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MCC-Aglomerados Hidraulicos

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Cimento Portland
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS:
INTRODUÇÃO
É um aglomerante hidráulico, resultante da moagem do 
clinquer, obtido pelo cozimento até a fusão parcial, de mistura 
de calcário e argila
Após o cozimento é feita a adição de sulfato de cálcio (gesso), 
em proporção adequada para regularizar a pega, e em seguida 
é feita moagem. 
convenientemente dosada e homogeneizada, de tal forma que, 
após o cozimento não resulte cal livre em proporções prejudiciais
SiO2 Al2O3 Fe2O3 
Na2O K2O
CaCO3
OBTENÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
COMPOSTOS 
CÁLCICOS
COMPOSTOS
SILÍCOSOS
+
SILICATOS 
DE CÁLCIO
OBTENÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
Obtenção do Cimento Portland
Obtenção do Clínquer
Calcário Calcário 
++
ArgilaArgila
calcinação a
1400oC
fusão parcial
ClClíínquer nquer 
(silicatos, aluminatos, 
ferroaluminatos, cal 
livre, compostos 
alcalinos)
Clínquer Clínquer 
+ + 
Sulfato de cálcioSulfato de cálcio
Moagem 
em moinho 
de bolas
Cimento Cimento 
PortlandPortland
PROCESSO DE FABRICAÇÃO
HHHH22OO
CS HCS H22CaSOCaSO44.2H.2H22OO
SSSOSO33
CC33SS22HH333CaO.2SiO3CaO.2SiO22.3H.3H22OO
MMMgOMgO
CC44AFAF4CaO. Al4CaO. Al22O. FeO. Fe22OO33FFFeFe22OO33
CC33AA3CaO. Al3CaO. Al22OO33AAAlAl22OO33
CC22SS2CaO. SiO2CaO. SiO22SSSiOSiO22
CC33SS3CaO. SiO3CaO. SiO22CCCaOCaO
CompostosCompostosÓxidosÓxidos
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO CIMENTO PORTLAND
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DO CIMENTO PORTLAND
má formação de cristais
facilita a moagem
Fusão
Temperatura de resfriamento
MgOMgO estabilidade de volume 
CC33AA ataque de sulfatos
menor tamanho dos cristais
melhora a durabilidade
Resfriamento rápido
Clinquer: 96%
silicato tricálcico: 20 a 70%
silicato bicálcico: 10 a 50 %
aluminato tricálcico: 5 a 20 %
ferro-aluminato tretracálcico: 5 a 15%
-- cal livrecal livre: : 0 a 2%0 a 2%
Impurezas -- magnmagnéésiasia:: 0 a 7 %0 a 7 %
-- áálcalislcalis:: 0 a 2 %0 a 2 %
-- outros outros óóxidos (TiOxidos (TiO22, P, P22OO55, Mn, Mn22OO33):): 0 a 3 %0 a 3 %
Sulfato de Cálcio: 4%
Hidratação do Cimento
Reação química com a água
Reação exotérmica
Ocorre da superfície externa para a parte interna
aluminatosaluminatos enrijecimentoenrijecimento (perda de consistência plástica) e a pegapega (solidificação)
silicatossilicatos
endurecimentoendurecimento (velocidade de 
desenvolvimento da resistência).
Retração autógena
a. Seção de um grão polimineral anidro
b. 10 minutos - Parte do C3A reage com sulfato de cálcio em solução. Forma-se um gel amorfo sobre a 
superfície rico em aluminato ocorrendo nucleação de pequenas agulhas de AFt
c. 10 horas - Reação do C3S produzindo C-S-H externo à superfície do grão ocorrendo nucleação a 
partir das agulhas de AFt
d. 18 horas - Hidratação secundária do C3A produzindo longas agulhas de AFt. Constata-se o início da 
formação de C-S-H interno através da continuidade da hidratação do C3S
e. 1 a 3 dias – C3A reage com algum AFt da região interna formando placas hexagonais de AFm. A 
contínua formação dos produtos internos reduz a separação entre a região anidra e a camada externa 
hidratada 
f. 14 dias - Suficiente C-S-H interno foi formado para preencher o espaço entre o grão e a camada 
externa. O C-S-H externo torna-se mais fibroso
3 
C-S-H
EXTERNO
GEL
AFt
AFt AFm C-S-H
INTERNO
C A C S3 3 
C-S-H
EXTERNO
C-S-H
EXTERNO
GEL
AFt
GEL
AFt
AFt AFmAFm C-S-H
INTERNO
C-S-H
INTERNO
C A C S3 3 
C A C S3 3 
Mistura : cimento + água
Instantes iniciais : hidratação externa
Prosseguimento da hidratação externa
Coalescência entre os produtos de hidratação
Avanço da hidratação externa:
Encapsulamento dos agregados
Hidratação interna do cimento
Idades avançadas
1. Aluminato tricálcico 
C3A + 
Gipsita
3CaSO4.2H2O + 26 H2O
Etringita
3CaO.Al2O3.3CaSO4.32.H2O+ calor
a)
� Calor total = 207 cal/g (30% + 70 %)
� Desenvolve pequena resistência inicial
� Libera grande quantidade de calor
� Não libera cal
� É muito sensível à ação agressiva de sulfatos
100 191 173 464
b) C3A + 6 H2O 3CaO.Al2O3.6H2O + calor
100 40 140
2. Ferro-aluminato tetracálcico
C4AF + 2Ca(OH)2 + 10H2O 3CaO.Al2O3.6H2O + 3CaO.Fe2O3.6H2O +
+ 100 cal/g100 30 37 78 89
� Inicia a hidratação em alguns minutos após o amassamento
� Desenvolve pequena resistência inicial
� Tem pega e endurecimento semelhantes ao C3S 
� Libera pouco calor de hidratação
� Boa resistência ao ataque de águas agressivas
� Tem cor escura
2(3Cao.SiO2) + 6H2O 3CaO. 2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 + 120 cal/g
3. Silicato tricálcico
É o composto do cimento mais rico em cal e o mais instável dos 
silicatos
100 24 75
C-S-H
� Inicia a reação em poucas horas
� Tem pega lenta e endurecimento rápido
� Desenvolve elevadas resistências iniciais
� Libera grande quantidade de calor de hidratação
� Libera grande quantidade de cal 
49
2 (2CaO.SiO2) + 4H2O 3CaO.2SiO2. 3H2O + 3Ca(OH)2 + 62 cal/g
4. Silicato Bicálcico (di-cálcico)
100 21 100 21
� Inicia a reação de hidratação lentamente após dias
� Tem pega e endurecimento lentos
� Desenvolve elevadas resistências a longo prazo
� Libera pouca quantidade de calor de hidratação
� Libera pouca quantidade de cal
C-S-H
Quadro 5.3.3 Hidratação dos principais compostos 
 
Composto anidro 
 
Água 
Hidratação 
→ 
completa 
 
Compostos hidratados 
C3S 24% → 60 % Tobermorita + 40 % Portlandita 
C2S 21% → 83 % Tobermorita + 17 % Portlandita 
 
C3A 
 
80% 
+ CaSO4 . 2 H2O 
→ 
+ Ca (OH)2 
 
59 % Ettringita + 41 % Aluminato 
C4AF 37% + Ca (OH)2 47 % Aluminato + 53 % Ferrito 
 
EVOLUÇÃO DO GRAU DE HIDRATAÇÃO
Atualmente, a maioria dos cimentos, tanto 
nacionais como estrangeiros, são produzidos com 
adições minerais com maiores ou menores 
propriedades pozolânicas
ADIÇÕES MINERAIS
São materiais mais ou menos silicosos finamente moídos com 
propriedades pozolânicas, adicionados ao cimento em 
substituição ao clínquer ou ao concreto em quantidades 
relativamente grandes, com o objetivo de modificar algumas de 
suas propriedades.
A substituição de clínquer por adições tem por objetivo:
� Resolver problemas ambientais
� Economia de energia
� Redução de custo
� Resolver problemas tecnológicos
Reação básica do cimento portland
C3S + H C - S - H + CH (rápida)
Reação pozolânica
SiO2 + CH + H C - S - H (lenta)
Materiais Pozolânicos
Materiais naturais
Geralmente derivados de rochas minerais vulcânicas
� Cinzas vulcânicas
� Tufos vulcânicos 
� Argilas calcinadas
Subprodutos Industriais
Escória granulada de alto forno
� Subproduto de produção siderúrgica
� A qualidade é função do resfriamento
� Moída com finura de 400 a 500 m2/kg tem propriedades 
pozolânicas e cimentantes satisfatória
� Pode ter elevado teor de cálcio o que lhe dá também 
propriedades cimentantes
Microssílica (sílica ativa)
► Subproduto de produção de silício metálico 
e ferro-silício.
► Material com mais de 85% de sílica amorfa
► Altamente fino: superfície específica com 20.000 m2/g
► Altamente reativa
► Utilizada em concreto de alto desempenho
Cinza volante
� Gerada em usinas termoelétricas
� Partículas esféricas lisas extremamente finas com 
elevado teor de sílica amorfa
� Não necessita ser moída
Cinza de casca de arroz
� Subproduto do beneficiamento de arroz ou termoelétrica
� Elevado teor de sílica amorfa ( > 80 %)
� Necessitaser moída para melhorar atividade pozolânica
� Em queima com temperatura controlada tem maior teor 
de sílica reativa

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