Cimento Portland

Alunos:Amanda Néspoli

Caçula Maria

Carine Calegaro

Eduardo Rizzo

Gustavo Rheinheimer

Jennyffer Brito

Marcely Duany

Rodrigo Bispo

Histórico

• O cimento portland foi criado por um construtor inglês, Joseph Aspdin, que o patenteou em 1824.

• Origem da palavra cimento.

• Denominação Portland.

• Cimento no Brasil

• O desenvolvimento do Brasil no fim do século XIX exigia a implantação de uma indústria nacional de cimento.

• O Desenvolvimento da Produção

• O Cimento e a Industrialização do País

• A Indústria do Cimento na Década Perdida

Cimento Portland

Pó fino com propriedades aglutinantes

O cimento Portland é um material cerâmico classificado como um:

Aglomerante Inorgânico Hidráulico.

• Aglomerante:

• Inorgânico:

• Hidráulico:

Definição ASTM

• A ASTM C 150¹ define o Cimento Portland como:

“Aglomerante hidráulico produzido pela moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou mais formas de sulfato de cálcio como um produto de adição.”

• *ASTM International, conhecida como American Society for Testing and Materials, é um órgão estadunidense de normalização.

Processo de Fabricação do Cimento

Resumo das etapas de produção:

• Minas de calcário -> Britagem -> Pré-homogeneização -> Dosagem -> Moagem ->

Calcinação -> Resfriamento -> Moagem e Britagem -> Hidratação -> Ensacagem

Etapa 1 - Minas de calcário:

• Extração da rocha calcária: remoção docapeamento, perfuração e desmonte porexplosivos;

• Matéria-prima: o calcário (CaCO3);

• Principais impurezas presentes: Mg, Si, Al, Fe eoutros;

• Transporte até o britador com auxílio dascarregadeiras e dos caminhões caçamba.

Etapa 2 – Britagem

• Quebra das pedras em diferentesgranulometrias (≤ a 25mm) até a obtenção dabitola adequada à calcinação;

• Transporte até depósitos por transportadeirasde correias.

Etapa 3 – Pré-homogeneização (Pré-homo):

• Mistura-se adequadamente a matéria-prima

Etapa 4 – Dosagem:

• Balanças dosadoras controladas porcomputadores formam uma mistura ideal decalcário, argila e minério de ferro.

Etapa 5 – Moagem:

• A mistura é tranformada em farinha de cru.

Etapa 6 – Calcinação do CaCO3:

• Processo endotérmico (~1450 ◦C) de remoçãode água, gás carbônico e outros gases,formando óxidos;

• Ocorre em fornos de cuba, rotativos efluidizados;

• Formação de cal virgem (CaO)

Reação: CaCO3 + calor ↔ CaO + CO2↑

• Perda de massa: cerca de 44%;

Etapa 7 - Resfriamento:

• O produto calcinado solidifica-se formando,assim, o clínquer;

• Composição química do clínquer:

67% de CaO, 22% de SiO2, 5% de Al2O3 e 3% de outros componentes.

Etapa 8 – Moagem e britagem:

• Reduz-se a cal virgem bruta em granulometria de0 a 5mm, adicionando-se gesso e outros aditivos;

• Nessa etapa são separados os tipos de cimento,classificados segundo as normas técnicas.

Etapa 9 – Hidratação:

• Adiciona-se água segundo especificações dasnormas da ABNT (Associação Brasileira deNormas Técnicas);

CaO + H2O ↔ Ca(OH)2 [2]

Ca(OH)2 + CO2 ↔ CaCO3↓ + H2 ↑ (PCC)

Estapa 10 – Armazenamento e ensacagem:

• Armazenamento feito em silos para posteriorensacamento;

• A distribuição pode ser realizada a granel (bigbags) ou ensacado.

Composição do Cimento

O Cimento comercial é composto primordialmente de clínquer e gesso. No entanto, os cimentos mais comuns utilizam adições. Essas adições são diversas e conferem as propriedades de cada tipo de cimento. O sistema CaO - Al2O3 - SiO2 é o principal na química do cimento.

Clínquer

•Clínquer: argila + calcário.

• Argila: composto por alumínio (óxido de alumínio), sílica (óxido de silício). A composição química mais comum é :

Al2O3 · 2SiO2 . Fe2O3

• Calcário:

Sua composição básica é o

Carbonato de Cálcio CaCO3 na

fabricação do cimento.

O teor de CaCO3 deve ficar entre 80

e 85%.

• Na jazida de calcário há a presença do óxido de magnésio – MgO que em contato com a água no concreto ou argamassa, transforma-se em hidróxido de magnésio Mg(OH)2 eseu volume cresce.

• Não é possível reduzir o teor de Mg em um calcário.

• Além de argila e calcário, são utilizados também bauxitas e minérios de ferro em pequenos volumes, para ajustar as quantidades de óxidos exigidos em todo o processo.

• O clínquer confere ao produtos do cimento Aluminatosde Cálcio-AC3, AFC4-(endurecimento) e Silicatos de Cálcio-SC3, SC2-(resistência).

ClínquerCalcário

Aglomerantes: Gesso e Cal

• O que são?

• O gesso como aglomerante

• Gesso para construção

• A cal como aglomerante

• O tipo de cal mais utilizado

• O consumo energético do cimento, da cal e do gesso

Tipos de Adições

• O cimento portland é composto basicamentepor clínquer e adições;

• As adições de escórias de alto-forno, materiaispozolânicos, materiais carbonáticos, entreoutras, permite a obtenção dos diversos tiposde cimento hoje disponíveis no mercado.

Escória de Alto-forno ou Siderúrgica:• A escória de alto-forno é um subproduto da

fabricação do ferro-gusa, que é a matéria primado aço.

• A escória granulada é semelhante a areia.

Escória granulada de moedura fina Esquema de alto-forno para produção do ferro-gusa.

• Redução do consumo energético;

• Melhoria da resistência final e da durabilidade;

• Redução da porosidade;

• Menor calor de hidratação.

Vantagens do uso desse tipo de adição:

Adição: Pozolana

Grãos de pozolana

Material pozolânico finamente moído

Cimento Pozolânico (CP IV)

DEFINIÇÃO

É um aglomerante hidráulico obtido pelamistura homogênea de clínquer Portland emateriais pozolânicos, moídos em conjunto ouem separados.

MATERIAIS POZOLÂNICOS

São materiais sílico-aluminosos que reagemcom o hidróxido de cálcio para formar compostoscom propriedades aglomerantes.

Tipos de Pozolanas

Pozolanas Naturais

• Rochas vulcânicas ácidas

• Tufos vulcânicos

• Terra diatomácea

• Arenitos e folhetos opalinos

Pozolanas Artificiais

• Escória de alto-forno

• Cinzas volantes

• Folheto-betuminoso- após extração

• Microssílica

Vantagens do Cimento Pozolânico

• Tem custo menor• Reduz o calor de hidratação• Diminui a permeabilidade do concreto• Aumenta a resistência ao ataque de águas

sulfatadas• Aumenta a resistência à compressão do concreto• Elimina ou retarda o progresso da reação álcali-

agregado• Melhora a plasticidade do concreto, diminuindo a

segregação e escoamento de água.• A adição da pozolana diminui a quantidade de

calcário calcinado.

Fíler CalcárioA adição de calcário finamente moído é efetuada para diminuir a porcentagem de vazios, melhorar a trabalhabilidade ou acabamento e elevar a resistência inicial do cimento. O efeito micro fíleracontece mecanicamente diminuindo a porosidade e consequentemente a capilaridade e ajuda a formar silicatos de cálcio.

Extração de minério

Tipos de cimentos

• Existem vários tipos de Cimento Portland, principalmente em função de sua composição.

Os tipos mais empregados nas diversas obras de construção civil são:

• Cimento Portland comum (CP I);

• Cimento Portland composto (CP II);

• Cimento Portland de alto-forno (CP III);

• Cimento Portland pozolânico (CP IV);

• Cimento Portland De Alta Resistencia Inicial (CPV ARI);

• Cimento Portland Resistente Aos Sulfatos (CP RS);

• Cimento Portland Branco;

• Cimento Portland De Baixo Calor De Hidratação;

• Cimento Para Poços Petrolíferos;

Tipos Especiais

Oferta de Cimento Portland

Código de identificação

• O cimento pode ser entregue em sacos, contêiner ou a

granel.

• Quando o cimento é entregue em sacos, estes devem ter

impressos de forma bem visível, em cada extremidade, a

sigla e as classes correspondentes (CP III-25, CP III-32,

CP III-40), com 60 mm de altura no mínimo e, no centro, a

denominação normalizada nome e marca do fornecedor.

• Os sacos devem conter 50 kg líquidos de cimento e

devem estar íntegros na ocasião da inspeção e

recebimento.

No caso de entrega a

granel ou contêiner, a

documentação que

acompanha a entrega

deve conter a sigla

correspondente (CP III-25,

CP III-32, CP III-40), a

denominação

normalizada, nome e

marca do fornecedor e a

massa líquida do cimento

entregue.

Considerações sobre o Cimento Portland

• Embalagem de papel Kraft.

• Durabilidade.

• Influência da temperatura.

• Finura e tempo de pega.

• Água de hidratação.

• Desperdício e preço.

Referências

• http://www.vcimentos.com.br/htms-ptb/Produtos/Cal_procFabricacao.html

• http://www.cetem.gov.br/agrominerais/livros/16-agrominerais-calcario-dolomito.pdf

• http://www.tede.udesc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1195