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UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB UNEB CIMENTO UNEB – UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVIL DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL II PROFA: ANA GABRIELA SARAIVA DE AQUINO LIMA UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB agregados cimento água areia brita aglomerante pasta argamassa concreto aditivo (opcional) MATERIAIS CONSTITUINTES ou a “receita do bolo” UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Histórico Mundial Gregos e Romanos ▪ Pioneiros na utilização do cimento Cimento ▪ Cal + Cinzas vulcânicas Obras ▪ Panteão, Coliseu, Basílica de Constantino, etc. PANTEÃO COLISEU BASILICA Obs: CaCO3 CaO + CO2 Cal UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Histórico Mundial Parker (1796): 1º Cimento hidráulico comercial cimento romano Nódulos de calcários com argila queimados a alta temperatura (vitrificação) e moídos 5 partes de pó + 2 partes de água Endurecimento: 10 a 20 minutos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 1824 Patente do Cimento Portland Essa mistura resultou um pó, que por apresentar características semelhantes a uma pedra abundante da ilha de Portland, foi denominado “cimento Portland”. Histórico Mundial Joseph Aspdin CALCÁRIO + ARGILA (Calcinados) Obs: Além do cimento Portland há o cimento aluminoso usado em refratário que não é cimento Portland. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Apesar do desenvolvimento tecnológico, o princípio básico de fabricação permaneceu o mesmo até os dias de hoje. Histórico Mundial UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB USINA RODOVALHO 1888- Cimento Rodovalho Rodovalho decidiu, então, instalar na Fazenda Santo Antônio, nas proximidades de São Roque uma fábrica de cimento, com capacidade para 25.000 toneladas/ano. Sua iniciativa é considerada a primeira tentativa de fabricação do cimento Portland no País, a partir da mistura de calcário e argila, calcinada em fornos. A Usina Rodovalho operou de 1888 a 1904, quando foi arrematada pela A. R. Pereira & Cia até que, em 1918, a Votorantim assumiu a produção Histórico no Brasil UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Histórico no Brasil O primeiro a produzir cimento no Nordeste do Brasil, foi o Engº Louis Nóbrega por um curto período de três meses em 1892. 1892 Ilha do Tiriri (PB) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 1912 – 1924 ➢ Primeira iniciativa estatal ➢ Cachoeiro do Itapemirim / ES ➢ Cimento Monte Líbano ➢ Capacidade : 8000 t/ano ➢ Primeiro forno rotativo Histórico no Brasil UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 1926 1ª Produção efetiva de cimento brasileiro: Cia. Brasileira de Cimento Portland Perus Histórico no Brasil UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Histórico no Brasil UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB MERCADO DE CIMENTO NO BRASIL UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 8 9 10 12 13 15 17 19 21 23 25 27 26 25 21 19 20 25 25 25 26 26 27 24 25 25 28 35 38 40 4039,739 35 36 39,2 41,7 46,6 51,951,7 59,2 64,1 68,870,171,2 65,2 57,5 53,8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 9 7 0 1 9 7 2 1 9 7 4 1 9 7 6 1 9 7 8 1 9 8 0 1 9 8 2 1 9 8 4 1 9 8 6 1 9 8 8 1 9 9 0 1 9 9 2 1 9 9 4 1 9 9 6 1 9 9 8 2 0 0 0 2 0 0 2 2 0 0 4 2 0 0 6 2 0 0 8 2 0 1 0 2 0 1 2 2 0 1 4 2 0 1 6 EVOLUÇÃO DA PRODUÇÃO DE CIMENTO Panorama Brasileiro de Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Panorama nacional do cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB A Indústria do cimento se estruturou para atender à demanda crescente UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Panorama Brasileiro do Cimento Região Consumo (kg) Consumo (%) Norte 3.927.362 6,26 Nordeste 13.463.423 21,45 Centro-oeste 6.605.142 10,52 Sudeste 26.953.928 42,94 Sul 11.818.690 18,83 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Produção Brasileira ➢ Aplicações do cimento Aplicação 100% Infra-Estrutura 18,1% Edificação 81,8% Agropecuária 0,1% FONTE: ABCP UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Produção Brasileira ➢ Perfil de Consumo do Cimento FONTE: ABCP Consumo de cimento 100% Consumidor industrial 28,4% Consumidor final 71,6% 29,1% CONSTRUTORAS/EMPREITEIRAS 14,7% EMPRESAS PRIVADAS 7,7% ÓRGÂOS PÚBLICOS 2,8% PREFEITURAS 3,0% COOPERATIVAS/MUTIRÕES 0,9% CONCRETEIRAS 15,0% ARTEFATOS 6,8% PRÉ-MOLDADOS 4,5% FIBROCIMENTO 2,4% ARGAMASSAS 1,4% PEQUENO CONS. INDIVIDUAL 27,3% PEDREIROS/PEQ.EMPREITEIROS 15,2% 42,5% 28,4% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Panorama mundial do cimento Maiores produtores mundiais em 2017 (milhões t/ano) Produção de cimento nacional 2021 65,8 milhões de toneladas UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Panorama mundial do cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB EQUADOR 3,4% MÉXICO 20,7% OUTROS 17,0% COLOMBIA 6,2% ARGENTINA 6,3% PERU 5,1% BRASIL 38,5% CHILE 2,7% Panorama da Produção de Cimento na América do Sul UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Definição ➢ Aglomerante hidráulico constituído de uma mistura de Clínquer Portland (97%) + sulfato de cálcio (3%) Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aglomerante hidráulico constituído de óxidos (cálcio, silício, ferro e alumínio) que em contato com a água tem a capacidade de endurecer. Cimento: palavra originária do Latim Caementum que significa união, que na antiga Roma uma espécie de pedra natural de rochedos não esquadrejadas. Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CIMENTO Aglomerante hidráulico constituído de óxidos (cálcio, silício, ferro e alumínio) que em contato com a água tem a capacidade de endurecer. Cimento: palavra originária do Latim Caementum, que significa união 24 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CIMENTO 25 Aglomerante hidráulico: aglomerantes que não só endurecem através de reações com a água, como também formam um produto resistente à água. Aglomerante não-hidráulico: seus produtos de hidratação não resistem à água. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construçãocivil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CIMENTO 26 ➱ O cimento em si mesmo não é um material cimentante. ➱ Os seus produtos de hidratação sim, têm propriedades aglomerantes. Brunauer e Copeland (1964) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CIMENTO 27 Pontos importantes: - Transformações de matéria (produtos) - Variação de energia (calor gerado) - Velocidade de reação (pega e endurecimento) “ A química do concreto é essencialmente a química da reação entre o cimento Portland e a água “ UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ETAPAS DA FABRICAÇÃO ➢Extração das matérias-primas ➢Britagem e moagem ➢Dosagem da farinha ➢Homogeneização ➢Queima (Clinquerização) ➢Resfriamento ➢Moagem ➢Ensacamento Clínquer Portland Calcário Argila UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB GRANELEIRO Pré-aquecedor Depósito de Mix Combustíveis Depósito de Clínquer Gesso Clínquer Escória ou pozolana Moinho de Cimento Separado r Silos de Cimento Carvão/Coque/óleo Moinho de Carvão Homogeneização Calcário Moinho de Cru Argila Calcário Ensacamento Britador Depósito A oferta dos diversos tipos de cimento varia em função do número de silos e da disponibilidade de matéria-prima, da característica do mercado regional... Em geral a fábrica oferece 2 a 3 tipos. Esquema de Funcionamento de uma Fábrica UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Principal matéria-prima na fabricação do cimento Jazida de Calcário (subterrânea) Obs: Mina da Votorantim em Salto de Pirapora – SP (há cerca de 35 a 40 km de estrada dentro da mina). UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Jazida de Calcário (céu aberto) Principal matéria-prima na fabricação do cimento Obs: no Brasil estima-se a reserva para 600 anos (mantendo- se a produção atual). Há aprox. 70 fábricas no Brasil enquanto que na China existem cerca de 5 a 6 mil fábricas pequenas UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB O desmonte do calcário na jazida é feito com explosivos 32 Extração de Calcário UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB O material resultante é transportado em caminhões “fora-de-estrada” até a instalação de britagem Transporte UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Britagem Na britagem, o calcário é reduzido a dimensões adequadas ao processamento industrial UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB NA BRITAGEM, O CALCÁRIO É REDUZIDO A DIMENSÕES ADEQUADAS AO PROCESSAMENTO INDUSTRIAL Britagem UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Moagem do Calcário UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Moagem da mistura crua UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Silos de Homogeneização A MISTURA DE CALCÁRIO COM ARGILA (FARINHA CRUA) É ENVIADA AOS SILOS DE HOMOGENEIZAÇÃO UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB a mistura de calcário com argila (farinha crua) é enviada aos silos de homogeneização Silos de Homogeneização UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Forno Rotativo No forno, a uma temperatura próxima a 1450oC, o material transforma-se em pelotas escuras - o clínquer. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Dosagem ➢ Para a produção de 1 tonelada de cimento (20 sacos), são utilizados, em média: 40 a 50kg Caso haja deficiência de sílica, ferro ou alumínio UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cerca de 1500 kg de matéria-prima para 970 kg de clínquer Essa diferença é o CO2 liberado* CaCO3 CaO + CO2 40 + 12 + 16*3 40 + 16 + 12 + 2*16 42 Dosagem UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB43 Pedra calcária → CaO + CO2 Argila → SiCO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O Reações químicas no forno de cimento 3CaO . SiO2 2CaO . SiO2 3CaO . Al2O3 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 CompostosAbreviações C3S C2S C3A C4AF UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB • Óxidos fundamentais CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 • Óxidos secundários MgO, K2O, Na2O, SO3 MnO, P2O5, TiO2, BaO, F , Cl , Cr2O3, SrO Composição UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Composição •CaO Amplamente encontrado na natureza, sendo a forma mais comum o carbonato de cálcio (calcita, aragonita), presente nos calcários •Al2O3e SiO2 Os componentes argilosos (solos) normalmente suprem as quantidades de Al2O3e SiO2necessários para a fabricação do clínquer. Componentes corretivos podem ser adicionados, como bauxita (Al2O3) e areia (SiO2) •Fe2O3 minério de ferro, determinados solos argilosos entre outros UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Composição MgO calcários magnesianos (dolomita) •K2O e Na2O materiais argilosos (partículas finas de feldspato) •SO3 sulfatos (pirita, marcassita) e combustíveis •F normalmente adicionado propositalmente sob a forma de CaF2 •Cl calcários marinhos •P2O5 rochas carbonáticas orgânicas ou rejeitos industriais •TiO2 ilmenita (FeTiO3) rútilo (TiO2) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 32322 O0,65FeO1,2Al2,8SiO 100CaO FSC ++ = 3232 2 OAlOFe SiO MS + = 32 32 OFe OAl MA = Composição 55 a 70% 0 a 15% 4 a 10% 3 a 10% Cerca de 150kg de coque/tonelada de clinquer. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 32322 O0,65FeO1,2Al2,8SiO 100CaO FSC ++ = 3232 2 OAlOFe SiO MS + = 32 32 OFe OAl MA = O C2S forma-se a 1200oC e o C3S forma-se a 1350 a 1450oC FSC – Fator de Saturação de Cálcio FSC = 100 – não forma C2S FSC > 100 – sobra CaO (desperdício) FSC < 100 – começa a formar C2S MS – Módulo de Sílica (percentual líquido no forno) MA – Módulo de Alumínio (definir o clínquer) Obs: CPV – muito C3S e C3A 150kg de coque/toneladas de clínquer Composição UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Fator de saturação de cal • Valor estequiométricamente mais elevado: 100% • FSC = 88% → teores iguais de alita e belita (FUNDAL) • Entre 90 e 100% → aumento de 1% do FSC eleva em 0,33% o teor de cal livre (CHRISTENSEN) • Valor razoável de FSC = 94% (GOUDA) • Sob mesmas condições: > FSC → cristais de alita mais desenvolvidos (LONG) • Intervalo ótimo de FSC →entre 88% e 98% (SCHÄFER) Composição UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Composição Módulo de sílica • Variação normal → 1,9 a 3,2• Mais comuns → 2,2 a 2,6 • Cimentos de alto teor de silício e brancos -MS > 3,0 • Cimentos de elevado conteúdo de fase -MS < 1,5 • Diminuição do MS →favorece a nodulização de clínqueres pulverulentos (JOHANSEN) • Elevação do MS → aumento da temperatura de queima UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Composição Módulo de alumina • Controla a composição e a viscosidade da fase • Considerando teores normais de MgO (1,5%): MA = 1,63 maior quantidade de fase líquida (todo conteúdo de Al2O3e Fe2O3entra em fusão a 1300oC) MA = 1,00 62% do conteúdo de Al2O3e Fe2O3 entra em fusão a 1300oC MA = 3,00 59% do conteúdo de Al2O3e Fe2O3entra em fusão a 1300oC •Elevação do MA redução da alita e C4AF aumento da belita e C3A (STRUNGE) • MA superior a 1,63 → Fe2O3 é o fundente principal • MA inferior a 1,63 → Al2O3 é o fundente principal UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Emissão de Gás Carbônico (CO2) O controle da emissão de CO2, um dos principais causadores do efeito estufa, representa um dos maiores desafios do setor na área do meio ambiente. A indústria mundial do cimento responde por aproximadamente 5% das emissões antrópicas de gás carbônico do mundo, no Brasil este setor representa menos de 1,5%. Alguns países emissores de CO2 (kg/ ton. de cimento) Brasil 610 Espanha 698 Inglaterra 839 China 848 Queima UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Queima Emissão de Gás Carbônico (CO2) por tonelada de cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB No forno, a uma temperatura próxima a 1450oC, o material transforma- se em pelotas escuras - o clínquer. FORNO ROTATIVO Queima UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB no forno, a uma temperatura próxima a 1450 oC, o material transforma-se em pelotas escuras - o clínquer 59 Forno Rotativo UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 20 - 100oC – Perda de água livre 500 - 600oC – Desidroxilação dos argilominerais – Transformação do quartzo em quartzo 700 - 900oC – Descarbonatação dos carbonatos – Primeiras reações em estado sólido com formação de aluminatos e ferroaluminatos cálcicos (C12A7 e C2[A,F]) – Primeiros cristais de belita (C2S) – Formação de cristobalita a partir do quartzo Reações de formação do clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB 900 - 1200oC – Cristalização da belita – Conversão do C12A7 e C2[A,F] em C3A e C4AF (ocorrem apenas reações em estado sólido) 1250 - 1350oC – Fusão dos constituintes da fase intersticial (C3A e C4AF) – Geração dos primeiros cristais de alita (C3S) a partir dos cristais pré-existentes de belita (C2S) e CaO 1350 - 1450oC – Desenvolvimento dos cristais de alita (C3S) Reações de formação do clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Resfriador Industrial Resfriador de grelhas 1450oC 80oC UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Pré- aquecedor < 1 min CaCO3 Zona de calcinação 28 min CO2 Zona de transicão 5 min Zona de queima 10 min Zona de resfriamento 2 min 1400 1200 1000 600 400 200 C3A C4AF Líquido C4AFC2(A,F) C12A7 C3A Cr Líquido Belita Cal livre T [ ºC ] 800 [min] 45403530252015105 Tempo de residência Fe2O3 H2O quartzo Minerais de argila quartzo R e la ç ã o d e m a s s a Alita Forno Rotativo com Pré-aquecedor Comprimento do forno/diâmetro do forno ..... aproximadamente 14/1 Dimensões do forno para 2.500 t/d ................. 4.8 x 67 a 5.0 x 74m Velocidade........................................................... aprox. 2 rpm Segundo sistema de queima ............................ nenhum Descarbonatação ............................................... aproximadamente 40% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Pré- aquecedor < 1 min Zona de calcinação 2 min CO2 Zona de transicão 15 min Zona de queima 12 min Zona de resfriamento 2 min 1450ºC Alita 1400 1200 1000 800 600 400 200C3A C4AF Líquido [min] 30 C3A C4AF Cr C2(A,F) C12A7 Belita Cal livre 252015105 Tempo de residência H2OFe2O3 Minerais de argila quartzo quartzo CaCO3 R e la ç ã o d e m a s s a T [º C ] Comprimento/diâmetro do forno ......... aproximadamente 14/1 Dimensões do forno (2500 t/d).............. 4.0 x 56 a 4.4 x 64m Velocidade .............................................. aproximadamente 3rpm Taxa de combustível no 2ºsistema de queima.... 65% máximo (ar terciário) Descarbonatação................................... aproximadamente 95% Forno rotativo com pré-aquecedor e pre-calcinador UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cal livre Belita CaCO3 quartzo quartzo CO2 Alita Líquido Cristobalita C12A7 Minerais de argila Fe2O3 H2O C2(A,F) C4AF C3A Líquido C lí n q u e r F a ri n h a R e la ç ã o d e m a s s a 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Temperatura [º C] Reações de formação do clínquer Portland Obs: Até 800oC – muita calcita Até 1300oC – belita e cal livre (CaO) A alita possui estrutura desorganizada que acarreta maior reatividade. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Calor absorvido (1030kcal/kg) Calor liberado (610kcal/kg) 420kcal/kg Via seca 750 kcal/kg Via úmida 1400 kcal/kg Balanço térmico O calor perdido é grande! UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Clínquer Interior do forno Formação do clínquer UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Características dos Componentes Principais do Clínquer UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do Clínquer PRINCIPAIS COMPOSIÇÃO ▪ Alita C3S ▪ Belita C2S ▪ Fase Intersticial C3A e C4AF SECUNDÁRIOS ▪ CaO livre CaO ▪ Periclásio MgO Não se combinam com ninguém Obs: A expressão “compostos secundários” se refere basicamente a seu teor e não necessariamente a sua importância. Em geral os álcalis aumentam a resistências iniciais e reduzem as finais. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C3S Mineralogia do Clínquer Portland C2S Alita - forma prismática hexagonal Belita - forma arredondada C3A e C4AF – fase intersticial Obs: cimento 10 a 15 µm UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do ClínquerPortland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C2S C3S Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C3A C4AF MgO Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Fase Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CaO l Mineralogia do Clínquer Portland Grão de calcário que não foi moído (farinha grossa) – problema de qualidade UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Mineralogia do Clínquer Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Porosidade do Clínquer Espaços vazios vão sumir ao ser moído UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Na moagem final, o sulfato de cálcio (gesso) e eventuais adições são misturados ao clínquer, resultando o cimento Moinho de cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Na moagem final, o sulfato de cálcio (gesso) e eventuais adições são misturados ao clínquer, resultando o cimento Moinho de cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Silos de estocagem de cimento Silo de Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB O produto é estocado nos silos de cimento e expedido em sacos ou a granel Expedição UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cinza volante Escória de alto forno Argila calcinada Pozolanas naturais Fíler calcário Adições ao Cimento Conforme o tipo de cimento poderão ser acrescentados, no processo de moagem, materiais conhecidos por Adições: UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB CP II-Z ou CPIV Clínquer Gesso + CP II-E ou CP III + CP II-F CP I ou CP V Filer Escória Pozolana Tipos de Cimento Obs: O CPI praticamente não é mais produzido UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Tipos de Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Regionalização dos Tipos de Cimento ´ Distribuição regional de alguns tipos de cimento em função da matéria-prima disponível Materiais pozolânicos: são aqueles que tem a capacidade de reagir com a temperatura ambiente com o Ca(OH)2 e formar produtos hidratados Ex: sílica ativa, metacaulim, cinza volante (termelétrica – proveniente da combustão do carvão mineral) Para cada tonelada de ferro gusa cerca de 30% é de escória Obs: As escórias expansivas possuem elevado teor de CaO, podem virar Ca(OH)2 no concreto (e serem expansivas). Deve-se “envelhecer as escórias (hidrata-las) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento: Razões para o Uso das Adições Técnicas Melhoria de propriedades específicas Econômicas Diminuição do consumo energético Ecológicas Aproveitamento de resíduos poluidores e preservação das jazidas UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Uso de Adições: Razões Técnicas MAIOR DURABILIDADE A interação física e química com o cimento Portland modifica a reologia dos compósitos: concreto, argamassa e pasta, no estado fresco e confere propriedades especiais relacionadas à durabilidade e ao desempenho mecânico no estado endurecido: Aumento da resistência à compressão e à flexão; Redução da porosidade e da permeabilidade (consumo do CaO); Aumento da resistência a sulfatos; Aumento à resistência à difusibilidade de íons cloreto; Mitigação da reação álcali-agregado; Redução da ocorrência de eflorescências UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento Quando adicionados ao cimento esses materiais combinam-se e/ou são ativados pelo hidróxido de cálcio { Ca(OH)2 } liberado nas reações de hidratação do clínquer, originando compostos com propriedades ligante. Uso das adições (Filer, Escória Alto Forno e Pozolanas) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento Escória de Alto Forno • Subproduto da fabricação do ferro gusa; • Composição aluminossilicatos cálcicos; • Grãos irregulares e vítreos (>90%); • Adição ao cimento Portland 0 a 75% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento Argila Calcinada ▪ Argila caulinítica ▪ Ativação térmica 700ºC a 800ºC ▪ Caulinita Metacaulinita ▪ Diâmetro < 2µm ▪ Adição ao cimento Portland 0 a 50% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento Fíler Calcário ▪ Preservação de jazidas minerais ▪ Redução das emissões de CO2 ▪ Redução dos custos de produção ▪ Elevada área específica ▪ Preenche os espaços entre os grãos ▪ Adição ao cimento Portland 0 a 25% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Adições ao cimento Sulfato de Cálcio ▪ Gipsita (CaSO4.2H2O); hemidrato(CaSO4.0,5H2O) ▪ Natural ou artificial ▪ Depende dos teores de C3A e álcalis e da finura do cimento ▪ Retarda a pega durante as reações de hidratação UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB TIPOS DE CIMENTO E NORMALIZAÇÃO UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Nomenclatura dos Cimentos 1991 20181982 CPC, AF e POZ CP I, CP II, CPIII, CP IV e CP V UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento: Nomenclatura CP XXX RR Cimento Portland Composição ou qualificativo Resistência aos 28 dias (MPa) CP II- E- 32 (TIPO) CPII-E (SIGLA) 32 (CLASSE) CLASSE SIGLA TIPO NOME TÉCNICO:Cimento Portland composto com escória Todos os cimentos Portland, com exceção do CP V, têm classes de resistências de 25, 32, e 40 MPa. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ➢ Normas brasileiras NBR 9831/06 ➔ Cimento para Poços Petrolíferos (não pode ter alumínio) NBR 13847/97 ➔ Cimento Aluminoso (refratário) NBR 16.697:2018 NBR 5732/91 ➔ Cimento Portland Comum NBR 5733/91 ➔ CimentoPortland de Alta Inicial NBR 11578/91 ➔ Cimento Portland Composto NBR 5735/91 ➔ Cimento Portland de Alto-Forno NBR 5736/91 ➔ Cimento Portland Pozolânico NBR 5737/92 ➔ Cimento Portland Resistente a Sulfatos NBR 13116/94 ➔ Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação NBR 12989/93 ➔ Cimento Portland Branco (não há no Brasil) Cimentos Portland: ABNT NBR 16.697:2018 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimentos Portland ABNT NBR 16.697:2018 A ABNT NBR 16697 cancela e substitui as normas NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735, NBR 5736, NBR 5737, NBR 11578, NBR 12989 E NBR 13116. Definição Ligante hidráulico obtido pela moagem do clínquer Portland, ao qual se adiciona, durante a fabricação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio e adições minerais nos teores estabelecidos nesta Norma. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimentos Portland ABNT NBR 16.697:2018 Os cimentos que fazem parte desta norma: ➢ Cimento Portland comum – CP I: produto intermediário da fabricação do cimento Portland, constituído em sua maior parte de silicatos de cálcio com propriedades hidráulicas e que se obtém pela queima a altas temperaturas de misturas convenientemente moídas e dosadas de materiais calcários e argilosos; ➢ Cimento Portland com material carbonático: CP II-F*: cimento obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e material carbonático nos teores estabelecidos por esta Norma; ➢ Cimento Portland de alto forno – CP II-E* ou CP III: cimento obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou separadamente, podendo conter uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores estabelecidos nesta Norma; ➢ Cimento Portland pozolânico - CP II-Z* ou CP IV: cimento obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos, moídos em conjunto ou separadamente, podendo conter uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores estabelecidos nesta Norma; ➢ Cimento Portland de alta resistência – CP V-ARI: cimento que atende os requisitos de alta resistência inicial. (*) Os cimentos designados com a sigla CP II são considerados compostos. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Os cimentos que fazem parte desta norma: ➢ Cimento Portland Resistente aos Sulfatos – CP RS: cimento Portland que atende aos requisitos de resistência aos sulfatos; ➢ Cimento Portland Branco – CP B: cimento Portland constituído de clínquer Portland branco e cujas as adições (sulfato de cálcio ou outras) não geram alterações em sua coloração além dos limites estabelecidos nesta Norma; ➢ Cimento Portland de Baixo Calor de hidratação – CP BC: cimento Portland que atende à condição de baixa liberação de calor durante a sua hidratação, de acordo com os limites estabelecidos nesta Norma; Cimentos Portland ABNT NBR 16.697:2018 Outros tipos de cimentos, que não fazem parte da ABNT NBR 16697:2018 ✓ Cimento para Poços Petrolíferos - ABNT NBR 9831 ✓ Cimento Aluminoso - ABNT NBR 13847 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Indústria de Cimento TIPO DE CIMENTO ANO 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 CP I 1,8 1,8 2,0 1,9 2,2 0,7 0,2 0,2 0,2 CP II 69,4 66,2 65,0 66,9 64,1 62,6 66,9 65,1 60,3 CP III 12,5 14,3 17,5 17,2 16,8 17,1 15,3 14,1 14,6 CP IV 7,3 7,8 6,6 6,8 8,4 11,0 9,8 11,3 12,9 CP V 5,6 5,4 5,3 5,8 7,1 7,0 6,9 7,1 7,8 Evolução da produção por tipo de cimento (%) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Especificações Normativas Cimento Portland Sigla Classe Clinquer + Gesso (%) Escória (E) (%) Pozolana (Z) (%) Filer (F) (%) Comum CP I 25 32 40 100 - 95 0 - 5 CP I-S 25 32 40 94 - 90 -- -- 6 - 10 Composto CP II-E 25 32 40 94 - 51 6-34 0 0 - 15 CP II-Z 25 32 40 94 - 71 0 6 - 14 0 - 15 CP II-F 25 32 40 89 - 75 0 0 11 - 25 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Especificações Normativas Cimento Portland Sigla Classe Clinquer + Gesso (%) Escória (E) (%) Pozolana (Z) (%) Fíler (F) (%) Alto Forno CP III 25 32 40 65 - 25 35 - 75 0 0 - 10 Pozolânico CP IV 25 32 40 85 - 45 0 15 - 50 0 - 10 Ari CP V --- 100 - 90 0 0 0 - 10 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Requisitos Químicos (ABNT NBR 16697:2018) DESTINAM-SE A GARANTIR OS TEORES DE ADIÇÕES E DEFEITOS DE FABRICAÇÃO Tipo de cimento Portland Resíduo Insolúvel (%) Perda ao fogo (%) MgO (%) SO3 (%) Enxofre em forma de Sulfeto (*) Anidrido Carbônico (CO2) (*) CP I CPI-S ≤ 5,0 ≤ 3,5 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,5 - ≤ 3,0 ≤ 5,5 CP II-E CP II-Z CP II-F ≤ 5,0 ≤ 18,5 ≤ 7,5 ≤ 8,5 ≤ 8,5 ≤ 12,5 ---- ≤ 4,5 ≤ 0,5 ≤ 7,5 ≤ 11,5 ≤ 7,5 - - CP III ≤ 5,0 ≤ 6,5 ---- ≤ 4,5 ≤ 1,0 ≤ 5,5CP IV ---- ≤ 6,5 ---- ≤ 4,5 - CP V-ARI ≤ 3,5 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,5 - (*) Facultativo Teor de material pozolânico Relação CaCO3 Inerte Relativo ao gesso Relativo ao CaCO3 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Características Químicas UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Requisitos Físicos e Mecânicos (ABNT NBR 16697:2018) Ativação física do material Frio – CaO a Quente - MgO GARANTEM O DESEMPENHO UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Características físico-mecânicas UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland – Distribuição granulométrica UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland de Alta Resistência Inicial Classe 32 R 1 14 MPa R 3 10 MPa R 3 24 MPa R 7 20 MPa R 7 34 MPa R 28 32 MPa UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland Branco ESTRUTURAL CPB-25, CPB-32 e CPB-40 ABNT NBR 16697:2018 NÃO ESTRUTURAL CPB FINALIDADE ESTÉTICA O principal componente que dá cor ao cimento é o ferro proveniente das matérias-primas utilizadas para a fabricação do clínquer. Daí o fato dos cimentos brancos terem essa cor, pois para obtê-la a matéria-prima deve ser especial (usa-se bauxita em vez de argila), com ausência de ferro e com condições de fabricação ligeiramente distintas, com resfriamento mais rápido e cuidados especiais nos corpos moedores, isto é, a bolas de aço que por atrito e impacto no moinho, fazem com que o clínquer se transforme no pó que conhecemos (o cimento). Exigência: índice de brancura maior que 78% UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação ABNT NBR 16967:2018 IDENTIFICAÇÃO: Acréscimo do sufixo BC ao tipo original Exigência: baixo desprendimento de calor ≤ 270 J/g com a idade de 41 h UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação ABNT NBR 16967:2018 UNEB– Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimentos Resistentes aos Sulfatos C3A do clínquer e fíler calcário menor que 8% e 5%, respectivamente Cimentos CP III com 60% a 70% de escória Cimentos CP IV com 25% a 40% de pozolana Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. Expansão ≤ 0,03% aos 56 dias pelo método da ABNT NBR 13583 IDENTIFICAÇÃO : sufixo RS ao tipo original. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Características dos Cimentos Os cimentos brasileiros ultrapassam expressivamente as exigências mínimas das normas técnicas Fonte: Controle do Selo de Qualidade ABCP – Resistência à compressão em MPa Cimento 1 dia 3 dias 7 dias 28 dias Norma Média Norma Média Norma Média Norma Média CP II-E 32 - 9,4 10,0 22,1 20,0 30,5 32,0 41,2 CP II-F 32 - 12,7 10,0 26,9 20,0 32,4 32,0 39,7 CP II-E 40 - - 15,0 28,9 25,0 37,3 40,0 47,2 CP III-32 - 6,5 10,0 16,3 20,0 27,2 32,0 41,8 CP III-40 - 10,5 12,0 21,4 23,0 33,4 40,0 48,2 CP IV-32 - 9,6 10,0 21,5 20,0 28,6 32,0 39,9 CP V-ARI 14,0 24,5 24,0 37,4 34,0 42,7 - 48,5 CP V-ARI RS 11,0 19,0 24,0 33,1 34,0 40,2 - 47,2 UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Características dos Cimentos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Evolução Porcentual da Resistência dos Cimentos (R28 = 100%) Fonte: Controle do Selo de Qualidade ABCP UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Evolução em MPa da Resistência dos Cimentos Tipo de Cimento 1 DIA 3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS 63 DIAS 91 DIAS 180 DIAS 360 DIAS CP II-E 32 9,6 (0,23) 21,7 (0,54) 29,5 (0,73) 40,4 44,8 (1,11) 50,2 (1,24) 54,1 (1,34) 54,2 (1,34) CP II-F 32 13,2 (0,34) 25,9 (0,66) 31,6 (0,81) 39,1 42,8 (1,09) 45,3 (1,16) 48,0 (1,23) 50,3 (1,29) CP II-E 40 - 28,2 (0,59) 36,7 (0,77) 47,7 50,5 (1,06) 55,6 (1,16) 59,1 (1,24) - CP II-Z 32 12,4 (0,32) 24,4 (0,63) 30,5 (0,78) 38,9 41,3 (1,06) 43,2 (1,11) 47,3 (1,21) 49,4 (1,27) CP III-32 6,7 (0,16) 16,7 (0,40) 27,3 (0,65) 42,0 48,9 (1,16) 51,6 (1,23) 55,8 (1,33) 56,6 (1,35) CP III-40 10,5 (0,21) 21,9 (0,45) 33,6 (0,69) 48,7 54,1 (1,11) 56,6 (1,16) 60,8 (1,25) 60,9 (1,25) CP IV-32 12,2 (0,30) 21,8 (0,54) 28,7 (0,72) 40,0 43,3 (1,08) 45,7 (1,14) 50,5 (1,26) 52,9 (1,32) CP V-ARI 24,7 (0,49) 37,5 (0,74) 43,0 (0,85) 50,3 52,6 (1,04) 55,4 (1,10) 57,8 (1,15) 59,1 (1,17) CPV-ARI RS 19,8 (0,39) 33,6 (0,67) 40,5 (0,81) 50,2 53,5 (1,07) 56,6 (1,13) 58,2 (1,16) 63,1 (1,26) Fonte: Controle do Selo de Qualidade ABCP UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Amostras Intercâmbio 2000 CP I-S 32 CP II-E 32 CP II-E 40 CP II-F 32 CP II-Z 32 CP III 32 CP III 40 CP IV 32 CP V ARI CP V ARI- RS Número de amostras 11 53 7 88 44 36 11 24 42 12 Massa Específica (mg.m-3) 3,1 3,04 3,04 3,08 3,00 3,05 3,01 2,77 3,08 3,04 Área Específica (m2.kg-1) 353 382 447 361 455 373 390 460 464 456 Resíduo de Peneira 75 µm 1,1 1,7 0,2 2,5 1,6 1,9 0,4 0,4 0,3 0,2 Água Consistência Normal (%) 27,5 27,3 29,5 26,5 28,5 26,9 29,2 32,9 29,3 29,2 Tempo de pega (min) Início 190 190 206 170 162 179 191 240 142 139 Fim 269 263 290 241 238 255 271 320 220 214 Resistência à compressão axial (MPa) 1 dia - - - - - - - - 24,7 21,3 3 dias 28,8 24,4 31,1 24,6 23,6 22,1 21,9 20,4 38,4 35,0 7 dias 33,3 31,7 38,3 30,5 30,8 29,4 31,5 26 44,1 43,1 28 dias 40,3 41,9 46,5 38,4 40,1 39,8 46,6 37,3 51,3 53,3 Caracteristícas Médias Tipos de Cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Fonte: Mehta e Monteiro Foram propostos dois mecanismos: Hidratação por dissolução-precipitação – envolve a dissolução de compostos anidros em seus constituintes iônicos, a formação de hidratos em solução e, devido à sua baixa solubilidade, uma eventual precipitação de hidratos resultantes da solução supersaturada.Esse mecanismo visa uma completa reorganização dos constituintes dos compostos originais durante a hidratação do cimento. Hidratação no estado sólido do cimento (topoquímico) – as reações acontecem diretamente na superfície dos compostos de cimento anidro sem que os compostos entrem em solução. Estágios iniciais predominância dissolução-precipitação, estágios posteriores a hidratação da partícula residual de cimento pode ocorrer por reações no estado sólido Mecanismo da hidratação UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB grãos de cimento adição de água Liberação de calor Formação de gel Formação de agulhas de etringita e CSH Fonte : Mehta &Monteiro Crescimento e entrelaçamento dos cristais Estado endurecido Resistência mecânica Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Nem todos os compostos anidros se hidratam à mesma velocidade Os aluminatos se hidratam a uma velocidade muito mais rápida que os silicatos. Na verdade, as características de enrijecimento (perda de consistência) e pega (solidificação) de uma pasta de cimento Portland são amplamente determinadas por reações de hidratação envolvendo os aluminatos. Os silicatos, que compõem cerca de 75% do cimento Portland comum, têm um papel dominante na determinação das características de endurecimento (taxa de desenvolvimento da resistência) PEGA RESISTÊNCIA 1 2 3 4 C-S-H CIMENTO + H2O UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ÁGUA + CIMENTO = Dissolução e formação de novas fases hidratadas O tempo aumenta o entrelaçamento dos cristais, aumentando a resistência mecânica Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Reação com a água: C3S + H2O ⇒ CSH + Ca(OH)2 Silicato tricálcico + água ⇒ Gel de C-S-H + Portlandita C2S + H2O ⇒ CSH + Ca(OH)2 Silicato dicálcico + água ⇒ Gel de C-S-H + Portlandita C3A + CaSO4 + 32 H2O ⇒ C3A·3CSO3 ·32 H2O C3A + Calcio disuelto (Ca2+) + sulfato disuelto (SO4 )2– + Agua ⇒ etringita 60% 40% 80% 20% Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB + H2O → C-S-H + Ca(OH)2 resistência proteção às armaduras - lixiviação - carbonatação maléfico ao concreto C3S C2S C3A C4AF + H2O + Ca(OH)2 → C4AH13 Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Hidratação do cimento (fases principais) Obs: Para o C3S: 2C3S + 6H C3S2H3 + 3Ca(OH)2 Hidratação do C3S = 61% C-S-H e 39% Ca(OH)2 Para o C2S: 2C2S + 4H C3S2H3 + 3Ca(OH)2 Hidratação do C2S = 82% C-S-H e 18% Ca(OH)2 UNEB – Engenharia de ProduçãoCivil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C-S-H Ca(OH)2 C3S + H2O⇒ CSH + Ca(OH)2 C2S + H2O ⇒ CSH + Ca(OH)2 Responsável pelas resistências mecânicas Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Hidratação do cimento (fases secundárias) Fonte: Mehta e Monteiro UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C3A + CaSO4 + 32 H2O ⇒ C3A·3CSO3 ·32 H2O Este hidrato é o responsável pela pega Noções de hidratação do cimento e pega Etringita A etringita, normalmente é o primeiro hidrato a se cristalizar por causa da alta relação sulfato/aluminato na fase aquosa durante a primeira hora da hidratação. Sua precipitação contribui para o enrijecimento e pega e o desenvolvimento da resistência inicial. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Sulfato de cálcio atua como controlador de pega (Capa protetora) C3A + H2O = PEGA RÁPIDA C3A + Sulfato de cálcio + H2O = Retardamento Noções de hidratação do cimento e pega C3A C3A FASE I FASE II FASE IIIFASE IV Etringita Nova ruptura Ruptura consolidada Monosul fonato Ruptura da capa Hidratação dos Aluminatos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB C3A + H2O C3A + H2O + GESSO PEGA RÁPIDA PEGA RETARDADA C3A C4AH13 C4AH13 C3A ETRINGITA (pouco solúvel) Muito C3A poderá reagir com os sulfatos e formar a etringita Noções de hidratação do cimento e pega Hidratação dos Aluminatos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB A pega do cimento é causada pela reação do C3A e C3S, mas a reação do C3S se dá primeiro, pois o gesso retarda a ação do C3A. Falsa Pega: origem na desidratação (H2O ↑) do gesso quando moído com o clínquer muito quente. Ou, aeração a umidades moderadas do C3S. Pega – esse termo é usado para referência ao enrijecimento da pasta de cimento. Se refere à mudança do estado fluido para um estado rígido Falsa Pega – enrijecimento prematuro anormal do cimento, alguns minutos após à adição de água. Difere de pega instantânea pelo fato de não se desprender quantidade apreciável de calor e remisturtando a pasta de cimento, sem adicionar água, restaura-se sua plasticidade até que ocorra pega normal sem perda de resistência. Uma das causas possíveis é quando o gesso é moído com um clínquer muito quente (desidratação) formando hemidrato ou anidrita (a primeira reação ao colocar água é a “pega do gesso” resultando num enrijecimento da pasta). Fonte: Neville Noções de hidratação do cimento e pega Hidratação dos Aluminatos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Reação do C3A + H2O é imediata para retardo Fonte: Mehta e Monteiro Hidratação dos Aluminatos adição de gipsita A etringita é o primeiro hidrato a se cristalizar por causa da alta relação sulfato/aluminato na fase aquosa durante a primeira hora da hidratação contribuindo para o enrijecimento e a pega além do desenvolvimento da resistência inicial. Mais tarde, após o sulfato ter sido consumido, quando a concentração de íons aluminato volta a se elevar devido à nova hidratação de C3A e C4AF, a etringita se torna instável e é gradualmente convertida para a fase monossulfato que é o produto final da hidratação de cimentos Portland que contenham mais de 5% de C3A. Etringita Monossulfato UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Fonte: Mehta e Monteiro Hidratação dos Aluminatos Diversos fenômenos de pega são afetados pelo desequilíbrio na relação A/S Caso I – pega normal Caso II – pega normal (mais rápida que caso I) Caso III – pega rápida Caso IV – pega instantânea Caso V – Falsa pega* *C3A de baixa reatividade (cimentos parcialmente hidratados estocados inadequadamente) e grande quantidade de hemidrato de sulfato de cálcio. Rápida formação de cristais de gipsita conhecida como falsa pega (pega do gesso) que ocorre sem grande evolução do calor. Baixa concentração de íons aluminato e sulfato Alta concentração de íons aluminato e sulfato Alta concentração de íons aluminato e baixo sulfato Pouca ou nenhuma gipsita UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Sólidos na pasta de Cimento hidratada C-S-H – Silicato de cálcio hidratado: 50 a 60% do volume de sólidos em uma pasta de cimento completamente hidratada e é, portanto, a fase mais importante, determinando as propriedades da pasta. Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio (portlandita): Esses cristais constituem 20 a 25% do volume de sólidos da pasta de cimento hidratada. Sulfoaluminatos de cálcio: ocupam de 15 a 20% do volume sólido da pasta de cimento hidratada. Nos estágios iniciais da hidratação há formação de trissulfato hidratado (C6AS3H32) conhecida como etringita (forma de cristais prismáticos na forma acicular). Nas pastas de cimento puro , a etringita eventualmente se transforma em monossulfato hidratado C4ASH18 que forma cristais de placas hexagonais. A presença de monossulfato hidratado no concreto pode torna-lo vulnerável ao ataque por sulfato). Grãos de Clínquer não hidratados – podem ser encontrados na microestrutura de pastas hidratadas, mesmo muito tempo após a hidratação. Fonte: Mehta e Monteiro UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Vazios e água na pasta de Cimento hidratada Espaço interlamelar no C-S-H: responde por 28% da porosidade do C-S-H sólido. Vazios capilares: Espaços não ocupados pelo cimento ou pelos produtos de hidratação Ar incorporado: são maiores que os vazios capilares e podem afetar negativamente a resistência (normalmente são esféricos). Água capilar: água livre presente nos grandes vazios. Água adsorvida: moléculas de água fisicamente adsorvidas na superfície dos sólidos na pasta de cimento hidratada. A perda é responsável pela retração da pasta de cimento hidratada. Água interlamelar: associada à estrutura do C-S-H. Água quimicamente combinada: integra parte da microestrutura. Não se perde por secagem só sendo liberada por decomposição dos hidratos por aquecimento. Fonte: Mehta e Monteiro UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Composição x Resistência (pasta de cimento) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega C3A C3S C2S Hidrata muito rapidamente Hidrata razoavelmente rápido Hidrata lentamente Elevado calor de hidratação Razoável calor de hidratação Baixo calor de hidratação Responsável pelo início de pega Responsável pela resistência inicial Responsável pela resistência final UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pega Reação Pozolânica e sua importância UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Noções de hidratação do cimento e pegaFonte: Mehta e Monteiro Reação Pozolânica e sua importância A importância técnica do uso de cimentos pozolânicos e com escória: - Reação lenta com taxas de liberação de calor e desenvolvimento de resistência também são lentas - Consome hidróxido de sódio contribuindo na durabilidade frente a ambientes ácidos - Produtos de hidratação preenchem vazios capilares melhorando resistência e durabilidade. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB proteção às armaduras - lixiviação - carbonatação maléfico ao concreto CaO + H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 O hidróxido de cálcio em contato com o ar, forma o carbonato de cálcio que possui um pH menos básico, promovendo a carbonatação e facilitando a corrosão das armaduras. Obs: O ar atmosférico possui apenas 0,03% de CO2 Noções de hidratação do cimento e pega Observação: UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Microestrutura e Propriedade da pasta hidratada Hidratação da pasta de cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Microestrutura e Propriedade da pasta hidratada Volume das fases hidratadas ao longo do tempo UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Microestrutura e Propriedade da pasta hidratada Zona de Transição mais porosa (pasta de cimento endurecida e agregado) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Microestrutura e Propriedade da pasta hidratada UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Influência Tipo de Cimento Composto Alto-Forno Pozolânico ARI Resistente aos Sulfatos Branco Estrutural Resistência à compressão Padrão Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Muito maior nos primeiros dias Padrão Padrão Calor gerado na reação do cimento com a água Padrão Menor Menor Maior Menor Maior Impermeabilidade Padrão Maior Maior Padrão Padrão Padrão Resistência aos agentes agressivos (água do mar e de esgotos) Padrão Maior Maior Menor Maior Menor Durabilidade Padrão Maior Maior Padrão Maior Padrão UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICO REALIZADOS EM AMOSTRAS DE CIMENTOS UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Resistência à compressão (3, 7 e 28 dias) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland Peneirador aerodinâmico da ABCP Resíduo em peneira (% retida na peneira 0,075 mm) ➢ Ensaios físicos: Finura Peneirador aerodinâmico da ABCP m = 20 g UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ➢ Ensaios físicos: Finura Cimento Portland Área especifica com o uso do Permeabilímetro de Blaine (Blaine – cm2/g) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland Tempos de Pega (uso de pasta de cimento com consistência normal) ➢ Ensaios físicos Aparelho de Vicat UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland Início de Pega Início do crescimento brusco da viscosidade e geralmente não ocorre antes de 1 h. ➢ Ensaios físicos: Início e Fim de Pega Aparelho de Vicat Durante o ensaio, existem dois momentos bastante característicos, onde ocorre mudança brusca na reologia da pasta. Fim de Pega Passagem da pasta do estado plástico para o estado sólido. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Cimento Portland UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ➢ Ensaios físicos: Massa específica Cimento Portland Frasco volumétrico de Le Chatelier UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB ➢ Ensaios físicos Cimento Portland Expansibilidade Le Chatelier (agulha de Le Chatelier) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB APLICAÇÕES DOS DIFERENTES TIPOS DE CIMENTO UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Todos os tipos de cimento são adequados a todos os tipos de estruturas e aplicações. Existem tipos de cimento que são mais recomendáveis ou vantajosos para determinadas aplicações. UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Marginal do Rio Pinheiros/SP Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto armado Resistência de projeto I, II, III, IV UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Pilares pré-moldados- Estaleiro Navship/SCSede da Açovisa,Guarulhos /SP Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto para desforma rápida (sem cura térmica) Endurecimento rápido V, I, II Concreto para desforma rápida (com cura térmica) Endurecimento rápido I, II, III, IV UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto massa Baixo calor de hidratação III, IV, BC Barragem de Tucurui /PA UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Pavimento de concreto Pequena retração I, II, III, IV, V Ponte Rio Niteroi Rodoanel Sul UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Pisos industriais de concreto Resistência à abrasão I, II, III, IV, V UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto com agregados reativos Prevenção da reação álcali- agregado(RAA) IV, III Bloco de fundação de edifícios residenciais da cidade de Recife/PE com fissuras devido à RAA UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Obras marítimas Resistência a sulfatos RS, III, IV Plataforma, Mar do Norte Porto de Pecem /CE UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Solo-cimento Aglomerante I, II, III, IV Casa com tijolos de solo-cimentoCasa com parede monolítica de solo-cimento UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Cimento queimado Estética Todos UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraivade A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Artefatos de concreto Resistência I, II, III, IV,V Branco estrutural UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrinhos Estética (cor branca) Branco UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Argamassa de chapiscos Aderência I, II UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Argamassa de revesti- mento e assentamento de tijolos e blocos Pequena retração, retenção de água e plasticidade I, II, III, IV UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto arquitetônico Estética (cor branca) Branco estrutural Baha´i Temple, Chicago Lotus Temple, New Delhi UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Aplicações Diversas Aplicações Propriedade Desejada Tipo de Cimento Concreto arquitetônico Estética (cor branca) Branco estrutural Ponte Estaiada em Concreto Branco – Brusque, SC Museu da Fundação Iberê Camargo,Porto Alegre UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Enfatizando o Uso Vantajoso do CP III e CP IV ... obras de concreto-massa como barragens e peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares etc. obras em contato com ambientes agressivos por sulfatos, terrenos salinos etc. tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos ou efluentes industriais; UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB O Uso Vantajoso do CP III e CP IV Concretos com agregados reativos Pilares de pontes ou obras submersas em contato com águas correntes puras Obras em zonas costeiras ou em água do mar Pavimentação de estradas e pistas de aeroportos em concreto UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Recomendações A menor resistência inicial pode ser incrementada pelo uso de aditivos aceleradores ou por compensações na dosagem do concreto ▪ Para pré-moldados, nos casos em que se exija desforma rápida, usar cura a vapor ▪ Evitar as concretagens em dias muito secos, com ventos fortes ou em temperaturas baixas O cimento CP III não é recomendado em caldas de injeção para bainhas de protensão, embora no concreto protendido ou armado não haja restrições (contem sulfetos, provenientes da escoria) UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB A Utilização do CP V Onde o requisito de elevada resistência às primeiras idades é fundamental Na indústria de pré-fabricados Aplicação da protensão Concreto projetado Pisos industriais Obras em climas de baixa temperatura Precauções: Retração e fissuração térmica UNEB – Engenharia de Produção Civil - Materiais de construção civil II – Profa Ana Gabriela Saraiva de A. Lima UNEB Resumo Tipo de cimento Uso CP I, CP II Geral CP IV e CP III Geral, concreto massa, água do mar, com agregados reativos, meios agressivos RS Ambientes agressivos, água do mar Branco Estético Branco E Estético e estrutural Baixo calor Obras de concreto massa Slide 1 Slide 2 Slide 3: Histórico Mundial Slide 4: Histórico Mundial Slide 5: Histórico Mundial Slide 6: Histórico Mundial Slide 7: Histórico no Brasil Slide 8: Histórico no Brasil Slide 9 Slide 10: Histórico no Brasil Slide 11: Histórico no Brasil Slide 12: MERCADO DE CIMENTO NO BRASIL Slide 13: Panorama Brasileiro de Cimento Slide 14: Panorama nacional do cimento Slide 15 Slide 16 Slide 17: Produção Brasileira Slide 18: Produção Brasileira Slide 19: Panorama mundial do cimento Slide 20: Panorama mundial do cimento Slide 21 Slide 22: Cimento Slide 23: Cimento Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28: Clínquer Portland Slide 29: Esquema de Funcionamento de uma Fábrica Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36: Moagem do Calcário Slide 37 Slide 38: Silos de Homogeneização Slide 39 Slide 40: Forno Rotativo Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54 Slide 55 Slide 56: Emissão de Gás Carbônico (CO2) Slide 57: Queima Slide 58 Slide 59 Slide 60 Slide 61 Slide 62: Resfriador Industrial Slide 63 Slide 64 Slide 65 Slide 66 Slide 67 Slide 68 Slide 69: Características dos Componentes Principais do Clínquer Slide 70: Mineralogia do Clínquer Slide 71: Mineralogia do Clínquer Portland Slide 72 Slide 73: Mineralogia do Clínquer Portland Slide 74 Slide 75: Mineralogia do Clínquer Portland Slide 76 Slide 77 Slide 78 Slide 79 Slide 80 Slide 81 Slide 82 Slide 83 Slide 84 Slide 85 Slide 86 Slide 87 Slide 88 Slide 89 Slide 90 Slide 91: Adições ao cimento: Razões para o Uso das Adições Slide 92: Uso de Adições: Razões Técnicas Slide 93 Slide 94: Adições ao cimento Slide 95: Adições ao cimento Slide 96: Adições ao cimento Slide 97: Adições ao cimento Slide 98: Adições ao cimento Slide 99: TIPOS DE CIMENTO E NORMALIZAÇÃO Slide 100: Nomenclatura dos Cimentos Slide 101: Cimento: Nomenclatura Slide 102 Slide 103 Slide 104 Slide 105 Slide 106: Indústria de Cimento Slide 107: Especificações Normativas Slide 108: Especificações Normativas Slide 109: Requisitos Químicos (ABNT NBR 16697:2018) Slide 110: Características Químicas Slide 111: Requisitos Físicos e Mecânicos (ABNT NBR 16697:2018) Slide 112: Características físico-mecânicas Slide 113: Cimento Portland – Distribuição granulométrica Slide 114: Cimento Portland de Alta Resistência Inicial Slide 115: Cimento Portland Branco Slide 116: Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação ABNT NBR 16967:2018 Slide 117: Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação ABNT NBR 16967:2018 Slide 118: Cimentos Resistentes aos Sulfatos Slide 119: Características dos Cimentos Slide 120: Características dos Cimentos Slide 121: Evolução Porcentual da Resistência dos Cimentos (R28 = 100%) Slide 122: Evolução em MPa da Resistência dos Cimentos Slide 123 Slide 124 Slide 125 Slide 126 Slide 127 Slide 128 Slide 129 Slide 130 Slide 131 Slide 132 Slide 133 Slide 134 Slide 135 Slide 136 Slide 137 Slide 138 Slide 139 Slide 140 Slide 141 Slide 142 Slide 143 Slide 145 Slide 146 Slide 147 Slide 148 Slide 149 Slide 152 Slide 153 Slide 154 Slide 155 Slide 156: Influência dos Tipos de Cimento nas Argamassas e Concretos Slide 157: ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICO REALIZADOS EM AMOSTRAS DE CIMENTOS Slide 158: Cimento Slide 159 Slide 160 Slide 161 Slide 162 Slide 163 Slide 164 Slide 165 Slide 166: APLICAÇÕES DOS DIFERENTES TIPOS DE CIMENTO Slide 167: Aplicações Slide 168: Aplicações Diversas Slide 169: Aplicações Diversas Slide 170: Aplicações Diversas Slide 171: Aplicações Diversas Slide 172: Aplicações Diversas Slide 173: Aplicações Diversas Slide 174: Aplicações Diversas Slide 175: Aplicações Diversas Slide 176: Aplicações Diversas Slide 177: Aplicações Diversas Slide 178: Aplicações Diversas Slide 179: Aplicações Diversas Slide 180: Aplicações Diversas Slide 181: Aplicações Diversas Slide 182: Aplicações Diversas Slide 183: Enfatizando o Uso Vantajoso do CP III e CP IV ... Slide 184: O Uso Vantajoso do CP III e CP IV Slide 185: Recomendações Slide 186: AUtilização do CP V Slide 187: Resumo