltando a funcionar em 1936, após

modernização.

Todas essas etapas não passaram de meras tentativas que culminaram, em 1924, com a implantação pela

Companhia Brasileira de Cimento Portland de uma fábrica em Perus, Estado de São Paulo, cuja construção pode ser

considerada como o marco da implantação da indústria brasileira de cimento.

As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas no mercado em 1926. Até então, o consumo de cimento no

país dependia exclusivamente do produto importado. A produção nacional foi gradativamente elevada com a

implantação de novas fábricas e a participação de produtos importados oscilou durante as décadas seguintes, até

praticamente desaparecer nos dias de hoje.

O primeiro forno de cimento branco entrou em operação em 1952, sendo distribuído ao mercado, a partir de 1954.

Em 1984, foi lançado o cimento branco estrutural, com o objetivo de atender construtores de obras de concepção

arrojada, nos serviços de concreto aparente, pré-fabricados e pisos de alta resistência.

Com diferentes adições durante a produção, se transforma em um dos cinco tipos básicos existentes no mercado

brasileiro: cimento portland comum, cimento portland composto, cimento portland de alto forno, cimento

portland pozolânico e cimento portland de alta resistência inicial.

APLICAÇÕES

O cimento portland é uma das substâncias mais consumidas pelo homem e isso se deve a características que lhe

são peculiares, como trabalhabilidade e moldabilidade (estado fresco), e alta durabilidade e resistência a cargas e

ao fogo (estado duro). Insubstituível em obras civis, o cimento pode ser empregado tanto em peças de mobiliário

urbano como em grandes barragens, em estradas ou edificações, em pontes, tubos de concreto ou telhados. Pode

até ser matéria-prima para a arte.

ETAPAS DE PRODUÇÃO

A fabricação do cimento Portland basea-se em três etapas fundamentais:

Mistura e moagem da matéria-prima (calcários, margas* e brita de rochas).

Produção do clínquer (forno rotativo a 1400ºC + arrefecimento rápido).

Moagem do clínquer e mistura com gesso.

Em sentido amplo, pode-se resumir o processo de fabricação do cimento Portland nas seguintes fases:

1°) Extração das matérias primas (calcário,argila e gipsita);

2°) Britagem (calcário);

3°) Moagem do cru, matéria prima crua (calcário e argila - farinha de 0,15 mm);

4°) Dosagem (farinha de calcário e argila);

5°) Clinkerização;


6°) Moagem do cimento (clinker + gipsita + outras substâncias);

7°) Armazenamento (Silos).

*A marga é um tipo de calcário contendo 35 a 60% de argila. Pode ser empregada na olaria, na composição do

cimento e na correção do pH do solo. Muito usada para nivelação da eira, onde o terreno é usado para tratamento

dos molhos de cereais.

CLÍNQUER

O clinquer pode ser definido como cimento numa fase básica de fabrico, a partir do qual se fabrica o cimento

Portland, habitualmente com a adição de sulfato de cálcio, calcário e/ou escória siderúrgica. Existe como

mercadoria independente, transacionada mundialmente, porque não é tão sensível à humidade como o cimento

Portland e, como tal, facilita a sua armazenagem, manuseio e transporte. Tem um factor de estiva de cerca de 0,7

metros cúbicos por tonelada e um ângulo de assentamento entre 25 a 45 graus.

É um material sinterizado e peletizado, resultado da calcinação (1450 °C) da mistura do calcário (75 a 80%), da

argila (20 a 25%) e de componentes químicos como o silício, o alumínio e o ferro. No processo de fabricação do

cimento Portland, o clinquer de cimento Portland sai do forno a cerca de 80°C, indo diretamente à moagem onde é

adicionado ao gesso e imediatamente ensacado em sacos de papel kraft, podendo chegar aos depósitos de

distribuição ainda quente.

CONSTITUIÇÃO DO CLINQUER

O clinquer de cimento Portland é constituído por:

Óxido de cálcio (CaO) - 60 a 70%

Sílica (SiO2) - 20 a 25%

Alumina (Al2O3) - 2 a 9%

Óxido de ferro III (Fe2O3) - 1 a 6%

Óxido de magnésio (MgO) - 0 a 2%

Transformações físico-químicas no forno

Para determinadas temperaturas, durante a fase de produção do clínquer, existem várias alterações físico-químicas

na matéria-prima:

T > 100ºC - evaporação da água livre

100ºC < T < 450ºC - saída da água adsorvida

700º < T < 900ºC - Formação de óxido de cálcio (vulgo cal) e óxido de magnésio

T ≈ 1260ºC - fase líquida que resulta da combinação do óxido de cálcio com o óxido de alumínio e o óxido de ferro

(III)


1260ºC < T < 1450ºC - formação de alite

CONSTITUIÇÃO DO CIMENTO PORTLAND

Após sofrer um aquecimento prévio, a mistura começa a ser aquecida até se transformar de pó num líquido

pastoso. A primeira reação que se processa é a reação do óxido de ferro com a alumina e a cal, formando ferro

aluminato tetracálcico 4CaOAl2O3Fe2O3 – (C4AF), até esgotar-se o ferro. A segunda reação é a combinação da

alumina com o excedente de CaO formando o aluminato tricálcico 3CaOAl2O3 - (C3A), até esgotar-se a alumina.

Finalmente, acontece a formação do silicato tricálcio 3CaOSiO2 - (C3S) e o silicato dicálcico

2CaOSiO2 - (C2S) podendo ainda resultar CaO livre em pequenas quantidades.

Para que haja formação destes compostos a mistura permanece no forno cerca de 4 horas. O clínquer saído do

forno, passa por um resfriador para reduzir a sua temperatura, aproveitando-se este ar quente para aquecer a

matéria prima no início do forno. A temperatura de saída do clínquer varia entre 50 e 70 °C. Quanto mais rápido for

este resfriamento, mais reativo será o cimento daí resultante.

Após este resfriamento o material é transportado e estocado em depósitos onde, anteriormente a sua moagem, é

adicionado gesso.

Visto ao microscópio o clinquer apresenta cristais de diversas formas ligados por um material intersticial. Estes

cristais se compõem de silicatos e aluminatos de cálcio formados pelo óxido de cálcio (CaO), oriundo do calcáreo,

com a sílica (SiO2) e alumina (Al2O3) presentes na argila, ou até mesmo no próprio calcáreo.

Os compostos principais formados no forno de cimento são relacionados a seguir e estes definirão as propriedades

do cimento:

• C3S – silicato tricálcico – 3CaOSiO2 É o principal composto do cimento, responsável pela resistência inicial e libera

grande quantidade de calor na hidratação do cimento. São cristais de forma poligonal, denominados de alita;

• C2S – silicato bicálcico – 2CaOSiO2 São cristais sem forma muito definida, mas geralmente arredondados,

denominados belita. Reagem lentamente, até os 28 dias, aumentando a resistência do cimento consideravelmente

após este período. Têm baixo calor de hidratação;

• C3A – aluminato tricálcico – 3CaOAl2O3 São cristais que têm aspecto variável, sendo em geral pequenos e mal

formados, apresentando pega instantânea com altíssimo calor de hidratação. Tem baixa resistência e não resiste à

águas sulfatadas. Age como fundente na mistura. Em combinação com o sulfato de cálcio dão origem à etringita

que é um sal bastante expansivo, causa a destruição do concreto quando esta reação se dá após o seu

endurecimento;

• C4AF – ferro-aluminato tetracálcico – 4CaOAl2O3Fe2O3 Este composto se encontra na fase intersticial do

clinquer. Tem pega rápida mais não instantânea. Tem baixa resistência e o óxido de ferro age como fundente e fixa

a alumina que melhora a resistência ao ataque das águas sulfatadas. Aos cristais formados pelo conjunto C3A e

C4AF dá-se a denominação de celite.

Outros componentes do cimento Portland que apresentam importância são:

• Óxido de magnésio – MgO Se o óxido de magnésio cristalizar-se, transformando-se em periclase, poderá sob

certas condições de umidade transformar-se em brucita, que é um elemento expansivo;


• Álcalis Os álcalis presentes no cimento são os óxidos de sódio e de potássio, com os quais se determina o

equivalente alcalino, expresso em Na2O, mediante a expressão Na2O + 0,658K2O. Quando o equivalente alcalino é

superior à 0,4% e o agregado utilizado com o cimento apresenta determinadas características mineralógicas, existe

a probabilidade, em condições especiais de umidade, desses agregados reagirem com os álcalis do cimento, reação

essa de caráter expansivo, designada por reação álcalisílica, álcali-silicato e álcali-carbonato, dependendo daquelas

características mineralógicas dos agregados;

• Cal livre Na mistura do calcáreo com a argila para a formação do clinquer, nem todo o CaO combina com a sílica e

alumina, existindo portanto um pequeno excesso de CaO, denominado de cal livre, que não deve ultrapassar o teor

de 2%. Quando este teor é elevado, a reação desta cal com a água provoca expansões e grande liberação de calor

trazendo problemas no uso do aglomerante.

HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND

Após a adição de água ao cimento Portland os cristais que imediatamente reagem com ela são os de C3A, reação

esta que seria quase instantânea não fosse a ação de retardamento provocada pelo gesso. A seguir reagem com a

água os cristais de C3S e somente a partir de 7 dias é que se inicia a reação do C2S com a água, tal reação é lenta e

ocorre por bem mais de 28 dias.

A alta resistência inicial é dada pelo C3S e pelo grau de moagem do clínquer. No entanto desta reação resulta muita

cal hidratada, que poderá comprometer a estabilidade química do cimento. Este composto é solúvel, sendo motivo

de desagregação do concreto, pois em contato com águas sulfatadas, forma etringita (sal de Candlot) que é

expansiva.

Após a hidratação do cimento existem dois tipos principais de cristais hidratados:

• Silicatos hidratados São cristais insolúveis denominados de tobermorite;

• Hidróxido de cálcio Os cristais de hidróxido de cálcio, denominados de portlandite ou cal de hidratação são

oriundos principalmente da reação de C3S com água. São cristais solúveis na água e, portanto, lixiviáveis quando

ocorre percolação através do concreto.

Esta cal dissolvida também pode reagir com o CO2 do ar, formando carbonato de cálcio, que é um sal insolúvel e

gera eflorescências brancas.

Os sulfatos da água do mar também reagem com esta cal formando sulfato de cálcio que se combina com a

alumina do C3A formando sulfoaluminato de cálcio (etringita) que é expansivo.

TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Dependendo de sua constituição mineralógica, o cimento pode apresentar propriedades específicas, que são

adequadas para certos tipos de aplicações, dando origem a vários tipos de cimento.

Outras opções surgiram para a produção do cimento Portland misturando ao clinquer, durante a mogem, materiais

com características aglomerantes, denominadas de adições ativas. As vantagens destas adições, além da economia

na produção de cimento e o aproveitamento de sub-produtos, dão origem a cimentos com características mais

adequadas a alguns tipos de aplicações.


Estas adições são as escórias granuladas de alto forno e os materiais pozolânicos.

Outra adição que tem sido praticada na produção do cimento no Brasil é a adição de calcáreo durante a moagem

do clinquer, no intuito de melhorar o rendimento da produção. Esta prática é permitida pelas normas desde que o

teor desta adição não ultrapasse limites estabelecidos e que o calcáreo aditivo seja puro, com teor de carbonato de

cálcio de no mínimo 85%. Nestas condições a adição de pó de calcáreo se apresenta até benéfica, melhorando a

resistência do cimento por uma ação física de redução da porosidade.

Os Cimentos Brasileiros Normalizados são os onze tipos listados a seguir:

• CP I – Cimento portland comum

• CP I-S – Cimento portland comum com adição

• CP I-E– Cimento portland composto com escória

• CP I-Z – Cimento portland composto com pozolana

• CP I-F – Cimento portland composto com fíller calcáreo

• CP I – Cimento portland de alto-forno

• CP IV – Cimento portland pozolânico

• CP V-ARI – Cimento portland de alta resistência inicial

• RS – Cimento Portland Resistente a Sulfatos

• BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação

• CPB – Cimento Portland Branco

CIMENTO PORTLAND COMUM

CP I – é o tipo mais básico de cimento Portland, indicado para o uso em construções que não requeiram condições

especiais e não apresentem ambientes desfavoráveis como exposição às águas subterrâneas, esgotos, água do mar

ou qualquer outro meio com presença de sulfatos. A única adição presente no CP-I é o gesso (cerca de 3%, que

também está presente nos demais tipos de cimento Portland). O gesso atua como um retardador de pega, evitando

a reação imediata da hidratação do cimento. Este tipo de cimento é constituído por somente clinquer e gesso, sem

adições. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5732.

CP I S – tem a mesma composição do CP I (clínquer+gesso), porém com adição reduzida de material pozolânico (de

1 a 5% em massa). Este tipo de cimento tem menor permeabilidade devido à adição de pozolana. O teor de

clinquer + gesso neste tipo de cimento deve estar entre 9% e 95%. A norma brasileira que trata deste tipo de

cimento é a NBR 5732.


CIMENTO PORTLAND COMPOSTO

São cimentos comuns onde existe a adição preponderante de escória, pozolana ou filler calcáreo.

CP I-E – contém adição de escória granulada de alto-forno, o que lhe confere a propriedade de baixo calor de

hidratação. O CP I-E é composto de 94% a 56% de clínquer+gesso e 6% a 34% de escória, podendo ou não ter

adição de material carbonático no limite máximo de 10% em massa. O CP I-E, é recomendado para estruturas que

exijam um desprendimento de calor moderadamente lento. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a

NBR 11578.

CP I-Z – contém adição de material pozolânico que varia de 6% a 14% em massa, o que confere ao cimento menor

permeabilidade, sendo ideal para obras subterrâneas, principalmente com presença de água, inclusive marítimas.

O cimento CP I-Z, também pode conter adição de material carbonático (fíler) no limite máximo de 10% em massa. A

norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 11578.

CP I-F – é composto de 90% a 94% de clínquer+gesso com adição de 6% a 10% de material carbonático (fíller) em

massa. Este tipo de cimento é recomendado desde estruturas em concreto armado até argamassas de

assentamento e revestimento, porém não é indicado para aplicação em meios muito agressivos. A norma brasileira

que trata deste tipo de cimento é a NBR 11578.

CARACTERÍSTICAS DOS CIMENTOS PORTLAND

CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO

O CP-I contém adição de escória no teor de 35% a 70% em massa, que lhe confere propriedades como: baixo calor

de hidratação, maior impermeabilidade e durabilidade, sendo recomendado tanto para obras de grande porte e

agressividade (barragens, fundações de máquinas, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para

condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, obras

submersas, pavimentação de estradas, pistas de aeroportos, etc.) como também para aplicação geral em

argamassas de assentamento e revestimento, estruturas de concreto simples, armado ou protendido, etc. A norma

brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5735.

CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO

O CP-IV contém adição de pozolana no teor que varia de 15% a 50% em massa. Este alto teor de pozolana confere

ao cimento uma alta impermeabilidade e, consequentemente, maior durabilidade. O concreto confeccionado com

o CP IV apresenta resistência mecânica à compressão superior ao concreto de cimento Portland comum a longo

prazo. É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos. A norma

brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5736.

CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL

O CP V-ARI assim como o CP-I não contém adições (porém pode conter até 5% em massa de material carbonático).

O que o diferencia deste último é processo de dosagem e produção do clínquer. Possui alto teor de C3S,

apresentando o inconveniente de liberar muito calor de hidratação e maior quantidade de cal. O CP V-ARI é


produzido com um clínquer de dosagem diferenciada de calcário e argila se comparado aos demais tipos de

cimento e com moagem mais fina. Esta diferença de produção confere a este tipo de cimento uma alta resistência

inicial do concreto em suas primeiras idades, podendo atingir 26MPa de resistência à compressão em apenas 1 dia

de idade. É recomendado o seu uso, em obras onde seja necessário a desforma rápida de peças de concreto

armado. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5733.

CIMENTO PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS

Qualquer um dos tipos de cimento Portland anteriormente citados pode ser classificado como resistente a sulfatos,

desde que se enquadrem dentro de uma das características abaixo:

• Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa,

respectivamente;

• Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, em massa;

• Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa;

• Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem

resistência aos sulfatos.

É recomendado para meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do

mar e em alguns tipos de solos.

CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO

É o cimento Portland de alto forno com baixo calor de hidratação, tendo como sigla – CP-I-BC.

CIMENTO PORTLAND BRANCO

Mistura de calcário e caulim, que é uma argila branca, pois não possui óxido de ferro. Alta temperatura de

cozimento torna-o mais caro. Existe o estrutural e não estrutural.

A tabela abaixo mostra a classificação e nomenclatura dos cimentos Portland em função de sua resistência à

compressão aos 28 dias de idade, segundo as normas.

TABELA – CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA DOS CIMENTOS PORTLAND


REQUISITOS EXIGIDOS PARA O CIMENTO PORTLAND

As normas dos diversos tipos de cimento exigem que estes atendam obrigatoriamente os limites estabelecidos para

os seguintes índices físicos e químicos:

ÍNDICES QUÍMICOS


• Perda ao fogo – o cimento é aquecido à temperatura de 1000º C e nesta condição é liberada a água de

cristalização e os materiais carbonáticos, se existirem. Por esta razão, este ensaio indica a prematura hidratação do

cimento e adição no cimento de materiais carbonáticos ou outras impurezas;

• Resíduo insolúvel – ao ser atacado pelo ácido clorídrico, o cimento é totalmente solubilizado. Se ele contiver

sílica, proveniente de impurezas do calcáreo ou de outras procedências, este ensaio acusará esta sílica mediante a

elevação do resíduo insolúvel. Nos cimentos que apresentam adição de pozolanas, este resíduo é elevado, pois a

pozolana é constituída por sílica. Nestes cimentos, o resíduo insolúvel indica o teor de pozolana neles presente;

• SO3 – esta determinação indica o teor de gesso presente no cimento; • MgO – indica a probabilidade de existir

periclase expansiva;

• CO2 – por meio desta determinação é verificado se o teor de adição de calcáreo está dentro dos limites da

norma;

• S – o enxofre sob a forma de sulfeto é um ensaio empregado no CP-I e serve para verificar seu teor neste

cimento.

ÍNDICES FÍSICOS

• Finura na peneira 0,075 m (nº 200) O grau de moagem e o tamanho do grão influi na velocidade de reação, no

calor de hidratação, na retração e resistência do cimento. Cimentos mais finos têm maiores resistências iniciais;

• Área específica pelo permeabilímetro de Blaine Este ensaio visa determinar o grau de moagem do cimento por

meio da determinação do tempo que o ar atravessa uma determinada quantidade de cimento;

• Tempo de início e fim de pega O período desde a adição da água até o início das reações com os compostos é

chamado de início de pega (aumento da viscosidade e temperatura). Quando a pasta deixa de ser deformável tem-

se o fim de pega e início da resistência do cimento. A massa continua a aumentar a coesão tendo-se então o

endurecimento. Quanto mais fino o grão do cimento mais rápido é o início de pega e mais demorado o seu fim. O

aumento da temperatura acelera as reações; baixas temperaturas retardam as mesmas, sendo que em

temperaturas abaixo de 0 °C as reações são paralisadas. Pega rápida – menos de 30 min – pega semi-rápida – entre

30 e 60 min – pega normal – mais de 60 min;

• Expansibilidade a quente e a frio Este ensaio informa sobre a presença de substâncias expansivas no cimento, tais

como a magnésia cristalizada (periclase), ou se há uma quantidade excessiva de cal livre.

• Resistência à compressão Na maioria dos cimentos são especificadas as resistências máximas e mínimas nas

idades de 3, 7 e 29 dias de idade.

TABELA DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO PARA OS VÁRIOS TIPOS DE CIMENTO


DIRETRIZES PARA O EMPREGO DO CIMENTO PORTLAND

Na definição de marcas ou tipo de cimento a ser adquirido para uma obra devem ser considerados os seguintes

aspectos:

• Resistência média do cimento e sua uniformidade Devem ser selecionados cimentos que apresentem pequenas

variações nas resistências, ou seja, maior uniformidade de produção. Isto impedirá que devam ser adotados altos

desvios padrão quando da fixação da resistência de dosagem do concreto, o que implica altos consumos de

cimento. Para expressar esta situação existe o conceito de eficiência do cimento, que é a relação entre a resistência

que ele confere ao concreto e o consumo necessário para tanto;

• Resistência química do cimento No caso de obras sujeitas à ação de meios agressivos ou nas quais serão usados

agregados reativos, a escolha do tipo adequado de cimento evitará problemas de durabilidade nestas obras;

• Calor de hidratação Nas obras onde existir problemas de origem térmica provocados pelo calor de hidratação do

cimento, o uso de cimentos com menor liberação de calor minimizará ou neutralizará a necessidade de adoção de

artifícios como refrigeração dos agregados, da água, dentre outros.

De forma geral, pode-se estabelecer algumas orientações para a seleção do tipo de cimento adequado para cada

obra:

• O CP–V - ARI libera grande calor de hidratação, isto faz com que seu uso em pavimentações, obras de

saneamento e concreto massa não seja adequado. O seu uso deve se restringir à fabricação de prémoldados e em

edificações onde se deseja uma desforma mais rápida;

• O CP-I e CP-I-S podem ser usados em qualquer obra, mas para aquelas obras ditas especiais, com problemas de

origem térmica ou sujeita a meios agressivos, é necessário maior consumo deste cimento para minimizar os

problemas citados;

• Nas obras de saneamento, em meios agressivos e de concreto massa, os cimentos mais adequados são o CP-I e o

CP-IV.


CUIDADOS NO USO DO CIMENTO PORTLAND

O cimento Portland é um material que se degrada com a umidade exigindo, portanto, cuidados no seu

armazenamento.

Os estoques de cimento devem ser dimensionados de tal forma que o prazo de validade do cimento não seja

ultrapassado.

A norma brasileira estipula a validade do cimento em 90 dias, quando embalado em sacos de papel, e em 180 dias,

quando embalado em silos ou container. No entanto, a maior parte dos fabricantes adota prazo de validade

inferior, respeitando as condições climáticas de cada região, garantindo assim a qualidade do cimento.

Na aquisição de cimento deve ser observado se os sacos recebidos não estão úmidos, ou com aparência que já

foram molhados (aspecto de papel enrugado) e os sacos não devem estar compactados ou endurecidos.

Areia, cal, outros tipos de cimento e sujeiras são os contaminantes mais frequentes do cimento. Isto se dá

normalmente por manuseio inadequado ou acidental dos sacos com conseqüente rasgamento e contaminação do

produto.

Contaminação em caminhões que transportam cargas diversas como cereais ou produtos químicos deve ser

considerada. Para o uso, deve-se sempre observar se o cimento não está com aspecto, cor, cheiro ou outra

característica estranha ao produto.

Não utilize cimento contaminado. Pequenas quantidades deverão ser descartadas. Quando se tratar de grandes

quantidades, deverá ser contatada a Assessoria Técnica do fabricante, que indicará as medidas necessárias.

A cor do cimento está relacionada com a origem de suas matérias primas e adições, não tendo nenhuma influência

na qualidade do produto. A cor pode variar de tonalidade mesmo em um mesmo tipo de cimento.

Na estocagem de cimento deve ser observado:

• que as pilhas de cimento devem ter no máximo 10 sacos, evitando assim compactação do cimento no saco;

• não colocar os sacos diretamente no piso, utilizando para isso um estrado de madeira;

• quando o piso for impermeabilizado os sacos poderão ser colocados sobre lona plástica;

• recomenda-se deixar um espaçamento entre as paredes e os sacos de cimento, garantindo assim que os sacos

não absorvam a umidade existente na parede;

• deve ser feita em lugares cobertos, protegidos das intempéries, evitando-se lugares abertos, sujeito a

empoçamento, goteiras e locais úmidos;

• os sacos de cimento deverão ser dispostos em forma de lotes, de tal maneira que os cimentos mais antigos sejam

utilizados antes dos cimentos mais novos;

• também se faz necessária a identificação dos lotes de diferentes tipos e marcas de cimento para que não sejam

misturados;

• a adoção de lotes identificados com data, tipo e marca facilitam a inspeção e controle do estoque.


Assim como outros materiais destinados à construção civil, o cimento pode causar alergia em algumas pessoas, as

chamadas "dermatites". Recomendase que o contato direto com a pele seja evitado, através do uso de

equipamentos de proteção individual (luvas, máscaras, botas). Quando o contato for inevitável ou acidental deve-

se evitar o contato prolongado realizando-se a limpeza com auxílio de água e sabão.

No caso do aparecimento de reação alérgica, bem como ingestão ou inalação, deve-se afastar a pessoa do contato

com o cimento e procurar auxílio médico.

A Norma Brasileira permite a variação menor ou igual a 2% no peso do saco de cimento, significando que um saco

poderá conter no mínimo 49 Kg e no máximo 51 kg. Caso o peso médio de uma pesagem de 30 sacos pertencentes

a um lote seja inferior a 50 kg, o lote deverá ser rejeitado. Entende-se por Lote a quantidade máxima de 30 t,

referente ao cimento oriundo do mesmo produtor, entregue na mesma data e mantido nas mesmas condições de

armazenamento.

GIPSITA – GESSO

O gesso é conhecido há mais de 9000 anos. O gesso é uma substância, normalmente vendida na forma de um pó

branco, produzida a partir do mineral gipsita, composto basicamente de sulfato de cálcio hidratado. A gipsita,

também designada por pedra de gesso, é um minério. É o Sulfato hidratado de gesso geralmente branco ou incolor,

micáceo, lamelar, brilho nacarado, tato untoso, ou fibroso, dureza baixa (2,0).

É o sulfato mais comum, ocorrendo em evaporitos ou como camadas interestratificada com folhelhos, calcário e

argila. Presente também em meteoritos. É produzido através de um processo de esmagamento e calcinação do

"gypsum" (rocha sedimentar), transformado em pó branco que misturado com água endurece rapidamente.

Existem muitas variedades de gesso, cada uma adaptada a uma função de determinado trabalho.

Seca em pouco tempo, adquirindo sua forma definitiva em 8 a 12 minutos, é usado também para fundir molduras,

na modelagem e fixação de placas para forro.

O gesso não é só bonito e barato, mas peças confeccionadas com este material apresentam bom isolamento

térmico e acústico, além de manter equilibrada a umidade do ar em áreas fechadas, devido à sua facilidade em

absorver água.

O critério para utilização de um tipo de gesso é dependente de seu uso e, como conseqüência, das propriedades

físicas que esta aplicação em particular irá exigir.

PRODUÇÃO DO GESSO

O gesso é o produto da desidratação térmica da gipsita e sua posterior moagem. Em temperaturas relativamente

baixas (150ºC - 140ºC), a gipsita perde parte de sua água de composição resultando no hemidrato. Na produção

comercial, a desidratação resulta também na produção de anidrita.

A produção do gesso se dá pela mineração e calcinação da gipsita, mineral natural produzido pela evaporação de

mares. A Figura 8 mostra uma jazida de gipsita e as Figuras 9 e 10 mostram esquemas de produção. O minério de

gesso (gipsita), formado entre 100 e 200 milhões de anos atrás, está presente em grande parte da superfície

terrestre. Sua extração não gera resíduos tóxicos e requer pouca interferência na superfície. As fábricas de chapas

de gesso e outros derivados da gipsita são instalações limpas, que somente liberam vapor d'água na atmosfera.


Esquema da produção de gesso


FORMAS DE OBTENÇÃO DO GESSO

Reações de obtenção

Gipsita hemidrato

Gipsita anidrita

Gipsita gesso hidráulico

HIDRATAÇÃO DO GESSO

O gesso em contato com a água volta a se hidratar, retornando ao dihidrato, um sólido de estrutura cristalina. Esse

endurecimento (cristalização) se dá através de núcleos que vão se expandindo. O tamanho dos cristais depende das

impurezas do gesso, dos aditivos usados (geralmente controladores do tempo de pega) e das condições de

cristalização. Em geral, um dihidrato com cristais grandes tem menor resistência mecânica que um com cristais

menores.

O endurecimento completo ocorre depois que o excesso de água evaporou, deixando os poros. A Figura 1 foi

obtida por microscopia eletrônica de varredura. O tamanho dos cristais é de aproximadamente 15

µm.(micrometros).


Após um pico de liberação da energia superficial devido à molhagem (pico que inicia no tempo 0 na linha azul,

Figura 12), o gesso passa por um período de pequena atividade química. Durante este período a pasta mantém a

sua trabalhabilidade.

O processo de hidratação do gesso é muito rápido e se conclui em algumas horas.

Pode-se resumir as reações no gesso da seguinte forma:

• estágio 1 - mistura inicial do sulfato de cálcio hemidratado e da água;

• estágio 2 - reação com a água começa e o precipitado de sulfato de cálcio dehidratado forma os núcleos de

cristalização;

• estágio 3 - pode-se observar o início do crescimento de cristais, a partir dos núcleos;

• estágio 4 - os cristais de sulfato de cálcio dehidratado já estão bem crescidos. Para o crescimento destes cristais a

mistura consome água, tornando-se viscosa;

• estágio 5 - os cristais já se tocam e pode-se dizer que este é o momento de pega inicial. Na prática neste

momento a mistura perde o brilho superficial devido à absorção d'água na formação do dehidratado;

• estágio 6 - todos os cristais estão entrelaçados, formando um corpo sólido.

PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS E MECÂNICAS DO GESSO

O gesso é um material branco fino que em contato com a água se hidrata, num processo exotérmico, formando um

produto, não hidráulico e rijo.

As propriedades específicas do gesso são:

• elevada plasticidade da pasta;

• pega e endurecimento rápido;

• finura equivalente ao cimento;

Liberação de calor na hidratação do gesso


• absorção e liberação de umidade ao ambiente;

• alta solubilidade em água;

• pequeno poder de retração na secagem e estabilidade volumétrica.

Estas propriedades garantem desempenho satisfatório do gesso, quando utilizado como aglomerante na fabricação

de pré-moldados ou aplicado como revestimento.

A propriedade de absorver e liberar umidade ao ambiente confere aos revestimentos em gesso um elevado poder

de equilíbrio higroscópico, além de funcionar como inibidor de propagação de chamas, liberando moléculas d’água

quando em contato com o fogo, resiste até 120º C de temperatura.

Por outro lado, devido à solubilidade dos produtos em gesso, a utilização destes fica restrito a ambientes interiores

e onde não haja contato direto e constante com água (áreas molhadas).

Para determinação da qualidade do gesso a ABNT estabelece normas de especificação e de ensaios, dentre elas

destacam-se:

• NBR 12127 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó;

• NBR 12128 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas da pasta;

• NBR 12129 – Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas;

• NBR 12130 – Gesso para construção – Determinação da água livre e de cristalização e teores de óxido de cálcio e

anidrido sulfúrico;

• NBR 13207 – Gesso para construção civil – Especificações;

• NBR 13867 – Revestimento interno de paredes e tetos com pastas de gesso – Materiais, preparo, aplicação e

acabamento.


Tempo de pega

O tempo de pega se relaciona diretamente com o tempo necessário para que os cristais de gipsita estejam

presentes em número suficiente, capazes de suportar tensões.

Fatores que influenciam as propriedades do gesso Grau de cristalização

A depender do processo de calcinação do gesso, duas cristalizações podem acontecer, a alfa, onde os cristais são

bem formados e homogêneos e a beta onde são mal formados e heterogêneos. Os gessos alfa têm maior tendência

a formar produtos com maior tempo de pega e maior resistência por ser menos solúvel e, portanto, necessitar de

menos água de amassamento para se ter a trabalhabilidade desejada. Já os gessos beta tem mais tendência a

formar produzir de menor tempo de pega e menor resistência. Na construção, o gesso empregado é o gesso tipo

beta, contendo pequenas proporções de anidrita (solúvel e insolúvel) e impurezas como o próprio dihidrato

(matéria-prima) e argilominerais.

Homogeneidade

Gessos com grau de cristalização ou de desidratação diferentes aceleram o tempo de pega e diminuem a

resistência mecânica do produto final.

Finura

Quanto menores forem as partículas de gesso mais rápido será a pega, pois a superfície de contato será maior e,

consequentemente, mais saturada será a

Consistência (fator água/gesso)

Quanto maior for este fator, maior quantidade d’água em relação à massa de gesso, maior o tempo de pega e

menor será sua resistência final.

Influência da mistura com areia

A mistura de gesso com areia para formar argamassa é possível, porém as propriedades físico-mecânias diminuem

sensivelmente: a consistência, o tempo de pega e a resistência mecânica decrescem proporcionalmente com o

acréscimo da proporção de areia.

Temperatura

O aumento da temperatura favorece as reações de cristalização, diminuindo sensivelmente o tempo de pega.

Exigências com relação ás propriedades físicas e mecânicas do Gesso para uso em construção civil.

TABELA – ESPECIFICAÇÕES QUÍMICAS PARA USO DO GESSO NA CONSTRUÇÃO DE ACORDO COM A NBR-13207.


TABELA - EXIGÊNCIAS COM RELAÇÃO ÁS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DO GESSO PARA USO EM

CONSTRUÇÃO CIVIL.

APLICAÇÕES DO GESSO

O gesso encontrado sob a forma de pó, blocos ou placas, presta-se a uma grande variedade de aplicações:

• como revestimento de paredes, no lugar da massa fina; • para fundir molduras e na modelagem e fixação de

placas para forro;

• na fabricação de peças como sancas, molduras para tetos, colunas e placas para composição de paredes e forros

rebaixados, que permitem embutir caixas de som e spots de luz;

• como chapas de gesso acartonado (compostas basicamente por duas folhas de papel recheadas de gesso), que se

prestam à execução de forros, além de permitir a construção de paredes divisórias.

Certas propriedades devem ser consideradas quando da utilização do gesso, tais como:

• o alto poder oxidante do gesso quando em contato com componentes ferrosos;

• o alto poder expansivo das moléculas de etringita, formadas pela associação do gesso com o cimento em fase de

hidratação;

• diminuição da resistência com o grau de umidade absorvida;

• a solubilidade e lixiviação com a percolação de água constante.

Outras Características do Gesso

• Leveza: paredes, divisórias e peças de gesso são mais leves do que peças feitas de outro material e podendo

serem usadas em apartamentos, sem alterar a estrutura; • Facilidade de manuseio para execução de detalhes;

• Apesar da inevitável sujeira - seu ponto fraco, não há como evitá-la -, muitos preferem ter uma parede de gesso

no apartamento à sujeira de cimento, pedra, cal e água; • Rapidez de aplicação;

• Recebe bem todos os tipos de pintura e acabamento;


• Sua manutenção é simples: basta pano úmido e sabão de coco;

• Saiba que o gesso não suporta água. Por isso os profissionais recomendam sua aplicação apenas em ambientes

internos ou protegidos da chuva. Porém, existem placas Resistentes à Umidade (RU), produzidas especialmente

para utilização em áreas molhadas. Possuem na composição do gesso, aditivos especiais que as tornam mais

resistentes aos vapores e aos fungos resultantes da ação da umidade. Para as áreas constantemente molhadas (ex.

Box de chuveiros) é indispensável a impermeabilização. Deve ser realizado o tratamento da base da parede com

rodapé de impermeabilização. Recomenda-se o uso de mantas asfálticas com 10 a 20 cm de altura ou a aplicação

de uma junta elástica na junção da placa RU (Resistente à Umidade) com o piso, seguida de pintura cristalizante

subindo mais ou menos 20 cm na parede.

• Por suas propriedades físico-químicas, o gesso é considerado isolante térmico e acústico natural; É possível fazer

uma parede de gesso acartonado com um isolamento acústico muito superior ao de paredes de tijolos.

Isolamento acústico

Com uma simples parede de gesso acartonado com 16cm de espessura, com lã de vidro no interior, conforme

mostra a Figura 19, pode-se obter o mesmo isolamento acústico do que um muro de concreto de 18cm de

espessura, ou seja, isolamento de 60dB, com a grande vantagem da parede de gesso pesar apenas 40 Kg/m², contra

os 414 Kg/m² do muro de concreto.

Comparação entre isolamento acústico de parede de gesso e muro de concreto

As formas conhecidas de se obter isolamento acústico são:

• Lei da massa - quanto mais pesada a barreira acústica maior o impedimento para o som passar de um lado para o

outro desta barreira;

• Lei da massa + mola + massa - quanto mais alternância de materiais com espessuras e densidades diferentes,

maior o isolamento acústico.

CAL

A cal, também conhecida como óxido de cálcio é uma das substâncias mais importantes para a indústria, sendo

obtida por decomposição térmica de calcário a 900°C. Também chamada de cal viva ou cal virgem é um composto


sólido branco. O calcário, depois de extraído, selecionado e moído, é submetido a elevadas temperaturas em

fornos industriais num processo conhecido como calcinação, que dá origem ao CaO (óxido de cálcio: cal) e CO2 (gás

carbônico)

Esta substância era normalmente utilizada na indústria da construção civil para elaboração das argamassas com

que se erguem as paredes e muros (como um aditivo) e também na pintura. A cal também tem emprego na

indústria cerâmica, siderúrgicas (obtenção do ferro) e farmacêutica como agente branqueador ou desodorizador.

Na agricultura, o óxido de cálcio é usado para produzir hidróxido de cálcio, que tem por finalidade o controle da

acidez dos solos e, na metalurgia extrativa, é utilizado para separar a escória (que contém impurezas,

especialmente areia) do ferro.

Uma boa argamassa, além de ser dosada, deve ser composta por materiais de boa qualidade. Tradicionalmente,

sempre se utilizou cal como um dos constituintes das argamassas. Atualmente, com o uso de aditivos cada vez mais

difundido, a cal tem sido abandonada em muitos casos. No entanto, sabe-se que essa prática afeta a durabilidade

de revestimento, como já observado em alguns países da Europa, como por exemplo a França, que tem a cal como

um dos vários constituintes das argamassas.

No estado fresco, a cal propicia maior plasticidade à argamassa, permitindo melhor trabalhabilidade e,

consequentemente, maior produtividade na execução do revestimento. Outra propriedade no estado fresco é a

retenção de água, importante no desempenho da argamassa, relativo ao sistema alvenaria/revestimento, por não

permitir a sucção excessiva de água pela alvenaria.

No estado endurecido, a cal apresenta a capacidade de absorver deformações devido ao seu módulo de

deformação. Esta propriedade é de extrema importância no desempenho da argamassa, que deve acompanhar as

movimentações da estrutura. A cal possibilita a diminuição da retração gerando menor variação dimensional, além

de carbonatar lentamente ao longo do tempo, tamponando eventuais fissuras ocorridas no endurecimento, no

caso de argamassa mista.

Todas estas propriedades permitem dizer que a qualidade da cal é absolutamente essencial para uma boa

argamassa.

APLICAÇÕES NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Obtenção de argamassas de assentamento e revestimento como plastificante, retentor de água e de incorporação

de agregados (com ou sem aditivos, em geral nas proporções de 13 a 17% dos volumes); Misturas asfálticas como

neutralizador de acidez e reforçador de propriedades físicas (em geral, 1% das misturas); Fabricação de blocos

construtivos como agente aglomerante e cimentante (em geral, 5 a 7% do volume do bloco).

MATERIAIS CERÂMICOS

INTRODUÇÃO/CONCEITO.

Materiais cerâmicos são todos os materiais compostos em sua quase totalidade de argila, e que são largamente

utilizados na construção civil. Os materiais cerâmicos são polifásicos, contendo elementos metálicos e não

metálicos. A existência de várias fases cerâmica possibilita as combinações de átomos metálicos e não metálicos,

formando muitos arranjos estruturais. Isso possibilita a obtenção de materiais cerâmicos para uma


largaaplicação na engenharia. Os principais materiais cerâmicos são: tijolos, telhas, vidros, concretos, abrasivos,

vidrados para porcelana, isolantes elétricos, etc.

As propriedades dos materiais cerâmicos dependem de suas estruturas. Por exemplo: a baixa condutividade

elétrica é devida à imobilidade dos elétrons das ligações iônicas covalentes. Os materiais cerâmicos têm alta

resistência ao cisalhamento e baixa resistência à tração e consequentemente, não apresentam fratura dúctil.

Devido à ausência de escorregamento entre os cristais ou grãos, os materiais cerâmicos apresentam as seguintes

características:

• Não tem ductilidade;

•Podem ter alta resistência à compressão, desde que não se tenham poros presentes;

•Têm possibilidade de apresentar um elevado limite de resistência.

A ARGILA E SEUS CONSTITUINTES.

A argila é a matéria-prima básica da cerâmica, sendo portanto, importante conhecer sua natureza. A argila é

composta por grande quantidade de material amorfo, predominando o material cristalizado. Os cristais da argila

podem agrupar em espécies mineralógicas bem definidas. Os principais constituintes das argilas são;

•Os silicatos - são os principais constituintes das argilas. Sua unidadefundamental é o tetraedro silício-oxigênio.

•Minerais do grupo caulinita – A caulinita faz parte da maioria das argilas. Tem forma de placas hexagonais

irregulares. A composição química da caulinita é: Al2Si2O3(OH)4 ou Al2O3.2SiO2.2H2O.

•Minerais do grupo Montmorilonita ou esmecita – Este mineral é geralmente encontrado nas bentonitas que são

rochas derivadas de cinzas vulcânicas. A água penetra facilmente na montmorilonita provocando o seu

inchamento.

•Minerais micáceos – As micas são encontradas em muitas argilas, argilitos existos.

•Minerais de alumínio hidratados. - Gibsita, constituinte dos solos lateríticos,é o principal mineral de alumínio.

A bauxita é um minério comum do alumínio, sendo uma mistura de bauxita, caulinita, limonita e outros minerais.

CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS

Podemos classificar as argilas segundo vários critérios. De acordo com a geologia, as argilas classificam-se em:

Argilas residuais

-- São assim denominadas porque são formadas no mesmo local da rocha que lhe deu origem. O principal agente

formador destas argilas é a água subterrânea que percola a rocha, provocando reações químicas que vão

desgastando a rocha. A pureza da argila residual depende da natureza da rocha que lhe deu origem, da quantidade

de impurezas removidas, etc.

Argilas sedimentares

-- Estas argilas são provenientes de materiais transportados por ações naturais: ventos, chuvas, ações glaciais, etc.

Ex: Folhelho argiloso e silicoso, Silte argiloso, Caulim sedimentar, Argila glacial, limoargilo-arenoso etc. Segundo sua

aplicação em cerâmica, as argilas são classificadas em:


a)Cerâmica branca: Caulins residual e sedimentar.

b)Materiais refratários com fusão acima de 1600ºC: Caulim sedimentar, Argilas refratárias–Sílica plástica.

c)Argilas para cerâmica vermelha (de baixa plasticidade, porem contendofundentes): Ladrilhos, manilhas, telhas e

tijolos furados – argilas e folhelhos.

d)Argilas para louça de pó de pedra (plástica, contendo fundentes).

e)Argilas para tijolos (plástica, contendo óxido de ferro); argilas paraterracotas, argilas para tijolos comuns.

f)Argilas fundentes contendo mais óxido de ferro.

PROPRIEDADES DAS ARGILAS.

Cor

-A cor não tem muita importância em cerâmica porque é alterada no cozimento. Entretanto, para a industria do

papel, a cor é muito importante, devendo ser medida com muita precisão.

Composição química

- A composição química regula as aplicações especificas das argilas.

Propriedades plásticas

- As argilas mais finas são muito plásticas, porém certas argilas, mesmo de granulometria grosseira mas contendo

pequena quantidade de montmorilonita ou de matéria orgânica rica em humo podem ser plásticas. Normalmente

se emprega os limites de Atterberg para determinar a plasticidade das argilas.

Retração por secagem

- A retração por secagem e medida pela variação do comprimento ou do volume quando a amostra da argila é seca

em estufa a 105 – 110º C. Esta propriedade é importante na moldagem das peças cerâmicas porque pode fissurar

devido ao efeito da retração.

Resistência de ruptura à flexão

- Esta propriedade é importante para facilitar o manuseio entre o secador e o forno sem danificar. As argilas muito

finas, principalmente aquelas que possuem montmorilonita e matéria orgânica húmica são as mais resistentes.

Desagregabilidade em água

- É importante conhecer o tempo de desagregação das argilas para se estabelecer o processo e equipamentos

adequados para a obtenção da massa plástica no processo cerâmico.

Queima

- As propriedades de queima; a retração, variações da porosidade, liberação e absorção de calor, perda de massa e

mudanças petrográficas.

MATERIAIS CERÂMICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Os produtos cerâmicos podem ser classificados da seguinte forma:


a)Porosos: Tijolos, telhas, ladrilhos, azulejos, pastilhas, manilhas, etc.

b)Louça: Calcária, feldspática e sanitária.

c)Não porosos: Grês cerâmico e porcelana.

d)Refratários: Silicosos, silício-aluminosos, aluminosos, magnesita, cromomagnesita ecromita.

TIJOLOS.

Os tijolos são materiais de largo uso na construção de edifícios. São produzidos em todas as regiões do país, por

processos que vão do mais rude empirismo aos mais evoluídos mecanicamente. Por este processo, a pasta de

barro, depois de convenientemente amassada, é moldada por extrusão, cuja fieira contínua é cortada no

comprimento desejado. Os

tijolossão secos á sombra ou artificialmente, antes do cozimento que é feito em fornosintermitentes e contínuos.

Deste modo desenvolveram-se formas mais aperfeiçoadas para o produto e melhoraram sua qualidade. Os tijolos

devem ser leves, resistentes e de fácil manejo. São aplicados nos edifícios para a construção das alvenarias das

paredes divisória se de fachadas, representando cerca de 15% do valor total da construção. Nas pequenas

construções, os tijolos funcionam como elemento de sustentação do teto e cobertura. A NBR-7170 especifica a

resistência à compressão para cada tipo de tijolos em duas categorias, estabelecendo o valor mínimo individual e o

valor médio.

TELHAS

As telhas são materiais de cobertura com formas que se classificam em: planas oufrancesas, com seção transversal

curva (coloniais, portuguesas e árabes) e planas tipoescama. As telhas devem atender aos seguintes requisitos.

-Apresentar estrutura homogênea, granulação fina e não conter na sua massa grãos de pirita e de cal; -Não

apresentar manchas ou eflorescências;

-Ter cantos vivos; -Ter um som claro;-Não ter irregularidades de forma;

-Ter baixa permeabilidade;

-Ser resistente à flexão; A NBR-7172 da ABNT especifica a telha plana francesa nos seguintes requisitos: -Massa –

A massa seca máxima deve ser 3,3Kg-Absorção d’água – a absorção máxima deve ser de 20%.-Dimensões nominais

– NBR-8038 com tolerância de 2% nas dimensões nominais. -Quantidade de telhas por m².

PASTILHAS CERÂMICAS.


As pastilhas cerâmicas são materiais de louça, empregados para revestimentos de paredes e nos pisos. As pastilhas

são fornecidas coladas em folhas de papelão. A dimensão de cada pastilha é de 15x15 mm ou de 20x20 mm e 5 mm

de espessura. O assentamento das pastilhas é feito com argamassa de cimento e areia com

traço1:3 em volume, pulverizando-se com cimento branco para evitar o aparecimento deargamassa nas juntas.

Após a secagem, retira-se a folha de papelão e faz o polimento superficial, as pastilhas são classificadas em

vitrificadas e foscas.

AZULEJOS.

Os azulejos também são peças de louça, empregados para revestimento de paredes, principalmente nos banheiros,

cozinha e em ambientes que se exigem muita higiene. As dimensões mais usuais dos azulejos são: 15x15 cm e às

vezes 10x10 cm, ou em formato retangular. O assentamento dos azulejos pode ser em argamassa de cimento e

areia, traço 1:6em volume, ou aplicado diretamente sobre o emboço com pasta de cimento ou cola epóxica. Antes

da aplicação, o azulejo deve estar chapiscado com argamassa de cimento e areia, traço 1:3 em volume e depois

mergulhado na água durante 24 horas para saturação.

LADRILHOS

Os ladrilhos cerâmicos, comumente chamados de cerâmica, são peças de pequena espessura e formato variado. Os

ladrilhos são empregados para revestimento de fachadas de edifícios, são duráveis e possuem alta resistência a

abrasão. Quanto ao acabamento, os ladrilhos são classificados em:-Comuns (cerâmica vermelha)-Coloridos-

Vitrificados.

A argamassa de assentamento para ladrilhos deve ser de cimento e areia (1:6).

LOUÇA.

A louça é um produto cerâmico para a fabricação de utensílios, aparelhos sanitários, pias, etc. Os materiais de louça

são revestidos por um vidrado cuja finalidade é torna-los impermeáveis e resistentes aos ácidos. As locas

classificam-se em:-Louça ordinária-Louça de má qualidade-Louça superior A louça ordinária é empregada para

fabricar utensílios domésticos, possuindo um acabamento superficial, transparente, feito com sais de chumbo. A

louça de má qualidade é obtida do material da anterior, tendo um recobrimento opaco. É a louça dos aparelhos

sanitários. A louça classificada como superior é feita com pasta de boa qualidade, tendo o acabamento feito com

sais de bório. Esta louça tem aplicação no fabrico de jarros, utensílios finos, peças decorativas, etc.

REFRATÁRIOS.

Os refratários são matérias resistentes a altas temperaturas sem sofrer variações de volume significativas, sem

amolecer e resisti a ação dos gases quentes. Além destas condições, os refratários devem atender os seguintes

requisitos:-Boa resistência à compressão em altas temperaturas;-Apresentar uniformidade ao aquecimento e

resfriamento;-Ser resistentes aos vapores, aos ácidos e às escórias em temperaturas elevadas;-Ser resistentes à

oxidação e a redução. Uma característica muito importante dos refratários é a resistência piroscópica que é obtida

num ensaio de refratariedade. Este ensaio é feito por comparação entre o comportamento de pirâmides – padrão

do material em estudo, verificando seu comportamento com o padrão sujeito às mesmas condições de elevação de

temperatura.

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Módulo de Materiais de construção