tg de cimento com vidro
DESCRIPTION
tg do cimentoTRANSCRIPT
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
FACULDADE DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL
RESDUO INDUSTRIAL DE VIDRO MODO EM ARGAMASSA DE
CIMENTO PORTLAND
OTVIO AUGUSTO PAIVA
MANAUS
2009
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RESDUO INDUSTRIAL DE VIDRO MODO EM ARGAMASSA DE
CIMENTO PORTLAND
OTVIO AUGUSTO PAIVA
Dissertao de Mestrado apresentada ao Programa de
Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade
Federal do Amazonas, como requisito parcial para a
obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Civil,
rea de concentrao de Materiais.
Orientadores: Francisco dos Santos Rocha
Guilherme Chagas Cordeiro
MANAUS
2009
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Ficha Catalogrfica
(Catalogao realizada pela Biblioteca Central da UFAM)
P149r
Paiva, Otvio Augusto
Resduo industrial de vidro modo em argamassa de cimento Portland / Otvio Augusto Paiva. - Manaus: UFAM, 2009.
208 f.; il. color.
Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Universidade Federal do Amazonas, 2009.
Orientador: Prof. Dr. Francisco dos Santos Rocha Co-orientador: Guilherme Chagas Cordeiro
1. Resduo de vidro modo 2. Argamassa 3. Pozolana I. Rocha, Francisco dos Santos II. Cordeiro, Guilherme Chagas III. Universidade Federal do Amazonas IV. Ttulo
CDU 691.542(043.3)
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AGOSTO DE 2009
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Dedico este trabalho, principalmente, minha querida me, Lourdes Paiva, e ao meu grande av, Raimundo Paiva, os quais sempre tiveram esperana e acreditaram no crescimento de minha pessoa, sempre contriburam para realizao deste trabalho.
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AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer minha me, dona Lourdes do Carmo Ribeiro Paiva,
pelos anos de dedicao como me, companheira, amiga e, por ser o pilar central de minhas
conquistas e me incentivar esses anos todos, alm de se sacrificar batalhando sempre para
nosso crescimento e melhoria de vida, que tanto deslumbra queles que sabem as dificuldades
passadas em sua vida;
Universidade Federal do Amazonas, pelo amparo acadmico durante a graduao e ps-
graduao. Ao laboratrio de materiais de construo. Ao laboratrio de pavimentao, pelas
portas abertas. Ao laboratrio de hidrulica e saneamento, pela disponibilidade da estrutura;
Ao meu orientador Francisco dos Santos Rocha, pela confiana depositada, pelo estmulo e
impulso, pelas palavras brandas nas horas de tempestade, pelo acompanhamento e lies
dadas;
Ao meu co-orientador Guilherme Chagas Cordeiro, pela colaborao, confiana, amizade e
ajuda em laboratrio;
Ao professor Raimundo Pereira de Vasconcelos, pela confiana e auxlio;
Ao professor Ruy Jos de S, pela pacincia e auxlio nas horas questionveis;
Ao professor e amigo Nilton de Souza Campelo, por ser o vetor da oportunidade de
crescimento acadmico;
Ao professor Romildo Dias Toledo, e tambm, aos tcnicos e servidores do Laboratrio de
Estruturas Labest da COPPE/UFRJ e todos os alunos e colegas que l conheci e convivi;
Ao professor Marcelo Tavares, pelo auxlio e abertura do laboratrio de Metalurgia;
Cntia Fontes, Reila Maria e Viviam, pela ajuda laboratorial e incentivo, bem como,
Vanessa e Rosana pela companhia diria;
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professora Adriana Maria Coimbra Horbe, pelo auxlio e abertura de das portas do
Laboratrio de Laminao e Difrao de raios X da Faculdade de Geocincias;
Aos tcnicos de laboratrio Zeca, Nelson, Nilson, Jorge, Reinaldo e Ana, por ajudarem em
tudo que puderam;
Fundao de amparo e Apoio Pesquisa FAPEAM e Coordenao de Aperfeioamento
de Pessoal de Nvel Superior CAPES, pela bolsa de estudo, que viabilizou minha dedicao
exclusiva a realizao deste projeto;
Ao Programa de Cooperao Acadmica PROCAD, pela oportunidade de aprendizagem e
abrir novas perspectivas de crescimento acadmico.
Ao Instituto Nokia de Desenvolvimento e Tecnologia, pelos equipamentos cedidos
pesquisa;
empresa Vidros Rio, pelo fornecimento dos resduos de vidro para pesquisa;
Aos meus amigos que, quando necessitava, estiveram sempre a disposio me incentivando e
acreditando em mim, mesmo quando eu j no acreditava mais;
todos aqueles que comigo conviveram, ajudaram e cresceram conjuntamente;
Aos colegas da Instituio, em especial Gorett, Karine, Larcio, Tiago, Luciane, Lorival,
Caubi, Heraldo, Arlene, Aleixo, Edsandra, pelas horas de descontrao e alegria, e que
auxiliam na discursso da temtica e contriburam positivamente durante caminho traado;
grande amiga Samantha Pinheiro pelo empenho, ajuda prestativa, companheirismo e
pacincia;
Aos que criticaram e no me incentivaram em nada, pois hoje posso olhar para traz e ver que
posso suportar e conseguir superar as dificuldades impostas.
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No so os mais aptos nem os mais inteligentes os que sobrevivem, mas os que se adaptam melhor s mudanas.
Charles Darwin
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Resumo da Dissertao apresentada PPGEC/UFAM como parte dos requisitos necessrios
para a obteno do grau de Mestre em Cincias em Engenharia Civil (M.Sc.)
RESDUO INDUSTRIAL DE VIDRO MODO EM ARGAMASSA DE CIMENTO
PORTLAND
Otvio Augusto Paiva
Agosto/2009
Orientadores: Francisco dos Santos Rocha
Guilherme Chagas Cordeiro
Programa: Engenharia Civil
O programa experimental realizado no presente projeto foi desenvolvido de forma a avaliar o
desempenho do resduo de vidros planos modos em pastas e argamassas a base de cimento
Portland. Foram estudadas diferentes condies de moagem que possibilitassem a obteno de
um material com partculas da mesma ordem de grandeza das partculas do cimento. O
resduo de vidro modo (RVM) apresentou caractersticas fsico-qumicas compatveis s da
pozolana, com destaque para o ndice de atividade pozolnica. Obteve-se valor de 104%,
empregando o cimento, que superior a 75%, prescrito na norma brasileira. O RVM foi
aplicado em pastas e argamassas como substituto parcial do cimento, para teores de 0%, 10%,
15%, e 20% em massa, para uma relao gua-aglomerante de 0,4. O comportamento do
RVM foi avaliado atravs de ensaios de difrao de raios X, anlise trmica, resistncia
compresso, porosimetria, absoro, permeabilidade, mdulo de elasticidade e reao lcali-
agregado. Os resultados indicaram que as resistncias mecnicas das pastas com RVM
alcanaram o valor da resistncia de referncia a partir dos 28 dias. Nas argamassas foram
obtidos resultados satisfatrios de resistncia mecnica a partir dos 7 dias, iniciado pelo efeito
de preenchimento e, posteriormente, pelo efeito pozolnico que superou os resultados de
referncia aps os 28 dias, principalmente para o teor de 20%. Particularmente, o RVM
aumentou a resistncia compresso em 14 e 22% aps os 28 e 56 dias de cura,
respectivamente.
Palavras-chave: resduo ultrafino de vidro; argamassa; pasta; pozolana.
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Abstract of Dissertation presented to PPGEC/UFAM as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science of Civil Engineering (M.Sc.)
INDUSTRIAL RESIDUE OF GROUND GLASS IN MORTAR OF PORTLAND CEMENT
Otvio Augusto Paiva
August/2009
Orienters: Francisco dos Santos Rocha
Guilherme Chagas Cordeiro.
Department: Civil Engineering
The experimental program of the present project was developed in order to evaluate the
residue performance of ground plain glasses in cement based paste and mortar. Different
conditions of grounding were used to generate a material with particles of the same order of
magnitude of the cement particles. The ground glass residue (GGR) displayed physical-
chemistry characteristics compatible to the ones of pozzolan, with relevance to the pozzolanic
activity index (PAI). PAI equal to 104% was obtained, which is higher than that 75% -
minimum value required by the Brazilian standard. The GGR was used in paste and mortar as
a partial replacement of cement of 0%, 10%, 15% and 20% in mass, considering a water-
binder ratio of 0,4. The GGR behavior was evaluated through the X-Ray diffraction, thermal
analysis, compressive strength, modulus of elasticity, porosity, water absorption, and alkali-
aggregate reaction. The results did not indicate difference between the mechanical strength of
the pastes with GGR and reference mixture after 28 days of curing. In mortars, the results of
mechanical strength of the GGR mixtures were adequate from 7 days due to the filler and
pozzolanic effects, mainly the 20% GGR mortar. In particular, the GGR provided increasing
of compressive strength of 14% and 22% after 28 and 56 days of curing, respectively.
Key-words: ultrafine glass by-product; mortar; paste; pozzolan.
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SUMRIO
1 INTRODUO .............................................................................................................. 29
1.1 Objetivo geral .................................................................................................................. 31
1.2 Objetivos especficos ....................................................................................................... 31
2 REVISO BIBLIOGRFICA ...................................................................................... 32
2.1 Materiais cimentcios ........................................................................................................ 32
2.1.1 Breve evoluo histrica do cimento........................................................................... 32
2.1.2 Produo e composio do cimento Portland .............................................................. 33
2.1.3 Impacto ambiental do cimento .................................................................................... 34
2.1.4 Hidratao .................................................................................................................... 34
2.1.5 Tipos de cimento ......................................................................................................... 38
2.1.6 gua de amassamento ................................................................................................. 39
2.1.7 Porosidade da matriz ................................................................................................... 41
2.2 Adies minerais para materiais cimentcios ................................................................. 43
2.2.1 Materiais inertes Fleres............................................................................................ 44
2.2.2 Materiais no inertes Cimentantes e pozolnicos ..................................................... 45
2.3 Argamassas ....................................................................................................................... 47
2.3.1 As primeiras argamassas ............................................................................................. 47
2.3.2 Argamassas hidrulicas e suas propriedades ............................................................... 48
2.3.2.1 Trabalhabilidade e consistncia ............................................................................ 49
2.3.2.2 Segregao e exsudao ....................................................................................... 50
2.3.2.3 Deformao .......................................................................................................... 51
2.3.2.4 Resistncia mecnica e mdulo de elasticidade. .................................................. 51
2.3.2.5 Permeabilidade, porosidade e absoro ................................................................ 54
2.4 Resduo de vidro ............................................................................................................... 55
2.4.1 Resduos slidos urbanos e o meio ambiente .............................................................. 55
2.4.2 Produo e utilizao do vidro .................................................................................... 57
2.4.3 Estrutura do vidro ........................................................................................................ 60
2.4.4 Propriedades ................................................................................................................ 62
2.4.5 Vidro e matriz cimentcia - potencialidades ................................................................ 62
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3 MATERIAIS CONSTITUINTES EMPREGADOS ................................................... 67
3.1 Cimento ............................................................................................................................. 67
3.2 Superplastificante ............................................................................................................. 68
3.3 gua ................................................................................................................................... 69
3.4 Agregados midos ............................................................................................................ 69
3.5 Resduo de vidro ............................................................................................................... 70
4 MTODOS EMPREGADOS ........................................................................................ 72
4.1 Coleta e moagem do resduo ............................................................................................ 72
4.1.1 Obteno do resduo .................................................................................................... 72
4.1.2 Processos de moagem do resduo ................................................................................ 74
4.1.3 Moagem ultrafina ........................................................................................................ 76
4.2 Caracterizaes do resduo de vidro modo (RVM) ...................................................... 79
4.2.1 Granulometria laser .................................................................................................. 79
4.2.2 Massa especfica .......................................................................................................... 81
4.2.3 Composio qumica ................................................................................................... 81
4.2.4 Difrao de raios X DRX ......................................................................................... 82
4.2.5 Atividade pozolnica ................................................................................................... 85
4.2.6 Superfcie especfica .................................................................................................... 87
4.2.7 Microscopia ptica ...................................................................................................... 88
4.2.8 Microscopia eletrnica de varredura - MEV ............................................................... 89
4.2.9 Perda ao fogo ............................................................................................................... 91
4.3 Caracterizao do CPI ..................................................................................................... 93
4.3.1 Tamanho de partculas, massa especfica, anlise qumica e superfcie especfica .... 93
4.3.2 Termogravimetria e anlise trmica diferencial .......................................................... 93
4.4 Produo e caracterizao de pastas .............................................................................. 97
4.4.1 Cone Marsh ................................................................................................................. 98
4.4.2 Dosagem de pastas ...................................................................................................... 99
4.4.3 Difrao de raios X das pastas ................................................................................... 101
4.4.3 Anlise trmica das pastas ......................................................................................... 102
4.4.4 Ensaio de resistncia mecnica.................................................................................. 103
4.4.5 Porosimetria por intruso de mercrio ...................................................................... 104
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4.5 Produo e caracterizao das argamassas ................................................................. 106
4.5.1 Dosagem das argamassas........................................................................................... 106
4.5.2 Ensaios Mecnicos .................................................................................................... 108
4.5.2.1 Mdulo de elasticidade das argamassas ............................................................. 109
4.5.3 Absoro de gua por imerso e capilaridade ........................................................... 111
4.5.3.1 Absoro total por imerso ................................................................................. 111
4.5.3.2 Absoro por capilaridade .................................................................................. 113
4.5.4 Reao lcali-agregado .............................................................................................. 114
5 RESULTADOS OBTIDOS .......................................................................................... 117
5.1 Teor de impurezas orgnicas, materiais pulverulentos e torres de argila da areia.
................................................................................................................................................ 117
5.2. Caracterizao do cimento Portland comum CPI ................................................... 118
5.2.1 Anlise granulomtrica, massa especfica e superfcie especfica. ........................... 118
5.2.2 Curvas TG/DTG ........................................................................................................ 119
5.2.3 Difrao de raios X .................................................................................................... 120
5.3 Produo e caracterizao do resduo ultrafino de vidro ........................................... 120
5.3.1 Moagem ultrafina - seleo granulomtrica. ............................................................. 120
5.3.2 Granulometria a laser, massa especfica e superfcie especfica. .............................. 122
5.3.3 Microscopia tica, difrao de raios X e composio qumica. ................................ 124
5.3.4 Classificao e ndice de atividade pozolnica .......................................................... 126
5.4 Produo e caracterizao das pastas ........................................................................... 128
5.4.1 Compatibilidade entre o cimento Portland e o superplastificante e ponto de saturao
do superplastificante. .......................................................................................................... 128
5.4.2 Difrao de raios X .................................................................................................... 129
5.4.3 Anlise termogravimtrica ........................................................................................ 131
5.4.4 Quantidade quimicamente combinada com o hidrxido de clcio ............................ 134
5.4.5 Resistncia compresso .......................................................................................... 135
5.4.6 Porosimetria por intruso de mercrio ...................................................................... 141
5.5 Caracterizao das argamassas de cimento Portland e resduo de vidro ................. 143
5.5.1 Resistncia compresso .......................................................................................... 143
5.5.2 Mdulo de elasticidade .............................................................................................. 148
5.5.3 Absoro total, ndice de vazios, massa especfica e absoro por capilaridade ...... 151
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xiv
5.5.4 Reao lcali-agregado .............................................................................................. 156
6 CONCLUSES ............................................................................................................. 158
7 SUGESTES PARA FUTURAS PESQUISAS ......................................................... 160
REFERNCIAS ................................................................................................................... 161
APNDICE ........................................................................................................................... 169
ANEXO .................................................................................................................................. 198
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Cristais de hidrxido de clcio da microestrutura do cimento formado na zona de
transio. ................................................................................................................................... 35
Figura 2 Cristais de etringita e monossulfato hidratado. ....................................................... 36
Figura 3 Representao da zona de transio e dos produtos de hidratao da matriz. ........ 37
Figura 4 Curvas esquemticas de hidratao do cimento mostrando a taxa de liberao de
calor e a concentrao de Ca2+. ............................................................................................... 38
Figura 5 Modelo esquemtico dos tipos de gua associadas ao C-S-H. ............................... 41
Figura 6 Descrio esquemtica da estrutura porosa da pasta de cimento Portland hidratada.
.................................................................................................................................................. 42
Figura 7 Fatores que influenciam na resistncia da matriz cimentcia. ................................. 52
Figura 8 Parmetros de influencia do mdulo de elasticidade. ............................................. 53
Figura 9 Representao do comportamento tenso-deformao sob compresso axial. ....... 54
Figura 10 Estrutura molecular: (a) tpico de uma estrutura cristalina de quatzo; (b) estrutura
de vidro da slica de vidro; e (c) Estrutura de silicatos de clcio/sdio.................................... 61
Figura 11 Estrutura molecular do vidro com os materiais utilizados como fundentes.......... 61
Figura 12 Deionizador de gua do Labest (COPPE/UFRJ). ................................................. 69
Figura 13 Curva granulomtrica da areia tipo A. .................................................................. 70
Figura 14 Resduo de p de vidro. ......................................................................................... 71
Figura 15 Mquina especfica de desbaste e regularizao de placas de vidro. .................... 73
Figura 16 Cmara de sedimentao do p de vidro............................................................... 73
Figura 17 P do vidro sedimentado. ...................................................................................... 74
Figura 18 Moagem: (a) mquina de abraso Los Angeles; (b) moinho de discos e; (c)
pulverizador de rotor. ............................................................................................................... 75
Figura 19 Moinho planetrio: (a) viso geral do equipamento; (b) fixao dos jarros de
gata; (c) corpos moedores e; (d) disposio dos jarros. .......................................................... 76
Figura 20 Detalhes da moagem produzida em moinho planetrio em tempos distintos: (a) 5
min; (b) 10 min; (c) 20 min; (d) 30 min; (e) 40 min; (f) 60 min; (g) 80 min e; (h) 160 min. .. 78
Figura 21 Aparelho de granulometria laser: (a) vista do conjunto e; (b) detalhe da unidade
de leitura via mida. ................................................................................................................. 80
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Figura 22 Aparelho de massa especfica gs: (a) vista geral e; (b) vista frontal com cmara
de gs aberta e porta amostra utilizado. .................................................................................... 81
Figura 23 Espectrmetro de fluorescncia de raios x EDX 720. ........................................ 82
Figura 24 Difrao de raios X pela lei de Bragg. .................................................................. 83
Figura 25 Equipamento de difrao: (a) vista frontal do D8 Focus - Bruker e; (b) detalhe de
disposio dos acessrios. ........................................................................................................ 84
Figura 26 Preparao para anlise de difrao de raios X: (a) material utilizado e; (b)
cominuio dos gros. .............................................................................................................. 85
Figura 27 Ensaio de ndice de atividade pozolnica: (a) corpo de prova com fime plstico,
aps o desmolde; (b) e (c) acondicionamento em recipiente hermtico, envolvido com filme
plstico para melhor selagem e; (d) estufa com circulao de ar utilizada. ............................. 86
Figura 28 Aparelho permemetro de Blaine.......................................................................... 88
Figura 29 Microscpio estereoscpico SZH10. .................................................................... 89
Figura 30 Aparelho MEV JSM 6460LV (Fonte: http://fap01.if.usp.br/~lff/mev.html) ..... 90
Figura 31 Anlise no MEV: (a) vidro no filme metlico; (b) porta-amostras cilndricos; (b)
Fixador metlico e; (c) vista interna da cmara do MEV ......................................................... 91
Figura 32 Forno mufla utilizado no ensaio de perda ao fogo. ............................................... 92
Figura 33 Amostras do RVM, aps o ensaio de perda ao fogo. ............................................. 92
Figura 34 Anlise trmica: (a) equipamento SDT Q600; (b) preparo de amostras para
ensaio; (c) acessrios utilizados no preparo de amostras e; (d) detalhes do equipamento. ...... 95
Figura 35 Ensaio de compatibilidade e teor de saturao pelo cone Marsh. ......................... 99
Figura 36 Equipamentos: (a) misturador de palhetas Chandler e; (b) materiais utilizados
para confeco de pastas......................................................................................................... 100
Figura 37 Confeco das pastas: (a) medida do espalhamento pelo tronco de cone e; (b)
adensamento dos corpos-de-prova no molde e cura em recipiente mido. ............................ 101
Figura 38 Confeco das pastas para anlise de difrao: (a) mistura e coleta das pastas e;
(b) amostras curadas no dessecador e prontas para preparao do ensaio. ............................ 102
Figura 39 Amostras retiradas durante a mistura das pastas para ensaios de anlise trmica.
................................................................................................................................................ 102
Figura 40 Prensa servo-hidrulica Shimadzu UH-F1000 kNI............................................. 103
Figura 41 Faceamento dos corpos-de-prova de pasta em torno mecnico. ......................... 103
Figura 42 Produo de corpos-de-prova par ensaio de porosimetria por intruso de
mercrio. ................................................................................................................................. 105
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xvii
Figura 43 Materiais utilizados para cessar a hidratao das amostras dos cubos de pasta
produzidos. ............................................................................................................................. 106
Figura 44 Estufa utilizada no processo. ............................................................................... 106
Figura 45 Produo das argamassas: (a) misturador planetrio; (b) ensaio e ndice de
consistncia; (c) adensamento de camadas nos moldes com mesa vibratria e (d) cmara
mida para cura dos corpos-de-prova. .................................................................................... 108
Figura 46 Regularizao de argamassas para ensaio de resistncia compresso: (a) capela
com chapa aquecedora para derreter o enxofre; (b) detalhe da mistura de enxofre e cinzas e;
(b) capeamento dos corpos-de-prova. ..................................................................................... 109
Figura 47 Ensaio de compresso com aquisio de delocamento: (a) fixao do corpo-de-
prova nos pratos de compresso e; (b) detalhe dos LVDTs e sua fixao no corpo-de-prova.
................................................................................................................................................ 110
Figura 48 Ensaio de absoro por imerso total: (a) corpos-de-prova em estufa de 60 C
para constncia de massa; (b) imerso total por 72 h; (c) detalhe dos corpos-de-prova imersos;
(d) corpos-de-prova levados ebulio aps 72 h imersos; (e) pesagem dos corpos-de-prova
imersos aps fervura e; (f) pesagem dos corpos-de-prova saturados com superfcie seca. .... 112
Figura 49 Ensaio de capilaridade: (a) corpo-de-prova selado com fita de alumnio; (b)
obteno da massa do conjunto seco; (c) disposio dos corpos-de-prova no aqurio e; (d)
detalhe dos corpos-de-prova e lmina dgua. ....................................................................... 114
Figura 50 Procedimento de leitura da expanso das barras de argamassa. ......................... 115
Figura 51 Soluo padro ( esquerda) e soluo com a amostra de areia avaliada ( direita).
................................................................................................................................................ 117
Figura 52 Curva granulomtrica do cimento Portland Comum. ......................................... 118
Figura 53 Curvas TG/DTG do cimento Portland Comum. ................................................. 119
Figura 54 Difratograma do cimento Portland Comum. ....................................................... 120
Figura 55 Curvas granulomtricas do resduo de vidro cominudo em moinho de bolas
(curva base) e das amostras modas por 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 e 120 minutos. .................. 121
Figura 56 Curvas granulomtricas do resduo de vidro com 30 minutos de moagem: obtida
durante o estudo de moagem (resduo inicial) e obtida com reproduo da amostra para
aplicao (resduo final). ........................................................................................................ 122
Figura 57 Comparao entre as curvas granulomtricas do resduo de vidro, cimento
Portland e areia A. .................................................................................................................. 124
Figura 58 Morfologia das partculas de RVM (inicial) com aumento de 350 vezes. .......... 124
Figura 59 Microscopia tica do resduo de vidro com 10x de aumento.............................. 125
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xviii
Figura 60 Difratograma do resduo de vidro. ....................................................................... 125
Figura 61 Comparaes entre ndices de atividade pozolnica de aditivos minerais distintos.
................................................................................................................................................ 128
Figura 62 Curvas de escoamento em cone Marsh para pastas com diferentes teores de
aditivo superplastificante (teor de slidos). ............................................................................ 129
Figura 63 Difratogramas das pastas com mesma idade e diversos teores: (a) aos 3 dias; (b)
aos 7 dias e; (c) aos 28 dias. ................................................................................................... 130
Figura 64 Curvas TG/DTG das pastas de cimento Portland e resduo de vidro aos 3 dias de
idade. ...................................................................................................................................... 132
Figura 65 Curvas TG/DTG das pastas de cimento Portland e resduo de vidro aos 7 dias de
idade. ...................................................................................................................................... 132
Figura 66 Curvas TG/DTG das pastas de cimento Portland e resduo de vidro aos 28 dias de
idade. ...................................................................................................................................... 133
Figura 67 Curvas TG/DTG das pastas de cimento Portland e resduo de vidro aos 56 dias de
idade. ...................................................................................................................................... 133
Figura 68 Quantidade de gua quimicamente combinada com o hidrxido de clcio nas
pastas de cimento Portland e resduo de vidro. ...................................................................... 134
Figura 69 Amostras de pastas rompidas compresso: (a) referncia; (b) substituio 10%
de RVM; (c) substituio 15% de RVM e; (d) substituio 20% de RVM............................ 135
Figura 70 Resistncia compresso das pastas de cimento Portland e resduo de vidro,
agrupados de acordo com o teor de resduo. .......................................................................... 136
Figura 71 Resistncia compresso das pastas de cimento Portland e resduo de vidro,
agrupados de acordo com a idade de rompimento. ................................................................ 139
Figura 72 Distribuio dos tamanhos de poros das pastas de cimento Portland e resduo de
vidro. ....................................................................................................................................... 142
Figura 73 Argamassas rompidas compresso: (a) referncia; (b) subst. 10% de RVM; (c)
subst. 15% de RVM e; (d) subst. 20% de RVM. .................................................................... 144
Figura 74 Valores de resistncia compresso das argamassas de cimento Portland e
resduo de vidro, agrupados por teor de substituio. ............................................................ 144
Figura 75 Valores de resistncia compresso das argamassas de cimento Portland com
resduo de vidro, agrupados por idade de rompimento. ......................................................... 146
Figura 76 Valores de tenso e deformao das argamassas de cimento Portland e resduo de
vidro. ....................................................................................................................................... 150
-
xix
Figura 77 Valores de absoro total, ndice de vazios e massa especfica das argamassas de
cimento Portland e resduo de vidro. ...................................................................................... 151
Figura 78 Valores de absoro capilar das argamassas de cimento Portland e resduo de
vidro. ....................................................................................................................................... 152
Figura 79 Absortividade das argamassas de cimento Portland e resduo de vidro.............. 155
Figura 80 Evoluo da expanso com o tempo de cura em soluo alcalina ...................... 156
-
xx
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Tipos de cimento comercializados. ......................................................................... 39
Tabela 2 Impurezas e concentraes na gua de amassamento para matriz cimentcia. ....... 40
Tabela 3 Composio qumica do vidro comum. .................................................................. 58
Tabela 4 ndice de reciclagem de vidro no Brasil. ................................................................ 60
Tabela 5 Propriedades do vidro comum. ............................................................................... 62
Tabela 6 - Composio qumica do CPI. .................................................................................. 67
Tabela 7 - Anlise fsico-mecnica do CPI .............................................................................. 68
Tabela 8 Caractersticas do Glenium 51. ............................................................................... 68
Tabela 9 Caractersticas da areia tipo A empregada na argamassa. ...................................... 70
Tabela 10 - Dimetros dos gros de cimento para 10%, 50% e 90 % da amostra, obtidos para
os tempos de moagem estipulados e o coeficiente de uniformidade de cada amostra. .......... 121
Tabela 11 - Caractersticas do resduo de vidro produzido para a aplicao nas pastas e
argamassas de cimento Portland. ............................................................................................ 123
Tabela 12 - Composio qumica (em massa) do resduo de vidro. ....................................... 126
Tabela 13 - Parmetros de classificao de materiais como pozolanas de acordo com a NBR
12653/1993. ............................................................................................................................ 127
Tabela 14 Valores de resistncia compresso e trabalhabilidade das pastas de cimento
Portland e resduo de vidro. .................................................................................................... 135
Tabela 15 Ganho de resistncia de pastas entre idade inicial (3 dias) e final (28 e 56 dias).
................................................................................................................................................ 137
Tabela 16 Anlise comparativa na evoluo da resistncia compresso, com relao ao
teor de substituio do cimento por resduo de vidro. ............................................................ 137
Tabela 17 Anlise comparativa na evoluo da resistncia compresso, com relao a
idade de rompimento dos corpos-de-prova. ........................................................................... 139
Tabela 18 Ganho de resistncia das pastas entre idades. ..................................................... 141
Tabela 19 Tamanhos de poros e porosidade das pastas de cimento Portland e resduo de
vidro. ....................................................................................................................................... 142
Tabela 20 Valores de resistncia compresso e trabalhabilidade das argamassas de
cimento Portland e resduo de vidro. ...................................................................................... 143
-
xxi
Tabela 21 Ganho de resistncia de argamassas entre idade inicial (3 dias) e final (28 e 56
dias). ....................................................................................................................................... 143
Tabela 22 Anlise comparativa na evoluo da resistncia compresso das argamassas de
cimento Portland, com relao ao teor de substituio do cimento por resduo de vidro. ..... 145
Tabela 23 Anlise comparativa na evoluo da resistncia compresso das argamassas de
cimento Portland, com relao a idade de rompimento do corpo-de-prova. .......................... 147
Tabela 24 Valores de resistncia compresso e mdulo de elasticidade das argamassas de
cimento Portland e resduo de vidro. ...................................................................................... 148
Tabela 25 Anlise comparativa do mdulo de elasticidade das argamassas de cimento
Portland, segundo a NBR 8522/2003. .................................................................................... 149
Tabela 26 Anlise comparativa do mdulo de elasticidade das argamassas de cimento
Portland, segundo a ASTM. ................................................................................................... 149
Tabela 27 ndices fsicos das argamassas de cimento Portland e resduo de vidro. ............ 153
Tabela 28 Anlise comparativa na da absoro total das argamassas de cimento Portland.
................................................................................................................................................ 153
Tabela 29 Anlise comparativa na da ndice de vazios das argamassas de cimento Portland.
................................................................................................................................................ 154
Tabela 30 Anlise comparativa na da absoro por capilaridade das argamassas de cimento
Portland. .................................................................................................................................. 154
-
xxii
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABCP Associao Brasileira de Cimento Portland
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
ABIVIDRO Associao Tcnica Brasileira das Indstrias Automticas de vidro
Al2O3 xido de alumnio
ANOVA Anlise de varincia
ASTM American Society for Testing and Materials
At Absoro total;
Ac Absoro por capilaridade
As rea da seo transversal do corpo-de-prova.
a/ag Relao gua-aglomerante
AsO3 Trixido de arsnio
B2O3 xido de boro
BeO xido de berlio
BaO xido de brio
A Corrente eltrica (Ampere)
CaO xido de clcio
C3S Silicato triclcico
C2S Silicato diclcico
C3A Aluminato triclcico
C4AF Ferro-aluminato tetraclcico
C6A3H32 Etringita
3C4AH12 Monossulfoaluminato de clcio hidratado
CBIC Cmara Brasileira da Indstria da Construo
CPI Cimento Portland Comum
CPS Contagem por segundo
C-S-H Silicato de clcio hidratado
CH ou Ca(OH)2 Hidrxido de clcio ou portlandita
-
xxiii
CHfi Porcentagem de massa calcinada da pasta aps a decomposio do CH em
relao a massa base inicial;
%CHc Porcentagem de hidrxido de clcio em relao s respectivas massas bases
calcinadas de cimento;
cp Corpo-de-prova
CO2 Dixido de carbono
CaCO3 Carbonato de clcio
C1000 Porcentagem de cimento a 1000 oC
rp Raio do poro
d Distncia interplanar
D10 Dimetro de 10% da amostra
D50 Dimetro mdio da amostra
D90 Dimetro de 90% da amostra
DRX Difrao de raios X
DTG Termogravimetria derivada
EDS Espectroscopia de Energia Dispersiva
EDX Espectroscopia de energia dispersiva de raios x
DMC Dimetro mximo caracterstico
E Mdulo de elasticidade
Eci Mdulo de elasticidade secante
Ec Mdulo de elasticidade cordal;
Fe2O3 xido de ferro
fcp Resistncia mdia, aos 28 dias, dos corpos-de-prova moldados com CPI e pozolana;
fc Resistncia mdia, aos 28 dias, dos corpos-de-prova moldados com o CPI.
g Grama
GeO2 xido de germnio
hab Habitantes
h Hora
Iv ndice de vazios
-
xxiv
IAP ndice de atividade pozolnica com o cimento Portland.
K Potssio
K2O xido de potssio
Ki Constante do aparelho de Blaine
kv Coeficiente de condutibilidade trmica
L ou l Medida de volume litro
Li Ltio
Li2O xido de Ltio
min Minuto
msat Massa do corpo-de-prova saturada em gua, aps fervura (superfcie seca)
ms Massa do corpo-de-prova seca em estufa
mi Massa do corpo-de-prova saturada imersa em gua (balana hidrosttica)
mc Massa do corpo-de-prova aps o contato com gua durante o perodo de tempo estipulado
m Unidade de rea metro
m Unidade de rea metro quadrado
MF Mdulo de finura
Mg Magnsio
MgO xido de magnsio
Mn Mangans
MnO xido de mangans
m110 Massa da amostra seca em estufa a 110 C
m950 Massa da amostra calcinada a 950 C 50 C
M1000 Porcentagem de massa final da pasta a 1000 oC
Mch/mf Massa base calcinada de resduo
Mcr/ox Massa base calcinada de cimento
MCch/mf Porcentagem de massa calcinada da pasta aps a decomposio do CH
MCrACH Porcentagem de amostra antes da decomposio do CH
MCrDCH Porcentagem de amostra depois da decomposio do CH
MEV Microscopia Eletrnica de Varredura
-
xxv
Na Sdio
Na2O xido de sdio
NaOH Hidrxido de sdio
N2 Nitrognio lquido
N Unidade de fora Nilton
OcT Porcentagem dos xidos do cimento em relao aos xidos totais
Oc xidos do cimento
Or xidos do resduo
ppm Partes por milho
P Presso externa aplicada
Pa Pascal
PbO xido de chumbo
PF Perda ao fogo
P.S. Ponto de Saturao
PVC policloreto de vinila
P2O5 Pentxido de fsforo
q Ordem de reflexo (numero inteiro)
rp Raio do poro
RI Resduo insolvel
%R Porcentagem de resduo empregada
Rh Rdio
rpm Rotao por minuto
R1000 Porcentagem de massa do resduo a 1000 oC
Se Superfcie especfica
SiO2 Dixido de silcio
SO3 xido de enxofre
Sb2O3 xido de antimnio III
SrO xido de estrncio
SP Superplastificante
-
xxvi
Si Silcio
s Medida de tempo segundos
TG Termogravimetria
t Tempo
T Temperatura
TiO2 xido de titnio
U Urnio
V Tenso eltrica (Volt)
V2O5 Pentxido de vandio
ZnO xido de zinco
ZrO2 xido de zircnio
-
xxvii
LISTA DE SMBOLOS E PREFIXOS
oC Temperatura em Celsius (graus Celsius)
ngstrn: unidade de comprimento
Comprimento de ondas dos raios X incidentes
2 ngulo de Bagg
ngulo de contato entre o lquido e o slido
Tenso superficial do lquido
e Peso especfico
Variao
ngulo de contato entre lquido e slido capilar
Massa especfica do material analisado
Porosidade da camada (=0,500)
# Abertura da malha de peneira
Viscosidade do ar temperatura do ensaio.
Coeficiente de dilatao linear
Coeficiente de Poisson
Tenso de compresso
c1 Tenso de compresso relativa deformao de 0,5 MPa;
c2 Tenso correspondente 30% da tenso mxima;
1 Tenso de compresso correspondente deformao de 510-5 milionsimos;
2 Tenso correspondente 40% da tenso mxima;
Deformao
c1 Deformao correspondente c1;
c2 Deformao produzida pela c2
1 Deformao correspondente a 510-5 milionsimos;
2 Deformao produzida pela 2.
r: Massa especfica real.
-
xxviii
res: Massa especfica resduo.
cim: Massa especfica do cimento.
Micro (10-6)
n Nano (10-9)
M Mega (106)
m Mili (10-3)
c Centi (10-2)
k Quilo (103)
-
29
1 INTRODUO
Atualmente, com os avanos tecnolgicos e o desenvolvimento econmico do setor da
construo civil, diversos materiais vm sendo empregados e alcanam grande destaque pelo
emprego em ambientes arrojados e vistosos. Um material bastante empregado nas construes
o vidro.
O vidro uma substncia inorgnica numa condio contnua e anloga ao estado
lquido daquela substncia, a qual, porm, como resultado de uma mudana reversvel na
viscosidade durante o resfriamento, atingiu um alto grau de viscosidade de modo a ser para
todos os fins prticos rgido (MAIA, 2003).
No Brasil a capacidade instalada de vidros planos para a indstria da construo Civil
em 2006 era de 1,2 milhes de toneladas. Neste setor o consumo de vidro plano comum
representou 57%, o vidro temperado 29 %, espelhado 7%, laminado 5% e metalizado e duplo
1 % cada. Estima-se ainda que apenas 14 % de todo o vidro consumido seja reciclado e que o
ndice de reciclagem de vidro de 45 % (ROSA, 2007; ABIVIDRO, 2007; AMBIENTE
BRASIL, 2009).
Os vidros utilizados em Manaus so oriundos de indstrias de outras regies do pas,
sendo apenas beneficiados no Estado do Amazonas e na regio Norte, no havendo
reciclagem. Como Manaus uma cidade que utiliza grande quantidade de vidro na indstria,
comrcio, edificaes e pequenas estruturas, torna-se necessrio dar uma destinao final ao
resduo desse material, visando diminuir a degradao ambiental provocada por sua deposio
inadequada. Pois, apesar de possurem a caracterstica de reciclagem contnua, ou seja, o
material pode ser reciclado infinitas vezes, so em geral despejados em aterros controlados.
-
30
Na regio Norte h uma busca, por parte de pesquisadores, de materiais alternativos
que possam substituir os agregados e parcialmente o cimento Portland, na confeco de
produtos cimentcios, visando manter e/ou melhorar as propriedades das matrizes cimentcias.
Alm disso, muitas empresas que possuem um sistema de gesto ambiental responsvel esto
se preocupando com a destinao final do resduo de vidro, tendo em vista os problemas com
a deposio inadequada desse tipo de resduo por empresas coletoras de entulho contratadas.
Uma opo para o uso de resduo de vidro, no setor da construo civil, sua
utilizao como material alternativo para compor estruturas a base de cimento. Sabe-se que
materiais ricos em slica, como slica ativa e cinza da casca de arroz, so usados em conjunto
com cimento em pastas, argamassas e concretos no intuito de melhorar as propriedades
mecnicas e a durabilidade de matrizes cimentcias ((MEHTA e MONTEIRO, 1994; DAL
MOLIN, 2005; NEVILLE, 1997; CORDEIRO, 2006). Em funo de sua composio qumica
rica em slica, o p de vidro apresenta-se como uma possibilidade vivel para reaproveitar o
resduo oriundo, por exemplo, de placas planas de vidro, do tipo sodo-clcico, a fim de us-
los como materiais pozolnicos ou fleres. A utilizao do p de vidro, como adio mineral,
pode contribui para diminuir o consumo de cimento ou melhorar a reologia da matriz
cimentcia, alm de proporcionar uma destinao mais nobre ao resduo.
Assim, anseia-se com o presente trabalho, oferecer condies para interao entre
pequenas empresas de produtos a base de cimento e empresas de beneficiamento de vidro.
Com isso, agrega-se valor ao resduo utilizado por estas empresas, cuja destinao final seria
o aterro municipal, contribuindo desta forma para a reduo do impacto ambiental negativo ao
meio ambiente, alm de desenvolver tecnologicamente o ramo da construo civil. Para tanto,
foram estipulados os seguintes objetivos para a pesquisa:
-
31
1.1 Objetivo geral
Avaliar a utilizao de resduos de vidro em p, provenientes de vidros planos sodo-
clcicos em argamassas de cimento Portland, visando agregar valor a esse tipo de resduo que
disposto de maneira inadequada em aterros sanitrios e lixes, prejudicando o meio
ambiente.
1.2 Objetivos especficos
Verificar o desempenho e comportamento do resduo de vidro modo como adio
mineral em matriz cimentcia;
Analisar as propriedades mecnicas, fsico-qumicas e microestrutura das
incorporaes de vidro em compsitos a base de cimento Portland;
Dar destinao aos vidros inutilizados.
-
32
2 REVISO BIBLIOGRFICA
2.1 Materiais cimentcios
2.1.1 Breve evoluo histrica do cimento
De acordo com Petrucci (2003), a argila foi provavelmente o primeiro material
utilizado como aglomerante, segundo alguns textos bblicos, ela tambm foi usada em
construes pelos assrios e caldeus. Para a produo de tijolos, eram misturados com a argila
e matria orgnica vegetal (palha e gravetos), que forneciam melhor resistncia e
modificavam a plasticidade do compsito. Os gregos, etruscos e romanos utilizavam a cal
area como aglomerante, aps passar por um processo de calcinao. Em seguida, houve um
grande avano por parte dos gregos e romanos que utilizavam pozolanas naturais em suas
construes, as quais eram provenientes de cinzas vulcnicas e se tornavam resistentes ao
da gua (KIHARA e CENTURIONE, 2005; SICHIERI et al., 2005).
No sculo XVIII, o engenheiro Ingls John Smeaton, responsvel pela construo do
Farol de Eddystone em 1756, realizou vrios testes buscando um material que resistisse ao
das guas, com isso, concluiu que calcrios impuros com teores de argilas produziam
aglomerantes hidrulicos superiores aos de calcrios puros. Em 1796, Joseph Parker pateteou
um cimento hidrulico que chamou erroneamente de cimento romano, um material obtido da
calcinao e moagem de calcrio impuro com argila. Desde ento, houve uma evoluo das
argamassas e concretos: L. J. Vicat, em 1818, mostrou que produtos hidrulicos eram obtidos
pela mistura e calcinao de carbonato de clcio com argila (BOUGE, 1995 apud KIHARA e
CENTURIONE, 2005; SICHIERI et al., 2005; PETRUCCI, 2003).
A obteno de aglomerantes hidrulicos culminou a partir de 1824 com Joseph
Aspdin. Esse engenheiro ingls patenteou a produo de um aglomerante obtido pelo
cozimento de misturas de argilas e calcrio, tal aglomerante foi chamado de cimento Portland,
-
33
devido sua semelhana (quando endurecido) com as rochas calcrias da regio de Portland.
Da em diante, com melhorias no processo de produo, a utilizao do cimento Portland
promoveu o desenvolvimento das argamassas e concretos (KIHARA e CENTURIONE, 2005;
SICHIERI et al., 2005).
2.1.2 Produo e composio do cimento Portland
De acordo com a Associao Brasileira de Cimento Portland ABCP (2002), o
cimento Portland um material fino, com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes
em presena de gua, ou seja, que endurece em contato com a gua. As matrias-primas
utilizadas na produo de cimento Portland so principalmente o calcrio, slica, alumina e
xido de ferro (KIHARA e CENTURIONE, 2005). Estes interagem entre si, formando
diversos produtos complexos. No entanto, como essas matrias-primas, geralmente, se
encontram em propores variadas em rochas ou outros minerais, h necessidade de se
realizar uma mistura e homogeneizao entre o calcrio e a argila, e at adicionar outros
minrios, para obteno de uma combinao adequada (ISAIA, 2005; NEVILLE, 1997). Essa
mistura de matrias-primas levada a um forno rotativo e submetido a elevadas temperaturas.
Durante a queima ocorre a formao de pelotas chamadas de clnquer, onde esto sintetizados
os compostos de cimento Portland. Seguidamente esse material modo contguo ao gesso em
granulometria menor que 75 m para, em seguida, ser embalado.
Existem quatro compostos que so os principais constituintes do cimento, sendo estes:
silicato diclcico (C2S), siliato triclcico (C3S), aluminato triclcico (C3A) e o ferro-aluminato
tetraclcico (C4AF). Na qumica do cimento, utilizam-se as seguintes representaes: S -
SiO2; A - Al2O3; F - Fe2O3; M - MgO; S - SO3; N - Na2O; K - K2O; C - CaO. Alm dos
compostos principais, existem outros secundrios em porcentagem muito pequena em relao
massa de cimento como o MgO, TiO2, MnO2, K2O e Na2O, porm, de acordo com Neville
(1997), deve ser dada ateno especial aos xidos de sdio e potssio, conhecidos como os
principais lcalis do cimento.
-
34
2.1.3 Impacto ambiental do cimento
O cimento Portland o principal ligante hidrulico usado mundialmente para a
produo de concretos, argamassas e pastas. A produo mundial de cimento de 1,5 bilho
de toneladas ao ano e isso requer uma grande quantidade de energia, alm de ser o
responsvel pela emisso de cerca de 7% de CO2 gerado mundialmente. A produo de uma
tonelada do clnquer de cimento Portland lana aproximadamente uma tonelada de CO2 na
atmosfera. S no Brasil, a produo mensal de 4,5 milhes de toneladas (Cmara Brasileira
da Indstria da Construo CBIC, 2009), o que significa que o Brasil contribui com a
emisso de cerca de 4,5 milhes de toneladas de CO2. Em meio a esses dados, as indstrias
comeam a abordar a chamada ecologia industrial, onde se reciclam resduos de uma indstria
para que substituam as matrias-primas de outras de modo a reduzir o impacto ao meio
ambiente. Os cimentos compostos so um exemplo de tal ecologia, onde parte do clinquer do
cimento substitudo por cinzas volantes e escria. Dessa maneira, a reduo na emisso de
carbono est associada com a reduo do clnquer atravs utilizao das adies minerais no
cimento (MEHTA e MONTEIRO, 2008).
Isto mostra a importncia de pesquisas de novos materiais para serem usados como
aditivos minerais aceitveis de forma tcnica e econmica.
2.1.4 Hidratao
Kihara e Centurione (2005) expem que o C3S (alita) principal constituinte do
clnquer, sendo responsvel pelo endurecimento e pela resistncia mecnica nas idades de 1 a
28 dias de cura. Afirma, tambm, que o C2S (belita) o constituinte responsvel pelo ganho
de resistncia mecnica aps os 28 dias. Ambos os compostos originam a produo de
silicatos de clcio hidratados (C-S-H) e do hidrxido de clcio (Ca(OH)2 ou portlandita) na
matriz. Esses silicatos de clcio hidratados apresentam-se sob forma indefinida, bem irregular
e desordenada. O hidrxido de clcio (portlandita) apresenta-se sob a forma de placas
hexagonais cristalinas, como mostra a figura 1 (MEHTA e MONTEIRO, 2008; NEVILLE,
1997).
-
Figura 1 Cristais de hidrxido de clcio da microestrutura do cimento formado na zona de transio
Segundo Neville (1997), para a hidratao dos dois silicatos necessria uma mesma
quantidade de gua, porm o C
clcio que o C2S. Dessa forma, o autor mostra que a partir de clculos estequiomtricos
(equaes 1 e 2), a hidratao do C
clcio, e o C2S produziria 81,8 % de C
clcio (alita e belita) so os compostos principais de resistncia de hidratao similar e
representam de 75 % a 80 % do cimento (YOUNG
(Silicato de clcio + gua
O C3A o composto que proporciona a pega
controlado pela adio de gesso. Atravs de reaes provenientes do gesso incorporado na
composio do cimento Portland com o C
que se revela como produtos cristalinos na fo
de etringita, C6A3H32 (KIHARA e CENTURIONE,
De acordo com Atcin (2000), essa etringita rica em sulfato e proporciona a formao de
Cristais de hidrxido de clcio da microestrutura do cimento formado na zona de transio
Fonte: Mehta e Monteiro (2008).
Segundo Neville (1997), para a hidratao dos dois silicatos necessria uma mesma
porm o C3S produz mais que o dobro da quantidade de hidrxido de
S. Dessa forma, o autor mostra que a partir de clculos estequiomtricos
1 e 2), a hidratao do C3S produziria 60,5 % de C3S2H3 e 39,5 % de hidrxido de
S produziria 81,8 % de C3S2H3 e 18,2 % de hidrxido de clcio. Os silicatos de
clcio (alita e belita) so os compostos principais de resistncia de hidratao similar e
representam de 75 % a 80 % do cimento (YOUNG et al., 1998).
(Silicato de clcio + gua silicato de clcio hidratado + hidrxido de clcio)
A o composto que proporciona a pega instantnea do cimento, o que
controlado pela adio de gesso. Atravs de reaes provenientes do gesso incorporado na
composio do cimento Portland com o C3A, ocorre a promoo de sulfoaluminatos de clcio,
que se revela como produtos cristalinos na forma de pequenas agulhas prismticas chamadas
(KIHARA e CENTURIONE, 2005; MEHTA e MONTE
De acordo com Atcin (2000), essa etringita rica em sulfato e proporciona a formao de
35
Cristais de hidrxido de clcio da microestrutura do cimento formado na zona de transio.
Segundo Neville (1997), para a hidratao dos dois silicatos necessria uma mesma
S produz mais que o dobro da quantidade de hidrxido de
S. Dessa forma, o autor mostra que a partir de clculos estequiomtricos
e 39,5 % de hidrxido de
e 18,2 % de hidrxido de clcio. Os silicatos de
clcio (alita e belita) so os compostos principais de resistncia de hidratao similar e
(1)
(2)
silicato de clcio hidratado + hidrxido de clcio)
instantnea do cimento, o que
controlado pela adio de gesso. Atravs de reaes provenientes do gesso incorporado na
A, ocorre a promoo de sulfoaluminatos de clcio,
rma de pequenas agulhas prismticas chamadas
2005; MEHTA e MONTEIRO, 2008 ).
De acordo com Atcin (2000), essa etringita rica em sulfato e proporciona a formao de
-
36
monossulfoaluminato de clcio hidratado (3C4AH12), se cristaliza na forma placas de
hexagonais (figura 2).
Figura 2 Cristais de etringita e monossulfato hidratado.
Fonte: Mehta e Monteiro (2008).
De acordo com Young et al. (1998), as reaes para produo da etringita so estveis
enquanto houver gesso suficiente. Quando ocorre a diminuio do gesso, o C3A reage com a
prpria etringita, que torna-se instvel, formando os monossulfoaluminatos. Essa seqncia
de reaes podem ser observados atravs das equaes 3 e 4.
CA 3CSH 26H CASH (3)
(Aluminato tricalcico + gesso + gua etringita)
CASH 2CA 4H 3CASH (4)
(Etringita + aluminato tricalcio + gua monossulfoaluminatos)
O C4AF (ferrita), basicamente, forma os mesmos produtos das reaes do C3A. Porm,
como pouco reativa, a ferrita combina-se com uma quantidade pequena de gesso e substitui
parcialmente o alumnio (Al) pelo ferro (Fe) e tem um papel importante quanto resistncia
qumica do cimento e ataques cidos. A melhor representao da reao da ferrita com o
hidrxido de clcio, para Young et al. (1998), mostrada na equao 5.
-
37
CAF 2CH 14 H CA, FH A, FH (5)
(Ferrita + hidrxido de clcio + gua aluminato tetracalcico hidratado + hidrxido
ferro-aluminato)
O modelo esquemtico de representao da pasta de cimento hidratada mostrado na
figura 3, onde se observa as formaes dos produtos de hidratao dispostos nas proximidades
da zona de transio entre a pasta e o agregado.
A formao dos produtos de hidratao do cimento pode ser notada observando-se a
taxa de calor liberada e a concentrao de Ca2+ em funo do tempo de hidratao, estas
alteraes esto descritas nas curvas da figura 4. No estgio III da curva A ocorre a formao
de etringita (trissulfoaluminato), C-S-H e Ca(OH) nas primeiras horas aps a mistura da gua
com o cimento, o que acarreta uma elevao da concentrao de Ca2+ na curva B. Dias aps a
confeco da mistura, no estgio IV da curva A, ocorre a transformao do trissulfoaluminato
em monossulfoaluminato, esta reao caracterizada por um aumento repentino da taxa de
liberao de calor nesse estgio do tempo de hidratao da pasta de cimento.
Figura 3 Representao da zona de transio e dos produtos de hidratao da matriz.
Fonte: Mehta e Monteiro (2008).
-
38
Figura 4 Curvas esquemticas de hidratao do cimento mostrando a taxa de liberao de calor e a
concentrao de Ca2+.
Fonte: Kihara e Centurione (2005).
2.1.5 Tipos de cimento
O cimento classificado em diferentes tipos que variam conforme sua classe de
resistncia e componentes de adio para melhoria das propriedades. Atualmente no mercado
brasileiro da construo civil, so comercializados treze tipos de cimento Portland (KIHARA
e CENTURIONE, 2005), expostos na tabela 1.
-
39
Tabela 1 - Tipos de cimento comercializados.
Nome tcnico do cimento Portland
Sigla Classe
Contedo dos componentes (%)
Clnque + gesso
Escria Pozolana Fler
calcrio
Comum CPI 25, 32, 40 100 0 0 0 Comum com adio CPI-S 25, 32, 40 95-99 0 1-5 0
Composto com escria CPII-E 25, 32, 40 56-94 6-34 0 0-10 Composto com pozolana CPII-Z 25, 32, 40 76-94 0 6-14 0-10 Composto com fler CPII-F 25, 32, 40 90-94 0 0 6-10
Alto forno CPIII 25, 32, 40 25-65 35-70 0 0-5 Pozolnico CPIV 25, 32 5-45 0 15-50 0-5
Alta resistncia inicial CPV-ARI - 95-100 0 0 0-5 Resistente a sulfatos RS 25, 32, 40 - - - -
Baixo calor de hidratao BC 25, 32, 40 - - - - Branco estrutural CPB 25, 32, 40 - - - -
Branco no estrutural CPB - - - - - Poos petrolferos CPP - - - - -
Fonte: KIHARA, Y.; CENTURIONE, S. L. O Cimento Portland. Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizaes. ed. G. C. Isaia. So Paulo: IBRACON, 2005. v. 1.
2.1.6 gua de amassamento
A gua utilizada para a confeco de materiais cimentcios como pastas, argamassas, e
concretos , de uma maneira geral, responsvel pela trabalhabilidade da mistura e necessria
para iniciar a reao de hidratao dos compostos do cimento. Toda gua que seja passvel de
consumo humano pode ser utilizada na produo de matriz cimentcia (NEVILLE, 1997).
Entretanto, necessrio observar que a gua usada no deve conter impurezas que venham
prejudicar as reaes hidratao dos compostos de cimento.
Para melhor visualizao dos materiais prejudiciais, Petrucci (1995), atravs da tabela
2, mostra as indicaes quanto s impurezas e sua concentrao mxima na gua de
amassamento.
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Tabela 2 Impurezas e concentraes na gua de amassamento para matriz cimentcia.
Impurezas Concentrao mxima tolervel na gua de
amassamento
Carbonato e bicarbonato de sdio e potssio 1.000 ppm (0,1 %) Cloreto de sdio 20.000 ppm (2 %) Sulfato de sdio 10.000 ppm (1 %)
Bicarbonato de sdio de clcio e magnsio 400 ppm (0,04 %) Cloreto de clcio 40.000 ppm (4 %) Sais de ferro 40.000 ppm (4 %)
Iodato de sdio, fosfato de sdio, arseniato de sdio e borato de sdio 500 ppm (0,05 %) Sulfito de sdio 100 ppm (0,01 %)
cidos inorgnicos, tais como clordrico, sulfrico, etc 10.000 ppm (1 %) Hidrato de sdio 10.000 ppm (1 %)
Partculas em suspenso 2.000 ppm (0,2 %) gua do mar (sais) 30.000 ppm (3 %)
guas industriais (slidos) 4.000 ppm (0,4 %) guas de esgotos (matria orgnica) 20 ppm (0,002 %)
car 500 ppm (0,05 %)
Fonte: PETRUCCI, E. G. R. Concreto de Cimento Portland. 5. ed. Rio de Janeiro: Globo, 1995.
Alm disso, deve-se observar a quantidade de gua utilizada na mistura, pois a adio
de gua em demasia provoca a diminuio de resistncia da matriz. Petrucci (1995) relata que
os defeitos provenientes da gua de amassamento so, em geral, provocados pelo excesso de
gua do que pelos elementos que esta possa conter. O autor afirma tambm que se torna
admissvel utilizar guas cujo ensaio de resistncia da matriz aos 28 dias atinja pelo menos 90
% da obtida com gua de qualidade.
De acordo com Mehta e Monteiro, 2008, existe uma classificao da gua, que pode
existir em muitas formas, como mostra o modelo esquemtico da figura 5, e estes tipos so
baseadas na sua dificuldade ou facilidade de remoo da pasta de cimento como segue abaixo:
gua capilar: gua presente nos vazios maiores que 50 ngston, sendo subdivida em
gua livre - quando os vazios apresentam-se de tamanhos maiores que 50 nm e sua remoo
no causa variao de volume, o outro tipo a gua retida por tenso capilar, na qual os
pequenos capilares possuem tamanhos de 5 a 50 nm, onde sua remoo pode causar retrao
do sistema.
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gua adsorvida: encontrada prxima superfcie dos slidos da pasta hidratada, sob
influncia das foras de atrao. Na pasta de cimento, a perda desta gua responsvel pela
sua retrao.
gua interlamelar: a gua associada que encontra-se entre as camadas da estrutura
do C-S-H fortemente retida pelas pontes de hidrognio e s perdida por forte secagem
retraindo a estrutura do C-S-H.
gua quimicamente combinada: faz parte da microestrutura dos vrios produtos de
hidratao e no se perde com a secagem, mas sim quando os produtos hidratados se
decompem.
Figura 5 Modelo esquemtico dos tipos de gua associadas ao C-S-H.
Fonte: Mehta e Monteiro (2008).
2.1.7 Porosidade da matriz
Os produtos formados durante a hidratao do cimento formam uma estrutura porosa
que tem grande influncia na matriz endurecida e afeta significativamente suas propriedades
como a permeabilidade, resistncia mecnica, absoro, densidade, etc. (Young et al, 1998;
Mehta e Monteiro, 2008). Segundo os autores, existem diferentes tipos de vazios na matriz, de
acordo com Powers apud Young et al, os poros podem ser divididos em tipos: poros capilares
e poros do gel (figura 6). Este modelo uma simplificao da atual estrutura porosa das
pastas, uma vez que existem uma srie de tamanhos de poros.
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Figura 6 Descrio esquemtica da estrutura porosa da pasta de cimento Portland hidratada.
Fonte: Powers (1958) apud Cordeiro (2006).
A distribuio do tamanho de poros afetada diretamente pela relao
gua/aglomerante. Os espaos que no so ocupados pelo cimento ou pelos produtos de
hidratao consistem de vazios capilares, sendo que o clculo do volume total desses vazios
capilares conhecido como porosidade. Os poros, com dimetro maior que 50 nm, possuem
maior influncia na resistncia compresso e impermeabilidade, enquanto que os poros
menores que 50 nm tm influncia na retrao por secagem e na fluncia (MEHTA e
MONTEIRO, 2008).
Os poros capilares e os poros do gel podem ser subdivididos em classes de acordo com
a International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) TAYLOR, 1997 apud
Cordeiro, 2006, conforme segue abaixo:
Macroporos: poros com raios maiores que 50 nm (0,05 m);
Mesoporos: poros com raios entre 2,0 nm e 50 nm;
Microporos: poros com raios menores que 2,0 nm (0,002 m).
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2.2 Adies minerais para materiais cimentcios
A utilizao de adies minerais bastante antiga e sua difuso se deu atravs da
execuo de vrias obras com cinzas vulcnicas na Grcia e no imprio romano, onde o
monte Vesvio era a principal fonte de cinzas vulcnicas utilizadas (DAL MOLIN, 2005).
Atualmente, as adies minerais usadas podem ser naturais ou resduos, que so subprodutos
obtidos de indstrias como as siderrgicas, agroindstrias, termoeltricas e outras.
As adies minerais so utilizadas para melhorar algumas propriedades do concreto,
podendo atuar como pozolanas, cimentantes ou flers. Silva (2007), diz que o uso de adies
minerais pode ser muito vantajoso, uma vez que seu custo , em geral, menor em comparao
ao cimento Portland. Para o autor pode haver uma reao qumica ou fsica com os produtos
de hidratao do cimento, com modificao da microestrutura, propriedades melhores no
estado fresco e endurecido e maior durabilidade. Para Mehta e Monteiro (1994), a destinao
aos aterros de subprodutos industriais representa uma perda de material e danos ao meio
ambiente, quando bem podiam ser reaproveitados, de maneira adequada, na produo de
concreto como agregados ou como aditivos minerais para cimentos de forma a gerar uma
economia de energia e custo.
Ento, pode-se dizer que as adies minerais so materiais naturais ou subprodutos da
indstria e at, segundo Neville (1997), minerais inorgnicos processados, que podem
proporcionar ou no alguma reao qumica proveniente da concepo do endurecimento da
matriz cimentcia, e/ou ainda atuar como preenchimento e ponto de nucleao durante a
formao e consolidao da zona de transio. No entanto, alguns aditivos minerais requerem
uma maior quantidade de gua na mistura para se obter uma consistncia desejada, fazendo-se
necessrio o uso de superplastificante. Esse comportamento depende da forma e da superfcie
especifica das partculas do aditivo mineral e da quantidade empregada (KIHARA e
CENTURIONE, 2005; DAL MOLIN, 2005). Para Dal Molin (1995) apud Cordeiro (2006), a
incluso de aditivo mineral na matriz interfere na movimentao das partculas de gua e
reduz ou elimina o acumulo de gua livre retira sob o agregado nas misturas.
O aditivo mineral preenche vazios entre as partculas de cimento, gerando aumento da
compacidade com conseqente refinamento dos poros, o mesmo efeito no ocorre com a
utilizao do cimento, pois, em contato com a gua, dissolve-se rapidamente para a formao
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dos produtos de hidratao (MALHOTRA e MEHTA, 1996 apud CORDEIRO, 2006). Outro
efeito fsico benfico das adies o de nucleao heterognea, pois as reaes do clnquer
ocorrem na superfcie e a rea especfica efetiva de contato com a gua muito importante
para as reaes qumicas que ocorrem na matriz (CORDEIRO 2006).
De uma maneira geral, todos os materiais encontrados na natureza, de alguma forma,
so reativos dependendo do meio onde se encontrem e medida que consigamos modificar
sua estrutura qumica e/ou fsica, seja atravs da utilizao de outros tipos de materiais ou
elementos qumicos especficos ou de processos mecnicos. No que diz respeito utilizao
de materiais a base de cimento, nos mantemos envoltos utilizao de materiais empregados
conjuntamente com o cimento que reajam beneficamente com alguns de seus produtos de
hidratao e no proporcionem reaes deletrias ao compsito para a produo de uma
mistura cimentcia.
2.2.1 Materiais inertes Fleres
So materiais geralmente cristalinos que, quimicamente no reagem ou possuem
pouqussima reao qumica, principalmente quando usado em conjunto com cimento. So
utilizados em concretos e outros artefatos em funo de sua finura e forma, proporcionando
um melhor empacotamento dos gros e melhorando algumas de suas propriedades.
Os materiais inertes utilizados como adio mineral em concretos so bastante
conhecidos como fleres. Estes materiais podem ser naturais ou minerais inorgnicos, de
acordo com Neville (1997), que devem ser finamente modos, com finura semelhante ao do
cimento Portland. Em geral, estes materiais no reagem quimicamente com os produtos
derivados do cimento, mas possuem um efeito de preenchimento proporcionando a
densificao da pasta, atuando nas propriedades do concreto fresco e na durabilidade do
compsito. Alm produzir um efeito benfico sobre a densidade, permeabilidade,
capilaridade, porosidade, absoro, exsudao e fissurao.
Alm disso, de acordo com Dal Molin (2005), o fler no s preenche os vazios dos
poros presentes no concreto e minimiza a exsudao, mas tambm diminui o acmulo de gua
livre depositada sob os agregados reduzindo a espessura da zona de transio e age como
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ponto de nucleao, ou seja, quando o mineral inserido na matriz, este se deposita em poros
gerados na mistura, prximos superfcie dos agregados, fortalecendo a zona de transio,
propiciando desorientao de cristais de hidrxido de clcio e diminuindo seu tamanho, tal
efeito chamado de microfler. No entanto, para obteno desse tipo de efeito, que propicia a
densificao da matriz, o dimetro mdio das partculas de adio mineral deve ser
semelhante ou menor que o dimetro mdio das partculas de cimento.
Alguns materiais como o calcrio, p de quartzo e p de pedra, so exemplos tpicos
de materiais que agem como flers. Porm, atualmente so realizadas diversas pesquisas no
intuito de buscar novos materiais alternativos que satisfaam o mesmo papel.
2.2.2 Materiais no inertes Cimentantes e pozolnicos
Os materiais reativos so aqueles que possuem propriedades cimentantes ou
pozolnicas, atravs de reao qumica, com algum constituinte necessrio na produo ou
consolidao do concreto. Os materiais cimentantes necessitam de gua para sua hidratao e,
segundo Dal Molin (2005), no possuem necessidade do hidrxido de clcio Ca(OH)2
para gerar produtos cimentantes como C-S-H, porm a hidratao ocorre de maneira lenta e
suas propriedades so insuficientes para aplicaes estruturais. A escria de alto-forno e
cinzas volantes com alto teor de clcio so exemplos de materiais cimentantes.
Os materiais pozolnicos, segundo a NBR 12653 (ABNT, 1992), so materiais
silicosos ou slico-aluminosos que, por si ss, possui pouca ou nenhuma propriedade
aglomerante, mas, quando estes so finamente divididos e em presena de umidade, reagem
com o hidrxido de clcio, liberado pelo cimento na presena de gua, temperatura
ambiente, para formar compostos com propriedades aglomerantes. Esses materiais
pozolnicos podem ser naturais ou artificiais. No obstante, Mehta e Monteiro (1994)
informam que reao pozolnica ocorre pela reao entre a pozolana e o hidrxido de clcio,
levando a formao de novos silicatos de clcio hidratados adicionais, como mostra a equao
6.
3CH 2S 7H CSH (6)
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(Hidrxido de clcio + pozolanas ricas em slica + gua silicato de clcio hidratado)
Alguns tipos de pozolanas e suas caractersticas, de acordo com Mehta e Monteiro
(1994), Dal Molin (2005) e Neville (1997) so descritas a seguir:
Cinzas volantes com baixo teor de clcio: pozolanas oriundas de queima de
carvo, arrastada por gases de combusto, composta principalmente de slica,
alumnio, ferro, com a maioria das partculas esfricas, amorfas e menores que
45 m e com superfcie especfica de 300 a 700 m/kg (adsoro de
nitrognio);
Slica ativa: pozolana conhecida como fumo de slica ou microsslica um
subproduto da indstria de ferro-silcio e silcio-metlico, constituda de
slica pura onde o monxido de silcio condensa e se oxida em contato com o
ar formando o dixido de silcio de partculas esfricas muito pequenas com
partculas mdias de 0,1 m e amorfas. Possui superfcie especfica mdia em
torno de 20.000 m/kg (adsoro de nitrognio);
Metacaulim: obtido pela calcinao de argilas caulinticas e caulins
temperaturas de 600 C a 900 C, extremamente finas e altos teores de
material amorfo rico em slica e alumnio;
Cinza da casca e arroz: oriunda da combusto da casca de arroz pelas
indstrias beneficiadoras e de indstrias geradoras de energia trmica, obtendo-
se assim, cinzas amorfas de alta pozolanicidade e rica em slica. Possui
geralmente partculas menores que 45 m e superfcie especfica de 220 a 260
m/kg.
Alm destes materiais, temos ainda os vidros vulcnicos e os tufos vulcnicos que so
utilizados como pozolanas (MEHTA e MONTEIRO, 1994). Outros materiais esto sendo
estudos por possurem potencialidades pozolnicas como tijolos modos (GONALVES,
2005; TOLEDO FILHO, et al., 2007) e cinza do bagao da cana-de-acar (CORDEIRO,
2001).
Em geral os materiais pozolnicos possuem uma estrutura amorfa ou vtrea sem
regularidade espacial ou ordenamento em seu arranjo atmico e, segundo Cascudo (2007), o
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amorfismo, de uma maneira geral, refere-se a uma estrutura interna sem forma e quando este
conceito aplicado em materiais com diversidade de configuraes atmicas, pode-se dizer
que so amorfos os materiais como gases, lquidos e os slidos no-cristalinos como o vidro.
2.3 Argamassas
2.3.1 As primeiras argamassas
As primeiras argamassas conhecidas, segundo Alvarez et al. (2005), foram
descobertas na Galileia, h mais de 10.000 anos. Os autores relatam ainda que a utilizao de
cal e gesso em construes de pisos e paredes, bem como, em esttuas, foram realizadas em
Jeric de 8.000 a 7.000 a.C. Tal material era utilizado, em mesma poca, tambm, na Turquia
como reboco de paredes. Mas em Jerusalm foi onde se encontrou as argamassas hidrulicas,
trabalhadas pelas mos de fencios, na construo de cisternas.
Os povos antiguidade j conheciam o processo de fabricao da cal, a qual era
utilizada para juno de alvenaria e em rebocos pintados, conforme Lea (1970) apud Kihara e
Centurione (2005). Os prprios egpcios utilizavam argamassas de cal area e gesso na
construo das pirmides. Com o passar dos tempos, o processo de obteno da cal se
desenvolveu com a melhoria de fornos e novos mtodos de extino da cal, principalmente
pelos romanos. Em construes gregas, especificamente em ilhas que no eram providas de
jazidas de mrmores, os materiais utilizados para a construo eram terras de origem
vulcnicas, originadas da erupo do vulco Tera da ilha de Santorini, adicionadas s
argamassas de cal e areia, que melhoravam a resistncia da argamassa, mesmo em presena
de gua. De mesma maneira os romanos faziam suas edificaes, porm com terras vulcnicas
da baa de Npoles, originadas do vulco Vesvio. Porm, a excelente qualidade do concreto
romano se destacava pelo uso de outro material, conhecido como pozolanas artificiais como
pedras vulcnicas, argilas calcinadas, alm de uma pozolana natural, adicionada argamassa
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para construes de obras que necessitavam do contato com gua, esse material natural era
proveniente da cidade de Pozzuoli - da qual deriva seu nome (ISAIA, 2005).
Segundo Alvarez et al. (2005), os romanos eram os primeiros conhecedores da tcnica
de modificao da argamassa de cal com adies de silicatos e aluminatos, tanto que, em
estudos realizados, a Roma popular era dita frgil e fora construda apenas com cal. Porm os
romanos utilizavam, em obras pblicas, argamassas com adies de pozolnicas, o que
melhorava as caractersticas das construes podendo realizar grandes obras e que se
destacam at os dias atuas chamadas de arquitetura romana. Sabe-se hoje que os romanos
utilizavam cerca de 240 tipos de aditivos orgnicos para melhoria das argamassas produzidas.
John Smeaton estudou o fenmeno de hidraulicidade das argamassas, e em 1756
construiu o Farol de Eddystone, onde realizou vrios testes buscando um material que
resistisse ao das guas, com isso, concluindo que calcrios impuros com teores de argilas
produziam aglomerantes hidrulicos superiores aos de calcrios puros. A partir da houve uma
evoluo das argamassas e concretos, o que culminou em 1824, quando Joseph Aspdin
patenteou o chamado de cimento Portland, promovendo um enorme salto na evoluo das
argamassas e concretos (PETRUCCI, 2003).
2.3.2 Argamassas hidrulicas e suas propriedades
Atualmente a argamassa hidrulica definida como uma mistura de um ou mais
materiais aglomerantes (geralmente cimento) e agregados midos (geralmente areia), que em
propores adequadas e em presena de gua constituem uma massa densa, coesa e resistente
amplamente utilizada na indstria da construo civil. Este tipo de material possui diversas
aplicaes como rejuntamento, revestimento, piso, injees e recuperao estrutural
(PETRUCCI, 2003). Alm disso, de acordo com a quantidade de aglomerantes utilizados em
sua produo, as argamassas podem ser classificadas em:
Simples: quando em sua produo utilizado apenas um tipo de aglomerante;
Composta: quando h a utilizao de mais de um tipo de aglomerante.
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Existem ainda, outros tipos de classificao referenciados de acordo com a dosagem
(pobres, cheias e ricas), tipo de aglomerante (areas, hidrulicas e mistas) e segundo sua
consistncia (secas, plsticas e fluidas).
A obteno de uma argamassa de boa qualidade, dependendo de sua finalidade de
trabalho, deve consistir de boa resistncia mecnica, compacidade, impermeabilidade,
porosidade, aderncia, constncia de volume e durabilidade. Todavia, essas propriedades
esto ligadas qualidade e quantidade dos materiais utilizados para a produo das mesmas,
segundo sua aplicao.
A argamassa influenciada pelas caractersticas adquiridas no estado fresco, o que traz
um reflexo na mistura em estado endurecido quanto a resistncia mecnica e propriedades
fsicas. Assim, torna-se fundamental que durante a produo, o comportamento no estado
fresco seja observado.
2.3.2.1 Trabalhabilidade e consistncia
Neville (1997) e Mehta e Monteiro (1994) expressam que a trabalhabilidade de
importncia essencial e deve ser atendida para obteno de uma mistura que possibilite um
adensamento, com compacidade mxima gerada pela energia aplicada. A trabalhabilidade a
propriedade que determina o esforo necessrio para manipular certa quantidade da mistura
com uma perda mnima de homogeneidade (ASTM C 125 - 93 apud MEHTA e MONTEIRO,
1994, P.348). A trabalhabilidade expressa, por Neville (1997), em virtude da energia
utilizada para o adensamento da matriz (sendo essa energia uma medida do trabalho aplicado
para vencer o atrito interno intrnseca da mistura e o atrito superficial), sendo assim, pode
ser definida como a quantidade de trabalho interno til para produzir o adensamento pleno. A
trabalhabilidade possui como componentes principais a consistncia (conhecida como a
firmeza de forma, ndice de fluidez ou mobilidade) e coeso (conhecida como resistncia
segregao).
So diversos os fatores que afetam a trabalhabilidade, entre eles: teor de gua na
mistura, o consumo de cimento, caractersticas do agregado, aditivos incorporados, relao
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gua/cimento, relao agregado/cimento e adies minerais, ou seja, todos os componentes da
mistura.
2.3.2.2 Segregao e exsudao
Neville (1997) e Mehta e Monteiro (1994) apresentam a mesma definio de
segregao, esta nada mais do que, a perda de unio dos componentes da matriz, deixando a
mesma sem uma distribuio uniforme dos constituintes. Os autores ainda enfatizam os tipos
de segregao que podem ocorrer no concreto. A primeira a segregao proporcionada por
misturas pobres e secas, acarretando a separao dos agregados maiores da massa da matriz
em superfcies inclinadas ou sedimentao dos agregados grados em maior quantidade do
que os agregados de granulometria menor. Deve-se salientar ainda que, as principais causas
da segregao esto relacionadas com caractersticas granulomtricas (tamanho, massa
especfica e distribuio granulomtrica). Outra forma de segregao ocorre pelo excesso de
gua na mistura, o que a torna muito fluida, acarretando a separao da pasta da matriz
cimentcia.