CIMENTO PORTLAND

INTRODUÇÃO

O cimento é considerado hidráulico pois seu produto, após a etapa da hidratação,

fica estável no ambiente aquoso, ou seja, resistente à água. O cimento hidráulico

mais comumente usado para fazer concreto hidráulico é o cimento Portland.

Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material

usualmente conhecido na construção civil como cimento.

O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes

ou ligantes, que se ativam e endurecem sob ação da água.

Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o

cimento portland não se decompõe mais.

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.).

A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU, que designava na velha Roma

espécie de pedra natural de rochedos e não esquadrejada.

Por sua vez, o cimento portland foi criado por um construtor inglês, Joseph Aspdin,

que o patenteou em 1824.

Nessa época, era comum na Inglaterra construir com pedra de Portland, uma ilha

situada no sul desse país.

Como o resultado da invenção de Aspdin se assemelhava à pedra de Portland,

possuindo cor e dureza semelhantes, ele registrou sua patente com o nome de

cimento portland.

COMPOSIÇÃO DO CIMENTO

PORTLAND

(MATÉRIAS-PRIMAS)

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.

Clínquer

O clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila, ambos

obtidos de jazidas em geral situadas nas proximidades das fábricas de

cimento.

A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida

misturada, em proporções adequadas, com argila moída.

A mistura formada atravessa então um forno giratório de grande diâmetro e

comprimento, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450°C.

Processamento do clinquer

em alto forno

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 clínquer 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.

Adições

As adições são outras matérias-primas que, 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 o gesso, as escórias de alto-forno, os

materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos.

GÊSSO ( REDUZ TEMPO DE PEGA)

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.

Caso não se adicionasse o gesso à moagem do clínquer, o cimento, quando

entrasse em contato com a 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 para 97% de

clínquer, em massa.

Adições

ESCÓRIAS DE ALTO FORNO ( MAIOR DURABILIDADE E RESISTÊNCIA FINAL)

As escórias de alto-forno são obtidas durante a produção de ferro-gusa

nas indústrias siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia. São as limalhas

resultantes do processamento do ferro.

Normalmente, o aço é fabricado a partir de carbono e óxido de ferro, no alto forno.

Nesta fase se produz o chamado ferro gusa, que contém um excesso de carbono e

impurezas como silício (que torna o aço quebradiço), fósforo e enxôfre (que facilitam a

oxidação). Retira-se o excesso de carbono, silício e fósforo e enxofre para a fabricação

do aço carbono.

Antigamente, as escórias de alto-forno eram consideradas como um material sem maior

utilidade, até ser descoberto que elas também tinham a propriedade de ligante

hidráulico muito resistente, ou seja, que reagem em presença de água,

desenvolvendo características aglomerantes de forma muito semelhante à do clínquer.

Essa descoberta tornou possível adicionar a escória de alto-forno à 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.

Adições

MATERIAIS POZOLÂNICOS (MAIOR IMPERMEABILIDADE)

Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas (ADITIVO USADO PELOS

ROMANOS NA RECEITA SECRETA DE SEUS CONCRETOS) ou matérias

orgânicas fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas

queimadas em elevadas temperaturas (550oC a 900oC) e derivados da

queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros.

Da mesma forma que no caso da escória de alto-forno, pesquisas levaram à

descoberta 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.

O clínquer no processo de hidratação libera hidróxido de cálcio (cal) que reage

com a pozolana.

Adições

MATERIAIS POZOLÂNICOS (MAIOR IMPERMEABILIDADE)

A reação entre cal e pozolana é o motivo pelo qual a adição de materiais

pozolânicos ao clínquer moído com gesso é perfeitamente viável, até um

determinado limite, e em alguns casos, é até recomendável, pois o tipo de cimento

assim obtido ainda oferece a vantagem de conferir maior impermeabilidade,

por exemplo, aos concretos e às argamassas.

Outros materiais pozolânicos têm sido estudados, tais como as cinzas

resultantes da queima de cascas de arroz e a sílica ativa, um pó finíssimo que

sai das chaminés das fundições de ferro-silício e que, embora em caráter

regional, já têm seu uso consagrado no Brasil, a exemplo de outros países

tecnologicamente mais avançados.

Adições

MATERIAIS CARBONÁTICOS (MAIOR TRABALHABILIDADE)

Os materiais carbonáticos 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 são

minúsculos, e têm dimensões adequadas para se alojar entre os demais grãos ou

partículas dos do cimento, funcionando como um verdadeiro lubrificante ou

emoliente, o que facilita a trabalhabilidade do cimento, diminuindo a capilaridade

e permeabilidade do cimento. Quando presentes no cimento são conhecidos como

fíler calcário.

NORMAS TÉCNICAS E CONTROLE DE QUALIDADE DO CIMENTO

PORTLAND

As normas técnicas definem não somente as características e propriedades

mínimas que os cimentos portland devem apresentar como, também, os

métodos de ensaio empregados para verificar se esses cimentos atendem às

exigências das respectivas normas.

Existem no Brasil 56 fábricas de cimento portland e todas elas atendem

às exigências das normas técnicas determinadas pela ABNT. A qualidade é

aferida pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), entidade de

Utilidade Pública Federal, com base nas normas da ABNT e nos princípios do

Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

(INMETRO). Quando um saco de cimento apresenta o Selo de Qualidade

ABCP, isto significa que o produto nele contido está de acordo com as normas

técnicas brasileiras, ou que atende a essas normas, ou, ainda, que foi

produzido em conformidade com as exigências dessas normas.

INSPEÇÕES DURANTE O RECEBIMENTO DE CIMENTO EM OBRA

Verificar no ato da descarga, se o lote é homogêneo.

No verso da embalagem verificar a existência de:

data de fabricação do produto (deve vir carimbada no verso do saco de forma

indelével);

prazo de validade;

composição;

traços e cuidados na mistura;

recomendações quanto ao armazenamento;

selo da ABCP;

telefone para reclamação.

Atenção: ver se o cimento não está empedrado no ato da descarga, rejeitando os

sacos que não atenderem os critérios de aceitação. Ensacar o material cuja

embalagem venha a sofrer algum dano durante o processo de descarga.

ARMAZENAGEM

O cimento é embalado em sacos de papel kraft de múltiplas folhas.

Trata-se de uma embalagem usada no mundo inteiro, para proteger o cimento

da umidade e do manuseio no transporte, ao menor preço para o consumidor.

Além disso, o saco de papel é o único que permite o enchimento com material

ainda bastante aquecido, por ensacadeiras automáticas, imprescindíveis ao

atendimento do fluxo de produção (ao contrário de outros tipos de embalagem

já testados, como a de plástico).

Mas, o saco de papel protege pouco o cimento nele contido da ação direta da

água, por isso alguns cuidados no recebimento e armazenamento devem ser

tomados.

ARMAZENAGEM

O cimento deve ser armazenado em local seco e protegido das intempéries, de

preferência dentro de um barraco construído para esse fim. O material deve ficar

próximo do local onde será usado (perto das betoneiras até 20 metros). O piso do

barraco deve de madeira e em locais muito úmidos forrar com uma lona plástica.

ARMAZENAGEM

As pilhas devem ter altura máxima equivalente a 10 sacos, ficando distantes das

paredes do local de armazenagem em pelo menos 30 cm. se optar por utilizar

estrados estes devem ficar no mínimo 30 cm do chão.

Ao utilizar o cimento, pegar sempre o material com mais tempo de estoque.

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).

O cimento portland

composto tem composição

intermediária entre os

cimentos portland comuns e

os cimentos portland com

adições (alto-forno e

pozolânico).

PRINCIPAIS TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Existem no Brasil vários tipos de cimento portland, diferentes entre si,

principalmente em função de sua composição.

Os principais tipos oferecidos no mercado, ou seja, os mais empregados

nas diversas obras de construção civil são:

• cimento portland comum; CP I - (+ GESSO)

• cimento portland composto; CP II – (+ ESCÓRIA E POZOLANA)

• cimento portland com escórias de alto-forno; CP III (+ ESCÓRIA)

• cimento portland pozolânico. CP IV (+ POZOLANA E CARBONÁTICOS)

PRINCIPAIS TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Em menor escala são consumidos, seja pela menor oferta, seja pelas

características especiais de aplicação os seguintes tipos de cimento:

• cimento portland de alta resistência inicial;

• cimento portland resistente aos sulfatos; *** P/ AMBIENTES AGRESSIVOS

EX: ESGOTOS MARÍTIMO INDÚSTRIA

• cimento portland branco;

• cimento portland de baixo calor de hidratação;

• cimento para poços petrolíferos.

A adição de escória e materiais pozolânicos modifica a microestrutura

do concreto, diminuindo a permeabilidade, a difusibilidade iônica e a

porosidade capilar, aumentando a estabilidade e a durabilidade do concreto.

Cimento Portland de Alta Resistência Inicial

O cimento portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) é um tipo particular de

cimento portland comum, 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.

Cimentos Portland Resistentes aos Sulfatos

Os cimentos portland resistentes aos sulfatos são aqueles, como o próprio nome

diz, 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, quaisquer um dos cinco tipos básicos (CP I,

CP II, CP lII, CP IV e CP V-ARI) podem ser considerados resistentes aos

sulfatos, desde que obedeçam a pelo menos uma das seguintes condições:

• teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de,

no máximo, 8% e 5% em massa, respectivamente.

• cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória

granulada de alto-forno, em massa.

• cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material

pozolânico, em massa.

• cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração

ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.

Cimentos Portland de Baixo Calor de

Hidratação

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.

Cimento Portland Branco

O cimento portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais

pela coloração.

A cor branca é conseguida a partir de matérias-primas com baixos teores de

óxidos de ferro e manganês e por condições especiais durante a fabricação,

especialmente com relação ao resfriamento e à moagem do produto.

Cimento para Poços Petrolíferos

Constitui um tipo de cimento portland de aplicação bastante específica, qual seja

a cimentação de poços petrolíferos.

O consumo desse tipo de cimento é pouco expressivo quando comparado ao dos

outros tipos de cimentos normalizados no País.

O cimento para poços petrolíferos (CPP) é regulamentado pela NBR 9831 e na

sua composição não se observam outros componentes além do clínquer e do

gesso para retardar o tempo de pega.

No processo de fabricação do cimento para poços petrolíferos são tomadas

precauções para garantir que o produto conserve as propriedades reológicas

(plasticidade) necessárias nas condições de pressão e temperatura elevadas

presentes a grandes profundidades, durante a aplicação nos poços petrolíferos.

PRESCRIÇÕES NORMATIVAS DOS DIFERENTES TIPOS DE

CIMENTO PORTLAND

Os vários tipos de cimento normalizados são designados pela sigla e

pela classe de resistência.

As siglas correspondem ao prefixo CP acrescido dos algarismos

romanos de I a V, conforme o tipo do cimento.

As classes de resistência , indicadas pelos números 25, 32 e 40, apontam os

valores mínimos de resistência ( 25 Mpa, 32 Mpa, 40Mpa, etc) à compressão

garantidos pelo fabricante, após 28 dias de cura.

Recorda-se que o concreto de resistência moderada - de 20 Mpa a 40 Mpa -

é o mais usado para a maioria das obras estruturais.

É necessário estudar a dosagem ideal dos componentes das argamassas e

concretos a partir do tipo de cimento escolhido ou disponível na praça, de forma a

estabelecer uma composição que dê o melhor resultado ao menor custo para a

aplicação a que se destina.

As dosagens devem obedecer a métodos racionais comprovados na prática e

que respeitem as normas técnicas aplicáveis e o uso dos aditivos deve seguir

as instruções do seu fabricante.

O principal cuidado que se deve tomar para obter uma cura correta é manter as

argamassas e os concretos úmidos após a pega, molhando-os com uma

mangueira ou com um regador, ou então cobrindo-os com sacos molhados (de

aniagem ou do próprio cimento), ou até colocando tábuas ou chapas de madeira

molhadas sobre a superfície, de modo a impedir a evaporação da água por ação

do vento e do calor do sol durante um período mínimo de sete dias.

Além disso, é absolutamente fundamental fazer corretamente o adensamento e a

cura das argamassas e dos concretos.

O adensamento e a cura malfeitos são as principais causas de defeitos e

problemas que surgem nas argamassas e nos concretos, como as “bicheiras”, a

baixa resistência, as trincas e fissuras, a corrosão da armadura etc. O bom

adensamento é obtido através de uma vibração adequada.

Acima – vibrador para

garantir um bom

adensamento

A esquerda – patologia da

“bicheira” ocasionada pela

falta de adensamento

adequado da pasta de

concreto na caxaria.

O USO DOS DIVERSOS TIPOS DE CIMENTO NAS DIFERENTES APLICAÇÕES

A análise das características e propriedades, bem como da influência sobre as

argamassas e os concretos já mostra que certos tipos de cimentos são mais

apropriados para determinados fins do que outros.

A seguir, a título de curiosidade, uma lista mostrando sugestões de indicações de

aplicações para os variados tipos de cimento.

BIBLIOGRAFIA

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico de utilização

do cimento portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106)

METHA, P. KUMAR

Concreto, microestrutura, propriedades e materiais 3a ed., Ibracon