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AULA 5 CIMENTO ESTACIO

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Disciplina: Materiais de construção I
Cimento
Prof. Msc. Z L M Sampaio
Natal - 2015
Aglomerantes hidráulicos 
• Endurecem por ação exclusiva da água (reação 
de hidratação);
• Depois de endurecidos, resistem bem a água.
CONCEITO
• Cimento Portland 
• Cal hidráulica 
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS 
MAIS USADOS
CIMENTO PORTLAND
CIMENTO PORTLAND
John Smeaton, (1756) na sua busca por
um aglomerante que endurecesse na
presença de água, constatou que a mistura
e posterior queima de calcário e argila
tornava-se, (após secagem) tão resistente
quanto as rochas utilizadas nas
construções.
Em 1824 o pedreiro, Joseph Aspdin,, 
patenteou a descoberta, batizando de 
cimento Portland
O Cimento Porland (CP) é um aglomerante hidráulico
oriundo da moagem e mistura do clínquer com certa
quantidade de gesso (2 a 3%)
CIMENTO PORTLAND
90 ,0 %
9,50 %
0,5%
1450°C
FABRICAÇÃO CPCALCÁRIOCALCÁRIO
ARGILAS ARGILAS
MIN. FERROMIN. FERRO
CaCO3
Fe2O3
Al2O3 Fe2O3 SiO 2 
SiOMgO 2 
Moagem da farinha 
FORNO
VAI P/ 
MOINHO DE 
BOLAS 
clínquer clínquer
Vista de dentro do forno 
clínquer
FABRICAÇÃO CP
Interior do 
moinho de 
bolas 
Silo de estocagem de Clínquer 
Silos de armazenagem 
do clínquer moído 
clínquer + gesso 
Moinho de bolas 
MINERALOGIA DO CLINQUER 
Clínquer → quatro compostos anidros principais 2 silicatos 
e 2 aluminatos
C3S -3CaO.SiO2 - Silicato tri-cálcico
C2S - 2CaO.SiO2 - Silicato di-cálcico
C3A - 3CaO.Al2O3- Aluminato tri-cálcico
C4AF - C4CaO.Al2O3.Fe2O3 - Ferro Aluminato tetra-cálcico
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Alita 
Belita 
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER
C3S
(alita)
42 a 60% do clínquer É responsável pela resistência nos primeiros dias de idade 
da pasta.
Os cimentos ricos em C3S tem resistência inicial mais alta.
Hidrata com velocidade mediana e não libera muito calor.
C2S
(belita)
14 a 35% do clínquer. C2S endurece lentamente nos primeiros 28 dias.
Segue aumentando a resistência e em 2 anos atinge a resistência do C3S.
Intensidade de sua reação é lenta, sendo pequeno o calor desenvolvido
C3A 6 a 13% do clínquer. Pega quase instantânea com intensidade rápida de reação com 
grande produção de calor.
Tem pequena resistência mecânica.
Resiste mal a águas agressivas.
A sua importância no cimento Portland é tornar possível menores temperaturas do 
forno.
C4AF 5 a 10% do clínquer. Tem pega em poucos minutos mas não instantânea como o 
C3A.
Comparado ao C3A Resistência ligeiramente inferior.
Desenvolve menos calor de hidratação e é mais resistente a ação de águas 
agressivas.
A alumina por ele fixada é menos nociva que a alumina ligada exclusivamente à cal.
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER
Comportamento dos compostos Contribuição para o 
cimento
Composto Velocidade 
da reação
Calor 
liberado
Resistência 
Mecânica
Liberação 
de calor
C3S Moderada Moderado Alta Alta
C2S Lenta Baixo Inicial baixa, 
final alta
Baixa
C3A + CSH2 Rápida Muito alto Baixa Muito alta
C4AF + CSH2 Moderada Moderado Baixa Moderada
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS DO CLINQUER
dos compostos anidros do clínquer. 
Belita 
Alita 
CIMENTO PORTLAND
CONSTITUIÇÃO
67% CaO (C) 
22% SiO3 (S), 
5% Al2O3 (A), 
3% Fe2O3 (F) e
3 % de outros óxidos.
Na2O, MnO, K2O, 
magnésio, enxofre, fósforo 
FASES
Alita (C3S): 50-70%
Belita (C2S): 15-30%
Aluminato tricálcico (C3A): 5-10%
Ferro aluminato tetracálcico
(C4AF): 5-15%
HIDRATAÇÃO DE CIMENTO PORTLAND
FATORES QUE AFETAM A PEGA DO CIMENTO 
PORTLAND
 Aluminatos: Pega inicial (C3A cristaliza rápido);
 Finura: mais fino, final de pega e endurecimento mais rápido;
 Gesso (<3%) adicionado ao clínquer para retardar pega inicial
do C3A;
 Mal armazenamento: absorção de umidade retarda o inicio da
pega absorção de CO2 acelera o inicio de pega
FATORES QUE AFETAM A PEGA DO CIMENTO 
PORTLAND
ADITIVOS
 Cloreto de cálcio:
≤1 % retarda pega, em quantidades superiores acelera.
 Cloreto de sódio:
Varia, em alguns CP retarda em outros a acelera.
 Carbonatos alcalinos e anidrido carbônico:
Aceleração forte (1 a 2%, início de pega em poucos minutos).
 Hidróxidos de sódio, de potássio ou de silicato de sódio: 
Notável aceleração
 Açúcar:
Solução de 1 % impede a pega
FATORES QUE AFETAM O CALOR DE 
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
 Composição química – C3S mais calor que C2S; 
 Finura do cimento – mais fino, mais rápido hidrata;
 Adições – pozolanas menos calor
ADIÇÕES AO CIMENTO PORTLAND
 Pozolanas - Cinzas volantes (Pó proveniente de fornos que queimam carvão mineral) 
Retardam o ganho de resistência mecânica;
Reduzem o calor de hidratação;
Melhoram a trabalhabilidade; 
Minimiza a permeabilidade do concreto
Escória granulada de Alto Forno - Resíduo do alto-forno 
siderúrgico.
Não prejudica resistência mecânica
Possível colocar altos % no cimento – CPIII – 65 %
Consome resíduo industrial nocivo ao meio ambiente
Diminui custo
ADIÇÕES AO CIMENTO PORTLAND
 Filer carbonático – pó de calcário
 Inerte quimicamente – CaCO3;
Não prejudica resistência mecânica;
Melhora a trabalhabilidade e o acabamento;
Redução de custos;
5 a 10 % do cimento.
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Nome técnico Sigla Classe
Identificação do tipo 
e classe
CIMENTO PORTLAND 
COMUM
(NBR 5732)
Cimento Portland 
comum
CP I
25 CP I-25
32 CP I-32
40 CP I-40
Cimento Portland 
comum com adição
CP I-S
25 CP I-S-25
32 CP I-S-32
40 CP I-S-40
CIMENTO PORTLAND 
COMPOSTO
(NBR 11578)
Cimento Portland 
composto com escória
CP II-E
25 CP II-E-25
32 CP II-E-32
40 CP II-E-40
Cimento Portland 
composto com pozolana
CP II-Z
25 CP II-Z-25
32 CP II-Z-32
40 CP II-Z-40
Cimento Portland 
composto com filler
(calcário moído)
CP II-F
25 CP II-F-25
32 CP II-F-32
40 CP II-F-40
CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO
(NBR 5735)
CP III
25 CP III-25
32 CP III-32
40 CP III-40
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO
(NBR 5736)
CP IV
25 CP IV-25
32 CP IV-32
C. P. DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (NBR 5733) CP V-ARI - CP V-ARI
CIMENTO PORTLAND RESISTENTE AOS 
SULFATOS (NBR 5737)
-
25 tipos originais 
acrescidas do sufixo 
BC.
32
40
CIMENTO PORTLAND 
BRANCO
(NBR 12989)
Cimento Portland branco 
estrutural
CPB
25 CPB-25
32 CPB-32
40 CPB-40
Cimento Portland branco CPB - CPB
CIMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS
(NBR 9831)
CPP G CPP – classe G
PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND
• Densidade;
• Finura;
• Pega;
• Resistência;
• Exsudação;
• Consistência normal;
• Trabalhabilidade;
• Aceleradores e 
retardadores.
FÍSICAS QUÍMICAS
• Calor de hidratação;
• Resistência aos 
agentes agressivos;
• Estabilidade;
• Reação álcali-agregado
PRINCIPAIS ENSAIOS
RESISTÊNCIA À 
COMPRESSÃO
PEGA EXPANSIBILIDADE FINURA
PRINCIPAIS ENSAIOS
RESISTÊNCIA À 
COMPRESSÃO
NBR 7215 – Determinação da Classe do Cimento Portland
Enchimento dos moldes – 4 camadas com 30 golpes 
Rompimento – 1/3/7/28 dias
CP I, II e III
PRINCIPAIS ENSAIOS
PEGA
NBR 11581 – Determinação dos tempos de pega
PRINCIPAIS ENSAIOS
EXPANSIBILIDADE
Problemas do cimento que causam expansão:
Periclásio - cristais de MgO – Excesso 
temperatura ou tempo no forno. %MgO < 6,5%
Excesso de gesso adicionado
Excesso de CaO no clínquer – carência de argila
Agulha de Le Châtelier. e ≤ 0 ,5 cmHenry Le Châtelier, 1850 -1936
NBR 11582 – Determinação da expansibilidade Le chatelier
PRINCIPAIS ENSAIOS
FINURA
NBR 11579 – Finura do Cimento Portland
ESTOCAGEM
 Deve ser estocado em pilhas de 10 sacos, suspensas e 
afastadas da parede. Se poss.ível cobrir com lona
15 sacos quando o período de armazenamento for 
inferior a 15 dias
 Pasta 
 Argamassa
 Concreto
CIMENTO PORTLAND
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