Revisâo cimento 4

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Revisâo cimento 4

  1. 1. 17/05/2012 1
  2. 2. 17/05/2012 2
  3. 3. 17/05/2012 3
  4. 4. 17/05/2012 4
  5. 5. 17/05/2012 5
  6. 6. 17/05/2012 6 Ca CO3 + calor (900 0C) ⇒ Ca O + CO2 Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico Produção da cal virgem ou calcinação CaO + H2O => Ca (OH)2 Cal virgem + água => Cal extinta + calor Produção de cal extinta ou apagada Ca (OH)2 + CO2 ⇒ CaCO3 + H2O Cal extinta + gás carbônico ⇒ Carbonato de cálcio + água Reação da cal aérea 1ª Fase - gesso rápido ou gesso estuque (CaSO4 + 2H2O) + calor = 150 0C ⇒ (CaSO4 + ½ H2O) 2ª Fase - gesso anidro solúvel (CaSO4 + 2H2O) + 150 0C < calor < 300 0C ⇒ CaSO4 3ª Fase - gesso anidro insolúvel (CaSO4 + 2H2O) + Calor > 300 0C ⇒ CaSO4 C3A aluminato tetracálcico hidratado • Hidratação do C3A : O aluminato tricálcico reage rapidamente com a água, começando a cristalizar-se dentro de poucos minutos e aumentando, em seguida, os cristais em tamanho e número. A mistura do aluminato tricálcico com a água para formar uma massa plástica dá lugar a um calor de hidratação tão elevado, que o material quase seca. 3CaOAl2O3 + CaO + 12H2O  Al2O3 . 4CaO . 12H2O
  7. 7. 17/05/2012 7 •A hidratação dos compostos de cimento Portland dá origem a compostos cristalinos hidratados e gel (estado gelatinoso). O gel inicialmente apresenta-se “instável” e, à proporção que perde água para os cristais que vão surgindo, vai ficando estável (gel rígido), sendo esse gel rígido o principal responsável pela resistência mecânica das partes hidratadas. Os cristais resultantes da hidratação dos compostos do cimento Portland têm formas alongadas, prismáticas ou de agulhas de monossilicato de cálcio hidratado (SiO2 . CaO . 2,5H2O) e de aluminatos hidratados (tri e tetracálcicos) – (Al2O3 . 3CaO . 12H2O e Al2O3 . 4CaO . 12H2O). •Hidratação do C3S  (3CaO . SiO2) : Inicialmente, o silicato tricálcico (C3S) se hidrolisa, isto é, separa- se em silicato bicálcico (C2S) e hidróxido de cálcio Ca(OH)2. Este último precipita-se como cristal em solução supersaturada de cal. A seguir, o silicato bicálcico (C2S) existente, resultante da hidrólise do C3S, combina-se com água no processo de hidratação, adquirindo 2 moléculas de água e depositando-se a temperaturas normais, no estado gel. Esse processo, quando conduzido em temperaturas elevadas, resulta numa estrutura de natureza cristalina. C3S + 4,5H2O  SiO2 . CaO . 2,5H2O + 2Ca(OH)2 hidróxido de cálciosilicato monocálcico hidratado •Hidratação do C2S : O silicato é atacado muito lentamente pela água. Depois de algumas semanas, os cristais estão recobertos por uma camada fina de um silicato hidratado, cuja espessura vai aumentando lentamente com o tempo. Durante essa reação, forma-se também hidróxido de cálcio, porém em quantidades muito inferiores à formada pela hidratação do C3S. C2S + 3,5H2O  SiO2 . CaO . 2,5H2O + Ca(OH)2 silicato monocálcico hidratado hidróxido de cálcio •Hidratação do C4AF : Reage rapidamente com a H2O, produzindo cristais de alumínio tricálcico hidratado, não havendo liberação de cal, formando, entretanto, um ferrito monocálcico hidratado. C4AF + CaO + 12H2O  Al2O3 . 3 CaO . 12H2O + Fe2O3 . CaOH2O aluminato tricálcico hidratado ferrito monocálcico hidratado Parte do aluminato tricálcico hidratado reage com o hidróxido de cálcio, liberado pela hidratação dos silicatos, formando o aluminato tetracálcico hidratado (Al2O3 . 4CaO . H2O). Al2O3 . CaO . 12H2O + CaSO4 . 2H2O  3CaO . Al2O3 . 3CaSO4 . 31H2O aluminato de cálcio hidratado sal de Candlot Al2O3 . 3CaO . 12H2O + Ca(OH)2  Al2O3 . 4CaO . 12H2O aluminato tricálcico hidratado aluminato tetracálcico hidratado Na massa hidratada de um cimento Portland encontramos: •Hidróxido de cálcio = Ca(OH)2 ; •Silicatos de cálcio hidratados = SiO2 . CaO. 2,5H2O ; •Aluminato tri e tetracálcicos hidratados = Al2O3. 3CaO. 12H2O e Al2O3 . 4CaO . 12H2O ; •Sulfoaluminato de cálcio (sal de Candlot) = Al2O3 . 3CaO. 3CaSO4 . 31H2O; •Ferrito monocálcico hidratado = Fe2O3 . CaO . H2O ; •Além de magnésia hidratada e óxidos alcalinos (Na2O e K2O)  álcalis.
  8. 8. 17/05/2012 8 Dos compostos hidratados formados pelo cimento, o hidróxido de cálcio Ca (OH)2 é o único que é solúvel na água, sendo essa solubilidade a principal causa da degradação do cimento depois do endurecimento. Essa solubilidade é tanto mais importante quanto maior for a quantidade de hidróxido de cálcio formado (nos Portlands comuns, atinge de 13 a 17% do peso do cimento). O hidróxido de cálcio dissolve-se na água absorvida da umidade do ar e, escorrendo até a superfície exposta das obras de concreto, entra em contato direto com o anidrido carbônico (CO2) existente na atmosfera, transformando-se em carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio adere à superfície do concreto sob forma de eflorescências brancas. Essa reação não traz problemas ao concreto. Contudo, quando o hidróxido de cálcio entra em contato com a água do mar, os fenômenos são mais complexos, em virtude dos sais que ela contém em dissolução. Um dos sais em dissolução na água do mar é o sulfato de magnésio, que reage com o hidróxido de cálcio, transformando-se em sulfato de cálcio e depositando hidróxido de magnésio, que é uma substância gelatinosa, de fraca resistência. O sulfato de cálcio substitui uma parte do hidróxido de cálcio primitivo e, como a sua molécula é maior, nota-se no fim de algum tempo uma expansão na massa do cimento. Tanto o sulfato de cálcio formado por essa reação como também o sulfato de cálcio existente na água do mar entram em combinação com a alumina do cimento, dando lugar à formação do sulfoaluminato de cálcio (sal de Candlot), cuja cristalização, que já foi comentada aqui antes, absorve muita água e pode fragmentar a massa de concreto com o tempo. Em resumo: em contato com a água do mar, temos as seguintes reações: O hidróxido de cálcio é eliminado, sendo substituído pelo hidróxido de magnésio e sulfato de cálcio, com diminuição da resistência mecânica e aumento de volume ALGUNS TIPOS DE CIMENTO Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CPV-ARI) Altas resistências já nos primeiros dias de aplicação. Tem uma moagem mais fina (superfície específica – Blaine – 500m2 / kg), maior porcentagem de (C3S) e uma redução do teor de (C2S) e, portanto, uma rápida progressão do endurecimento. utilizado na fabricação de pré-moldados, construção de edifícios, pontes, viadutos e pisos industriais Cimento Pozolânico (CP IV) As pozolanas têm a propriedade de fixar a cal liberada na hidratação do cimento Portland. Em ambientes marinhos a cal é dissolvida formando um concreto poroso. Mais nocivo ainda, é quando a cal entra em contato com os sulfatos (de cálcio e magnésio), formando-se o sal de Candlot (sulfoaluminato de cálcio) insolúvel, que tem efeitos expansivos, podendo desagregar a massa. As pozolanas liberam menos calor de hidratação, pois fazem endurecer os cimentos lentamente Cimento de alto-forno (CP III) A escória de alto-forno, resfriada bruscamente, fica sob forma granulada e sua mistura bem homogênea com o clínquer e gesso. O cimento de escória exige uma cura prolongada, a fim de que se dê a fixação da cal liberada na hidratação do Portland. Após 90 dias, sua resistência supera a resistência do cimento Portland comum. Cimento Portland resistente aos sulfatos (R.S.) Os meios agressivos sulfatados são encontrados nas redes de esgoto de águas servidas ou industriais e também na água do mar e subterrâneas. Cimento Portland de baixo calor de hidratação (B.C.) O aumento da temperatura no interior de grandes estruturas de concreto, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento, pode levar ao aparecimento de fissuras de origem térmica Cimento Portland branco suas matérias-primas (calcário / argila branca / caulim) possuem baixos teores de óxidos de ferro (0,2% a 0,8%) e manganês. O cimento comum tem entre 2 e 3,5%. Estrutural para fins arquitetônicos, já os não estruturais são utilizados nos rejuntes de cerâmicas e fabricação de ladrilhos hidráulicos Cimento colorido Cimento Portland branco com 5 a 10% de pigmento: Amarela e preta  utilizando pigmentos de ferro ; Preta e marrom  utilizando óxidos de manganês ; Verde  utilizando óxidos de cromo ; Azul  utilizando pigmentos azuis ; Preta  utilizando pigmentos de carvão Cimento Portland para poços petrolíferos (CPP) / NBR 9831 / 93 Cimentos expansivos Cimento de pega regulada Cimento (NÃO PORTLAND) cirúrgico (cimento de zinco)

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