cimentos portand

7/26/2019 CIMENTOS PORTAND

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Cimentos Portland

A histria do cimento inicia-se no Egito antigo, Grcia eRoma, onde as grandes obras eram construdas com ouso de certas terras de origem vulcnicas, com

propriedades de endurecimento sob a ao da gua!

"s primeiros aglomerantes usados eram compostos decal, areia e cin#a vulcnica!

" cimento $ortland um aglomerante hidrulico%abricado pela moagem do cln&uer, compostos desilicato e clcio hidrulicos!


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" passo seguinte aconteceu em '()*, &uando o ingl+smeaton consegue um produto de alta resist+ncia, pormeio da calcinao de calcrios moles e argilosos!

Em ''*, o %ranc+s .icat obtm resultados semelhantesaos de meaton pela mistura de componentes argilosos e

calcrios! Ele considerado o inventor do cimento arti/cial! eis anos depois, outro ingl+s, 0oseph Aspdin patenteia o

12imento $ortland1, &ue recebe este nome por apresentarcor e propriedades de durabilidade e solide# semelhantes3s das rochas da ilha britnica de $ortland!

4o5e, o cimento $ortland um material rigorosamentede/nido, e sua %abricao segue princpios bemestabelecidos!

A grande versatilidade de emprego e notveis &ualidade deadaptao a novos produtos e mtodos construtivos

aumentam, a cada dia, sua ampla gama de aplica6es!

'- 4istrico


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7- 8e/nio

9ecnicamente, podemos de/nir cimento como um pfno, com propriedades aglomerantes, aglutinantesou ligantes, que endurece sob a ao de gua.

A ar&uitetura monumental do Egito Antigo 5 usava umaliga constituda por uma mistura de gesso calcinado &ue, decerta %orma, a origem do cimento!

As grandes obras gregas ou romanas, como o $anteo e o

2oliseu, %oram construdas com o uso de certas terras deorigem vulcnicas, com propriedades de endurecimentosob a ao da gua!


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" processo produtivo do cimento portland se divide naproduo:

- do cln&uer portland e

- de po#olana ;argila ativada

=- $rocesso produtivo do cimento$ortland


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As etapas do processo de produo do cln&uer portland so:

- " calcrio e>trado, britado e secado at uma umidade residualm>ima de 7?!

- o adicionados ao calcrio areia e materiais inertes como, pore>emplo, carepa de laminao, esses materiais so analisados&uimicamente, essa mistura proporcional moda e se obtm a1%arinha@!

- A %arinha passa por um processo de homogenei#ao com ar

comprimido e logo em seguida estocado em silos!

- A %arinha homogenei#ada colocada em um %orno rotativo a umatemperatura apro>imada de '!)Bo2, obtendo no /nal o cln&uerportland!

=- $rocesso produtivo do cimento$ortland


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A produo da po#olana se divide em colocar:

- A argila in natura no %orno rotativo a uma temperatura de()Bo2, obtendo no /nal a argila calcinada ;po#olana


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=!'- Clu>o do $rocesso de Cabricao


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As principais %ases cristalinas presentes em cimentos comerciais constitudoessencialmente por silicatos de clcio so:

72a"!iB7 ilicato de diclcio 27

=2a"!iB7 ilicato de triclcio 2=

=2a"!Al7"= Aluminato de triclcio 27A

2a"!Al7"=!Ce7"= Alumino%errito de tetraclcio 27

Dg" >ido de magnsio livre Dg"

Fos cimentos com alta alumina obtidos pela %uso de calcrio e bau>ita as

%ases so:=2a"!Al7"= aluminato triclcico ; 2=A < a mais reativa entre as possveis%ases %ormadas, entretanto, est presente em &uantidades muito pe&uenas!

=!7- 2omposio do 2imento


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'72a"!(Al7"=- 4eptaaluminato de dodeclcico ;2'7A(< tambm se hidratarapidamente e, por esse motivo, apesar de possuir uma temperatura de %usorelativamente bai>a, pode ser utili#ada com o intuito de controlar o tempo depega de cimentos comerciais!

2a"!Al7"=- Aluminato clcico ; 2A< tem uma temperatura de %usorelativamente alta ;'HBBI2


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2a"!HAl7"= 4e>aalumita clcico ;2AH< a Jnica %ase, presente emsistemas %ormados por aluminato de clcio puro &ue no se hidrata!

A presena da %ase A ;K-Al7"=< no 2A2 normalmente resultado deuma adio de alumina aps a %abricao!

Esta adio reali#ada com o ob5etivo de aumentar a re%ratariedadedo sistema!



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" 2A2 pode ser produ#ido atravs da %uso de uma mistura de Al7"=e2a2"=, ou atravs de um processo de calcinao dessa mistura atemperaturas entre '=') e '7)I2, mais vivel para obteno demisturas uni%ormes!

Fo mtodo de %uso, o 2a2"=e o Al7"=so submetidos a temperaturasentre ')B e '))BI2 em %ornos eltricos a arco! " aluminato de clcio%ormado res%riado e ento modo na granulometria dese5ada!

A %ormao do 2A2 pode ser descrita por meio da seguinte reao

&umica CaCO3 + Al2O3 Ca(AlO2)2 + CO2



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8iagrama de %ase para a composio 2a" e Al7"=


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8iagrama de %ase para a composio 2a" e Al7"=


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Fas condi6es de produo, utili#adas atualmente, obtm-se 2A2sde alta pure#a com di%erentes propor6es entre as diversas %asescristalinas, dependendo da aplicao a &ue se destina este material !

Estas %ases apresentam distintas propriedades no &ue se re%ere 3reatividade em relao a gua, 5 &ue, em geral, &uanto maior a

&uantidade de 2a", maior a reatividade!

Apesar do grande nJmero de %ases possveis, os cimentos comerciaisso constitudos geralmente por tr+s %ases principais, as &uais soresponsveis pelo processo de pega hidrulica:

- a %ase este&uiomtrica, 2A, &ue constitui cerca de B a (B? docimento obtidoL

- a %ase 2A7, &ue a segunda em proporo ;M 7)?< e

- a %ase 2'7A(, &ue constitui entre ' e 'B? dos cimentos comerciais!



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"s sistemas &ue envolvem cal, slica e alumina so %undamentais poisos tr+s >idos &ue o constituem so B? dos cimentos $ortland e *B?dos cimentos aluminosos!

Estas %ases podem ainda %ormar sub%ases com outros compostos

presentes no cimento como o sistema binrio &ue envolve 27 e7Ce"!i"7;C7

As %ases &ue podem ter alguma relevncia na constituio dos

cimentos $ortland so 2a"-2=-soluo slida de Ce" em 2a" e2=-27-soluo slida de 2a" em Ce"!

E>istem ainda os sistemas &ue envolvem Dg" e o sistema&uaternrio 2a"-i"7-Al7"=-Ce7"= &ue constitui )? ou mais dacomposio do cimento $ortland!



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"s lcalis so encontrados em pe&uena &uantidade na matria primados cimentos!"corre alguma volatili#ao durante a &ueima e as cin#as da obtenodo cimento so ricas em lcalis!" cimento $ortland possui apro>imadamente de B,) a ',=? de N7" O

Fa7"!

A relao entre os componentes minerais bsicos no cln&uer de 7-HB? em peso de 2=, ')-=)? em peso de 27, )-'? de 2=A e 'B-'H?em peso de 2AC!

Fa prtica, a composio da carga calculada pela proporo dos>idos no cln&uer! Essas propor6es so chamadas mdulos!

" mdulo de slica ;n< e o de alumina ;p< onde:



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A caracterstica mais importante na composiomineral de um cimento $ortland o coe/ciente de

saturao de slica com cal ;N

" N e>pressa a proporo entre a &uantidade de

cal &ue permanece no cln&uer aps a %ormao dossilicatos e sul%atos e a &uantidade de cal necessriapara se combinar com a slica para %ormar=2a"!i"7!


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Este coe/ciente tem utilidade no sentido em &ue

tanto a &ueima &uanto as rea6es podem serincompletas, levando a um aumento da &uantidadede cal livre no cln&uer, diminuindo o teor de 2= e a&uantidade de cal livre uma medida daine/ci+ncia da &ueima ;do processo

8e posse do valor dese5ado de N e dos dadosobtidos das anlises &umicas das matrias primas;rocha calcria e argila


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=!=-$rocesso de hidratao do 2A2

" processo de hidratao do cimento inicia-se &uando a gua entra emcontato com a super%cie das suas partculas, sendo esta etapa descrita pelaseguinte e&uao &umica:

2a;Al"7


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"s ons Al;"4


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" cimento um dos materiais de construo mais utili#ados naconstruo civil, por conta da sua larga utili#ao em diversas%ases da construo!

" cimento pertence a classe dos materiais classi/cados comoaglomerantes hidrulicos, esse tipo de material em contato com agua entra em processo %sico-&umico, tornando-se um elementoslido com grande resist+ncia a compresso e resistente a gua ea sul%atos!


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Esquema representando as reaes de hidratao mais comuns para

CACs


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Alguns autores , indicam &ue, para a %ase 2A atemperatura inVuencia a %ormao do hidrato de

acordo com as e&ua6es mostradas a seguir:

CA + 10H2O CAH 10 (


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Entretanto, &uando se considera a inVu+ncia datemperatura na %ormao dos hidratos a partir dahidratao de cimentos comerciais o panorama mais aceitopode ser es&uemati#ado de acordo com a e&uaomostrada a seguir :

CA CAH 10 + AH3 (


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"s silicatos de clcio so os principais constituintes do cimento$ortland, as matrias primas para a %abricao devem possuirclcio e slica em propor6es ade&uadas de dosagem!

"s materiais &ue possuem carbonato de clcio so encontrados

naturalmente em pedra calcria, gi#, mrmore e conchas do mar,a argila e a dolomita so as principais impure#as!

A A9D 2 ')BW de/ne o cimento $ortland como um aglomerantehidrulico produ#ido pala moagem do cln&uer, &ue consisteessencialmente de silicatos de clcio hidrulicos, usualmente comuma ou mais %ormas de sul%ato de clcio como um produto deadio! " cln&uer possui um dimetro mdio entre ) a 7) mm!


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2om o passar do tempo as propriedades %sico-&umicos docimento portland tem evoludo constantemente, inclusiva com oemprego de aditivos &ue melhoram as caractersticas do cimento!


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A A9D 2 ')BW de/ne o cimento $ortland como umaglomerante hidrulico produ#ido pala moagem docln&uer, &ue consiste essencialmente de silicatos declcio hidrulicos, usualmente com uma ou mais

%ormas de sul%ato de clcio como um produto deadio! " cln&uer possui um dimetro mdio entre ) a 7)

mm! 2om o passar do tempo as propriedades %sico-

&umicos do cimento $ortland tem evoludoconstantemente, inclusiva com o emprego de aditivos&ue melhoram as caractersticas do cimento!

O cimento no Brasil


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9ipos de 2imentos

2$ X 2imento portland comum 2$ X- 2imento portland comum com adio 2$ XX-E 2imento portland composto com escria 2$ XX-Y 2imento portland composto com po#olana 2$ XX-C 2imento portland composto com %ler 2$ XXX 2imento portland de alto-%orno 2$ X. 2imento portland $o#olnico 2$ .-ARX 2imento portland de alta resist+ncia inicial R 2imento $ortland Resistente a ul%atos 2 2imento $ortland de ai>o 2alor de 4idratao 2$ 2imento $ortland ranco


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9ipos de 2imentos


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Cimento Portland comum (CP-!

" 2$-X, o tipo mais bsico de cimento $ortland, indicado parao uso em constru6es &ue no re&ueiram condi6es especiaise no apresentem ambientes des%avorveis como e>posio 3guas subterrneas, esgotos, gua do mar ou &ual&uer outromeio com presena de sul%atos!

A Jnica adio presente no 2$-X o gesso ;cerca de =?, &uetambm est presente nos demais tipos de cimento $ortland

" gesso atua como um retardador de pega, evitando a reao

imediata da hidratao do cimento!

A norma brasileira &ue trata deste tipo de cimento a FR)(=7!


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Cimento portland comum comadio (CP -"!

" 2$ X-, tem a mesma composio do 2$ X;cln&uerOgesso


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Cimento portland composto comescria (CP -#!

"s cimentos 2$ XX so ditos compostos poisapresentam, alm da sua composio bsica;cln&uerOgessoimo de 'B? em massa!


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" 2$ XX-E, recomendado para estruturas&ue e>i5am um desprendimento de calormoderadamente lento!

A norma brasileira &ue trata deste tipo decimento a FR '')(*!

Cimento portland composto comescria (CP -#!


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Cimento portland composto compo$olana (CP -%!

" 2$ XX-Y contm adio de material po#olnico &uevaria de H? 3 '? em massa, o &ue con%ere aocimento menor permeabilidade, sendo ideal paraobras subterrneas, principalmente com presena

de gua, inclusive martimas! " cimento 2$ XX-Y, tambm pode conter adio de

material carbontico ;%ler< no limite m>imo de

'B? em massa!

A norma brasileira &ue trata deste tipo de cimento a FR '')(*!


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Cimento portland composto compo$olana (CP -&!

" 2$ XX-E composto de B? 3 ? decln&uerOgesso com adio de H? a 'B? dematerial carbontico ;%ler< em massa!

Este tipo de cimento recomendado desde

estruturas em concreto armado at argamassas deassentamento e revestimento porm no indicadopara aplicao em meios muito agressivos!

A norma brasileira &ue trata deste tipo de cimento a FR '')(*!


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" 2$XX um cimento composto!!!no &ual a ele podeser adicionado $o#olana ;2$ XX Y

&ue necessitam de bai>o calor de hidratao docimento!

$or e>emplo: arragens,contrapiso de tan&ues ouse5a ambientes agressivos!

$ois um cimento com adi6es como ests temmenos clin&uer e conse&uentemente geraromenos calor de hidratao, no tendo grandenumero de retrao e conse&uentemente /ssuras!

Cimento portland composto compo$olana (CP -&!


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Zuanto mais puro o cimento,ou se5amaior o teor de clin&uer;2$ X e2$.


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Cimento portland de alto-'orno(CP !

" cimento portland de alto-%orno contm adio de escriano teor de =)? a (B? em massa, &ue lhe con%erepropriedades comoL bai>o calor de hidratao, maiorimpermeabilidade e durabilidade!

endo recomendado tanto para obras de grande porte eagressividade ;barragens, %unda6es de m&uinas, obrasem ambientes agressivos, tubos e canaletas para conduode l&uidos agressivos, esgotos e eVuentes industriais,concretos com agregados reativos, obras submersas,pavimentao de estradas, pistas de aeroportos, etc

2omo tambm para aplicao geral em argamassas deassentamento e revestimento, estruturas de concretosimples, armado ou protendido, etc!

A norma brasileira ue trata deste ti o de cimento a FR


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Cimento portland Po$olnico(CP )!

" cimento portland $o#olnico contm adio depo#olana no teor &ue varia de ')? a )B? em massa!

Este alto teor de po#olana con%ere ao cimento umaalta impermeabilidade e conse&uentemente maior

durabilidade! " concreto con%eccionado com o 2$ X. apresenta

resist+ncia mecnica 3 compresso superior aoconcreto de cimento $ortland comum 3 longo pra#o!

\ especialmente indicado em obras e>postas 3 aode gua corrente e ambientes agressivos! A norma brasileira &ue trata deste tipo de cimento

a FR )(=H!


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Cimento portland de altaresist*ncia inicial (CP )-+!

" 2$ .-ARX assim como o 2$-X no contm adi6es ;pormpode conter at )? em massa de material carbontico

" &ue o di%erencia deste Jltimo processo de dosagem eproduo do cln&uer!

" 2$ .-ARX produ#ido com um cln&uer de dosagem

di%erenciada de calcrio e argila se comparado aos demaistipos de cimento e com moagem mais /na!

Esta di%erena de produo con%ere a este tipo de cimento umaalta resist+ncia inicial do concreto em suas primeiras idades,podendo atingir 7HD$a de resist+ncia 3 compresso em

apenas ' dia de idade! \ recomendado o seu uso, em obras onde se5a necessrio a

des%orma rpida de peas de concreto armado! A normabrasileira &ue trata deste tipo de cimento a FR )(==!


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2imentos do tipo po#olnico &ue contiverementre 7)? e B? de material po#olnico, emmassaL

2imentos &ue tiverem antecedentes deresultados de ensaios de longa durao ou deobras &ue comprovem resist+ncia aos sul%atos!

\ recomendado para meios agressivos

sul%atados, como redes de esgotos de guasservidas ou industriais, gua do mar e emalguns tipos de solos!

Cimento Portland esistente a"ul'atos ("!


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Aditivos retardadores

Aditivos retardadores so substncias &umicas &ue&uando adicionadas a concretos proporcionam umatraso no processo de hidratao do cimento,retardando assim o endurecimento desse material!

8e uma maneira geral, o mecanismo de atuaodesses aditivos atribudo a um aumento no tempore&uerido para &ue o processo de dissoluo das

%ases anidras do cimento proporcionem os valoresde concentra6es de 2a7O e Al;"4


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Aditivos Aceleradores

cimentos portand

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