TCC - Engenharia Civil - Concreto celular autoclavado CCA

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UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA 
Campus Ribeirão Preto - Vargas 
 
 
 
DÉBORA CASCALHO MONTEIRO 
LALESKA DOS SANTOS SILVA 
LETÍCIA MAYUMI SILVA 
LUCAS DANIEL GALO 
MARÍLIA SOUZA MOREIRA 
 
 
 
 
 
 
EMPREGO DA ADIÇÃO DE CINZA DA CASCA DE ARROZ (CCA) NO CIMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ribeirão Preto - SP 
2016 
UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA 
Campus Ribeirão Preto - Vargas 
 
 
 
DÉBORA CASCALHO MONTEIRO 
LALESKA DOS SANTOS SILVA 
LETÍCIA MAYUMI SILVA 
LUCAS DANIEL GALO 
MARÍLIA SOUZA MOREIRA 
 
 
 
 
 
EMPREGO DA ADIÇÃO DE CINZA DA CASCA DE ARROZ (CCA) NO CIMENTO 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso para a obtenção 
do Título de Engenheiro Civil, entregue na 
Universidade Paulista - UNIP, Campus Ribeirão 
Preto. 
 
 
ORIENTADOR: Prof. Dr. JOSÉ ROBERTO ROMERO 
 
 
 
 
Ribeirão Preto - SP 
2016 
FOLHA DE APROVAÇÃO 
 
EMPREGO DA ADIÇÃO DE CINZA DA CASCA DE ARROZ (CCA) NO CIMENTO 
 
Trabalho de Conclusão de Curso para a obtenção 
do Título de Engenheiro Civil, entregue na 
Universidade Paulista - UNIP, Campus Ribeirão 
Preto. 
Aprovado em: 
 
BANCA EXAMINADORA: 
 
 
___________________________________________ ____/_____/_____ 
Prof. José Roberto Romero, D. Eng. – Orientador 
Universidade Paulista - UNIP 
 
 
___________________________________________ ____/_____/_____ 
Prof. Fernando Brantda Silva Carvalho, D. Eng. 
Universidade Paulista - UNIP 
 
 
___________________________________________ ____/_____/_____ 
Prof. LaurennBorges de Macedo, M.Sc Eng. 
Universidade Paulista – UNIP 
 
 
___________________________________________ ____/_____/_____ 
Prof. Mateus Araújo e Silva, M.Sc Eng. 
Universidade Paulista – UNIP 
DEDICATÓRIA 
 
Dedicamos esse trabalho ao avanço da ciência como uma contribuição para novas 
pesquisas, e também a todos os engenheiros que fizeram história e teve seu nome 
como exemplo de vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus por ter nos dado saúde e força para superar as dificuldades. 
À todos os professores pelo aprendizado, e aos colegas pelos momentos 
juntos passados, alguns de sofrimento e outros de alegria, mas que valeram a pena 
para nosso crescimento profissional e pessoal e jamais serão esquecidos. 
Ao nosso professor titular José Roberto Hortêncio Romero, que nos orientou e 
nos ajudou para a conclusão da estrutura do trabalho, pelo suporte no pouco tempo 
que lhe coube, pelas suas correções e incentivos. 
A NEOMIX CONCRETO, que gentilmente nos cedeu o laboratório para a 
execução e teste dos experimentos. 
Aos nossos pais, pelo amor, incentivo e apoio incondicional. 
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da nossa formação, o 
nosso muito obrigado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Em engenharia não existem soluções prontas para vencer a batalha 
entre custos e benefícios. Somente um bom planejamento, baseado nas 
necessidades específicas de cada obra, na sua localização e nos recursos 
disponíveis para sua execução é que podem definir a melhor alternativa”. 
 
(Portal do Concreto - por DinamicSite 2005-2006)
 
 
 
 
RESUMO 
 
A cinza de casca de arroz é um resíduo agro-industrial decorrente do 
processo de queima da casca de arroz, sendo largamente encontrada na região sul, 
pois, historicamente, este Estado é o maior produtor de arroz no Brasil, com cerca 
de 45% da produção nacional. Anualmente, são geradas mais de 34 mil toneladas 
de cinzas da casca de arroz na região sul do país, deste total são jogadas mais de 
25 mil toneladas no meio ambiente. Empregada como fonte de energia, a casca de 
arroz é queimada,através de fornalhas, queima a céu aberto e ainda, em fornos que 
possibilitam o controle de temperatura, criando assim um problema ambiental de 
poluição do solo, do ar e rios. Devido à presença de elevado percentual de sílica 
(SiO2) na sua constituição, a cinza de casca de arroz pode ter vários empregos na 
construção civil. 
O presente trabalho tem como finalidade estudar a viabilidade técnica do 
emprego de cinzas de casca de arroz na confecção de cimentos Portland, em 
pesquisa de campo, associando as características físicas e químicas,que o mesmo 
proporciona na produção de argamassa, os quais têm como finalidade minimizar os 
aspectos negativos citados. 
 Este estudo se baseia em teste laboratoriais, em que serão estudados corpos 
de prova cilíndricos com 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura em diferentes traços 
para argamassa, na proporção de 0%,3%, 5% e 7% de cinza de casca de arroz em 
substituição ao cimento. 
Palavras-chaves: Cimento, Traço, sílica, Cinza de casca de arroz (CCA). 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
Rice husk ash is an agro-industrial residue due to the rice husk burning 
process, being widely found in the southern region, since, historically, this State is 
the largest rice producer in Brazil, with around 45% of the Production. Every year, 
more than 34 thousand tons of rice husk ash are generated in the southern region of 
the country, of which more than 25 thousand tons are thrown into the environment. 
Used as an energy source, rice husks are burned through furnaces, open burning 
and even in furnaces that allow temperature control, thus creating an environmental 
problem of pollution of soil, air and rivers. Due to the presence of a high percentage 
of silica (SiO2) in its constitution, rice husk ash may have several construction jobs. 
The present work has the purpose of studying the technical viability of the use 
of ash from rice husks in the manufacture of Portland cements in field research, 
associating the physical and chemical characteristics that it provides in the 
production of mortar, which have the purpose Minimize the above mentioned 
negative aspects. 
This study is based on laboratory tests, in which cylindrical specimens 
measuring 5 cm in diameter and 10 cm in height in different traces for mortar, in the 
proportion of 0%, 3%, 5% and 7% of bark ash Replacement of cement 
Keywords: Cement, Trace, silica, Rice husk ash (CCA). 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 Tipos de cimento. .................................................................... 19 
Tabela 2 : Características químicas, fisíca e mecânica do Cimento Portland 
CP .................................................................................................................... 20 
Tabela 3 : Características do cimento CP V - ARI ................................. 21 
Tabela 4 : Componentes do cimento ..................................................... 22 
Tabela 5 : Exemplos de características físicas da CCA......................... 29 
Tabela 6 : Propriedades físicas de CCA "in natura" e tratada termicamente 
(TT) .................................................................................................................. 30 
Tabela 7 :Quantidade de materiais ........................................................ 43 
Tabela 8: Tolerância de tempo para a ruptura ....................................... 47 
Tabela 9 :Resultados dos rompimentos dos corpos de prova .........................
 ......................................................................................................................... 48 
Tabela 10: Comparação econômica entre cimento e CCA ....................50LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 : Evolução da resistência á compressão em função do tempo dos 
componentes principais do cimento Portland ................................................... 23 
Figura 2 : Representação esquemática das formas cristalina e amorfa da 
sílica ................................................................................................................ 25 
Figura 3 : Micrografia da casca de arroz................................................ 27 
Figura 4 : Cinza de casca de arroz, após moagem .............................. 31 
Figura 5 : Ciclo do CCA ......................................................................... 33 
Figura 6 : Esquema de divisão de experimentos ................................... 34 
Figura 7 : Cimento CPV ARI RS. ........................................................... 35 
Figura8: Areia grossa............................................................................. 36 
Figura 9 : Areia média............................................................................ 36 
Figura 10 : Areia fina.............................................................................. 37 
Figura 11 : cinza da casca de arroz ....................................................... 37 
Figura 12 : Água utilizada no ensaio ...................................................... 38 
Figura 13 : Funil, Soquete, espátula ..................................................... 38 
Figura 14 : Prensa Hidráulica com amostrador digital ........................... 39 
Figura 15 : Molde para corpo de prova .................................................. 40 
Figura 16 : Balança de precissão. ......................................................... 41 
Figura 17: Cilindro diâmetro 5cm, altura 10 cm ..................................... 42 
Figura 18 :Corpos de prova prontos ...................................................... 43 
Figura 19 :Traço Padrão. ....................................................................... 44 
Figura 20 : Substituição em 3%. ............................................................ 44 
Figura 21 : Substituição em 5%. ............................................................ 45 
Figura 22 :Substituição em 7%. ............................................................. 45 
Figura 23 : Cura dos corpos de prova.................................................... 46 
Figura 24 : Prensa hidráulica no ensaio de compressão ....................... 47 
Figura 25 : Comparativos dos testes de rompimentos dos corpos de provas
 ......................................................................................................................... 49 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXOS 
 
ANEXO A: NBR 5739: Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova 
cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994. 
 ANEXO B: NBR 5738: Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos 
de prova, Rio de Janeiro, 2003 
ANEXO C: NBR 12655: Concreto de cimento Portland - preparo, controle, 
recebimento e aceitação - Procedimento, Rio de Janeiro, 2015. 
ANEXO D: NBR 7215: Cimento Portland – Determinação da resistência à 
compressão. Rio de Janeiro: ABNT, 1996. 8p. 
ANEXO E:NBR 11578:Cimento Portland Composto, Rio de Janeiro, 1991 
ANEXO F: NBR 5733/91: Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
ANEXO G: NBR 5752/1992-Materiais pozolânicos- Determinaçãode atividade 
pozolânicacomcimentoPortland - Índicedeatividadepozolânicacomcimento. 
ANEXO H: NBR5751/1992-Materiaispozolânicos-Determinação de atividade 
pozolânica -Índicedeatividadepozolânicacomcal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 CAPÍTULO 1 ..................................................................................... ...... 13 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 13 
1.1 CINZAS DE CASCA DE ARROZ, APLICAÇÃO NO CIMENTO ................... 13 
1.2 PROBLEMÁTICA ........................................................................................ 14 
1.3 OBJETIVO GERAL ..................................................................................... 14 
1.4 OBJETIVO ESPECÍFICO ............................................................................ 14 
1.5 JUSTIFICATIVA .......................................................................................... 14 
1.6 JUSTIFICATIVA TECNOLÓGICA ............................................................... 15 
1.7 JUSTIFICATIVA ECONÔMICA ................................................................... 15 
1.8 JUSTIFICATIVA SOCIAL ............................................................................ 15 
1.9 JUSTIFICATIVA ECOLÓGICA .................................................................... 15 
1.10 HIPÓTESE .............................................................................................. 16 
1.11 SÍNTESE DO EXPERIMENTO ................................................................ 16 
2 CAPÍTULO 2 ............................................................................................. 17 
2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................ 17 
2.2 O CIMENTO ................................................................................................ 17 
2.3 CIMENTO PORTLAND ............................................................................... 17 
2.4 PROCESSO PRODUTIVO DO CIMENTO PORTLAND .............................. 19 
2.5 CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (CP V - ARI) ..... 21 
2.6 COMPONENTES PRINCIPAIS ................................................................... 22 
2.7 RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO E ADIÇÃO DAS CINZAS NO CIMENTO 24 
2.8 SÍLICA - SiO2 ............................................................................................. 25 
2.9 CASCA DE ARROZ - CA ................................................................................ 26 
2.10 A CINZA DE CASCA DE ARROZ - CCA....................................................... 27 
2.10.1 Métodos de Obtenção ........................................................................... 28 
2.10.2 Processo de combustão ......................................................................... 28 
2.10.3 Características da CCA .......................................................................... 28 
2.10.4 Tratamentos da cinza de casca de arroz................................................ 29 
2.10.5 CCA como pozolona ........................................................................... 31 
2.10.6 Obtenção da CCA ............................................................................... 32 
3 CAPÍTULO 3 ............................................................................................. 34 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS ..................................................... 34 
3.2 Materiais Utilizados - etapa I ....................................................................... 35 
 
 
 
 
3.3 Equipamentos Utilizados ............................................................................. 38 
3.4 Moldagem dos corpos de prova - etapa II ................................................... 41 
3.5 Rompimento dos corpos de prova - etapa III ............................................... 46 
4 CAPÍTULO 4 ............................................................................................. 48 
4.1 DISCUSSÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS .......................................... 48 
5 CAPÍTULO 5 ............................................................................................. 50 
5.1 CONCLUSÃO ............................................................................................. 50 
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ............................................................. 5213 
 
 
1 CAPÍTULO 1 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
1.1 CINZAS DE CASCA DE ARROZ, APLICAÇÃO NO CIMENTO 
 
Atualmente a casca é considerada um subproduto do processo. Dependendo 
da combustão da casca, podem se formar dois tipos de CCA, com estrutura na 
forma amorfa e cristalina. A cinza na forma amorfa, não apresenta riscos à saúde; 
porém, quando contém sílica cristalina, esta se faz prejudicial à saúde humana 
(Mehta, 1977). Independente dos parâmetros empregados no processo de 
combustão, a composição química da CCA sempre apresenta elevados teores de 
sílica. Devido ao alto teor de sílica (90% a 95%) a CCA tem potencial a varias 
aplicações tanto na construção civil, como pozolana agregada em cimentos, 
argamassas e concreto ou ainda na fabricaçãode tijolos prensados estabilizados de 
solo, como na indústria cerâmica, no processo de obtenção de refratários, 
porcelanas e isolantes térmicos e também na fabricação de vidros.Os inferiores 
valores de sílica (70%-80%) encontrados por alguns autores indicam que as cinzas 
foram mal queimadas e apresentam grande quantidade de carbono residual. É 
fundamental destacar que essa baixa quantidade de sílica não indica que o 
percentual de impurezas das cinzas tenha aumentado. Dependendo do método de 
obtenção da sílica, sua estrutura e morfologia serão afetadas, influenciando na 
reatividade. É significativo adequar esse processo de acordo com a aplicação 
prevista para a CCA.Logo, vêm-se procurando alternativas para o aproveitamento 
adequado da CCA, uma vez que, além de ser uma matéria-prima barata, pode ser 
utilizada na fabricação de diversos produtos, tendo-se assim a produção industrial 
ideal, já que acabaria com a geração de resíduos.Utilizada na Índia como pozolona, 
a cinza de casca de arroz teve seu uso expandido pelo mundo, devido aos trabalhos 
de pesquisadores como P. C. Kapur (Instituto Tecnologico Kampur – Índia), P. k. 
Metha (Universidade de Berkeley – Califórnia), entre outros.No Brasil apesar do 
elevado números de trabalhos visando o aproveitamento da CCA, hoje ainda sua 
maior parte residual é simplesmente descartada. Pela sua coloração escura, e a 
falta de uniformidade apresentada em termos de características mineralógicas 
geram restrições. Sendo que a cor escura não é um problema de ordem técnica, 
14 
 
 
mas estética e de aceitação no mercado. Já a composição mineralógica esta 
associada á atividade pozolânica e a falta de uniformidade do material disponível 
implica na incerteza do grau de reatividade.O objetivo desta pesquisa é verificar a 
viabilidade da utilização dacinza da casca do arroz (CCA) em argamassas de 
assentamento. Realizaremos a caracterização química e mineralógica da CCA e se 
determinaremos o índice de atividade pozolânica. Para as argamassas será 
determinado o índice de consistência e, em seguida, confeccionaremos corpos de 
prova de referência (sem CCA) e também com percentuais de 0%, 3%, 5%, 7%. 
 
1.2 PROBLEMÁTICA 
 
O cimento com adição de cinza de casa de arroz apresenta as mesmas 
características mecânicas comparativamente com o cimento Portland comum? 
 
1.3 OBJETIVO GERAL 
 
A presente pesquisa tem como objetivo geral a análise da viabilidade do uso 
de cinzas de casca de arroz em material cimentício (cimento Portland), tendo como 
estudo de caso a cinza da casca de arroz (CCA), sob uma perspectiva na redução 
de custos, diminuição de impactos ao meio ambiente e também de uma nova 
tecnologia. 
 
1.4 OBJETIVO ESPECÍFICO 
 
Tendo o conhecimento teórico, o presente trabalho irá apresentar uma 
metodologia aplicada ao uso das cinzas de casca de arroz, através das análises da 
realização dos ensaios. 
 
1.5 JUSTIFICATIVA 
 
A busca por cimentos que apresentem melhor performance tem procurado 
inúmeras pesquisas na área, sendo o estudo da sílica de cinza da casca de arroz, 
uma opção que necessita ser melhor estudada, principalmente devido a CCA, ser 
um subproduto do arroz e sem um fim adequado, poluindo o meio ambiente. 
15 
 
 
1.6 JUSTIFICATIVA TECNOLÓGICA 
 
Desta forma, seu uso no cimento diminui o passivo ambiental, além de 
beneficiar para sua valorização ambiental. 
Outro fator considerável, refere-se à necessidade de verificar as 
características do cimento com cinzas da casca de arroz em substituição parcial do 
cimento Portland com diversas proporções de dosagem. 
 
 
1.7 JUSTIFICATIVA ECONÔMICA 
 
 A oportunidade de uso deste resíduo pode vir a contribuir para a redução 
do consumo de cimento, que tem aumentado significativamente ao longo dos anos, 
devido a suas propriedades adequadas. 
A indústria de cimento sendo um dos fatores importantes na construção civil, é 
considerado o material mais usado no mundo. É um dos materiais que mais auxilia 
na produção de poluentes na atmosfera, e para administrar é necessário reduzir o 
consumo de cimento, que registra mais de dois bilhões de toneladas por ano em 
todo o mundo. 
 
1.8 JUSTIFICATIVA SOCIAL 
 
Visando isso, uma das formas mais práticas de minimizar este problema é a 
adição de cinza de casca de arroz na produção do cimento, buscando um aumento 
da resistência e desempenho mecânico do concreto com o mesmo consumo de 
cimento por metro cúbico, garantindo o mesmo desempenho mecânico e estrutural 
com um baixo custo de produção. 
 
1.9 JUSTIFICATIVA ECOLÓGICA 
 
Na construção civil, a busca por materiais alternativos vem se tornando cada 
vez mais constante. A grande preocupação acerca do desenvolvimento destes 
novos materiais exige investigações quanto à durabilidade, qualidade e viabilidade 
da utilização destes novos materiais. Estes são aspectos cruciais para produtos da 
16 
 
 
construção civil, pois deve ser considerada, a complexidade dos mecanismos de 
degradação, a prolongada vida útil destes produtos e o elevado custo das obras de 
construção civil. 
 O reaproveitamento de resíduos se apresenta atualmente como sendo 
primordial para resolução de parte dos problemas ambientais causados por estes, 
tanto em função da atenuação de desperdícios de recursos naturais, quanto na 
redução dos impactos ambientais provocados pela disposição final dos resíduos. 
 
 
1.10 HIPÓTESE 
 
Haverá alteração nas propriedades do cimento? 
 
1.11 SÍNTESE DO EXPERIMENTO 
 
 Este trabalho abordará os seguintes capítulos: 
 
• Capítulo 1 - Introdução 
• Capítulo 2 - Revisão Bibliográfica 
• Capítulo 3 - Materiais e Métodos Utilizados 
• Capítulo 4 - Discussão e Análise dos resultados 
• Capítulo 5 – Conclusão 
17 
 
 
2 CAPÍTULO 2 
 
2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Este capítulo é composto por dados contidos na literatura sobre as 
propriedades do cimento; processo produtivo do cimento Portland; cimento Portland 
(CP V ARI); sílica e sua estrutura; casca de arroz e suas características; a cinza de 
casca de arroz, mostrando métodos de obtenção, tratamentos, características e 
usos, além de sua aplicação como Pozolana. 
 
2.2 O CIMENTO 
 
O cimento é um dos produtos mais utilizados no mundo. Presente em todo 
tipo de construção, da mais simples moradia até a mais complexa obra de infra-
estrutura, do início ao acabamento final. 
É o componente básico do concreto, que é o material mais consumido no 
planeta depois da água. 
A combinação do cimento com materiais de diferentes naturezas como: areia, 
pedra, cal, entre outros origina na formação de argamassas e concretos. 
Os cimentos empregados em estruturas de concreto armado são 
aglomerantes hidráulicos que têm a propriedade de, misturados com água, 
apresentarem pega e endurecerem até mesmo submergidos nesse liquido, sendo, 
praticamente, estáveis em contato com ele. (CÁNOVAS, 1988) 
Os tipos, classes, categorias e características dos cimentos estão definidos na 
Espanha no “Pliego de Prescripciones Técnicas Generalespara laRecepción de 
Cementos” RC-75. (CÁNOVAS, 1988) 
 
2.3 CIMENTO PORTLAND 
 
Por definição cimentos Portland - são produtos obtidos por mistura íntima de 
calcário, argila e outros materiais, calcinação da referida mistura até a sinterização e 
moagem do produto resultante com uma pequena adição de gesso de um grau de 
finura elevado. (CÁNOVAS, 1988) 
18 
 
 
Segundo sua resistência á compressão mínima, em MPa, aos vinte e oito 
dias, determinada em corpos de prova e de acordo com os métodos de ensaio 
normalizados, distinguem-se as seguintes categorias: 
P-350 
P-450 
P-550 
Os cimentos Portland são constituídos por uma série de componentes 
principais ou ativos que vão contribuir favoravelmente nas missões fundamentais 
que têm que desempenhar e em outra série de componentes secundários que é 
necessário limitar por causa do efeito contraproducente que podem exercer sobre as 
argamassas ou concreto produzidos com ele. (CÁNOVAS, 1988) 
Os componentes principais são os seguintes: 
Silicato tricálcio (3CaO, SiO ²) 
Silicato bicálcio (2CaO, SiO ²) 
Aluminato tricálcio (3CaO, Al ²O ³) 
Ferro aluminato tetra-cálcio (4 CaO, Fe ²O ³, Al ²O ³) 
Os componentes secundários principais são: 
Cal livre (CaO) 
Magnésio livre (MgO) 
Sulfato (SO ³) 
Além dos álcalis, juntamente com outras substâncias em quantidades 
pequenas. (CÁNOVAS, 1988) 
O cimento é um material composto de minérios: calcário, sílica, alumina e 
ferro, tem como principais características: aglomerante, aglutinante, ligante que 
endurece com a adição de água. Após endurecido apresenta alta resistência de 
compressão, ficando difícil sua decomposição (Bastos, 2006). 
O cimento é classificado segundo seus compostos, que são adições ao longo 
da composição, alguns desses materiais é o gesso, materiais carbonáticos e 
pozolânicos, escórias de alto-forno (Bastos 2006). 
 Os tipos de cimento encontrado no mercado brasileiro são listados conforme 
Tabela 1. 
 
19 
 
 
Tabela1: Tipos de cimento. 
 
Fonte:http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/tiposcimento.html 
 
2.4 PROCESSO PRODUTIVO DO CIMENTO PORTLAND 
 
O processo produtivo do cimento Portland se divide na produção do clínquer 
Portland e na produção de Pozolana (argila ativada). As etapas do processo de 
produção do clínquer Portland são: 
• O calcário é extraído, britado e secado até uma umidade residual 
máxima de 2% 
• São adicionados ao calcário areia e materiais inertes como, por 
exemplo, carepa de laminação, esses materiais são analisados quimicamente, essa 
mistura proporcional é moída e se obtém a "farinha" 
• A farinha passa por um processo de homogeneização com ar 
comprimido e logo em seguida é estocado em silos 
• A farinha homogeneizada é colocada em um forno rotativo a uma 
temperatura aproximada de 1.450ºC, obtendo no final o clínquer Portland 
A produção da pozolana se divide em colocar a argila in natura no forno 
rotativo a uma temperatura de 750ºC, obtendo no final a argila calcinada (pozolana), 
transcorrido todo esse processo o clínquer a pozolana mais gesso são moídos em 
proporções adequadas de dosagem de material, obtendo no final o cimento portland. 
20 
 
 
No presente estudo empregou-se o cimento Portland tipo CP V, cujas 
características físicas e químicas são bem conhecidas por norma, NBR 5733, são 
elas: 
 – Não contém adições (“cimento mais puro em comparação a outros”). 
 – Alta resistência inicial. 
 
Tabela 2: Caracterização química, fisíca e mecânica do Cimento Portland CP. 
 
Fonte: Cauê Cimentos (2007). 
 
O uso do cimento Portland CP-V- ARI foi de essencial fundamento da 
pesquisa, pois o cimento não apresenta impurezas e outras adições em sua 
composição, com isso conseguimos resultados reais e sem margens de erros 
providos por outros agentes no cimento. 
21 
 
 
2.5 CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (CP V - 
ARI) 
 
A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5733/91, em que 
assim como o CP-I não contém adições (porém pode conter até 5% em massa de 
material carbonático). O que o diferencia deste último é processo de dosagem e 
produção do clínquer. O CP V-ARI é produzido com um clínquer de dosagem 
diferenciada de calcário e argila se comparado aos demais tipos de cimento e com 
moagem mais fina. Esta diferença de produção confere a este tipo de cimento uma 
alta resistência inicial do concreto em suas primeiras idades, podendo atingir 26MPa 
de resistência à compressão em apenas 1 dia de idade. É recomendado o seu uso, 
em obras onde seja necessário a desforma rápida de peças de concreto armado. 
 
Tabela 3: Características do cimento CP V - ARI 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
 
 
2.6 COMPONENTES PRINCIPAIS 
 
Tabela 4: Componentes do cimento 
 
Fonte: Bastos 2006. 
 
Os componentes principais são os componentes hidráulicos que conferem ao 
cimento suas propriedades técnicas características. 
Os silicatos são os principais responsáveis pelas resistências mecânicas do 
cimento. Ambos silicatos, ao longo do prazo, ao se hidratarem adquirem as mesmas 
resistências, mas suas curvas percorrem diferentes caminhos e, assim sendo, as 
resistências iniciais devem ser atribuídas ao silicato tricálcio. (figura 1). 
O modulo de deformação do cimento está relacionado com suas resistências 
mecânicas sendo, portanto, função de sua composição mineralógica da mesma 
forma que suas resistências. (CÁNOVAS, 1988). 
 
 
Figura 1: Evolução da resistência á compressão em funç
principais do cimento Portland. (CÁNOVAS, 1988).
 
Os autores, P. KumarMehta& Richard W. Burrows, obteve conclusões da 
prática das construções de concreto no século 20. “.... É sabido que concretos feitos 
com cimentos portland, 
lentamente porque eles eram moídos com grãos grossos. Os cimentos tinham uma 
superfície específica Blaine ~ 195m2 / kg.
Os cimentos continham uma quantidade relativamente pequena de silicato tri
cálcico, C3S, menos que 30 %. 
Observação: C3S = (3.CaO). SiO2
C2S = (2.CaO). SiO2 
Para obter altas resistências nas primeiras idades do concreto, para poder 
manter os rápidos prazos de construção, foram feitos novos aumentos da finura e do 
teor de C3S do cimento Portland comum.
Em 1970, segundo Price W.H., o teor de C3S do cimento Portland Tipo I da 
ASTM aumentou, nos U.S.A., para 50 % e a finura Blaine subiu para 300m2 /kg. 
Hoje, os cimentos ASTM Tipo I e Tipo II podem ser encontrados com teor de 
C3S maior que 60% e com finura maior que 400 m2 /kg.
Evolução da resistência á compressão em função do tempo dos componentes 
principais do cimento Portland. (CÁNOVAS, 1988). 
Os autores, P. KumarMehta& Richard W. Burrows, obteve conclusões da 
prática das construções de concreto no século 20. “.... É sabido que concretos feitos 
com cimentos portland, anteriores a 1930, desenvolviam a resistência muito 
lentamente porque eles eram moídos com grãos grossos. Os cimentos tinham uma 
superfície específica Blaine ~ 195m2 / kg. 
Os cimentos continham uma quantidade relativamente pequena de silicato tri
C3S, menos que 30 %. 
Observação: C3S = (3.CaO). SiO2 
C2S = (2.CaO). SiO2 
Para obter altas resistências nas primeiras idades do concreto, para poder 
manter os rápidos prazos de construção, foram feitos novos aumentos da finura e do 
Portland comum. 
Em 1970, segundo Price W.H., o teor de C3S do cimento Portland Tipo I da 
ASTM aumentou, nos U.S.A., para 50 % e a finura Blaine subiu para 300m2 /kg. 
Hoje, os cimentos ASTM Tipo I e Tipo II podem ser encontrados com teor de 
0% e com finura maior que 400 m2 /kg. 
23 
 
ão do tempo dos componentes 
Os autores, P. KumarMehta& Richard W. Burrows, obteve conclusões da 
prática das construções de concreto no século 20. “.... É sabido que concretos feitosanteriores a 1930, desenvolviam a resistência muito 
lentamente porque eles eram moídos com grãos grossos. Os cimentos tinham uma 
Os cimentos continham uma quantidade relativamente pequena de silicato tri-
Para obter altas resistências nas primeiras idades do concreto, para poder 
manter os rápidos prazos de construção, foram feitos novos aumentos da finura e do 
Em 1970, segundo Price W.H., o teor de C3S do cimento Portland Tipo I da 
ASTM aumentou, nos U.S.A., para 50 % e a finura Blaine subiu para 300m2 /kg. 
Hoje, os cimentos ASTM Tipo I e Tipo II podem ser encontrados com teor de 
24 
 
 
Várias inspeções de campo, durante o século 20, mostraram que após 1930, 
quando as resistências do cimento e do concreto aumentaram, seguiu-se um 
aumento dos problemas de deterioração. 
Um aumento gradual do teor de C3S e o aumento da finura dos cimentos 
comuns permitiram a esses cimentos desenvolver altas resistências nas primeiras 
idades. 
Comparando com os concretos antigos, os concretos modernos tendem a 
fissurar mais facilmente, devido à sua menor fluência, à maior retração térmica, à 
maior retração por secagem e ao maior módulo de elasticidade. 
Existe uma relação inversa entre uma alta resistência à compressão e a 
resistência à fissuração nas primeiras idades. 
Existe uma forte relação direta entre a fissuração e a deterioração das 
estruturas de concreto quando expostas a severas condições de exposição. 
Tem ocorrido deterioração prematura de estruturas de concreto, mesmo 
quando se segue o estado da arte no método de construção. 
Isto mostra que alguma coisa está errada nas nossas normas, no que se 
refere às exigências feitas para garantir a durabilidade do concreto. ’ 
 
2.7 RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO E ADIÇÃO DAS CINZAS NO 
CIMENTO 
 
A resistência à compressão é normalmente requerida porque é relativamente 
fácil de determinar. A otimização dos constituintes secos das misturas de CCR 
(compresso compactado com rolo) possibilitam atingir altos valores de resistência à 
compressão utilizando baixos teores de cimento. A redução da porosidade do 
esqueleto mineral leva a uma menor exigência de pasta para preencher os vazios. 
Como resultado do alto grau de compactação, uma mistura de CCR requer menos 
material cimentício comparada à quantidade normalmente utilizada para fabricar um 
concreto convencional de igual resistência à compressão. 
Dentre as adições mais estudadas na composição do concreto encontra-se a 
Cinza de Casca de Arroz (CCA). Além de ser uma forma de destinar 
adequadamente este resíduo, e, consequentemente, reduzir os impactos 
ambientais, tem como principal vantagem os ganhos de resistência, mesmo quando 
se diminui a quantidade de cimento na mistura. 
25 
 
 
A resistência à compressão é uma das características mais importantes do 
cimento e é determinada em ensaio normal descrito na NBR 7215. 
Assim, este trabalho visa caracterizar a propriedade de resistência à 
compressão do concreto convencional com adição de cinza de casca de arroz (CCA) 
em substituição parcial ao cimento possibilitando, desta forma, diretrizes sobre o uso 
deste resíduo. 
 
2.8 SÍLICA - SiO2 
 
A sílica, SiO2, é um composto químico formado por oxigênio e silício, que 
pode ser encontrado na natureza puro, hidratado ou na forma de mineral. A sílica 
pura é encontrada em rochas de quartzo, na areia, arenitos e quartzitos.Na forma 
hidratada, é encontrada na opala e como mineral, apresenta-se em associações que 
dão origem a feldspatos e silicatos, dentre outros (DELLA, 2001). 
Folleto et. e al.(2005) descreve que são variadas as possibilidades sílica na 
construção civil, a sílica pura é utilizada para confecção de vidros, cerâmicas, tijolos, 
cosméticos e detergentes industriais. Obtém - se a sílica através do processo de 
aquecimento realizado para repelir o carbono residual contido na queima, 
possibilitando uma quantidade de 95% de sílica pura. 
Apresentando as seguintes características: alta refratariedade, resistência a 
ataques químicos e choque térmico (variações bruscas de temperatura acima de 
600 °C), baixa condutividade térmica, resistência mecânica e, quando cristalina, 
polimorfismo acentuado (FONSECA, 1999). 
A sílica pura pode ser amorfa ou cristalina, estruturalmente. A FIG 2 mostra a 
diferença entre essas estruturas cristalinas e amorfas, comparando um esquema de 
rede cristalina (a) com a de um retículo aleatório de sílica vítrea (b). 
 
 (a) (b) 
 
Figura 2: Representação esquemática das formas cristalina e amorfa da sílica 
26 
 
 
- (a) cristalina; (b) amorfa 
Fonte: KINGERY el al., 1976, p.97. 
 
A sílica amorfa é um material de fácil moagem, pode ser obtida a partir da 
casca de arroz nos processos de queima rápida a baixas temperaturas, inferior a 
700° C. 
A sílica vítrea, é metaestável e, portanto, tem a tendência de mudar-se 
lentamente para a forma cristalina mais estável, de menor energia livre. No entanto, 
a temperatura ambiente, esta mudança ocorre muito lentamente. Se mantida a uma 
temperatura acima de 870°C, recristaliza-se em cristobalita e eventualmente em 
tridimita. (GRIMSHAW, 1971 apud DELLA, 2001). 
 
2.9 CASCA DE ARROZ - CA 
 
A casca de arroz é um invólucro ou capa protetora formada durante o 
progresso do grão, de baixa densidade e volume elevado. É um material fibroso, em 
que é constituído por: celulose (50 %), lignina (30%) e resíduos inorgânicos (20%). 
O resíduo inorgânico contém, em média, 95 a 98%, em peso, de sílica, na forma 
amorfa hidratada, perfazendo 13 a 29% do total da casca (HOUSTON, 1972). 
A casca de arroz representa cerca de 20% do peso do grão e é composta por 
quatro camadas estruturais, fibrosas, esponjosas ou celulares (HOUSTON,1972): 
- Epiderme externa, coberta por uma espessa cutícula de células silificadas; 
- Fibra hipoderme, com parede lignificada; 
- Célula parênquima esponjosa; 
-Epiderme interna. 
 
27 
 
 
 
Figura3: Micrografia da casca de arroz 
Fonte: REAL et al., 1996, p. 2012.Adaptado. 
 
Estimando valores médios, a massa unitária da casca de arroz é de 101 
Kg/m3, a massa específica aparente é de 900 Kg/m3 e a massa específica de 1400 
Kg/m3 (AGOPYAN, 1991). 
A casca de arroz, no entanto, tem baixo custo comercial, pois o SiO2 e as 
fibras não possuem valor alimentício e por isso não é usada na alimentação humana 
ou animal (AMICK, 1982; REAL et al.,1996). 
Houston (1972) e Govindarao (1980), aponta alguns empregos da casca de 
arroz em diversas funções, tais como: 
- Uso na agropecuária; 
- Na construção civil; 
- Na obtenção de sílica com alto grau de pureza; 
- Na geração de energia. 
 
2.10 A CINZA DE CASCA DE ARROZ - CCA 
 
A cinza de casca de arroz são as "sobras" da cadeia produtiva do arroz. A 
existência da sílica na casca de arroz já é conhecida desde 1938 (MARTIN apud 
KRISHNARAO et al., 2001). A cinza de casca de arroz, segundo James e Rao (1986 
-1 e 2), é uma considerável fonte renovável de sílica, pois abrange cerca de 95% de 
sílica, com percentuais menores de álcalis e outros elementos. 
28 
 
 
A cinza de casca de arroz (CCA) é um material leve, volumoso e 
extremamente poroso. Constitui cerca de 20% da casca queimada, tendo a 
capacidade de ser reduzido a pó fino com um consumo de energia relativamente 
baixo. 
2.10.1 Métodos de Obtenção 
 
Pode ser obtida da casca de arroz,dependendo do método empregado para 
liberação, uma sílica altamente reativa, além do processo de simples combustão, a 
sílica pode ser obtida através de tratamentos físico-químicos da casca, seguido de 
queima e através de processos microbiológicos. 
2.10.2Processo de combustão 
 
A CCA é resultado do processo de combustão, que depende de três variáveis: 
tipo de equipamento (a céu aberto, fornalhas tipo grelhaou leito fluidizado); 
temperatura de queima e tempo de exposição durante o processo. 
Segundo os autores, James e Rao (1986 - 2) o tratamento térmico mínimo 
para se conseguir cinzas brancas é queimar a casca de arroz a 400°C, por 12 horas. 
Com combinações de temperaturas mais altas e tempos menores, as cinzas serão 
coloridas, por conterem matriz orgânica decomposta parcialmente ou carbono não 
oxidado. 
Foram pesquisadas as circunstâncias de queima da casca de arroz 
adequadas para a produção de pozolana, e foi verificado que a CCA quando branca 
tem maior aceitação no mercado, além de um grande número de outras utilizações 
como o emprego na produção de materiais na construção civil. 
 
2.10.3Características da CCA 
 
A origem do arroz atua muito nas características da CCA, pois segundo Mehta 
(1994), cinzas obtidas a partir de casca de arroz de diferentes origens, embora 
queimadas com controle de combustão e pelo mesmo método, apresentaram 
29 
 
 
características diferentes: uma com percentual de 100% de sílica amorfa e a outra 
com 90%. 
Em geral, a cinza de casca de arroz, tem como consequência, cores que varia 
do cinza ao preto, devido ao aparecimento de impurezas inorgânicas junto ao 
carbono não queimado, a cor da CCA depende também da queima, temperaturas 
elevadas e de longas duração geram cinzas branco - rosadas, o que indica a 
presença de sílica na forma cristalina (BOATENG e SKEETE, 1990). 
Quanto as características físicas frequentemente determinadas para a CCA 
são: massa específica; área superficial, tamanho das partículas, distribuição 
granulométrica, umidade e perda de fogo. 
Como exemplo, na tabela 5 abaixo são apresentadas medidas de área 
superficial e massa específica, obtidas por Agopyan (1991) para uma CCA 
provenientes de São Paulo, e por Hoppeet al. (2005) para CCA proveniente de usina 
termelétrica, com queima controlada. 
 
Tabela 5: Exemplos de características físicas da CCA. 
 
 
Suas características não são constantes e se diferem de acordo com a forma 
de obtenção do produto, beneficiamento (físico, térmico ou químico) por que passa, 
equipamento utilizado (processo), temperatura e tempo de queima, portanto a 
moagem prévia da casca é fundamental em qualquer processo de queima. 
 
2.10.4 Tratamentos da cinza de casca de arroz 
 
A CCA pode ser tratada termicamente e fisicamente, tendo como finalidade 
obter uma sílica ativa, de clarear a CCA e de promover a atividade pozolânica do 
material. 
30 
 
 
Segundo Della (2001), foi separado amostras de cinzas, queimadas a 
temperaturas e períodos diferentes, cujo tratamento térmico consistia em, quanto 
maior o tempo e a temperatura, mais claras ficariam as cinzas, as amostras sem 
tratamento apresentavam - se amorfas e, após os tratamentos térmicos aplicados, 
conservaram - se amorfas, inclusive aquelas submetidas a 700°C. 
O tratamento físico utilizado tem sido a moagem, autores realizaram moagem 
em moinhos de bolas, via seca obtendo diâmetros médios na faixa de 7 a 8 µm. 
Outros autores, no entanto, empregaram moagem via úmida, obtendo diâmetros 
menores. 
 
Tabela 6:Propriedades físicas de CCA "in natura" e tratada termicamente (TT),quando 
submetidas à moagem por 2,4,6,12,18 e 24 horas. 
 
Fonte: WEBER, 2001, pp.51;52. Adaptado. 
 
A tabela 6 aponta os resultados, onde se observa que com o aumento do 
tempo de moagem, a predisposição é de reduzir o tamanho médio da partícula e 
com ele, o aumento da área superficial e da massa específica. No entanto, após 12 
horas de moagem estas variações são muito pequenas.Quando se contrasta o 
comportamento entre as cinzas, constata -se que a CCA tratada termicamente 
apresentou maior massa específica e menor área superficial, além de ter sofrido 
maior redução do tamanho da partícula com até 6 horas de moagem. 
 
31 
 
 
 
Figura4: Cinza de casca de arroz, após moagem 
Fonte: Ambiente de trabalho 
 
2.10.5 CCA como pozolona 
 
"Pozolana é um material silicoso ou sílico - aluminoso que em si mesmo 
possui pouca ou nenhuma propriedade cimentante, mas numa forma finamente 
dividida e na presença de umidade, reage quimicamente com hidróxido de cálcio a 
temperatura ambientes para formar compostos com propriedades cimentantes" 
(MEHTA e MONTEIRO, 1994). 
Estes autores,ao especificar as adições minerais para concreto,enquadram a 
cinza de casca de arroz em duas categorias de pozolanas: 
 
- Pozolana altamente reativa-quando queimada em processo controlado 
e constituída essencialmente de sílica pura,na formação cristalina e em estrutura 
celular; 
 
- pozolana pouco reativa-quando queimada em campo e estabelecida 
essencialmente de silicatos cristalinos,comum na pequena parte de matéria não 
cristalina,mostrando que este material deve ser moído e reduzido a um pó muito 
fino,para desenvolver uma certa atividade pozolânica. 
Para obtenção de uma boa reatividade da cinza da casca de arroz, um dos 
pontos cruciais apontados por alguns pesquisadores para obtenção de uma boa 
reatividade, seja com a cal ou com o cimento, é o controle da temperatura de 
queima que define o teor de sílica amorfa e, por conseqüência, a atividade 
pozolânica. 
32 
 
 
Em geral, a pozolanicidade é determinada através do chamado Índice de 
Atividade Pozolânica que é verificado experimentalmente através de diferentes tipos 
de ensaios. 
NBR5752/1992-Materiais pozolânicos - Determinação de atividade 
pozolânica com cimento Portland-Índice de atividade pozolânica com cimento. 
 
Esta norma descreve o método de determinação do índice de atividade 
pozolânica ( IAP)com cimento portland, em que a quantidade de água a ser usada é 
determinada por teste de consistência da argamassa, que deve ficar compreendida 
entre(225±5)mm. Segundo Weber(2001)este tipo de ensaio tem limitações, pois os 
resultados podem ser influenciados pela composição do cimento usado e pela 
variação da relação água/aglomerante. Gava(1999)ressalta que neste ensaio, um 
fator importante como a relação água/aglomerante não é controlado. Rego (2004) 
apresenta algumas críticas ao método,tal como o fato da substituição do cimento 
pela CCA ser feito em volume,pois como a CCA tem massa especifica menor do que 
a do cimento ,a massa de CCA que substitui o cimento é menor que a massa de 
cimento retirado. No entanto, o autor considera que este é o método que melhor 
representa a real complexidade das reações que o correm entre a CCA e o cimento 
e que seu resultado é conseqüência das inergia entre a reação pozolânica,o e feito 
filer e dos pontos de nucleação das partículas de CCA na pasta de cimento. 
 
NBR5751/1992-Materiais pozolânicos- Determinação de atividade 
pozolânica -Índice de atividade pozolânica com cal. 
 
Também é um método físico de determinação da pozolanicidade. Segundo 
Weber(2001), a maioria dos pesquisadores não utiliza este ensaio devido a 
variação na qualidade da cal e seu reflexo sobre os resultados obtidos neste 
ensaio. 
 
2.10.6 Obtenção da CCA 
 
A CCA utilizado em todo o trabalho foi comprado da empresa Ekosil, onde o 
mesmo foi trazido em sacas de 50 Kg, transportado via caminhões. Todo o estes 
serviços foram finalizados em 10 dias. 
 
 
A Ekosil está localizada no Rio grande do Sul, Rua: General Marques, 1299, 
cidade de São Borja – RS.
A empresa trata a cinza como uma sílica verde, idealizando um tratamento 
especifico para utilização na construção civil, como uma queima controlada a 800°C,
por um período de 5 horas, aproveitando o calor da queima para geração de energia 
elétrica via caldeira. A composição da Sílica se baseia em: 95% de Dióxido de silício 
com baixa quantidade de carbono e traços de metais.
O clico da casca de arroz esta resu
 
Fonte:
 
Ekosil está localizada no Rio grandedo Sul, Rua: General Marques, 1299, 
RS. 
A empresa trata a cinza como uma sílica verde, idealizando um tratamento 
especifico para utilização na construção civil, como uma queima controlada a 800°C,
por um período de 5 horas, aproveitando o calor da queima para geração de energia 
elétrica via caldeira. A composição da Sílica se baseia em: 95% de Dióxido de silício 
de carbono e traços de metais. 
O clico da casca de arroz esta resumida na figura abaixo: 
 
Figura 5: Ciclo do CCA. 
Fonte:http://www.ekosil.com.br/crbst_2.html - Empresa Ekosil.
 
33 
Ekosil está localizada no Rio grande do Sul, Rua: General Marques, 1299, 
A empresa trata a cinza como uma sílica verde, idealizando um tratamento 
especifico para utilização na construção civil, como uma queima controlada a 800°C, 
por um período de 5 horas, aproveitando o calor da queima para geração de energia 
elétrica via caldeira. A composição da Sílica se baseia em: 95% de Dióxido de silício 
 
 
Empresa Ekosil. 
34 
 
 
3 CAPÍTULO 3 
 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS 
 
O presente trabalho para ser realizado contou com parcerias de empresas 
privadas ligadas ao ramo de concretagem assim como normas da ABNT e também 
com outras literaturas antigas e recentes sobre o tema, cimento com CCA. Os 
ensaios foram realizados no Laboratório da Neomix Concreto, concreteira que nos 
forneceu todo apoio e também materiais. 
O procedimento foi dividido em 3 etapas .Na Primeira etapa consistiu em 
coletar os materiais como, areia, cimento, CCA, água. A partir dai os mesmos foram 
verificados quanto a norma NBR 7215/96(método de determinação da resistência à 
compressão de cimento portland). 
Na segunda etapa foram feitas as moldagens dos corpos de prova, por um 
traço padrão denominado referência, 0% de CCA, conforme norma NBR7215, e os 
outros com substituição parcial de 3% 5% e 7% de CCA em substituição ao cimento, 
conforme os procedimentos da NBR-7215. 
Na terceira etapa realizará o rompimento dos corpos de prova de cimento, 
para verificação da resistência à compressão conforme norma NBR-7215. As idades 
dos rompimentos foram de 3, 7 e 28 dias. Etapa essa que mostrará qual 
porcentagem de CCA obteve maior ganho de resistência à compressão e verificar o 
comportamento dos demais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura6: Esquema de divisão de experimentos 
Experimentos 
 ETAPA I 
coleta de materiais 
ETAPA II 
molde corpo de prova 
ETAPA III 
rompimentocorpo de prova 
35 
 
 
3.2 Materiais Utilizados - etapa I 
 
Cimento CP V - ARI 
Cimento disponível com menor teor de adições, usado como cimento - base 
para a produção dos cimentos com substituição parcial da CCA. 
 
 
 
 
 
Figura7:Cimento CPV ARI RS. 
Fonte:Neomix Concreto 
 
 
36 
 
 
Areia grossa 
Usada para confecção dos corpos de prova da argamassa. 
 
Figura8: Areia grossa. 
Fonte:Neomix Concreto 
 
Areia média 
Usada para confecção dos corpos de prova da argamassa, extraída de rio. 
 
Figura9: Areia média. 
Fonte:Neomix Concreto 
 
 
37 
 
 
Areia fina 
Usada para confecção dos corpos de prova da argamassa. 
 
Figura10: Areia fina. 
Fonte:Neomix Concreto 
 
 
CCA – Cinza de casa de arroz 
Utilizada com material pozolânico, na confecção da argamassa. 
 
Figura11: cinza da casca de arroz 
Fonte: Ambientede trabalho 
 
 
 
 
 
38 
 
 
Água 
No experimento foi utilizado água potável. 
 
Figura12: Água utilizada no ensaio 
Fonte: Neomix Concreto 
 
 
3.3 Equipamentos Utilizados 
 
Os Traços foram elaborados conforme norma NBR-7215, utilizando os 
equipamentos descritos a seguir: 
 
 
 
Figura13: Funil, Soquete, espátula. 
Fonte:Neomix Concreto 
 
 
39 
 
 
 
Figura14:Prensa Hidráulica com amostrador digital 
Fonte:Neomix Concreto 
 
Especificação técnica da prensa hidráulica. 
 
• Curso máximo do pistão 30mm 
• Capacidade 100 toneladas 
• Indicador digital eletrônico 
• Pistão especial 
• Peso: 415 Kg 
• Alimentação 220V – 50hz 
• Óleo lubrificante 46. 
• Fabricante ARCA. 
 
 
40 
 
 
 
 
Figura15:Molde para corpo de prova 
Fonte:www.solocap.com.br 
 
 
Forma cilíndrica em aço com tratamento de zinco, utilizada como molde para 
corpos de prova em concreto, no diâmetro Ø 5x10cm. 
 
Especificações técnicas do molde do corpo de prova. 
 
• Borboleta (PAR) 
• Base 25X25 para forma 5x10cm 
• Funil para uso na forma Ø 5x10 cm 
• Concha redonda 
• Concha redonda 
• Funil para uso na forma Ø 5x10cm 
 
41 
 
 
 
 
FFFFFFFonte:Neomix Concreto 
 
Especificações técnicas da balança 
 
• Capacidade 0 até 15 kg 
• Tensão de Saída 12 Vca 
• Corrente de Saída 200 mA 
• Frequência 50 – 60 Hz 
• Consumo Potência 0,5 W a 2,0 W 
 
3.4 Moldagem dos corpos de prova - etapa II 
 
A moldagem dos corpos de prova ocorreu de acordo com a NBR - 7215/96, 
método de determinação da resistência à compressão de Cimento Portland . 
Primeiramente, foi feita a pesagem dos materiais devidamente secos, 
atendendo a quantidade exigida para cada traço. 
O método compreende a determinação da resistência à compressão de 
corpos-de-prova cilíndricos de 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura. Os corpos-
Figura16: balança de precisão. 
Fonte:Neomix Concreto 
42 
 
 
de-prova foram feitos com argamassa composta de uma parte de cimento, três de 
areia, CCA e com relação água/cimento de 0,48, de acordo com a figura 15. 
 
Figura17: Cilindro diâmetro 5cm, altura 10 cm 
 
A argamassa foi preparada por meio de um misturador mecânico e 
compactada manualmente em um molde, a moldagem dos corpos-de-prova foram 
feitas imediatamente após o amassamento e com a maior rapidez possível. Para 
tanto, foi preciso que o recipiente que continha a argamassa estivesse junto aos 
moldes durante o adensamento. A colocação da argamassa na forma foi feita com o 
auxílio da espátula, em quatro camadas de alturas aproximadamente iguais, 
recebendo cada camada 30 golpes uniformes com o soquete normal, 
homogeneamente distribuídos. Esta operação foi terminada com a rachadura do 
topo dos corpos-de-prova, por meio da régua em que faz deslizar sobre as bordas 
da forma em direção normal à régua, dando-lhe também um ligeiro movimento de 
vaivém na sua direção. As quantidades de materiais a misturar de cada vez são as 
indicadas na tabela 7: 
43 
 
 
Material Massa para mistura (g) 
Cimento Portland 624 ± 0,4 
Água 300 ± 0,2 
Areia normal 
- fração grossa 468 ± 0,3 
- fração média 
grossa 468 ± 0,3 
- fração média fina 468 ± 0,3 
- fração fina 468 ± 0,3 
 
Tabela 7: Quantidade de materiais 
 
Os corpos de provas ficaram separados e etiquetados segundo figuras 
posteriores. 
 
 
 
Figura 18:Corpo de provas prontos. 
Fonte: Ambiente de trabalho 
 
 
44 
 
 
 
Figura 19:Traço padrão. 
Fonte: Ambiente de trabalho 
 
 
 
Figura20:substituição em 3% 
Fonte: Ambiente de trabalho 
45 
 
 
 
Figura21:substituição em 5% 
Fonte: Ambiente de trabalho 
 
 
 
Figura22:substituição em 7% 
Fonte: Ambiente de trabalho 
 
 
 
 
 
46 
 
 
Os moldes que continham os corpos-de-prova foram conservados em 
atmosfera úmida para cura inicial, em seguida os corpos-de-prova foram 
desmoldados e submetidos à cura em água saturada de cal até a data de ruptura, ou 
seja ,24h. Na data prevista, os corpos-de-prova foram retirados do meio de 
conservação, capeados com mistura de enxofre, de acordo com procedimento 
normalizado, e rompidos para determinação da resistência à compressão. 
 
 
Figura23:Cura dos corpos de prova.Fonte: Ambiente de trabalho 
 
Os corpos-de-prova foram submetidos a um período de cura inicial ao ar e a 
um período final em água, ainda nos moldes, foram colocados em câmara úmida, 
onde permaneceram durante 24 h, com a face superior protegida por uma placa de 
vidro plano. Terminado o período inicial de cura de 24 h, os mesmos foram imersos, 
separados entre si no tanque de água (não corrente) saturada de cal da câmara 
úmida, onde permaneceram até o momento do ensaio. 
 
3.5 Rompimento dos corpos de prova - etapa III 
 
Os corpos-de-prova, foram rompidos à compressão na idade especificada, ou 
seja, 1,3,7 e 28 dias obedecendo as tolerâncias de tempo de ruptura, indicadas na 
tabela 8. 
O corpo de prova foi colocado diretamente sobre o prato inferior da prensa, de 
maneira que fique rigorosamente centrado em relação ao eixo de carregamento. A 
47 
 
 
velocidade de carregamento da máquina de ensaio, ao transmitir a carga de 
compressão ao corpo-de-prova, foi equivalente a (0,25 ± 0,05) MPa/s. 
Na tabela 8 abaixo, está indicado a tolerância de tempo para a ruptura dos 
corpos de prova com idades de 24h, 3,7,28 e 91 dias. 
 
Idade de ruptura Tolerância 
24 h ± 30 min 
3 dias ± 1 h 
7 dias ± 2 h 
28 dias ± 4 h 
91 dias ± 1 dia 
 
Tabela 8: Tolerância de tempo para a ruptura 
 
 
 
 
Figura 24: Prensa hidráulica no ensaio de compressão 
Fonte: Neomix Concreto 
 
 
48 
 
 
4 CAPÍTULO 4 
 
4.1 DISCUSSÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
Conforme o programa experimental deste trabalho, os rompimentos dos 
corpos de prova foram avaliados em suas resistências mecânica à compressão, os 
resultados obtidos ficaram listadoconforme tabela 9. Os dados obtidos nos ensaios e 
a avaliação de cada uma das propriedades se estabeleceram em comparações da 
resistência obtida deles uns entre os outros, por exemplo, o corpo de prova que 
obteve maior resistência, ficará com a melhor avaliação, já que o objetivo era ganhar 
ou de não perder resistência com a adição de CCA. 
 
TRAÇO: FCK 30,0 MPA / SLUMP 10+2 
 
DAT
A 
MOLDAGE
M 
CIM
ENTO CA % CK 
COMPRESSÃO AXIAL 
0
1 Dia 
0
3 Dia 7 Dia 28 Dia 
pa pa pa % pa % 
07/0
5/2016 
CPV 
ARI RS ,0% 0,0 7,2 6,2 
 
33,1 7,0 
 
29,8 
CPV 
ARI RS ,0% 0,0 6,5 2,5 
 
22,7 6,2 
 
42,2 
CPV 
ARI RS ,0% 0,0 5,6 3,4 
 
30,5 5,2 
 
35,3 
CPV 
ARI RS ,0% 0,0 6,1 4,8 
 
33,3 6,0 
 
32,2 
Tabela 9:Resultados dos rompimentos dos corpos de prova. 
 
A tabela 9 mostra que asargamassas produzidas com as cinzas de casca de 
arroz (CCA), obteve perdas pequenas na resistência a compressão. Tornando 
possivel até uma dosagem maior de CCA para a argamassa, também ficou evidente 
que as amostras apresentaram caracteristicas iguais em comparação a amostra sem 
adição de CCA. 
A partir de um acrescimo do numero de dias em cura, a argamassa passava a 
ganhar resistência, mesmo aquelas com alto teor de CCA, no caso 7% de CCA, que 
49 
 
 
obteve um aumento em comparação a de 5%, essa analise evidencia uma confiança 
maior nos testes, por não ter um desvio padrão elevado, fiando abaixo de 1%. 
As análises comparativas ficaram mostradas na Figura 25, onde pode-se com 
os ensaios montar um gráfico e comparar mais precisamente os resultados obtidos 
no rompimento dos corpos de provas. 
 
 
 
Figura 25 :Comparativos dos testes de rompimentos dos corpos de provas. 
Fonte:Neomix Concreto. 
50 
 
 
5 CAPÍTULO 5 
 
5.1 CONCLUSÃO 
 
A análise de resistência à compressão dos corpos de provas de argamassa 
onde parte do cimento foi substituída por CCA, permite-nos dizer que a adição de 
CCA na argamassa mostrou-se resultados positivos, os testes deixou claro que uma 
adição de 7%, que foi a máxima avaliada no trabalho, não interferiu nas 
características dos corpos de provas. Podemos até dizer que uma acréscimo de 
10% de CCA em argamassas será possível. Literaturas com adições acimar de 10% 
são encontrada em Bastus (2014). 
 
TIPO QTD 
(KG) 
PREÇO 
Cimento 1 kg R$ 0,35 
CCA 1Kg RS 0,18 
 
 
Tabela 10: Comparação econômica entre cimento e CCA 
 
 
Os custos de uma argamassa convencional está em torno de 3,5% a mais que 
uma argamassa de adições de CCA, as proporções de custo se tornam ainda 
maiores quando avaliamos ao longo dos anos na produção de argamassas, um 
exemplo seria o de uma concreteira convencional gastando 3.000.000,00 Kg de 
cimento na produção de argamassa com um custo total de R$ 1.050.000,00, em 
comparação com a mesma quantidade os custos com adições de CCS em 7% seria 
de R$ 1.014.300,00, Redução de R$ 35.700,00 com cimento. Os custos poderia fica 
ainda menor quanto usa-se adições de CCA em 10%, para o mesmo exemplo 
teríamos uma redução de custo de R$ 51.000,00 com cimento, 5% a menos que 
argamassas convencional, sem substituição de CCA.Com acréscimo de 3% de 
51 
 
 
CCAreduzimos os custos em 1,5% para cada quilo de argamassa produzida. Um 
ganho considerado. 
Ficou claro que um acréscimo de 1% de CCA, reduziria os custos em0,5% 
sobre a argamassa convencional. 
Podemos constatar que as adições de CCA em substituição ao cimento para 
um mesmo molde, promoveu custosmenores em comparação à argamassa 
convencional. 
A CCA como matéria após a queima é despejado em meios rurais, com sua 
utilização na construção civil ele deixará de acarretar despesas de transportee 
poluição ao solo, foi utilizado na confecção de argamassa onde os resultados 
comprovam o beneficiamento das argamassas. 
As jazidas de calcário e os gastos na confecção de cimento, reduzirá com a 
utilização de CCA. Pois 3,5% ou 5% de substituição cimento. 
Em função das característicasfísicas os corpos de provas não sofreram 
alterações de tamanho nem de volume, houve escurecimento da argamassa, ficando 
cinza escurecido, e pode se constatar menor numero de poros dos corpos de 
provas. 
Por fim em função de todos os resultados e das discussões desse trabalho 
podemos propor que as adições de CCA em substituição ao cimento em uma 
argamassa mostrou-se viável em diretrizes econômicas, pois reduziu os custos na 
produção da argamassa convencional, ambientais reduziu os descartes de CCA ao 
meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
 
 
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 
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Prof. Eduardo C. S. Thomaz, Cimentos e Concretos 1900 – 2008. Prof. 
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