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Cimento Portland

Fabricação

É um aglomerante hidráulico obtido pela moagem do

clínquer Portland com adições de gesso e, eventualmente,

escória básica de alto-forno, pozolana e/ou filer

carbonático, dentro dos limites estabelecidos nas normas

do tipo “Especificação “ da ABNT.

Composição químicaPropriedades

Processo de fabricação

2

Processo de fabricação

Processo de fabricação

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Composição química

Calcário Argila Clínquer

CaCO3 CO2900ºC

+ CaO

Al2O3

Fe2O3

SiO2

4CaO.Al2O3.Fe2O3

3CaO . Al2O3

2CaO . SiO2

3CaO . SiO2

Fabricação do cimento

Extração da matéria prima

CalcárioArgilaAreiaMinério de ferroMinério de alumínio

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Fabricação do cimento

Transporte da matéria prima - Caminhões fora de estrada

Fabricação do cimento

Britagem e transporte do calcário

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Fabricação do cimento

Estocagem e alimentação de calcário

Fabricação do cimento

Armazenagem e alimentação da argila

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Fabricação do cimentoMoagem e estocagem da matéria prima

Fabricação do cimento

Pré-calcinador e forno

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Fabricação do cimento

Moagem e estocagem do cimento

Composição química e potencial

Propriedade C3S C2S C3A C4AFResistência mecânica Boa Boa Fraca FracaIntensidade de reação Média Lenta Rápida RápidaCalor desenvolvido Médio Pequeno Grande Pequeno

CaO 61 a 67%SiO2 20 a 23%Fe2O3 2 a 3,5%Al2O3 4,5 a 7%MgO 0,8 a 6%SO3 1 a 2,3%Álcalis 0,3 a 1,5%

C3S 42 a 60%C2S 14 a 35%C3A 6 a 13%C4AF 5 a 10%

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Composição química

C3S

C2S

C3A

C4AF

HidrataçãoCimento Portland

sistema de compostos anidros, instáveis na presença de água e quando hidratados endurecem e resistem à ação da água.

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Propriedades

Pega (MB 3434)tempo de início de pega;tempo de fim de pega;depende da hidratação dos aluminatosaparelho de Vicat.

Hidratação

Endurecimentodepende da hidratação dos silicatos

Representação esquemática das reações

CaSO4 3CaO . Al2O3 . 3CaSO4

. 31H2O

3CaO . Al2O3

3CaO . SiO2

2CaO . SiO2

4CaO . Al2O3. Fe2O3

3CaO . Al2O3 . Água

3CaO . 2SiO2 . Água

3CaO . Al2O3. Água + CaO . Fe2O3

. Água

4CaO . Al2O3 . Água

+ Ca(OH)2

Único composto solúvel que se forma.

É a principal causa da degradação do cimento

Ca(OH)2

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Propriedades - FinuraSuperfície específica Blaine - MB 348

cm²/g - m²/kgResíduo na # n.º 200 (0,075 mm) - MB 3432

(%)100×MR

=F

Influênciasdesenvolvimento de calorretraçãoaumento da resistência ao longo do tempo

Propriedades - Estabilidade de volumeHidratação retardada de CaO livre e MgO

CaO + H2O → Ca (OH)2

MgO + H2O → Mg (OH)2

Agulhas de Le Chatelier - MB 3435

Autoclave

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Propriedades - Estabilidade de volumeSal de Candlot (Bacilo do cimento)

3CaO . Al2O3 . 3CaSO4

. 31H2Oquando forma sal de Candlot no cimento endurecido, ou seja, a partir da alumina insolubizada, ocorre expansão na pasta com a conseqüente fragmentação.

CaSO4 Forma sal de Candlot (Etringita)

MgSO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + Mg(OH)2

Molécula maior que Ca(OH)2

Ataque da água do mar - água sulfatada

Expansivo

Propriedades - Estabilidade de volumeReação álcali-agregado

K2ONa2O

+ Sílica amorfa Expansão

Agregados reativosOpala;Tridimita;Cristobalita;Calcedônia;Zeólitas.

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Propriedades – Calor de hidratação

Composto C3S C2S C3A C4AFCalor de hidratação (cal/g) 120 62 207 100

• As reações de pega e endurecimento são exotérmicas

• Concreto massaO calor gerado é proporcional ao volume da peça;A dissipação do calor se faz pela superfície.

Propriedades - Calor de hidratação

Fissuração térmica

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Propriedades – Resistência àcompressão

MB1 (NBR 7215) - Determinação da resistência

à compressão

- argamassa 1 : 3 : 0,48

- areia normal

- corpos de prova cilíndricos ∅ 5 x 10cm

- idades de 3, 7 e 28 dias

Adições para fabricação de cimentos

Escória granulada de alto fornoFiler carbonáticoPozolana

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Cimentos de escória

Escória granulada de alto fornoSubproduto do tratamento de minério de ferro em alto-forno, obtido sob forma granulada por esfriamento brusco e constituído em sua maior parte de silicatos e aluminatos de cálcio.Escória básica (EB 208)

1%

%%%

2

32 >++

SiOOAlMgOCaO

Cimentos de escória

Escória granulada de alto forno

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Cimento Portland de alto-fornoAglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado.

35 < % escória < 70

Cimento Portland de alto fornoCaracterísticas:

Consome menos combustível na fabricaçãoMaior resistência aos agentes agressivos:

possuem pequena % de C3A e maior % de silicatos de cálcio de menor basicidade, que produzem na hidratação menor % de Ca(OH)2

Endurecimento lento:menor calor de hidrataçãoresistências mais baixas nas primeiras idades e elevadas nas idades maiores

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Pozolanas - EB 758Material silicoso ou sílico-aluminoso, que por si só possui pouco ou nenhum valor aglomerante hidráulico, porém quando finamente dividido e em presença de H2O reage quimicamente com o Ca(OH)2 à temperatura normal, formando compostos com características de aglomerante hidráulico

Pozolanas - EB 758Pozolanas naturais

algumas terras diatomáceasrochas contendo minerais de opalatufos e cinzas vulcânicas

Pozolanas artificiaiscalcinação conveniente de argilas e xistos argilosos

Cinzas volantesresultantes da combustão de carvão mineral, usualmente das usinas termelétricas

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Cimento Portland PozolânicoEB 758

aglomerante hidráulico obtido pela mistura de clínquer Portland e pozolana15% < pozolana < 50%hidratação

o Ca(OH)2 liberado na hidratação dos silicatos do clínquer reage com a pozolana dando origem a compostos hidratados estáveis

– menos básicos (CaO/SiO2 menor)

Características do cimento Portland pozolânico

Menor consumo de combustível na sua fabricaçãoEndurecimento lento

baixo calor de hidrataçãobaixa resistência nas primeiras idades

Resistência a ataques químicos (água sulfatadasInibidor da reação álcali-agregado

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Tipos de cimento

Classes 25 – 32 – 40

CP II Cimento Portland Composto EB 2138

CP III Cimento Portland de Alto-forno EB 208

CP V Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (ARI) EB 2

CP IV Cimento Portland Pozolânico EB 758

CP I Cimento Portland Simples EB 1

CP II - E Classes 25, 32 e 40CP II - Z Classes 25, 32 e 40CP II - F Classes 25, 32 e 40

Classes 25, 32 e 40

Classes 25 e 32

Cimentos NacionaisDesignação Teores dos componentes em massa

do Clínquer + Sulfato Escória Material Materialproduto de cálcio granulada pozolânico carbonático

CP I Cimento Portland Comum 100Cimento Portland Comumcom adiçãoCimento Portland Compostocom EscóriaCimento Portland Compostocom PozolanaCimento Portland Compostocom Filer

CP III 5735 Cimento Portland de Alto Forno 65 - 25 35 - 70 0 - 5CP IV 5736 Cimento Portland Pozolânico 85 - 45 15 - 50 0 - 5

Cimento Portland de AltaResistência Inicial

Cimento Portland Resistente

a Sulfatos

1) C3A < 8% e filer carbonático < 5%

2) CP III, com 60% < escória < 70%

3) CP IV, com 25% < pozolana < 40%

Sigla originalacrescida

de RS

5737

100 - 95

6 - 34

6 - 14

1 - 5

0 - 10

0 - 10

6 - 10

0 - 5

99 - 95

94 - 56

94 - 76

94 - 90

Sigla NBR

CP I - S5732

CP V - ARI 5733

CP II - E

CP II - Z

CP II - F

11578