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Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.

Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

TECNOLOGIA DO CONCRETO

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

• O homem empregava os materiais assim como os encontrava na natureza; não os trabalhava. Com o tempo, ele aprendeu a modelá-los e adaptá-los às suas

necessidades .

Na construção predominavam a pedra, a madeira e o barro. Os metais eram

empregados em menor escala, e, ainda menos, os couros e as fibras vegetais.

Com o aumento das exigências, o homem passou a demandar materiais mais

resistentes, de maior durabilidade e melhor aparência.

Para grandes vãos e cargas: pedra e argila � concreto � concreto armado

� concreto protendido.

A tecnologia avança com rapidez e o engenheiro precisa estar atualizado para poder aproveitar as técnicas mais avançadas, utilizando materiais de melhor padrão e menor custo.

Cimento Portland

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Cimento Portland

• Cimento, na acepção geral da palavra, pode ser considerado todo material com propriedades adesivas e coesivas capaz de unir fragmentos de minerais entre si de modo a formar um todo compacto.

• A ASTM C 150 define Cimento Portland como um aglomerante hidráulico produzido pela moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou mais formas de sulfatos de cálcio como um produto de adição.

Cimento Portland

• HISTÓRICO• A origem do cimento remonta cerca de 4.500 anos. Os imponentes

monumentos construídos pelos antigos egípcios já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas

e romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de

terras de origem vulcânica da ilha grega de Santorino ou da cidade italiana

de Pozzuoli, que possuem propriedades de endurecimento sob a ação da

água.

• Os gregos e romanos usavam calcário calcinado e aprenderam, posteriormente, a misturar cal e água, areia e pedra fragmentada, tijolos ou telhas em cacos. Foi o primeiro concreto da história.

Cimento Portland

• HISTÓRICO

• A sílica ativa e a alumina das cinzas vulcânicas reagia com a cal produzindo o que hoje se conhece como cimento pozolânico, devido ao nome da cidade de Pozzuoli, próxima ao Vesúvio, onde as cinzas vulcânicas foram encontradas pela primeira vez.

• A fabricação de cimento era conhecida desde os romanos 2000 anos atrás, mas esta arte foi perdida durante o período negro da idade média, até ser redescoberto industrialmente na virada deste século. O cimento era produzido inicialmente em fornos verticais, e sua exploração industrial começou com a invenção do forno rotativo e do moinho de tubo.

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Cimento Portland

• HISTÓRICO

• O grande passo seguinte no desenvolvimento do cimento

foi dado, em 1756, pelo inglês John Smeaton, que

consegue um produto de alta resistência por meio de

calcinação de calcários moles e argilosos.

Cimento Portland

• HISTÓRICO

• Parker (1796): 1º Cimento hidráulico comercial -cimento romano

• Nódulos de calcários com argila queimados a alta temperatura (vitrificação) e moídos

• 5 partes de pó + 2 partes de água

• Endurecimento: 10 a 20 minutos

Cimento Portland

• HISTÓRICO

• Em 1818, o francês Vicat obtém resultados semelhantes

aos de Smeaton, pela mistura de componentes argilosos e

calcários. Ele é considerado o inventor do cimento

artificial.

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Cimento Portland

• HISTÓRICO

• Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin queimou juntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto as pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebe esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.

Cimento Portland

• HISTÓRICO

• No Brasil, a primeira tentativa de fabricação do cimento

Portland aconteceu em 1888, quando o comendador Antônio

Proost Rodovalho instalou em sua fazenda na cidade de Santo

Antônio, interior de São Paulo, uma pequena indústria. A Usina

Rodovalho, operou de 1888 a 1904 e foi extinta definitivamente

em 1918.

Cimento Portland

• HISTÓRICO

• 1912 – 1924: Primeira iniciativa estatal Cachoeira do Itapemirim / ES

• 1926: 1ª Produção efetiva de cimento brasileiro: Cia. Brasileira de Cimento Portland Perus

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Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

Maiores produtores em 2004

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• A região Sudeste concentra 54% da

produção, seguida pelas regiões

Nordeste (19%), Sul(15%), Centro-

Oeste (9%) e Norte (3%). Dispõe de

um parque industrial de última

geração e alto grau de

desenvolvimento, comparável aos

principais produtores mundiais.

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• PRODUÇÃO 2005:

• 36,6 milhões toneladas

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Cimento Portland

• Os constituintes principais do cimento utilizado na construção civil são os calcários. Os cimentos que interessam no preparo do concreto têm a propriedade de endurecer mesmo dentro d’água, devido as reações químicas com este elemento, sendo denominados cimentos hidráulicos.

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• Os materiais de carbonato de cálcio, que ocorrem naturalmentecomo pedra calcária, giz, mármore e conchas do mar, são as fontesindustriais comuns de cálcio, tendo argila e dolomita como asprincipais impurezas. Argilas e xistos argilosos, ao invés dequartzo e arenitos, são as fontes preferidas de sílica suplementarna mistura de matérias-primas para a produção de silicatos decálcio, pois a sílica quartzíca não reage facilmente.

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• As argila também contém alumina, e freqüentemente óxido deferro e álcalis.

• A presença de Al2O3, Fe2O3, MgO e álcalis na mistura de matérias-primas tem um efeito mineralizante na formação de silicatos decálcio. Portanto, quando não estão presentes em quantidadessuficientes de Al2O3 e Fe2O3 nas materiais primas principais, estessão propositadamente incorporados à mistura por adição demateriais secundários como a bauxita e o minério de ferro. Comoresultado além dos silicatos de cálcio, o produto final tambémcontém aluminatos e ferroaluminatos de cálcio.

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Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

A mistura de calcário com argila (farinha crua)é enviada aos silos de homogeneização

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• O Cimento é fabricado com 75-80% de calcário e 20-25% de argila, ou por

outros componentes que contenham os mesmos componentes químicos. A

mistura de matérias-primas é colocada em um moinho e posteriormente

cozidas em um forno rotativo, a temperatura de 1450 °C.

• Esta mistura cozida sofre uma série de

reações químicas complexas deixando o

forno com a denominação de clínquer.

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO• Obtenção do Clinquer:• Matéria-prima calcinação composto anidros (Clinquer)

• α 1400 C

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Cimento Portland

• Os clínqueres são nódulos de 5 a 25mm de

diâmetro de um material sinterizado, produzido

com o aquecimento, a altas temperaturas, de uma

mistura de matérias-primas de composição pré-

determinada.

• Nesta forma ainda não se tem propriedades

hidráulicas satisfatórias.

Cimento Portland

• FABRICAÇÃO

• A operação final no processo de produção do cimento Portland consiste na moagem do Clinquer em partículas menores que 75 µµµµm.

• O pó resultante tem grande avidez por água e se posto em contato com está , endurece imediatamente.

• Aproximadamente 5% de Gipsita ou de sulfato de cálcio é

usualmente moída junto com o Clinquer com finalidade

de controlar as reações iniciais de pega e endurecimento,

pois este processo seria muito rápido se água fosse

adicionada ao clíquer puro.

Cimento Portland

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Cimento Portland

Cimento Portland

Cimento Portland

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Cimento Portland

Cimento Portland

Cimento não é como vinho (quanto mais velho melhor)

Os estoques de cimento devem ser dimensionados de tal forma

que o prazo de validade do cimento não seja ultrapassado.

A norma brasileira estipula a validade do cimento em 90 dias.

PARA REFLETIR...