O Cimento E O Concreto

INTRODUÇÃO

O cimento e o concreto são peças fundamentais na construção civil. Por ser o material mais utilizado para executar construções em todo o país, o concreto, devido às suas características lhe permitem uma maior utilização entre os profissionais da área, tais como sua versatilidade, durabilidade, economia e alta resistência à água. O mesmo é definido como um conjunto de aglomerados onde estão submersas partículas de agregados. Este aglomerante é o Cimento Portland que é o mais utilizado no Brasil. Os agregados podem ser divididos em dois tipos: os graúdos (britas ou outras partículas maiores que 4,8mm) e os miúdos (normalmente, a areia).

Além disso, alguns aditivos são utilizados no concreto para melhorar sua aplicação no ambiente da construção civil, por exemplo, os plastificantes, retardadores, aceleradores, incorporadores de ar e superplastificantes. Essas características são adquiridas devido a alguns compostos químicos, que facilitam a trabalhabilidade do concreto. Alguns exemplos desses compostos são o CaO, Al2O3, Fe2O3 e o MgO.

APLICAÇÃO DOS COMPOSTOS QUÍMICOS NA COMPOSIÇÃO DO CIMENTO E CONCRETO ARMADO

1. O que é Concreto?

O concreto é a mistura de agregados (cimento, água, areia e pedra) que ao ser hidratado com água, forma uma pasta resistente que se adere aos mesmos se transformando num bloco monolítica.

Sua hidratação requer um grande cuidado, pois a água é o composto responsável pela reação química que converter o cimento em uma massa aglomerante. Se a quantidade de água utilizada for menor do que a necessária tal reação pode não ocorrer completamente e se maior, diminui a resistência do concreto devido à criação de poros ocasionada pela evaporação da quantidade excessiva dessa substância.

Existem vários tipos de concreto, tais como o pré-moldado, o protendido, o armado, o projeto, o convencional, o de alta resistência inicial, o extrusado, o convencional, entre outros.

O concreto armado é todo tipo de estrutura de concreto com armações feitas de barra de aço na sua parte interna. Como o concreto comum não é resistente o suficiente às forças de tração, essas estruturas são necessárias para execução de estruturas que sofrem grandes esforços, como lajes e vigas.

Quanto ao projeto, essas estruturas precisam de cálculos específicos para ser executadas, os quais são realizados pelos engenheiros calculistas que decidem a resistência do concreto, a medida das peças que farão parte da execução do projeto, etc.

2. Cimento Portland

O Cimento Portland é, sobretudo, o resultado de uma ustão de uma mistura de calcário, e possui em sua composição predominante o carbonato de cálcio e alguns materiais argilosos, a base de Dióxido de Silício, Óxido de Alumínio e Óxido Férrico, além de outros elementos em sua composição secundária, tais como o óxido de magnésio e os fosfatos. Esta mistura, cujas proporções dos constituintes principais é de aproximadamente 3:1 é aquecida em um forno com uma temperatura elevada, cerca de 1500º C, obtendo como produto final novos compostos químicos aglomerados em grãos chamados de Clínquer que, em seguida, são resfriados e moídos com compostos sulfáticos, normalmente a gipsita numa porcentagem abaixo de 5%, assim formando o Cimento Portland.

Figura 1. Cimento Portland Comum - http://www.redecasamais.com.br/imagens/www/dicas-casamais/full/dicas_casamais_509e9ea27b668.jpg

Ainda que o cimento Portland possua em sua composição vários compostos de cálcio, os óxidos presentes são expressos nos resultados das análises químicas. Os compostos usuais do cimento juntamente com suas porcentagens estão apresentados na tabela 1.

Tabela 1 - Principais compostos presentes no cimento Portland (adaptado de MEHTA & MONTEIRO, 1994)

ABREVIAÇÃO

FÓRMULA / DENOMINAÇÃO PROPORÇÃO

(%)

C3S 3CaO.SiO2 - Silicato Tricálcico 55 - 60

C2S 2CaO. SiO2 - Silicato Dicálcico 10 - 15

C3A 3CaO.Al2O3 - Aluminato Tricálcico 10 - 12

C4AF 4CaO.Al2O3.Fe2O3.- Aluminato Tetracálcico 7 - 8

Outros Gesso (CaSO4), Álcalis (Na2O e K2O), Magnésia (MgO), Cal Livre (CaO), Silicatos e Aluminatos, TiO2, Mn2O3, CaF2, P2O5, etc. < 12

Fonte: MEHTA, P.K. & MONTEIRO, P.J.M. Concreto: Estrutura, propriedades e materiais.

O Cimento Portland tem grande importância entre os cimentos inorgânicos na área da construção civil. A maior parte deles endurece diante da reação química com a água ou com o dióxido de carbono.

O Portland possui o mecanismo de endurecimento mais complicado e a mistura mais complexa e, ainda, grande resistência quando endurecido. Isso se deve ao fato dele possuir o silicato tricálcico (3CaO.SiO2). Para composição do cimento são utilizados alguns materiais, como, por exemplo, a argila ou xisto, e a pedra calcária.

Apresenta caráter pulveroso, ou seja, empoeirado, e é integrado de silicatos e aluminato de cálcio com uma pequena quantidade (quase nenhuma) de cal. Esses elementos, ao serem associados com água, sofrem hidratação e acarretam o endurecimento da massa, oferecendo grande resistência mecânica.

3. Aplicação dos principais compostos químicos na composição do Cimento Portland

Os elementos fundamentais, baseada em análises químicas, são:

a) Cal (CaO)

É o elemento vital dos cimentos, possuindo percentual de 60% a 67%, sendo em sua maioria originado da dissociação do carbonato de cálcio. As propriedades mecânicas do Portland têm influencia direta com a quantidade de Cal, ou seja, quanto maior for teor de Cal existente no cimento, maiores são suas propriedades. Caso haja imperfeição no procedimento de fabricação, acarreta a formação de certa quantia de Cal, que quando há uma transcendência do limite pode afetar o equilíbrio das argamassas e concreto.

b) SiO2

Está presente em cerca de 17% a 25% no cimento Portland. É derivada da união de elementos com argilas utilizadas como matéria – prima. Uma das combinações mais valorosas do Portland, que tem