viscosidade desenvolvimento de calor, etc. -...
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
Presa
Difícil de determinar o instante em que se dá a passagem do
estado líquido ao estado sólido
+ comum e eficazaparelho de Vicat
NP EN 196-3 (1990)
Mede a resistência da pasta de cimento àpenetração de 1 agulha com 1mm2 de secçãosob a acção de 1 peso de 300g
Métodos de definição do início de presa:• condutibilidade eléctrica• viscosidade• desenvolvimento de calor, etc.
Início – tempo decorridoentre a amassadura e a perda de plasticidadeTempos de presa
Fim – tempo necessáriopara a pasta adquirir a firmeza suficiente para resistir a uma certa pressão
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Presa
1º passo – fabrico da pasta normal(de consistência normalizada)
Quandoentra na pasta até 6±1mm da base
2º passo – definição do início de presa
3º passo – definição do fim de presa
Ensaio de VICAT
Quandoentra na pasta até 4±1mm da base
Quandoentra na pasta < 0,5 mm
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Presa
Tempo de início de presa de acordo com a classe de resistência do betão
FALSA PRESA
Rigidificação prematura da amassadura alguns mns após o fabricoPlasticidade restabelecida por reamassadura, sem perdas de resistência
Originada pela desidratação do gesso durante a moagem
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
A evitar pode causardestruição do material
o Matéria prima com + CaO do que o necessárioo Queima / arrefecimento insatisfatórios
Expansibilidade
Pode ser causada por hidratação retardada ou lenta de:• óxido de cálcio livre• óxido de magnésio• sulfato de cálcio
Hidratação posterior mto lentaCom expansões (extinção da cal livre)
Manifestação da expansibilidade devida ao CaO livre• Meses ou anos depois do fabrico
CaO em excesso → livre
Ensaio acelerado
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Expansibilidade
Ensaio acelerado
2º passo – preencher com pasta normal(2 equipamentos)
1º passo – fabrico da pasta normal
3º passo – ao fim de 24h a 20 ± 1ºCmedir o afastamento entre agulhas (e1)
4º passo – aumentar T até 100ºC (1h)manter T 100ºC (3 horas)
5º passo – medir o afastamentoentre agulhas (e2)
e2 - e1 = EXPANSIBILIDADE
< 10mm → aceitável
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Expansibilidade
Óxido de magnésio Reactivo apenas sob a forma cristalina de periclase
Periclase ← cristalização da fase líquida(a evitar)
Portugal e EuropaNão é problema devido àsCaracterísticas da matéria prima
Periclase combina-se com a água de modo semelhante ao CaO
Essencial para evitar a presa instantânea causadapela hidratação do C3A
Sulfato de cálcio
em excessoorigina sulfaluminato de cálcio expansivo(a evitar)
Teor máximo de SO3 — 3,5 e 4% (dependendo do tipo de cimento)— 4 e 4,5% (cimentos brancos)
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
Resíduo insolúvel
Parte do cimento insolúvel a quente e, em determinadas condições, em HCl
Cimentos bem cozidos% resíduo insolúvel < 1%
EXIGIDOCimentos Tipo I e III % resíduo insolúvel < 5%
Perda ao fogo É a perda de massa do cimento a 1000ºC
Mostra o grau de carbonatação e hidratação, por exposição atmosférica do CaO e do MgO livres
Cimento bem cozido e bem conservadoPerda ao fogo 3-4%
EXIGIDOCimentos Tipo I e III % resíduo insolúvel < 5%(por causa da adição de filer calcário)
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
Alteram:- a presa do cimento- a velocidade de endurecimento
Oxidação das armaduras- diminuição da secção- expansões
Cloretos
Não são perigosos para o betão simples
diminuição da secção
São perigosos para o betão armado e o pré-esforçado
expansões
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS CloretosPropriedades físicas e mecânicas do cimento
Aumento de volume ⇒ rompimento do revestimento ⇒ aceleração da corrosão
fendilhação descamação
delaminação efeito nos cantos
EXIGIDOTeor em cloretos no cimento < 0,1%Teor em cloretos agregados + outros constituintes
< 1% - betão simples< 0,4% – betão armado< 0,2% - betão pré-esforçado
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO DO CIMENTO PORTLAND - ADIÇÕES
OBJECTIVO ⇒ obter um cimento com uma propriedade + pronunciada do que outras para satisfazer exigências de construção
ALTERAÇÕES QUE PODEM SER LEVADAS A CABO
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
C3A é indesejável porque:
Além disto:
A redução do teor em C3A do cimento permite fabricar ocimento resistente aos sulfatos
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
cimento resistente aos sulfatos
⇓
Difícil de fabricar porque:
• difícil obter matérias-primas com pouca alumina• cozedura do cimento difícil • endurecimento do cimento difícil
Não utilizar em ÁGUA DO MAR
PorqueC3A do cimento fixa os cloretos atrasando a corrosão das armaduras
C3A em quantidades limitadas pode ser desvantajoso
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
Ca(OH)2 livre é indesejável porquesoluções sobressaturadas de Ca(OH)2 são o meio necessário para :
C3S indesejável também porqueHidratação ⇒ grande desenvolvimento de calor
A redução do teor em C3A e do teor em C3S do cimento permite fabricarCimentos de baixo calor de hidratação
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
Cimentos de baixo calor de hidratação
Interior do betão em massaAumento de temperatura
Motivado pelo calor de hidratação do cimento + Baixa condutibilidade
térmica do betão ⇒
em 7 dias libertam < 60 cal/gr
% C3A + % C3S ≈ 30% << cimento Portland
FISSURAÇÃO
Matéria-prima sem ferro suficiente para a formação da fase férrica
Juntar ferro à matéria-prima para:• baixar % C3A• obter aluminoferrato de cálcio e ferrato de cálcio
% C3S < ⇒ % C2S >∴
% C3S + % C2S ≈ 70-80%
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
Cimentos de baixo calor de hidratação
prEN 193-3
cimento de moderado calor de hidratação (MH) (< 320 J/g, 7dias)cimento de baixo calor de hidratação (LH) (< 270 J/g, 7dias)cimento de muito baixo calor de hidratação (VLH) (< 220 J/g, 7dias)
< % C3A + % C3S ⇒ desenvolvimento + lento da resistência
Resistência a longo prazo mantém-se se S ≥ 320 m2/kg
Resistência aos 2 dias ≈ à dos 7 ou mesmo 28 dias do cimento normal
Cimento de elevada resistência inicial
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
Cimento de elevada resistência inicial
composição química adequada (> C3S)preparação + cuidada da matéria-prima (cru + fino)> grau de cozedura (permanência + longa no forno, temperatura + elevada)moendo o clinquer + finamente (esta medida é muitas vezes suficiente)
Obtém-se por meio de:
< fluência do que os cimentos normais ⇒⇒ > susceptibilidade à fissuração, > calor de hidratação
Óxido de ferro → único componente do cimento responsável pela cor deste
Todos os outros componentes são brancos
% Fe2O3 < 0,2 % ⇒ cimentos brancos
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
Alteração das propriedades do cimento Portlandpor alteração das proporções dos componentes
Tem muitas limitações
todos os componentes têm de estar presentesalteração de 1 tem vantagens num aspecto, mas desvantagens noutros
EXEMPLOS diminuição do calor de hidratação ⇒ < resistência, por vezes irrecuperável, ou ⇒
tensões de rotura mto baixas para as exigências construtivas iniciais
etringite pode formar-se sem intervenção do aluminato do cimento Portland, ex. agregado com alumina reactiva e ião sulfato em contacto com ela em meio saturado de Ca(OH)2
Elevada % de Ca(OH)2 para manter a estabilidade dos principais componenetes hidratados
> Desvantagem do cimento Portland para resistir a certas agressões químicas
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Modificações na composição do cimento Portland -adições
pozolanaescória de alto-fornosílica de fumocinza de casca de arrozxisto cozido, etc.
ADIÇÕES
Permitem alterações + importantes das propriedades do cimento Portlanddo que as conseguidas através de alterações da composição química
Adição – material inorgânico, com finura material inorgânico, com finura ≤≤ àà do cimento,do cimento,adicionado ao betadicionado ao betãão na amassadura para melhorar certas propriedadeso na amassadura para melhorar certas propriedadesou para adquirir propriedades especiaisou para adquirir propriedades especiais
Tipos de adições