Aglomerantes: Conceito e Fabricação

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Notas de Aula 
ST304 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CESET / UNICAMP 
 
AGLOMERANTES 
 
Rogério Durante 
Limeira/2001 
 
 
 
 31
3 - A G L O M E R A N T E S 
 
Aglomerantes são materiais, geralmente pulverulentos, que misturados à água, formam uma pasta 
capaz de endurecer por secagem ou em decorrência de reações químicas. Os aglomerantes são 
capazes de ligar os agregados, formando um corpo sólido e coeso. 
 
A g l o m e r a n t e s A é r e o s 
São aqueles cujos produtos de hidratação não resistem à ação da água, como é o caso da cal aérea 
e do gesso. 
 
A g l o m e r a n t e s H i d r á u l i c o s 
São aqueles cujas reações químicas com a água de amassamento, provocam o endurecimento. 
Estes aglomerantes formam um produto resistente à água. Entre eles estão o cimento portland, de 
uso bastante difundido, e a cal hidráulica. 
 
 
Registros históricos indicam que a argila tenha sido o primeiro aglomerante mineral utilizado pelo 
homem na construção de suas edificações. Apesar de ser quimicamente inativa, a argila endurece 
em conseqüência da evaporação da água de amassamento, chegando a atingir alguma resistência 
mecânica. Contudo, depois de endurecida, em contato com umidade, a argila torna-se instável. 
A propriedade aglomerante da argila é devida a presença de silicatos e aluminatos. Tanto as argilas, 
como as rochas, são constituídas basicamente de 6 óxidos: 
Sílica SiO2 
Alumina Al2O3 
Cal CaO 
Magnésia MgO 
Óxido de Ferro Fe2O3 
Óxido de Titânio (Rutilo) TiO2 
 
Na composição das argilas e rochas podem existir outros óxidos, porém, em menor quantidades na 
condição de impurezas. As argilas são silicatos de alumínio hidratados complexos ou compostos de 
sílica e alumina. A sílica pode ser encontrada na natureza como rocha de quartzo, areia silicosa, 
arenito o quartzito. A alumina constitui o mineral bauxita, de onde é extraída para a fabricação do 
alumínio. 
Algumas vestígios da aplicação da argila como aglomerante no assentamento de pedras ou tijolos de 
barro cozido, datam dos tempos dos assírios e babilônios e ainda hoje, em localidades afastadas dos 
grandes centros a argila é utilizada para assentamento de tijolos, vedação de construções e produção 
de tijolos secos ao sol (adobe). 
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A descoberta dos aglomerantes quimicamente ativos pode ter sido acidental, por aquecimento de 
rochas calcárias ou gipsíferas ao redor de fogueiras; em seguida, a hidratação do material calcinado 
resultaria uma pasta aglomerante. O gesso, por exemplo, foi encontrado em algumas edificações 
egípcias; a cal foi empregada em construções egípcias, gregas, etruscas e romanas, havendo 
registros de sua utilização em 2700 a.C. na pirâmide de Quéops. As pozolanas (solos ou cinzas 
vulcânicas) eram usadas por gregos e romanos em argamassas de cal e areia, para aumentar sua 
resistência mecânica. 
 
 
 
3 . 2 - C A L 
A cal é um aglomerante aéreo utilizado em diversos seguimentos como: construção civil, siderurgia, 
metalurgia, papel e celulose, tratamento de água e efluentes industriais, fabricação de vidro, açúcar, 
tintas, graxas, aplicações botânicas, medicinais e veterinárias. 
 
3 .2 .1 - FABRICAÇÃO 
A cal é produzida a partir de rochas calcárias com elevados teores de carbonato de cálcio, como é o 
caso da calcita (CaCO3) e da dolomita (CaCO3 . MgCO3). Entre as impurezas encontradas nestas 
rochas encontram-se: quartzo, silicatos argilosos, óxidos metálicos de ferro e manganês, matéria 
orgânica, fosfatos, sulfetos, sulfatos, fluoretos e brucita. 
 
FORNO PARALLEL SHAFT 
 
 
 33
1 CALCÁRIO 
2 LANÇAS DE COMBUSTÍVEL 
3 ZONA DE RESFRIAMENTO 
4 ZONA DE CALCINAÇÃO 
5 ZONA DE RESFRIAMENTO 
6 DESCARGA 
7 COMPRESSOR - AR DE RESFRIAMENTO 
FASE 1 - 
 
FASE 2 - 
 
 
FASE 3 - 
Combustão na Cuba A 
 
Alimentação de calcário e 
descarga de cal 
 
Combustão na Cuba B 
 8 COMPRESSOR - AR E COMBUSTÍVE 
 
 
 
Após a britagem e classificação da matéria-prima passa por uma moagem e é conduzida ao forno de 
calcinação. 
 
CALCITA CALCINAÇÃO CAL VIRGEM + ANIDRO CARBÔNICO 
CaCO3 CaO + CO2 
 900ºC 
 
DOLOMITA CALCINAÇÃO CAL VIRGEM + ANIDRO CARBÔNICO 
CaCO3 . MgCO3 CaO . MgO + 2CO2 
 900ºC 
 
 
 34
Na calcinação (cozimento) do calcário, as temperaturas chegam à 900ºC, decompondo o carbonato 
de cálcio (CaCO3) em óxidos de cálcio (cal virgem) e anidros carbônicos (CO2). O produto resultante 
da calcinação, a cal virgem, deve passar por um processo de hidratação antes de ser utilizada como 
aglomerante. 
 
O processo de hidratação da cal virgem, também conhecido como extinção da cal, pode ser expresso 
pela equação seguinte: 
 
 CAL VIRGEM + 
ÁGUA HIDRATAÇÃO CAL HIDRATADA 
 CaO + H2O Ca(OH)2 + CALOR 
 
 
Da hidratação da cal virgem, obtêm-se a cal hidratada (hidróxido de cálcio) que é utilizado como 
aglomerante em argamassas para assentamento de blocos ou revestimento de paredes. Isto porque, 
na argamassa fresca, uma recombinação dos hidróxidos (Ca(OH)2) com o gás carbônico, presente na 
atmosfera, promove a formação de cristais de carbonato de cálcio (CaCO3) e o endurecimento da 
argamassa que acaba por ligar os agregados a ela incorporados. 
 
CAL HIDRATADA + 
CO2 CARBONATAÇÃO CARBONATO CÁLCIO + H2O 
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 
 
 
3 .2 .2 - CLASSIF ICAÇÃO 
Quanto à composição química a cal pode ser classificada como cálcica ou magnmesiana. 
CAL CÁLCICA: óx idos CaO > 75% 
CAL MAGNESIANA: óx idos MgO > 20% 
 
 
 
Para qualquer caso a soma dos óxidos (CaO + MgO) deve ser maior que 88% da amostra. Segundo 
a NBR 7175 - “Cal Hidratada para argamassas - Especificação” as cales são classificadas como 
segue: 
 
 
 
 
 
 35
EXIGÊNCIAS QUÍMICAS 
 CH I CH II CH III 
Anidrido Carbônico (Co2) - Na Fábrica ≤ 5% ≤ 5% ≤ 13% 
Anidrido Carbônico (Co2) - Na Obra ≤ 7% ≤ 7% ≤ 15% 
Óxido não Hidratado calculado ≤ 10% Não exigido ≤ 15% 
Teor de Óxido Totais (CaO + MgO) ≥ 88% ≥ 88% ≥ 88% 
 
EXIGÊNCIAS FÍSICAS 
 CH I CH II CH III 
Finura (% Retida Acumulada) - Peneira 0,600mm ≤ 5% ≤ 5% ≤ 13% 
Finura (% Retida Acumulada) - Peneira 0,075mm ≤ 7% ≤ 7% ≤ 15% 
Estabilidade ≤ 10% Não exigido ≤ 15% 
Retenção de Água ≥ 80% ≥ 80% ≥ 70% 
Plasticidade ≥ 110 ≥ 110 ≥ 110 
Incorporação de Areia ≥ 88% ≥ 88% ≥ 88% 
 
 
3 .2 .3 - PROPRIEDADES 
 
DENSIDADE APARENTE 
A densidade aparente das cales varia de 0,3 a 0,65, que corresponde à massa aparente de 300 a 
650Kg/m3. 
PLASTIC IDADE 
Propriedade que confere fluidez à argamassa, facilitando seu espalhamento. As cales magnesianas 
produzem argamassas mais plásticas que as cálcicas. 
 
RETENÇÃO DE ÁGUA 
A retenção de água é uma propriedade muito importante, evitando a perda excessiva da água de 
amassamento da argamassa, por sucção, para os blocos ou tijolos. É uma medida indireta da 
plasticidade da cal, uma vez que cales plásticas têm alta capacidade re retenção de água, embora o 
inverso nem sempre seja verdadeiro. Esta propriedade é, também, importante por prolongar o tempo 
no estado plástico da argamassa fresca, aumentando a produtividade do pedreiro. 
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INCORPORAÇÃO DE AREIA 
Propriedade que expressa a facilidade da pasta de cal hidratada envolver e recobrir os grãos do 
agregado e, conseqüentemente, unindo os mesmos. Cales com alta plasticidade e alta retenção de 
água têm maior capacidade de incorporar areia. Comparativamente, o poder de incorporação de 
areia da cal hidratada é de 1 : 3 a 4 enquantoque, no cimento é de 1 : 2 a 2,5. Esta propriedade 
justifica o emprego das cales na produção de argamassas. 
 
CAPACIDDE DE INCORPORAÇÃO 
DE AREIA 
CAL HIDRATADA 1 : 3 a 4 
CIMENTO PORTLAND 1 : 2 a 2,5 
 
ENDURECIMENTO 
O endurecimento decorre da recarbonatação da cal hidratada pela absorção do CO2 presente na 
atmosfera. Espessuras de revestimento argamassado acima de 20mm podem prejudicar o processo 
de recarbonatação da argamassa, impedindo a efetivação das reações próximo à interface substrato 
x argamassa e, conseqüentemente, reduzindo a aderência do revestimento. 
 
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO 
O uso da cal hidratada contribui muito pouco para a resistência à compressão das argamassas. Isto 
 37
levou, alguns construtores a substituí-la pelo cimento portland, quando de seu aparecimento no 
começo do século e, só mais tarde, com a ocorrência de falhas nestas construções, verificou-se que 
a cal hidratada conferia às argamassas outras propriedades além de aglomerante que, não eram 
apresentadas pelo cimento Portland. 
 
CAPACIDADE DE ABSORVER DEFORMAÇÕES 
Esta propriedade é conferida à argamassa pela cal hidratada e, torna-se de grande importância 
quando aplicada em paredes ou lajes muito solicitadas. 
 
 
3 .2 .4 - APL ICAÇÕES 
Na construção civil, a cal pode ser empregada para: 
• Produção de argamassas para assentamento de blocos 
• Produção de argamassas para revestimentos 
• Misturas solo-cal 
• Produção de tijolo silico-cal 
 
 
 
 
 38
3 . 3 - G E S S O 
 
O gesso de construção é um aglomerante aéreo, produzido a partir da calcinação do gipso, uma 
rocha constituída essencialmente do mineral gipsita (CaSO4 + 2H2O), sulfato de cálcio diidratado. O 
processo de fabricação do gesso compreende 3 Fases: 
• britagem da rocha 
 
• trituração 
 
• calcinação (cozimento) 
 
A calcinação da rocha a temperaturas entre 150°C e 250°C, transforma o sulfato de cálcio diidratado 
em hemidrato: 
 
 
 
 
O 
material resultante da calcinação é moído, resultando um pó branco e fino, que é, então, ensacado. 
Este gesso é conhecido como gesso calcinado ou gesso de estucador e, após misturado a água, 
endurece em aproximadamente 20 minutos. 
 
Hemidrato
 
Gipsita 
∆ 
150°C e 250°C
CaSO4 + ½H2O + 1½H2O CaSO4 + 2H2O 
O hemidrato, uma vez misturado à água de amassamento, se dissolve regenerando diidratos (CaSO4 
+ 2H2O), cuja cristalização apresenta forma de agulhas alongadas e é responsável pelo 
endurecimento e resistência mecânica da pasta de gesso. 
Como a quantidade de água tem grande influência no tempo de endurecimento, freqüentemente 
amassa-se o gesso com excesso de água (nunca acima de 80%) para que a pasta esteja trabalhável 
por um maior tempo. 
 
 
3 .3 .1 - PROPRIEDADES 
 
PEGA 
O tempo de pega é uma das propriedades mais importantes do gesso. Se a pega for muito rápida, o 
preparo da pasta fica condicionado a pequenos volumes, reduzindo a produtividade do gesseiro. A 
queda de produtividade é acompanhada do aumento de desperdício de material. Em geral, os gessos 
nacionais têm início de pega entre 3 e 16 minutos e fim de pega entre 5 e 24 minutos. 
 
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO 
As pastas de gesso têm resistência à compressão entre 10MPa e 27MPa. 
 39
DUREZA 
As pastas de gesso têm dureza entre 14MPa e 53MPa. 
 
ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO 
O gesso é um bom isolante térmico e acústico e tem elevada resistência ao fogo, eliminando a água 
de cristalização com o calor, transformando a superfície do revestimento em sulfato anidro em forma 
de fino pó, que protege a camada interior de gesso. 
 
ADERÊNCIA 
As pastas de gesso aderem bem a blocos, pedra e revestimentos argamassados. Em superfícies de 
madeira, sua aderência é insatisfatória e apesar de aderir bem ao aço e outros metais, estes acabam 
sendo corroídos pelo gesso, tanto mais facilmente quanto maior for a quantidade de água da pasta. 
 
VALORES DA TENSÃO DE ARRANCAMENTO 
Características do Revestimento 
Substrato 
Relação 
Água/gesso 
Espessura 
Média (mm) 
Tensão de 
Arrancamento CPS 
à tração (MPa) 
Alvenaria bloco cerâmico vedação 0,75 5 0,58 
Alvenaria bloco concreto vedação 0,75 3 0,61 
Alvenaria bloco concreto celular 0,73 2 0,14 
Alvenaria bloco sílico-calcário 0,76 2 0,81 
Revestimentos argamassados 1:2:9 0,69 2 1,03 
Concreto estrutural com chapisco rolado 0,75 3 0,74 
 
 
3 . 3 . 2 - N O R M A L I Z A Ç Ã O 
O gesso de construção civil é comercializado em sacos de 40Kg e deve atender aos requisitos e 
critérios normalizados para o gesso de construção segundo a NBR13207/94 
 
 
REQUISITOS NORMALIZADOS 
Módulo de Finura 
(MF) 
MF < 1,10 gesso fino para 
revestimento e fundição 
 
MF > 1,10 gesso grosso para 
revestimento e fundição 
NBR12127/91 
Massa Unitária 
(Kg/m2) 
<700 NBR12127/91 
 40
REQUISITOS NORMALIZADOS 
Início 
(min) 
Gesso fino e grosso para 
revestimento: >10 
Gesso fino e grosso para 
fundição: 4 - 10 
NBR12127/91 
Tempo 
de 
Pega 
Fim 
(min) 
Gesso fino e grosso para 
revestimento: >45 
Gesso fino e grosso para 
fundição: 20 - 45 
 
Dureza > 30,0 NBR12127/91 
Resistência à compressão (MPa) > 8,4 NBR12127/91 
Composição Química 
Umidade (H2O a 45ºC) < 3% 
(H2O a 230ºC) < 5,2% 
CaO > 38% 
SO3 > 55% 
NBR12130/91 
 
 
 
3 . 3 . 3 - A P L I C A Ç Õ E S 
Revestimento em forma de pasta em paredes e tetos 
Molduras e ornamentos 
Placas para forro 
Placas divisórias de gesso acartonado 
 41
3 . 4 - C I M E N T O P O R T L A N D 
 
Segundo a ASTM, cimento Portland é “um aglomerante hidráulico produzido pela moagem do 
clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou 
mais formas de sulfato de cálcio como um produto de adição. Os clínqueres são nódulos de 5 a 
25mm de diâmetro de um material sinterizado, produzido quando uma mistura de matérias-primas 
(farinha) de composição pré-determinada é aquecida a altas temperaturas”. 
O cimento Portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, que endurece sob a ação da água. 
Depois de endurecido, permanece estável mesmo que submetido a ação da água e, por esta razão, é 
considerado um aglomerante hidráulico. 
Joseph Aspdin, um construtor inglês de Leeds, foi quem descobriu e patenteou o cimento Portland no 
ano de 1824. Aspdin escolheu este nome para sua invenção porque nesta época era muito comum o 
emprego da pedra de Portland, ilha situada ao sul da Inglaterra, nas edificações e, o novo cimento, 
após a hidratação, se assemelhava em cor e dureza à rocha calcária de Portland. 
 
3 . 4 . 1 - F A B R I C A Ç Ã O 
Como os silicatos de cálcio são os principais constituintes do cimento Portland, as matérias-primas 
para sua produção devem fornecer cálcio e sílica em proporções adequadas. O cálcio é obtido na 
natureza de fontes de carbonato de cálcio, como a pedra calcária, giz, mármore e conchas do mar. A 
sílica é extraída preferivelmente de argilas e xistos argilosos, do que quartzos e arenitos, porque a 
sílica quartzítica não reage facilmente. 
 
ESQUEMA DE FABRICAÇÃO 
 
 42
As argilas contêm, também, alumina (Al2O3), óxidos de Ferro (Fe2O3) e álcalis que ajudam na 
formação de silicatos de cálcio a temperaturas mais baixas. Quando não estão presentes em 
quantidades suficientes na argila, estes são incorporados à mistura por adição de bauxita e minério 
de ferro. 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA CARACTERÍSTICA DAS 
MATÉRIAS-PRIMAS PARA A MOAGEM DA FARINHA 
CRUA EM % 
 CALCÁRIO ARGILA AREIA MIN. FERRO 
Al2O3 1,50 15,75 5,02 0,40 
SiO2 4,16 64,40 88,23 7,56 
Fe2O30,90 8,92 1,30 83,13 
CaO 54,29 0,70 0,63 2,09 
MgO 0,36 0,80 0,11 0,13 
K2O - 2,79 2,66 0,08 
Na2O - 0,06 0,37 0,06 
Perda ao Fogo 41,00 6,14 1,00 4,92 
 
A formação dos compostos no clínquer depende de uma boa dosagem e preparo da mistura. Para 
isto, os componentes são britados, moídos, dosados e misturados criteriosamente, sendo submetidos 
a análises laboratoriais permanentes. O pó resultante da homogeneização das matérias-primas é 
denominado farinha. Para produzir 1 tonelada de clínquer, são necessárias de 1,5 a 1,8 toneladas de 
farinha e as reações que ocorrem nos fornos podem ser resumidas como segue: 
 
CLÍNQUER 
ABREV. 
 COMPOSTOS 
 
PEDRA CALCÁRIA 3CaO . SiO2 C3S ALITA 
CaO + CO2 2CaO . SiO2 C2S BELITA 
ARGILA 3CaO . Al2O3 C3A ALUMINATO 
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 C4AF FERRITA 
 
O processo de produção do cimento pode ocorrer por via úmida ou seca. No processo por via úmida, 
a homogeneização é feita na forma de lama, com 30 a 40% de água. Este método vem sendo 
abandonado pelos fabricantes de cimento, devido ao maior consumo de energia nos fornos, que em 
relação ao processo por via seca. 
No processo por via seca, a farinha obtida através da moagem das matérias-primas é 
homogeneizada e conduzida continuamente para o pré-aquecedor. Nesta etapa, ocorre a evaporação 
da água livre, água combinada e desprendimento do CO2 do calcário, liberando o CaO para reagir 
com os silicatos de ferro e alumínio. 
 43
Em seguida, o material vai para um forno rotativo , onde ocorre a clinquerização do material, uma das 
etapas mais importantes do processo de fabricação. O forno rotativo é uma estrutura metálica 
cilíndrica, revestida internamente com tijolos refratários, e nele a farinha pré-aquecida e parcialmente 
calcinada, entra pela extremidade superior e é transportada até a extremidade oposta a uma 
velocidade controlada pela inclinação e pela velocidade de rotação do forno. Em seu interior as 
temperaturas podem chegar a 1550ºC e as reações químicas responsáveis pela formação dos 
compostos do cimento Portland são completadas. 
 
SEQÜÊNCIA DE REAÇÕES DA 
CLINQUERIZAÇÃO 
TEMPERATURA (ºC) REAÇÕES 
Aquecimento 
20 - 100 Evaporação da água livre 
100 - 300 Perda da água combinada 
400 - 900 Calcinação das argilas minerais, H2O e grupos OH 
> 500 Modificações estruturais nos silicatos 
600 - 900 Dissociação dos carbonatos 
> 800 Formação do C2s, produtos intermediários, aluminatos e ferrita 
>1250 Formação da fase líquida 
± 1450 Formação do C3S e C2S 
Resfriamento 
1300 - 1240 Cristalização da fase líquida 
1240 - 150 Consolidação das características dos minerais obtidos no forno 
 
 
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS 
COMPOSTOS 
FÓRMULA 
QUÍMICA 
ABREV. 
% NO 
CLÍNQUER
PROPRIEDADES 
ALITA 
Silicato 
Tricálcio 
3CaO . SiO2 C3S 50 – 65 
Endurecimento rápido 
Alto calor de hidratação 
Alta resistência inicial 
BELITA 
Silicato 
Bicálcio 
2CaO . SiO2 C2S 15 – 25 
Endurecimento lento 
Baixo calor de hidratação 
Baixa resistência inicial 
ALUMINATO 
Aluminato 
Tricálcio 
3CaO . Al2O3 C3A 6 – 10 
Acelera a pega e alto calor de hidratação 
Suscetível ao ataque de sulfatos 
Aumenta a retração e reduz a resistência final 
FERRITA 
Ferro Aluminato 
Tetracálcio 
4CaO . Al2O3 
. Fe2O3 
C4AF 3 – 8 
Endurecimento lento 
Não contribui para a resistência 
Resistente a sulfatos e coloração escura 
Cal Livre CaO C 0,5 – 1,5 
Admitido em pequenas quantidades. Em 
elevadas quantidades provocam 
expansibilidade e fissuração 
 44
Microscopia da seção 
polida de um nódulo 
de clínquer 
 
 
ADIÇÕES 
Após o resfriamento, o clínquer é moído em partículas menores que 75µm de diâmetro. Na fase de 
moagem, o cimento Portland recebe algumas adições, que permitem a produção de diversos tipos de 
cimentos disponíveis no mercado. 
O gesso é adicionado ao cimento com o objetivo de controlar o tempo de pega do cimento. Sem sua 
adição, o cimento endureceria muito rapidamente, uma vez misturado à água de amassamento, 
inviabilizando sua utilização. Esta é razão do gesso ser adicionado a todos os tipos cimento Portland, 
em geral na proporção de 3% de gesso para 97% de clínquer. 
As escórias de alto-forno, obtidas durante a produção do ferro-gusa, têm propriedade de ligante 
hidráulico muito resistente, reagindo em presença da água, com características aglomerantes muito 
semelhante à do clínquer. Adicionada à moagem do clínquer e gesso, em proporções adequadas, a 
escória de alto-forno melhora algumas propriedades do cimento, como a durabilidade e a resistência 
final. 
Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na 
natureza, algumas argilas queimadas em temperaturas elevadas (500 a 900ºC) e derivados da 
queima de carvão mineral. Quando pulverizados em partículas muito finas, os materiais pozolânicos 
apresentam a propriedade de ligante hidráulico, porém um pouco distinta das escórias de alto-forno. 
É que as reações de endurecimento só ocorrem, além da água, na presença do clínquer, que em sua 
hidratação libera hidróxido de cálcio (Cal) que reage com a pozolana. O cimento enriquecido com 
pozolana adquire maior impermeabilidade. 
Os materiais carbonáticos são rochas moídas, que apresentam carbonato de cálcio em sua 
constituição tais como o próprio calcário. Tal adição torna os concretos e argamassas mais 
trabalháveis e quando presentes no cimento são conhecidos como fíler calcário. 
 
 
 45
3 . 4 . 2 - P R O P R I E D A D E S 
F INURA 
A finura do cimento influência a sua reação com a água e quanto mais fino o cimento mais rápido ele 
reagirá e maior será a resistência à compressão, principalmente nos primeiros dias. Além disso, uma 
maior finura diminui a exsudação, aumenta a impermeabilidade, a trabalhabilidade e a coesão dos 
concretos. Por outro lado, a finura aumenta o calor de hidratação e a retração, tornando os concretos 
mais sensíveis à fissuração. A finura pode ser aumentada através de uma moagem mais intensa, 
porém, o custo de moagem e o calor de hidratação, estabelecem os limites de finura. 
Os ensaios para a avaliação da finura do cimento podem ser complexos e onerosos, como é o caso 
dos ensaios de sedimentação, difratometria por laser, etç. . Esta avaliação pode ser obtida 
conhecendo-se algumas características dos ramos inferior e superior da amostra. Para isto, utilizam-
se dois ensaios: peneiramento através da peneira ABNT 75µm (0,075mm) e área específica. 
EXPANSIB IL IDADE 
Se em sua constituição, o cimento apresentar cal livre o magnésia livre em teores elevados, estes 
compostos combinar-se-ão com a água, produzindo Ca (OH)2 e Mg (OH)2 . Estas reações provocam 
aumento de volume e, em conseqüência, um concreto com este cimento teria fissuração excessiva. 
TEMPO DE PEGA 
É o momento em que a pasta de cimento adquire certa consistência que a torna imprópria a um 
trabalho. Este conceito aplica-se também a argamassas e concretos. O tempo de pega é uma 
propriedade importante, uma vez que determinará o prazo para a aplicação de pastas, argamassas e 
concretos com plasticidade e trabalhabilidade adequadas. Para controlar o tempo de pega, é 
adicionado o gesso (CaSO4 . 2H2O) na moagem do cimento, cujo controle é feito através do teor de 
SO3. 
Em alguns casos, a mistura em que o cimento está sendo empregado (pasta, argamassa ou 
concreto) pode perder a plasticidade com um tempo menor que o previsto, e com uma nova mistura 
na betoneira, sua plasticidade inicial é recuperada. Isto ocorre quando, na moagem do cimento, a 
temperatura ultrapassa 128ºC, provocando uma dissociação do Sulfato de Cálcio do gesso,interferindo nas características do seu efeito retardador de pega. 
CALOR DE H IDRATAÇÃO 
As reações de hidratação dos compostos do cimento Portland são exotérmicas. Em algumas 
situações o calor de hidratação pode ser um problema, como por exemplo, em estruturas de concreto 
massa; em outras pode ser um componente positivo, como é o caso de concretagens durante o 
inverno, quando a temperatura ambiente é baixa para fornecer energia de ativação para as reações 
de hidratação. A quantidade de calor gerado depende da composição química do cimento, 
quantidade e tipo de adições, finura, etç. . 
 46
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO 
A resistência à compressão do cimento Portland é medida através da ruptura de corpos de prova 
cilíndricos Ø50mm x 100mm, com traços normalizados areia padrão IPT. Os cimentos, de acordo com 
sua composição e finura têm curvas Resistência x Idade distintas, que determinam seu emprego em 
determinados serviços. 
 
 
3 . 4 . 3 - T I P O S D E C I M E N T O P O R T L A N D 
Na designação dos cimentos, as iniciais CP correspondem a abreviatura de Cimento Portland, e são 
seguidas dos algarismos romanos de I a V, conforme o tipo de cimento, sendo a classe expressa por 
números (25, 32 e 40) que indicam a resistência à compressão do corpo-de-prova padrão, em MPa. 
 
Conforme a composição e as adições feitas em sua produção, os cimentos Portland podem ser 
classificados conforme segue: 
CIMENTO PORTLAND COMUM 
O Cimento Portland Comum (CP I) é produzido sem quaisquer adições além do gesso, que é utilizado 
para regularizar a pega. 
 
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO 
As pesquisas tecnológicas indicaram, com o tempo, que cimentos antes classificados como 
especiais, em razão de adições de escória de alto-forno, pozolana e material carbonático, tinham 
desempenho equivalente ao do cimento Portland comum. Depois de conquistado bons resultados na 
Europa o Cimento Portland Composto (CP II) surgiu no mercado brasileiro (1991). O CP II, trata-se de 
um cimento com composição intermediária entre os Cimento Portland Comum e o Cimento Portland 
com adição de escória ou pozolana. Atualmente, os cimentos Portland compostos respondem por 
70% da produção industrial brasileira, sendo utilizados na maioria das aplicações usuais, em 
substituição ao antigo CP. 
 
CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO 
O Cimento Portland Alto-Forno (CP III) é obtido pela adição de escória granulada de alto forno. As 
escórias apresentam propriedades hidráulicas latentes. Mas as reações de hidratação da escória são 
muito lentas e, para que seu emprego seja possível são necessários ativadores físicos e químicos. A 
ativação física obtém-se com a finura, decorrente da moagem da escória separada ou conjuntamente 
com o clínquer. 
 
 47
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO 
O Cimento Portland Pozolânico (CP IV) é obtido pela adição de pozolana ao clínquer. Ao contrário da 
escória, a pozolana não reage com a água em seu estado natural. Quando finamente moída, reage 
com o hidróxido de cálcio em presença de água e em temperatura ambiente, dando origem a 
compostos com propriedades aglomerantes. 
 
CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA IN IC IAL 
O Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) tem a propriedade de atingir altas 
resistências já nos primeiros déias após a aplicação. Isto é possível pela utilização de uma dosagem 
específica de calcário e argila na produção do clínquer, além de uma moagem mais fina para que o 
cimento, ao reagir com a água, adquira elevadas resistências com maior velocidade. 
 
 
 
COMPOSIÇÃO DOS CIMENTOS PORTLAND 
Composição (% de massa) 
Tipo de 
Cimento 
Portland Sigla 
Clínquer 
+ 
Gesso 
Escória de 
Alto-Forno 
(E) 
Material 
Pozolânico 
(Z) 
Material 
Carbonático 
(F) 
Norma 
CPI 100 - 
COMUM 
CPI-S 99 - 95 1 - 5 
NBR5732 
CPII-E 94 - 56 6 - 34 0 - 10 
CPII-Z 94 - 76 - 6 - 14 0 - 10 COMPOSTO 
CPII-F 94 - 90 - - 6 - 10 
NBR11578 
ALTO-FORNO CPIII 65 - 25 35 - 70 - 0 - 5 NBR5735 
POZOLÂNICO CPIV 85 - 45 - 15 - 50 0 - 5 NBR5736 
ALTA 
RESISTÊNCIA 
INICIAL 
CPV- ARI 100 - 95 - - 0 - 5 NBR5733 
 
 
 
 
 
 
 
 48
Evolução da resistência média à compressão dos 
diferentes tipos de cimento Portland 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 . 4 . 4 - C I M E N T O S E S P E C I A I S 
C IMENTO PORTLAND RESISTENTES A SULFATOS 
Estes cimentos resistem aos meios agressivos, tais como os encontrados nas redes de esgotos 
domésticos ou industriais, água do mar e alguns tipos de solos. Qualquer um dos 5 tipos de cimento 
Portland podem ser considerados resistentes a sulfatos, desde que apresentem pelo menos uma das 
características abaixo: 
• teor de aluminato tricálcio (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de, no máximo, 
8% e 5% em massa, respectivamente. 
• Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de alto-
forno, em massa. 
• Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em 
massa. 
• Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração que 
comprovem resistência aos sulfatos. 
 
CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALOR DE H IDRATAÇÃO 
Em concretagens de estruturas que consomem grandes volumes de concreto continuamente, o calor 
produzido pela hidratação do cimento poder causar o aparecimento de fissuras de origem térmica. 
Nestes casos, recomenda-se o emprego de cimentos com taxas lentas de evolução de calor, 
chamados cimentos Portland de baixo calor de hidratação. Segundo a NBR13116, estes cimentos 
geram até 260J/g e até 300J/g aos 3 dias e 7 dias, respectivamente, podendo ser qualquer um dos 5 
tipos básicos. 
 
 49
CIMENTO PORTLAND BRANCO 
O cimento Portland branco é obtido através de matérias-primas com baixos teores de óxidos de ferro 
e manganês, além de condições especiais de fabricação, principalmente durante o resfriamento e a 
moagem. No Brasil o cimento Portland branco é normalizado pela NBR12989, sendo classificado 
conforme a tabela abaixo: 
COMPOSIÇÃO DOS CIMENTOS PORTLAND BRANCO 
Composição (% de massa) Norma 
Tipo de Cimento 
Portland 
Identificação 
(Sigla + Classe) 
Clínquer 
+ 
Gesso 
Material 
Carbonático 
(F) 
 
CPB-25 
CPB-32 
Branco 
Estrutural 
CPB-40 
100-75 0-25 
Branco não 
Estrutural 
CPB 74-50 26-50 
NBR12989 
 
O cimento Portland branco estrutural é utilizado em concretos brancos com fins arquitetônicos. O 
cimento Portland branco não estrutural é aplicado no rejuntamento de pisos e azulejos, na fabricação 
de ladrilhos hidráulicos, e outras aplicações não estruturais. 
 
CIMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS 
O cimento para poços petrolíferos é um tipo de cimento Portland bastante específico, utilizado na 
cimentação de poços petrolíferos. Sua composição é constituída de clínquer e gesso para retardar o 
tempo de pega e em sua fabricação são tomadas precauções especiais para garantir as plasticidade 
em condições ambientes de elevadas pressões e temperaturas. 
 50
 
NOMENCLATURA DOS CIMENTOS PORTLAND 
Nome Técnico Sigla Classe Identificação 
Cimento Portland 
Comum CP I 
25 
32 
40 
CP I-25 
CP I-32 
CP I-40 Cimento Portland 
Comum (NBR 5732) 
Cimento Portland 
Comum com Adição CP I-S 
25 
32 
40 
CP I-S-25 
CP I-S-32 
CP I-S-40 
Cimento Portland 
Composto com Escória CP II-E 
25 
32 
40 
CP II-E-25 
CP II-E-32 
CP II-E-40 
Cimento Portland 
Composto com Pozolana CP II-Z 
25 
32 
40 
CP II-Z-25 
CP II-Z-32 
CP II-Z-40 
Cimento Portland 
Composto (NBR 11578) 
Cimento Portland 
Composto com Fíler CP II-F 
25 
32 
40 
CPII-F-25 
CP II-F-32 
CP II-F-40 
Cimento Portland de Alto-Forno (NBR 5735) CP III 
25 
32 
40 
CP III-25 
CP III-32 
CP III-40 
Cimento Portland Pozolânico (NBR 5736) CP IV 
25 
32 
CP IV-25 
CP IV-32 
Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
(NBR 5733) CP V-ARI - CP V-ARI 
Cimento Portland Resistente aos Sulfatos 
(NBR 5737) - 
25 
32 
40 
Sigla e classe dos tipos 
originais acrescidos do 
sulfixo RS. Exemplo: 
CP I-32RS, CP II-F-32RS, 
CP III-40RS 
Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação 
(NBR 13116) - 
25 
32 
40 
Sigla e classe dos tipos 
originais acrescidos do 
sulfixo BC. Exemplo: 
CP I-32BC, CP II-F-32BC, 
CP III-40BC 
Cimento Portland Branco 
Estrutural CPB 
25 
32 
40 
CPB-25 
CPB-32 
CPB-40 
Cimento Portland Branco 
(NBR 12989) 
Cimento Portland Branco 
Não Estrutural CPB - CPB 
Cimento para Poços Petrolíferos (NBR 9831) CPP G CPP - classe G 
 
 51
3 . 4 . 5 - E X I G Ê N C I A S F Í S I C A S E Q U Í M I C A S 
Os quadros a seguir mostram as exigências físicas e químicas dos diferentes tipos de cimentos: 
 
EXIGÊNCIAS FÍSICAS E MECÂNICAS 
Finura Tempos de pega Expansibilidade Resistência à Compressão (MPa) 
Tipo de 
Cimento 
Portland 
Classe Resíduo peneira 
75mm 
(%) 
Área 
específica 
(m2/Kg) 
Início 
(h) 
Fim 
(h) 
A frio 
(mm) 
A 
quente 
(mm) 
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias 
25 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 
32 
≤ 12,0 
≥ 260 ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 
CP I 
CP I-S 
40 ≤ 10,0 ≥ 280 
≥ 1 ≤ 10(1) ≤ 5(1) ≤ 5 - 
≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 40,0 
- 
CP II-E 25 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 
CP II-Z 32 
≤ 12,0 
≥ 260 ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 
CP II-F 40 ≤ 10,0 ≥ 280 
≥ 1 ≤ 10(1) ≤ 5(1) ≤ 5 - 
≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 40,0 
- 
25 ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 32,0(1)
32 ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0(1)CP III(2) 
40 
≤ 8,0 - ≥ 1 ≤ 12(1) ≤ 5(1) ≤ 5 - 
≥ 12,0 ≥ 23,0 ≥ 40,0 ≥ 48,0(1)
25 ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 32,0 
CP IV(2) 
32 
≤ 8,0 - ≥ 1 ≤ 12(1) ≤ 5(1) ≤ 5 - 
≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0 
CP V-ARI ≤ 6,0 ≥ 300 ≥ 1 ≤ 10(1) ≤ 5(1) ≤ 5 ≥ 14,0 ≥ 24,0 ≥ 34,0 - - 
(1) Ensaio Facultativo 
(2) Outras características podem ser exigidas, como calor de hidratação, inibição da expansão devida à relação álcali-
agregado, resistência a meios agressivos, tempo máximo de início de pega. 
 
 
 
EXIGÊNCIAS QUÍMICAS 
Tipo de Cimento 
Portland 
Resíduo 
Insolúvel 
(%) 
Perda ao 
Fogo (%) MgO (%) SO3 (%) CO2 (%) S (%) 
≤ 1,0 ≤ 2,0 ≤ 1,0 - CP I 
CP I-S ≤ 5,0 ≤ 4,5 
≤ 6,5 ≤ 4,0 
≤ 3,0 - 
CP II-E ≤ 2,5 - 
CP II-Z ≤ 16,0 - 
CP II-F ≤ 2,5 
≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0 
- 
CP III(2) ≤ 1,5 ≤ 4,5 - ≤ 4,0 ≤ 3,0 ≤ 1,0(1) 
CP IV(2) (3) ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 3,0 - 
CP V-ARI ≤ 1,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 3,0 ≤ 4,5(4) ≤ 3,0 
- 
(1) Ensaio Facultativo 
(2) NBR5752 e NBR5753 
(3) O teor de material pozolânico deve ser determinado pelo ensaio de resíduo insolúvel. 
(4) O teor de SO3 igual a 3,5% aplica-se quando C3A 8,0 e, 4,5% quando C3A 8, . 
 52
3 . 4 . 6 - A P L I C A Ç Õ E S 
O quadro a seguir, apresenta os diversos tipos de aplicações dos diferentes tipos de cimentos: 
 
APLICAÇÕES DOS CIMENTOS 
Aplicação Tipo de cimento 
Argamassa de assentamento e 
revestimento de tijolos e blocos 
Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
Argamassa de assentamento de 
azulejos e ladrilhos 
Comum, Composto e Pozolânico 
Argamassa de rejuntamento de 
azulejos e ladrilhos 
Branco 
Concreto magro Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
Concreto simples Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
Concreto armado 
Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico, Alta Resistência Inicial e 
Branco Estrutural 
Concreto protendido com 
protensão antes da concretagem 
Comum, Composto, Alta Resistência Inicial e Branco Estrutural 
Concreto protendido com 
protensão após a cura do concreto 
Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico, Alta Resistência Inicial e 
Branco Estrutural 
Concreto armado com desforma 
rápida, cura úmida ou produto 
químico 
Alta Resistência Inicial, Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico e 
Branco Estrutural 
Concreto armado com desforma 
rápida, cura vapor ou térmica 
Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico, Alta Resistência Inicial e 
Branco Estrutural 
Elementos pré-moldados de 
concreto com cura úmida 
Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico, Alta Resistência Inicial e 
Branco Estrutural 
Elementos pré-moldados de 
concreto para desforma rápida 
com cura úmida 
Alta Resistência Inicial, Comum, Composto e Branco Estrutural 
Elementos pré-moldados de 
concreto para desforma rápida 
com cura a vapor ou térmica 
Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico, Alta Resistência Inicial e 
Branco Estrutural 
Pavimento de concreto simples ou 
armado 
Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
Pisos industriais de concreto Comum, Composto, Alto-Forno, Pozolânico e de Alta Resistência Inicial 
Concreto arquitetônico Branco Estrutural 
Argamassa armada Comum, Composto, Alta Resistência Inicial e Branco Estrutural 
Solo-cimento Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
Argamassas e concretos para 
meios agressivos (água do mar e 
esgotos) 
Alto-Forno, Pozolânico e Resistente a Sulfatos 
Concreto-massa Alto-Forno, Pozolânico e de Baixo Calor de Hidratação 
Concreto com agregados reativos Comum, Composto, Alto-Forno e Pozolânico 
 
 53
3 . 4 . 7 - R E C E B I M E N T O E E S T O C A G E M 
O cimento é um produto perecível que em contato com umidade endurece perdendo suas 
propriedades antes do uso. Cuidados no recebimento e estocagem do material são essenciais para a 
garantir concretos e argamassas de boa qualidade. 
O cimento é comercializado a granel, para usinas de concreto, fábricas de pré-moldados e grandes 
obras; no varejo, é fornecido em embalagens (papel Kraft) de 50Kg. Estas embalagens não podem 
estar furadas, rasgadas ou molhadas e devem trazer o nome do fabricante, o tipo do cimento, a sigla, 
a massa líquida do saco e o selo de conformidade da ABCP (Associação Brasileira de Cimento 
Portland). 
No recebimento, além dos aspectos visuais da embalagem, devem ser observados a massa dos 
sacos e se o cimento não está empedrado. 
 
 
54 
Q U E S T I O N Á R I O 
 
1. O que são aglomerantes e qual a diferença entre aglomerantes aéreos e aglomerantes 
hidráulicos? 
2. Explique detalhadamente como se fabrica a cal hidratada. 
3. É correto afirmar que a cal hidratada é um aglomerante hidráulico? Explique. 
4. Cite e explique 4 propriedades da cal hidratada. 
5.O endurecimento de uma argamassa composta por cal, é conseqüência da carbonatação 
da cal na presença do CO2 da atmosfera, como mostra a equação abaixo. Que fator pode 
dificultar a carbonatação num revestimento com argamassa de cal? 
CAL HIDRATADA + CO2 CARBONATAÇÃO CARBONATO CÁLCIO + H2O 
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 
 
6. Explique qual a importância da propriedade de retenção de água da cal nas argamassas. 
7. Explique como é fabricado o gesso de construção. 
8. Cite algumas aplicações do gesso na construção civil. 
9. Cite e explique 4 propriedades da do gesso de construção. 
10. Dê a definição de cimento Portland e explique por que tem o mesmo este nome? 
11. Explique esquematicamente como é fabricado o cimento Portland, indicados as matérias-primas 
de cada uma das etapas de fabricação. 
12. Qual o nome dá-se ao material de forma arredondada resultante do resfriamento do produto 
obtido do forno de produção de cimento? 
13. Qual a influência dos compostos resultantes da clinquerização, na hidratação do cimento? (use o 
quadro abaixo para a resposta). 
COMPOSTOS FÓRMULA QUÍMICA ABREV. PROPRIEDADES 
ALITA 
Silicato 
Tricálcio 
3CaO . SiO2 C3S 
 
 
BELITA 
SilicatoBicálcio 
2CaO . SiO2 C2S 
 
 
ALUMINATO 
Aluminato 
Tricálcio 
3CaO . Al2O3 C3A 
 
 
FERRITA 
Ferro Aluminato 
Tetracálcio 
4CaO . Al2O3 
. Fe2O3 C4AF 
 
 
 
14. Quais são os 5 principais tipos de cimento Portland existentes e o que os diferencia? 
 
15. Por que motivo adiciona-se gesso na fabricação do cimento Portland? 
 
 
 
 
 55
Bibliografia: 
1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND - Agregados para concreto, São Paulo, 1995. 
2. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND - Guia básico de utilização do cimento 
Portland, São Paulo, 1997. 
3. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND - Armazenamento de cimento ensacado, São 
Paulo. 
4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND - Manual de ensaios de: agregados, concreto 
fresco e concreto endurecido, São Paulo, 2000. 
5. BAUER, L.A. - Materiais de Construção 1. 3ª ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Ltda., 
1988. 
6. CENTRO DE TECNOLOGIA DE EDIFICAÇÕES - Qualidade na Aquisição de Materiais e Execução de 
Obras. São Paulo: Editora Pini, 1996. 
7. GUIMARÃES, José E. P. - A cal. São Paulo: Editora Pini, 1997. 
8. MEHTA, Povindar Kumar – Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Editora Pini, 1994. 
9. PETRUCCI, Eládio G. R. - Materiais de Construção. 11ª ed. São Paulo: Editora Globo, 1998. 
10. PFEIL, Walter. - Estruturas de Madeira. 5ª ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Ltda., 1989. 
11. RIPPER, Ernesto - Manual Prático de Materiais de Construção. São Paulo: Editora Pini, 1995. 
 56