cap26 - Cimentos especiais de base mineral

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Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Wellington Longuini Repette –
Universidade Federal de Santa 
Catarina
Cimentos especiais de base mineral
Capítulo 26
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Cimentos especiais diferem dos cimentos portland na
fabricação, na composição, nas características físicas e
químicas e nas formas de uso, apresentando vantagens ao
menos em um destes aspectos: econômico, tecnológico ou
ambiental. Em sua grande maioria, trata-se de cimentos
que não têm o clínquer portland como principal ligante. Não
obstante, alguns cimentos tidos como especiais são
produzidos com cimento portland, porém têm
características significativamente distintas dos comumente
empregados.
Introdução
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Para situações específicas de uso, relativamente ao
cimento portland, os cimentos especiais apresentam uma
ou mais das principais características:
• maior durabilidade sob condições de elevada
agressividade;
• desenvolvimento mais acelerado das propriedades
mecânicas;
• menor custo e maior versatilidade de uso;
• maior adequação às exigências de uso.
Introdução
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O cimento de aluminato de cálcio (CAC) é a designação
genérica dos cimentos que têm monoaluminato de cálcio
(CaAl2O4 ou CA em nomenclatura de cimento) como o
principal elemento aglutinante.
Cimento de aluminato de cálcio
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Cimento de aluminato de cálcio
•Quadro 1 – Classificação dos cimentos de aluminato de cálcio em função da composição
•(adaptado de Scrivener e Capmas, 1997)
Composição e classificação
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Cimento de aluminato de cálcio
Figura 1 - Espectrogramas de raios X de amostras de CAC anidro (baixo teor de alumina) e 
pasta hidratada às temperaturas de 5oC e 70oC na idade de 24 horas (a/c=0,4).
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Cimento de aluminato de cálcio
Figura 2 - Imagens de SEM do C2AH8 (A) e C3AH6 (B) obtidos pela hidratação de cimento de 
aluminato de cálcio (a/c=0,40)
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Cimento de aluminato de cálcio
Figura 3 - Projeção de argamassa de revestimento produzida com CAC na recuperação de 
canal de transporte de esgoto sanitário (Lafarge, 2001). 
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Cimento de escória
Cimentos de escória, ou cimentos de escória álcali-
ativados, são formulados com escória granulada de alto-
forno e um ou mais ativadores químicos, que aceleram sua
hidratação. Os cimentos de escória distinguem-se dos
cimentos portland com adição de escória, uma vez que,
nestes, o aglutinante é o clínquer portland, devendo, por
isso, serem chamados de cimentos portland com escória. .
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Cimento de escória
Figura 4 - Efeito dos teores de SiO2 e NaO2 nos ativadores na evolução da resistência à 
compressão de cimento de escória ativada com silicato de sódio (cura úmida) – (a) ativador 
com Na2O=2,5% e Ca(OH)2=0%; (b) ativador com Na2O=5% e Ca(OH)2=0% (John, 1995).
Cimento escória-silicato de sódio
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Cimento de escória
Figura 5 - Evolução da resistência à compressão de cimentos de escória ativada e de cimento 
portland de alta resistência inicial (ARI). Dados: a/c=0,48; Legendas: 
2NS=2,5%Na2O+4,25%SiO2; 3NS=3,5%Na2O+5,95%SiO2; 4NS=4,5%Na2O+7,65%SiO2; 
5N=5%Na2O; 5C=5% Ca(OH)2; 2CG=2%Ca(OH)2+6%CaSO4 2H2O (Melo Neto, 2002).
Cimento escória-silicato de sódio
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Cimentos de retração compensada 
(cimentos expansivos)
Os cimentos expansivos encontram na compensação da
retração o seu maior emprego, sendo, nesse caso,
designados por cimentos de retração compensada. Dentre
os cimentos de retração compensada, os mais utilizados
são os que promovem expansão através da formação
controlada de etringita. A maior parte dos cimentos
expansivos são misturas de cimento portland com
quantidades adequadas de clínquer expansivo ou aditivos
expansores. Além do uso no combate à retração, os
cimentos produzidos com aditivos expansores são também
empregados na protensão, chamada de protensão química.
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Cimentos de retração compensada 
(cimentos expansivos)
Figura 6 - Uso de concreto produzido com cimento de retração compensada na concretagem de 
piso com aproximadamente 5000m2, sem juntas, e realizada em um único dia.
Local: Birmingham, Alabama, 1996 (Blue Circle, 1997). 
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Cimentos de retração compensada 
(cimentos expansivos)
Figura 7 - Expansão em argamassa sob cura úmida a 21oC. A idade inicial de medição é 12 
horas. NPC é cimento portland comum. ACH é cimento expansivo produzido com aditivo de 
base aluminato de cálcio hidratado, com teores de 10%, 15% e 20% da massa de cimento 
portland (substituição). HAC é cimento expansivo produzido com cimento de aluminato de 
cálcio no teor de 20% da massa de cimento portland.
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Cimento ultrafino
O cimento ultrafino, também chamado de microcimento, é
composto por partículas de cimento portland e, às vezes,
por escória de alto forno, com diâmetros de 1/5 a 1/10 do
cimento portland convencional. Para esses cimentos, são
freqüentes finuras Blaine maiores do que 7000 cm2/g,
enquanto que nos cimentos portland convencionais essas
finuras ficam entre 350 e 500 cm2/g.
Surgido na década de 70, no Japão, o cimento ultrafino
tinha como objetivo inicial substituir os aglutinantes
químicos dos grautes de injeção de estabilização de solos.
Desde então, encontrou aplicações diversas na construção
civil, com destaque para os revestimentos superficiais de
pisos e para a injeção de fissuras em concreto e rochas.
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Cimento ultrafino
Figura 8 - Microfotografia obtida em microscópio eletrônico de um cimento ultrafino com Finura 
Blaine de aproximadamente 9200 cm2/g (Abreu, Mezzalira e Cruz, 2005).
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Cimento geopolimérico
O cimento geopolimérico é obtido por meio da reação de
materiais silico-aluminatos com elementos alcalinos, em
ambiente altamente alcalino e a temperaturas próximas da
ambiente. O cimento geopolimérico faz parte dos materiais
conhecidos como geopolímeros, ou também polissialatos.
Quimicamente, os geopolímeros resultam da união cruzada
de cadeias poliméricas de unidades tetraédricas de AlO4- e
SiO4- tendo cátions de metais alcalinos como
balanceadores de carga. Os principais cátions de metais
alcalinos empregados são Na+, K+, Ca2+, Li+ e Cs+. O
polímero mineral que resulta da reação, o geopolímero, é
predominantemente amorfo e tem elevada compacidade.
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Cimento geopolimérico
Figura 9 - Micrografias (MEV) (a) da pasta de cimento portland CPIIE-32 aos 28 dias de idade, 
mostrando os cristais pseudohexagonais de Ca(OH)2 e fibrilas de C-S-H tipo (I) e (b) dapasta 
de cimento geopolimérico PSS, aos 7 dias de idade, mostrando sua estrutura massiva e 
monofásica (Silva et al., 2005).
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Cimento esférico
O cimento esférico foi inventado no Japão, na década de
90, pelo grupo do Prof. Tanaka, da Universidade de Tóquio.
Ainda hoje sua produção é limitada, porém recentes
pesquisas demonstram as vantagens sobre o cimento
Portland comum, principalmente quanto à maior fluidez
para um mesmo consumo de água e aditivo
superplastificante e menor taxa de evolução de calor
durante a hidratação.
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Cimento esférico
Figura 10 - Microfotografias do cimento esférico (Tanaka, Koishi e Shinohara, 2002).
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Cimento natural
O nome cimento natural designa um cimento produzido por
calcinação, em forno, de rocha calcária com elevado teor
de argila, de 35% a 60% em massa. A designação é
empregada nos Estados Unidos e no Canadá, desde
meados do século 18. O nome deriva do fato de que era
produzido a partir de uma rocha natural que continha
proporções adequadas de cal e argila. Na Europa, o
mesmo cimento era chamado de Cimento Romano, apesar
de não ser produzido pela mistura de pozolanas naturais
com cal, como ocorreu desde 300 a.C. até o declínio do
Império Romano.
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Cimentos de magnésio
Cimentos de magnésio são obtidos pela reação de óxido de
magnésio com sais de magnésio ou fosfatos solúveis.
Esses cimentos apresentam diversas vantagens sobre o
cimento Portland, principalmente maior resistência à
abrasão, rápido ganho de resistência mecânica e elevada
aderência a materiais orgânicos e inorgânicos. São
empregados em materiais de reparo e proteção superficial.
Os mais importantes são:
• Cimento de oxicloreto de magnésio ou cimento Sorel
• Cimento de oxisulfato de magnésio
• Cimento de fosfato de magnésio
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Cimento de belita (cimento de baixa energia)
A diminuição do consumo de energia e da emissão de CO2
na fabricação do cimento Portland tem sido uma busca
constante de pesquisadores e da indústria. Nesse contexto,
ressurge a alternativa de produção de cimento Portland
contendo mais quantidade e mais fases de belite (C2S).
Estão sendo desenvolvidas pesquisas no sentido de
empregar rochas calcárias de menor pureza e de reduzir ou
eliminar a formação de alita (C3S). O principal impacto ao
cimento hidratado seria o desenvolvimento mais lento da
resistência, além da pega mais rápida.
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Cimento de pega rápida
Cimentos de pega rápida têm por objetivo produzir
materiais que desenvolvam pega rapidamente,
preferencialmente com ganho rápido de resistência que
satisfaçam as exigências de sua aplicação. Seu uso é
diverso, podendo ser empregado em reparos de áreas que
necessitam de liberação rápida para uso, em operações de
vedação e tamponamento de vazamentos de água ou
outros líquidos e em reforços emergenciais como podem
ocorrer em túneis e em elementos de contenção.
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Cimento de pega rápida
Cimentos de pega rápida têm por objetivo produzir
materiais que desenvolvam pega rapidamente,
preferencialmente com ganho rápido de resistência que
satisfaçam as exigências de sua aplicação. Seu uso é
diverso, podendo ser empregado em reparos de áreas que
necessitam de liberação rápida para uso, em operações de
vedação e tamponamento de vazamentos de água ou
outros líquidos e em reforços emergenciais como podem
ocorrer em túneis e em elementos de contenção.
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• LAFARGE - Lafarge Calcium Aluminates. Trunk lines and piping system rehabilitation.
(Catálogo Informativo). Reference Sheet US 04/01. 2001. 6 p.
• MELO NETO, A. A. Estudo da retração em argamassa com cimento de escória ativada.
São Paulo: USP, 2002. 161 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Construção Civil e
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www.materia.coppe.ufrj.br/mirror/sarra/artigos/artigo10055/index.html. Acesso em: 19 jan.
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Research, v. 32, n. 1, p. 57-64, 2002.
Referências bibliográficas