Instituto Federal da BahiaCampus Feira de SantanaMateriais de Construção I

Professora Moema Castro, MSc.

F e i r a d e S a n t a n a , 2 0 1 9 / 1 .

T E C N O L O G I A D O C O N C R E T O

CIMENTO

A U L A 02 – CAPITULO 2

NEVILLE, A. M. Tecnologia do concreto; tradução: RuyAlberto Cremmonini. – 2. ed. – Porto Alegre: Bookman,2013.

Sumário

CIMENTO

PRODUÇÃO

QUÍMICA BÁSICA

HIDRATAÇÃO DO CIMENTO

CALOR DE HIDRATAÇÃO E RESISTÊNCIA DO CIMENTO

ENSAIOS

TIPOS DE CIMENTO

PROBLEMAS

CIMENTO PORTLAND

É o nome dado ao cimento obtido pela mistura íntima decalcário, argila ou outros materiais silicosos, alumina emateriais que contenham óxido de ferro.

Cimento Portland

Gipso

Cimento Portland

CLÍNQUER

ArgilaCalcário

CIMENTO

Clínquer

1 . M i s t u r a e d o s a g e m d a m i s t u r a c r u a ;

1. Material cálcico: calcário ou giz

2. Sílica e alumina: argila ou folhelhos

2 . M o a g e m c r u a e h o m o g e n e i z a ç ã o ;

3 . C a l c i n a ç ã o ( c l i n q u e r i z a ç ã o ) ;

1. Temperaturas entre 1400°C e 1500°C

4 . E s f r i a m e n t o ;

5 . A d i ç ã o f i n a l ( s u l f a t o d e c á l c i o ) e m o a g e m ;

1. O gesso previne a pega instantânea do cimento

6 . E n s a c a m e n t o o u e s t o c a g e m e m s i l o s .

Produção

Óxidos e seus Teores (%)Denominação dos

principais compostos

Cal CaO 60-67

Sílica SiO2 17-25

Alumina Al2O3 3-8

Óxido de Ferro Fe2O3 0,5-6,0

Magnésia MgO 0,1-4,0

Álcalis 0,2-1,3

CaO = C

SiO2 = S

Al2O3 = A

Fe2O3 = F

H2O = H

Química Básica do Cimento

Na2O (óxido de sódio) e K2O (óxido de potássio) são conhecidos comoálcalis, apesar da existência de outros álcalis no cimento.

Eles podem reagir com alguns agregados, e os produtos dessa reação álcali-agregado causam a desintegração do concreto.

C O M P O S T O S D O C I M E N T O P O R T L A N D

Química Básica do Cimento

CompostosComposição em

óxidosAbreviatura

Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S

Silicato bicálcico 2CaO.SiO2 C2S

Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A

Ferroaluminato tetracálcico 4CaO. Al2O3.Fe2O3 C4AF

P R I N C I P A I S C O M P O S T O S D O C I M E N T O P O R T L A N D

Hidratação do Cimento

C3S “impuro” alita

C2S “impuro” belita

C3S + 6H C3S2H3 + 3Ca(OH)2

C2S + 4H C3S2H3 + Ca(OH)2

P R O D U T O S D A H I D R A T A Ç Ã O D O C 3 S E C 2 S

S I L I C A T O S D E C Á L C I O H I D R A T A D O S

C-S-H ( g e l d e t o b e r m o r i t a )

Hidratação do Cimento

Produtos de hidratação

C-S-H gel Ca(OH)2

Compostos do cimento

C3S C2S C3A C4AF

Compostos óxidos

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3

Elementos constituintes

O2 Si Ca Al Fe

T E M P E R A T U R A D E H I D R A T A Ç Ã O

Hidratação do Cimento

Tempo Taxa de liberação do calor

1 e 3 dias 50%

7 dias 75% ou 3/4

6 meses 90%

• A o r e d u z i r a s p r o p o r ç õ e s d e C 3 A e C 3 S , o c a l o r d e h i d r a t a ç ã o( e a v e l o c i d a d e d e l i b e r a ç ã o ) d o c i m e n t o p o d e s e r r e d u z i d o .

• A f i n u r a d o c i m e n t o a f e t a a t a x a d e l i b e r a ç ã o , q u e p o d e s e rc o n t r o l a d o n o c o n c r e t o p e l a q u a n t i d a d e d e c i m e n t o n a m i s t u r a( r i q u e z a ) .

Ensaios em Cimento

FINURA DO CIMENTO

Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação da finura pelo método de permeabilidade

ao ar (método de Blaine) - ABNT NBR 16372:2015

CONSISTÊNCIA

Cimento Portland - Determinação da pasta de consistência normal - ABNT NBR NM 43:2003

TEMPO DE PEGA

Cimento Portland - Determinação do tempo de pega - ABNT NBR NM 65:2003

EXPANSIBILIDADE

Cimento Portland - Determinação da expansibilidade Le Chatelier - ABNT NBR 11582:2016

RESISTÊNCIA

Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão - ABNT NBR 7215:1996 Versão

Corrigida:1997

Norma Brasileira Norma Americana

Cimento Portland Comum CP I – cimento portland comum

CP I-S – cimento portland comum comadição ( 0 a 5%)

Cimento Portland Composto CP II-E – cimento portland composto

com escória

CP II-Z – cimento portland compostocom pozolana

CP II-F - cimento portland compostocom fíler

CP III – cimento portland de alto-forno

CP IV – cimento portland pozolânico

CP V – ARI – cimento portland de altaresistência inicial

Tipo I Cimento portland comum para uso geral

Tipo II Cimento portland de moderada

resistência aos sulfatos e moderado calorde hidratação

Tipo III Cimento portland de alta resistência

inicial

Tipo IV Cimento portland de baixo calor de

hidratação

Tipo V Cim

ento portland de alta resistência a sulfatos

Tipos de Cimento Portland

A. Cimento Tipo I (CP I):

Também chamado de Cimento Portland comum.

Possui 3 classes de resistência: 25MPa, 32MPa e 40MPa.

Este tipo de cimento também pode receber adição de pequenaquantidade de material pozolânico (1 – 5%), recebendo adenominação de CP I-S.

Tipos de Cimento Portland

B. Cimento Tipo II (CP II):

Recebe a adição de materiais de baixo custo o que conferepropriedades especiais ao cimento.

As classes de resistência : 25 MPa, 32 MPa e 40 MPa.

Tipos de Cimento Portland

B. Cimento Tipo II (CP II):

Tipos de Cimento Portland

C. Cimento Tipo III (CP III):

Também chamado de Cimento Portland de alto-forno,caracteriza-se por conter adição de escória em teores quevariam de 35% a 70%.

Este tipo de cimento confere baixo calor de hidratação, maiorimpermeabilidade e durabilidade e maior resistência a sulfatosàs misturas onde é empregado.

As classes de resistência em que pode ser fabricado são 25MPa, 32 MPa e 40 MPa.

Tipos de Cimento Portland

D. Cimento Tipo IV (CP IV):

Também chamado de Cimento Portland pozolânico, possuiadição de pozolana em teores que variam de 15% a 50%, queconferem alta impermeabilidade e durabilidade às misturasem que são empregados.

É recomendado para obras expostas à ação de águas correntese ambientes agressivos.

É fabricado nas classes de resistência de 25 MPa e 32 MPa.

Tipos de Cimento Portland

E. Cimento Tipo V (CP V-ARI):

Este tipo de cimento confere alta resistência inicial nasprimeiras idades dos concretos onde é aplicado.

O cimento tipo ARI ou alta resistência inicial, não possuinenhuma adição especial.

É fabricado nas classes de resistência de:

1 Dia - 14 MPa

3 Dias - 24 MPa

7 Dias - 34 MPa

Tipos de Cimento Portland

F. Cimento Resistente a Sulfatos (RS):

De acordo com a ABCP, qualquer dos cimentos já estudadospode ser resistente a sulfatos, desde que se enquadre emalguns requisitos como teor do componente químico C3A doclínquer inferior a 8% e teor de adições carbonáticas de nomáximo 5%.

O cimento resistente a sulfatos é recomendado para uso em redesde esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e emalguns tipos de solos, ambientes onde este agente agressivo podeestar presente.

Tipos de Cimento Portland

G. Cimento Aluminoso:

Resulta do cozimento de uma mistura de bauxita e calcário.

Este tipo de cimento possui pega lenta, porém, alcança altasresistências em pouco tempo (31,5 Mpa em 2 dias; 40 Mpa em28 dias).

A reação de hidratação é intensa e desenvolve grandesquantidades de calor.

Sua principal utilização é como cimento refratário, resistindo atemperaturas superiores a 1.200ºC, podendo chegar a 1.400°C emmisturas com agregados convenientemente escolhidos. Não éfabricado no Brasil.

Tipos de Cimento Portland

H. Cimento Portland Branco (CPB):

Possui coloração branca em função das matérias-primasutilizadas na sua fabricação (caulim no lugar da argila), quepossuem baixos teores de óxido de ferro e manganês.

O cimento branco pode ser do tipo estrutural ou não-estrutural.

O CPB estrutural é utilizado em concretos brancos para finsarquitetônicos e é fabricado nas classes de resistência 25MPa,32MPa e 40MPa.

O CPB não estrutural é utilizado para rejuntamento deazulejos e aplicações não estruturais. Em ambos os casos, ocimento pode ser associado a pigmentos, o que resulta nosconcretos coloridos.

Tipos de Cimento Portland