Cimento Portland original

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Técnica de Material de Construção I
Índice
Prefácio ---------------------------------------------------------------------------------------- 03
Cimento --------------------------------------------------------------------------------------- 04
Origem do cimento ---------------------------------------------------------------------- 04
Processo de fabricação ----------------------------------------------------------------- 05
Classificação --------------------------------------------------------------------------------- 08
Tipos de adições -------------------------------------------------------------------------- 09
Tabela de aplicação --------------------------------------------------------------------- 10
Material --------------------------------------------------------------------------------------- 13
Prefácio
Mostra o cimento de forma geral, sua composição química, sua obtenção, classificação do tipo de cimento e para que são usados.
O cimento é muito importante dentro de uma obra para obtenção das estruturas que iram ser construídas, dando uma resistência maior em seus projetos.
Sem ele não poderia haver uma a obtenção do concreto em suas várias formas.
Cimento
O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminicatos complexos, que, ao serem misturados com a água, hidratam-se, formando uma massa gelatinosa, finamente cristalina, também conhecida como “gel”. Esta massa, após contínuo processo de cristalização, endurece, oferecendo então elevada resistência mecânica.
 
Ele pode ser definido também, como sendo um aglomerante ativo e hidráulico.
Aglomerante, pois é o material ligante que promove a união dos grãos de agregados.
Ativo, por necessitar de um elemento externo para iniciar sua reação.
Hidráulico porque este elemento externo é a água.
Este  fator  é  a base para a definição de todas as misturas compostas com cimento e água (concreto, argamassa, grout, etc.) devendo ser muito bem compreendido por todos aqueles que trabalham com o concreto.
 
A água deve ser empregada na quantidade estritamente necessária para envolver os grãos, permitindo a hidratação e posterior cristalização do cimento.
 
O fator A/C deve ser sempre o mais baixo possível, dentro das características exigidas para o concreto e da qualidade dos materiais disponíveis para a sua composição.
 
Quando temos muita água na mistura, o excesso migra para a superfície pelo processo de exudação. Deixa atrás de si vazios chamados de porosidade capilar. Esta porosidade prejudica a resistência do concreto aumenta sua permeabilidade e diminui a durabilidade da peça concretada.
 
Origem do cimento
Cimento  é  uma  palavra  originada  do latim  caementu,  ou seja, pedra proveniente de rochedos. 
Sua história é muito antiga:
Passa pelas pirâmides do Egito, que utilizaram em sua concepção uma espécie de gesso calcinado. Entra pela Roma e Grécia antigas, que aplicaram em seus monumentos uma massa obtida pela hidratação de cinzas vulcânicas. Ganha desenvolvimento nas mãos do inglês John Smeaton, em suas pesquisas para encontrar um algomerante para construir o farol de Eddystone em 1756. Com James Parker, que descobriu em 1791 e patenteou em 1796 um cimento com o nome de Cimento Romano, composto por sedimentos de rochas da ilha de Sheppel e ganha detaque com as pesquisas e publicações feitas pelo engenheiro francês Louis José Vicat em 1818. 
 
O ponto marcante, porém, para a história do cimento atual, se deu pelas mãos do construtor inglês Joseph Aspdin, com suas experiências envolvendo processos de mistura, queima e moagem de argila e pó de pedra calcária retirado das ruas. Neste desenvolvimento, Aspdin conseguiu um material pulverulento, no qual ele misturava uma certa quantidade de água, produzindo uma argamassa. Depois, deixava-a secar, conseguindo um material de dureza parecida com as pedras utilizadas nas edificações. Por fim, o construtor patenteou este pó em 1824, com o nome de cimento Portland, devido às semelhanças de seu produto final, com as rochas que eram extraídas nesta pequena península inglesa.
O cimento Portland passou ainda por uma   difícil fase de desenvolvimento, até que em 1845, Isaac Charles Johnson, encarregado por Aspdin a produzir o cimento Portland, após várias observações, resolveu elevar a temperatura da queima para 1400°C, moer mais o clínquer originado desta queima, obtendo assim um cimento mais fino e de excelente qualidade.
 
 
De lá para cá seguem quase dois séculos de histórias e conquistas na evolução do cimento e da sua utilização em concretos e argamassas.
 
O Brasil passou da condição de importador a exportador, desenvolveu tecnologia e produtos voltados para a nossa realidade e hoje é uma das potências mundiais na produção de cimento.
 
Processo de fabricação
1 – Pré-Homo
O processo de fabricação do cimento começa com a mineração do calcário, principal matéria-prima do cimento. O material é extraído das minas e armazenado no pátio de pré-homogeneização. Nesta fase são recolhidas as primeiras amostras para serem analisadas no Laboratório de Qualidade. A composição química do calcário é traçado (teores de cálcio, silício, ferro e alumínio).
2 – Moinho de Farinha ou Cru
No moinho de farinha ou cru, o calcário é moído com argila e aditivos específicos (tais como minérios ferrosos, alumínios ou materiais substitutos coprocessador). A argila é um produto rico em sílica, ferro e alumínio, elementos essenciais para a qualidade do cimento. O produto final é formado por grãos muito finos, daí o nome farinha ou cru. Um filtro instalado no moinho evita que haja a emissão de pó para a atmosfera. A farinha é estocada em silos especiais até ser enviada ao forno rotativo.
3 – Produção do Clínquer
Antes de ser inserida no forno rotativo, a farinha passa pela torre de ciclone para que seja aquecida através dos gases quentes originados pelo forno, que se encontra logo abaixo. Quando a farinha chega ao forno rotativo já está com temperatura em torno de 900ºC, ajudando a reduzir o consumo de energia. No interior do forno a temperatura chega a 1.450ºC, produzindo o clínquer.
4 – Resfriamento
Para finalizar o processo de produção do clínquer, o material é resfriado no resfriador e a temperatura reduzida para menos de 200ºC. Um filtro está instalado na saída do equipamento, liberando o ar de resfriamento para a atmosfera sem poluentes. Uma nova coleta de amostras é realizada para os ensaios químicos do Laboratório de Controle de Qualidade. O clínquer é transportado para as moegas, onde ficam armazenadas as outras matérias-primas que compõem o cimento: gesso, calcário e pozolana ou escória. Dependendo da porcentagem de cada produto, obtém-se uma especificação de cimento.
5 – Moinho
A mistura segue para o moinho de cimento, onde todos os componentes são moídos até atingirem a granulometria ideal, resultando em cimento de alta qualidade.
6 – Expedição
Após sua moagem, o cimento é estocado em silos até ser ensacado e comercializado.
Classificação
Já vimos que Cimento é o composto aglomerante do Concreto e que a Água é a responsável por ativar a sua reação, mas é muito importante entender também que existem diferenciações entre os Cimentos e que estas são decorrentes da sua composição.
 Para ficar mais fácil compreender, o Cimento é composto principalmente de CLÍNQUER (calcário, argila e componentes químicos) e diferenciado conforme a adição dos seguintes materiais: 
GESSO: Necessário para aumentar o tempo de pega do cimento; 
ESCÓRIA: Aumenta a durabilidade na presença de sulfato, mas em grandes quantidades pode diminuir a resistência;
ARGILA POZOLÂNICA: Confere maior impermeabilidade ao concreto; 
CALCÁRIO: Utilizado para reduzir o custo do cimento, desde que não prejudique a ação dos outros materiais. 
 Logo, existem diferentes TIPOS DE CIMENTO, com diferentes composições, que conferem ao Concreto maior resistência, trabalhabilidade,durabilidade, impermeabilidade...
 As disponibilidades destes Tipos de Cimento podem ser de acordo com características Regionais (fabricados conforme as jazidas existentes na região onde está a Fábrica), mediante as demandas de mercado ou seguindo as estratégias e diretrizes de cada fabricante.  
	CIMENTO PORTLAND
	Tipo de Cimento
	Adições
	Sigla
	Cimento Portland Comum
	Escória, pozolana ou fíler (até 5%)
	CP I-S 32 
CP I-S 40
	Cimento Portland Composto
	Escória (6-34%)
	CP II-E 32 
CP II-E 40
	
	Pozolana (6-14%)
	CP II-Z 32
	
	Fíler (6-10%)
	CP II-F 32 
CP II-F 40
	Cimento Portland de Alto-Forno
	Escória (35-70%)
	CP III 32 
CP III 40
	Cimento Portland Pozolânico
	Pozolana (15-50%)
	CP IV 32
	Cimento Portland de Alta Resistência Inicial
	Materiais carbonáticos (até 5%)
	CP V-ARI
	Cimento Portland Resistente aos Sulfatos
	Estes cimentos são designados pela sigla RS. Ex.: CP III-40 RS, CP V-ARI RS
	
 
CIMENTO PORTLAND COMUM CP I e CP I-S
NBR 5732
CP I
É o cimento sem nenhuma adição, além do gesso. Indicado para todas as construções de concreto que não exijam propriedades especiais e não tenham contato com sulfatos do solo ou águas subterrâneas. O Cimento Portland comum é usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento. Também é oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adições CP I-S, com 5% de material pozolânico em massa, recomendado para construções em geral, com as mesmas características.
CP I-S
Indicado para as mesmas aplicações do cimento comum, porém possui adições (escória, pozolana ou fíler).
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
NBR 11578
Por gerar calor em menor velocidade, é indicado para lançamentos maciços de concreto, quando o volume de concreto e sua superfície pequena não possibilitam o resfriamento da massa. Os cimentos compostos têm resistência quando expostos a sulfatos. Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento.
Cimento Portland Composto CP II-E
(Com adição de escória granulada de alto-forno)
Indicado para estruturas que requerem desprendimento lento de calor e que estão expostas a sulfatos. Composição intermediária entre o cimento Portland comum e o cimento Portland com adições (alto-forno e pozolânico). Este cimento combina com bons resultados o baixo calor de hidratação com o aumento de resistência do Cimento Portland Comum.
Cimento Portland CP II-Z
(Com adição de material pozolânico)
Cimento que apresenta maior impermeabilidade e, assim, durabilidade. Indicado para construções no geral, subterrâneas, marítimas e industriais. E para produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. O concreto feito com este produto é mais impermeável e por isso mais durável.
Cimento Portland Composto CP II-F
(Com adição de material carbonático – fíler)
Para aplicações gerais. Pode ser usado no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento, dentre outros.
CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO CP III
(Com escória)
NBR 5735
Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. É um cimento que pode ter aplicação geral em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro e outras. Mas é particularmente vantajoso em obras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos.
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO CP IV
(Com pozolana)
NBR 5736
Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos. O concreto feito com este produto se torna mais impermeável, mais durável, apresentando resistência mecânica à compressão superior à do concreto feito com Cimento Portland Comum, a idades avançadas. Apresenta características particulares que favorecem sua aplicação em casos de grande volume de concreto devido ao baixo calor de hidratação.
CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL CP V ARI
NBR 5733
Com valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias, que superam em muito os valores normativos de 14 MPa, 24 MPa e 34 MPa para 1, 3 e 7 dias, respectivamente, o CP V ARI é recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento em indústrias de médio e pequeno porte, como fábricas de blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados. Pode ser utilizado no preparo de concreto e argamassa em obras desde as pequenas construções até as edificações de maior porte, e em todas as aplicações que necessitem de resistência inicial elevada e desforma rápida. O desenvolvimento dessa propriedade é conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na produção do clínquer, e pela moagem mais fina do cimento. Assim, ao reagir com a água o CP V ARI adquire elevadas resistências, com maior velocidade.
CIMENTO PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS CP (RS)
NBR 5737
O CP-RS oferece resistência aos meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos. Pode ser usado em concreto dosado em central, concreto de alto desempenho, obras de recuperação estrutural e industriais, concretos projetado, armado e protendido, elementos pré-moldados de concreto, pisos industriais, pavimentos, argamassa armada, argamassas e concretos submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas. De acordo com a norma NBR 5737, cinco tipos básicos de cimento – CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V-ARI – podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se enquadrem em pelo menos uma das seguintes condições:
Teor de aluminato tricálcico (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 ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.
CIMENTO PORTLAND DE BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO (BC)
NBR 13116
O Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) é designado por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC. Por exemplo: CP III-32 (BC) é o Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor de hidratação, determinado pela sua composição. Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento.
CIMENTO PORTLAND BRANCO (CPB)
NBR 12989
O Cimento Portland Branco se diferencia por coloração, e está classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural. O estrutural é aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos, com classes de resistência 25, 32 e 40, similares às dos demais tipos de cimento. Já o não estrutural não tem indicações de classe e é aplicado,por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais. Pode ser utilizado nas mesmas aplicações do cimento cinza. A cor branca é obtida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila. O índice de brancura deve ser maior que 78%. Adequado aos projetos arquitetônicos mais ousados, o cimento branco oferece a possibilidade de escolha de cores, uma vez que pode ser associado a pigmentos coloridos.
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