COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS MATERIAIS

DE CONSTRUÇÃO CIVIL

Salvador

2013

DESCRIÇÃO: Este documento contém informações sobre as principais características químicas de determinados materiais usados nas construções civis.

1. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DOS AGREGADOS

MATERIAL AGREGADOS PARA COSNTRUÇÃO CIVIL:

1.1- O cimento: Em 1824 que o químico britânico Joseph Aspdin descobre o cimento moderno denominado cimento Portland, definido como um “aglomerante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normalizadas finamente moídas”, que em contato com a água produz a reação exotérmica (liberação de energia em forma de calor para o meio externo), de cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência.

A fabricação do cimento Portland explica-se em três etapas químicas fundamentais:

• Mistura e moagem da matéria-prima feita por os determinados elementos químicos:

Óxidos Designação Representação % Ponderal

Principal CaO Cal C 60 a 68%

SiO2 Sílica S 17 a 25%

Secundário Al2O3 Alumina A 2 a 9%

Fe2O3 Óxido de Ferro F 0,5 a 6%

MgO Magnésia M 0,1 a 4%

SO3 Trióxido de Enxofre 1 a 3%

Na2O Alcalinos N 0,5 a 1,5%

• Produção do clínquer: Clínquer é o principal item na composição do cimento, sendo fonte de:

- 45 a 75% de Silicato tricálcico (CaO)3SiO2

- 7 a 35% de Silicato dicálcico (CaO)2SiO2

- 0 a 13% de Aluminato tricálcico (CaO)3Al2O3

- 0 a 18% de Ferroaluminato tetracálcico (CaO)4Al2O3Fe2O3

Estes compostos trazem acentuada característica de ligante hidráulico e estão diretamente relacionados com a resistência mecânica do material após a hidratação. A produção do clínquer é o núcleo do processo de fabricação de cimento, sendo a etapa mais complexa.

• Moagem do clínquer e mistura com o gesso:

O gesso (CaSO4 • 2 H2O) é adicionado em quantidades geralmente inferiores a 3% da massa de clínquer e tem como função estender o tempo para início de endurecimento do cimento. Sem esta adição, o tempo de pega do cimento seria de poucos minutos, inviabilizando o uso.

1.2- A areia: De origem mineral, a areia é formada por a fragmentação das rochas por erosão, por a ação do vento ou da água. A areia é uma mistura heterogênea com aparência fina em grânulos. Através do processo de sedimentação (separação de misturas heterogênea) ela é transformada em arenito.

As areias são constituídas principalmente de dióxido de silício(SiO2), usualmente na forma de quartzo, o qual, devido a sua inércia química é elevada a dureza (7,0 na escala de Mohs), é o mais comum dos minerais resistentes ao solo. A composição da areia é altamente variável, dependendo da rocha e das condições locais. Muitas possuem impurezas de ferro dentro dos cristais de quartzo, dando uma cor amarelo-escura.

Dependendo da granulometria e grau de pureza, as areias têm empregos específicos. Aquelas de baixo teor de ferro são usadas na fabricação de vidros e na indústria cerâmica e refratária. As areias com alta concentração de sílica se usam na siderurgia, para confecção de ligas ferro-silício. As areias mais grosseiras e com maior impureza se utilizam na construção civil e as mais finas como abrasivos.

1.3- A Brita: Classificado como agregado de origem artificial e tamanho graúdo, sendo ele fonte da exploração de rochas cristalinas, rochas quartzo, basalto e calcários microcristalinos para essa finalidade.

A participação dos tipos de rocha utilizadas na produção de brita é a seguinte: granito e gnaisse – 85%; calcário e dolomito – 10%; e basalto e diabásio – 5%.

A brita é destinada para o setor da construção civil com aplicações na fabricação de concreto, revestimento de leito de estradas de terra, de ferrovias, barramentos, etc.

Tendo como funções, contribuir com grãos capazes de resistir aos esforços solicitantes, resistir ao desgaste à ação de intempéries, reduzir as variações de volume de qualquer natureza e contribuir para a redução do custo do concreto.

1.4- A madeira: Encontrada em forma de matéria prima a madeira é um material heterogêneo, a sua composição química (das diversas espécies) é dada por os elementos, Carbono (C), o Hidrogênio (H), o Oxigênio (O) e o Nitrogênio (N), este em pequenas quantidades. Além destes encontram-se quantidades de Cálcio (Ca), Potássio (K), Magnésio (Mg) e outros, constituindo as substâncias minerais existentes na madeira.

A madeira é consideravelmente resistente à ação de solventes e de substâncias químicas. Não se conhece qualquer solvente capaz de dissolver a madeira sem que ocorra um ataque químico. A madeira tem uma considerável resistência à ação de ácidos diluídos à temperatura ordinária.

Ácidos mais concentrados (H2SO4 a 60% ou HCl a 37%) podem atacar rapidamente a madeira.

Soluções de bases fortes (NaOH, KOH, Ca(OH)2) dissolvem uma quantidade considerável de constituintes da madeira mesmo à temperatura ordinária.

1.5- A tinta: As matérias primas necessárias para a produção de tintas são constituídas pelos pigmentos, solventes, aditivos e veículo. Também é realizado um processo consiste em pesagem e mistura das matérias primas em um tanque de alimentação. Posteriormente, operações unitárias físicas (mistura, dispersão, completagem, filtração e envase) dão origem ao produto final.

Pigmentos: Os pigmentos são partículas sólidas insolúveis usadas nos recobrimentos superficiais para proteção anticorrosiva, definição da coloração, impermeabilidade e melhoria das características físicas da película. O dióxido de titânio (TiO2) é o pigmento branco mais utilizado na fabricação de tintas de cor branca