Cimento portland

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Cimento portland
algumas rochas naturais, depois de uma simples calcinação, davam um produto que endurecia pela adição da água
foi devido assemelhar-se a uma pedra existente na ilha de Portland( inglaterra)
Gregos e romanos usavam tufo vulcânico e cal em forma de cimento.
O cimento existe desde a construção das pirâmides (egípcias).
História e emprego
resultante da calcinação de argila e de calcário, ou de materiais semelhantes
 conhecido como cimento portland
Mistura de silicatos
Clinquer
Mistura da matéria prima pulverizada
Matéria prima que não foi calcinada
farinha
É o produto que se obtém pela pulverização do clinquer – moinho de bolas
 constituído essencialmente por silicatos de cálcio e de sulfato de cálcio (gesso) bruto e de outros 
Clinquer + farinha
Definição de cimento
N°
fórmula
Nome
Símbolo
1
2CaOSiO2
Silicatodicalcico
C2S
2
3CaOSiO2
Silicatotricálcico
C3S
3
3CaOAl2O3
Alumnitatotricálcico
C3A
4
4CaOAl2O3Fe2O3
Alumintatoferritotetracalcico
C4AF
5
MgO
Oxido de magnésio
MgO
Compostos do Clinquer
Calcário, marga (produto intermediário entre calcário e argila), argila
escória de alto forno, gesso, areia e arenito, materiais ferrosos,
Matérias-primas para fabricação do cimento
Cimento portland comum - Constitui o produto usual para as construções de concreto. Desse cimento há outros tipos:
- Cimento branco - menor teor em Fe2O3;
- Cimento de poço de petróleo;
- Cimento de pega rápida.
Cimento portland com baixo calor de endurecimento e
resistente ao sulfato
O calor desprendido não deve exceder a 70 e 80 cal/g, depois de 7 e 28 dias respectivamente.
 Cimentos de alta resistência inicial São produzidos com matérias-primas em que a razão cal/sílica é mais alta que nos cimentos tipo comum.
Cimento portland de baixo calor de hidratação - Apresenta teores de C3S e C3A em menores percentagens.
Cimento portland resistente aos sulfatos - O teor de C3A é menor que nos cimentos comuns.
Tipos de Cimento
Temperatura( °C)
Reações
TrocaTérmica
100
Evaporação da água livre
endotérmica
Acima de 500
Perda da água combinada na argila
endotérmica
Acima de 900
Cristalização dos produtosamorfos resultante da cristalização da argila
exotérmica
Acimade 900
Perda do CO2 do Calcário
endotérmica
900– 1200
Reação principal entre cal e argila
exotérmica
1250- 1280
Inicio de formação de liquido
endotérmica
Acima de 1280
Prossegue a formação de liquidoe completa-se a formação do cimento
No totalprovavelmenteendotérmica
Reações Químicas
Silicato Tricálcico: é o componente ativo do clinquer. Desenvolve grande resistência inicial. Dissocia-se a 1.900 C, dando silicato bicálcico e CaO livre.
Componentes Mineralógicos do Clinquer
Silicato Bicálcico: existem em média quatro formas desse silicato, estáveis nos seguintes intervalos de temperatura:
(alfa) - 1.470 a 2.130 C;
‘(alfa’) - 675 a 1.470 C;
(beta) - < 675 C(mais frequente);
(gama) - < 820 C.
Componentes Mineralógicos do Clinquer
Aluminato Tricálcico: é o componente que possui a ação mais rápida de
hidratação, haja vista seu alto calor de hidratação, maior que qualquer dos
componentes mineralógicos do clinquer.
Características:
 - resistência nos primeiros dias;
- resistência a certas águas agressivas (mar).
Componentes Mineralógicos do Clinquer
Alumínio-ferro-Tetracálcico: não participa praticamente na resistência. Pouco aparece nos cimentos brancos. Constitui a fase intersticial do cimento.
Componentes Mineralógicos do Clinquer
CaO: provém do CaCO3 que se liberta por calcinação. É usado como aglomerante devido sua pasta absorver o CO2 do ar adquirindo a consistência do carbonato.
SiO2: ocorre nas argilas. É insolúvel em água e nos ácidos.
Al2O3: está relacionado com a argila que o contém em grande percentagem.
Fe2O3: é um dos componentes inseparáveis dos cimentos hidráulicos, exceto nos cimentos brancos.
Componentes Fundamentais
Perda ao Fogo: refere-se aos componentes que são liberados a temperatura de aprox 1.000 C. São eles: CO2 e umidade.
Componentes Secundários
MgO: é o companheiro assíduo dos carbonatos, onde ocorre sob a forma de MgCO3. No forno é descarbonatado, produzindo MgO e CO2.
Componentes secundários
Álcalis(K2O e Na2O): acompanham as matérias-primas. Representam um papel reduzido como fundentes. Um excesso de álcalis, aumenta a fase líquida que acarreta no perigo de formação de anéis de álcalis, materiais que se cristalizam no interior dos fornos. Teores altos de álcalis, prejudicam a regulação do tempo de pega.
Componentes secundários
Resíduo Insolúvel: representa a sílica remanescente que não reagiu durante a clinquerização. Um resíduo insolúvel alto significa que a cocção foi imperfeita, ou seja a sílica ficou sem reagir.
Componentes Secundários
é o nome tecnológico do fenômeno durante o qual a pastado cimento adquire gradualmente resistência.
Os diversos compostos contribuem para o calor de endurecimento, depois de 28 dias, da seguinte forma C3A> C3S> C4AF> C2S
Consegue-se retirar este efeito adicionando ao cimento mais Fe2O3 que retira o Al2O3 formando C4AF, diminuindo assim o teor de C3A.
O cimento com baixo desprendimento de calor, durante a pega, é recomendado para barragens porque evita rachaduras na estrutura provocadas por tensões térmicas criadas durante a pega e o arrefecimento.
Para evitar a pega rápida, provocada pelo C3A, adiciona-se gesso comoretardador que leva a formação de C3A3CaSO4.31H2O.
Pega e Endurecimento do Cimento
19
C3A - Provoca a pega, mas precisa ser retardado pelo gesso;
C3S - Responsável pela resistência inicial(em 7 a 28 dias);
C2S e C3S - Responsáveis pela resistência final(em um ano);
Fe2O3, Al2O3, Mg e Alcalis - abaixam a temperatura de formação do Clinquer.
Funções dos Compostos do Cimento
Perda ao fogo - exprime os componentes, acidentalmente presentes no cimento, e que são eliminados por aquecimento a 1.000 Normalmente é constituída de água higroscópica, água de cristalização, água de hidratação e de CO2.
 Resíduo Insolúvel - constituído principalmente de silicatos solúveis em HCl, encontrados em pequeno teor nos cimentos portland.
 Cal Total - corresponde a todo o CaO sob a forma de silicatos,
aluminatos, ferroaluminatos, sulfatos, óxidos e hidróxidos livres, e originalmente CaCO3.
 Alumina e Ferro - acompanham a matéria-prima e entram na fabricação dos cimentos como fundentes, combinados sob a forma de silicatos.
Análises Químicas para Controle do Cimento
 Compressão: limites minímos
 3 dias - 80 Kg/cm2
 7 dias - 150 Kg/cm2
 28 dias - 250 Kg/cm2
Finura: - Limite de resíduo de 15% para peneira de abertura de 0,075 mm;
- Permeabilidade Blaine : superfície específica - 2.600 a 3.000 cm2/g;
 Expansão - Agulha de Le Chatelier – 10mm(limite);
Pega 
Testes Físicos(que se realizam numa fábrica de cimento)
 Perda ao fogo 4,0 %
 Resíduo insolúvel 0,85%
 SO3 2,5 %
 MgO 6,0 %
Limites Exigidos pela A.B.N.T.
- INDÚSTRIA DE PROCESSOS QUÍMICOS - R. Norris Shreve.
- CONCRETO DE CIMENTO DE PORTLAND - Eládio G.R. Petrucci.
bibliografia