Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES CIMENTOS SALVADOR 2019 Elieni G. A. Franco Lívia Domingues RELATÓRIO SOBRE CIMENTOS TIPOS, CARACTERISTICAS, ESPECIFICAÇÕES E APLICAÇÕES SALVADOR 2019 Relatório Concreto Armado – Tipos de cimentos, da disciplina de Concreto Armado do Curso Técnico em Edificação – Senai Dendezeiro, Salvador. Sob a orientação da docente Verônica Santos. Sumário 1. INTRODUÇÃO 4 2. PROPRIEDADES DO CIMENTO 4 3. TIPOS DE CIMENTO E SUAS CARACTERÍSTICAS 5 3.1. Cimento Portland Comum (CP I e CP I-S (NBR 5732)) 6 3.2. Cimento Portland composto CP II (NBR 11578) 7 3.2.1. Cimento Portland Composto CP II-Z (com adição de material pozolânico) 7 3.2.2. Cimento Portland Composto CP II-E (com adição de escória granulada de alto-forno) 7 3.2.3. Cimento Portland Composto CP II-F (com adição de material carbonático - fíler) 7 3.3. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória - NBR 5735) 8 3.4. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória - NBR 5735) 8 3.5. Cimento Portland CP IV – 32 (com pozolana - NBR 5736) 8 3.6. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5733) 8 3.7. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737) 9 3.8. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116) 9 3.9. Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989) 10 3.10. Cimento para poços petrolíferos (CPP) - Regulamentado pela NBR 9831 10 3.11. Cimento Sorel 3.12. Cimentos Resistentes à Ação de Ácidos 3.12.1. Resinas Furan 11 3.12.2. Cimentos Fenólicos 11 3.12.3. Resinas Epóxi 11 3.12.4. Enxofre 11 3.13. Cimentos Asfálticos 12 3.14. Cimentos Aluminosos 14 3.15. Cimento Natural 15 3.16. Cimento-amianto 15 4. NORMATIZAÇÃO 18 5. CURIOSIDADES 20 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 21 7. REFERÊNCIAS 21 7.1. COMPLEMENTAR 21 1. INTRODUÇÃO De suma importância para a Construção Civil (Arquitetura, Engenharia etc.), o cimento é um dos materiais mais utilizados em todo o mundo, perdendo apenas para a água. O cimento traz consigo não apenas características importantes, mas também subdivisões aumentando ainda mais a importância desse material. Quimicamente artificial, o cimento advém, da pedreira que moído, se transforma em um pó fino de calcário e quando misturado ao silício, ferro, cálcio e alumínio vai para o forno de calcinação, aquecido à 1500°C derretendo parcialmente suas moléculas e reagrupando-se novamente formando assim o clinker (cimento na sua forma mais básica). Após o resfriamento dessa mistura, adiciona-se gesso e pulveriza-o surgindo então o tão largamente usado cimento Portland. O consumo grande de energia no processo de fabricação de cimento motivou a busca por medidas para redução do consumo energético. Uma das alternativas de sucesso foi o uso de escórias granuladas de alto-forno e materiais pozolânicos. O cimento tem propriedade aglomerantes e aglutinantes dando ao material uma característica sólida ao sofrer hidratação, quando em contato com água. O uso dos tipos de cimento dependerá do FCK solicitado, as composições adicionais e sua aplicabilidade. Seu surgimento advém da procura por segurança e durabilidade para as edificações, conduzindo o homem à experimentação de diversos materiais aglomerantes. Os romanos chamavam esses materiais de caementum, termo que originou a palavra cimento. O engenheiro John Smeaton, por volta de 1756, procurava um aglomerante que endurecesse mesmo em presença de água, de modo a facilitar o trabalho de reconstrução do farol de Eddystone, na Inglaterra. Em suas tentativas, verificou que uma mistura calcinada de calcário e argila se tornava, depois de seca, tão resistente quanto as pedras utilizadas nas construções. Coube, entretanto, a um pedreiro, Joseph Aspdin, em 1824, patentear a descoberta, batizando-a de cimento Portland, numa referência à Portlandstone, tipo de pedra arenosa muito usada em construções na região de Portland, Inglaterra. No pedido de patente constava que o calcário era moído com argila, em meio úmido, até transformar-se em pó impalpável. A água era evaporada pela exposição ao sol ou por irradiação de calor através de cano com vapor. Os blocos da mistura seca eram calcinados em fornos e depois moídos bem finos. Poucos anos antes, na França, o engenheiro e pesquisador Louis Vicat publicou o resultado de suas experiências contendo a teoria básica para produção e emprego de um novo tipo de aglomerante: o cimento artificial. Aquele produto, no entanto, exceto pelos princípios básicos, estava longe do cimento Portland que atualmente se conhece, resultante de pesquisas que determinam as proporções adequadas da mistura, o teor de seus componentes, o tratamento térmico requerido e a natureza química dos materiais. O cimento Portland desencadeou uma verdadeira revolução na construção, pelo conjunto inédito de suas propriedades de moldabilidade, hidraulicidade (endurecer tanto na presença do ar como da água), elevadas resistências aos esforços e por ser obtido a partir de matérias-primas relativamente abundantes e disponíveis na natureza. A criatividade de arquitetos e projetistas, a precisão dos modernos métodos de cálculo e a genialidade dos construtores impulsionaram o avanço das tecnologias de cimento e de concreto, possibilitando ao homem transformar o meio em que vive, conforme suas necessidades. A importância deste material cresceu em escala geométrica, a partir do concreto simples, passando ao concreto armado e finalmente, ao concreto protendido. A descoberta de novos aditivos, com a sílica ativa, possibilitou a obtenção de concreto de alto desempenho (CAD), com resistência à compressão até 10 vezes superiores às até então admitidas nos cálculos das estruturas. Obras cada vez mais arrojadas e indispensáveis, que propiciam conforto, bem-estar – barragens, pontes, viadutos, edifícios, estações de tratamento de água, rodovias, portos e aeroportos – e o contínuo surgimento de novos produtos e aplicações fazem do cimento um dos produtos mais consumidos da atualidade, conferindo uma dimensão estratégica à sua produção e comercialização. 2. PROPRIEDADES DO CIMENTO ● Pega - período de fenômenos químicos, em que ocorrem desprendimento de calor e reações (endurecimento); ● Endurecimento - período de fenômenos físicos entrelaçamento dos cristais Início de pega - tempo que decorre desde a adição de água até o início das reações com os compostos de cimento; ● Fim de pega - situação em que a pasta não sofre mais nenhuma deformação em função de pequenas cargas e se torna um bloco rígido; ● Falsa pega - o cimento adquire dureza, mas não tem resistência suficiente. 3. TIPOS DE CIMENTOS E SUAS CARACTERISTICAS 3.1. Cimento Portland Comum (CP I e CP I-S (NBR 5732)) Sem quaisquer adições além do gesso, é muito adequado para o uso em construções de concreto quando não há exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas; quando não são exigidas propriedades especiais do cimento; –Também é oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adições CP I-S, com 5% de material pozolânico em massa, recomendado para construções em geral, com as mesmas características. 3.2. Cimento Portland composto CP II (NBR 11578) Cimento Portland composto CP II (NBR 11578) – Gera calor em uma velocidade menor do que o gerado pelo Cimento Portland Comum; – Seu uso é mais indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o grande volume da https://cimento.org/cp-i-32-cimento-portland/ concretagem e a superfície relativamente pequena reduzem a capacidade de resfriamento da massa. Apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré- moldados e artefatos de cimento. 3.2.1. Cimento Portland Composto CP II-Z (com adição de material pozolânico) Empregado em obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais. 3.2.2. Cimento Portland Composto CP II-E (com adição de escória granulada de alto-forno) Combina com bons resultados o baixo calor de hidratação com o aumento de resistência do Cimento Portland Comum; utilizado para assentamento de blocos, tijolos, placas cerâmicas. 3.2.3. Cimento Portland Composto CP II-F (com adição de material carbonático - fíler) Para aplicações gerais. Pode ser usado em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento, dentre outros. 3.3. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória - NBR 5735) Maior impermeabilidade e durabilidade, baixo calor de hidratação, alta resistência à expansão - reação álcaliagregado, resistente a sulfatos; – Pode ter aplicação geral, mas é particularmente vantajoso em obras de concreto-massa (barragens, fundações de máquinas, ambientes agressivos, tubulações e canaletas). 3.4. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória - NBR 5735) Maior impermeabilidade e durabilidade, baixo calor de hidratação, alta resistência à expansão - reação álcaliagregado, resistente a sulfatos. Pode ter aplicação geral, mas é particularmente vantajoso em obras de concreto-massa (barragens, fundações de máquinas, ambientes agressivos, tubulações e canaletas). 3.5. Cimento Portland CP IV – 32 (com pozolana - NBR 5736) Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos; torna o concreto mais impermeável, mais durável, apresentando resistência mecânica à compressão superior à do concreto feito com Cimento Portland Comum, a idades avançadas. Apresenta características particulares que favorecem sua aplicação em casos de grande volume de concreto devido ao baixo calor de hidratação. 3.6. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5733) Possui valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53,0 MPa aos 28 dias. É recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento elementos arquitetônicos pré- moldados e pré-fabricados; pode ser utilizado em todas as aplicações que necessitem de resistência inicial elevada e desforma rápida. O desenvolvimento dessa propriedade é conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na produção do clínquer, e pela moagem mais fina do cimento. 3.7. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737) Oferece resistência aos meios agressivos sulfatados. De acordo com a NBR 5737, cinco tipos básicos de cimento - CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V-ARI - podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se enquadrem em pelo menos uma das seguintes condições: • Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa, respectivamente; • Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, em massa; • Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em massa; • Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos. 3.8. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116) Designado por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC. Por exemplo: CP III-32 (BC) é o Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor de hidratação, determinado pela sua composição. Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto. 3.9. Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989) Classificado em dois subtipos: Estrutural: aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos, com classes de resistência 25, 32 e 40, similares às dos demais tipos de cimento; Não estrutural: não tem indicações de classe e é aplicado, por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais. A cor branca é obtida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila. O índice de brancura deve ser maior que 78%. 3.10. Cimento para poços petrolíferos (CPP) - Regulamentado pela NBR 9831 Sua composição não se observa outros componentes além do clínquer e do gesso para retardar o tempo de pega. No processo de fabricação do cimento para poços petrolíferos são tomadas precauções para garantir que o produto conserve as propriedades reológicas (plasticidade) necessárias nas condições de pressão e temperatura elevadas presentes a grandes profundidades, durante a aplicação nos poços petrolíferos. 3.11. Cimento Sorel São cimentos de oxicloretos, mistura-se magnésia calcinada + cloreto de zinco ou óxido de zinco + cloreto de magnésia. A magnésia é pulverizada e misturada com o agregado, grão de quartzo, mármore, areia ou mesmo abrasivos. Feita a mistura a seco, acrescenta-se o cloreto de magnésio até obter-se uma argamassa trabalhável. Esse cimento dá pega em menos de 24 horas, e dependendo das proporções, endurece completamente antes de quatro meses. O material resultante é duro e resiste bem à abrasão, porém, sofre com a ação da água, deteriorando-se se constantemente molhado. 3.12. Cimentos Resistentes à Ação de Ácidos Os aglomerantes resistentes à ação de ácidos são produtos orgânicos, resinas e plásticos; usualmente as resinas furan, resinas fenólicas, resinas epóxi etc. 3.12.1. Resinas Furan Derivam do composto orgânico C4H4O e oferecem resistência a uma ampla variedade de agentes corrosivos. Entretanto, não resistem ao ataque de ácido nítrico, ácido sulfúrico concentrado, ácido crômico e cloro. Apresenta-se na forma de pó ou líquido e deve ser misturada no local de emprego. Produtos dessa categoria usualmente dão pega em aproximadamente 1 hora, endurecendo completamente após seis dias. É aplicado juntamente com um material inerte, sob a forma de argamassa (geralmente carvão pulverizado). 3.12.2. Cimentos Fenólicos Semelhantes aos cimentos de resina furan; seu comportamento não é satisfatório em meio alcalino. 3.12.3. Resinas Epóxi Também derivam do fenol; suas propriedades físicas e químicas se assemelham às dos cimentos fenólicos e resinas furan. Possui propriedades de adesão, por isso são utilizados para reparar concreto danificado, uma vez que permitem perfeita ligação entre o concreto novo é o concreto velho. 3.12.4. Enxofre O enxofre fundido também é utilizado como aglomerante resistente a ácidos; não sendo usado em misturas com materiais inertes. 3.13. Cimentos Asfálticos O cimento asfáltico é um subproduto do refinamento do petróleo, sendo produzido a partir de materiais residuais compostos de asfalto e óleo. Pode ser obtido por processo a vácuo, a vapor e vácuo ou precipitação. São classificados de acordo com ensaios de penetração (uma agulha de 100g que penetra o cimento durante 5 segundos, medindo-se a penetração em décimos de milímetros), onde o número obtido representa a consistência ou dureza do cimento asfáltico. Outro ensaio realizado a fim de determinar e controlar características do cimento asfáltico é o ponto de fulgor, que representa a temperatura crítica acima da qual é necessário tomar precauções para afastar o perigo de incêndio durante seu aquecimento e manipulação. Tabela 1. Características Cimento Espaciais. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. *Materiais de Construção. *5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. Imagem 1. Mecanismo cimento asfáltico. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. *Materiais de Construção. *5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. Imagem 2. Ensaio Penetração. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. *Materiais de Construção. *5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. 3.14. Cimentos Aluminosos É resultante do cozimento de uma mistura de bauxita e calcário. Inventado em 1913, na França, como resultado da busca por um cimento resistente aos ataques químicos. É um cimento de pega lenta e oferece resistência a águas sulfatadas. É um cimento refratário que resiste a temperaturas superiores a 1.200°C. proveniente da fusão da bauxita com calcário, possui resistência satisfatória à sulfatos, tendo, porém, um alto custo e emprego delicado. Imagem 3. Ensaio Ponto de Fulgor. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. *Materiais de Construção. *5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. Tabela 2. Características do cimento asfáltico. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. *Materiais de Construção. *5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. 3.15. Cimento Natural Produto resultante do cozimento de rochas calcárias argilosas em temperatura abaixo da fusão, cerca de 1.000°C. Possui apenas interesse histórico, uma vez que já não é mais fabricado. 3.16. Cimento-amianto É um material que pertence à categoria dos fibro-cimentos (dos quais outro importante elemento é a madeira aglomerada). As propriedades do cimento- amianto são: baixa massa específica, alta resistência à tração, elevada resistência a agentes agressivos e bom isolante térmico. Em geral, a composição é uma (1) parte de amianto para seis (6) a dez (10) partes de cimento. Ele é particularmente indicado para uso em coberturas, principalmente pelo seu baixo peso; em geral, suas chapas possuem 6 ou 8 mm de espessura. Tabela 3. Influência do tipo de cimento. Fonte: Google. Tabela 4. Aplicabilidade dos tipos de cimento. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção. 5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. 4. NORMATIZAÇÃO Instituições que atuam na regulação da produção de cimento: ● Associação Brasileira de Cimento Portland ● Instituto Brasileiro de Concreto ● Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) - a ABNT revisa as normas obrigatoriamente a cada cinco anos no máximo. Seguem as Nbrs: Tabela 5. Aplicabilidade dos tipos de cimento. Fonte: BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção. 5.ed. revisada. Rio de Janeiro. LTC, 2012. NBR 5732 - Cimento Portland comum- Especificação NBR 5733 - Cimento Portland de Alta Resistência Inicial NBR 5735 - Cimento Portland de alto-forno - Especificação NBR 5736 - Cimento Portland pozolânico – Especificação NBR 5737 - Cimento Portland resistente à sulfatos NBR 5741 - Cimento Portland - Extração e preparação de amostras - Método de ensaio NBR 5742 - Análise química de cimento Portland – Processos de arbitragem para determinação de dióxido de silício, óxido férrico, óxido de alumínio, óxido de cálcio e óxido de magnésio - Método de ensaio NBR 5743 – Cimento Portland - Determinação de perda ao fogo - Método de ensaio NBR 5744 - Cimento Portland - Determinação de resíduo insolúvel - Método de ensaio NBR 5745 - Cimento Portland - Determinação de anidrido sulfúrico - Método de ensaio NBR 5752 - Determinação do índice de atividade pozolânica com cimento Portland – Método de ensaio NBR 5754 - Determinação teor de escória granulada em cimento Portland de alto-forno - Método de ensaio NBR 7215 - Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão - Método de ensaio NBR 7224 - Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação área específica - Método de ensaio NBR 8347 - Cimento Portland pozolânico – Análise química - Método de ensaio NBR 9203 - Cimento Portland comum e clínquer - Análise química por complexometria - Método de ensaio NBR 11582 - Cimento Portland - Determinação da expansibilidade de Le Chatelier - Método de ensaio NBR 11578 - Cimento Portland composto NBR 11579 - Cimento Portland - Determinação finura por peneira 75μm (nº 200) - Método de ensaio NBR 11583 - Cimento Portland - Determinação anidrido carbônico (CO2) gasometria - Método de ensaio NBR 11580 - Cimento Portland - Determinação água da pasta consistência normal - Método de ensaio NBR 11581 - Cimento Portland - Determinação dos tempos de pega - Método de ensaio NBR 11582 - Cimento Portland - Determinação da expansibilidade de Le Chatelier - Método de ensaio NBR 12989 - Cimento Portland Branco 5. CURIOSIDADES ● Cimento de pega rápida: em 1796, Joseph Parker patenteia o "cimento romano" (nome indevido pois os romanos nunca usaram um material dessa natureza). A matéria-prima era constituída de nódulos que se desprendiam de depósitos de calcário; estes eram aquecidos a uma temperatura próxima da vitrificação e depois reduzidos a pó mecanicamente. ● Cimento de pega normal: mistura de rocha calcária argilosa com um calcário relativamente puro, com cozimento até fusão incipiente (cimento Portland comum, cimento Portland de alta resistência, cimento Portland de baixo calor de hidratação, cimento Portland modificado e cimento Portland resistente a sulfatos). ● Escória: escória siderúrgica é um subproduto obtido no alto-forno, resultado da combinação de constituintes argilosos do minério de ferro com calcário; a esse produto, que tem a propriedade de fazer pega quando na presença de um agente ativador, como a cal, dá-se o nome de escória granulada. ● Cal hidráulica natural: em 1756, John Smeaton usou na reconstrução do farol Eddystone uma argamassa constituída de cal argilosa (cal hidráulica natural) e pozolana. ● Cal hidratada artificial: em 1818, L. J. Vicat afirma que para obter produtos hidráulicos, bastava calcinar misturas convenientes de carbonato de cálcio e argila. Em 1811, o inglês James Frost havia denominado de Frost's cement o produto obtido pela mistura de duas partes de calcário com uma de argila. Já em 1824, Joseph Aspdin patenteou como "cimento Portland" um aglomerante obtido pela mistura (posteriormente cozida) de argila e calcário. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Sendo assim, o estudo de tipos de cimento traz subsídios significativos ao crescimento educacional e profissional aos profissionais na área da construção civil. 7. REFERÊNCIAS BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção –Volume 1. 5ª. Edição. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2000. BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção –Volume 2. 5ª. Edição. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2000. FREIRE, Wesley Jorge & BERALDO, Antonio Ludovico. Tecnologias e materiais alternativos de construção. Editora da UNICAMP. 1ª Edição, 335 pgs. Campinas, 2003 7.1. COMPLEMENTAR https://cimento.org/a-versatilidade-do-cimento-brasileiro/ http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:tB58KI_n- i8J:www.ppec.ufba.br/site/system/files/Disserta%25C3%25A7%25C3%25A3o% 2520Catharine%2520Brand%25C3%25A3o%2520- %2520MEAU%25202015.pdf+&cd=2&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br