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Material de estudo - AGLOMERANTES

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SEÇÃO DE ENSINO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO
MAJ MONIZ DE ARAGÃO
ÃMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II
AGLOMERANTESAGLOMERANTES
• Cimento Portland: noções de fabricação; composição potencial; 
especificações; tipos e ensaios.
• Aglomerantes compostos: cimentos pozolânicos e g p p
metalúrgicos. Especificações e propriedades.
História do Cimento Portland
S t ( t i f l 1756 ti d l i ã dSmeaton (construiu farol em 1756 a partir da calcinação de 
calcáreos contendo argila)
Vicat (publicou estudos em 1818, França)
Aspdin, em 1824, recebeu patente do Rei George IV, da Inglaterra.p , , p g , g
Cimento Portland:
- Cimento hidráulico produzido pela moagem de clínqueres 
constituídos essencialmente por silicatos de cálcio hidráulicos e 
uma pequena quantidade de uma ou mais formas de sulfato deuma pequena quantidade de uma ou mais formas de sulfato de 
cálcio (ASTM C150 / NBR 5732).
Fabricação do Cimento Portlandç
Clínquer (clinker):
são nódulos de 5 a 25 mm de 
diâmetro de materialdiâmetro de material 
sinterizado que é produzido 
quando uma mistura de 
matérias primas dematérias primas de 
composição pré-determinada 
é aquecida em altas 
temperaturas.
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“cozimento à altas 
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ntemperaturas”
Mineralogia do Clínquer Portlandg q
Calcário CaO + CO2Calcário  CaO + CO2
Argila  SiO2 + Al2O3 + Fe2O3
Argila + Calcário  3CaO. SiO2
2CaO. SiO2
3CaO. Al2O32 3
4CaO. Al2O3.Fe2O3
ºCC
Mineralogia do Clínquer Portlandg q
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CaO (Óxido de Cálcio)  C
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sSiO2 (Dióxido de Silício)  S
Al2O3 (Trióxido de Alumínio)  A
Fe2O3 (Dióxido de Ferro)  F
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Micrografia ótica, luz refletida, do clínquer do cimento Portland não hidratado
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Clínquer Portland - Composição química:q p ç q
sistema ternário:
CaO + SiO2 + Al2O3
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Cimento Portland - Composição química: 
sistema ternário CaO SiO Al Osistema ternário CaO-SiO2-Al2O3
SÍLICA
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CAL ALUMINA
(utilizado em construções refratárias)
Hidratação do Cimentoç
Hidratação dos silicatos 
gel silicatos de cálcio hidratados (CSH), 
apresentando grande áreas de superfície, e por 
isso gerando intensas forças de Van der Waals
e conferindo resistência mecânica à pasta
Hidratação dos aluminatos sem o gesso se torna uma reação imediataHidratação dos aluminatos sem o gesso, se torna uma reação imediata 
com grande liberação de calor, formando 
hidratos cristalinos
responsável pela pegaresponsável pela pega
Hidratação do gesso muito solúvel em água, retarda a tendência à 
pega rápida do clínquer Portlandpega rápida do clínquer Portland
Finura dos grãos mais fino o cimento, mas rápida a hidratação;
45 hid t ã l t
g
45m  hidratação lenta
70m  nunca hidratará completamente
Hidratação dos Silicatosç
Hidratação dos silicatos 
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH
2C2S + 4H C3S2H3 + CH
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C-S-H A
G
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Família de silicatos de 
cálcio hidratados
Hidróxido de cálcio 
(cal hidratada)
O i t i d CH ã i
Zona de transição matriz cimentícia
Os cristais de CH são maciços.
Os cristais CSH são pouco cristalinos e apresentam uma morfologia fibrosa.
Hidratação do C3S  CSHç 3
5 min 140 min
Ref: Notas de aula Prof. Eduardo Thomaz
15 h 56 dias 20 meses
Calor de hidrataçãoç
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Cimento Portland Comum:
e ol ção do teor de C2S e C3S no tempoevolução do teor de C2S e C3S no tempo
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Hidratação do C3A na presença de gessoç 3 p ç g
• Quando as concentrações disponíveis de íons aluminato e sulfato para a fase 
aquosa são baixas a pasta de cimento permanecerá trabalhável por cerca de
grão de cimento
aquosa são baixas, a pasta de cimento permanecerá trabalhável por cerca de 
45 minutos;
• Então ela começará a enrigecer logo que os espaços ocupados pela água 
começarem a ser preenchidos com cristais de etringita;começarem a ser preenchidos com cristais de etringita;
• A maioria dos cimentos Portland conhecidos como de pega normal pertencem a 
essa categoria;
• A pasta se torna menos trabalhável entre 1 e 2h após a adição de água e pode p p ç g p
começar a endurecer em 2 a 3h.
(Mehta e Monteiro, 2008)
Hidratação do C3A na presença de gessoç 3 p ç g
Hidratação do C3A na presença de gesso:
Etringita
Conversão final em monosulfatos:
MonosulfatosEtringita
Conversão final em monosulfatos:
Hidratação e Pegaç g
Curvas características da formação de produtos de hidratação em umaCurvas características da formação de produtos de hidratação em uma 
pasta de Cimento Portland Comum
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Pega rápida e pega instantâneag p p g
pouca 
resistência 
final
Hidratação do C3A na presença de pouco gesso: conversão direta em monosulfatos:
final
ç 3 p ç p g
MonosulfatosEtringita
Hidratação e Pegaç g
Quando o C3A do cimento é de baixa reatividade, como é o caso do cimento 
parcialmente hidratado ou cimentos carbonatados que tenham sido armazenados de 
forma inadequada e ao mesmo tempo uma grande quantidade de gesso estáforma inadequada, e ao mesmo tempo uma grande quantidade de gesso está 
presente no cimento, a solução irá conter uma baixa concentração de íons aluminato
mas irá rapidamente tornar-se supersaturada com relação aos íons de cálcio e 
sulfatosulfato.
Esta situação vai levar à rápida formação de grandes cristais de gesso, com uma 
correspondente perda de consistência. O fenômeno, chamado de falsa pega, não 
(Mehta e Monteiro, 2008)
está associado à grande desprendimento de calor e pode ser sanado através de 
vigorosa mistura da pasta de cimento com ou sem adição de água.
Hidratação e PegaHidratação e Pega
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1) C-S-H
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2) Gipsita “Falsa Pega”
3) Vazio capilar Etringita e Monosulfato
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Interface entre agregado e pasta de cimentog g p
Efeitos de superfície, propiciam pasta com maior
relação água-cimento na zona de transição