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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
AULA 03 
1. Hidraulites (Escória Granulada de Alto Forno e Pozolanas); 
2. Cimento Portland – Histórico; 
3. Cimento Portland – Conceitos; 
4. Cimento Portland – Fabricação; 
5. Cimento Portland – Pega e Endurecimento; 
6. Cimento Portland – Finura; 
7. Cimento Portland –Massa Específica; 
8. Cimento Portland – Expansibilidade; 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
AULA 03 
9. Cimento Portland – Resistência à Compressão; 
10. Cimento Portland – Composição Química; 
11. Cimento Portland – Calor de Hidratação. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites 
• As hidraulites ou adições ativas não são aglomerantes, mas se 
transformam em aglomerantes na presença de determinadas 
substâncias, que podem estar presentes ou serem liberadas na 
hidratação de outros aglomerantes. As hidraulites são adições ativas 
usadas para formar aglomerantes compostos. 
• As principais hidraulites são a escória granulada de alto forno e as 
pozolanas; 
• Para serem eficientes, as hidraulites devem se apresentar como pó muito 
fino, sendo desejável que seja mais fino que o aglomerante a sofrer sua 
adição. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Escória Granulada de Alto Forno 
• Uma das fases da fabricação do aço é a produção do ferro gusa no alto 
forno. O alto forno é alimentado por minério de ferro, coque e 
fundentes, produzindo ferro gusa e a escória; 
• A escória é formada com a contribuição da ganga (impurezas do 
minério), das cinzas do coque e dos fundentes; 
• Se a escória for resfriada lentamente, ela se cristaliza, resultando a 
escória bruta de alto forno. Se for resfriada bruscamente, se torna 
amorfa, resultando na escória granulada de alto forno, que tem 
aparência semelhante à da areia. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Escória Granulada de Alto Forno 
• A escória granulada de alto forno endurece muito lentamente na 
presença de água. Para uso como aglomerante de endurecimento 
normal, precisa ser pulverizada e ter um ativador (funciona como 
catalisador, acelerando a hidratação da escória); 
• Como ativadores da escória granulada de alto forno, tem-se a soda, a cal 
e os sulfatos. Os ativadores solubilizam a escória, permitindo a 
cristalização da fase aquosa. O principal ativador da escória é a cal 
gerada na hidratação do cimento portland, formando um aglomerante 
composto muito comum (Cimento portland de alto forno - CPIII). 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Pozolanas ou Materiais Pozolânicos 
• As pozolanas são materiais silicosos ou sílico-aluminosos que, por si só, 
possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas, quando 
finamente divididos e em presença da água, reagem com o Ca(OH)2 à 
temperatura ambiente para formar compostos com propriedades 
aglomerantes; 
• As pozolanas podem ser naturais, geralmente requerendo moagem 
(cinzas vulcânicas, terras diatomáceas, etc.) ou artificiais (argila 
calcinada, cinzas volantes, sílica ativa, cinzas de casca de arroz, 
metacaulim, etc.); 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Pozolanas ou Materiais Pozolânicos 
• Argilas Calcinadas: São obtidas por calcinação de argilas à temperatura 
de 600ºC a 900ºC. São fabricadas no Brasil, com destaque para o 
Nordeste; 
• Cinzas Volantes: São os resíduos pulverulentos mais finos arrastados 
pelos gases resultantes da queima do carvão pulverizado em centrais 
termelétricas. São subprodutos disponíveis em larga escala no Sul do 
Brasil. 
• As cinzas volantes têm massa específica da ordem de 2,400 kg/m³. A 
massa unitária no estado solto varia de 0,55 a 0,75 kg/m³. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Pozolanas ou Materiais Pozolânicos 
• A sílica ativa, também conhecida como microssílica (nome comercial de 
um dos fabricantes), é um pó finíssimo (área específica da ordem de 
20.000 m²/kg contra 350 a 600 m²/kg do cimento Portland) de cor 
acinzentada, constituída por 75 a 99 % de sílica amorfa, subproduto da 
fabricação de ligas de ferro-sílico metálico, produzida no Brasil. A massa 
específica de seus grãos é da ordem de 2,200 kg/dm³; 
• A adição de sílica ativa no concreto ou argamassa de cimento portland, 
leva a substanciais incrementos na resistência mecânica e reduz bastante 
a permeabilidade. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Hidraulites - Pozolanas ou Materiais Pozolânicos 
• Embora seja um material pozolânico, não é seu efeito pozolânico a 
principal vantagem de sua adição, mas sim a sua capacidade de 
funcionar como ponto de nucleação dos produtos de hidratação do 
cimento portland (reduzindo vazios); 
• A sílica ativa pode ser fornecida em pó (geralmente em sacos de 15, 20 
ou 25 kg), ou na forma de lama espessa (pasta) contendo sílica ativa, 
água e aditivo superplastificante. 
• O principal uso da sílica ativa é em concreto de alto desempenho. 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Histórico 
• Aglomerante hidráulico, mais importante entre todos os aglomerantes, 
patenteado em 1824, por Joseph Aspdin; 
• Com temperaturas de cozimento e características semelhantes às atuais 
se deve a Isaac Johnson, em 1845; 
• O nome Portland se deve a semelhança com certas rochas procedentes 
da ilha de Portland, na Inglaterra; 
• No Brasil é produzido desde 1898, sendo o cimento Santo Antônio da 
usina Rodovalho, o pioneiro. Atualmente (índices computados em 2013), 
o Brasil é o quinto maior produtor mundial de cimento portland. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Histórico 
• Aglomerante hidráulico, mais importante entre todos os aglomerantes, 
patenteado em 1824, por Joseph Aspdin; 
• Com temperaturas de cozimento e características semelhantes às atuais 
se deve a Isaac Johnson, em 1845; 
• O nome Portland se deve a semelhança com certas rochas procedentes 
da ilha de Portland, na Inglaterra; 
• No Brasil é produzido desde 1898, sendo o cimento Santo Antônio da 
usina Rodovalho, o pioneiro. Atualmente (índices computados em 2013), 
o Brasil é o quinto maior produtor mundial de cimento portland. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Conceitos 
• Cimento portland é um material pulverulento de cor cinza ou branca, 
constituído, principalmente, por silicatos e aluminatos de cálcio, que, 
misturados com água, hidratam-se com efeitos aglomerantes. Resulta da 
moagem do clínquer portland, com adições de gesso para regular a pega, 
eventuais hidraulites e materiais carbonáticos em teores limitados. 
• O clínquer portland é um material resultante do cozimento, até fusão 
incipiente (cerca de 30% de fase líquida), de uma mistura de calcário e 
materiais argilosos (ou parte em escória bruta de alto forno) 
convenientemente proporcionada (cerca de 3:1) e homogeneizada; 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Conceitos 
• A dosagem da mistura crua para formar o clínquer, varia conforme as 
características das matérias-primas e as propriedades desejadas para o 
cimento. 
• A análise química é fundamental no processo de produção. Os teores das 
substâncias presentes nas matérias-primas têm que atender 
determinadas relações denominadas de módulos. 
• Decorrente da necessidade de atender aos módulos, o calcário e a argila 
geralmente não são as únicas matérias-primas para a produção de 
clínquer. Também são utilizadas a areia e o minério de ferro para corrigir 
a deficiências; 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Conceitos 
• Os materiais carbonáticos adicionados assumem a forma de “filler” 
(forma pulverulenta) e não são adições ativas. Esta adição permite 
melhorar um pouco a trabalhabilidade das pastas, argamassas e 
concretos, funcionando como lubrificante
do pó, pois se aloja entre as 
partículas dos outros componentes; 
• A adição de gesso, ao contrário dos materiais carbonáticos, é 
indispensável. Sem o gesso, a pega do cimento seria praticamente 
instantânea, devido a um componente denominado aluminato tricálcico. 
A quantidade de gesso adicionada é da ordem de 3%. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Fabricação 
• Extração das matérias-primas (calcário e argila). 
• Britagem do calcário (Dmax = 30 mm). 
• Dosagem da mistura crua, moagem e homogeneização: 
Via seca (predominante), Via semi-seca, Via semi-úmida e Via úmida; 
• Moagem da mistura crua no moinho de bolas (obtendo-se 80 a 90 % de 
material passando na peneira ABNT de abertura de 0,075 mm); 
• Correção da farinha crua (adições de minério de ferro, bauxita, areia etc., 
para adequar a composição através de faixa de valores ideais para os 
módulos, que são calculados com base nela). 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland - Fabricação 
• Cozimento em fornos rotativos por cerca de 2 a 3 horas em uma 
temperatura gradativamente crescente ao longo do forno até cerca de 
1400ºC, obtendo-se bolas escuras chamadas clínquer; 
• Resfriamento e estocagem do clínquer; 
• Moagem do clínquer com suas adições (ou moagem das adições 
separadamente). A moagem separada conduz a melhores resultados, pois 
os grãos de clínquer e das adições têm durezas distintas (a escória, por 
exemplo, é mais dura que o clínquer, enquanto o calcário é menos duro) e 
é desejável que as hidraulites sejam mais finas que o clínquer no produto 
final. 
• Estocagem em silos; 
• Empacotamento ou fornecimento a granel. 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Pega e Endurecimento 
• Ao adicionarmos água ao cimento ele começa a enrijecer depois de um 
certo tempo. O instante que este processo começa chama-se início de 
pega. Quando se obtém solidez, tem-se o fim da pega; 
• A partir do fim de pega inicia-se o endurecimento com a resistência 
mecânica crescendo com o passar do tempo devido à contínua hidratação 
do cimento; 
• A velocidade de crescimento da resistência é continuamente decrescente, 
mas, dependendo das condições, pode durar mais de 50 anos (condições 
ideais em laboratório); 
• Durante a pega há forte liberação de calor. O calor de hidratação continua 
a ser liberado após o fim de pega e com velocidade cada vez menor. 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Pega e Endurecimento 
• Quanto maior a temperatura, mais rápida é a pega (influência mais forte). 
O aumento de temperatura também acelera o endurecimento. Na prática 
se tira partido deste fenômeno na cura térmica do concreto, que permite 
a obtenção de resistências maiores nas primeiras idades; 
• Quanto mais água, mais lenta é a pega (influência mais fraca); 
• Qualquer que seja o tipo de cimento portland, o tempo de início de pega 
não se pode dar em menos de 1 hora, conforme as normas da ABNT, para 
assegurar um tempo razoável de trabalho com as pastas, argamassas e 
concretos, sem riscos; 
• O fim de pega costuma ocorrer cerca de pouco mais de uma hora a duas 
horas depois do início de pega. As normas da ABNT recomendam valores 
máximos para o tempo de fim de pega, variáveis com o tipo de cimento 
portland. 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Finura 
• Quanto mais fino for o cimento, mais superfície por unidade de volume 
(ou por unidade de massa) está habilitada a ser hidratada pela água. 
Decorre maiores resistências mecânicas iniciais das pastas, argamassas e 
concretos; 
• A finura é determinada indiretamente pela área específica dos grãos e 
diretamente por peneiramento. 
 
• A finura do cimento é feita pelo resíduo na peneira ABNT de abertura de 
malha 0,075mm (Peneira nº 200), conforme a norma NBR 11579; 
• A hidratação se inicia na superfície do grão. Se o grão for muito grande, 
perde parte de sua atividade pela não hidratação total do grão; 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Finura 
• A hidratação dos cimentos portland com adições substanciais de 
hidraulites (escória granulada de alto forno ou pozolana) é mais lenta. 
Para compensar este fato, as normas exigem destes cimentos uma finura 
maior. O mesmo tipo de exigência se faz para o cimento portland de alta 
resistência inicial, onde se deseja aumentar as resistências nas primeiras 
idades; 
• As normas de cimento portland fazem exigências variáveis de finura e área 
específica conforme o tipo de cimento portland, variando os valores 
máximos especificados de resíduo na peneira 0,075 mm de 6,0 % a 12,0 % 
e os valores mínimos exigidos de área específica de 240 m2/kg a 300 
m2/kg. 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Massa Específica 
• A massa específica do cimento portland é da ordem de 3,100 a 3,150 
kg/dm³. A adição de material carbonático, permitida pelas normas, reduz 
um pouco estes valores. 
• Quando o cimento portland contém adições substanciais de hidraulites, a 
massa específica passa para valores da ordem de 3,000 kg/dm3, ou 
menos, pois as hidraulites têm massa específica inferior à do clínquer 
moído; 
Cimento Portland – Expansibilidade 
• O cimento não deve ser expansivo para não provocar tensões, fissuração e 
aumento prejudicial de volume; 
• Os principais responsáveis pela expansão são o CaO e o MgO; 
• As normas fixam limites máximos para a expansão (a frio ou a quente) 
com as agulhas de Le Chatelier, conforme a norma NBR 11582. 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Resistência à Compressão 
• Mede-se a resistência à compressão do cimento através de uma argamassa 
padrão de uma parte de cimento e 3 partes de areia padronizada (areia 
normal), em peso, obtida pela mistura de quatro faixas granulométricas. Como 
a quantidade de água influi na resistência mais ainda que a areia, usa-se uma 
relação fixa água/cimento de 0,48, em peso, de forma que o único material 
que afeta a resistência é o cimento, objetivo da medida.; 
• As normas fixam valores mínimos para as resistências nas idades de 3, 7 e 28 
dias e, em alguns casos, para 1 dia e para 90 dias. 
• A maioria dos tipos de cimento portland é identificada por uma sigla que 
inclui um número no final. Este número indica a resistência mínima em MPa 
que o cimento deve ter, no ensaio pela NBR 7215, na idade de 28 dias, 
conforme as exigências da norma correspondente ao tipo de cimento. 
Exemplo: CPII-F-32, CPII-E-40 (32 MPa e 40 MPa, respectivamente). 
• Essa resistência mínima muitas vezes é ultrapassada com folga pelos cimentos 
comercializados. 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Composição Química 
• Antes da hidratação, a composição química do cimento portland comum se dá 
da seguinte distribuição: 
 
 
 
 
• A reação álcalis-agregado (RAA) é um processo químico onde alguns 
constituintes mineralógicos do agregado reagem com hidróxidos alcalinos 
(provenientes do cimento, água de amassamento, agregados, pozolanas, 
agentes externos, etc.) que estão dissolvidos na solução dos poros do 
concreto. 
• Como produto da reação forma-se um gel higroscópico expansivo. A 
manifestação da reação álcalis-agregado pode se dar de várias formas, desde 
expansões, movimentações diferenciais nas estruturas e fissurações até 
pipocamentos, exsudação do gel e redução das resistências à tração e 
compressão. 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
Cimento Portland – Calor de Hidratação 
• Ao se hidratar, o cimento gera calor em quantidade gradativamente 
decrescente com o tempo. Em 3 dias gera cerca de 50 % de total do calor 
de hidratação (que leva muitos anos); 
• O componente de maior geração de calor é o C3A seguido pelo
C3S. Mas 
como o cimento contém maior teor de C3S, resulta, na verdade, ser este 
componente o maior gerador de calor; 
• A adição de hidraulites reduz o calor de hidratação. 
• O calor de hidratação do cimento é determinado em ensaio. Contudo, 
pode ser grosseiramente estimado por meio de fórmulas em função da 
composição química.