Baixe Apostila resumida de Cimento Portland e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! CEULP/ULBRA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL TECNOLOGIA DO CONCRETO CIMENTO PORTLAND Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc. Eng. Civil e Eng. Seg. Trab. COMPOSIÇÃO QUIMICA Embora o cimento Portland seja formado essencialmente de vários compostos de cálcio, os resultados das análises químicas de rotina são expressos em termos de óxidos dos elementos presentes. Contribuição para Taxa de Teor (%) Hidratação | Resistência | Resistência | Calor de Paso E RE Ea TO ES ES Ba Ea MESES ECN SA [Sto [mm | am mia ma CAE | 5:10 | Modondo | Bo am mia COMPOSIÇÃO DOS CIMENTOS PORTLAND ( % ) COMPOSTOS CIMENTO 1 CIMENTOS 2 CIMENTOS 3 C3S 53,7 58,0 62,3 C2S 19,9 16,2 12,5 C3A 11,4 7,1 2,8 C4AF 8,8 11,9 14,9 Tipos de cimento Portland usualmente utilizados e normalizados pela ABNT DESIGNAÇÃO SIGLA CLASSE Cimento portland comum CPI 25,32,40 Cimento portland comum com adições CPI S 25,32,40 Cimento portland composto com escória CP II E 25,32.40 Cimento portland composto com filler CP II F 25,32.40 Cimento portland composto com pozolana CPII Z 25,32,40 Cimento portland de alto forno CP III 25,32,40 Cimento portland pozolânico CP IV 25,32 Cimento portland de alta resistência CPV ----- Tipos de cimento Portland usualmente utilizados e normalizados pela ABNT Tipos de cimento Portland usualmente utilizados e normalizados pela ABNT Tipos de cimento Portland usualmente utilizados e normalizados pela ABNT ALUMINATO E FERROALUMINATO DE CÁLCIO Vários aluminatos de cálcio podem ocorrer no sistema, porém o Aluminato Tricálcico (C3A) é o principal aluminato do clínquer do cimento Portland. As ferritas de cálcio não são encontradas no clínquer do cimento Portland comum, mas são formados os ferroaluminatos de Cálcio, e, o composto mais comum, aproximadamente, é o C4AF, os clínqueres contêm significativas quantidades de impurezas como o magnésio, sódio, potássio e sílica. As estruturas cristalinas são bastante complexas, mas são caracterizadas por grandes vazios estruturais responsáveis pela reatividade elevada. ALUMINATO E FERROALUMINATO DE CÁLCIO Óxido de magnésio e Óxido de cálcio : A origem do Óxido de magnésio no cimento é usualmente a Dolomita que está presente como impureza na maioria dos calcários. Uma parte do Óxido de magnésio total do cimento Portland, pode entrar em solução sólida com os compostos descritos, porém, o resto ocorre como MgO cristalino, também chamado periclasio. A hidratação do periclasio a Hidróxido de magnésio é uma reação lenta e expansiva. Finura Além da composição, a finura do cimento influencia a sua relação com a água. Geralmente, quanto mais fino o cimento, mais rápido ele reagirá. Para uma dada composição, a taxa de reatividade e, portanto, o desenvolvimento da resistência, pode ser alimentado através de uma moagem mais fina, porém o custo da moagem e o calor liberado estabelecem alguns limites de finura. Para a finalidade de controle da qualidade do cimento, a finura pode ser determinada como o resíduo em peneira padrão como a malha # 200 e a 375. Considera-se que as partículas maiores que 45 µm são difíceis de hidratar e as maiores que 75µm não hidratam completamente. Calor de hidratação * Total fiComposição) * E (forma de medir) -C,4 o B66l/g “CS SQNVE «CPI -CAF - 48T/g — 50 % em 3 dias - CS -— 259]Jg — 90% em 3 meses — 28 dias 300 e 400 J/g * Variação no tempo — Hlcomposição química) | « Risco de fissuração — f(finura) Calor desenvolvido (kJlkg) :;o 8888 Finura e Calor de hidratação 500 mf 900 mig 300 mitg 1 10 Tempo (dias) 100 a p ake RETRAÇÃO a) Retração plástica ou retração inicial sOcorre antes da pega devido a perda d'água, b) Retração autógena (de 10 a 150 u /m) sOÔcorre nos primeiros 90 dias, independente da evaporação da água, devido as reações de hidratação do cimento. c) Retração por carbonatação (de 100 a 200 pu /m) « Devida a reação do CO, com o Ca(HO), liberado na hidratação 15 ] INFLUENCIA DO CIMENTO NAS Ni 4 PROPRIEDADES DO CONCRETO = Trabalhabilidade s Resistência Mecânica = Elasticidade » Fluência = Estabilidade de Volume « Permeabilidade = Proteção das Armaduras = Resistência Química « Resistência à Ação do Fogo = Reação Cimento-Agregado 18 " E + TRABALHABILIDADE Fatores que influem na trabalhabilidade dos concretos, decorrente do cimento sTeor > plasticidade e lançamento da mistura sFinura = afeta a água necessária «Pega => - aumento de consistência devido a fixação da água — (percentual maior de cimento acelera a pega). 19 4 RESISTÊNCIA MECÂNICA Finura = Cimentos mais finos resultam em concretos com maiores resistências nas primeiras idades (até 28 dias ). O efeito é mais significativo entre 10 e 20 horas. = Adições de finos podem aumentar a resistência dos concretos, como por exemplo a microssílica. w | + ESTABILIDADE DE VOLUME É ifluenciada por: = Exsudação = Variação de Temperatura « Reações de Hidratação do Cimento = Secagem Cimentos que tenham teores significativos de CaO (cal livre) e MgO (periclásio) podem ocasionar expansões. 24 Na. À a PERMEASILIDADE = A porosidade dependem dos poros de gel e dos poros capilares como veremos adiante. = Os poros de gel representam cerca de 28% do volume da pasta, com dimensões de 15 a 30 A de diâmetro. = Os poros capilares podem representar de O a 40% do volume da pasta, com dimensões de cerca de 1 um de diâmetro. = A introdução de pozolanas e escórias nos cimentos diminuem a permeabilidade dos concretos. " , 4 PROTEÇÃO DAS ARMADURAS Concretos dosados, adensado e curado adequadamente, protege bem as armaduras contra a oxidação, desde que o cobrimento esteja compatível. MECANISMOS DE HIDRATAÇÃO Dissolução - precipitação Hidratação no estado sólido Hidratação dos Aluminatos Etringita – C6AS3H32 – pega e resistência inicial Tipos de pega Pega Normal (2 a 3 hs) Pega Moderada (1 a 2 hs – etringita) Pega rápida (45 min) Pega instantânea (pouca gipsita) Falsa Pega (enrijecimento prematuro – poucos min.) Hidratação dos Silicatos Silicatos de cálcio hidratado C – S – H C3S – cimento ARI = ii ; PASTA = aglomerante + água - NATA = aglomerante + água (fluida) « ARGAMASSA = aglomerante + agregado miúdo « CONCRETO = argamassa + agreg. graúdo Ep manncem « Embalagem com 50 kg = Embalagem com 25 kg Obs: o cimento Portland também pode ser vendidoa granel 65