Cimento Portland e Produção

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Aula 5
Materiais de construção
Marina Bedeschi Dutra
UNIS-Varginha
Cimento Portland
Denomina-se cimento Portland o aglomerante hidráulico
obtido a partir da moagem do clinquer, com gipsita e outras
adições, o qual, ao ser misturado com água, areia e brita,
produz o concreto.
A denominação Portland se refere a uma região da Inglaterra
caracterizada por apresentar pedras da mesma coloração do
cimento patenteado pelo inglês Joseph Aspdin, em 1824, junto
a coroa britânica. Desde então a indústria do cimento teve um
forte desenvolvimento, sendo a atual produção mundial da
ordem de 300.000.000 ton/ano, com o Brasil ocupando o 6°
lugar com cerca de 5.000.000 de ton/ ano.
Cimento Portland
Produção do cimento Portland
Etapas da fabricação
 Preparo e dosagem da mistura crua;
 Homogeneização;
 Clinquerização;
 Esfriamento;
 Adições finais e moagem;
 Ensacamento
Calcário + 
argila
Mistura (dosagem 
e homogenização)
Queima 
(clinquerização)
Moagem do 
clinquer com 
adições
Cimento 
Portland
Clinquerização
O clinquer Portland é resultante da queima, em forno rotativo a cerca
de 1450°C, da mistura calcário-argilosa. A fabricação pode ser:
a) Via úmida: a homogeneização do calcário é feita em um tanque
de água e a pasta é chamada de pasta CRUA;
b) Via seca: a homogeneização é feita por via seca e a mistura é
chamada FARINHA
Componentes do cimento Portland
A seguir veremos os principais componentes do cimentos que,
dosados em diferentes proporções, dão origem aos vários tipos de
cimento.
a) Clinquer Portland: são os produtos obtidos a partir da calcinação
até a fusão parcial de misturas artificialmente preparadas de
calcários e argilas, até conseguir a combinação praticamente total
de seus componentes;
Componentes do cimento Portland
b) Clinquer Aluminoso: são produtos que se obtém por fusão de
uma mistura de argilas e bauxitas de composição e granulometrias
adequadas para conseguir um conteúdo mínimo de 36% de alumina;
c) Escórias siderúrgicas (E): São granulados de alto-forno, obtidas
por esfriamento brusco com o ar ou água, da escória fundida
procedente de processos siderúrgicos. Devem possuir caráter básico
e hidraulicidade latente ou potencial, assim como um conteúdo
mínimo de fase vítrea;
Componentes do cimento Portland
d) Pozolanas Naturais (Z): são principalmente rochas vulcânicas
vítreas, de natureza alcalina (pH>7). Por si só não possuem
nenhuma propriedade hidráulica, ou cimentícia, porém contém a
sílica e alumina, que são capazes de reagir com a cal à temperatura
ambiente, em presença de água, formando compostos com
propriedades hidráulicas e cimentícias. No sentido mais amplo, o
termo POZOLANA se aplica também a outros produtos artificiais ou
naturais de origem não vulcânica que têm propriedades análogas,
tais como as argilas ativas.
Componentes do cimento Portland
e) Cinzas Volantes (V): são os resíduos sólidos
recolhidos por precipitação eletrostática ou por
captação mecânica, dos pulverulentos que
acompanham os gases da combustão dos
queimadores de centrais termoelétricas
alimentadas por carvão moído e pulverizados;
f) Fumo de Sílica (D): é um subproduto industrial da produção de silício
metálico e ferrosilício. Deriva da redução, em forno elétrico, de quartzo,
de alta pureza, e carbono. Recolhendo se da fumaça gerada, através do
filtro eletrostático, partículas esféricas, de diâmetro muito pequeno,
composta principalmente por sílica ativa.
Componentes do cimento Portland
g) Filler carbonático (F): são compostos, principalmente de
carbonato de cálcio, na forma de calcita (superior a 85% de teor de
calcita), que moídos conjuntamente como Clinquer Portland, em
determinadas proporções, influem favoravelmente nas propriedades
e comportamento das argamassas e concretos, tanto no estado
fresco como no estado endurecido.
Sua ação principal é de caráter físico: dispersão, hidratação,
trabalhabilidade, retenção de água, capilaridade, permeabilidade,
retração e fissuração.
Componentes do cimento Portland
h) Reguladores de pega: são materiais naturais ou produtos
artificiais que, acrescentados ao Clinquer Portland e a outros
constituintes do cimento, em pequenas proporções e moídos
conjuntamente, proporcionam cimentos com tempo de pega
adequados. O regulador de pega mais usual é a Gipsita ou Sulfato
cálcico em alguma de suas variedades ou uma mistura delas;
Componentes do cimento Portland
i) Aditivos dos cimentos: são produtos que podem ser empregados
na fabricação do cimento, para facilitar o processo de moagem ou
para conferir ao cimento, ou ao seus derivados, algum
comportamento específico. A dosagem de aditivos ao cimento não
devem superar 1% em massa.
*Os aditivos usados na fabricação do cimento não devem ser
confundidos com os aditivos utilizados no concreto
Classificação dos cimentos Portland
Os cimentos se classificam em tipos, de acordo como os seus
componentes e em classes segundo a sua resistência.
Existem cimentos com características especiais que, além de
cumprir as prescrições químicas, físicas e mecânicas apresentam
propriedades adicionais como por exemplo: cimento resistente a
sulfatos e água do mar
Classificação dos cimentos Portland
 Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732)- classe de
resistência 25, 32 e 40 MPa. É um cimento puro, sem nenhuma
modificação. Pode ser utilizado em serviços de construção onde não são
exigidas propriedades especiais do cimento
 Cimento Portland CP II (NBR 11578)- classe de resistência 25, 32 e 40
MPa. É um cimento modificado que pode ser aplicado em todas as fases da
construção. Pode ser encontrado com três diferentes subtipos: o CP-II - Z, o
CP-II - E e o CP-II - F. O tipo II-Z tem pozolanas (cinzas de usina térmica, cinzas
de carvão e outras cinzas).É muito indicado, por exemplo, para fazer fossa
séptica, porque o concreto dele é mais resistente a ácidos. O cimento II-E tem
escória de alto-forno (é o resíduo da produção de ferro nas siderúrgicas) e
serve para pisos, lajes e pilares. O II-F tem materiais carbonos (sobras de
produtos queimados) e serve para fazer pisos e até tijolos de solo-cimento.
Classificação dos cimentos Portland
 Cimento Portland de Alto Forno CP III (com escória – NBR 5735)-
classe de resistência 25, 32 e 40 MPa. É menos poroso e mais durável,
portanto resiste melhor em ambientes agressivos. O concreto feito com esse
cimento pode ficar exposto a esgoto e a chuva ácida. Usado nas fundações,
peças de grandes dimensões e construções de barragens, por exemplo.
Porém, evite usá-lo quando precisar tirar a fôrma logo. Pode não ficar com a
resistência necessária. Também deve ser evitado para fazer chapisco em dias
de insolação e vento pois ele não adere aos blocos cerâmicos, por exemplo.
Em argamassas colantes, esse tipo pode proporcionar manchas no azulejo.
 Cimento Portland CP IV (com pozolana – NBR 5736)- classe de
resistência 25, 32MPa
Classificação dos cimentos Portland
 Cimento Portland CP IV (com pozolana – NBR 5736)- classe de
resistência 25, 32MPa. Tem cinza de carvão ou argila queimada e é um cimento
pouco poroso. Seu uso é muito mais vantajoso em obras que ficarão expostas à
ação de água corrente e em ambientes agressivos. A cura mais lenta o torna
adequado a grandes volumes de concreto. Em dias muito frios, ele demora a
endurecer.
 Cimento Portland CP V ARI – (Alta Resistência Inicial – NBR 5733)-
resistência aos 7 dias de pelo menos 34 Mpa. Indicado no preparo de
concreto e argamassa e em todas as aplicações que necessitem de resistência
inicial elevada e desenforma rápida. Como endurece rápido, pode trincar se a
concretagem for feita sob insolação, em dias muitos secos ou com ventos. Evite
usá-lo em aplicações corriqueiras, como em revestimento de argamassa ou em
concreto-massa pois nesses casos pode trincar e fissurar. Em ambientes
agressivos, geralmente esse tipo não é resistente a sulfatos.
Classificação dos cimentos Portland
Cimento Portland CP (RS) – (Resistente a sulfatos – NBR 5737) Como
o próprio nome diz, são resistentes aos meios agressivos sulfatados, tais como
os encontrados nas redes de esgotos domésticos ou industriais, na água do
mar e em alguns tipos de solos.
 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) – (NBR 13116)
Designado por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC. Como por
exemplo: CP-III-32 (BC) é o Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor
de hidratação. Evita o aparecimento de fissuras de origem térmica. Indicado
para uso em concreto-massa, como barragens e grandes pilares.
Classificação dos cimentos Portland
 Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989)- classe de resistência
25, 32 e 40 Mpa e não estrutural. Há dois subtipos: estrutural, quando se
quer ressaltar a arquitetura, porque ele não fica cinza e o não estrutural, que
a gente usa para rejuntar azulejos. Jamais use em concreto estrutural, pois
esse tipo não possui resistência adequada para esse fim.
 Cimento Portland destinado à cimentação de poços petrolíferos
(CPP)- (NBR 9831)- com as variedades MRS (moderada resistência
aos sulfatos) e ARS (alta resistência aos sulfatos)
Composição química do cimento Portland
As características e propriedades do Cimento Portland estão fortemente
vinculadas à sua composição química e a sua constituição potencial. A
composição química se determina por análise e vem expressa na forma
de óxidos.
Composição química do cimento Portland
A composição química típica de um cimento Portland é a seguinte:
Componentes Fórmula química Percentual (%)
Cal combinada CaO 62,5
Sílica SiO2 21,0
Alumina Al2O3 6,5
Ferro Fe2O3 2,5
Enxofre SO3 2,0
Cal livre CaO 0,0
Magnésia MgO 2,0
Perda ao fogo P.F. 2,0
Resíduo insolúvel R.I. 1,0
Alcalis Na2O+K2O 0,5
Composição química do cimento Portland
Componentes Fórmula química Percentual (%)
Cal combinada CaO 62,5
Sílica SiO2 21,0
Alumina Al2O3 6,5
Ferro Fe2O3 2,5
Enxofre SO3 2,0
Cal livre CaO 0,0
Magnésia MgO 2,0
Perda ao fogo P.F. 2,0
Resíduo insolúvel R.I. 1,0
Alcalis Na2O+K2O 0,5
Caráter básico
Cárater ácido
indesejáveis
Composição química do cimento Portland
Habitualmente se utiliza uma notação simplificada para
a composição do cimento:
Sendo: CaO= C
SiO2= S
Al2O3= A
Fe2O3= F
C3.S (Alita); C2S (Belita); C3A e C4AF
(componentes do cimento)
Micrografia ótica, luz refletida, do clínquer do 
cimento Portland não hidratado
Composição química do cimento Portland
Cada componente expresso de modo simplificado é responsável por
uma ou mais propriedades do cimento:
C3S e C2S (silicatos de cálcio)- Influem na resistência à compressão,
sendo nas primeiras idades a influência maior do que C3S e a partir dos
7 dias passa a prevalecer o C2S.
AF
Composição química do cimento Portland
O C3A é o componente que libera maior quantidade de calor, como
maior rapidez, seguido pelo C3S.
O cimento de baixo calor de hidratação deve conter o maior teor de
C2S e o menor teor de C3A e C3S.
Deve se observar que a GIPSITA (CaSO4. 2H2O), que é adicionada
durante a moagem do clinquer, integra a composição química do
cimento e tem a importante finalidade de regular a pega, ou seja,
impedir que ocorra pega instantânea. É portanto, um importante
retardador de pega do cimento Portland.
Produção do cimento Portland
BAUER, F. L. A. Materiais de construção, Vol 1, 5edição, 2000
Prof. René e Márcio, Aula 1- Cimento Portland, Universidade Paulista 
.