Tema X Betões Especiais Norma

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TEMA X. Betões especiais
Como betões especiais vamos aqui considerar não só os que diferem dos betões correntes pela sua densidade (2 categorias: betões leves D 2,5) como também outros tipos de betões que por outras características especiais se afastam dos correntes, e se apresentam sem qualquer critério de sequência além dos Tema IV.
 
- Betão Ciclópico 
Este betão consiste na adição de pedras de grandes dimensões, arrumadas à mão numa proporção da ordem dos 30 a 40% do volume de betão, de modo que o intervalo possa ser preenchido por betão corrente.
Usa-se principalmente em grandes maciços, como sejam fundações de grande volume, não só por razões de ordem económica, como também para reduzir ao mínimo o aumento de temperatura resultante da hidratação do cimento.
Começa-se por uma camada de betão corrente, colocando-se de seguida, uma série de pedras arrumadas à mão de grandes dimensões, de forma irregular, convenientemente intervaladas, sendo esse intervalo função do diâmetro da brita do betão corrente. Cobrem-se estas pedras com uma camada de betão corrente, torna-se a colocar nova série de pedras grandes e assim sucessivamente.
As resistências destes betões são evidentemente menores do que as dos betões correspondentes.
- Betão sem Finos
É um betão que não tem areias, de modo que se apresenta cavernoso. Daqui resulta a sua propriedade de óptimo isolador térmico e acústico. A sua contracção é muito fraca por não possuir finos (eliminação de fendas), é bastante leve (1200 Kg/m3).
Praticamente não tem higroscopicidade em virtude do grande diâmetro dos seus vazios. Para uma composição de 175 Kg de cimento por m3 de brita (10 a 25 mm), a sua resistência à compressão anda por cerca de 50% do betão corrente.
- Betão de Ar Controlado
É um tipo de betão que possui no seu interior uma grande quantidade de bolhas de ar microscópicas, encerradas em células de 150 a 300 mícron de diâmetro, cujo volume total perfaz uma proporção de 3 a 5%. A retenção de ar faz-se durante a amassadura com a adição de determinados produtos (resinas sintéticas), sendo que, as bolhas de ar interrompem a circulação de água higroscópica, tornando-o impermeável. 
Possui no seu interior uma grande quantidade de bolhas de ar microscópicas encerradas em células de 150 a 300 microns de diâmetro, cujo volume perfaz uma porção de 3 a 5 %. A retenção do ar faz-se durante a amassadura com a adição de determinados produtos como:
· Vinsol: é uma resina sintética, sendo aplicados 100 litros dum soluto daquela substância por 100 Kg de cimento;
· Darex: é o mais empregado. A sua composição é complexa e é aplicado na proporção de 15 a 30 cc por saco de cimento de 50 Kg;
· Pozzolith: é uma mistura de pozolana com um cloreto de cálcio e um hidrosulfato de cálcio;
· Frioplast: semelhante ao anterior em composição.
As bolhas de ar comportam-se como se fossem areias deformáveis sem qualquer fricção mútua e sem necessidade de água de molhagem. Por outro lado, cria-se um efeito capilar devido a um acréscimo de coesão entre grãos ocasionando uma diminuição de segregação. Assim consegue-se obter a mesma plasticidade do betão diminuindo a quantidade de água e de finos.
Deste modo a diminuição de resistências que este betão poderia apresentar por aumento de porosidade (ausência de compacidade) é compensada pela diminuição de água de amassadura e de finos.
Estas bolhas de ar com diâmetros maiores que os dos canículos do betão, interrompem a circulação de água higroscópica, tornando este betão impermeável e não higroscópico.
Este betão tem ainda como propriedade o aumento de fluidez, maneabilidade consequente diminuição da percentagem de água de molhagem e de finos.
As bolhas de ar agem como vazios de expansão para o acréscimo de volume devido à gelagem da água nos capilares de betão.
Embora este betão apresente uma menor resistência, devido à sua grande porosidade, este betão apresenta vantagens nomeadamente a sua grande resistência à acção do gelo e degelo sucessivos e ás águas agressivas. Deste modo este betão é utilizado principalmente na construção de barragens de montanha e estradas e aeródromos sujeitos a grandes frios.
- Betões leves
São betões constituídos por uma argamassa de cimento à qual é adicionada um granulado de substâncias muito leves. Os granulados mais conhecidos são os de argila expandida (Leca), embora apareçam agora outros de constituição diferente, como são os casos dos granulados de EPS e CLS.
Estes betões são bastante fluídos e com muito pouca segregação, são bastante resistentes em termos térmicos, em relação ao fogo, são bons isolantes acústicos e têm uma densidade baixa, o que os torna leves.
Em contrapartida o principal inconveniente destes betões é a sua fraca resistência mecânica, que inclusivamente impede o seu emprego em betão armado. 
Estes betões devido ao seu baixo peso são utilizados em enchimento de espaços perdidos e caixas-de-ar, isolamentos, camadas de regularização, etc
Também são empregados em pré-fabricação ou por motivo das seguintes qualidades:
· Leveza;
· Isolamento térmico
· Facilidade de se poderem trabalhar depois do endurecimento;
- Betão celular 
É um betão em que se criam células esféricas com diâmetros entre 0,1 e 0,3mm que não comunicam entre si. É um betão muito leve com densidades que variam entre 0,3 a 1,2 e constitui um óptimo isolador térmico e acústico.
Vejamos seguidamente o seu esquema de fabrico, a partir de uma massa fluida homogeneizada de cimento portland, cal gorda, areia siliciosa, água e pó de alumínio.
· A matéria-prima após homogeneização no misturador é vazada em moldes metálicos de 6 x 1.2 x 0.6m. 
· Dentro deles aumenta de volume e adquire a sua estrutura celular devido ao borbulhar de hidrogénio produzido na reacção da cal com o pó de alumínio. 
· Após certo tempo de repouso, a massa celular fica suficientemente consistente para ser cortada por fios de aço.
· Os elementos obtidos sofrem um tratamento prolongado em autoclaves que lhes confere as características definitivas de dureza, resistência e estabilidade dimensional.
Características
· Aspecto e estrutura – branco, constituído por uma estrutura celular de silicato de cal hidratado com células estanques de diâmetro variável de 0,5 a 1,5mm;
· Peso específico – 300 a 650 kg/m3;
· Resistência à rotura – Para densidade de 0,65 a resistência à compressão atinge 60Kg/m2
· Condutibilidade térmica – É bom isolante térmico 
· Resistência ao fogo – Completamente incombustível (ponto de fusão entre 1200ºC e 1300ºC);
· Permeabilidade ao ar, à água e capilaridade – diminutas ( as células não comunicam entre	si);
· Variação dimensional – cerca de 10x menor que a dos betões leves;
· Agressividade química e eflorescências – não existem;
· Durabilidade – não altera com o tempo em condições normais de ambiente;
· Utilização – muito fácil pois trabalha-se como a madeira, sendo fácil o corte, a serragem e a abertura de ocos. Admite pregos e parafusos.
Aplicações de betão celular
· Blocos:
· Aplicam-se em paredes e em lajes nervuradas;
· A leveza aliada às grandes dimensões (60 x 20 x 0,10 x 0,24) mais o desempenho de superfície permite bom manuseamento e rendimento;
· Assentamento com argamassa ou por colagem;
· Os acabamentos destas paredes podem ser sem revestimentos de qualquer espécie, com rectificação com lixadeira, com pinturas de silicone ou com aplicação de estuque direito direito.
· Plaquetas:
Destinam-se a isolamentos térmicos, revestimentos de tectos, protecção contra o fogo e podem servir de cofragem de elementos de betão.
· Grânulos:
Os grânulos são obtidos por moagem de betão celular autoclavado com venda a granel (peso específico de 400 a 500 Kg/m3). Aplicam-se emisolamentos, enchimentos, material de aterro em maus solos, inertes para betões leves.
· Colas:
Formadas por mistura de cimento portland normal, caseína e resinas sintéticas, destinam-se ao assentamento dos blocos e das plaquetas.
- Betão de jôrra
Este betão utiliza-se principalmente quando é necessário um material de enchimento de menor peso específico que o betão normal o cual é vantajoso em determinados trabalhos .
Se substituirmos a brita do betão normal por pedra-pomes ou jôrra, já iremos obter um peso específico variando entre 1600 a 1800 Kg/m3. Esta variação é determinada pela percentagem de areia e cimento da argamassa. Outra propriedade deste tipo de betão é a de ser um bom isolador térmico.
A jôrra a empregar deverá possuir as seguintes propriedades:
	Não ter mais de 15% de carvão por queimar;
	Não ter mais de 1 a 1,5% de enxofre 
	Não deve resultar de carvões agressivos.
Além destas restrições relativas à sua composição as Jôrras têm as seguintes restrições à aplicação:
· Baixa resistência à compressão (60 Kg/cm2 aos 7 dias);
· Não se podem usar em betão armado porque as jôrras em contacto com as armaduras podem provocar a corrosão dos elementos metálicos.
- Betão de pedra-pomes 
Se substitui a brita do betão normal por pedra-pomes (lava vulcânica, alveolar) que fragmentada dá lugar a brita e areias que constituem granulado para um betão cuja densidade aparente é pequena (0,8).
 
- Betão de escória de alto-forno arrefecido de forma a obter uma estrutura esponjosa. Com este granulado podem-se obter betões cuja densidade varia de 0,5 a 0,9.
- Betão de argila expandida que resulta da cozedura a alta temperatura de argila que expande sob a forma de grãos arredondados com características próprias, material já estudado anteriormente. Densidade do betão 0,4 a 0,9.
- Betão de granulados vegetais – grânulos de cortiça, fibras, partículas ou aparas de madeira, em qualquer dos casos, aglomerados com pasta de cimento. Densidade do betão: 0,3 a 0,8.
- Betões pesados
Betão pesado também designado por betão denso com densidades superiores a 2,5. Trata-se de um betão com elevada densidade, isto é, de massa volúmica superior a 2800kg/m3. 
Estes betões começam a ter uma grande utilização, devido ao desenvolvimento da energia atómica como forma de conferir protecção às radiacções. 
Estes betões apenas diferem dos betões correntes no que se refere aos granulados empregues, que podem ser:
	Barita (sulfato de bário) com uma densidade média 4,5, dando lugar a betões que atingem 3,6. O seu único inconveniente é que o sulfato de bário dá apenas brita e não areia, o que implica a utilização de areia natural;
	Magnetite (mineral com base no óxido de ferro), densidade 4,0 a 5,0, dando lugar a betões de 3,4 a 3,6 de densidade;
	Detritos de aço, densidade 7,4 a 7,7 dando lugar a betões com densidades compreendidas entre 4,5 e 5,0;
	Basalto.
- Betões refractários e super refractários
Um betão corrente não resiste a temperaturas elevadas e como exemplo refere-se que a cerca de 200 a 300º C perde as suas características, inclusivamente desfazendo-se e isto porque em parte os constituintes hidratados do cimento portland normal perdem a sua água de constituição e por outro lado os inertes normalmente empregados não resistem a temperaturas elevadas (no caso dos calcários, por exemplo, perante tais temperaturas dá-se a descarbonatação e consequente desintegração).
Perante a necessidade de a indústria (por exemplo: fornos de configuração difícil de realizar com tijolos refractários) dispor de um betão que apresente um bom comportamento a elevadas temperaturas, que estudaram-se e fabricam-se hoje uma larga gama de betões refractários e super refractários com base nos seguintes elementos:
· Ligantes: cimento a luminoso ou fundido e não cimento portland normal para betões que vão suportar até 1350º C. A partir destas temperaturas e até cerca de 2000ºC utilizam-se ligantes hidráulicos com elevado teor de alumína, são os aluminatos de cal muito puros e brancos.
· Inertes granulados refractários: rochas naturais (basalto e outras), chamotte (argila cozida com pó de tijolo e areia silícios); alumína.
· Betões Refractários (até cerca de 1400 ºC)
Obtém-se betões refractários com cimentos aluminosos e granulados refractários. Utilizam-se nas instalações refractárias industriais aproveitando as vantagens que os betões correntes nos trazem na construção.
· Betões Super-Refractários (de 1400 a 1800 ºC)
Fabricam-se com aluminatos de cal muito puros e granulados muito refractários.
- Betões com fibras
Estes betões são fabricados com a adição de fibras. Essas fibras podem ser de dois tipos principais, fibras sintéticas ou fibras metálicas.
Figura. Alguns dos diferentes tipos de fibras
A principal vantagem destes tipos de reforços é o incremento de resistência à tracção e flexão. 
Deste modo os betões com reforços fibrosos apresentam melhor desempenho em termos como a fissuração, o que pode reduzir a necessidade de juntas de dilatação.
As fibras metálicas apresentam-se normalmente com diâmetros de 0,6 a 1mm, e comprimentos de 30 a 60mm e com elevado teor de carbono.
As fibras sintéticas são fibras de polipropileno que adicionam-se ao betão na proporção de cerca de 0,9 Kg/m3 de betão. A vantagem destas em relação às metálicas está nas possibilidades de aplicação. Os betões com fibras sintéticas podem ser projectados.
Figura. Mecanismo de funcionamento das fibras
As suas utilizações são diversas e compreendem: pavimentos industriais, de estradas, revestimentos de túneis, peças pré-fabricadas, fundações, etc.
- Betão tratado pelo vácuo
O vácuo provocado determina uma compressão do betão permitindo reduzir a água de amassadura àquela quantidade estritamente necessária para a presa do cimento. Deste modo aumentam-se as resistências mecânicas, a compacidade e a impermeabilidade daquele betão, ao mesmo tempo que se consegue obter uma diminuição da retracção e uma diminuição do tempo de descofragem.
O vácuo provoca-se por meio de ventosas colocadas sobre as paredes das cofragens, consegue-se fazer uma aspiração através de orifícios dispostos regularmente por meio de uma bomba de vazio. 
Uma vez feita a betonagem extrai-se o excesso de água aplicando painéis sobre os moldes. Estes painéis (1x1m) têm no centro um tubo que os liga a uma bomba de vácuo. 
O betão empregado tem grande teor de água para conseguir grande fluidez.
- Betões Coloidais (Betões injectados).
Fazendo passar uma pasta de cimento com elevada proporção de água (esta pasta segrega facilmente) em aparelhos especiais, obtém-se um leite perfeitamente homogéneo, muito untuoso, que já não segrega nem se deixa deslavar pela água e que apresenta ainda um poder molhante muito grande para os materiais pétreos.
Este leite pode misturar-se facilmente com uma areia dando uma argamassa coloidal (“o colerout”) com a qual se podem preencher e sem se dissociar os intervalos livres da brita, previamente disposta no local da sua aplicação, obtendo-se o betão coloidal (“o colcrete”). 
O preenchimento referido obtém-se por injecção sobre pressão devendo a brita, previamente disposta no local como se disse, ter uma granolometria muito cuidada.
Como propriedades temos a sua grande estanquecidade, grande facilidade de transporte (ausência de segregação) e injecção.
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