ELEMENTOS CONSTITUINTES DO CONCRETO - PDF
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Geraldo Castilho Custódio
1 ELEMENTOS CONSTITUINTES DO CONCRETO O concreto, de emprego usual nas estruturas, são constituídos de quatro materiais: 1. Cimento Portland 2. Água 3. Agregado fino 4. Agregado graúdo O cimento e a água formam a pasta, que enche a maior parte dos espaços vazios entre os agregados. Algum tempo depois de misturado o concreto, a pasta endurece, formando um material sólido. Os agregados são considerados materiais inertes, enquanto a pasta (cimento+água) constitui o material ligante que junta as partículas dos agregados em uma massa sólida. As propriedades ligantes da pasta são produzidas por reações químicas entre o cimento e a água. A quantidade de água necessária para a reação é pequena, porém se usa uma quantidade superior para obter trabalhabilidade, permitindo também a inclusão de maior quantidade de agregado. Entretanto, a adição de água diminui a resistência da pasta, sendo necessário empregar uma proporção adequada entre as quantidades de água e cimento para se obter um concreto satisfatório. Os agregados constituem cerca de 60% a 80% do concreto, o que tem, o que tem sentido econômico, pois o agregado é mais barato que a pasta. Como os agregados constituem uma porcentagem elevada do concreto, a sua escolha tem grande importância. Os agregados devem atender a três condições: a) Serem estáveis nas condiçoes de exposição do concreto, não contendo materiais com efeitos prejudiciais; b) Apresentarem resistência à compressão e ao desgaste; c) Serem graduados, de modo a reduzir o volume da pasta, que deve encher os espaços entre os agregados.
2 Além dos elementos acima indicados, o concreto contém 1% a 2% de ar, que fica preso durante a mistura. Em alguns casos especiais, é possível incorporar no concreto até 8% de ar, em forma de micro bolhas. Frequentemente, na confecção de coincretos, utilizam-se aditivos que permitem reduzir a quantidade de água ou controlar o tempo de pega. CIMENTO Tipos de cimento Denomina-se por cimento qualquer material capaz de ligar os agregados, formando um corpo sólido. Cimentos Portland Os cimentos Portland são cimentos hidráulicos produzidos pela pulverização de clínquer formado essencialmente por silicatos de cálcio hidratados, com adição de sulfatos de cálcio e outros compostos. O cimento portland é fabricado nas etapas seguintes: a) Mistura e moagem de materiais calcários e argilosos, nas proporções adequadas (a mistura pode ser seca ou com água) b) Tratamento térmico da mistura, em fornos rotativos, até a formação de um material vitrificado, denominado clínquer (1400ºC a 1550ºC); c) Moagem do clínquer com 4% a 6% de gesso. Variando-se a composição do cimento é possível obter diversos tipos, com diferentes características quanto ao tempo de pega, calor de hidratação, resistência mecânica, resistência a sulfatos, etc.
3 TIPO CARACTERÍSTICA PREDOMINANTE Resistência à compressão COMPOSIÇÃO (%) (em relação à resistência do cimento tipo I) dia mes dias dias es I Tipo de uso corrente II Moderado calor de hidratação/moderada ,75 0,85 0,9 1 resistência a sulfatos III Elevada resistência inicial ,90 1,20 1,10 1 IV Baixo calor de hidratação ,55 0,55 0,75 1 V Elevada resistência a sulfato ,65 0,75 0, (CaO)3(SiO2) Silicato tricálcio (Alita) 2 (CaO)2(SiO2) Silicato dicálcio (Belita) 3 (CaO)3(Al2O3) Aluminato tricálcio 4 (CaO)4(Al2O3)(Fe2O3) Cácio Alumino (Ferrita) Os cimentos são moídos em pó muito fino, não sendo possível determinar sua composição granulométrica por meio de peneiras. O grau de finura é medido em aparelhos de permeabilidade do ar, do tipo denominado Blaine. O aumento da finura produz maior velocidade de hidratação, resultando em maior resistência inicial e consequentemente maior geração de calor. Os dois silicatos de cálcio (CaO)3(SiO2) e (CaO)2(SiO2), constituem a maior parte do cimento, cerca de 75%, sendo os principais responsáveis pelas suas propriedades cimentícias. Os ensaios de controle da qualidade do cimento portland acham-se padronizados na Norma NBR-7215 de dezembro de 1996, onde as resistências médias a compressão de seis corpos de prova de argamassa normal de cimento e areia, na proporção de 1:3 em peso, devem atender aos valores especificados na Tabela a seguir:
4 Tipo de cimento Idade (dias) CPC CPC CPC CPARI Denomina-se argamassa normal por uma argamassa feita com o cimento estudado e uma areia padrão de laboratório, na proporção de 1:3 em peso com fator água/cimento de 0,5. Para este ensaio são usados corpos de prova cilíndricos de 5cm de diâmetro por 10cm de altura. Cimentos portland modificados Os cimentos portland podem ser fabricados com diversas alterações, a fim de se obter um comportamento especial. Dentre os cimentos portland modificados podem-se citar os cimentos portland com pozzolana e de altoforno. Os cimento portland com pozzolana são cimentos comuns adicionados de pozzolana na proporção de 10% a 40% da mistura. Os cimentos pozzolânicos apresentam as seguintes propriedades: a) Pequena velocidade na liberação de calor de hidratação; b) Elevada resistência a águas sulfatadas e ácidas. Os cimentos de alto-forno são obtidos misturando-se, ao clínquer, escória de alto-forno granulada, na proporção de 25% a 65% do peso de cimento. As propriedades dos cimentos de alto-forno são semelhantes às dos cimentos pozzolânicos.
5 AGREGADOS Os agregados constituem uma elevada porcentagem do concreto (cerca de 75%), de modo que as suas características têm importância nas proporções empregadas e na economia do concreto. Os agregados em geral devem ser formados por partículas duras e resistentes, isentas de produtos deletérios, tais como: argila, mica, silte, sais, matéria orgânica e outros. A composição granulométrica dos agregados é determinada em ensaios padronizados de peneiração. As curvas granulométricas devem ficar dentro de certos limitesm fixados nas especificaçoes, de modo que os agregados misturados apresentem um bom entrosamento, com pequeno volume de espaço vazio entre suas partículas. Esse bom entrosamento resulta em economia de pasta de cimento, que é o material mais caro do concreto.
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