cimento portland alunos2

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10/03/2017
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CEULP/ULBRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
TECNOLOGIA DO CONCRETO
CIMENTO PORTLAND
Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.
Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.
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COMPOSIÇÃO QUIMICA
� Embora o cimento Portland seja
formado essencialmente de vários
compostos de cálcio, os resultados das
análises químicas de rotina são
expressos em termos de óxidos dos
elementos presentes.
COMPOSIÇÃO QUIMICA
LIMITES USUAIS DE COMPOSIÇÃO 
DO CIMENTO PORTLAND
Óxido Teor %
CaO 60 - 67
SiO2 17 - 25
Al2O3 3,0 – 8,0
Fe2O3 0,5 - 6
MgO 0,5 - 4,0
Álcalis 0,3 - 1,2
SO3 2,0 - 3,5
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COMPOSIÇÃO QUIMICA
COMPOSIÇÃO DOS CIMENTOS 
PORTLAND ( % )
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Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
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Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
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Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
Tipos de cimento Portland usualmente 
utilizados e normalizados pela ABNT
ESTRUTURAS CRISTALINAS E 
REATIVIDADE DOS COMPOSTOS
� A composição química dos compostos presentes nos
cimentos Portland industriais não é exatamente a que e
expressa pelas formulas comumente utilizados : C3S,
C2S, C3A E C4AF.
� Isto ocorre porque nas altas temperaturas que
prevalecem durante a formulação do clínquer, os
elementos presentes no sistema, inclusive, impurezas,
tais como magnésio, sódio, potássio e enxofre, possuem
capacidade de entrar em soluções sólidas com cada um
dos principais compostos do clínquer.
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ESTRUTURAS CRISTALINAS E 
REATIVIDADE DOS COMPOSTOS
� Além de fatores como o tamanho da partícula e a 
temperatura de hidratação, a reatividade dos 
compostos de cimento Portland com água é 
influenciada por suas estruturas cristalinas. 
� As imperfeições estruturais explicam a instabilidade 
dos compostos do cimento em meio aquoso.
ESTRUTURAS CRISTALINAS E 
REATIVIDADE DOS COMPOSTOS
� Silicato de Cálcio : 
Silicato Tricálcico(C3 S ) e Beta – Silicato Dicálcico (βC2 S) 
São os dois silicatos hidráulicos comumente encontrados 
nos Clínqueres de cimento Portland industriais. Ambos 
contém invariavelmente pequenas quantidades de íons 
de magnésio, alumínio, ferro, potássio, sódio e enxofre. 
As formas impuras são conhecidas como ALITA E 
BELITA.
ALUMINATO E FERROALUMINATO DE 
CÁLCIO
� Vários aluminatos de cálcio podem ocorrer no sistema,
porém o Aluminato Tricálcico (C3A) é o principal
aluminato do clínquer do cimento Portland.
� Impurezas como o magnésio, sódio, potássio e sílica. As
estruturas cristalinas são bastante complexas, mas são
caracterizadas por grandes vazios estruturais
responsáveis pela reatividade elevada.
� As ferritas de cálcio não são encontradas no clínquer do
cimento Portland comum, mas são formados os
ferroaluminatos de Cálcio, e, o composto mais comum,
aproximadamente, é o C4AF.
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ALUMINATO E FERROALUMINATO DE 
CÁLCIO
� Óxido de magnésio e Óxido de cálcio : A origem do 
Óxido de magnésio no cimento é usualmente a 
Dolomita que está presente como impureza na maioria 
dos calcários.
� Uma parte do Óxido de magnésio total do cimento 
Portland, pode entrar em solução sólida com os 
compostos descritos, porém, o resto ocorre como MgO 
cristalino, também chamado periclasio. A hidratação do 
periclasio a Hidróxido de magnésio é uma reação lenta 
e expansiva.
Finura
� Além da composição, a finura do cimento influencia a sua
relação com a água. Geralmente, quanto mais fino o cimento,
mais rápido ele reagirá. Para uma dada composição, a taxa de
reatividade e, portanto, o desenvolvimento da resistência, pode
ser alimentado através de uma moagem mais fina, porém o
custo da moagem e o calor liberado estabelecem alguns limites
de finura.
� Para a finalidade de controle da qualidade do cimento, a finura
pode ser determinada como o resíduo em peneira padrão como
a malha # 200 e a 375. Considera-se que as partículas maiores
que 45 µm são difíceis de hidratar e as maiores que 75µm não
hidratam completamente.
MECANISMOS DE HIDRATAÇÃO
� Dissolução - precipitação
� Hidratação no estado sólido
� Hidratação dos Aluminatos
� Etringita – C6AS3H32 – pega e resistência inicial
� Tipos de pega
� Pega Normal (2 a 3 hs)
� Pega Moderada (1 a 2 hs – etringita)
� Falsa Pega (enrijecimento prematuro – poucos min.)
� Pega rápida (45 min)
� Pega instantânea (pouca gipsita)
� Hidratação dos Silicatos
� Silicatos de cálcio hidratado C – S – H
� C3S – cimento ARI
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MECANISMOS DE HIDRATAÇÃO
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ENSAIOS PARA O CIMENTO
� Ensaio de composição química
� Ensaio de Finura
� Consistência da Pasta Normal
� Tempo de Pega
� Expansibilidade
� Resistência