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FACULDADE DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL E TRANSPORTES 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Materiais de Construção Civil I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• A
• 
• 
 
GLOMERANTES 
AGREGADOS 
CONCRETOS 
Professores: 
Moacyr Carvalho Filho 
Luciana Nascimento Lins 
Versão 2004/2 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
SUMÁRIO 
 
1. Aglomerantes 
1.1 Definição e breve histórico 
1.2 Qualidades essenciais das pastas e argamassas 
1.3 Classificação dos aglomerantes 
1.4 Propriedades e características físicas 
1.5 Noções Gerais 
1.6 Principais empregos das argamassas na construção civil 
1.7 Cal 
1.7.1 Introdução 
1.7.2 Fluxo de processo para obtenção da cal 
1.7.3 Impurezas 
1.7.4 Formas de Endurecimento 
1.7.5 Cal Aérea 
1.7.5.1 Aplicação da cal aérea 
1.7.5.2 Características 
1.7.6 Cal Hidráulica 
1.7.6.1 Classificação e propriedade 
1.7.6.2 Aplicações 
1.7.7 Recapitulando (Cal) 
1.7.8 Normas relacionadas à Cal 
Perguntas e respostas 
Leitura Complementar 
1.8 Cimento Natural 
1.9 Gesso 
1.9.1 Definição 
1.9.2 Fases de desidratação da gipsita por calcinação 
1.9.3 Propriedades 
1.9.4 Fabricação 
1.9.5 Utilização do gesso Paris 
1.9.6 Normas relacionadas ao gesso 
Perguntas e respostas 
1.10 Cimento Portland 
1.10.1 A história do cimento 
1.10.2 Composição do cimento Portland 
1.10.2.1 Clínquer 
1.10.2.2 Adições 
1.10.3 Composição química do cimento Portland 
1.10.4 Composição mineralógica do clínquer Portland 
1.10.5 Reações de hidratação dos compostos do clínquer 
1.10.6 Cristalização 
1.10.7 Classes de resistência 
1.10.8 Principais propriedades dos diversos tipos de cimento 
1.10.9 Principais tipos de cimento Portland 
1.10.9.1 Cimento Portland Comum (CP I) 
1.10.9.2 Cimento Portland Composto (CP II) 
1.10.9.3 Cimento Portland de Alto Forno (CP III) 
1.10.9.4 Cimento Portland Pozolânico (CP IV) 
1.10.9.5 Cimento Portland Alta Resistência Inicial (CP V) 
1.10.9.6 Cimento Portland Resistente aos Sulfatos 
1.10.9.7 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação 
1.10.9.8 Cimento Portland Branco 
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1.10.10 Exigências físicas e mecânicas 
1.10.11 Exigências químicas 
1.10.12 Normas relacionadas ao cimento (Portland e outros) 
Perguntas e respostas 
Leitura Complementar 
 
2. Agregados 
2.1 Definição 
2.2 Classificação dos agregados 
2.3 Características das rochas de origem 
2.4 Principais propriedades físicas dos agregados 
Exercício 
2.5 Outras propriedades 
2.6 Agregados Naturais 
2.6.1 Areia Natural 
2.6.2 Seixo Rolado ou cascalho 
2.7 Agregados Artificiais 
2.7.1 Definições 
2.7.2 Matéria-prima ou rocha de origem 
2.7.3 Brita ou pedra britada 
2.8 Agregados industrializados 
2.8.1 Agregados Leves 
2.8.2 Agregados Pesados 
2.9 Exigências normativas do NBR 7211 – Agregado para concreto 
2.9.1 Granulometria 
Exercício 
2.9.2 Forma dos grãos 
2.9.3 Substâncias nocivas 
2.10 Umidade e inchamento do agregado miúdo 
2.11 Outros índices de qualidade 
Leitura Complementar 
 
3. Concretos 
3.1 Introdução 
3.1.1 O concreto como material estrutural 
3.1.2 Algumas definições 
3.1.3 Componentes do concreto 
3.1.4 Tipos de concreto 
3.2 Estrutura do Concreto 
3.2.1 Fases do concreto a nível macroscópico 
3.2.2 Fases do concreto a nível microscópico 
3.3 Propriedades do concreto 
3.3.1 Traço 
3.3.2 Resistência do concreto 
3.3.3 Importância da relação água/cimento 
3.3.4 Medida da consistência do concreto 
3.3.5 Dados práticos sobre os limites de consistência 
3.3.6 Importância da consistência 
3.3.7 Influência do módulo de finura dos agregados e do traço na relação a/c 
3.3.8 Influência da areia úmida 
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3.4 Aditivos 
3.5 Propriedades do concreto endurecido e sua importância 
3.5.1 Resistência do concreto – Fazendo uma breve dissertação 
Exercício 
3.6 Centrais de concreto / Processos e Sistemas 
3.6.1 Recebimento dos materiais componentes 
3.6.2 Estocagem 
3.6.3 Disposição da central 
3.6.4 Mistura 
3.6.5 Transporte 
3.6.6 Lançamento 
3.6.7 Adensamento 
3.6.8 Cura ou sazonamento 
3.6.9 Métodos de cura 
3.6.10 Pedido de concreto 
3.6.11 Entrega do concreto 
3.6.12 Controle tecnológico 
3.6.13 Aceitação do concreto 
Leitura Complementar 
3.7 Dosagem do concreto 
3.7.1 Parâmetros específicos 
3.8 Controle tecnológico do concreto 
3.8.1 Controle de qualidade 
3.8.2 Acompanhamento da obra 
3.8.3 Conhecimento do projeto 
3.8.4 Mão-de-obra disponível 
3.8.5 Dosagem 
3.8.6 Controle da resistência do concreto 
3.8.5.1 Plano de Controle 
3.8.5.2 Controle estatístico 
3.8.5.3 Controle do concreto para amostragem total (100%) 
3.8.5.4 Casos Especiais 
Exercício 
Bibliografia 
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Aula Prática no LEC 
 
 
 
 
 
 
Equipamento para Ensaio de Finura do 
Cimento Portland 
Equipamento para Ensaio de Água da 
Pasta de Consistência Normal 
 
 
 
 
Aglomerantes 
 
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1. Aglomerantes 
 
1.1. Definição e breve histórico 
 
Os aglomerantes são elementos ativos empregados na construção civil onde entram na 
composição das pastas, argamassas e concretos. Constituem o material ligante utilizado 
para fixar ou aglomerar materiais entre si. 
 
O primeiro aglomerante utilizado pelo homem foi a argila. São encontradas na bíblia citações 
do uso da argila nas construções pelos assírios, babilônicos, egípcios e outras civilizações 
da Antigüidade. 
 
Argilas secas ao sol ainda são muito utilizadas nas construções rurais, em casas de “taipa”. 
Estas construções apresentam baixas resistências mecânicas e reduzida durabilidade por 
ser a argila um aglomerante quimicamente inerte. 
 
Aglomerantes tipo cal e gesso, que são quimicamente ativos, também eram do 
conhecimento dos antigos e muitas das obras que foram construídas com eles ainda 
existem. 
 
O cimento Portland, que também é um aglomerante quimicamente ativo, é o principal 
aglomerante em uso atualmente, representando o 2o produto em consumo per-capita pelo 
homem, tendo sido inventado no ano de 1824 por Joseph Aspdin, fabricante de tijolos do 
condado de York. 
 
Muitos são os materiais que tem propriedades aglomerantes, porém para a utilização na 
construção civil é essencial que as matérias-primas para sua obtenção sejam abundantes na 
natureza e se encontrem em condições de aproveitamento econômico. 
 
Os aglomerantes apresentam-se sob forma pulverulenta e, quando misturados com água, 
formam uma pasta capaz de aglutinar e formam suspensões coloidais, endurecendo por 
simples secagem, ou, em conseqüência de reações químicas, aderindo às superfícies com 
as quais foram postas em contato. 
 
1.2. Qualidades essenciais das pastas e argamassas 
 
• Resistência mecânica; 
• Durabilidade; 
• Consistência; 
• Plasticidade; 
• Capacidade de retenção de água; 
• Aderência; 
• Resistência ao calor elevado. 
 
 
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1.3. Classificação dos aglomerantes 
 
a) Quanto ao processo de endurecimento, podem ser: 
 
• Quimicamente inertes → endurecem por simples secagem (evaporação da água de 
amassamento) ou resfriamento. Possuem baixa resistência mecânica e o processo é 
reversível. 
Exemplos: Argila e Asfalto. 
 
• Quimicamente Ativos → o endurecimento é decorrente de reações químicas. 
Exemplos: Cal, Cimento Portland e Gesso. 
 
b) Os aglomerantes quimicamente ativos podem, ainda, ser classificados em: 
 
• Aglomerantes Aéreos → necessitam estar em contato com o ar para que o processo de 
endurecimento ocorra e não resistem à ação da água depois de endurecidos. 
Exemplos: Calesaéreas e Gesso. 
 
• Aglomerantes Hidráulicos → o endurecimento ocorre sob a influência exclusiva da 
água, independentemente do ar e resistem satisfatoriamente à ação da água depois de 
endurecidos. 
 
c) Quanto ao tempo de pega: 
 
• Pega rápida – menos de 8 minutos; 
• Pega semi-lenta – de 8 a 30 minutos; 
• Pega lenta – de 30 minutos a 6 horas; 
• Pega muito-lenta - mais de 6 horas. 
 
d) Podemos classificar os quimicamente ativos conforme a composição: 
 
• Simples → são aqueles que depois de obtidos não recebem adição de nenhum outro 
produto. Corresponde a apenas um produto. 
Exemplos: Gesso, cal aérea, cal hidráulica, cimento natural, cimento Portland, cimento 
aluminoso. 
 
• Composto → mistura de um produto com um sub-produto. 
 
• Misto → mistura de dois produtos, ou seja, mistura de dois ou mais aglomerantes simples. 
 
• Com Adições → mistura de um produto com adições que visam conferir propriedades 
especiais. 
Exemplos: Cimento colorido, cimento para alvenaria. 
 
 
 
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1.4. Propriedades e características físicas 
 
a) Massa específica (D ou ME) e massa unitária (d ou MU). 
 
 D (kg/l) d (kg/l) 
Cimento Portland 3,0 a 3,15 1,12 
Cal 2,25 a 2,30 0,48 a 0,64 
Gesso 2,55 a 2,60 0,65 a 0,80 
 
Atenção: 
Massa específica (D) = 
amostra da cheios de volume
amostra da massa
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde: Volume total = V = volu
 
1.5. Noções Gerais 
 
Os aglomerantes minerais, qu
das seguintes formas: 
 
PASTA = aglomerante + água
 
ARGAMASSA = aglomerante 
 
CONCRETO = aglomerante + 
 
Das pastas e argamassas f
propriedades: 
amostra da massa
Massa unitária (d) = 
 totalvolume
 
me de cheios + volume de ar. 
imicamente ativos podem ser empregados, conforme o caso, 
 
+ água + agregado miúdo (areia) 
água + agregado miúdo + agregado graúdo (brita). 
eitas com os aglomerantes minerais visamos as seguintes 
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

















ldimensiona deestabilida
lidadeimpermeabi
tração à aresistênci
astemperatur altas às aresistênci
porosidade
aderência
compressão à aresistênci
 sendurecida Quando
água de retenção
deplasticida
iaconsistênc
pega de início de tempo
 frescas Quando 
 
 
 
1.6. Principais empregos das argamassas na construção civil 
 
Chapisco → É a primeira camada. É feito com areia grossa e cimento* (1:4 ou 1:5) Tem a 
função de dar aderência à parede, penetra nos tijolos, fecha poros, uniformiza e dá aspereza 
a superfície. Deve ser uma mistura bem úmida lançada (jogada) sobre a parede. Cai muito 
no chão. Se o chão for revestido dá para recolher, e imediatamente colocar na caixa de 
mistura. Bater e jogar outra vez com rapidez, pois o cimento já está hidratado. Antes da 
próxima camada (emboço) lançam-se as mestras que são ripas verticais distantes de 1,5 a 
2,0 m e que servirão como guias para correr a régua que planificará o emboço. 
 
Emboço → É a segunda camada, lançada depois de algumas horas. Serve para 
regularização geométrica (aplainamento). É no emboço que se acertam as irregularidades 
das paredes. 
• Revestimento interno: cal e areia. 
• Revestimento externo: mistura bastarda (1 cimento: 4 cal: 12 areia). 
 
Reboco → É a terceira e última camada – usar areia fina e cal em mistura bem rica (1:3 ou 
1:4). Não usar cimento que pode dar trinca (devido à retração), atrapalhando a futura 
pintura, ou então o cimento pode “vidrar” à superfície. 
 
(*) A razão de usar cimento é que este é muito melhor cola que a cal. E essa primeira 
camada é crítica e fundamental. 
 
Estudaremos agora, alguns aglomerantes, como por exemplo a cal, o cimento natural, o 
gesso e o cimento Portland. 
 
 
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1.7. Cal 
 
1.7.1. Introdução 
 
Na Antigüidade o aglomerante clássico dos elementos de construção foi a cal. Utilizada 
pelos gregos e romanos pode-se até imaginar que tenha sido descoberta acidentalmente 
num acampamento onde se acendeu uma fogueira sobre uma rocha calcária, cai uma chuva 
inesperada e deste modo ocorre a desagregação dos pedaços da rocha, com a produção de 
vapor de água e de uma pasta branca. 
Esta pasta ao transcorrer nos dias recupera a dureza e resistência da rocha original. Deste 
modo ou de uma maneira muito semelhante foi descoberta a argamassa de cal, séculos 
antes que se conhecesse o processo de obtenção da mesma (calcinação, extinção e 
recarbonatação), o qual veremos adiante. 
Atualmente no Brasil, segundo a ABPC (Associação Brasileira dos Produtores de Cal), 
consome-se, nas pequenas construções 1,1 saco de cal por m2 de construção, ou seja 22 
kg/m2 de área construída. Isso dá bem uma dimensão da importância do material que é 
também empregado na estabilização de solos, em especial os sílticos e argilosos formando 
o solo-cal, nos processos de obtenção do aço (fundentes), na fabricação de açúcar de cana, 
na obtenção do vidro, no tratamento de água, na obtenção de papel e em concretos 
especiais para aumentar a trabalhabilidade. 
Podemos então, definir cal como sendo o nome genérico de um aglomerante simples, 
resultante da calcinação de rochas calcárias à temperatura inferior a de início de fusão, 
cerca de 900oC, suficiente para a dissociação do calcário, produzindo-se óxido de cálcio e 
gás carbônico. 
 
 
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1.7.2. Fluxo de processo para obtenção da cal 1.7.2. Fluxo de processo para obtenção da cal 
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Calcinação: 
 
{ 2
ou virgem vivacal
C)900 ( forno
calcárea rocha
3 COCaOCaCO o + → ±321 
 
 
Veja ilustração abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O produto obtido desta calcinação, chamado cal viva ou cal virgem, ainda não é o 
aglomerante, contém predominantemente óxido de cálcio, exibe estrutura porosa e formatos 
idênticos aos grãos da rocha original, porém, com menor volume, devido a perda de CO2. 
 
Definição de Cal Virgem ou Cal Viva: Cal obtida no processo de calcinação da qual o 
constituinte principal é o óxido de cálcio ou óxido de cálcio em associação natural com o 
óxido de magnésio, capaz de reagir com a água. Em função dos teores de seus constituintes 
pode ser classificada como cálcica, dolomítica ou magnesiana, conforme tabela 1: 
 
Tabela 1: Classificação da cal virgem (NBR 6453/1988)1 
Classificação % de CaO em relação aos óxidos totais 
Cálcica ≥90 
Magnesiana ≥65 a < 90 
Dolomítica < 65 
 
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1 NBR 6453/1988 – CAL VIRGEM PARA CONSTRUÇÃO – ESPECIFICAÇÃO. 
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Para a obtenção do aglomerante é necessário que a cal viva seja hidratada ou extinta. O 
óxido hidratado transforma-se em hidróxido, que é o constituinte básico do aglomerante cal. 
A operação de hidratação recebe o nome de extinção, e o hidróxido resultante denomina-
se cal extinta ou cal hidratada. 
 
Extinção: 
 
{
22
hidratada ou extinta cal
22
virgem ou viva cal
Ca(OH) de74gOHde18gCaOde56g
Ca(OH) OH CaO
=+
+→+ calor
43421
 
 
Rendimento em peso: 1,32
56g
74g
= 
Quantidade de água a empregar para formar a pasta: 
)CaOdemassa3
1água de (massa 0,32
56g
18g
== 
Podemos dizer que a cal extinta (Ca(OH)2) contém 24% de seu peso em água → (água / cal 
extinta) = 18g / 74g = 0,24. 
 
 
Veja ilustração abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O produto obtido no processo de extinção da cal virgem é a cal hidratada, que é definida 
segundo a NBR 7175/1992 – CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS, como: Pó seco 
obtido pela hidratação de cal virgem, constituída essencialmente de hidróxido de cálcio ou 
de uma mistura de hidróxidode cálcio com hidróxido de magnésio, ou ainda, de uma mistura 
de hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio e óxido de magnésio. 
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A cal hidratada apresenta-se sob a forma de flocos ou pó de cor branca. Pode ser vendida e 
entregue a granel, em contêiner ou ensacada. A massa líquida de cada saco pode ser de 8, 
20, 25 ou 40 kg. 
 
Conforme os teores de óxidos não hidratados e de carbonatos, indicados na tabela 2, A cal 
hidratada é designada por: 
• CH-I – cal hidratada especial 
• CH-II – cal hidratada comum 
• CH-III – cal hidratada com carbonatos 
 
Tabela 2: Exigências Químicas (NBR 7175/1992)2 
Limites 
Compostos 
CH-I CH-II CH-III 
Na fábrica ≤5% ≤5% ≤13% Anidrido 
carbônico (CO2) No depósito ou na obra ≤7% ≤7% ≤15% 
Óxido não-hidratado calculado ≤10% Não exigido ≤15% 
Óxidos totais na base de não voláteis (CaO + MgO) ≥88% ≥88% ≥88% 
 
A reação de extinção se processa com forte desprendimento de calor (reação exotérmica) e 
grande aumento de volume. A extinção da cal cálcica, usualmente gorda, é muito violenta, 
podendo ocorrer a queima devido à grande elevação na temperatura, a qual pode atingir 
. Essa elevação tem provocado incêndios em vagões, silos, barracões de madeira, 
nos quais a cal virgem se hidratou em contato com a água, geralmente da chuva ou da 
umidade do ar. 
C400 o±
 
A cal gorda, na extinção aumenta cerca de 3 vezes o seu volume inicial. 
 
De acordo com o tempo de extinção, as cales podem ser classificadas em: 
 
• extinção rápida: tempo ≤ 5 minutos; 
• extinção média: tempo de 5 a 30 minutos; 
• extinção lenta: tempo > 30 minutos. 
 
Para o processo de extinção rápida, é necessário que a cal seja colocada na água, nunca o 
inverso. 
 
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2 NBR 7175/1992 – CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS - ESPECIFICAÇÃO 
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1.7.3. Impurezas 
 
Os calcários contém impurezas, tais como: 
• Sílica - SiO2 (S) 
• Alumina – Al2O3 (A) 
• Ferro – Fe2O3 (F) 
• Magnésio – (MgO) 
 
São denominadas impurezas argilosas a sílica, a alumina e o ferro. A variação dos teores 
destas impurezas do calcário alteram substancialmente as características dos aglomerantes 
obtidos. 
 
Quanto ao % de componentes argilosos a cal será considerada: cal aérea ou cal 
hidráulica. 
 
( )∑ ⇒++ 32322 OFeOAl%SiO %



>Σ
<Σ
Hidráulica Cal denominada será cal a 10% for se
 AéreaCal denominada será cal a 10% for se
 
 
As cales podem ainda ser classificadas sob dois aspectos, segundo o autor Falcão Bauer 
em seu livro “Materiais de Construção”: 
 
a) Segundo a composição química 



MgO de 20% de mais :smagnesiana
CaO de 75% de mais :cálcicas
 
b) Segundo o rendimento em pasta  


<
≥
toneladam 1,82 R :magras
toneladam 1,82 R:gordas
3
 3
/
/
 
Nota: Entende-se por rendimento em pasta o valor do volume de pasta de cal obtida com 
uma tonelada de cal viva. Essa pasta é uma suspensão do tipo coloidal, que se obtém na 
operação de extinção da cal viva. Para todos os efeitos, a pasta de cal pode ser considerada 
como o aglomerante realmente utilizado em construção. Do ponto de vista econômico, é 
primordial o conhecimento do rendimento em pasta, porque o produto comprado é a cal viva 
e o produto utilizado, a pasta de cal. 
 
Se o rendimento em pasta for maior que 1,82, a cal será denominada gorda, e se for inferior 
a esse valor, magra. Esse rendimento-limite corresponde ao rendimento de 1,82 m3 de pasta 
para uma tonelada de cal viva (550 kg de cal viva para 1 m3 de pasta). A cal é gorda quando 
são necessários 550 kg de cal viva para obter 1m3 de pasta, e a cal é dita magra quando são 
necessários mais de 550kg de cal viva para obter 1m3 de pasta. 
 
A cal gorda dá origem a uma pasta plástica e homogênea. Já a cal magra origina pasta 
terrosa e grumosa. 
 
De um modo geral, a cal magnesiana é magra. Observa-se, entretanto, que outros fatores, 
como a presença de impurezas, supercozimento ou subcozimento, têm maior influência no 
rendimento da cal. 
 
- 15 - 
A cal extinta é utilizada em misturas com água e areia, em proporções apropriadas, na 
elaboração de argamassas. Estas têm consistência mais ou menos plástica, e endurecem 
por recombinação do hidróxido com o gás carbônico presente na atmosfera, reconstituindo o 
carbonato original, cujos cristais ligam de maneira permanente os grãos de agregado 
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utilizado. Esse endurecimento ocorre com lentidão e ocorre, evidentemente, de fora para 
dentro, exigindo uma certa porosidade que permita, de um lado, a evaporação da água em 
excesso e, de outro, a penetração do gás carbônico do ar atmosférico. O mecanismo do 
endurecimento, que depende do ar atmosférico, explica o nome dado a esse aglomerante – 
cal aérea – que se opõe ao nome de outra variedade – cal hidráulica – que endurece 
principalmente por ação da água. 
 
A carbonatação da cal aérea é acompanhada de um aumento de volume. Devido a essa 
expansão, deve-se utilizar argamassas de cal aérea com areia, diminuindo assim a retração 
que se processa com a perda d’água, aumentando a porosidade, conseqüentemente, 
facilitando a penetração do CO2. Não se deve utilizar argamassas com muita cal e nem 
camadas muito espessas. 
 
1.7.4. Formas de Endurecimento 
 
a) Cal Aérea: Reação de Recarbonatação 
 
OH CaCO OH Ca(OH) 23(ar)CO22 2 + →+ 
 
Essa reação ocorre na temperatura ambiente e exige a presença de água, a qual funciona 
como agente catalisador. Verificou-se que o gás carbônico seco não combina 
satisfatoriamente com o hidróxido. O processo é lento, podendo, entretanto, ser acelerado 
pelo aumento da proporção de gás carbônico presente na atmosfera. O resultado, porém, 
não é satisfatório, uma vez que tal aceleração conduz ao desenvolvimento insuficiente dos 
cristais de carbonatos, que resulta no enfraquecimento final do produto. O endurecimento da 
cal aérea somente ocorre na presença do ar. Porém, depois de endurecida, se colocada em 
contato com água, dissolve- se aos poucos. 
 
b) Cal Hidráulica: 
 
cálcio. de aluminatos e silicatos de hidratação OH Ca(OH) 22 →+ 
 
O endurecimento da cal hidráulica se faz decorrente da hidratação de silicatos e 
aluminatos formados pela combinação de moléculas de CaO com os componentes 
argilosos. Após endurecida se for submetida ao contato com água não se dissolve. 
 
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1.7.5. Cal Aérea 
 
A cal aérea é obtida pela calcinação de rochas calcárias que tenham teores de componentes 
argilosos inferiores a 10%, sendo necessária a extinção para a obtenção do aglomerante. 
 
Por ser um aglomerante aéreo necessita estar em contato com o ar para que o processo de 
endurecimento ocorra. 
 
1.7.5.1. Aplicação da cal aérea 
 
• Fabricação de argamassa 
• Preparo de tintas 
• Indústria química e cerâmica 
• Estabilidade de solos 
 
Nota: As natas de cal são utilizadas em revestimentos e pinturas. 
 
1.7.5.2. Características 
 
• Massa específica: 2,25 a 2,30 kg/l; 
• Massa unitária: 0,48 a 0,60 kg/l. 
 
1.7.6. Cal Hidráulica 
 
A cal hidráulica é obtida pela calcinação de rochas calcárias que tenham teores de 
componentes argilosos superiores a 10%. 
 
A cal hidráulica se caracteriza pelo fato de endurecer pela ação da água, sem necessitar da 
intervenção do ar, e de resistir satisfatoriamente quando em contato com água. 
 
Sua pega é muito lenta o que a torna mais adequada a emprego de menor responsabilidade, 
principalmente em misturas denominadas cimentos de alvenaria. 
 
Assim como a cal aérea, a cal hidráulica também necessita da extinção para a obtenção final 
do aglomerante. 
 
Ao ser utilizada como aglomerante, a cal hidráulica é misturada com água, e o 
endurecimento da pasta resulta de dois tipos de reação, o hidróxido de cálciolivre combina-
se com o CO2 do ar, e os compostos de cal e argila hidratam-se, formando produtos 
insolúveis, que colocam o aglomerante na classe dos hidráulicos. 
 
- 17 - 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
1.7.6.1. Classificação e propriedade 
 
Quanto maior o percentual de componentes argilosos presentes no calcário de origem maior 
será a hidraulicidade da cal e melhor serão as suas características mecânicas. 
 
A hidraulicidade de uma cal é dada por: 
 
%CaO
OFe%O Al% SiO % 
 I.H 32322
++
= 
 
 
onde I.H.= índice de hidraulicidade. 
 
I.H. % Componentes Argilosos Classificação 
Resistência à 
Compressão (kg/cm2) 
0,16 a 0,31 10 - 15 Medianamente hidráulica 15 
0,31 a 0,42 15 - 19 Hidráulica 40 
0,42 a 0,50 19 – 22 Fortemente hidráulica 80 
 
 
 
1.7.6.2. Aplicações 
 
A cal hidráulica não é empregada no Brasil. 
 
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Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
1.7.7. Recapitulando (Cal) 
 
- 19 - 
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1.7.8. Normas relacionadas à Cal 
 
- 20 - 
DESCRIÇÃO DA NORMA NÚMERO ATUALIZAÇÃO 
Cal - Determinação do resíduo de extinção NBR6472 (orig. MB341) 7/6/1993 
Cal cálcica para aciaria – Especificações e condições 
de fornecimento NM203 2000 
Cal dolomítica para aciaria – Especificações e 
condições de fornecimento NM204 2000 
Cal hidratada para argamassas NBR7175 (orig. EB153) 7/6/1992 
Cal hidratada para argamassas – Determinação da água 
da pasta de consistência normal NBR14399 30/11/1999 
Cal hidratada para argamassas - Determinação da 
capacidade de incorporação de areia no plastômero de 
Voss 
NBR9207 
(orig. MB2333) 31/3/2000 
Cal hidratada para argamassas - Determinação da 
estabilidade 
NBR9205 
(orig. MB2331) 12/1985 
Cal hidratada para argamassas – Determinação da 
finura - "A SER REIMPRESSA, INCORPORANDO 
EMENDA Nº 1 DE 07/2000 (1 PÁGINA) 
NBR9289 
(orig. MB2351) 31/7/2000 
Cal hidratada para argamassas - Determinação da 
plasticidade 
NBR9206 
(orig. MB2332) 12/1985 
Cal hidratada para argamassas - Determinação de 
retenção de água 
NBR9290 
(orig. MB2352) 30/4/1996 
Cal para aciaria - Amostragem e preparação das 
amostras NBRNM159 31/10/2000 
Cal para aciaria - Amostragem e preparação de 
amostras NM159 1998 
Cal para aciaria - Determinação da reatividade NM205 1999 
Cal virgem - Determinação do tempo de extinção NBR10791 (orig. MB3058) 11/1989 
Cal virgem e cal hidratada - Análise química NBR6473 (orig. MB342) 7/5/1996 
Cal virgem e cal hidratada – Retirada e preparação de 
amostra – Procedimento 
NBR6471 
(orig. MB266) 19/2/1998 
Cal virgem e cal hidratada para tratamento de água de 
abastecimento - Determinação de óxido de cálcio 
disponível, hidróxido de cálcio e substâncias reativas 
ao HCl expresso em CaCO3. 
NBR13293 28/4/1995 
Cal virgem e cal hidratada para tratamento de água de 
abastecimento público 
NBR10790 
(orig. EB1965) 7/4/1995 
Cal virgem e cal hidratada para tratamento de água de 
abastecimento público – Determinação de óxido e 
hidróxido de magnésio 
NBR13294 28/4/1995 
Cal virgem para aciaria NBR9551 (orig. EB1689) 9/1986 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
Cal virgem para aciaria – Determinação da 
granulometria 
NBR9552 
(orig. MB2508) 9/1986 
Cal virgem para aciaria – Determinação da reatividade 
pelo método Wührer 
NBR8815 
(orig. MB2146) 1/1989 
Cal virgem para aciaria – Determinação de anidrido 
carbônico por gasometria 
NBR9553 
(orig. MB2509) 9/1986 
Cal virgem para aciaria – Determinação de enxofre NBR9099 (orig. MB2297) 10/1985 
Cal virgem para aciaria – Determinação de fósforo por 
colorimetria 
NBR9554 
(orig. MB2510) 9/1986 
Cal virgem para aciaria – Determinação de perda ao 
fogo, anidrido silícico mais resíduo insolúvel, óxido de 
cálcio e óxido de magnésio 
NBR8816 
(orig. MB2147) 4/1985 
Cal virgem para aciaria – Determinação do anidrido 
carbônico 
NBR9166 
(orig. MB2335) 12/1985 
Cal virgem para construção NBR6453 (orig. EB172) 7/1988 
Extintor de cal NBR12805 26/2/1993 
Materiais pozolânicos – Determinação de atividade 
pozolânica - Índice de atividade pozolânica com cal 
NBR5751 
(orig. MB960) 7/6/1992 
Preparação de amostras de cal virgem para aciaria - 
Análise química e reatividade 
NBR9169 
(orig. NB968) 12/1985 
 
 
Perguntas e Respostas 
 
1) Descreva o processo de obtenção da cal. 
A cal é um produto obtido pela calcinação (queima) de rochas calcárias, compostas por 
carbonato de cálcio e magnésio. 
Após a rocha ser devidamente analisada e moída, obedecendo às exigências químicas e 
físicas, esta é enviada a fornos com altíssimas temperaturas para ser calcinada (o que 
promove a retirada do gás carbônico). O produto resultante deste processo é denominado 
CAL VIRGEM (ou cal viva) e não apresenta propriedades aglomerantes. Para obtermos o 
aglomerante cal (hidróxido de cálcio), é necessário que a cal virgem seja hidratada (extinta), 
reação esta que é resultante da adição de água à cal virgem. 
Somente após o processo de moagem e separação de acordo com a granulometria, é que a 
cal estará pronta para ser utilizada. 
 
2) O que é cal viva? 
É o nome que se dá ao produto obtido da calcinação da rocha calcária. Ainda não é o 
aglomerante, contém predominantemente óxido de cálcio, e exibe estrutura porosa e formato 
idêntico aos grãos da rocha original, porém, com menor volume, devido à perda de CO2. 
 
3) Por que a cal viva não necessita de moagem para tornar-se material pulverulento? 
Porque durante a reação de extinção ou hidratação a cal viva já se pulveriza. 
 
- 21 - 
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4) Qual a diferença entre cal aérea e cal hidráulica? 
Cal aérea – aglomerante aéreo, necessita estar em contato com o ar para que o processo de 
endurecimento ocorra (não resistem bem a ação da água). 
Cal hidráulica – aglomerante hidráulico, seu endurecimento se dá sob a influência exclusiva 
da água, independente do ar, e resistem satisfatoriamente a ação da água depois de 
endurecidos. 
 
5) Cite 5 qualidades essenciais das pastas e argamassas feitas com cal e cimento. 
Aumento da retenção de água e da capacidade de incorporação da areia; • 
• 
• 
• 
• 
reconstituição autógena (existe por si mesma) das fissuras; 
plasticidade; 
maior trabalhabilidade do que as argamassas preparadas somente com cimento; 
raras eflorescências. 
 
6) Quais as diferenças entre os produtos denominados cal hidráulica e cal hidratada? 
A cal hidráulica é um produto obtido pela calcinação de rochas calcárias que tenham teores 
de impurezas argilosos superiores a 10%, conferindo a esta a característica de 
endurecimento pela ação da água, sem necessitar da intervenção do ar. 
Já a cal hidratada é o produto resultante da hidratação (extinção) da cal viva.A partir desta 
hidratação obtemos o aglomerante cal que, dependendo do teor de impurezas argilosas, 
será classificado em cal aérea ou cal hidráulica. 
7) Por que as cales obtidas de calcários com teores mais elevados de impurezas argilosas 
são mais resistentes do que aquelas obtidas de calcários puros? 
Quanto maior o teor de impurezas argilosas, maior será a quantidade de silicatos e 
aluminatos presentes nesta cal, aumentando assim a hidraulicidade e a resistência 
mecânica desta cal. 
 
8) Escreva, resumidamente o que sabe sobre a cal dentro dos seguintes tópicos: obtenção, 
reação de endurecimento e classificação. 
Obtenção – a cal é um produto obtido pela calcinação (queima) de rochas calcárias, 
compostas por carbonato de cálcio e magnésio. A partir desta calcinação obtemos a cal 
virgem, produto este que ainda não é o aglomerante. É necessário, então, que seja feita a 
hidratação da cal virgem, formando-se assim a cal hidratada, que apresenta propriedades 
aglomerantes. 
Endurecimento – a reação de endurecimento da cal dependerá do teor de impurezas 
argilosaspresentes nesta, pois, dependendo desta quantidade, a cal será classificada em 
aérea ou hidráulica. 
A cal aérea apresenta menos de 10% de impurezas argilosas, e seu endurecimento se dá 
sob a ação do ar (a água que se encontra presente na reação funciona como agente 
catalisador). 
A reação de endurecimento da cal hidráulica se faz decorrente da hidratação de silicatos e 
aluminatos formados pela combinação de moléculas de CaO com os componentes 
argilosos. 
Classificação – as cales podem ser classificadas sob três aspectos: 
a)Quanto ao teor de componentes argilosos: 
- ∑(%SiO2 + %Al2O3 + %Fe2O3) < 10% → a cal será denominada Cal Aérea. 
- ∑(%SiO2 + %Al2O3 + %Fe2O3) > 10% → a cal será denominada Cal Hidráulica. 
b)Segundo a composição química: 
- Cálcicas: possuem mais de 75% de CaO. 
- Magnesianas: possuem mais de 20% de MgO. 
c)Segundo o rendimento em pasta: 
- Gordas: apresentam rendimento ≥1,82m3 / tonelada. 
- Magras: apresentam rendimento ≤ 1,82m3 / tonelada. 
- 22 - 
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9) Como se processa o endurecimento da cal aérea? 
O endurecimento da cal aérea ocorre com lentidão, uma vez que tal processo se dá de fora 
para dentro da massa, exigindo uma certa porosidade que permita, de um lado, a 
evaporação da água em excesso e, de outro, a penetração do gás carbônico presente no ar 
atmosférico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Leitura Complementar 
 
Como preparar argamassa de qualidade? 
 
“O maior equívoco cometido na preparação da argamassa é a adição de quantidades 
inadequadas de areia, aponta um especialista norte-americano, que indica também a 
fórmula que considera ideal para a mistura obter o melhor resultado nas obras civis, 
utilizando a cal”. 
 
John P. Speweit exalta as virtudes que a cal acrescenta à argamassa: aumento da retenção 
de água e da capacidade de incorporação da areia, reconstituição autógena (que existe por 
si mesma) das fissuras, plasticidade, melhor trabalhabilidade, raras eflorescências e outras. 
Para a obtenção dos melhores resultados nas obras, ele indica os ingredientes e a forma de 
preparo de argamassa Cimento Portland / Cal: 
a) Cimento Portland tipo I, definido pela norma ABNT – NBR 5732; 
b) Tipo S ou AS de cal hidratada, conforme definições contidas na norma brasileira ABNT – 
NBR 7175; 
c) Areia levemente úmida, limpa e frouxa, conforme determina a norma brasileira NBR 
7214; 
d) Água com qualidade de água potável. 
 
O principal equívoco cometido na preparação da argamassa cimento-cal é a adição de 
quantidades inadequadas de areia. Esta falha causa não só problema de longevidade, como 
também de trabalhabilidade e ainda cria a possibilidade do surgimento de fissuras durante o 
processo de endurecimento da argamassa. 
 
Para garantir a consistência desejada é preciso medir corretamente o volume de areia. Se 
não houver uma caçamba de exatamente 1 metro cúbico, pode-se usar uma lata ou balde de 
5 galões de capacidade (3,7853 litros). Cinco medidas de 1,5 galão (5,67 litros) equivalem a 
1 pé cúbico. A areia deve ser medida na condição frouxa e levemente úmida. 
 
Para se obter argamassa de qualidade e trabalhabilidades ótimas é preciso seguir as 
seguintes etapas na preparação da argamassa cimento-cal: 
1) Colocar 75% da água total recomendada; 
2) Adicionar 50% da areia; 
3) Adicionar toda a cal hidratada recomendada; 
4) Proceder a mistura, sob agitação, por 2 minutos; 
5) Adicionar todo o cimento Portland; 
6) Adicionar os 50% restantes da areia; 
7) Adicionar água suficiente para dar à argamassa a consistência para a trabalhabilidade 
desejada; 
8) Proceder a mistura por 5 minutos completos. 
 
 
O texto acima foi retirado do Jornal da Cal / Dezembro de 1998, no 69 
ABPC – Associação Brasileira dos Produtores de Cal. 
 
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1.8. Cimento Natural 
 
Aumentando-se o teor de componentes argilosos no calcário de origem, aumenta-se a 
hidraulicidade e diminui-se a cal livre. 
 
A existência de cal livre é que provoca, na extinção, a pulverização do aglomerante. No caso 
dos cimentos naturais já se torna necessário a moagem para reduzir o tamanho das 
partículas. 
 
Pode-se assim definir o cimento natural como sendo: “Produto do cozimento de calcários 
argilosos, seguido de moagem até tornar-se um material pulverulento. O cimento natural 
difere-se da cal hidráulica por não conter CaO livre, estando este combinado com os 
componentes argilosos”. 
 
Não tendo o calcário uma composição uniforme, o cimento natural apresenta valores 
variáveis. 
 
De um mesmo calcário pode ser fabricado um cimento natural de pega lenta, semi-lenta ou 
rápida dependendo da temperatura no cozimento. 
 
Se a temperatura for menor que 1000oC (inferior ao início da fusão), o cimento natural será 
de PEGA RÁPIDA (IH varia de 0,6 a 0,8). 
 
Se a temperatura for aproximadamente 1450oC (início de fusão), o cimento natural será 
de PEGA LENTA ou SEMI-LENTA. 
 
Na prática, a relação entre os componentes argilosos e a cal, para os cimentos naturais 
de pega lenta, varia de 0,5 a 0,65, devendo preferir-se os valores mais próximos do limite 
superior, para, considerando a possibilidade de qualquer heterogeneidade no calcário, evitar 
a cal livre. 
 
No Brasil não é fabricado o cimento natural. 
 
1.9. Gesso 
 
1.9.1. Definição 
 
Gesso é um aglomerante aéreo obtido pela desidratação total ou parcial da gipsita. 
 
A gipsita natural é constituída de sulfato biidratado de cálcio (CaSO4 . 2 H2O) geralmente 
acompanhado de uma certa proporção de impurezas, como sílica, alumina, óxido de ferro, 
carbonatos de cálcio e magnésio. O total das impurezas varia desde uma proporção muito 
pequena até um limite máximo de cerca de 6%. A massa específica da gipsita varia de 2,31 
a 2,33 g/cm3, é abundante na natureza e as maiores reservas brasileiras de gipsita 
encontram-se no nordeste do país. 
 
O principal emprego da gipsita natural ou crua é na fabricação de cimento Portland, que 
veremos mais adiante. Em segundo lugar vem seu uso como corretivo de solos alcalinos. 
 
A gipsita calcinada é intensamente utilizada pela indústria de construção civil. Ao ser 
calcinada em temperatura adequada ela perde parte da água de cristalização, obtendo-se o 
produto geralmente conhecido como gesso. 
 
- 25 - 
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1.9.2. Fases de desidratação da gipsita por calcinação 
 
A desidratação da gipsita por calcinação, dentro do limite das temperaturas e pressões 
correntes na operação de cozimento, conduz à formação dos seguintes sulfatos: 
a) Temperatura ambiente → CaSO4 . 2 H2O. 
b) 120oC a 180oC → A gipsita perde 1 ½ molécula de água, passando de diidrato (CaSO4 
.2 H2O) a hemi-hidrato (CaSO4 . ½ H2O). Nesta forma é conhecida como Gesso de Paris, 
Gesso de Estuque ou Gesso Rápido, sendo amplamente utilizada na construção civil. 
c) 180oC a 300oC → CaSO4 = Anidrita solúvel (é ávida de água, transformando-se 
rapidamente em hemi-hidrato). 
d) 300oC a 600oC → CaSO4 = Anidrita Insolúvel (não é suscetível a reidratação rápida, 
sendo praticamente inerte, e, por esse fato, participa do conjunto como material de 
enchimento, como a areia na argamassa. 
e) 900oC a 1000oC → CaO + SO3 – decomposição parcial. Denomina-se gesso hidráulico, 
apresentando endurecimento lento e sendo utilizado em pavimentação. 
 
• Nota: Os hemi-hidratos e a anidrita solúvel quando colocados em presença de água, em 
temperatura adequada, retornam rapidamente a sulfato biidratado original. Essa combinação 
faz-se com a produção de uma fina malha cristalizada, interpenetrada, responsável pela 
coesão do conjunto. Tal fenômeno, conhecido por “pega do gesso”, é seguido de uma 
elevação de temperatura (reação exotérmica). 
 
1.9.3. Propriedades 
 
O gesso é vendido em nosso mercado sob a forma de um pó branco,de elevada finura, em 
sacos de 50 a 60 kg , podendo também receber o nome de “estuque” ou “gesso-molde”. Sua 
densidade aparente varia de 0,70 a 1,0, diminuindo com o grau de finura. Sua densidade 
absoluta é aproximadamente de 2,7. 
 
Suas propriedades são: 
a) Pega: A velocidade de endurecimento das massas de gesso depende dos seguintes 
fatores: temperatura e tempo de calcinação; finura; quantidade de água de 
amassamento e presença de impurezas ou aditivos. 
 
A calcinação realizada em temperaturas mais elevadas ou durante tempo mais longo conduz 
à produção de material de pega mais lenta, porém de maior resistência. O gesso de Paris, 
que é constituído de semi-hidrato puro, dá pega em poucos minutos; gessos obtidos em 
segunda cozedura, constituídos principalmente de sulfato-anidro podem ter pega tão lenta 
quanto se desejar. Material supercozido, com predominância de anidro insolúvel, não dá 
pega, é sem valor aglutinante. Gessos de elevada finura dão pega mais rápida e atingem 
maiores resistências, em razão do aumento da superfície específica, disponível para a 
hidratação. 
 
A quantidade de água de amassamento influencia negativamente o fenômeno da pega e do 
endurecimento, quer por deficiência, quer por excesso. A quantidade ideal se aproxima da 
quantidade teórica de água necessária à hidratação (18,6%). 
 
- 26 - 
O semi-hidrato puro, gesso de Paris, dá pega tão rapidamente, entre 2 a 5 minutos, que é 
virtualmente inútil como material de construção, pois endurece antes que possa ser 
trabalhado. A presença de impurezas, que naturalmente ocorre na gipsita original, diminui 
muito a velocidade de endurecimento. Pode-se também reduzir o tempo de pega mediante o 
emprego de aditivos apropriados, como retardadores, cola, serragem fina de madeira. tais 
produtos retardam a hidratação por interferência mecânica, formando membranas protetoras 
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intergranulares. No entanto, outras substâncias como o sal de cozinha ou mesmo o gesso 
hidratado, são aceleradores de pega. 
 
b) Resistência Mecânica: As pastas de gesso, depois de endurecidas, atingem resistência 
à tração entre 0,7 e 3,5 MPa e à compressão entre 5 e 15 MPa. As argamassas com 
proporção exagerada de areia alcançam resistência à tração e à compressão muito 
inferiores à estas. 
 
c) Aderência: As pastas e argamassas de gesso aderem muito bem ao tijolo, pedra e ferro, 
e aderem mal às superfícies de madeira. A aderência ferro-gesso, embora traduza uma 
compatibilidade físico-química entre os dois materiais, tem, infelizmente o defeito de ser 
instável, permitindo a corrosão do metal. Não se pode fazer gesso armado como se faz 
cimento armado. No entanto, a estabilidade é alcançada quando se faz armadura com ferro 
galvanizado. 
 
d) Isolamento: As pastas endurecidas de gesso possuem excelentes propriedades de 
isolamento térmico, isolamento acústico e impermeabilidade ao ar. Sua condutibilidade 
térmica é muito baixa, cerca de 1/3 do valor para o tijolo comum. Os revestimentos feitos 
com gesso possuem considerável resistência ao fogo. A água de cristalização é eliminada 
pelo calor, reduzindo o material superficial à condição de pó, que não sendo removido, atua 
como isolador que protege a camada interior de gesso. 
 
1.9.4. Fabricação 
 
A calcinação da gipsita, atualmente, pode ser feita em fornos de marmita ou em fornos 
rotativos. 
 
No processo da marmita, a gipsita pulverizada é aquecida dentro de um grande recipiente 
com capacidade variável entre 10 e 20 toneladas. O material é agitado e aquecido por fogo 
indireto. Entre 100 e 110oC, a umidade superficial é eliminada, ocorrendo a desidratação 
entre 120 e 150oC. A água de hidratação é eliminada sob a forma de vapor, com uma 
agitação violenta que se assemelha à fervura. Esta continua até que a desidratação de 1 e 
½ molécula de água se complete, ocasião em que o material entra em repouso. O gesso, 
neste estágio de produção, é denominado de primeira cozedura e se constitui 
principalmente de semi-hidratos. 
 
Dando continuidade ao processo mediante a elevação das temperaturas até 190 ou 220oC, 
eliminar-se-á o restante da água de hidratação, observando-se nova fervura no cozimento. O 
material assim produzido, constituído quase que exclusivamente de sulfato-anidro solúvel, 
será de pega mais rápida. Observa-se que o gesso de primeira cozedura pode adquirir 
qualidades semelhantes às do de segunda cozedura, por meio do processo de 
envelhecimento ao ar atmosférico. 
 
O processo mais moderno de produção de gesso utiliza fornos rotativos para a calcinação 
da gipsita. 
 
Uma variedade bem conhecida do gesso de acabamento é o chamado cimento Keene. Esse 
gesso é produzido por calcinação dupla de gipsita muito pura. Após a primeira calcinação 
em temperatura elevada, o sulfato-anidro resultante é imerso numa solução de 10% de 
alúmen, depois é recalcinado e, finalmente, pulverizado num moinho de bola. O cimento 
Keene é branco industrialmente, e é sobretudo utilizado para a junção de lajes e painéis 
murais, como o mármore artificial e para aplicações especiais. 
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1.9.5. Utilização do gesso Paris 
 
a) Argamassa para reboco (revestimento) na proporção: 1 gesso: 1 cal: 4 areia (em 
volume); 
b) Rebaixamento de tetos; 
c) Blocos para paredes divisórias 
d) Painéis de paredes pré-fabricados; 
 e) Corpos ocos para lajes. 
 
Notas: 
1) O gesso não serve para aplicações exteriores devido ao fato de se deteriorar em 
conseqüência da solubilização na água. 
2) Para o preparo de argamassas de gesso para revestimento são necessários gessos que 
tenham tempo de pega lento e que sejam de endurecimento rápido. Para retardar o tempo 
de pega do gesso pode-se adicionar cal. 
 
 
1.9.6. Normas relacionadas ao gesso 
 
DESCRIÇÃO DA NORMA NÚMERO ATUALIZAÇÃO 
Gesso para construção - Determinação da água livre e 
de cristalização e teores de óxido de cálcio e anidrido 
sulfúrico 
NBR12130 
(orig. MB3471) 29/11/1991 
Gesso para construção - Determinação das 
propriedades físicas da pasta 
NBR12128 
(orig. MB3469) 29/11/1991 
Gesso para construção - Determinação das 
propriedades físicas do pó 
NBR12127 
(orig. MB3468) 29/11/1991 
Gesso para construção - Determinação das 
propriedades mecânicas 
NBR12129 
(orig. MB3470) 29/11/1991 
Gesso para construção civil NBR13207 31/10/1994 
Placas lisas de gesso para forro - Determinação das 
dimensões e propriedades físicas NBR12775 30/12/1992 
Revestimento interno de paredes e tetos com pastas de 
gesso - Materiais, preparo, aplicação e acabamento NBR13867 30/5/1997 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
Perguntas e respostas 
 
1) Quais as principais propriedades do gesso? 
O gesso é um aglomerante aéreo obtido pela desidratação total ou parcial da gipsita. 
 
As principais propriedades do gesso são: 
- Pega → a velocidade de endurecimento depende de vários fatores, como: temperatura e 
tempo de calcinação, finura, quantidade de água de amassamento e presença de impurezas 
e aditivos. 
- Resistência Mecânica → tração: entre 0,7 e 3,5 MPa e Compressão: entre 5,0 e 15,0 MPa. 
- Aderência → aderem muito bem ao tijolo, pedra e ferro, e aderem mal às superfícies de 
madeira. 
- Isolamento → possuem excelentes propriedades de isolamento térmico, acústico e 
impermeabilidade ao ar. 
 
2) Quais as características que conferem ao gesso sua excelente propriedade de proteção 
contra o fogo? 
O gesso apresenta elevada resistência ao fogo devido à água de cristalização. Ao atingir a 
temperatura de 120˚C parte da água de cristalização se liberta, formando um “ véu de vapor” 
impedindo que a temperatura junto ao revestimento ultrapasse os 100˚C. A água de 
cristalização restante é libertada a uma temperatura em torno de 180˚C, reforçando assim o 
“véu de vapor”. 
 
3) Cite as principais utilizações dogesso na construção civil. 
É utilizado na fabricação de argamassas, rebaixo de tetos, blocos para paredes divisórias, 
painéis de paredes pré-fabricadas, corpos ocos para lajes, entre outros. 
 
4) A velocidade de endurecimento das pastas e argamassas de gesso depende de que 
fatores? 
A pega do gesso depende da temperatura e tempo de calcinação, finura, quantidade de 
água de amassamento e presença de impurezas e aditivos. 
 
5) Em poucas palavras, escreva sobre o aglomerante gesso, dentro dos seguintes itens: 
obtenção, reação de endurecimento, propriedades e utilização. 
Obtenção: o gesso é obtido através da desidratação total ou parcial da gipsita ( CaSO4 . 
2H2O). 
Reação de Endurecimento: a velocidade de endurecimento das massas de gesso depende 
dos seguintes fatores: temperatura e tempo de calcinação; finura; quantidade de água de 
amassamento e presença de impurezas ou aditivos. 
Propriedades: tempo de pega, aderência, resistência mecânica e isolamento. 
Utilização: o gesso é largamente utilizado na construção civil para diversos fins (ver questão 
3). 
 
6) Qual o principal emprego da gipsita crua? 
A gipsita crua é utilizada na fabricação do Cimento Portland e como corretivo de solos. 
 
7) Qual a fórmula química da gipsita natural? 
CaSO4 . 2H2O (sulfato de cálcio biidratado). 
 
8) O gesso serve para revestir área externa? Por quê? 
Não, pois se tratando de um aglomerante aéreo, não resiste à ação da água. 
 
- 29 - 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
9) Qual artifício pode ser usado para retardar o tempo de pega das argamassas de gesso? 
São vários os artifícios que podem ser utilizados, dentre os quais citamos: presença de 
impurezas, adição de cal, ou emprego de aditivos apropriados como retardadores, cola, 
serragem fina de madeira entre outros. 
 
 
1.10. Cimento Portland 
 
1.10.1. A história do cimento 
 
A procura por segurança e durabilidade para as edificações conduziu o homem à 
experimentação de diversos materiais aglomerantes. Os romanos chamavam esses 
materiais de “caementum”, termo que originou a palavra cimento. 
 
O engenheiro John Smeaton, por volta de 1756, procurava um aglomerante que 
endurecesse mesmo em presença de água, de modo a facilitar o trabalho de reconstrução 
do farol de Edystone, na Inglaterra. Em suas tentativas, verificou que uma mistura calcinada 
de calcário e argila tornava-se, depois de seca, tão resistente quanto as pedras utilizadas 
nas construções. 
 
Coube, entretanto, a um pedreiro, Joseph Aspdin, em 1824, patentear a descoberta, 
batizando-a de cimento Portland, numa referência à Portlandstone, tipo de pedra arenosa 
muito usada em construções na região de Portland, Inglaterra. 
 
Poucos anos antes, na França, o engenheiro e pesquisador Louis Vicat publicou o resultado 
de suas experiências contendo a teoria básica para produção e emprego de um novo tipo de 
aglomerante: o cimento artificial. 
 
Aquele produto, no entanto, exceto pelos princípios básicos, estava longe do cimento 
Portland que atualmente se conhece, resultante de pesquisas que determinam as 
proporções adequadas da mistura, o teor de seus componentes, o tratamento térmico 
requerido e a natureza química dos materiais. 
 
O cimento Portland desencadeou uma verdadeira revolução na construção, pelo conjunto 
inédito de suas propriedades de moldabilidade, hidraulicidade (endurecer tanto na presença 
da ar como da água), elevadas resistências aos esforços e por ser obtido a partir de 
matérias-primas relativamente abundantes e disponíveis na natureza. 
 
A criatividade de arquitetos e projetistas, a precisão dos modernos métodos de cálculo e a 
genialidade dos construtores impulsionaram o avanço das tecnologias de cimento e de 
concreto, possibilitando ao homem transformar o meio em que vive, conforme suas 
necessidades. A importância deste material cresceu em escala geométrica, a partir do 
concreto simples, passando ao concreto armado e, finalmente, ao concreto protendido. A 
descoberta de novos aditivos, como a microssílica, possibilitou a obtenção de concreto de 
alto desempenho (CAD), com resistência à compressão até 10 vezes superiores às até 
então admitidas nos cálculos das estruturas. 
 
Obras cada vez mais arrojadas e indispensáveis (barragens, pontes, viadutos, edifícios, 
estações de tratamento de água, rodovias, portos e aeroportos), que propiciam conforto, 
bem-estar e o contínuo surgimento de novos produtos e aplicações, fazem do cimento um 
dos produtos mais consumidos da atualidade, conferindo uma dimensão estratégica à sua 
produção e comercialização. 
- 30 - 
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A fabricação do cimento portland é feita de acordo com as especificações da Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), existindo, atualmente, no mercado brasileiro as 
seguintes variedades comerciais: 
 
CIMENTO PORTLAND 
VARIEDADES COMERCIAIS NORMAS DA ABNT 
1- Comum (CP I e CP I-S) classes 25, 32 e 40 NBR 5732 (EB – 1 / 91) 
2- Composto (CP II-E, CP II-Z e CP II-F) classes 25, 32 e 40 NBR 11578 (EB – 2138 / 91) 
3- Alto Forno (CP III) classes 25, 32 e 40 NBR 5735 (EB – 208 / 91) 
4- Pozolânico (CP IV) NBR 5736 (EB – 758 / 91) 
5- Alta Resistência Inicial (CP V) NBR 5733 (EB – 2 / 91) 
6- Resistência à sulfatos NBR 5737 (EB – 903 / 91) 
7- Especiais 
8- Branco, Tipo G 
 
1.10.2. Composição do cimento Portland 
 
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. 
 
1.10.2.1. 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 (até 7,5m de diâmetro e até 230m de comprimento), cuja temperatura interna 
chega a alcançar 1450oC. 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 e 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. 
 
 
- 31 - 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
Fabricação do clínquer portland 
 
Como já foi dito, as matérias-primas principais para a produção do clínquer são a rocha 
calcária e a argila que apresentam as seguintes características: 
 
CALCÁRIO → O calcário é o carbonato de cálcio (CaCO3) que se apresenta na natureza 
com impurezas como óxido de magnésio. O carbonato de cálcio puro ou calcita, sob ação do 
calor, decompõe-se do seguinte modo: 
 
{
%)44(
2
%)56()100(
3 COCaOCaCO +→ 321321
 
 
Vê-se, então que uma tonelada de calcário dá origem a 560 kg de cal, que é 
verdadeiramente a matéria-prima que entra na fabricação do cimento, porquanto os 440 kg 
de CO2 são perdidos sob a forma de gás, que sai pela chaminé das fábricas. 
 
ARGILA → A argila empregada na fabricação do cimento é essencialmente constituída de 
um silicato de alumínio hidratado, geralmente contendo ferro e outros minerais, em menores 
porcentagens. 
 
A argila fornece os óxidos SiO2, Al2O3 e Fe2O3, necessários à fabricação do cimento. 
 
Quando ocorre deficiência de SiO2 na argila, é necessária a utilização da areia, como 
corretivo da farinha crua. O mesmo acontece com o Fe2O3, ouseja, quando a argila for 
deficiente desta substância, torna-se necessária a adição de minério de ferro (hematita). 
Durante a extração, processamento e estocagem, os materiais são analisados fisicamente e 
quimicamente pela equipe do laboratório da fábrica. 
 
A ilustração abaixo nos mostra, resumidamente, quais as matérias primas para a obtenção 
do cimento: 
 
 
A fabricação do CLÍNQUER PORTLAND segue as seguintes etapas: 
• extração e preparo da mistura crua; 
• dosagem da mistura crua; 
• homogeneização; 
• clinquerização; 
• esfriamento. 
 
 
• Extração e preparo da mistura crua 
A matéria-prima é extraída das jazidas pelos processos usuais de exploração de depósitos 
minerais. O calcário pode apresentar-se com dureza elevada, exigindo o emprego de 
explosivos seguido de britagem, ou suficientemente mole, exigindo apenas o emprego de 
desintegradores, para ficar reduzido ao tamanho de partículas de diâmetro máximo da 
ordem de 1cm. 
 
- 32 - 
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
As argilas contendo silicatos, alumina e óxido de ferro, normalmente, apresentam-se em 
condições de serem misturadas diretamente com o calcário. 
 
Calcário e argila, em proporções predeterminadas, são enviadas ao moinho de cru 
(moinhos de bolas, de barras, de rolos) onde se processa o início da mistura íntima das 
matérias-primas e, ao mesmo tempo, a sua pulverização, de modo a reduzir o diâmetro das 
partículas a 0,05 mm, em média. 
 
A moagem, conforme se trate de via úmida ou seca, é feita com ou sem presença de água. 
 
• Dosagem da mistura crua 
A determinação da porcentagem de cada matéria-prima na mistura crua depende 
essencialmente da composição química das matérias-primas e da composição que se 
deseja obter para o cimento portland, quando terminado o processo de fabricação. Durante o 
processo de fabricação, a matéria-prima e a mistura crua são analisadas, quimicamente, 
numerosas vezes, a intervalos de 1 hora e, às vezes, de meia hora, e em face dos 
resultados dos ensaios, o laboratório indica as porcentagens de cada matéria-prima que 
deve compor a mistura crua. 
 
São numerosos os métodos de controle da composição química da mistura crua, sendo as 
fórmulas seguintes as mais empregadas: 
 CaO
•Módulo Hidráulico (Michaelis) → 
 
 
 
32OAl
SiO MS
+
=•Módulo de Sílica → 
 
 
 
•Módulo de Alumina-Ferro → 
 
 
 
 
 
Nos cimentos nacionais, como resu
laboratório, a Associação Brasileira d
valores: 
 
 
MH 
MS 
MAF 
 
32322 OFeOAlSiO
 MH
++
=
2
32OFe
32OAl
l
e
M
32OFe
 MAF =
tados de numerosos ensaios, realizados em seu 
 Cimento Portland (ABCP) encontrou os seguintes 
ínimo Máximo 
1,8 2,2 
1,7 3,1 
1,2 3,2 
- 33 - 
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• Homogeneização 
A matéria prima devidamente dosada e reduzida a pó muito fino, após a moagem, deve ter a 
sua homogeneidade assegurada da melhor forma possível. 
 
No processo de fabricação por via úmida, a matéria-prima é moída com água e sai dos 
moinhos sob a forma de uma pasta contendo geralmente de 30 a 40% de água, e é 
bombeada para grandes tanques cilíndricos, onde se processa durante várias horas a 
operação de homogeneização. Os tanques de homogeneização são providos de 
equipamento que gira em torno de um eixo central e é constituído de uma série de pás que 
giram, por sua vez, em torno de vários eixos ligados à arvore principal. A pasta, nesta fase 
de operação, é ensaiada várias vezes, a fim de se controlar a homogeneidade da mistura e 
a dosagem dos constituintes do cimento, o que permite a sua correção, se necessário. 
 
No processo por via seca a matéria prima sai do moinho já misturada, pulverizada e seca. 
Normalmente os moinhos de cru do sistema por via seca trabalham com temperaturas 
elevadas (300 -400oC) no seu interior, o que permite secá-la (menos de 1% de umidade). 
Para tal fim, são usados, em certos tipos de moinho, os gases de combustão do forno, antes 
de serem enviados ao filtro retentor de poeiras, e, em seguida, à chaminé. O cru é 
transportado mecânica ou pneumaticamente para o silo homogeneizador, onde se assegura 
a homogeneização necessária da mistura e se corrige, eventualmente, a sua composição. 
 
 
• Clinquerização: 
A matéria-prima, uma vez pulverizada e intimamente misturada na dosagem conveniente, 
sofre o seguinte tratamento térmico: 
 
Temperatura Processo Reação 
Até 100oC Evaporação da água livre Endotérmica 
500oC acima Desidroxilação dos minerais argilosos Exotérmica 
900oC acima Cristalização dos argilo-minerais decompostos Exotérmica 
900oC acima Decomposição do carbonato Endotérmica 
900oC a 1200oC Reação do CaO com os sílico-aluminatos Exotérmica 
1250oC a 1280oC Início de formação da fase vítrea Endotérmica 
Acima de 1280oC Formação de vidro e dos compostos do cimento (clinquerização) 
Provavelmente 
Endotérmica 
 
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A pasta, no seu movimento forno abaixo, o qual possui uma leve inclinação com relação à 
horizontal, encontra temperaturas progressivamente mais elevadas. Primeiro a água é 
eliminada e o CO2 liberado; depois o material se liquefaz e o calcário, a sílica e a alumina se 
recombinam. Então a massa se funde, formando bolas de 3 a 25mm, denominadas clínquer. 
O clínquer cai em resfriadores, que podem ser de vários tipos e em muitas instalações com 
dispositivos de recuperação do calor para aquecimento do ar que será usado na queima do 
carvão em pó (pode ser utilizado óleo combustível ou gás natural ao invés do carvão em pó). 
 
O clínquer resfriado é preto, cintilante e duro; é moído juntamente com o gesso utilizado 
para evitar uma pega rápida do cimento. A moagem é realizada em moinhos de bolas. 
 
As reações químicas que ocorrem no sistema de fornos de clinquerização, podem, 
aproximadamente, ser representadas como as seguintes: 
 
 
Pedra calcária CaO + CO2 
 
Argila SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O 
3 CaO . SiO2 = C3S 
2 CaO . SiO2 = C2S 
3 CaO . Al2O3 = C3A 
4 CaO . Al2O3 . Fe2O3 = C4AF 
 
 
 
 
 
No processo por via úmida, todo o processamento termo-químico necessário à produção do 
clínquer se dá no forno rotativo. 
 
No processo por via seca, até temperatura da ordem de 900oC a 1000oC, o processamento 
da mistura crua se dá em intercambiadores de calor do tipo ciclone ou de contra-corrente. O 
processamento restante realiza-se no forno, de comprimento reduzido, que recebe a mistura 
já na referida temperatura. 
 
• Esfriamento 
No forno, como resultado do tratamento sofrido, a matéria-prima transforma-se em clínquer. 
Na saída, o material apresenta-se na forma de bolas de diâmetro máximo variável entre 1cm 
a 3cm. As bolas que constituem o clínquer saem do forno a uma temperatura da ordem de 
1200oC a 1300oC, pois há um início de abaixamento de temperatura, na fase final, ainda no 
interior do forno. 
O clínquer sai do forno e passa ao equipamento esfriador, que pode ser de vários tipos. Sua 
finalidade é reduzir a temperatura, mais ou menos rapidamente, pela passagem de uma 
corrente de ar fria no clínquer. Dependendo da instalação, na saída do esfriador o clínquer 
apresenta-se entre 50oC e 70oC, em média. O clínquer, após o esfriamento, é transportado e 
estocado em depósitos. 
 
1.10.2.2. 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 a gipsita (CaSO4 . 2H2O), as escórias de alto-forno, os 
materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos. 
 
A gipsita tem como função básica aumentar o tempo de endurecimento do clínquer moído. 
Caso não se adicionasse gipsita 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, a gipsita é uma adição presente em todos os tipos de cimentoportland. 
A quantidade adicionada é pequena: em geral, 3% de gipsita para 97% de clínquer, em 
massa. 
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As escórias de alto-forno são obtidas durante a produção de ferro-gusa nas indústrias 
siderúrgicas e têm forma de grãos de areia. Antigamente, as escórias de alto forno eram 
consideradas como um material sem maior utilidade, até ser descoberto que elas também 
têm 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. Esta 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. 
 
A escória é uma mistura de cal, sílica e alumina, ou seja , os mesmos óxidos que constituem 
o cimento Portland, mas em proporções diferentes. 
 
A composição química da escória granulada de alto forno deve obedecer a relação, fixada 
na norma NBR 5735 (EB – 208) da ABNT: 
 
1
SiO
OAl MgO CaO
2
32 >
++
 
 
Pode-se dizer que uma escória é considerada satisfatória se for constituída de 42% de cal, 
30% de sílica, 19% de alumina, 5% de magnésia e 1% de álcalis. 
 
Isto significa que as escórias destinadas à fabricação de cimento devem ser alcalinas e não 
ácidas. Somente as escórias alcalinas possuem por si só características de hidraulicidade e 
isto acontece pelo fato de terem uma composição química que permite a formação de 
componentes capazes de produzirem, por resfriamento brusco, um estado vítreo com 
propriedades hidráulicas latentes. A natureza do processo no alto forno e o estado físico da 
escória são fatores decisivos para o desenvolvimento das propriedades hidráulicas da 
escória granulada. 
 
• Exemplo de análise química de escória granulada de alto forno: 
 
SiO2 35,54 36,10 
Al2O3 12,46 11,18 
Fe2O3 0,40 0,41 
CaO 41,64 43,19 
MgO 6,01 5,59 
MnO 1,94 1,62 
S 1,42 1,33 
Σ = 99,41 ; I.H(*). =1,69 Σ = 99,42 ; I.H = 1,66 
(*) I.H. = Índice Hidráulico 
 
Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas 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 a 
descoberta que os materiais pozolânicos, quando pulverizados em partículas muito finas, 
também passam a apresentar a propriedade de ligante hidráulico, se bem que de forma 
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Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
distinta. Isto porque não basta colocar os materiais pozolânicos, sob forma de pó muito fino, 
em presença de água, para que passem a desenvolver as reações químicas que os tornam 
primeiramente pastosos e depois endurecidos. A reação só vai acontecer se, além da água, 
os materiais pozolânicos moídos em grãos finíssimos também forem colocados em presença 
de mais um outro material. O clínquer é justamente um desses materiais, pois no processo 
de hidratação libera hidróxido de cálcio (cal) que reage com a pozolana. 
 
Esse 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. 
 
Atualmente está sendo intensamente pesquisado o uso de novos materiais pozolânicos, tais 
como as cinzas resultantes da queima de cascas de arroz e a microssílica, um pó finíssimo 
que sai das chaminés das fundições de ferro-sílico. 
 
Os métodos brasileiros para a determinação da atividade pozolânica são: 
 
- NBR 5751 (MB – 960/72) – método de determinação de atividade pozolânica em 
pozolanas; 
- NBR 5752 (MB – 1153/77) – determinação do índice de atividade pozolânica em cimento 
Portland; 
- NBR 5753 (MB – 1154/77) – método de determinação de atividade pozolânica em 
cimento Portland pozolânico. 
 
Os materiais carbonáticos são minerais moídos, tais como o próprio calcário. Tal adição 
serve também para tornar os concretos e as argamassas mais trabalháveis, porque os grãos 
ou partículas desses minerais moídos têm dimensões adequadas para se alojar entre os 
grãos ou partículas dos demais componentes do cimento, funcionando como um verdadeiro 
lubrificante. Quando presentes no cimento são conhecidos como fíler calcário. 
 
Conclui-se, pois, que de todas as adições, o gesso não pode em hipótese alguma deixar de 
ser misturado ao cimento, e que as demais matérias-primas adicionadas (escória de alto-
forno, materiais pozolânicos e materiais carbonáticos) são totalmente compatíveis com o 
principal componente do cimento portland – o clínquer – acabando por conferir ao cimento 
pelo menos uma qualidade a mais. 
 
 
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FLUXO DO PROCESSO PARA OBTENÇÃO DO CIMENTO PORTLAND: 
 
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1.10.3. Composição química do cimento Portland 
 
Os compostos formadores do cimento são denominados componentes do cimento. De 
acordo com a composição da matéria-prima, o clínquer de cimento Portland contém 
aproximadamente os seguintes elementos expressos como óxidos: 
 
 Fórmula Abreviação Composição (%) 
Óxido de Cálcio CaO C 59 – 67 
Sílica SiO2 S 16 – 26 
Alumínio Al2O3 A 4 – 8 
Ferro Fe2O3 F 2 – 5 
Magnésio MgO M 0,8 – 6,5 
Sódio Na2O 0 – 1,5 
Potássio K2O 0 – 1,5 
Sulfato SO3 S 0,5 – 1,2 
 
 
Vamos falar um pouco sobre cada um dos componentes do cimento: 
 
a) Cal (CaO) → é o componente principal do cimento, originado, em sua quase totalidade, 
da composição do carbonato de cálcio (calcário: CaCO3), que se encontra quimicamente 
combinado com a sílica, alumina e óxido de ferro. Apenas uma pequena parcela encontra-se 
em liberdade (cal livre), cuja presença em estado anidro, acima de certos limites, prejudica a 
estabilidade de volume das argamassas e dos concretos. 
b) Sílica (SiO2) → provém basicamente das argilas. Da sua combinação com a cal resultarão 
os compostos mais importantes do cimento: os silicatos bicálcico (C2S) e tricálcico (C3S). 
c) Alumínio (Al2O3) → também conhecido como alumina, origina-se da argila. O composto 
formado pela alumina e a cal (aluminato tricálcico: C3A) acelera o início de pega do cimento, 
reduzindo, ao mesmo tempo, sua resistência ao ataque dos sulfatos; por isso, quanto menor 
sua proporção, até certos limites, melhor. Praticamente não se pode prescindir da alumina, 
pois sua ação fundente facilita o desenvolvimento das reações que possibilitam a formação 
do clínquer. 
d) Trióxido de Ferro (Fe2O3) → também é gerado a partir da argila. O trióxido de ferro, 
desde que em porcentagem não muito elevada, é útil pelo seu papel de fundente, 
desenvolvendo neste sentido uma ação ainda mais enérgica do que a alumina. Quanto ao 
óxido de ferro (FeO), não ocorre normalmente. 
e) Magnésio ou magnésia (MgO) → provém do carbonato de magnésio presente no 
calcário, geralmente sob a forma de colamita (CaCO3, MgCO3), ou, em pequena quantidade 
na argila. Quando encontrado em quantidades superiores a certos limites, atua como agente 
expansor, prejudicando a estabilidade volumétrica das argamassas e dos concretos. 
f) Potássio e Sódio → são álcalis, os quais desenvolvem papel de fundentes e 
aceleradores de pega. Atribui-se à presença dos álcalis as manchas que aparecem na 
massa depois de endurecida. Certos agregados podem reagir com os álcalis, provocando 
expansões anormais nas argamassas e nos concretos. 
g) Sulfato (SO3) → advém principalmente dosulfato de cálcio, adicionado ao cimento como 
retardador de pega. 
 
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Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Materiais de Construção Civil I 
 
É prática comum, na indústria de cimento, calcular o teor dos compostos do clínquer 
Portland a partir da análise dos óxidos, usando-se uma série de equações que foram 
originalmente desenvolvidas por R. H. Bogue. As equações de Bogue, para estimar a 
composição potencial ou teórica dos compostos minerais do clínquer Portland, são as 
seguintes: 
Alita % C3S = 4,071 C – 7,600 S – 6,718 A – 1,430 F – 2,850 S 
Belita % C2S = 2,867 S – 0,7544 C3S 
Alumina % C3A = 2,650 A – 1,692 F 
Ferrita % C4AF = 3,043 F 
 
Além dos quatro compostos do clínquer relacionados acima, existem os compostos 
secundários como MgO, TiO2, Mn2O3, K2O e Na2O, que geralmente representam um 
percentual reduzido de massa do cimento (clínquer). Dois dos compostos secundários são 
de interesse, são eles: Na2O e K2O, conhecidos como álcalis, embora existam outros álcalis 
no cimento. Observou-se que o Na2O e o K2O reagem com alguns agregados e os produtos 
das reações causam desintegração do concreto, além de afetar negativamente a resistência 
do cimento. 
 
1.10.4. Composição mineralógica do clínquer Portland 
 
A composição mineralógica do clínquer varia de acordo com as matérias primas disponíveis 
e o processo de cozimento aplicado. Para cada tipo de clínquer (minerais) formado, a 
composição apresenta diferentes comportamentos de endurecimento que proporcionalmente 
influenciam as propriedades do cimento nas suas aplicações. 
 
Imagine que o desenho abaixo seja um “grãozinho” de cimento Portland: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A tabela abaixo mostra os principais compostos do clínquer e suas propriedades específicas: 
 
Compostos 
Fórmula 
Química 
Clássica 
Abreviatura % no clínquer Propriedades Tecnológicas 
Silicato Tricálcico 3 CaO . SiO2 C3S 50 – 65 
Endurecimento Rápido 
Alto Calor de Hidratação 
Alta Resistência Inicial 
Silicato Bicálcico 2 CaO . SiO2 C2S 15 – 25 
Endurecimento Lento 
Baixo Calor de Hidratação 
Baixa Resistência Inicial 
Aluminato 
Tricálcico 3 CaO . Al2O3 C3A 6 – 10 
Pega muito rápido e deve ser 
controlado com adição de 
gesso; suscetível ao ataque de 
meios sulfatados; alto calor de 
hidratação; alta retração; baixa 
resistência final. 
Ferro Aluminato 
Tetracálcico 
4 CaO . Al2O3 . 
Fe2O3 
C4AF 3 – 8 
Endurecimento Lento; 
resistente a meios sulfa- tabus; 
não tem contribuição para 
resistência; confere cor escura. 
Cal Livre CaO C 0,5 – 1,5 
Aceitável somente em 
pequenas quantidades, em 
maiores quantidades causam 
aumento de volume e fissuras. 
 
O silicato tricálcico é o maior responsável pela resistência em todas as idades, 
especialmente até o fim do primeiro mês de cura. O silicato bicálcico adquire maior 
importância no processo de endurecimento em idades mais avançadas, sendo largamente 
responsável pelo ganho de resistência a um ano ou mais. 
O aluminato tricálcico também contribui para a resistência, especialmente no primeiro dia. O 
ferro aluminato tetracálcico em nada contribui para a resistência. 
 
O aluminato tricálcico muito contribui para o calor de hidratação, especialmente no início do 
período de cura. O silicato tricálcico é o segundo componente em importância no processo 
de liberação de calor. Os dois outros componentes contribuem pouco para a liberação de 
calor. 
 
O aluminato tricálcico, quando presente em forma cristalina, é o responsável pela rapidez de 
pega. Com a adição de proporção conveniente de gesso, o tempo de hidratação é 
controlado. O silicato tricálcico é o segundo componente com responsabilidade pelo tempo 
de pega do cimento. Os outros constituintes se hidratam lentamente, não tendo efeito sobre 
o tempo de pega. 
 
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1.10.5. Reações de hidratação dos compostos do clínquer 
 
1) Aluminato Tricálcico (C3A): 
a) C3A + 3 (CaSO4 . 2 H2O) + 26 H2O → C3A . 3 CaSO4 . 32 H2O (gel de etringita) 
b) C3A + 6 H2O → C3A . 6 H2O 
 
2) Ferro Aluminato Tetracálcico (C4AF): 
 C4AF + 2 Ca(OH)2 + 10 H2O → C3A . 6 H2O + C3F . 6 H2O 
 
3) Silicato Tricálcico (C3S): 
 2 (C3S) + 6 H2O → C3S2 . 3 H2O + 3 Ca(OH)2 
 100 + 24 → 75 + 49 
 
4) Silicato Bicálcico (C2S): 
 2 (C2S) + 4 H2O → C3S2 . 3 H2O + Ca(OH)2 
 100 + 21 → 100 + 21 
 
• Os silicatos hidratados representam ± 50% da pasta endurecida. 
• O hidróxido de cálcio [Ca(OH)]2 varia de 13 a 17%. 
• O silicato de cálcio hidratado apresenta-se com semelhança ao mineral denominado 
tobermorita e como se parece com um gel, é denominado gel de tobermorita (C3S2.3H2O). 
 
1.10.6. Cristalização 
 
Os compostos anidros do cimento Portland reagem com a água (hidrólise), dando origem a 
compostos hidratados de duas categorias: 
a) compostos cristalinos hidratados; 
b) gel. 
 
Vejamos o que acontece com, um grão de cimento que tenha cerca de 50µ de diâmetro 
médio, entrando em contato com a água, começa, no fim de algum tempo, a apresentar, em 
sua superfície, sinais de atividade química, pelo aparecimento de cristais que vão crescendo 
lentamente e pela formação de uma substância gelatinosa que o envolve, ou seja o gel. O 
gel que se forma inicialmente possui uma porcentagem muito elevada de água e é 
designado por gel instável (o gel é uma gelatina, sendo o gel instável uma gelatina muito 
mole). Os compostos cristalinos, para se desenvolverem, necessitam de água, que em 
pouco tempo é inteiramente transformada em gel. O processo de desenvolvimento dos 
cristais se faz retirando a água do gel instável, que à medida que vai perdendo água, 
transforma-se em gel estável e torna-se responsável, em grande parte, pelas propriedades 
mecânicas de resistência das pastas hidratadas – endurecidas. 
 
Constata-se que durante a reação com a água (reação de hidratação), os silicatos tricálcicos 
e dicálcicos (este último também denominado bicálcico), liberam hidróxido de cálcio 
[Ca(OH)2]. 
 
Os cristais que se formam se entrelaçam à medida que avança o processo de hidratação, 
criando a estrutura que vai assegurar a resistência típica das pastas, argamassas e 
concretos. Os espaços vazios são preenchidos principalmente pelo gel, hidróxido de cálcio e 
água. 
 
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Inicialmente o aluminato entra em atividade e, logo a seguir, o C3S; esses dois elementos, 
para se hidratarem, retiram a água de que necessitam do gel instável e a formação de 
cristais hidratados se inicia. 
 
Para se ter uma idéia da atividade dos vários compostos ao se hidratarem, é interessante 
observar o quadro abaixo, relativo à profundidade alcançada pela hidratação em mícrons 
com o tempo. 
 
Tempo C3A C3S C2S 
3 horas 4,35 1,68 - 
1 dia - 2,25 0,28 
3 dias 5,68 - - 
7 dias - 4,32 0,62 
28 dias 5,68 4,44 0,83 
5 meses - - 3,5 
 
Observando o quadro acima, podemos concluir que a resistência do cimento Portland: 
a) até os 3 dias → é assegurada pela hidratação dos aluminatos e silicatos tricálcicos; 
b) até os 7 dias → praticamente pelo aumento da hidratação do C3S; 
c) até os 28 dias → continua a hidratação do C3S responsável pelo aumento de resistência, 
com pequena contribuição do C2S; e, 
d) acima de 28 dias → o aumento de resistência passa a ser devido à hidratação do C2S. 
 
 
Gráfico comparativo entre as resistências dos diversos tipos de cimento 
 
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1.10.7. Classes de resistência 
 
Quanto à granulometria o cimento pode ser diferenciado por classes: 25, 32 ou40. 
 
No gráfico abaixo verifica-se que o cimento quanto mais finamente moído apresenta 
resistência à compressão superior a de um outro cimento (de grãos maiores)