Cimento Prof. Jônatas Elim

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18/07/2014 
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Cimento Portland 
Prof. Jônatas Elim 
UNIVERSIDADE DO VALE DO IPOJUCA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM 
ENGENHARIA CIVIL 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Definição 
 
 O cimento portland é um material 
pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos 
de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses 
silicatos e aluminatos complexos, ao serem 
misturados com água, hidratam-se e produzem o 
endurecimento da massa, que pode então oferecer 
elevada resistência mecânica. 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Obtenção 
 
 O cimento é obtido a partir das operações de 
moagem e mistura de calcário e argila em 
proporções adequadas; essa mistura é colocada 
em um forno onde é aquecida até uma temperatura 
de cerca de 1450 ºC, produzindo, após o 
resfriamento rápido, um material denominado 
clínquer. O clínquer é moído juntamente com a 
gipsita, resultando no cimento Portland, como se 
encontra no mercado, na forma de um pó muito 
fino, cinzento levemente esverdeado. 
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Cimento Portland 
Fabricação 
 
 
Fabricado com 75-80% de calcário e 20-25% de argila 
A matéria prima é extraída das 
minas, britada e misturada nas 
proporções corretas 
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Cimento Portland 
Fabricação 
 
 
 Esta mistura é colocada em um moinho de matéria prima e 
posteriormente cozidas em um forno rotativo a temperatura de 1450 ºC. 
 Esta mistura cozida 
sofre uma série de reações 
químicas complexas deixando o 
forno com a denominação de 
clinquer. 
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Cimento Portland 
Fabricação 
 
 Finalmente o clínquer é reduzido a pó 
em um moinho (moinho de cimento) 
juntamente com 3-4% de gesso. O gesso tem 
a função de retardar o endurecimento do 
clínquer pois este processo seria muito rápido 
se água fosse adicionada ao clínquer puro. 
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Cimento Portland 
Fabricação 
 
 
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Cimento Portland 
Processos de Fabricação 
 
 Dois métodos ainda são utilizados para a 
fabricação de cimento: processo seco e o 
processo úmido, este último muito pouco 
utilizado. 
 
 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Processos de Fabricação – Processo Úmido 
 
 
 A mistura é moída com a 
adição de aproximadamente 
40% de água e entra no forno 
rotativo sob a forma de uma 
pasta de lama. 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Processos de Fabricação – Processo Úmido 
 
 
 A mistura é moída com a 
adição de aproximadamente 
40% de água e entra no forno 
rotativo sob a forma de uma 
pasta de lama. 
 Foi o originalmente 
utilizado para o inicio de 
fabricação industrial de 
cimento e é caracterizado 
pela simplicidade da 
instalação e da operação dos 
moinhos e fornos. 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Processos de Fabricação – Processo Seco 
 A mistura é moída 
totalmente seca e 
alimenta o forno em 
forma de pó. 
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6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Processos de Fabricação – Processo Seco 
 A mistura é moída 
totalmente seca e 
alimenta o forno em 
forma de pó. 
 O processo seco tem a vantagem 
determinante de economizar combustível já que 
não tem água para evaporar no forno. 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Componentes Principais 
 
 Os componentes principais, cuja 
determinação é feita a partir de uma análise 
química, são: 
• cal (CaO) = C, 
• sílica (SiO2) = S, 
• alumina (Al2O3) = A, 
• óxido de ferro (Fe2O3) = F, 
• magnésia (MgO), 
• álcalis (Na2O e K2O) e 
• anidrido sulfúrico (SO3) = S 
• A água (H2O) é representada por H 
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Cimento Portland 
Compostos Principais 
 
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland 
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Nome do composto Composição em óxidos Abreviações 
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Compostos Principais 
 
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland 
S
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações 
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
C3S - É o principal composto do 
cimento, tem alta resistência inicial e 
libera grande quantidade de calor de 
hidratação; 
 
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Cimento Portland 
Compostos Principais 
 
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland 
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Nome do composto Composição em óxidos Abreviações 
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
C2S - Tem pega lenta até os 28 dias, 
aumentando consideravelmente após 
este período. Tem baixo calor de 
hidratação; 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Compostos Principais 
 
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland 
S
Nome do composto Composição em óxidos Abreviações 
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
C3A - Tem pega instantânea com 
altíssimo calor de hidratação. Tem 
baixa resistência e não resiste a 
águas sulfatadas. Age como 
fundente na mistura; 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Compostos Principais 
 
TABELA 1- Compostos principais do cimento Portland 
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Nome do composto Composição em óxidos Abreviações 
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 
Ferroaluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 
C4AF - Tem pega rápida mais não 
instantânea. Tem baixa resistência 
e o óxido de ferro age como 
fundente e fixa a alumina que 
melhora a resistência ao ataque 
das águas sulfatadas. 
Microscopia do clínquer 
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6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Hidratação 
 
 Os compostos presentes no cimento Portland 
são anidros, mas, quando postos em contato com 
água reagem com ela formando produtos 
hidratados. A hidratação do cimento consiste na 
transformação de compostos anidros mais solúveis 
em compostos hidratados menos solúveis. 
 Mecanismo de hidratação: dissolução, 
precipitação e difusão. 
S
S
 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Reações de Hidratação 
 
Silicato tricálcico (C3S): 
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH + 502 J(120cal) 
 1g 0,234g 0,752g 0,481g 
 
S
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6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Reações de Hidratação 
 
Silicato tricálcico (C3S): 
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH + 502 J(120cal) 
 1g 0,234g 0,752g 0,481g 
 
Silicato dicálcico (C2S): 
2C2S + 4H C3S2H3 + CH + 260 J (62 cal) 
 1g 0,206g 0,995g 0,211g 
S
Reação pozolânica 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Reações de Hidratação 
 
Aluminato tricálcico (C3A): 
C3A + 6H C3AH6 + 867 J( 207 cal) 
 1g 0,4g 1,4g 
 
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6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Reações de Hidratação 
 
Aluminato tricálcico (C3A): 
C3A + 6H C3AH6 + 867 J( 207 cal) 
 1g 0,4g1,4g 
 
Ferroaluminato tetracálcico (C4AF): 
C4AF + 19H C4AFH19 + 419 J (100 cal). 
 1g 0.70g 1,7g 
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Reações de Hidratação 
 
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Hidratação 
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Esquema da microestrutura da pasta 
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Tipos de Cimento Portland e Aplicações 
 
CP I e CP I S - Cimento Portland Comum 
 Não tem nenhuma particularidade especial. 
Pode ter de 1 a 5% de escória, pozolana ou 
filler. 
CP II - E, Z ou F - Cimento Portland Composto - 
(E-escória; Z-pozolana e F-filler) 
 Aplicações correntes. 
 Com escória - E (6-34%); Z (0%) e F (0-10%) 
 Com pozolana - E (0%); Z (6-14%) e F (0-10%) 
 Com filler - E (0%); Z (0%) e F (0-10%) 
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Cimento Portland 
Tipos de Cimento Portland e Aplicações 
 
CP III - Cimento Portland de Alto Forno 
 Empregado em meios sulfatados (mar e 
indústrias) devido ao pouco hidróxido de cálcio. 
Também em concreto massa devido a menor 
retração. 
 
 Tem - E (35 -70% ); P (0%) e F (0-5%) 
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Cimento Portland 
Tipos de Cimento Portland e Aplicações 
 
CP IV - Cimento Portland Pozolânico 
 Concretos sujeitos a lixiviação de águas 
agressivas porque é mais impermeável. 
Concreto massa. Inicialmente menos resistente. 
Após 90 dias mais resistente. Poucas reações à 
baixa temperatura. 
 
 Tem - E (0%); P (5-50%) e F (0-5 %) 
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6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Tipos de Cimento Portland e Aplicações 
 
CP V-ARI - Cimento Portland de Alta Resistência 
Inicial e CP V-ARI-RS - Cimento Portland de Alta 
Resistência Inicial Resistente a Sulfatos 
 Resistência mecânica elevada no início: 
1 dia igual a 3 dias; 
3 dias igual a 7 dias; 
7 dias igual 28 dias. 
 Utilização em pré moldados e elevado calor 
de hidratação. 
 Tem - E (0%); P (0%) e F (0-5 %) 
S
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Classe de Resistência 
 
 A classe de resistência diz respeito à 
resistência à compressão em uma argamassa de 
cimento e areia bem graduada, logo as 
designações 25, 32 e 40 usadas para os cimentos 
são as resistências , respectivamente, 25 MPa, 32 
MPa, e 40 MPa determinadas segundo as 
recomendações do ensaio da ABNT. 
S
6.Aglomerantes Hidráulicos - 
Cimento Portland 
Outros Tipos de Cimentos 
 
Cimento aluminoso, 
Cimento pozolânico, 
Cimentos brancos ou coloridos, 
Cimento natural (romano), 
Cimento de escória. 
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Cimento Portland 
Adições 
Outros tipos de cimento 
Armazenamento 
 
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7.Considerações Finais 
Ao final desta unidade o aluno deve ser capaz de: 
• definir aglomerantes; 
• compreender a diferença entre aglomerantes 
aéreos e hidráulicos; 
• conhecer as reações químicas envolvidas na 
produção e no endurecimento dos aglomerantes 
aéreos e hidráulicos, bem como seus processos de 
produção; 
• conhecer os aglomerantes disponíveis no 
mercado e saber aplicá-los convenientemente de 
acordo com os usos a que se destinam. 
S
7.Considerações Finais 
Aglomerante Massa específica Massa unitária 
 (g/cm3) (g/cm3) 
 
Cimento 3,15 1,42 
 
Cal 2,25 a 2,30 0,48 a 0,64 
 
Gesso 2,55 a 2,60 0,65 a 0,80 
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