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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINAGRANDECENTRO DE TECNOLOGIA EM RECURSOS NATURAIS
UNIDADEACADMICA DE ENGENHARIACIVIL
MATERIAIS DE CONSTRUO II
CIMENTOAlunos: Adelle Fonseca
Fernanda Santos
Fernando LimaPatricia OliveiraRaiza MatiasRosilania FernandesSamara Andrade
Svio Pereira
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INTRODUO
A palavra cimento originada do latimcaementu, que na AntigaRoma designava uma
espcie de pedra natural derochedos noesquadrejada;
um dos produtos mais
utilizados no mundo,presente em todo tipo deconstruo, do incio aoacabamento final;
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INTRODUO
o componente bsico do concreto, que omaterial mais consumido no planeta Terra depoisda gua;
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INTRODUO
O cimento, quando combinado com outrosmateriais de diferentes naturezas (areia, cal,pedra) origina na formao de argamassas econcretos;
Destaque comercial porser um produto homogneoe com processo deproduo em evoluo nomundo visando maiorprodutividade e reduode custos;
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INTRODUO
Por definio um aglomerante hidrulicoresultante da mistura homognea de clnquerportland, gesso e adies normatizadas finamentemodas;
Aglomerante porque tem a propriedade de uniroutros materiais; Hidrulico porque ao entrar emcontato com a gua produz uma reaoexotrmica de cristalizao de produtos
hidratados e depois de endurecido ganhacaractersticas de rocha artificial (resistnciamecnica);
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PRINCIPAIS ELEMENTOS DO CIMENTO:
Clnquer Gesso
EscriaCalcrio
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MATRIA-PRIMA
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HISTRICO DO CIMENTO
Homens na idade da pedra
PEDRA + FOGO = P
P + GUA = PEDRA
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HISTRICO DO CIMENTO
Pirmide de Quops2550 a. C.
CIMENTO = MISTURA DE GESSO CALCINADO
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HISTRICO DO CIMENTO
Panteo, 120 d. C Coliseu, 72 d. C.80 d. C.
CIMENTO = CINZAS VULCNICAS + CAL
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HISTRICO DO CIMENTO
John Smeaton (1724 - 1792)Farol de Eddystone, 1756
CIMENTO = CAL IMPURA + POZOLANA
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HISTRICO DO CIMENTO
Em 1791, James Parker inventou oCimento Romano.
Em 1818, o francs Louis Vicatinventou o cimento artificial.
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HISTRICO DO CIMENTO
Em 1824, Joseph Aspdin criou o "CimentoPortland.
CIMENTO = CALCRIO + ARGILA
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HISTRICO DO CIMENTO
Em 1845, Isaac Charles Johnson foi quemconseguiu aperfeioar o Cimento Portland.
Temperatura dequeima mais alta;
P mais fino;
Maior qualidade.
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HISTRICO DO CIMENTO: BRASIL
Em 1888, o comendador Antnio ProostRodovalho instalou uma fbrica na fazenda Santo
Antnio, de sua propriedade, situada emSorocaba-SP.
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HISTRICO DO CIMENTO: BRASIL
Funcionou durante trs meses, em 1892, umapequena instalao produtora na ilha de Tiriri,na Paraba, cuja construo data de 1890, poriniciativa do engenheiro Louis Felipe Alves da
Nbrega.
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HISTRICO DO CIMENTO: BRASIL
Em 1924, a implantao pela CompanhiaBrasileira de Cimento Portland de uma fbricaem Perus, Estado de So Paulo.
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PROPRIEDADESFSICAS
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AS PROPRIEDADES FSICAS DO CIMENTOSO CONSIDERADAS SOB TRS ASPECTOS:
propriedades do cimentopuro (p)
propriedades da mistura docimento com gua (pasta)
propriedades da mistura dapasta de cimento comagregado padronizado(argamassa).
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DENSIDADENa pasta do cimento, a densidade um valor
varivel com o tempo, aumentando medida que
progride o processo de hidratao (retratao)
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DENSIDADE
Nas compactaes usuais de
armazenamento e manuseio doproduto, a densidade aparente daordem de 1,5 .
A densidade absoluta docimento Portland usualmente
considerada como 3,15 .
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TRABALHABILIDADE Trabalhabilidade a propriedade de oferecer
maior ou menor facilidade nas operaes demanuseio com as argamassas e concretos frescos.
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FINURAA finura do cimento relacionada com
o tamanho dos gros do produto
o fator que governa a velocidadedas reaes de hidratao do cimento
Possue influncia comprovada naqualidade da pasta, das argamassas edos concretos
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FINURA
diminui aexsudao
melhora aresistncia,
aumenta aimpermeabilidade
aumenta atrabalhabilidade
O aumentoda finura:
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PEGA um fenmeno artificialmente definido como omomento em que a pasta adquire certa consistnciaque a torna imprpria a um trabalho de manuseio
A caracterizao da pega dos cimentos feita peladeterminao de dois tempos distintos: o tempo deincio de pega e o tempo de fim de pega
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TEMPO DE PEGAO tempo de pega determinado por ensaio noaparelho de Vicat, utilizando a pasta de cimentomisturada.
Nesse aparelho, mede-se a resistncia penetrao
de uma agulha na pasta de cimento.
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EXSUDAOExsudao o fenmeno que
consiste na separaoespontnea da gua da mistura
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EXSUDAOEsse fenmeno ocorre antes doinicio da pega
finura do cimento influi nareduo da exsudao
prejudica a uniformidade, aresistncia e a durabilidade dosconcretos
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RESISTNCIAA resistncia mecnica dos cimentos determinada
pela ruptura compresso de corpos-de-provarealizados com argamassa.
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PROPRIEDADES QUMICAS
Componentes essenciais (95%) : cal (CaO), slica (SiO2),alumina (Al2O3), xido de ferro (Fe2O3)
Em menores propores: magnsia (MgO) mximopermissvel de 5%; anidrido sulfrico (SO3)adicionado aps a calcinao para retardar tempo de
pega Impurezas (1%): xido de sdio (Na2O),xido de potssio
(K2O) lcalis do cimento; xido de titnio (TiO2) Clinker silicato triclcico (C3S) e biclcico (C2S),
aluminato triclcico (C3A), ferro aluminato tetraclcico(C4AFe)
Propores dos compostos do cimento propriedadesfinais do cimento e do concreto
Processo de endurecimento por hidratao Processo complexo dissoluo da gua, precipitaes
de cristais e gel com hidrlises e hidrataes doscomponentes do cimentos
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PROPRIEDADES QUMICAS- ESTABILIDADE
Expanses volumtricas posteriores aoendurecimento do concreto
Resulta da cal (CaO) e magnsia livre (MgO)presentes no cimento
Aumento de volume Tenses internasmicrofissurao desagregao do material
Temperaturas superiores a 1900C no processode fabricao do clinker supercalcinao da cal
Expanso posterior ao endurecimento domaterial maior razo com o MgO especificaes limitam esse constituinte nocimento
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PROPRIEDADES QUMICAS- ESTABILIDADE
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PROPRIEDADES QUMICAS- ESTABILIDADE
Ensaios de expanso em autoclave: a pasta decimento submetida a um processo acelerado deendurecimento em temperatura elevada, de modoa fazer aparecer, em sua provvel grandeza, a
expanso da hidratao da cal e da magnsialivre.
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PROPRIEDADES QUMICAS- ESTABILIDADE
No Brasil, para esse ensaio, utiliza-se a agulha de LeChatelierNBR 7215 da ABNT
O valor da expansibilidade medido nas pontas dasagulhas em milmetros, no podendo ultrapassar os
limites descritos pelas especificaes de qualidade docimento NBR 5732 e 5733
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PROPRIEDADES QUMICASCALOR DEHIDRATAO
Durante o processo de endurecimento, considervelquantidade de calor se desenvolve nas reaes dehidratao
Elevao de temperatura em obras volumosas trincas
e contrao ao fim do resfriamento da massa Desenvolvimento do calor varia especialmente com
as propores de silicato e aluminato triclcicos Calor de hidratao (85-100 cal/g) cimento Portland
ordinrio, (60-80cal/g) cimentos de baixo calor dehidratao
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PROPRIEDADES QUMICASCALOR DEHIDRATAO
Mtodo de ensaio - Calor dedissoluo: Amostras secas decimento em p e de cimentoparcialmente hidratado e
subsequentemente pulverizadoso dissolvidas em mistura decido ntrico e clordrico numagarrafa trmica. A elevao detemperatura devidamente
corrigida pela eliminao dosfatores estranhos ao fenmenodetermina as medidas de calor dedissoluo das amostras. Pordiferena, o calor de hidratao do
cimento calculado.
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
Cimento elemento mais suscetvel a ataques noconcreto
gua e terra Podem conter substncias qumicasreativas com o cimento
Silicatos de clcio mais ou menos hidratados e a calhidratada submetidos a ataque qumico
Hidrxido de clcio (15 a 20 do peso do cimento original ponto mais vulnervel
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
guas puras de fontesgranticas ou de degelo dissoluo da calexistente
guas puras renovadasacabam levando toda acal existente no cimentohidratado , aps o que
comeam, com menorintensidade, a dissolveros prprios silicatos ealuminatos
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
guas cidas Agem sobre acal do cimento hidratado emfuno da concentrao deanidrido carbnico
Concentrao baixacarbonato de clcioproteo a ataquesposteriores
Concentrao alta
carbonato dissolvido comobicarbonato ataque atexausto completa da calpresente Sais de clcioatacados em seguida
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
guas com resduosindustriais e provenientesde charcos contendo cidosorgnicos
Exausto da cal e ataqueposterior a dos saisconstituintes do cimentohidratado
Concreto esqueleto semcoeso com caractersticasmecnicas prejudicadas,etc
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
gua sulfatada reao do sulfato comaluminato sulfoaluminato com grande aumentode volume fissuramento facilita o ataquecompleta deteriorao do material
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
gua do mar Cloreto de sdio
contribui paraaumentar a
solubilidade da calcido carbnico
contribuiligeiramente comomedida de proteo
Sulfatos de clcio emagnsio ataqueprogressivo doscimentos ricos em cal
pela gua do mar
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PROPRIEDADES QUMICASRESISTNCIAAOS AGENTES AGRESSIVOS
ndice de Vicat Estimar a resistncia qumicade um cimento a gua pura e cida
< 1 cimento rico em cal (Portland)
facilmente atacvel >1 material pobre em cal (cimento aluminoso,
metalrgico, pozolnico) resiste aagressividade da gua dissolvente
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PROPRIEDADES QUMICASREAOLCALI-AGREGADO
A reao lcali-agregado umfenmeno que ocorre noconcreto endurecido e que sedesenvolve devido
combinao de trs agentes:lcalis do cimento, agregadoreativo ou potencialmentereativo e a presena constante
de umidade Formao de produtos
gelatinosos acompanhada degrande expanso de volume
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PROPRIEDADES QUMICASREAOLCALI-AGREGADO
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PROPRIEDADES QUMICASREAOLCALI-AGREGADO
Edifcio Areia BrancaRecife/PE
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CIMENTO PORTLAND - FABRICAO
Instalaes industriais de grande porte;
Localizao prximo s jazidas, desde que o transporte do produtoacabado para os grandes centros seja favorvel;
Principais matrias-primas: calcrio e argila;
Associao Brasileira de Cimento Portland - ABCP
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CalcrioExplosivos ArgilaEscavao
EXTRAO
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O calcrio extrado transportado em caminhes at a instalaode britagem, onde reduzido a dimenses adequadas aoprocessamento industrial;
Eliminao de grande parte das impurezas;
A argila no participa.
BRITAGEM
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Calcrio e argila so estocados separadamente.
Mistura a fim de assegurar uma homogeneizao.
Matrias-primas submetidas a diversos ensaios;
DEPSITO
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Calcrio (90%) + Argila (10%)
Essa dosagem efetuada com base em parmetros qumicospreestabelecidos, de acordo com as caractersticas composicionaisdos materiais estocados;
Controlada por balanas dosadoras.
DOSAGEM
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A farinha crua (calcrio e argila) passa por moagem em
moinho de bolas, rolo ou barras; Mistura de matrias-primas e pulverizao, de modo a
reduzir o tamanho das partculas a 0,050 mm em media;
MOINHO DE CRU
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Temos a mistura (Farinha) dosada e com a finura
adequada; Objetivo: homogeneizao, para perfeita combinao dos
elementos formadores do clnquer.
executada em silos verticais de grande porte atravs deprocessos pneumticos e por gravidade;
SILOS DE HOMOGENEIZAO
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Silos dehomogeneizao
Pr-aquecedores
Forno1450C
Clnquer
FORNO (PR-AQUECIMENTOCLINQUERIZAO):
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Reduo da temperatura: 80C;
Fim da clinquerizao com uma srie de reaes qumicasque influenciaro a resistncia mecnica do concreto nas 64primeiras idades, o calor de hidratao, o inicio de pega e aestabilidade qumica dos compostos;
O clnquer, principal matria-prima do cimento, fica
armazenada em silos aguardando a prxima etapa;
RESFRIAMENTO
A
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Adies: gesso, escria de alto forno, pozolana e calcrio;
Definiro os diversos tipos de cimento Portland.
ADIES
M
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Moagem finalClnquer + Adies
(Cimento tal como conhecemos)
MOINHO DE CIMENTO
SILOS DE CIMENTO
Estocagem;
Ensaios finais de qualidade.
E
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Granel
Sacos de 50 Kg (Papel Kraft)
Cimento MercadoConsumidor
EXPEDIES
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TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Os principais tipos de cimento oferecidos nomercado, ou seja, os mais empregados nas diversasobras de construo civil so:
Cimento portland comum; Cimento portland composto; Cimento portland de alto-forno;
Cimento portland pozolnico.
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TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Os cimentos consumidos em menor escala,devido suas caractersticas especiais so:
Cimento portland de alta resistncia inicial; Cimento portland resistente aos sulfatos; Cimento portland branco; Cimento portland de baixo calor de hidratao;
Cimento portland para poos petrolferos.
C P C
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CIMENTO PORTLAND COMUM
CP I
Sem qualqueradio alm de gesso.
Adequado para o uso
em construes de concretoem geral quando no hexposio a sulfatos do soloou de guas subterrneas.
CP I S
usado em serviosde construo em geral,quando no so exigidas
propriedades especiais docimento.
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
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CP II
Empregado em obras civisem geral, subterrneas,martimas e industriais.
Produto maisimpermevel e por isso maisdurvel.
Baixo calor dehidratao com o aumento deresistncia;
Recomendado paraestruturas que exijam um
desprendimento de calormoderadamente lento ou quepossam ser atacadas porsulfatos.
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CIMENTO PORTLAND COMPOSTO CP II
Para aplicaes gerais,como em argamassas deassentamento, revestimento,concreto simples, armado,elementos pr-moldados e
artefatos de concreto, pisos epavimentos de concretodentre outros.
CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO
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CIMENTO PORTLAND DEALTO FORNOCP III
Maior impermeabilidade edurabilidade;
Baixo calor de hidratao;
Alta resistncia expanso reaes lcalis-agregado;
Alta resistncia sulfatos;
Uso em canaletas paraprodutos agressivos;
Pode ter aplicao geral,tais como barragens, peasde grandes dimenses,fundaes de mquinas,pilares, obras em
ambientes agressivos,tubos e canaletas
CIMENTO PORTLAND POZOLNICO CP IV
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CIMENTO PORTLAND POZOLNICO CP IV
Maior impermeabilidade edurabilidade;
Alta resistncia mecnica,superior ao CP I;
Baixo calor de hidratao;
Grande volumes deconcretagem;
altamente eficiente emargamassas deassentamento erevestimento, em concretomagro, concreto armado,
concreto para pavimentose solo-cimento.
CIMENTO PORTLAND DE ALTA
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CIMENTO PORTLAND DEALTARESISTNCIAINICIAL CP V ARI
Apresenta alta resistnciainicial nos primeiros dias deaplicao;
Pode ser utilizado em todasas aplicaes que necessitemde resistncia inicial elevada edesforma rpida.
Devido ao alto calor dehidratao, no indicadopara concreto massa.
CIMENTO PORTLAND RESISTENTE ASULFATOS
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CP V - ARI RS
recomendado para meios agressivos com apresena de sulfatos;
Pode ser usado em redes de esgotos, gua do mare alguns tipos de solo.
CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALOR
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CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALORDE HIDRATAO BC
Retarda o desprendimento de calor em peas degrande massa de concreto;
Evita o aparecimento de fissuras de origemtrmica.
C P B CPB
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CIMENTO PORTLAND BRANCO CPB
Estrutural: Aplicado para fins arquitetnicos,pois no apresenta pigmentao cinza;
No estrutural: Indicado para rejuntamento de
cermicas.
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USOS DO CIMENTO
O cimento uma das substncias mais utilizadaspelo homem, e isso se deve a caractersticas quelhe so peculiares, como: trabalhabilidade emoldabilidade (estado fresco); e alta durabilidade
e resistncia a cargas e ao fogo (estado duro).
Pode ser empregado em peas de mobiliriourbano, em grandes barragens, em estradas ou
edificaes, em pontes, tubos de concreto outelhados, etc.
A
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ARTEFATOS: TELHAS, LAJES, POSTES,MOURES, ETC.
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PR-FABRICADOS: RPIDOS, DURVEIS EECONMICOS
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BARRAGENS: ABASTECIMENTO E ENERGIA
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SANEAMENTO E DRENAGEM
EDIFICAES COMPOSTAS DE VIGAS
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EDIFICAES: COMPOSTAS DE VIGAS,PILARES E LAJES
7/21/2019 CIMENTO20142
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ALVENARIA COM BLOCOS DE CONCRETO
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78/86
ARGAMASSAS E CONCRETOS
P
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79/86
PISOS DE CONCRETO: ESTRADAS,AEROPORTOS,INDSTRIAS, ESTACIONAMENTOS
7/21/2019 CIMENTO20142
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ESTOCAGEM E EXPEDIO
Produto perecvel; Evitar umidade; Sacos Kraft ou a Granel;
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ESTOCAGEM E EXPEDIO
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TRANSPORTE
EnsacadosA granel
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TRANSPORTE
7/21/2019 CIMENTO20142
84/86
CONCLUSO
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85/86
REFERNCIAS
BATTAGIN, A. F.; A Histria do Cimento; Brennand Cimentos.Disponvel em:
7/21/2019 CIMENTO20142
86/86
OBRIGADO!