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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Materiais de Construção( TC-030)
AGLOMERANTES
Ministério da EducaçãoUniversidade Federal do ParanáSetor de TecnologiaDepartamento de Construção Civil
Versão 2019Versão 2019
Professores José de Almendra Freitas Jr. - [email protected] Valduga Artigas – [email protected]
Heloisa Fuganti Campos – [email protected]
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
DEFINIÇÃOSão produtos capazes de provocar a aderência dos materiais.
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MODO DE ENDURECER:
• Quimicamente inertes:• Endurecem por simples secagem.
• Ex: argilas, betumes.
• Quimicamente ativos:• Endurecem pela ação de reações químicas.
• Ex: cimento Portland, Cal aérea
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MODO DE ENDURECER:
• Quimicamente ativos:Endurecem devido a reações químicas.
• Aéreos –• Necessitam da presença do ar para endurecer;
• Hidráulicos –• Não necessitam da presença do ar para endurecer;
• Hidráulicos simples;• Hidráulicos compostos;• Hidráulicos mistos;• Hidráulicos com adições.
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CLASSIFICAÇÃO QUANTO A RELAÇÃO COM A ÁGUA:
AGLOMERANTES AÉREOS:
Tem a capacidade de endurecer por reação com o dióxido de carbono ou por reações de re-
hidratação .
Depois de endurecidos, não resistem bem quando imersos na água.
Devem ser usados apenas em contato com o ar.
Ex.: CalCal aérea,aérea, GessoGesso dede ParisParis..
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS:Depois de endurecidos, resistem bem a água.
O endurecimento dos aglomerantes hidráulicos se dá por ação exclusiva da água (reaçãode hidratação).
Ex.: Cal hidráulica, Cimento aluminoso, Cimento Portland.
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS SIMPLES:
Um único produto aglomerante, não tendo mistura.
Ex.:
• Cimento Portland Comum (Cimento Portland Comum (CP ICP I))
• Cimento aluminosoCimento aluminoso
• Gesso hidráulicoGesso hidráulico
• Cal hidráulicaCal hidráulica
CLASSIFICAÇÃO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS COMPOSTOS:
Misturas de um aglomerante simples com subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo.
Ex.:
• CP IV - mistura de cimento Portland e pozolana
• CP III - mistura de cimento Portland e escória de alto forno
• CP II F - mistura de cimento Portland e fíler calcário
CLASSIFICAÇÃO
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS MISTOS:
Mistura de dois aglomerantes simples.
Ex.:
• Gesso com Cal aérea
•Mistura de Cimento Portland com cimento aluminoso - tem pega muito rápida.
CLASSIFICAÇÃOAGLOMERANTES
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS COM ADICÕES:
Aglomerantes hidráulicos simples + adições para modificar certas características.
•Diminuição: permeabilidade, calor de hidratação, retração ou preço.
•Aumento: resistência a agentes agressivos, plasticidade ou resistência a baixas temperaturas.
•Dar coloração especial.
CLASSIFICAÇÃOAGLOMERANTES
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Definições:
PegaPega - período inicial de solidificação pasta
Início de pegaInício de pega – Momento que a pasta começa a endurecer
Fim de pegaFim de pega - Momento que a pasta já está completamentesólida
EndurecimentoEndurecimento – Período de tempo em que o material ganha resistência, mesmo após o final de pega.
AGLOMERANTES
TEMPOS DE INÍCIO E FINAL DE PEGA
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES - TEMPOS DE INÍCIO E FINAL DE PEGA
APARELHO DE VICAT
Ensaios(NBR 16606:2017 ) - Determinação da Água da Pasta de Consistência Normal (NBR 16607:2017) - Determinação dos Tempos de Pega
Luis J. Vicat, 1786-1861
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
APARELHO DE VICAT
AGLOMERANTES - TEMPOS DE INÍCIO E FINAL DE PEGA
(José A. Freitas Jr.)
Agulha com acessório anular para verificação do
final de pega
Final de pega = tempo até que acessório
anular não provoque nenhuma marca
escala
Início de pega = tempo Início de pega = tempo até que a agulha de até que a agulha de
Vicat penetre na pasta Vicat penetre na pasta (4(4++1)mm da base1)mm da base
DefineDefine--se os tempos de pega se os tempos de pega como o intervalo de tempo como o intervalo de tempo transcorrido desde a adição transcorrido desde a adição
de água ao cimento de água ao cimento
amostra = 500 g de cimento e água
(pasta consistência normal)
(José A. Freitas Jr.)
Agulha p/ Início Agulha p/ Início de pegade pega
Agulha p/ Final de pega
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TEMPO DE INÍCIO DE PEGA
Arquivo: Filmes concreto / Cimentos/ Inicio de pega
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TEMPO DE FINAL DE PEGA
Arquivo: Filmes concreto / Cimentos/ Final de pega
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
O concreto ou argamassa deve estar aplicado e adensado dentro das formas antes do início da pega.
Classificação (AFNOR):
AGLOMERANTES - TEMPOS DE INÍCIO E FINAL DE PEGA
AGLOMERANTES TEMPO DE INÍCIO DE PEGA EXEMPLO
De pega rápida Menos de 8 minutosGesso de Paris
Cimento Romano
De pega semi-lenta De 8 a 30 minutos Alguns cimentos naturais
De pega lentaDe 30 minutos a 6 horas
Cimento PortlandCimento aluminosoCimento pozolânicoCimento metalúrgico
Cal aérea
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
MASSAS ESPECÍFICA E UNITÁRIA:
Massa Específica: ME = Massa / volume real
Massa Unitária: MU = Massa / volume aparente
(Volume aparente inclui os vazios entre os grãos)
AGLOMERANTE MASSA ESPECÍFICA(t/m3, kg/l ou g/cm3)
MASSA UNITÁRIA(t/m3, kg/l ou g/cm3)
Cimento Portland 3,00 a 3,15 ≅ 1,42
Cal hidratada 2,25 a 2,30 0,48 a 0,64
Gesso 2,55 a 2,60 0,65 a 0,80
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
MASSAS ESPECÍFICA E UNITÁRIA:
Massa Específica: ME = Massa / volume real
Massa específica de materiais em pó é determinada utilizando o frasco de
“Le Chatelier” e balança de precisão.
NBR 16605:2017
Henry Le Châtelier, 1850 -1936
Frasco de Le Frasco de Le ChâtelierChâtelier
Balança
60 g de cimento
250 ml de querosene
ou xilol
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA :
Superfície Específica: SE
Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU
Área dos grãos calculada a partir do diâmetro médio das partículas determinado pelo permeâmetro Blaine.
AGLOMERANTE SUPERFÍCIE ESPECÍFICA(m2/kg)
Cimento Portland 240 a 300
Cal hidráulica ≈ 650
Sílica ativa 20.000
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
ηε
ε
ρ 1,0)1(
3tK
S ×−
×=
Caracteriza a finura, Quanto maior o valor do Blaine, maisfino é o aglomerante, mais rápida é sua hidratação.
• K é a constante do aparelho;
• ε é a porosidade da camada;
• t é o tempo medido (s)
• ρ é a massa específica do cimento (g/cm³)
• η é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio – tabela da norma (Pa/s)
• S é a superfície específica
ITAMBÉ
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Permeâmetro BlaineNBR 16372:2015
Roger L. Blaine, 1943 -
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Permeâmetro Blaine
Fluido
Entrada de ar
(F.Bauer)
Amostra
Abrir o registro e aspirar o líquido, levantando para a marca A, fechando o
registro.
Com a subpressão formada no tubo, o ar é forçado a fluir através da amostra e o fluido vai lentamente voltando a posição
de equilíbrio.
O cronômetro deve ser acionado quando o nível do fluido passar pela marca B e desligado quando atingir a
marca C, anotando-se o tempo
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Granulômetro a laser
A difração do laser mede a intensidade da luz dispersa por
um grupo de partículas numa gama de ângulos (Catita, 2006)
(Alécio Mattana Jr., Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa)
Distribuição granulométrica dos cimentos a partir do Granulômetro a Laser
(Coutinho, J. S.)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES AÉREOS
Depois de endurecidos, não resistem bem quando imersos na água.
Devem ser usados apenas em contato com o ar.
Em geral precisam de componentes do ar para endurecer.
Exemplos principais:Cal aérea
Gesso
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea É um aglomerante aéreo É um aglomerante aéreo
É o produto resultante da calcinação de pedras calcárias a uma temperatura inferior ao do início de sua fusão (cerca de 900oC).
CaCO3 + calor → CaO + CO2
44 % do peso
12 a 20 % do volumePerde
CaO = Cal, Cal Virgem ou Cal viva
(900oC)
a) Calcinação
CaCO3 = Carbonato de Cálcio
Etapas da cal:
Alterações físicas:
Rocha Calcária
ar
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea
O Hidróxido de cálcio é o aglomerante.
É um aglomerante aéreo É um aglomerante aéreo
b) Extinção da cal
CaO + H2O → Ca(OH)2 + calor
Ca(OH)2 = Cal extinta, Cal hidratada ou Hidróxido de Cálcio
Recupera a maior parte do peso e volumes perdidos.
Muitíssimo
Etapas da cal:
Alteração física:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea Extinção da calExtinção da cal
Arquivo: Filmes concreto / CAL / Slaking rocklime
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
ar ar
c) Endurecimento ou recarbonatação
CaCO3 = carbonato de cálcio
Ca(OH)2 = hidróxido de cálcio
Etapas da cal:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea DESIGNAÇÃO DOS PRODUTOS
CaO
Ca(OH)2
CAL VIRGEM ou CAL VIVA = Calcário calcinado
CAL HIDRATADA = Cal Virgem depois da hidratação
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal Aérea
Cal virgem cálcica:
CaO - entre 100% e 90% dos óxidos totais;
Cal virgem magnesiana:
CaO - entre 90% e 65% dos óxidos totais;
Cal virgem dolomítica:
CaO - entre 65% e 58% dos óxidos totais.Dolomita → CaCO3.MgCO3
Cal virgem é classificada conforme o óxido predominante:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL = Cal AéreaRendimento → ganho de volume da cal virgem ao hidratar.
Cal gorda:Rendimento em pasta >1,82
Calcários com impurezas < 5 %Produz maior volume de pasta, mais plástica, homogênea e mais
expansiva.
Cal magra:Rendimento em pasta <1,82
Calcários com impurezas > 5 %Produz menor volume de pasta, mais seca, grumosa e menos
expansiva.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CALCÁRIO Reservas no Brasil:
Paraná
C = Calcário - CaCO3
D = Dolomito - CaCO3.MgCO3
Paraná
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
PRODUÇÃO DA CAL
C.N
atuc
ci, E
. M. A
raúj
o, F
. Mits
uhas
i; G
. Bal
bino
t, G
. Lor
enci
e J
.G.Y
ared
Mina de calcárioMina de calcário Britagem do calcárioBritagem do calcário
Produção em Rio Branco do Sul-PR
Separação do Separação do material menormaterial menor Forno de barrancoForno de barranco
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
PRODUÇÃO DA CAL Produção em Rio Branco do Sul-PR
Forno de barrancoForno de barranco Queima de serragemQueima de serragem
Peneiramento da calPeneiramento da cal EstoqueEstoque
(alu
nos:
J. d
e C
amar
go, J
. Lim
a N
eto,
’M.
Cos
tant
in F
ilho,
R. S
chei
dt, S
ilvio
Alm
eida
Cin
tra)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CaOCALCINAÇÃO DA CAL:
Forno intermitente simples a lenha ou carvão
Forno de barranco
(Freitas Jr., J.)(Freitas Jr., J.)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CaOCALCINAÇÃO DA CAL:
Tempo de operação: 36
horas
Forno vertical contínuo
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CaOCALCINAÇÃO DA CAL:
Forno horizontal contínuo giratórioPermanência no forno por 5 horas
Equipamentos muito flexíveis
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Compostos CV-E CV-C CV-P
Anidrido carbônico (CO2)
Fábrica ≤ 6,0% ≤ 12,0% ≤ 12,0%
Depósito ou obra ≤ 8,0% ≤ 15,0% ≤ 15,0%
Óxidos totais na base não volátil(CaO total + MgO total)
1) ≥ 90,0% ≥ 88,0% ≥ 88,0%
Água combinada 2)Fábrica ≤ 3,0% ≤ 3,5% ≤ 3,0%
Depósito ou obra ≤ 3,6% ≤ 4,0% ≤ 3,6%1) O teor de óxidos totais na base não-voláteis (CaO total + MgO total) deve ser calculado como segue:
%(CaO total + MgO total) base de não-voláteis= [%(CaO total + MgO total) / (100 - % perda ao fogo) ] x 100
2) O teor de água combinada deve ser calculado como segue:
Água combinada = % perda ao fogo - % CO2
Exigências químicas:
CAL VIRGEM CV (CaO)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Cal em final de hidratação em caixa de madeira, típica de obra.
HIDRATAÇÃO DA CAL
Industrias: Equipamento vertical para hidratação de cal.
www.metso.com
Ca(OH)2
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
HIDRATAÇÃO DA CALFluxograma da fabricação da cal hidratada: Cal virgem como matéria-prima,
hidratação, classificação granulométrica, moagem e estoque de cal hidratada.
Ca(OH)2
Hidratadores horizontais
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL HIDRATADA CH Ca(OH)2
Exigências químicas – NBR 7175: CH I CH II CH III
Anidrido carbônico CO2 – na fábrica ≤ 5% ≤ 5% ≤ 13%
Anidrido carbônico CO2 – no depósito ou na obra ≤ 7% ≤ 7% ≤ 15%
Óxido não hidratado calculado ≤ 10% Não exigido ≤ 15%
Óxidos totais na base de não voláteis (CaO + MgO) ≥88% ≥88% ≥88%
Exigências físicas – NBR 7175: CH I CH II CH III
Finura (% retida acumulada) - #0,6mm n° 30 ≤ 0,5% ≤ 0,5% ≤ 0,5%
Finura (% retida acumulada) - #0,075mm n° 200 ≤ 15% ≤ 15% ≤ 15%
EstabilidadeAusência de cavidades ou
protuberâncias
Ausência de cavidades ou
protuberâncias
Ausência de cavidades ou
protuberâncias
Retenção de água ≥80% ≥80% ≥70%
Plasticidade ≥110 ≥110 ≥110
Incorporação de areia ≥2,5 ≥2,5 ≥2,2
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
HIDRATAÇÃO DA CAL
Tempos para extinção:
• Pasta obtida da cal em pedra
7 a 10 dias após a extinção (adição de água);
• Pasta obtida de cal pulverizada
20 a 24 horas após a extinção (adição de água);
•Pasta obtida de cal magnesiana
Duas semanas após a adição de água (a hidratação do óxido de magnésio é muito lenta).
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL Adulteração da cal:
(Aulas USP)Dissolução em HCl (20%)
(Prof. Mércia Barros)
Impurezas:• Partículas de carvão - riscos pretos• Contaminação por calcário • Partículas de sílica• Núcleos duros de CV na CH = vesículas
(Aulas USP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental: CAL
Energia:
• Óleo combustível;• Madeira;• Bagaço de cana;• Forno descontínuo:
� 2 kcal/g• Forno contínuo:
� 0,9 kcal/g
Reservas:
• Calcário:
� Muito amplas.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental: CAL
CO2 – Efeito estufa:
• Descarbonatação:
� p/ uma tonelada de CaCO3
• 560 kg CaO
• 440 kg CO2 - Reabsorvido na recarbonatação
• Massa de CO2 = 80% da massa de CaO
• Combustível:
�1 tonelada de CaO gera
� 300 Kg de CO2 - Forno contínuo
� 640 kg de CO2 – Forno descontínuo
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL Usos em argamassas:
• AreiaAreia ++ calcal hidratadahidratada ++ cimentocimento PortlandPortland ++ águaágua::
� Assentamento de blocos de concreto ou cerâmicos;
� Chapisco;
ChapiscoChapisco
Aumenta aderência do substrato com Aumenta aderência do substrato com o emboçoo emboço
AssentamentoAssentamento
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL Usos em argamassas:
• Areia + cal hidratada + cimento Portland + água:
�Revestimento bruto - emboço;
Preparo em obraPreparo em obra Aplicação manual Aplicação manual
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL Usos em argamassas:
Alisamento com réguaAlisamento com réguaRevestimento convencional de uma Revestimento convencional de uma
alvenariaalvenaria
• Areia + cal hidratada + cimento Portland + água:
�Revestimento bruto = emboço;
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Emboço com argamassa de cal projetadaEmboço com argamassa de cal projetada
Arquivo: Filmes concreto / Revestimentos paredes/ Emboço projetado
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL Usos em argamassas:
• Cal hidratadoa+ água:� Revestimento fino – reboco (calfino)
Aplicação de calfinoAplicação de calfinoPreparo da pasta Preparo da pasta de cal com águade cal com água
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Reboco com calfinoReboco com calfino
Arquivo: Filmes concreto / CAL / CALFINO
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Produto da desidratação parcial da gipsita - (CaSO4. 2H20)
É um É um aglomerante aéreoaglomerante aéreo, não suporta contato com a água após endurecido., não suporta contato com a água após endurecido.
2(CaSO4.1/2 H2O) + 3H2O → 2(CaSO4.2H2O)gipsita
Edurecimento do gesso:
2(CaSO4. 2H2O) + calor → 2(CaSO4.1/2 H2O) + 3H2Ohemidrato190oC
Gesso de EstucadorGesso RápidoGesso de Paris
CaSO4 CaSO4
H2O
Relação estequeométrica água/hemidrato = 0,19
Usual >0,45 para dar trabalhabilidade à pasta
16% da massa da gipsita
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Gipsita
www.caer.uky.ed
CaSO4. 2H2O
Estrutura cristalina
Uso na medicina
Construção civil
Cristais ≅≅≅≅ 15 µµµµm
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO
ou GESSO DE PARIS
Prosseguindo o aquecimento além dos 200 0C:
200 0Canidrita solúvel - muito higroscópica, (absorve umidade ao ar, transformando-
se em hemidrato.
600 0Canidrita insolúvel - praticamente inerte, endurecendo lentamente quando em
contato com água.
1.000 a 1.200 0CGESSO DE PAVIMENTACAO endurece em 12 a 14 h, também chamado
GESSO LENTO ou GESSO HIDRÁULICO, resistência 100% superior ao gesso de Paris.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO no BRASIL
Jazidas de Gipsita
Britagem da Gipsita
Extração da gipsita
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Linha para produção de gesso em pó
Três sistemas:
• Trituração• Britador de mandíbulas, rolos ou de impactos;
• Moinho de martelos.
• Calcinação – 200oC•(Calcinar depois de moer ou moer depois de calcinar?)• Fornos contínuos ou descontínuos;
• Moagem• Moinho Raymond, vertical ou de cone;• Equipamento de graduação.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Panelões de aço circulares, abertos,com grande diâmetro e pequenaaltura.
Normalmente assentados sobre uma fornalha de alvenaria, utilizam lenhapara combustão. Pás agitadoras homogeneízam a calcinação e os controlesde temperatura e tempo de residência do material no forno são realizadosempiricamente, através da observação visual.
www.gessofortedobrasil.com.b
Tipos de fornos
Forno tipo panela(em extinção)
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Panelões fechados (cubas), onde o calor gerado na parte inferior é conseguidocom a queima de óleo BPF ou lenha.
A temperatura pode ser controlada através de pirômetros. Um sistema de palhetasinternas, na cuba, garante a homogeneidade do material.
Forno Tipo MarmitaForno Tipo Marmita
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w.g
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Tipos de fornos
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARISTipos de fornos
Tubo giratório de aço, revestidointernamente com material refratário,de grande extensão e pequenainclinação.
O minério moído entra em contato direto com a chama, que sai do maçarico,no lado da alimentação.O minério sendo calcinado desce, por gravidade, toda a extensão do forno e otempo de residência é controlado pela velocidade de rotação do tubo.
www.gessofortedobrasil.com.b
Forno Tipo RotativoForno Tipo Rotativo
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Tubo giratório de aço, com interiorrevestido com material refratário.Extensão depende do volume deprodução. Operação intermitente.
O minério moído não entra em contato direto com a chama.Podem ser controlados por computadores ou operados empiricamente. Podemter controle de tempo, temperatura, perda de massa e controlar a pressãointerna.
Forno Tipo Marmita GiratórioForno Tipo Marmita Giratório
Tipos de fornos
www.projetecnet.com.br
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Produtos obtidos da gipsita, de acordo com as temperaturas.
GESSO ou GESSO DE PARIS
(Cou
tinho
, J. S
.; F
EU
P,
2002
)
Temperatura de calcinação
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou
GESSO DE PARIS
Maior quantidade de água de amassamento reduz a
resistência.
Também a absorção de água pelo gesso já endurecido reduz
a resistência.
Relação estequeométrica água/hemidrato = 0,19
Usual 45% da massa de gesso em água para dar
trabalhabilidade à pasta
(Cou
tinho
, J. S
.; F
EU
P,
2002
)
Resistências médias à compressão em corpos-de-prova secos e saturados de gesso de paris,
conservados 28 dias em ar seco.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
(Aulas USP)
Calor de hidratação
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Tempo de pega
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO no BRASIL
Pólo gesseiro – PE: 94% da produção
Jazidas deGipsita
3.000 km frete p/ regiões SE e Sul
Para Curitiba o frete representa +- 50% do custo e das emissões de CO2
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Propriedades:
- Pega rápida – minutos
- Solúvel em água após endurecido
- Resistência mecânica diminui com o teor de umidade
- Grande coeficiente de dilatação térmica (2 x concreto)
- Baixa condutibilidade térmica (isolante)
Imagem MEV(5000x) de pasta de gesso
GESSO ou GESSO DE PARIS
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Bactérias redutoras de sulfato no gesso
GESSO ou GESSO DE PARIS
Propriedades:
� O gesso é atacado por bactérias redutoras de sulfato, que utilizam o sulfato como agente oxidante, reduzindo-o a sulfeto;
� É corrosivo ao aço.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Produção de chapas de gesso acartonadoProdução de chapas de gesso acartonado
Arquivo: Filmes concreto / Gypsun – Drywall / fabrica PLACO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Sistema “Drywall”www.drywall.org.br
www.placo.com.br
Chapas de gesso acartonado
GESSO ou GESSO DE PARIS
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Chapas de gesso acartonado “Drywall”
Chapas fabricadas por processo de laminação contínua de uma mistura de gesso, água e aditivos entre duas lâminas de cartão.
NBR 14715:2010
GESSO ou GESSO DE PARIS
ww
w.d
ryw
all.o
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Chapas de gesso acartonado –“Drywall”
Tipos de Chapas – cores:Standard (ST) – Branca – (áreas secas)
Resistente à Umidade (RU) – VerdeResistente ao Fogo (RF) – Rosa
(Coutinho,J. S.)
GESSO ou GESSO DE PARIS
Chapas acartonadas - dimensões:L= 60,0 ou 120,0 cm
C = 240,0 ou 360,0 cm
Espessuras: 7; 10 12,5; 15, 20 e 25 mm
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Chapas de gesso acartonado Chapas de gesso acartonado -- drywalldrywall
Arquivo: Filmes concreto / Elevações / Drywall Pré requisitos para a montagem
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Forro executado com placas em gesso de 60 X 60 cm.
As placas têm encaixe "macho e fêmea" e são chumbadas com estopa (juta cardada) e fixadas ao teto com arame galvanizado.
GESSO ou GESSO DE PARISPlacas de gesso autoportantes
(Aluno: Bruno H. R. Mortari) (Aluno: Bruno H. R. Mortari)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Divisórias em blocos
GESSO ou GESSO DE PARIS
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Peças decorativasGESSO ou GESSO DE PARIS
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Aplica-se uma única camada de pasta sobre superfícies de interiores, conferindo um aspecto
liso, bem acabado e apresenta uma elevada resistência mecânica.
Revestimento com pasta de gessoGESSO ou GESSO DE PARIS
(Quinália, E., Tècne julho de 2005)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Revestimento em gesso projetadoRevestimento em gesso projetado
Arquivo: Filmes concreto / Gypsun - Drywall/ Como aplicar gesso projetado
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
GESSO ou GESSO DE PARIS
Reservas:• Muito amplas;
• Duração ........
Consumo de Energia:• O menor dentre os aglomerantes;
CO2 – Efeito estufa :• Queima de Combustíveis - 0,15 a 0,20 kcal/g gesso;
• 1 tonelada de gesso gera 400 Kg de CO2
• Desidratação parcial libera H2O.
Impacto Ambiental:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS
Depois de endurecidos, resistem bem a água.
O endurecimento dos aglomerantes hidráulicos se dá por ação exclusiva da água (reação de hidratação).
Exemplos principais:• Cimento Portland,
• Cimento aluminoso • Cal hidráulica
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL HIDRÁULICA = CalcárioCalcário argilosoargiloso calcinadocalcinado.
Grau de hidraulicidade:componentes argilosos
CaO(SiO2+Al2.O3+Fe2O3)
CaO + MgO(SiO2+Al2.O3+Fe2O3)
CaOou
Temperatura de calcinação 900 a 1.000ºC
É um aglomerante hidráulico É um aglomerante hidráulico
Características inferiores, em geral, ao Cimento Portland
A cal hidráulica apresenta cal livre.
ÍNDICE DE HIDRAULICIDADE
Teores de argila no calcário
(suposto puro) (%)Tipo de cal hidráulica Fim de pega
0,10 a 0,16 5,3 a 8,2 Fracamente hidráulica 4 semanas
0,16 a 0,31 8,2 a 14,8 Medianamente hidráulica 2 semanas
0,31 a 0,42 14,8 a 19,1 Hidráulica propriamente dita 1 semana
0,42 a 0,50 19,1 a 21,8 Eminentemente hidráulica 2 dias
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL HIDRÁULICA x CIMENTOS
Aumento da hidraulicidade
A cal hidráulica apresenta muita cal livre. Cimentos bem menos.
(só cal livre)
Aumento resistência mecânica e da impermeabilidade
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Restauração de obra antiga: Restauração de obra antiga: CoimbraCoimbra--PortugalPortugal“cimento amarelo”“cimento amarelo”
Utilizações:-Argamassas de assentamento ou revestimento-Para a produção de blocos-Tratamento de solos-Substituto do filer em pavimentos betuminosos
CAL HIDRÁULICA
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Características e vantagens:CAL HIDRÁULICA
Características Químicas Benefício para as argamassas e caldas em que é empregue
Contribuição para a construção a recuperar
Resistência média a compressão a 28 dias > 8MPa
Confere resistência mecânica considerável às argamassas em que é usada.
Permite reparar fissuras em paredes de alvenaria sem prejuízo da sua resistência.Boa capacidade resistente de rebocos e
alvenarias.
Colabora na resistência mecânica das caldas de injeção.
Reparação de defeitos estruturais de alvenarias
Boa relação resistência tração / resistência à compressão Comportamento dúctil Não introdução de esforços nos suportes.
Endurecimento lento e retração pouco significativa
Argamassas “suaves” e sem retração.Absorção de esforços provocados por
oscilações dos suportes durante um longo período de tempo.Baixa fissuração dos rebocos.
Módulo de elasticidade baixo
Adaptação sem fissuras a deformações originadas por oscilações dos suportes ou
elementos de construção, ou variações dimensionais por ações térmicas.
Bom aspecto.Conforto visual e táctil.
CIMPOR
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CAL HIDRÁULICACaracterísticas e vantagens:
Características Químicas:Benefício para as argamassas e caldas
em que é empregueContribuição para a construção a
recuperar
Pega hidráulica
Permite o trabalho em zonas e climas úmidos Rebocos com resistência e coesão
mesmo quando aplicados sob condições de umidade desfavoráveisEndurecimento da espessura da
argamassa
Baixo calor de hidratação com liberação lentaBaixa fissuração dos rebocos e conseqüente impermeabilidade
Proteção contra a entrada de umidade pelo exterior
Cal livre > 10%
Boa capacidade de relaxação de tensões Ausência de fissuração
Compatibilidade das argamassas com os materiais do suporte ou alvenarias
“Adaptação” dos rebocos às deformações naturais das construções
antigas
Progressão do endurecimento ao longo do tempo por carbonatação
As fissuras provocadas por ações em que se ultrapassou a resistência
mecânica da argamassa são naturalmente recuperadasCapacidade de auto-regeneração
CIMPOR
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Características Físicas:Benefício para as argamassas e caldas em
que é empregueContribuição para a construção a
recuperar
Superfície específica > 6.500 cm2/g
Argamassas com melhor trabalhabilidade Rebocos bem aderentes ao suporte
Elevada porosidade das argamassas
Permeabilidade ao vapor de água
Evita eflorescências e umidade ascensional
Evita condensações em rebocos interiores
Caldas de injeção muito fluídas
Reparação de defeitos estruturais de alvenarias.
Disfarce de manchas e vestígios de siluetas.
Retenção de águaBoa progressão da hidratação mesmo quando
aplicadas sobre suportes absorventes.Melhoria da aderência ao suporte.
Hidratação adequada.
CIMPOR
Características e vantagens:
CAL HIDRÁULICA
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fundição de calcário (CaCO3) e bauxita (Al2O3), (teor bauxíta inferior a 30%), moída misturadas, em fornos de alta temperatura, resfriado, britado e moído.
É um aglomerante hidráulico É um aglomerante hidráulico
CIMENTO ALUMINOSO
Características:• Cura rápida - em 24horas resistência superiores a 45 MPa;• Aglomerante de preço elevado;• Emprego delicado - elevadíssimo calor de hidratação;• Não desprende cal livre, (o CP desprende + - 20%);• Produz concretos/argamassas com alta resistência ao calor, até 1200ºC;• Alta resistência a abrasão e corrosão;• Endurecimento normal em temperaturas baixas.
Produção:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
APLICAÇÕES:
• Concretos refratários;
• Rápida cura e altas resistências iniciais e finais;
• Pisos para tráfego após 6 horas;
• Chumbamentos;
• Reparo em cabeça de protensão, 24h pode protender, (CP=7 dias);
• Concretagens junto ao mar para aproveitar maré baixa;
• Pré-moldados para uso imediato;
• Rejuntamento e assentamento de tijolos refratários;
• Mistura ao cimento Portland para acelerar endurecimento.
CIMENTO ALUMINOSO
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Pisos industriaisRápido endurecimento
e cura (6 horas)
Argamassa centrifugada de alta resistência química para proteção de
tubos de esgoto
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CIMENTO ALUMINOSO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO ALUMINOSO
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Suporta altas temperaturas.Concreto
em instalações de siderurgia
Endurece em baixas temperaturas.Concreto em fundações de base francesa na Antártida
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Argamassas para assentamento de tijolos
refratários em churrasqueiras e lareiras
para suportar o calor
Apresenta excelentes propriedades a altas temperaturas, estabilidade volumétrica e resistência ao choque térmico. Sofre ataque químico de cloretos, resultando em amolecimento da superfície.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
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mClasse de cimentos que podem ser produzidos com emissões de gases de efeito estufa muito baixas.
Funções semelhantes as do cimento Portland, mas com uma química diferente.
O mais disponível comercialmente baseia-se em dois materiais: cinza volante e escória granulada de alto forno moída, no entanto podem ser feitos
com quase qualquer material com um teor suficientemente alto de aluminossilicatos (sílica - SiO2 e óxido de alumínio - Al2O3).
Obtidos reagindoObtidos reagindo--se um material sólido de se um material sólido de aluminossilicatoaluminossilicato com uma solução com uma solução alcalina alcalina -- conhecida como ativador alcalino.conhecida como ativador alcalino.
São aglomerantes hidráulicos São aglomerantes hidráulicos
CIMENTOS GEOPOLIMÉRICOS
(Lor
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017)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTOS GEOPOLIMÉRICOS
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Misturas geopoliméricas viáveis incluem:• cinzas volantes + escória granulada de AF + ativador
• cinzas volantes + ativador• cinzas volantes + resíduos de vidro + ativador
• argila (metacaulim) + ativador• argila (metacaulim) + lama vermelha + ativador.
Vantagens ambientais:Não há necessidade de calcinar calcário e sua fabricação é um processo à
temperatura ambiente.Produz 80 a 90% menos emissões que o cimento Portland.
As emissões resultam da produção do ativador alcalino - geralmente o silicato de sódio cuja produção requer uma grande quantidade de eletricidade.
(Lor
d, 2
017)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTOS GEOPOLIMÉRICOS
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(AUSTRÁLIA) - O concreto com cimento geopolimérico tem desempenho similar ao concreto de cimento Portland.
Já testado em uma ampla gama de aplicações, como grandes infra-estruturas e edifícios de vários andares.
O concreto geopolimérico endurece ao mesmo tempo que o concreto tradicional e fornece durabilidade e resistência equivalentes.
Em algumas áreas podem superar o concreto de CP:
• Maior resistência à flexão – flexiona mais sem fissurar
• Maior resistência a cloretos
• Maior resistência ao fogo
• Menor retração
(Lor
d, 2
017)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTOS GEOPOLIMÉRICOS
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Pátio no aeroporto de Brisbane Austrália
Global Change Institute Univ. de Queensland
Ed. residencial de 20 pav. Lipetsk, Russia 1989
Ed. residencial de 9 pav. Mariupol, Ucrania,1960
(Lor
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Material obtido pela cozedura até a fusão incipiente de uma mistura calcárioMaterial obtido pela cozedura até a fusão incipiente de uma mistura calcário--argilosa (clínquer).argilosa (clínquer).
Engenheiro John Smeaton, 1756, procurava aglomerante que endurecesse na presença de água, para facilitar o trabalho de
reconstrução do farol de Eddystone, na Inglaterra.
Verificou que mistura calcinada de calcário e argila tornava-se, depois de seca, tão resistente quanto as pedras utilizadas nas
construções.
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.com
.br
CIMENTO PORTLAND (CP)É um aglomerante hidráulico É um aglomerante hidráulico
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Primeira aplicação do cimento PortlandPrimeira aplicação do cimento PortlandArgamassa resistente para o farol de Eddystone
(Alvenarias com argamassas usuais não aguentavam o tranco...)
Estão fichando estagiários lá.......
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Um pedreiro, Joseph Aspdin, 1824, patenteou a descoberta, batizando de cimento Portland,
referência a um tipo de pedra muito usada em construções na região de Portland, Inglaterra.
No pedido de patente constava que o calcário era moído com argila, em meio úmido, até transformar-
se em pó.
A água era evaporada e os blocos da mistura seca eram calcinados em fornos e depois moídos bem
finos.
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CIMENTO PORTLAND (CP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Produção nacional
https://www.economiaemdia.com.br/EconomiaEmDia/pdf/infset_cimento.pdf
CIMENTO PORTLAND (CP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fonte: www.snic.org.br
CIMENTO PORTLAND (CP)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
2014 2015 2016 2017
71,3
65,3
57,6
49,7
em m
ilhões de toneladas
Produção nacional de cimento Portland
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Produção mundial
https://www.economiaemdia.com.br/EconomiaEmDia/pdf/infset_cimento.pdf
CIMENTO PORTLAND (CP)
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
FABRICAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
Matérias Primas: Ex. Cia Cimento Rio Branco (Votorantin)
� 90,0 % de Calcário� 9,50 % de Argila� 0,50 % de Minério de Ferro
É um aglomerante hidráulico É um aglomerante hidráulico
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
Matérias Primas:
Mina de calcárioMina de calcário
Jazida Rio Bonito Jazida Rio Bonito –– ITAMBÉITAMBÉ
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)Matérias Primas:
Mina de argila
Britagem do calcário
Cia Cimento Rio Branco (Votorantin)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
Homogeneização do calcário:
Cia Cimento Itambé
Chegada do Chegada do calcário britadocalcário britado
Saída para Saída para moagemmoagem
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP) - PRODUÇÃO
(1,5 a 3%)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP) CIMENTO PORTLAND (CP) -- PRODUÇÃOPRODUÇÃO
Arquivo: Filmes concreto / Cimentos/ Cement Manufacturing Process
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
PUC - RJ
CIMENTO PORTLAND (CP) - PRODUÇÃO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP) PRODUÇÃO
CALCÁRIOCALCÁRIO
ARGILASARGILAS
MIN. FERROMIN. FERRO
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I P/ S
EC
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Cia Cim. Rio Branco Votorantin
CaCO3
Fe2O3
Al2O3 Fe2O3 Si O2
MgO SiO2
Moagem da farinha
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
FORNO
CIMENTO PORTLAND (CP) - PRODUÇÃO
ITAMBÉ
Vista de dentro do fornoMoinho de rolos para moagem da matéria prima:
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
FORNOFORNOVE
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Cia Cim. Rio Branco Votorantin
VAI P/ MOINHO DE BOLAS
clínquerclínquer (Cou
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, J. S
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EU
P, 1
988)
CIMENTO PORTLAND (CP) - PRODUÇÃO
ITAMBÉ
Vista de dentro do forno
clínquer
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP) - PRODUÇÃO
ESQUEMA DA SECAGEM, MOAGEM DA FARINHA E DO FORNO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Vista de dentro do forno de clínquer
Arquivo: Filmes concreto / Cimentos/ Non Infrared Video Footage inside a very hot kiln
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
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Interior do moinho de bolas
Silo de estocagem de ClínquerSilo de estocagem de Clínquer
Cia
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Silos de armazenagem do Silos de armazenagem do clínquer moídoclínquer moído
Cia
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clínquer + clínquer + gesso (gipsita)gesso (gipsita)
Moinho de bolasMoinho de bolas
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
Moinho de bolas
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
ADIÇÃO DE GESSOCIMENTO PORTLAND (CP)
GessoGessoO gesso (gipsita) é adicionado de 1,5 a 3%, ao clínquer para retardar os efeitos
da hidratação prematura do C3A.
(falsa pega e perda de trabalhabilidade)
Moagem Clínquer + GessoMoagem Clínquer + Gesso
Moinho de bolasMoinho de bolas
ITAMBÉ
ITA
MB
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Gipsita - CaSO4. 2H2O
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND (CP)
ITAMBÉ
Cia
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Ensacadeira Ensacadeira automáticaautomática
Distribuição à granelDistribuição à granel
Silos de armazenagem do Silos de armazenagem do clínquer moídoclínquer moído
Silos de armazenagem Silos de armazenagem das adiçõesdas adições
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
COMPOSTOS DO CLÍNQUER DE CIMENTO PORTLAND
Clínquer → quatro compostos anidros principais2 silicatos e 2 aluminatos
C3S -3CaO.SiO2 - Silicato tri-cálcico
C2S - 2CaO.SiO2 - Silicato di-cálcico
C3A - 3CaO.Al2O3 - Aluminato tri-cálcico
C4AF - 4CaO.Al2O3.Fe2O3 - Ferro Aluminatotetracálcico
Notação:
C - CaO
S - SiO2
A - Al2O3
F - Fe2O3
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
FORMAÇÃO DO CLÍNQUER
Transformação sofridas pela farinha crua até se transformar em clínquer. (Jackson,1998)
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
COMPOSTOS DO CLÍNQUER
Alita (silicato tricálcico): cristais amarelados, de forma aproximadamente hexagonal.
Belita (essencialmente silicato dicálcico) – cristais, arredondados.
Estrutura de um clínquer de cimento Portland relativamente
comum observado ao microscópio ótico:
(Donald A. St John, Alan W. Poole and Ian Sims, 1998)
Alita
Belita
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
COMPOSIÇÃO TÍPICA DE UM CLÍNQUER DE CIMENTO PORTLAND
67% CaO (CC), 22% SiO2 (SS), 5% Al2O3 (AA), 3% Fe2O3 (FF) e
3% de outros óxidos.
Fases cristalinas anidras metaestáveis na temperatura ambiente e estáveis ao serem hidratados
Alita (C3S): 42-60%
Belita (C2S): 14-35%
Aluminato tricálcico (C3A): 6-13%
Ferroaluminato tetracálcico (C4AF): 5-10%
Outros compostos em menor quantidade
Na2O, MnO, K2O, magnésio, enxofre, fósforo
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
Difração de Raios – X:Técnica utilizada para a identificação das fases constituintes do clínquer.
Microscopia Ótica e Eletrônica de Varredura:Observação morfológica das amostras.
Ensaio de Lixiviação:Visa simular as condições de exposição do cimento ao meio ambiente.
Ensaio de solubilização:Visa complementar o ensaio de lixiviação, se o resíduo é inerte ou não.
Ensaio de Resistência Mecânica à Compressão:É o controle de qualidade fundamental do produto. Limites mínimos de resistência à compressãoexigidos para 3,7 e 28 dias.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Estagio IEstagio I: Em contato com a água ocorre uma rápida dissolução dos grãos do cimento. Sobem as concentrações de álcalis solúveis, Ca2+,
SO42- e íons OH em solução, resultando em um pH de 12 a13.
Estagio IIEstagio II: Os íons Ca2+, SO42- e íons OH reagem com os silicatos e
aluminatos para formar gel de C-S-H e etringita, formando uma barreira em torno dos grãos de cimento não hidratados, retardando
novas hidratações, permitindo um período de trabalhabilidadedurante o qual o concreto deve ser lançado e assentado.
Estágios:
( K. Luke)
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Estagio IIIEstagio III: Durante o Estágio II a concentração de íons Ca2+ continua a aumentar, reiniciando lentamente a hidratação dos grãos de cimento atrás da barreira.
Com a supersaturação de Ca2+, seguida da precipitação de Ca(OH)2 ocorre uma rápida hidratação dos grãos de
cimento gerando gel de C-S-H e etringita.A formação de gel de C-S-H e o intertravamento das
partículas promovem a pega e o endurecimento.
( K. Luke)
Estágios:
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
•Estruturas Fibrilares: C-S-H
•Estruturas Prismáticas: C-H
•Etringita: C6ASH32
Diversos cristais são observados na pasta de cimento Portland hidratada:
•Monossulfato: C4AS.H12
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
(Portlandita)C-HC-S-H
EtringitaEtringita
http
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ee.fr
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ent.h
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NotaçãoNotação::C C -- CaOCaOS S -- SiOSiO22
A A -- AlAl22OO33
F F -- FeFe22OO33
H H -- HH22OOS S -- SOSO44
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
ENDURECIMENTO DO CIMENTO PORTLAND
C3A + CSH2 → Etringita (C6ASH32) + 300 cal/g
2C3S + 6H → C3S2H3 + 3CH + 120 cal/g
2C2S + 4H → C3S2H3 + CH + 62 cal/g
Reações Químicas: NotaçãoNotação::C C -- CaOCaOS S -- SiOSiO22
A A -- AlAl22OO33
F F -- FeFe22OO33
H H -- HH22OOS S -- SOSO44
Pega:é o início do endurecimento(passagem do estado plástico para o sólido)
Endurecimento: resulta da hidratação progressiva dos compostos anidros do cimento
SEQUÊNCIA DE HIDRATAÇÃO E SEQUÊNCIA DE HIDRATAÇÃO E ENDURECIMENTOENDURECIMENTO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CRESCIMENTO DOS CRISTAIS
C-S-H
ENDURECIMENTO DO CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Desenvolvimento microestrutural, durante a hidratação, de um grão de cimento. (Scrivener, 1989)
ENDURECIMENTO DO CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
(Aulas USP)
C3S
(alita)
42 a 60% do clínquerÉ responsável pela resistência nos primeiros dias de idade da pasta.Os cimentos ricos em C3S tem resistência inicial mais alta.Hidrata com velocidade mediana e não libera muito calor.
C2S
(belita)
14 a 35% do clínquer.C2S endurece lentamente nos primeiros 28 dias.Segue aumentando a resistência e em 2 anos atinge a resistência do C3S.Intensidade de sua reação é lenta, sendo pequeno o calor desenvolvido
C3A6 a 13% do clínquer.Pega quase instantânea com intensidade rápida de reação com grande produção de calor.Tem pequena resistência mecânica.Resiste mal a águas agressivas.Importância ao cimento Portland é tornar possível menores temperaturas do forno.
C4AF5 a 10% do clínquer.Tem pega em poucos minutos mas não instantânea como o C3A.Comparado ao C3A Resistência ligeiramente inferior.Desenvolve menos calor de hidratação e é mais resistente a ação de águas agressivas.A alumina por ele fixada é menos nociva que a alumina ligada exclusivamente à cal.
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLÍNQUER
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Resistência mecânica x efeitos da hidratação dos compostos anidros do clínquer.
(Zam
pier
i, 19
89)
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLÍNQUER
Belita
Alita
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
COMPOSIÇÃO x RESISTÊNCIA
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLÍNQUER
A B C
C3S 49 30 56
C2S 25 46 15
C3A 12 5 12
C4AF 8 13 8
Temperatura e finura constantes
Belita
Alita
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(Aulas USP)
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
ALTERAÇÃO DA PEGA DO CIMENTO PORTLAND
Fatores que afetam:
Aluminatos: Pega inicial (C3A cristaliza rápido);
Finura: mais fino, final de pega e endurecimento mais rápido;
Gesso (SO3): (<3%) adicionado ao clínquer para retardar pega inicial do C3A;
Temperatura ambiente: As reações de hidratação ganham velocidade com o aumento da temperatura;
Mal armazenamento: absorção de umidade retarda o inicio da pega absorção de CO2 acelera o inicio de pega.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fatores que afetam:
Aditivos:• Cloreto de cálcio:
≤1 % retarda pega, em quantidades superiores acelera• Cloreto de sódio:
Varia, em alguns CP retarda em outros a acelera• Carbonatos alcalinos e anidrido carbônico:
Aceleração forte (1 a 2%, início de pega em poucos minutos)• Hidróxidos de sódio, de potássio ou de silicato de sódio:
Notável aceleração• Açúcar:
Solução de 1 % impede a pega
ALTERAÇÃO DA PEGA DO CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Corpo-de-prova cilíndrico 50 x 100mmTraço- 1 : 3 : a/c =0,48 (Areia Normal IPT)Enchimento dos moldes – 4 camadas com 30 golpesRompimento – 1 / 3 / 7 / 28 dias
NBR 7215: 1997 – Determinação da Resistência à compressão
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
NBR 7215:1997
CP V - ARI:1 dia ≥ 14 MPa3 dias ≥ 24 MPa7 dias ≥ 34 MPa
Cimentos CP I, II e III:25, 32 e 40 MPa aos 28 dias
CP IV:25 ou 32 MPa aos 28 dias
Corpo-de-prova capeado com enxofre
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND - CALOR DE HIDRATAÇÃO
Fatores que afetam:
• Composição química – C3S mais calor que C2S;
• Finura do cimento – mais fino, mais rápido hidrata;
• Adições – pozolanas menos calor.
IdadeCalor de hidratação
(calorias/g)
3 dias 41 a 90
7 dias 46 a 97
28 dias 61 a 109
90 dias 72 a 114
180 dias 74 a 116
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND - CALOR DE HIDRATAÇÃO
(Weiss, J.; 2005)
Cinética das velocidades das reações:
• C3A > C3S > C4AF > C2S
• A reatividade é influenciada pela finura e o resfriamento do clínquer;
• O C3A tem sua hidratação retardada pela adição do gesso;
• Reações complexas (C2S reage mais rápido quando C3S está presente devido a presença de OH- na solução);
• C3A e C4AF competem pelos sulfatos (gesso).
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND - CALOR DE HIDRATAÇÃO
(Dom
one,
199
4)
Tempo de dormência depende da quantidade de gesso
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
(Weiss, J.; 2005)
CIMENTO PORTLAND CALOR DE HIDRATAÇÃO
Comportamento dos compostos Contribuição para o cimento
CompostoVelocidade da
reaçãoCalor
liberadoResistência Mecânica
Liberação de calor
C3S Moderada Moderado Alta Alta
C2S Lenta Baixo Inicial baixa, final alta Baixa
C3A + CSH2 Rápida Muito alto Baixa Muito alta
C4AF + CSH2 Moderada Moderado Baixa Moderada
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND - CALOR DE HIDRATAÇÃO
Finura e Calor de Hidratação
(Aulas USP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CIMENTO PORTLAND - EXPANSIBILIDADE
Problemas do cimento que causam expansão:
-Periclásio - cristais de MgO – Excesso temperatura ou tempo no forno. %MgO < 6,5%
- Excesso de gesso adicionado
- Excesso de CaO no clínquer – carência de argila
Agulha de Le Châtelier, usada para avaliar a expansibilidade. e ≤ 0,5 cm
(NBR 11582:2016)
(Nev
ille,
A.;
1995
)
Henry Le Châtelier, 1850 -1936
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
PASTA DE CIMENTO PORTLAND – RETRAÇÃO
Pasta - pseudo-sólidos - aparência de sólidos - rede de poros muito finos contendo ar ou água.
Propriedades diferentes das dos sólidos devido à presença de tensões capilares de água no interior dos poros.
Tensões tendem a desaparecer quando o corpo pseudo-sólido está seco ou saturado de água.
Quantidades de retração muito variável :
(Granato-BASF)
Pasta pura - 1,5 a 2,0 mm/mArgamassas - 0,6 a 1,5 mm/mConcretos -0,2 a 0,7 mm/m
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fatores que influenciam:
• CimentoCimento - mais fino, maior retração nas primeiras horas;
• TraçoTraço – maior quantidade de agregados, menor retração;
• Qtd. águaQtd. água de amassamento - mais água, maior retração;
• AditivosAditivos retardadores aumentam;
• DimensõesDimensões das peças – mais volumosas, mais retração;
• Procedimentos de CuraCura - mais tempo, menor retração;
• Umidade média do arUmidade média do ar – mais seco, mais retração.
PASTA DE CIMENTO PORTLAND – RETRAÇÃO
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SÓLIDOS NA PASTA DE CIMENTO
• Estruturas C-S-H
(Mehta e Monteiro,1994)
• Cristais de hidróxido de cálcio – CH
• Etringita
• Monossulfato
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SÓLIDOS NA PASTA DE CIMENTO
Estruturas – CSH
• Estruturas fibrilares;• Formadas pela hidratação dos silicatos;• Altíssima resistência mecânica;• Quimicamente bastante estáveis;• Baixa porosidade;• 50 a 60 % do volume da pasta.
2C3S + 6H → C3S2H3 + 3CH + 120 cal/g
2C2S + 4H → C3S2H3 + CH + 62 cal/g
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SÓLIDOS NA PASTA DE CIMENTO
Cristais de hidróxido de cálcio – CH
• Cristais grandes hexagonais de Ca(OH)2;• Volume: 20 a 25%;• Responsáveis pH elevado da pasta (pH≅ 13);• Porosos;• Baixa resistência mecânica;• Solúveis em água;• Muito reativos quimicamente.
(And
ión
et a
l., 2
001)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SÓLIDOS NA PASTA DE CIMENTO
Etringita –
• Produto da hidratação dos aluminatos e do gesso (SO3);• Cristais muito porosos com baixa resistência mecânica;• São os primeiros cristais da pasta a se formar;• Representam 15 a 20 % do volume de sólidos.• Formação pode causar falsa pega;
C6AS.H32
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
SÓLIDOS NA PASTA DE CIMENTO
Monossulfato hidratado –
• Produto da hidratação dos aluminatos e do gesso;• Cristais porosos em forma de “pétalas de rosa”;• Quimicamente instáveis;• Forma-se sob concentração baixa de sulfatos (SO3 do gesso);• Porosos;• Baixíssima resistência mecânica;• Solúveis em água.
C4AS.H18
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Pozolanas - Cinzas volantes – Classe C
Pó proveniente de fornos que queimam carvão mineral (termoelétricas)
AÇÃO POZOLÂNICA = SiO2 + Ca(OH)2 + H2O → Estruturas C-S-H
Tamanho dos grãos e S.E. semelhante aos do cimento Portland
ADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
Propriedade NBR 12653
CLASSE C
SiO2+Al2O3+Fe2O3 (% mínimo) 70,0
SO3 (% máximo) 5,0
Teor de umidade (% máximo) 3,0
Perda ao fogo (% máximo) 6,0
Álcalis disponível em Na2O (% máximo) 1,5
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
(José Freitas Jr.)
Cinzas volantes:“FLY ASH”
Coleta das cinzas volantes
Usina Usina
termotermo--elétricaelétrica
a carvão minerala carvão mineral
(Jos
é F
reita
s Jr
.)
ADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Pozolanas - Cinzas volantes – Classe C• Retardam o ganho de resistência mecânica;• Reduzem o calor de hidratação;• Melhoram a trabalhabilidade; • Minimiza a permeabilidade do concreto;• Diminuem ocorrência das reações álcali-agregado.
Cinzas volantes aumentadas 5.500
vezes.
ADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
(MBinc.) Pozolana
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Escória granulada de Alto Forno - AÇÃO CIMENTANTEADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
• Resíduo do alto-forno siderúrgico;• Resfriada com jatos de água;• Presença de C2S e C3S;• Grãos c/ 45 µm e 500 m²/kg de finura Blaine;• Reduz custos;• Consome resíduo industrial nocivo ao meio ambiente.
Coque de carvão mineral-C
Minério de ferro – Fe2O3 Cástinas - CaCO3 SiO2 Fe2O3
C3S C2S ....(José Freitas Jr.)
ALTOALTO--FORNOFORNOSIDERÚRGICOSIDERÚRGICO
Escória Granulada
Resfriamento c/jatos de água
Aciaria(conversor)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Escória granulada de Alto Forno - AÇÃO CIMENTANTE
• Esfriada com jatos de água • Não prejudica resistência mecânica• Possível colocar altos % no cimento – CPIII – 65%• Aumenta a resistência aos sulfatos
ADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
Agregado de escória (Escória resfriada ao ar)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
ADIÇÕES ao CIMENTO PORTLAND
Filer carbonático – pó de calcário
• Inerte quimicamente – CaCO3;• Não prejudica resistência mecânica;• Melhora a trabalhabilidade e o acabamento;• Redução de custos;• Até 25 % em adição ao cimento.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
NBR 16697:2018
CP I
CP
BRANCO
CP RS
CP II CP BC
CP III
CP IV
CP V
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fonte: Votorantim, 2018
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Cimento Portland
Sigla ClasseClínquer
+Gesso
Escória (E)
Pozolana (Z) Carbonato (F)
Comum
CP I253240
95-100 0-5
CP I-S253240
90-946-10
Composto
CP II-E253240
51-94 6-34 0 0-15
CP II-Z253240
71-94 0 6-14 0-15
CP II-F253240
75-89 0 0 11-25
Fonte: NBR 16697, 2018
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Cimento
PortlandSigla Classe
Clínquer+
GessoEscória (E) Pozolana (Z) Carbonato (F)
Alto Forno CP III
25
32
40
25-65 35-75 0 0-10
Pozolânico CP IV25
3245-85 0 15-50 0-10
Ari CP V --- 90-100 0 0 0-10
Fonte: NBR 16697, 2018
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Fonte: NBR 16697, 2018
Tipo
de
cim
ento
P
ortla
nd
Cla
sse
FinuraTempos de
pega (h)Expansibilidade
(mm)Resist. à compressão (MPa)
Res
íduo
pe
neira
75 µ
m(%
)
Áre
a es
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(m2 /
kg)
Iníc
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Fim
A fr
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A q
uent
e
1 di
a
3 di
as
7 di
as
28di
as
CPICPI-S
25 ≤ 12,0 ≥ 240≥ 1 ≤ 10 ≤ 5 ≤ 5 --
≥ 8 ≥ 15 ≥ 2532 ≤ 10,0 ≥ 260 ≥ 10 ≥ 20 ≥ 3240 ≥ 280 ≥ 15 ≥ 25 ≥ 40
CPII-ECPII-ZCPII-F
25 ≤ 12,0 ≥ 240≥ 1 ≤ 10 ≤ 5 ≤ 5 --
≥ 8 ≥ 15 ≥ 2532 ≤ 10,0 ≥ 260 ≥ 10 ≥ 20 ≥ 3240 ≥ 280 ≥ 15 ≥ 25 ≥ 40
CPIIICPIV
25≤ 8,0 -- ≥ 1 ≤ 12 ≤ 5 ≤ 5 --
≥ 8 ≥ 15 ≥ 2532 ≥ 10 ≥ 20 ≥ 3240 ≥ 12 ≥ 23 ≥ 40
CPV-ARI ≤ 6,0 ≥ 300 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 14 ≥ 24 ≥ 34 --
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Cimento Portland CP (RS)
Cimentos - CP I, II, III, IV ou V-ARI podem ser resistentes aos sulfatos, atendendo pelo menos uma das condições:
• Teor de C3A do clínquer e teor de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa;
• Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 75% de escória granulada de alto-forno, em massa;
• Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa;
• Cimentos com antecedentes de resultados de ensaios delonga duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Cimento Portland de
Baixo Calor de Hidratação (BC)
Designado por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC.
Geram até 260 J/g aos 3 dias e até 300 J/g aos 7 dias de hidratação
Podem ser qualquer um dos tipos básicos.
Ex: CP III-32 BC ou CP IV-32 BC
Ensaio NBR 12006:1990 - Determinação do Calor de Hidratação pelo Método da Garrafa de Langavant.
Retarda o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando fissuras de origem térmica, devido ao calor
desenvolvido durante a hidratação do cimento.
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TIPOS DE CIMENTO PORTLANDResistências à compressão dos cimentos brasileiros.
Escala
Logarí
tmic
a
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Cimento Portland Branco(CPB)
Exigências físicas e mecânicas para o cimento Portland Branco
Características e propriedades UnidadeLimites
CPB-25 CPB-32 CPB-40 CPB
Resíduo na peneira de 45 µm % ≤ 12 ≤ 12
Tempo de início de pega h ≥ 1 ≥ 1
Expansibilidade a quente mm ≤ 5 ≤ 5
Resistência à compressãoMPa
≥ 8,0 ≥ 10,0 ≥ 15,0≥ 15,0 ≥ 20,0 ≥ 25,0≥ 25,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0
≥ 5,0≥ 7,0≥ 10,0
Brancura % ≥ 78 ≥ 82
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Concreto de CPB fck 50 MPa, Ponte Irineu Bornhausen Brusque - SC
Cimento Portland Branco (CPB)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Cimentos, por serem aglomerantes hidráulicos, devem ser guardados longe de qualquer fonte de umidade, em locais bem secos e protegidos, de preferência,
em sacos fechados em locais não expostos à chuva.
Prática recomendada é empilhar sacos de cimento sobre estrados secos de madeira a 30 cm do chão e de qualquer parede para evitar a umidade. As pilhas não devem ter mais de 24 sacos de altura para evitar possível empedramento.
O material utilizado em ampla escala para estocagem de cimento é o papel Kraft, devido a sua boa resistência mecânica, logo não rasga com facilidade, e tem
boa resistência a médias e altas temperaturas, o que permite ensacamento de cimento ainda quente a baixo custo para otimizar fluxo de produção, o que não
funciona com outros materiais plásticos baratos.
CIMENTO PORTLAND - ARMAZENAMENTO
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Reservas - Calcário:• Muito amplas;• Duração ........
Consumo de Energia:• 90% - energia térmica gerada pelo combustível (secagem, aquecimento e calcinação das matérias primas) – representa 25% do custo de produção;
• 10% - energia elétrica (25% moagem das matérias-primas, 40 % do clínquer, 20 % operações do forno e resfriador) – representa 50% do custo de produção;
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa:
• Queima de Combustíveis - 0,65 a 0,9 kcal/g clínquer;
�Para 1 tonelada de clínquer gera 300 Kg de CO2
• Calcinação Calcário – MUITO CO2
� (CaCO3+ calor -> CaO + CO2)
�Para 1 tonelada de clínquer gera 600 kg de CO2;
• CO2 Total : 900 kg/tonelada de clínquer
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento
• Emissões de CO2 da indústria do cimento:
�Média mundial: cerca de 7% das emissões totais;
�Brasil: cerca de 2,6%, segundo o Inventário Nacional de Gases de Efeito Estufa.
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento
Emissão específica na produção de cimento
Fonte: SNIC, 2019
564 kg CO2/t cimento
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento
Emissões de CO2da produção de cimento no Brasil
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento
• Consumo per capita de cimento:
�Média mundial: 553 kg/hab./ano;
�Brasil: 260 kg/hab./ano.
• Elevado déficit habitacional e de infraestrutura do país + expectativade crescimento populacional � retomada do crescimento naprodução em médio/longo prazo, aumentando entre 60% e 120% em2050 com relação a 2014 (nas variantes de baixa e alta demanda,respectivamente).
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento
Projeção da produção de cimento no Brasil
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento• Alternativas para redução das emissões de carbono:
1. Elevar ainda mais o uso de adições - o Brasil é uma das referências mundiais- e reduzir o teor de clínquer no CP:
� A redução da razão clínquer/cimento de 67% em 2014 para 52% em 2050evitaria a emissão cumulativa de 290Mt de CO2 � 69% do potencial de redução do setor até 2050;
�A expectativa de redução na disponibilidade de escórias e cinzas volantes no longo prazo levará o setor a buscar outras soluções, como ampliar o uso defiler calcário e argilas calcinadas.
Fonte: SNIC, 2019
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento• Alternativas para redução das emissões de carbono:
2. Uso de combustíveis alternativos, em substituição aos combustíveis fósseisnão renováveis:
� A ampliação destes energéticos de 15% em 2014 para 55% em 2050 poderesultar em uma redução cumulativa de 55Mt de CO2 � 13% do potencial deredução;
� O uso de Resíduos Sólidos Urbanos e Resíduos Sólidos Não Perigosos,ambos com elevado conteúdo de biomassa em sua composição, representa omaior potencial.
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento• Alternativas para redução das emissões de carbono:
3. Eficiência térmica e elétrica: substituição gradual de unidades e equipamentosobsoletos por novas linhas utilizando as melhores tecnologias disponíveis �
9% do potencial de mitigação do setor.
4. Tecnologias inovadoras e emergentes - Captura e Uso ou Estocagem deCarbono (CCUS): seria possível, a partir de 2040, atingir uma reduçãoacumulada de 38Mt de CO2 � 9% do potencial de mitigação do setor até 2050.
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
CO2 – Efeito estufa: Brasil � Roadmap tecnológico do cimento• Potencial de mitigação na cadeia da construção:
� Industrialização do uso do cimento: concreto usinado ou industrializado � em média menor consumo de cimento/m3;
� Argamassas industrializadas: uso de ar incorporado, redução do uso da cal hidratada e em média menor consumo de cimento/m3;
� Produção de agregados: maior empacotamento � menor consumo de pasta de cimento para envolver os agregados;
� Racionalização na construção: redução das perdas.
Fonte: SNIC, 2019
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Adição de Resíduos ao cimento:• Adições reduzem % de clínquer;
� Minimizam emissões de CO2 por kg de cimento;
• Resíduos industriais que iriam para aterros;
� Cinzas Volantes – CP IV – 50% Cinzas Volantes;
� Escórias de alto forno – CP III – 75% Escória;
� Filer carbonático – CP II F – 25 % Fíler.
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Impacto Ambiental:
Emissões de CO2 por tipo de cimento:
CIMENTO PORTLAND (CP)
Tipo Adição kg CO2/toneladaCP II F 10% Filer 820CP II Z 24% Pozolana + Filer 700CP II E 40% Escória + Filer 580CP III 75% Escória 290CP IV 45% Cinzas Volantes 530CP V 5% Filer 860
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Coprocessamento de resíduos:• Fonte de Receita para as cimenteiras;• Queima no forno de resíduos diversos;
� Resíduos com poder calorífico;� Resíduos altamente tóxicos.
Impacto Ambiental: CIMENTO PORTLAND (CP)
(Sindicato Nacional da Indústria do Cimento)
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AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Coprocessamento de resíduos:
• Queima no forno de resíduos diversos;• Resíduos com poder calorífico;
� Minimiza o consumo de combustível;• Co-incineração de resíduos altamente tóxicos;
� Solventes de indústria química, tintas, compostos clorados e fluorados.
� Queima a 1.450/2.000oC decompõe completamente as moléculas, não gerando gases tóxicos.
Impacto Ambiental:
CIMENTO PORTLAND (CP)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Coprocessamento de resíduos:• Queima de resíduos com poder calorífico
• 1.000.000 t queimados em 2008;• Queima de pneus, borras de tintas, resíduos de plásticos ...• 33.000.000 pneus queimados em 2008.
Impacto Ambiental: CIMENTO PORTLAND (CP)
(Sindicato Nacional da Indústria do Cimento)
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
CO-PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS EM FORNOS ROTATIVOS DE clínquer (Cimento Portland)
PUC - RJ
Análises de laboratório de cada resíduo asseguram que nada possa afetar o cimento ou aumentar a emissão de gases
AFR ou matéria-prima é um combustível alternativo com especificação conhecida de poder calorífico e máximo de
contaminantes.
QuímicosQuímicos
PneusPneus
PlásticosPlásticos
Borras ÁcidasBorras Ácidas
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Em quanto a bomba de concreto não vem....Em quanto a bomba de concreto não vem....
Arquivo: Filmes concreto / Flmes engraçados/ cementing_in_africa_02
AGLOMERANTES TC 030 Materiais de Construção I
Materiais de Construção I
AGLOMERANTES
Referências bibliográficas:
Apostilas USP – Aglomerantes
CONCRETE, Microstucture, Properties and Materials, P. Kumar Mehta e Paulo J. M. Monteiro, McGraw-Hill, 2006
Cia. Cimento Itambé
Cia. Cimento Rio Branco – Votorantim
Cimento Geopolimérico
Lord, M. Zero Carbon Industry Plan - Rethinking Cement. Published by Beyond Zero Emissions Inc. Kindness House, Fitzroy, Victoria 3065, Australia, August, 2017.
ROADMAP TECNOLÓGICO DO CIMENTO - Potencial de redução das emissões de carbono da indústria do cimento brasileira até 2050. Coordenação: Gonzalo Visedo e Marcelo Pecchio.
Rio de Janeiro: SNIC, 2019. 64 p.