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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
ADIÇÕES OU SUBSTITUTOS PARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
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
Podem substituir parcialmente o cimentoPodem substituir parcialmente o cimentoPortland Portland →→ diferentes tipos dediferentes tipos de cimentoscimentos
Não se designam por Adição, Adição, pois sãojuntos aojuntos ao clinquerclinquer em fabrica em fabrica e não naaltura da amassadura do betão
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
TIPO I (adições quase inertes) - Fileres e filer calcário (L, LL). Cimentos Portland de calcário (CEM II-L e LL)
Filer – material com finura material com finura ≈≈ àà do cimento Portland,do cimento Portland,benbenééfico para as seguintes propriedades do betfico para as seguintes propriedades do betããoo
Inertes quimicamente (em geral)
Centros de concentração de reacções ⇒melhor hidratação do cimento Portland
Filer calcário
cimentos Portland de calcário (CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL)
Mais utilizadoPorém, se originarem taumasitetaumasiteContribuem para o ataque do betão por sulfatos
Só com clinquer Portland < 35%
Qq cimento < 5%
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LIGANTES HIDRÓFILOS ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
CIMENTOS
FILER para cimentoscimentos Portland de calcárioPortland de calcário(CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL, CEM II/B-LL)
s.e. > 500m2/kg + boa mistura ⇒ melhorgranulometria das partículas ⇒ < % de água
TOC (teor de carbono orgânico total)LL < 0,2% (em massa)L < 0,5% (em massa)
% CaCO3 > 75% (em massa)
% argilaVBS < 1,2g/100g
EN 933-9
ADIÇÃO de filer calcário
LNEC E 3764 classes (A a D)
200m2/kg < s.e. < 600m2/kg
Actua como correctorgranulométrico dos finos
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
TIPO II (adições hidráulicas latentes) – Escória de alto forno. Cimentos de escória (CEM II-S) e cimentos de alto forno (CEM III)
Escórias de alto forno (slag)
Minério de ferro – mistura de óxidos de ferro e substâncias ricas em cálcio silício e alumínio
Minério de ferro + carvão + fundente entram pela parte superior do alto forno
fundem a 1500ºCparte inferior do alto forno
recolhe-se ferro fundido + escórias1t de ferro → 300kg de escória
Subproduto do fabrico do ferro fundido
Mesmos constituintes do cimento PortlandMistura deOCa, SiO2 e Al2O3 Reacção mto lenta sem aplicação prática
Aplicação prática ⇒ activadoresactivadores• soda / potassa cáustica• cal• silicato de sódio• cimento portland
(qdo hidratado pH > 12)
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Aplicações das Escórias de alto forno
6 a 35% de escórias AF+
65% (ou mais) de clinquer Portland
Cimentos Portland de escóriaCimentos Portland de escória(CEM II/A-S, CEM II/B-S)
Cimentos de alto fornoCimentos de alto forno(CEM III/A, CEM III/B, CEM III/C)
35 a 95% de escórias AF+
5 a 64% (ou mais) de clinquer Portland
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Exigido:• composições física e química apropriadas
Limites para a composição química média (em massa)
> 1 < 1,4Não cristalino(inofensivo)
γ = 2,9 g/cm3 < 3,1 g/cm3 (cimento portland)
Arrefecimento rápidocom água fria
GRANULAÇÃO
Aplicação das Escórias de alto forno na indústria do cimento
Vantagens:• ambientais• económicas *
amorfa ( > 66%)
* Economia de cerca de 200kg de carvão / t de clinquer substituído por 1t de escória
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Aspecto das Escórias de alto forno
PELETIZAÇÃO(forma + recente de conseguir o estado amorfo da escória)
+ eficaz do que a granulaçãoEscória obtida tem menos água
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
PELETIZAÇÃO
PASSOS1 - Escória em fusão expandida por injecção de água2 – passa por 1 roda dentada que projecta as partículas do material arrefecidas por jactos de água
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
ADIÇÃO
• depois de peletizada é moída até finura > 275m2/kg
• moída em conjunto com o clinquer• adicionada no fim da moagem do clinquer
PROCESSOS DE UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA
SUBSTITUIÇÃO
PROCESSO TRIEFF (Bélgica)• moída molhada e armazenada em pasta para aplicação posterior
- Moagem em meio húmido + económica- Produto final + fino Processo + EFICAZ
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Durabilidade
≈ aos da hidratação do cimento portland
excepto na ausência de Ca(OH)2
ESCÓRIA + eficaz que cimento portland
Ataque por sulfatos e por alcálisapenas em soluções sobressaturadas de Ca(OH)2
PRODUTOS DA HIDRATAÇÃO DA ESCÓRIA
Cimentos com + de 50% de escórias → elevada resistência química
Não se formam os produtos de hidratação do C3A do cimento portlandForma-se aluminato bicálcico hidratado
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
Escóriade alto forno
LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Substituição de cimento Portlandpor escórias
Substituição de cimento Portlandpor 40 a 65% de escórias
Influência na expansão provocada por reacção álcalis-
sílica reactiva do agregadoInfluência na resistência à
penetração dos cloretos
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
TIPO II (adições com propriedades pozolânicas) –Materiais pozolânicos. Actividade pozolânica.
Classificação das pozolanas
Materiais pozolânicos – substâncias naturais de composiçãosubstâncias naturais de composição siliciosasiliciosa,,sílicosílico--aluminosaaluminosa ou uma combinação de ambasou uma combinação de ambas
COMPOSIÇÃO• SiO2 (dióxido de sílicio reactivo)• Al2O3• Fe2O3• outros óxidos
Não endurecem misturados com água
Mto moídos, em água, à temperatura ambiente reagem com o Ca(OH)2 Ca(OH)2 dissolvido
compostos de silicatosilicato ee aluminatoaluminato de cálcio de cálcio desenvolvendo resistência
≈ aos do endurecimento dos materiais hidráulicos
SiO2 > 25% (em massa)% insignificante de CaO reactivo para endurecimento
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Pozolana + Ca(OH)2 → gel C-S-H
+ pobres em cálcio do que os da hidratação do cimento+ pobres em cálcio do que os da hidratação do cimento portlandportlandNão necessitam contacto com soluçõesNão necessitam contacto com soluções sobressaturadassobressaturadas de de Ca(OH)2
REACTIVIDADE POZOLÂNICA
Estado da superfície
Sílica e Aluminapouco cristalinas Ligada à estrutura interna
Qto + afastada do estado cristalino > reactividade
Ex: quartzo (inerte) Determinante para o início da reacção pozolana/cal
Pq reacção dá-se com a pozolana no estado sólido
Elevada área de contacto com Ca(OH)2dissolvido
s.e. 600 a 1000 m2/kgs.e. 600 a 1000 m2/kg≈ 2 a 3 x a do cimento Portland
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Provêm deMAGMAS (em geral ácidos, i.e., ricos em sílica)em estado amorfo ou cripto-cristalino (devido à solidificação rápida)reactividade > depois da meteorização
Materiais processados por:- britagem- moagem- peneiração
ARGILAS OU XISTOS NATURAISs/ prop. pozolânicas iniciaisa 500 a 900ºC adquirem essas propriedades
Designações:cinza volantesílica de fumocinza de casca de arroz
Designações:pozolana natural calcinadaxisto cozido
Classificação das Pozolanas
artificiaisartificiais subprodutos industriais ou da agriculturasubprodutos industriais ou da agriculturanaturaisnaturais
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
Cinza de casca de arrozCinza de casca de arrozQueima controlada de casca de arroz
Pozolana mto reactivaConstituída por sílica amorfa
Partículas não mto pequenasEstrutura celular ⇒ elevada superfície específica
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ADIÇÕES OU SUBSTITUTOSPARCIAIS DO CIMENTO PORTLAND
PozolanasLIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS
CimentoCimento pozolânicopozolânico
Taxa de desenvolvimento de calordurante a hidratação <
Alguma resistência ao ataque por sulfatos e por ácidos fracos
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA REACTIVIDADE DE UMA POZOLANA
Métodos baseados
Na determinação da tensão de rotura de pastas ou argamassas
Na determinação do grau de combinação do Ca(OH)2 com a pozolana
Ex:ÍNDICE DE ACTIVIDADE
Ex: POZOLANICIDADE