Aglomerantes Hidráulicos

Aglomerantes são os materiais ligantes, em geral pulverulentos, que servem para solidarizar os grãos de agregados inertes. São utilizados na obtenção das argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas.

Os aglomerantes hidráulicos são aqueles que endurecem pela ação exclusiva da água, como por exemplo a cal hidráulica e o cimento Portland, através de um processo chamado hidratação.

O calcário quando contém uma certa quantidade de argila antes de ser aquecido produz cal hidráulica. Este material produz uma resistência intermediária entre a cal e o cimento. É considerado um aglomerante hidráulico, ou seja endurece pela ação da água, e foi muito utilizado nas construções mais antigas, sendo posteriormente, substituído pelo cimento Portland. A cal pode ser utilizada como único aglomerante em argamassas para assentamento de tijolos ou revestimento de alvenarias ou em misturas para a obtenção de blocos de solo/cal, blocos sílico/calcário e cimentos alternativos.

O cimento é um dos materiais de construção mais utilizados na construção civil, por conta da sua larga utilização em diversas fases da construção. O cimento pertence a classe dos materiais classificados como aglomerantes hidráulicos, esse tipo de material em contato com a água entra em processo físico-químico, tornando-se um elemento sólido com grande resistência a compressão e resistente a água e a sulfatos.

Os silicatos de cálcio são os principais constituintes do cimento Portland, as matérias primas para a fabricação devem possuir cálcio e sílica em proporções adequadas de dosagem.

Os materiais que possuem carbonato de cálcio são encontrados naturalmente em pedra calcária, giz, mármore e conchas do mar, a argila e a dolomita são as principais impurezas.

A ASTM C 150¹ define o cimento Portland como um aglomerante hidráulico produzido pala moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou mais formas de sulfato de cálcio como um produto de adição. O clínquer possui um diâmetro médio entre 5 a 25 mm.

Com o passar do tempo as propriedades físico-químicos do cimento portland tem evoluído constantemente, inclusiva com o emprego de aditivos que melhoram as características do cimento.

Processo produtivo do cimento Portland

O processo produtivo do cimento portland se divide na produção do clínquer portland e na produção de pozolana (argila ativada). As etapas do processo de produção do clínquer portland são:

• O calcário é extraído, britado e secado até uma umidade residual máxima de 2%
• São adicionados ao calcário areia e materiais inertes como, por exemplo, carepa de laminação, esses materiais são analisados quimicamente, essa mistura proporcional é moída e se obtém a “farinha”
• A farinha passa por um processo de homogeneização com ar comprimido e logo em seguida é estocado em silos
• A farinha homogeneizada é colocada em um forno rotativo a uma temperatura aproximada de 1.450ºC, obtendo no final o clínquer portland

A produção da pozolana se divide em colocar a argila in natura no forno rotativo a uma temperatura de 750ºC, obtendo no final a argila calcinada (pozolana), transcorrido todo esse processo o clínquer a pozolana mais gesso são moídos em proporções adequadas de dosagem de material, obtendo no final o cimento portland.

O cimento portland Pozolânico é um aglomerante hidráulico, obtido da mistura homogênea e proporcional do clínquer portland e materiais pozolânicos moídos em conjunto ou em separado. Durante o processo de mistura é permitido adicionar formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos nos teores indicados pela norma NBR 5736.

O cimento portland composto com filler é um aglomerante hidráulico, obtido pela moagem do clínquer portland. Durante o processo de moagem é permitido adicionar formas de sulfato de cálcio nos teores indicados pela norma NBR 11578.

O cimento portland composto com pozolana é um aglomerante hidráulico, obtido pela moagem do clínquer portland mais a adição de formas de sulfato de cálcio. Durante o processo de moagem é permitido adicionar materiais pozolânicos e carbonáticos nos teores indicados pela norma NBR 11578.

O cimento portland resistente a sulfatos é um aglomerante hidráulico que atente as condições de resistência dos sulfatos, esse tipo de cimento é obtido pela moagem do clínquer portland ao qual se adiciona quantidades proporcionais de formas de sulfato de cálcio. Durante o processo de moagem é permitida a adição de escórias granuladas de alto-forno ou materiais pozolânicos e/ou materiais carbonáticos.

Coorsão em Armaduras

Pode-se definir corrosão como a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou eletroquímica. Basicamente, são dois os processos principais de corrosão que podem sofrer as armaduras de aço para concreto armado: a oxidação e a corrosão propriamente dita.
Por oxidação entende-se o ataque provocado por uma reação gás-metal, com formação de uma película de óxido. Este tipo de corrosão é extremamente lento à temperatura ambiente e não provoca deterioração substancial das superfícies metálicas, salvo se existirem gases extremamente agressivos na atmosfera. Este fenômeno ocorre, preponderantemente, durante a fabricação de fios e barras de aço. Ao sair do trem de laminação, com temperaturas da ordem de 900°C, o aço experimenta uma forte reação de oxidação com o ar ambiente. A película que se forma sobre a superfície das barras é compacta, uniforme e pouco permeável, podendo servir até de proteção relativa das armaduras contra a corrosão úmida posterior, de natureza preponderantemente eletroquímica. Antes do aço sofrer trefilação a frio, para melhoria de suas propriedades, esta película, denominada carepa de laminação, deve ser removida por processos físicos, do tipo decalaminação, ou químicos, do tipo decapagem com ácidos. A película inicial é substituída por outra de fosfato de zinco ou de hidróxido de cálcio, que são utilizados como lubrificantes do processo podendo ser, à semelhança da primeira, débeis protetoras do aço contra a corrosão úmida. Por não ser este o fenômeno principal de corrosão nas estruturas convencionais, não será aprofundado no presente trabalho.
Por corrosão propriamente dita entende-se o ataque de natureza preponderantemente eletroquímica, que ocorre em meio aquoso. A corrosão acontece quando é formada uma película de eletrólito sobre a superfície dos fios ou barras de aço. Esta película é causada pela presença de umidade no concreto, salvo situações especiais e muito raras, tais como dentro de estufas ou sob ação de elevadas temperaturas (> 80°C) e em ambientes de baixa umidade relativa (U.R.< 50%). Este tipo de corrosão é também responsável pelo ataque que sofrem as armaduras antes de seu emprego, quando ainda armazenadas no canteiro. É o tipo de corrosão que o engenheiro civil deve conhecer e com a qual deve se preocupar. É melhor e mais simples preveni-la do que tentar saná-la depois de iniciado o processo.
Embora num processo corrosivo sempre intervenham reações químicas e cristalizações de natureza complexa, será apresentado, a seguir, um modelo simplificado do fenômeno de ataque eletroquímico, que serve para explicar a maioria dos problemas e fornece as ferramentas básicas para sua prevenção.
Corrosão em meio aquoso
O mecanismo de corrosão do aço no concreto é eletroquímico, tal qual a maioria das reações corrosivas em presença de água ou ambiente úmido (U.R. > 60%).
Esta corrosão conduz à formação de óxidos/hidróxidos de ferro, produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos, denominados ferrugem, e só ocorre nas seguintes condições:
deve existir um eletrólito;
deve existir uma diferença de potencial; · deve existir oxigênio;
podem existir agentes agressivos.
O Papel do Cobrimento de Concreto
Uma das grandes vantagens do concreto armado é que ele pode, por natureza e desde que bem executado, proteger a armadura da corrosão. Essa proteção baseia-se no impedimento da formação de células eletroquímicas, através de proteção física e proteção química.
Proteção física
Um bom cobrimento das armaduras, com um concreto de alta compacidade, sem "ninhos", com teor de argamassa adequado e homogêneo, garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos.
Esses agentes podem estar contidos na atmosfera, em águas residuais, águas do mar, águas industriais, dejetos orgânicos etc. Não deve, tampouco, conter agentes ou elementos agressivos internos, eventualmente utilizados no seu preparo por absoluto desconhecimento dos responsáveis, sob pena de perder, ou nem mesmo alcançar, essa capacidade física de proteção contra a ação do meio ambiente.
Proteção química
Em ambiente altamente alcalino, é forma­da uma capa ou película protetora de caráter passivo. A alcalinidade do concreto deriva das reações de hidratação dos silicatos de cálcio (C3 S e C2S) que liberam certa porcentagem de Ca(OH)2, podendo atingir cerca de 25% (~100 kg/m3 de concreto) da massa total de compostos hidratados presentes na pasta Essa base forte (Ca(OH)2 ) dissolve-se em água e preenche os poros e capilares do concreto, conferindo-lhe um caráter alcalino. O hidróxido de cálcio tem um pH da ordem de 12,6 (à temperatura ambiente) que proporciona uma passivação do aço.
O potencial de corrosão do ferro no concreto pode variar de + 0,1 a -0,4 V, segundo a permeabilidade e as características do concreto, para temperaturas de 25°C.
A função do cobrimento de concreto é, portanto, proteger essa capa ou película protetora da armadura contra danos mecânicos e, ao mesmo tempo, manter sua estabilidade.
Pode-se dizer que a película passivante é de ferrato de cálcio, resultante da combinação da ferrugem superficial (Fe(OH)3 ) com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ).
Portanto, a proteção do aço no concreto pode ser assegurada por:
elevação do seu potencial de corrosão em qualquer meio de pH > 2, de modo a estar na região de passivação (inibidores anódicos);
abaixamento de seu potencial de corrosão, com o fim de passar ao domínio da imunidade (proteção catódica); e
manter o meio com pH acima de 10,5 e abaixo de 13, que é o meio natural proporcionado pelo concreto, desde que este seja homogêneo e compacto.

Concreto com Adição de Fibras

Entre as adições utilizadas para melhorar certas características do concreto, as fibras tem tido papel de destaque no últimos anos, sendo objeto de muito estudo e desenvolvimento.

 

 

As fibras naturais ou sintéticas são empregadas principalmente para minimizar o aparecimento das fissuras originadas pela retração plástica do concreto.

 

Esta retração pode ter diversas causas, entre elas destacamos a temperatura ambiente, o vento e o calor de hidratação do cimento.

 

Sua aplicação depende das necessidades de cada obra, mas são utilizadas normalmente em pavimentos rígidos, pisos industriais, projetados, áreas de piscina, pré-moldados, argamassas, tanques e reservatórios, entre outros.

 

As fibras de aço, além de propiciarem a diminuição das fissuras, tentam conquistar espaço na substituição total ou parcial das telas e barras de aço em algumas aplicações do concreto.

 

SOLO CIMENTO

CONSTRUÇÃO COM SOLO CIMENTO

O solo-cimento é um material obtido através da mistura homogênea de solo, cimento e água, em proporções adequadas e que, após compactação e cura úmida, resulta num produto com características de durabilidade e resistências mecânicas definidas.

Este material de construção vem suprir boa parte das necessidades de instalações econômicas na maioria das regiões rurais e suburbanas no Brasil.
O uso do solo-cimento no Brasil vem, desde 1948, ajudando na satisfação de tais necessidades, encontrando-se hoje já bastante difundido.

A presente comunicação relata aspectos técnico-econômico-sociais de alguns anos de trabalho com esta modalidade de construção na CEPLAC/EMARC-UR.
Nesses quase 25 anos de experiência na região cacaueira, destacam-se obras no meio rural e urbano, em particular a construção de uma creche com 1.240 m2 em Juçari-Ba, sendo a segunda maior obra de solo-cimento no Brasil.

A tecnologia do solo-cimento é aplicada às construções das populações de baixa renda e foi introduzida na comunidade da região cacaueira porque tem como benefícios: a economia de tempo e material, bem como facilidade de execução atendendo a segmentos da população na faixa de pobreza, como é o caso dos “sem-terra”, permitindo o uso de mutirões.

CAMPO DE APLICAÇÃO

A principal aplicação do solo-cimento em habitações populares no meio urbano é a construção de paredes monolíticas.

Por afinidade, seu emprego pode ser estendido para construções de casas, depósitos, galpões, aviários, armazéns, etc.

O solo-cimento pode ainda ser empregado na construção de fundações, pisos, passeios, muros de contenções, barragens e blocos prensados.

VANTAGENS

O solo-cimento vem se consagrando como tecnologia alternativa por oferecer o principal componente da mistura - o solo – em abundância na natureza e geralmente disponível no local da obra ou próxima a ela.

O processo construtivo do solo-cimento é muito simples, podendo ser rapidamente assimilado por mão-de-obra não qualificada.

Apresenta boas condições de conforto, comparáveis às construções de alvenarias de tijolos cerâmicos, não oferecendo condições para instalações e proliferações de insetos nocivos à saúde pública, atendendo às condições mínimas de habitabilidade.

É um material de boa resistência e perfeita impermeabilidade, resistindo ao desgaste do tempo e à umidade, facilitando a sua conservação.

A aplicação do chapisco, emboço e reboco são dispensáveis, devido ao acabamento liso das paredes monolíticas, em virtude da perfeição das faces (paredes) prensadas e a impermeabilidade do material, necessitando aplicar uma simples pintura com tinta à base de cimento, aumentando mais a sua impermeabilidade, assim como o aspecto visual, conforto e higiene.

SOLO-CIMENTO – MATERIAIS CONSTITUINTES

SOLO

Os solos adequados são os chamados solos arenosos, ou seja, aqueles que apresentam uma quantidade de areia na faixa de 60% a 80% da massa total da amostra considerada, conforme figura.

Solos adequados para a produção de solo-cimento.

Quando este tipo de solo não for encontrado, pode-se fazer uma correção granulométrica no solo encontrado (70% de areia e 30% de silte e argila), misturando uniformemente e peneirados, obtendo-se o mesmo resultado.
Nas misturas usuais, as quantidades variam na faixa de 12 a15 partes de cimento para 100 partes de solo seco, em massa, o que corresponde, em média, à proporção cimento:solo. Desta maneira, é facilmente notada a importância que a escolha de um solo adequado representa para a produção de um solo-cimento com qualidade.

Na obtenção do solo, para grande volume de obras, a dosagem do cimento deve ser determinada em laboratório, atendendo não só a qualidade final, mas também à economia, pois um traço exageradamente rico em cimento poderia comprometer a construção.

Escolhido o material e determinada a dosagem (traço), o construtor prepara a mistura de forma semelhante a que se faz para outras argamassas.
Quando o volume de obras é pequeno, existem testes para a avaliação das características granulométricas de um solo. Alguns deles são feitos, como o Teste da garrafa e o da Retração do solo.

PREPARO DA MISTURA

Deverá ser feito o peneiramento do solo numa malha ABNT de 4,8mm. Esta operação tem por função promover a pulverização do material, sendo o resíduo destorroado e, então, repeneirado. Deverão ser descartados apenas aqueles pedregulhos maiores que a abertura da malha.

O solo é espalhado em uma superfície lisa (bandeja de madeira ou chão batido), devidamente peneirado. Adiciona-se o cimento e faz-se a mistura até obter uma coloração uniforme ao longo de toda a massa. Logo após, coloca-se água em pequena quantidade, de preferência com o uso de regador com pequeno chuveiro adaptado, evitando a sua concentração em determinados pontos.

Na prática, a umidade da mistura é verificada através de procedimentos simplificados, baseados na coesão apresentada pela massa fresca. Quando a amostra está seca, não existe a formação de um bolo compacto, com marca nítida dos dedos em relevo, ao apertarmos na mão a massa de forma enérgica. Outro método complementar muito utilizado consiste em deixar cair o bolo formado, de uma altura aproximadamente um metro, sobre a superfície rígida. No impacto o bolo deverá se desmanchar, não formando uma massa única e compacta. Se houver excesso de água, a massa manterá úmida e rígida após o impacto, fato não desejável.

FERRAMENTAS NECESSÁRIAS

BÁSICAS: cavador, enxada, enxadete, pá, picareta, cordão de nylon, martelo, escala numérica, serrote, colher de pedreiro, balde, nível de bolha, mangueira de nível, esquadro, carro de mão, prumo, peneira, etc.

ESPECIAIS: forma para estaca de concreto, forma para compactação de parede com parafusos específicos.

COMENTÁRIOS FINAIS

As possibilidades de aplicação do solo-cimento na área rural e urbana estão longe de serem esgotadas.

Por ser um processo de fácil assimilação por qualquer pessoa, utilizando somente materiais locais, não necessitando de energia de qualquer natureza para sua produção, nem mesmo animal, a tecnologia do solo-cimento certamente se constitui no processo que permitirá uma verdadei-ra revolução nas construções rurais e urbanas brasileiras, pois associa um baixo custo a uma elevada qualidade.