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CIMENTO PORTLAND1

Cimento Potland

Adilson Lino

Edna Rocha

Gervacy Santa Rosa Jonathan Azevedo

Josimar Rocha

Thiago de Souza Vanda de Paula Wesley Mendes

Montes Claros, outubro de 2009

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CIMENTO PORTLAND2

O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação de água. Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação de água, o cimento portland não se decompõe mais.

O cimento portland foi criado por um construtor inglês, Joseph Aspdin, queo patenteou em 1824. Nessa época, era comum na Inglaterra construir com pedras de Portland,uma ilha situada no sul desse país.Como resultado da invenção de Aspdin se assemelhava na cor e na dureza a essa pedra de Portland, ele registrou esse nome em suapatente.É por isso que o cimento é chamado cimento portland.

O cimento portland, misturado com água e outros materiais de construção, tais como a areia, a pedra britada, o pó-de-pedra, a cal e outros, resulta nos concretos e nas argamassas usadas na construção de casas, edifícios, pontes, barragens, etc.

As características e propriedades desses concretos e argamassas vão depender da qualidade e proporções dos materiais com que são compostos.

Dentre eles, entretanto, o cimento é o mais ativo, do ponto de vista químico. Pode-se dizer que o cimento é o principal responsável pela transformação da mistura dos materiais componentes dos concretos e das argamassas no produto final desejado (uma laje, uma viga, um revestimento, etc.).

Portanto, é de fundamental importância utiliza-lo corretamente. Para isto, é preciso conhecer bem suas características e propriedades, para poder aproveitá-lasda melhor forma possível na aplicação que se tem em vista.

O cimento portland é composto de clínquer e de adições. O clínquer é o principal componente e está presente em todos os tipos de cimento portland.

As adições podem variar de um tipo de cimento para outro e são principalmente elas que definem os diferentes tipos de cimento.

O clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila, ambos obtidos de jazidas em geral situadas nas proximidades das fábricas de cimento.

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CIMENTO PORTLAND3

Os principais componentes do cimento portland são: Alita e belita, C3A e C4AF Alita na sua composição pura 3CaO.SiO2

C3S(Alita): SilicatoTricalcio(3CaO.SiO2)-é um dos constituintes essenciais do clínquer(40 a 70%).

-C2S(Belita):Silicato Bicálcio(2CaO.SiO2)-é muito importante também,contribuindonas resistência mecânica do cimento.

A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, emproporções adequadas com argila moída.A mistura formada atravessa então um forno giratório de grande diâmetro ecomprimento, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450°C.O intenso calor transforma a mistura em um novo material, denominado clínquer,que se apresenta sob a forma de pelotas.Na saída do forno o clínquer, ainda incandescente, é bruscamente resfriado para posteriormente ser finamente moído, transformando-se em pó.

O clinquer em pó tem a peculiaridade de desenvolver uma reação química em presença de água, na qual ele, primeiramente, torna-se pastoso e, em seguida, endurece, adquirindo elevada resistência e durabilidade.Essa característica adquirida pelo clínquer, que faz dele um ligante hidráulico muito resistente, é sua propriedade mais importante.

As adições são outras matérias-primasque, misturadas ao clínquer na fase de moagem,permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland hoje disponíveis no mercado. Essas outras matérias-primas são ogesso, as escórias de alto-forno, os materiaispozolânicose os materiais carbonáticos.

O gesso tem como função básica controlar o tempo de pega,isto é, o início do endurecimento do clínquer moído quando este é misturado com água.

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CIMENTO PORTLAND4

Caso não se adicionasse o gesso á moagem do clínquer, o cimento, quando entrasse em contato com água, endureceria quase que instantaneamente,o que inviabilizaria seu uso nas obras.Por isso, o gesso é uma adição presente em todos os tipos de cimento portland.A quantidade adicionada é pequena: Em geral, 3% de gesso 97% de cínquer, em massa.

São obtidas durante a produção de ferro-gusa nas indústrias siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia.Antigamente, as escorias de alto-forno eram consideradas como um material sem maior utilidade,até ser descoberto que elas também tinhama propriedade de ligante hidráulico muito resistente, ou seja, que reagem em presença de água, desenvolvendo características aglomerantes de forma muito semelhante á do clínquer.

Essa descoberta tornou possível adicionar a escoria de alto-forno á moagem do clínquer com gesso, guardadas certas proporções, e obter como resultado um tipo de cimento que,além de atender plenamente aos usos mais comuns, apresenta melhoria de algumas propriedades, como maior durabilidade e maior resistência final.

São rochas vulcânicas ou materiais orgânicos fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas (550°c a900°c) e derivados da queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros.

Da mesma forma que no caso da escoria de alto-forno, pesquisas levaram á descobertas de que os materiais pozolânicos, quando pulverizados em partículas muito finas, também passam a apresentar a propriedade de ligante hidráulico, se bem que de forma distinta. Istoporque não basta colocar os materiais polozânicos, sob forma de pó muito fino, em presença de água, para que passem a desenvolveras reações químicas que os tornam primeiramente pastosos e depois endurecidos. A reação só vai acontecer se, alem da água, os materiais pozolânicos moídos em grãos finíssimos também forem colocados em presença de mais um outro material.

O clínquer é justamente um desses materiais, pois no processo de hidratação libera hidróxido de cálcio (cal) que reage com a pozolana.

São rochas moídas,que apresentam carbonato de cálcio em sua constituição tais como o próprio calcário. Tal adição serve também para tornar os concretos e as argamassas mais trabalháveis, porque os grãos ou partículas desses materiais moídos têmdimensões adequadas para se alojar entre os grãos ou partículas dos demais componentes do cimento, funcionando como um verdadeiro lubrificante. Quando presentes no cimento são conhecidos como filer calcário.

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CIMENTO PORTLAND5

Conclui-se, pois que, de todas asadições, o gesso não pode, em hipótese alguma, deixar de ser misturado ao cimento, e que as demais matérias-primas adicionadas (escoria de alto-forno, materiais pozolânicos e materiais carbonáticos)são totalmente compatíveis com o principal componente do cimento portland.

O cimento resulta da moagem fina de vários componentes, sendo o componente majoritário o clínquer, juntando-se gesso e aditivos (cinzas volantes, escóriasde alto-forno, folhas de calcário, etc.).

Após a moagem, o cimento é transportado para silos, construídos de forma a assegurar a integridade físico-quimica do produto.

Destina-se a consumidores de grandeporte, onde suas instalações são dotadas de silos de armazenagem.

Destina-se a clientes de menor consumo ou que não possuem silos de armazenagem.

O cimento é embalado em sacos de papel Kraft de múltiplas folhas. O saco de papelé o único que permite o enchimento com material ainda aquecido feito por ensacadeiras automáticas.

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CIMENTO PORTLAND6

Cimento portland comum. Cimento portland composto.

Cimento portlandde alto-forno.

Cimento portland pozolânico.

Cimento portlandde alta resistência inicial.

Cimento portlandresistentes aos sulfatos.

Cimento portlandde baixo calor de hidratação.

Cimento portland branco.

O primeiro cimento portland lançado no mercado brasileiro foi o conhecido CP, correspondendo atualmente ao CP I, um tipo de cimento portland comum sem quaisquer adições além do gesso (utilizado como retardador da pega).

COMPOSIÇAO DOS CIMENTOS COMUNS E COMPOSTOS(CP -I e CP –I)

Atualmente os cimentos portland compostos são os mais encontrados no mercado, respondendo por aproximadamente 75% da produção industrial brasileira; são utilizados na maioria das aplicações usuais, em substituição antigo CP.

tabela CIMENTOSDE AUTO-FORNO

Atualmente os cimentos portland compostos são os mais encontrados no mercado, respondendo por aproximadamente 75% da produção industrial brasileira; são utilizados na maioria das aplicações usuais, em substituição antigo CP.

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CIMENTO PORTLAND7

Como já foi explicado, as escórias granuladas de alto-forno apresentam propriedades hidráulicas latentes, isto é, da forma como são obtidas endurecem quando misturadas com água.Contudo, as reações de hidratação das escórias sãotão lentas que limitariam sua aplicação prática se agentes ativadores, químicos e físicos, não acelerassem o processo de hidratação.

A cal liberada durante a hidratação do clínquer é o principal ativador químico da escória quando esta é adicionada ao cimento, ao passo que a ativação física é conseguida pelo aumento da finura quando a escória é moída separada ou conjuntamente com o clínquer.

Ao contrário das escórias granuladas de alto-forno, não reagem com a águada forma como são obtidos. Entretanto, quando finamente divididos, reagem com o hidróxido de cálcio em presença de água e na temperatura ambiente, dando origem a compostos com propriedades aglomerantes. Por esta razão, os materiais pozolânicos são utilizados conjuntamente com o clínquer, pois o hidróxido de cálcio é um produto normalmente resultante da hidratação deste.

O cimento portland de alta resistência inicial embora contemplado pela

ABNT como norma separada do cimento portland comum, é na verdade um tipo particular deste, que tem a peculiaridade de atingir altas resistências já nos primeiros dias da aplicação. O desenvolvimento da alta resistência inicial é conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na produção do clínquer, bem como pela moagem mais fina do cimento, de modo que, ao reagir com a água, ele adquira elevadas resistências, com maior velocidade.

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CIMENTO PORTLAND8

São aqueles que têm a propriedade de oferecer resistência aos meios agressivos sulfatados, tais como os encontrados nas redes de esgotos de águas servidas ou industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos. De acordo com a norma NBR 5737, qualquer um dos cinco tipos básicos pode ser considerado resistente aos sulfatos, desde que obedeçam a pelo menos uma das seguintes condições:

oTeor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de, no máximo 8% e 5% em massa, respectivamente.

oCimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, em massa. oCimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa. oCimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.

O aumento da temperatura no interior de grandes estruturas de concreto devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento pode levar ao aparecimento de fissuras de origem térmica, que podem ser evitadas se forem usados cimentos com taxas lentas de evolução de calor, os chamados cimentos portland de baixo calor de hidratação.Estes cimentos, de acordo com a NBR 13116, são aqueles que geram até 260J/g e até 300J/g aos 3 dias e 7 dias de hidratação, respectivamente.

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CIMENTO PORTLAND9

O cimento portland branco estrutural é aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos. Já o cimento portland branconão estrutural não tem indicação de classe e é aplicado, por exemplo, no rejuntamento de azulejos e na fabricação de ladrilhos hidráulicos, isto é, em aplicações não estruturais.

Aplicações

Cimento Classe Utilizações Cimento Portland Comum

Concreto -em geral quando não há exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas. Usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento.

Cimento Portland

Composto

CP IIEste cimento apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo.

CP I–ZEmpregado em obras: subterrâneas, marítimas e industriais. Para produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento.

CP I-ERecomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacadas por sulfatos

CP I-FPara aplicações gerais.

Cimento Portland de Alto -forno

CP IIIAplicação geral. Mas é particularmente vantajoso emobras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes

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CIMENTO PORTLAND10 dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos.

Cimento Portland Pozolânico

CP IV-32É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivo.

Cimento Portland de

Alta Resistência Inicial

Utilizado quando existe a necessidade de resistência inicial elevada e deforma rápida

Cimento Portland Resistente a sulfatos

CP (RS)Oferece resistência aos meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos

Cimento Portland de

Baixo Calor de Hidratação

CP (BC)Tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras devido ao calor.

Cimento Portland Branco CPB estrutural

Aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos.

CPB não estrutural

Não tem indicações de classe e é aplicado, por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais.

Armazenamento do cimento

O cimento deve ser armazenado emlocal bem protegido da ação das intempéries, da umidade e de outros agentes nocivos à sua qualidade.

Para o estoque de cimento, a pilha deve ser constituída de no máximo 10 sacos. As pilhas devem ser feitas sobre estrados de madeira com altura de 10 cm, para que se impeça o contato direto com o piso. Os sacos não devem estar em contato com as paredes ou o teto, guardando destes, distâncias mínimas de 10 cm e 50 cm respectivamente.

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