02 - AGLOMERANTES INORGÂNICOS

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UEL - Universidade Estadual de Londrina 
Graduação em Engenharia - Habilitação: Engenharia Civil 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS nº 02 - AGLOMERANTES INORGÂNICOS 
Discente: GABRIEL HECKLER PIEDADE - Turma: 022 (DEP) 
Disciplina: 6QUI023 - QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA A 
Docente: Prof. Dr. ANTONIO ALBERTO DA SILVA ALFAYA 
 
1 - Defina aglomerante, aglomerado e agregado: 
R: 
• AGLOMERANTE é um material, geralmente pulverulento, que entra na 
composição de pastas, argamassas e concretos. Sua função é formar uma 
pasta que promove a união entre os grãos do agregado (material inerte). Sob a 
forma de pasta têm a propriedade de se solidificar e endurecer com o passar 
do tempo. 
→ Não aumenta a resistência mecânica do concreto. RESISTÊNCIA 
MECÂNICA DO CONCRETO DEPENDE DO TIPO DE CIMENTO UTILIZADO. 
• AGLOMERADO é um produto formado pela aglomeração de partículas 
pequenas. Ex: Concreto, tijolos, porcelanas, telhas, manilhas, estradas 
asfaltadas. 
• AGREGADOS são matérias com forma e volumes aleatórios, detentores de 
popriedades e dimensões adequadas para a elaboração de concreto e 
argamassa. Ex: areia e cascalho (brita). 
 
2 - Diga qual a composição química do cimento romano e uma propriedade 
característica deste cimento. 
R: A composição é de SiO2 e CaO. Propriedade: É um cimento de alta resistência, 
inclusive a ação da água. 
 
3 - Cite 3 tipos de Cimento Portland disponíveis no mercado: 
R: 
• CIMENTO PORTLAND COMUM (CPI) - Um tipo de cimento portland sem 
quaisquer adições além do gesso (utilizado como retardador de pega) é muito 
adequado para o uso em construções de concreto em geral quando não há 
exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas. O CP Comum é usado 
em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades 
especiais do cimento. Também é oferecido ao mercado o CPC com adições 
CP I-S, com 5% do material pozolânico em massa, recomendado para 
construções em geral, com as mesmas características. 
• CIMENTO PORTLAND CP II (NBR 11578) - O Cimento Portland Composto é 
modificado. Gera calor numa velocidade menor que o gerado pelo CPC. Seu 
uso, portanto, é mais indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o 
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grande volume da concretagem e a superfície relativamente pequena reduzem 
a capacidade de resfriamento da massa. Este cimento também 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. 
1. CIMENTO PORTLAND CP II-Z (com adição de material pozolânico) - 
Empregado em ogras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais. E 
para produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, 
elementos pré-moldados e artefatos de cimento. O concreto feito com este 
produto é mais impermeável, e por isso mais durável. 
2. CIMENTO PORTLAND COMPOSTO CP II-E (com adição de escória 
granulada de alto-forno) - Composição intermediária entre o CPC e o CP com 
adições (alto-forno e pozolânico). Este cimento combina com bons resultados o 
baixo calor de hidratação com o aumento da resistência do CPC. 
Recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor 
moderadamente lento ou que possam ser atacados por sulfatos. 
3. CIMENTO PORTLAND COMPOSTO CP II-F (com adição de material 
carbonático - filer) - Para aplicações gerais. Pode ser usado no preparo de 
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. 
• CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO CP III (com escória - NBR 5735) - 
Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de 
hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-
agregado, além de ser resistente a sulfatos. É um cimento que pode ter 
aplicação em argamassas de assentamento,, revestimento, argamassa 
armada, de concreto simples, armado, protentido, projetado, rolado, magro e 
outras. Mas é particularmente vantajoso em obras de concreto-massa, tais 
como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, 
pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de 
líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados 
relativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e 
pistas de aeroportos. 
 
4 - Qual é o problema químico relacionado com a adição de Escória Siderúrgica ao 
Cimento Portland? 
R: O principal problema é que o concreto com escória siderúrgica pode se expandir 
devido a reação dos óxidos livres encontrados na escória. A escória possui MgO que, 
ao reagir com água forma Mg(OH)2, porém essa reação é lenta. Assim, no momento 
em que o concreto está endurecido, começa a formação de Mg(OH)2 que possui 
tamanho molecular maior que o MgO, acarretando na fissura do concreto. 
 
5 - Qual a função das bolhas de ar (~1 mm ɸ) no concreto? 
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R: A incorporação de bolhas de ar de ~1 mm de diâmetro no concreto, aumenta sua 
trabalhabilidade (baixando a quantidade de água requerida). Elas também aumentam 
a resistência do mesmo à deterioração resultante do congelamento e 
descongelamento da água retida nos poros. 
 
6 - A adição de sílica ativa modifica a propriedade do concreto? 
R: A adição de sílica ativa resulta em um concreto à prova de corrosão para 
equipamentos químicos, como tanques de armazenamento, chaminés, reservatórios, 
etc. (Aumenta a resistência do concreto à ataques químicos). 
 
7 - No concreto, qual dos seus elementos formadores é responsável por sua 
resistência mecânica? 
R: A pasta cimento-água é a responsável por sua resistência mecânica. (Van Vlack: 
Relação água-cimento é fundamental para a resistência do concreto) 
 
8 - Em se tratando de cimento, cal e gesso, qual a reação química responsável pelo 
endurecimento desses materiais? 
R: 
• Gesso: �����.
�
�
	�� +
�
�
	��(
) → �����. 2	�� ∆	 = −0,7���� 
• Cal: ��� + 	�� → ���	� + ��� → ����� 
• Cimento: �������� + 6	�� → ������(�	)�� 
 ������� + �	�� → �������. �′	�� ∗ 
 �����" + (� + 1)	�� → �������. �	�� + ��(�	)� 
∗ 2������� + (5 − % + �)	�� → ���[����(�	)�]�. (���)()�. �	�� + (3 − %)��(�	�) 
onde x varia com a pressão parcial da água. 
 
9 - A reação química responsável pelo endurecimento dos aglomerantes inorgânicos 
produz um calor associado. Qual o componente principal de um cimento que produza 
alto calor de endurecimento? 
R: O aluminato de cálcio (C3A) muito contribui para o calor de hidratação, 
especialmente no início do período de cura (3CaO.Al2O3). O silicato tricálcico 
(3CaO.SiO2) é o segundo componente em importância no processo de liberação 
de calor. 
 
10 - A adição de pozolana nas formulações de cimento é feita visando que tipo de 
característica adicional ao produto comercial? 
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R: A adição de pozolana ao cimento é feita visando a impermabilidade deste material, 
tornando-o, assim, mais durável. A pozolana também diminui o coeficiente de 
dilatação térmica. 
 
11 - Descreva a composição química da cal hidráulica desidratada e o seu processo 
de endurecimento. 
R: A cal hidráulica é obtida pela calcinação de calcário contendo argila. A natureza do 
produto obtido depois do contato com a água varia de uma massa mole até um 
cimento endurecido. Pode ser usada submersa em água. 
��� + �����. ���� + 	�� → ��(�	)� + �����. ����. �	�� + ��� 
→ ����� + �����. ����. �
+	�� 
������" + (� + 1)	�� → �������. �′	�� + ��(�	)� 
 
12 - Na construção de um píer, o engenheiro civil deve utilizar um cimento resistente a 
águado mar e a ação de sulfatos. Qual a base química que este cimento deve ter? 
R: CP RS 
• Teor de C3A do clínquer e de adição de carbonatos Max. 8% e 5% respect.; 
• Cimentos do tipo alto-forno que contiverem 60% e 70% de escória granulada 
de alto-forno em massa; 
• Pozolânico que contiverem entre 25% e 40% do material pozolânico, em 
massa; 
• Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa 
duração ou de obras que comprovem a resistência aos sulfatos; 
 
13 - Na construção de um piso interno com cobertura, qual tipo de cimento deve ser 
utilizado e por quê? 
R: CPB (Cimento branco) de rejunte, pois ele tem baixa resistência mecânica. O piso é 
mais caro que o cimento, e quando ocorre a dilatação do piso, é economicamente 
mais favorável que o rejunte rache ao invés do piso. 
 
14 - O cimento tipo CP I é um cimento comum. No entanto devemos misturar o 
clínquer com gesso. Qual a finalidade do gesso nesta mistura e qual a reação química 
envolvida? 
R: A mistura de gesso com o clínquer tem a finalidade de retardar a pega. 
3CaSO4. ½ H2O + 3CaO.Al2O3+ 59/2 H2O→ C3A.3CaSO4.31H2O 
 
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15 - Escreva as três principais reações químicas de endurecimento do cimento 
Portland: 
R: ��������+6	�0 → ������(�	)�� 
������� + �	�� → �������. �′	�� 
 
 
 
16 - Qual a base química do cimento Portland? 
R: A base é silicato de Cálcio e Aluminato de Cálcio. 
 
17 - Cite 4 matérias-primas utilizadas na fabricação do cimento Portland: 
R: Gesso, Clínquer, Escória ou Pozolana e Calcário. 
 
18 - Qual a substância química presente no Cimento Portland responsável pela 
resistência mecânica do mesmo? 
R: A substância química presente no CP que é responsável por sua resistência 
mecânica é o clínquer. 
 
19 - Existe o cimento branco Estrutural e o Não Estrutural no mercado. Explique em 
termos gerais a diferença química na composição destes produtos. 
R: 
CPB estrutural → Possui caulim (não é avermelhada), mas não possui argila. 
CPB não-estrutural → Possui argila, mas não possui minério de ferro e manganês. 
 
20 - O que é quimicamente o cimento Sorel e diga uma aplicação tecnológica 
específica deste tipo de cimento. 
R: Quimicamente é o 3MgO.MgCl2.11H2O 
• Contribui para a ação de pega dos cimentos; 
• Não reflete o som, a prova de centelha (fabrica de munições); 
• Cimento de Piso. 
 
21 - O que é gesso de Paris em termos químicos (dê a fórmula química)? 
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R: �����.
�
�
	�� - usado em moldagens e estuque. Ligeiramente solúvel em água 
 
22 - A pozolana é um material que não possui propriedades de endurecimento 
hidráulico por si só, no entanto, ao misturarmos um determinado produto ela adquire 
boas propriedades de endurecimento hidráulico. Qual é este produto? 
R: O produto que proporciona a pozolana boas propriedades de endurecimento 
hidráulico é a cal hidratada. 
 
23 - Qual a matéria prima para a fabricação da cal aérea? Explique quimicamente 
como ela endurece. 
R: A matéria-prima é: ostras, esqueletos de animais marinhos. 
CaO + CO2 → CaCO3 
 
24 - Em termos químicos, diga o que é: 
a) Cal calcítica desidratada: CaO (85% de Ca) 
b) Cal dolomítica hidratada: Cao+Mg(OH)2 (proporção 1:1) 
c) Cal hidráulica desidratada: CaO + Al2O3.SiO2 (mais usado - 15% de CaO) 
d) Cal apagada: Ca(OH)2 
e) Cal virgem: CaO 
Qual deste tipo de cal, não devemos utilizar na construção civil e por quê? 
A cal virgem dolomíticva, porque hidrata o cristal de Mg, tornadno-se Mg(OH)2, e este 
cristal é cerca de 60% maior que o primeiro, ocasionando rachaduras de dentro para 
fora. 
 
25 - Qual a função do lignossulfato de cálcio no Cimento Portland? 
R: Ele é umectante de cimento. Promove uma rapidez no endurecimento. 
 
26 - Qual dos aglomerantes inorgânicos estudados que endurece embaixo d’água? 
R: Cal Hidráulica 
 
27 - Explique em termos químicos as propriedades plásticas da argila e o seu 
endurecimento: 
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R: A argila é um material inicalmente lamelar, em contato com a água, o mesmo 
lubrifica as lamelas, permitindo que essas se deslizem umas sobre as outras, 
conferindo excelente plasticidade. Se ela for aquecida a 900ºC, ela gera uma ligação 
química entre as lamelas, gerando impermeabilidade. 
 
28 - Qual o principal problema de um cimento gerar muito calor durante a sua reação 
de endurecimento quando o utilizamos para a construção de uma coluna de concreto 
armado? 
R: O cimento que gera muito calor durante a sua reação de endurecimento adquire a 
resistência mecânica desejada muito cedo, podendo ocasionar o aparecimento de 
fissuras no concreto. 
 
29 - As fibras de vidro, vegetais e de metais aumentam a resistência mecânica do 
concreto, sem, no entanto aumentar a sua densidade consideravelmente. Explique 
como isto é possível. 
R: A utilização dessas fibras no concreto aumenta a resistência do mesmo pelo fato de 
que o vetor força é decomposto quando se choca com estas fibras, que não 
aumentam consideravelmente a densidade do concreto por serem utilizadas em 
poucas proporções. 
 
30 - Qual o problema químico relacionado com as fibras de vidro, vegetais e de 
polímeros no uso junto com o concreto? 
R: O problema na utilização dessas fibras é que elas tem vida útil curta no concreto, 
devido ao pH do mesmo que pode ser 12 ou 13, sumindo em alguns anos e causando 
fissuras por refração. 
 
31 - Explique em termos químicos a carbonatação e a eflorescência: 
R: 
 
32 - Explique o fenômeno da pega: 
R: A pega é o período inicial da solidificação da pasta de aglomerantes (início da 
pega). É a consistência necessária mínima de resistência mecânica para a 
sustentação de um objeto. 
 
33 - O que chamamos de cimentos poliméricos? Cite um exemplo: 
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R: Cimentos poliméricos envolvem reações de polimerização. (cimentos baseados em 
plásticos, por exemplo) 
 
34 - Quais os problemas mais gerais que podemos quando erramos a relação 
água/cimento na construção civil? 
R: 
• Menos água ou cimento: diminui a resistência mecânica do concreto. 
• Menos água: não sai da betoneira; pouca trabalhabilidade 
• Muita água ou cimento: deixa a estrutura pesada, prejudicando a fundação; 
• Muita água: Podem surgir patologias, com a baixa resistência, trincas e 
fissuras, corrosão da armadura, entre outras. 
 
35 - Um cimento branco não estrutural (rejunte) não pode apresentar alta resistência 
mecânica. Explique qual a necessidade prática em se produzir um cimento fraco para 
a construção civil. 
R: O CB não-estrutural, utilizado como rejunte, deve permitir que o ladrilho trabalhe 
(dilate). Por isso esse tipo de cimento não pode apresentar alta resistência mecânica, 
senão os ladrilhos racham. 
 
36 - As águas ácidas, como as das chuvas ácidas, são extremamente prejudiciais para 
as estruturas de cimento. Explique esta situação em termos químicos. 
R: 	���� + ��(�	)� → �����+2	�� 
CaSO4 é solúvel em H2O. Isso despassiva a armadura, ocasionando a corrosão da 
mesma. 
 
37 - O gesso é um aglomerante inorgânico importante para a construção civil. No 
entanto, não é possível trabalhar com ele em lugares úmidos. Qual a explicação 
química para este fato? 
R: O gesso é ligeiramente solúvel em água e, por isso, não deve ser usado em 
ambientes úmidos. 
 
38 - O que são cimentos de argamassa? 
R: São misturas finamente moídas de cimento portland, calcário e agentes aeradores. 
Alguns contêm cal extinta, terra de diatomáceas e pequenas quantidades de estearato 
de cálcio, de petróleo ou de argilas coloidais. 
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39 - O que chamamos de cimento de silicato? 
R: Os cimentos de silicato são cimentos com carga de sílica e pega química, suportam 
temperatura mais elevada que os outros cimentos (2 partes de sílica p/ 1 de silicato 
de sódio).É resistente a todas as concentrações de ácidos inorgânicos, exceto a do 
ácido fluorídrico. Não são convenientes em pH maiores que 7 ou em presença de 
sistemas que formem cristais. → Cimentar tijolos em tanques de reação de ácido 
crômico e tanques de alume. 
 
40 - Descreva o processo químico de obtenção de cal. 
R: O calcário é extraído, eparado e classificado de acordo com a porcentagem de 
Ca+impurezas. Depis é levado às formas a uma temperatura de 1200ºC-1300ºC. 
����� → ��� + ��� 
 
41 - Descreva o processo químico de endurecimento do gesso? 
R: �����. ,-	�� +
.
-
	�� → �����. 2	��. O gesso desidratado �����. ,-	�� de caráter 
amorfo é hidratado, formando �����. 2	��, que é cristalino. 
 
42 - Como fazemos na indústria para reter o particulado fino da produção de cimento 
que não é retido por filtros normais? 
R: Na saída dos particulados é colocado um filtro eletrostático. 
 
43 - Entre os aglomerantes inorgânicos (cimento, cal, gesso) qual produz mais calor 
durante o seu processo de endurecimento? 
R: São os cimentos que possuem grande quantidade de silicato tricálcico e aluminato 
tricálcico. 
 
44 - O que é o clínquer? 
R: É uma mistura de pó moído de calcário e argila que é aquecido a 2200°C, tornando 
uma mistura líquida. O clínquer não pode ser processado em ambiente úmido. 
 
45 - O que adicionamos ao cimento para impedir a formação de escamas de gelo 
dentro do concreto em períodos muito frios? 
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R: Adicionamos ao concreto para impedir a formação de escamas de gelo dentro do 
concreto sais, normalmente cloreto de cálcio CaCl2, que baixa o ponto de fusão da 
água, evitando a formação de lâminas. 
 
46 - Qual o substituto atual para a cinza de vulcão do Vesúvio na produção da 
pozolana? 
R: Cinza de moinhos (termoelétricas). 
 
47 - O que chamamos quimicamente de filler quando nos referimos ao Cimento 
Portland? 
R: O Filler é um agregado, constituído por calcário moído. 
 
48 - Assinale a resposta certa: 
a) A cal hidráulica não deve ser utilizada na construção civil, mas em pequenos 
reparos; 
b) A escória siderúrgica não pode ser adicionada ao cimento devido a sua reação 
química com o clínquer; 
c) (X) A cal é um aglomerante inorgânico que pode ser utilizada em 
construções submersas; 
d) A pozolana apresenta características químicas impróprias para a sua adição ao 
Cimento Portland; 
e) O cimento de Sorel é utilizado em alicerces de estruturas em local muito úmido; 
 
49 - Assinale a resposta errada: 
a) Um concreto muito poroso apresenta problemas de infiltração e por 
conseqüência pode surgir a eflorescência e a carbonatação. 
b) Um concreto muito denso pode ocasionar problemas de peso excessivo para 
que o solo o sustente. 
c) A adição de pozolana ao cimento Portland transmite ao concreto: 
impermeabilidade, resistência ao sulfato e abaixamento do coeficiente de 
dilatação térmico. 
d) (X) O gesso endurece pela evaporação da água presente no gesso de 
Paris; 
e) A aeração do concreto aumenta a resistência mecânica da peça. 
 
50 - Qual a diferença química entre a cal hidráulica e cal calcítica? 
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R: Cal hidráulica possui como impureza a argila Al2O3SiO2, diferente da calcítica que 
não possui argila. 
 
51 - Descreva o endurecimento do cimento natural: 
R: CaCO� + Al�O�. SiO�. x H�O 
∆
→ CaO + Al�O�. SiO� desidratada 
=->
?@A Ca(OH)� +
Al�O�. SiO�. xH�O 
B>-
?@A CaCO� + Al�O�. SiO�. xH�O