02 Aglomerantes_cimento

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Aglomerantes:
Cimento
Prof.: aline nogueira godinho
Materiais de Construção
Cimento PORTLAND
Cimento Portland é a denominação técnica do material usualmente conhecido na construção civil como cimento.
O cimento Portland foi criado e patenteado em 1824, por um construtor inglês, chamado Joseph Aspdin. Naquela época, era moda na Inglaterra construir com uma pedra, de cor acinzentada, originária da ilha de Portland, situada ao sul do país. Como o resultado da invenção de Aspdin se assemelhava, na cor e na dureza a pedra de Portland, foi patenteada com o nome de cimento Portland. 
 
Cimento
Cimento
Cimento
 Moldável
Versatilidade do concreto
Museu Oscar Niemeyer, 2002
Masp, 1968
 Excelente resistência e durabilidade
Versatilidade do concreto
Panteão, séc. II DC
Coliseu, 72 DC
 O concreto é o 2°material mais consumido pela humanidade.
Versatilidade do concreto
Cimento no Brasil
Fábricas no Brasil
 70 unidades industriais
Capacidade nominal
 67 milhões de toneladas
Produção de 2009
52 milhões de toneladas
Cimento no Brasil
FONTE: ABCP
Consumo de
cimento
100%
Consumidor
industrial
28,4%
Consumidor
final
71,6%
29,1%
CONSTRUTORAS/EMPREITEIRAS		14,7%
EMPRESAS PRIVADAS		7,7%
ÓRGÂOS PÚBLICOS		2,8%
PREFEITURAS		3,0%
COOPERATIVAS/MUTIRÕES		0,9%
CONCRETEIRAS		13,3%
ARTEFATOS		6,8%
PRÉ-MOLDADOS		4,5%
FIBROCIMENTO		2,4%
ARGAMASSAS		1,4%
PEQUENO CONS. INDIVIDUAL		27,3%
PEDREIROS/PEQ.EMPREITEIROS		15,2%
42,5%
28,4%
EXTRAÇÃO
Fabricação
 Calcário antes da britagem;
Fabricação
 Na britagem, o calcário é reduzido a dimensões adequadas ao processamento industrial;
Fabricação
 Na britagem, o calcário é reduzido a dimensões adequadas ao processamento industrial;
Composição do cimento PORTLAND
O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob ação da água, sendo, portanto, um aglomerante hidráulico.
Depois de endurecido, mesmo sob ação da água, não se decompõe mais. 
O cimento Portland é composto de clínquer, com adições de substâncias que contribuem para suas propriedades ou facilitam o seu emprego. Na realidade, são as adições que definem os diferentes tipos de cimento. 
 O clínquer, tem como matérias-primas principais o calcário e a argila.
Composição do cimento PORTLAND
Carbonato de cálcio
CaCO3
Alumina
Sílica
Óxido de Ferro
Fabricação
 Matéria prima:
Para 1 tonelada de cimento (20 sacos), são utilizados em média:
 1.250kg de calcário;
 300kg de argila;
 14kg de minério de ferro;
 40kg de gesso.
Total de 1604kg de matéria prima.
Composição do cimento PORTLAND
A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções adequadas, com argila, também moída. 
 - Silos de homogeneização
Composição do cimento PORTLAND
Essa mistura atravessa então, um forno giratório, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450ºC, atingindo uma fusão incipiente. Esse calor é que transforma a mistura, no clínquer, que se apresenta primeiramente na forma de pelotas. 
Fabricação
 Para conservar as fases mineralógicas há um resfriamento ;
1.450°C
80°C
Composição do cimento PORTLAND
No clínquer em pó está a essência do cimento, pois é ele quem tem a característica de desenvolver uma reação química, na presença da água, cujas conseqüências físicas, são, primeiramente, tornar-se pastoso, portanto moldável e, em seguida endurecer, adquirindo elevada resistência e durabilidade. 
Composição do cimento PORTLAND
No clínquer em pó está a essência do cimento, pois é ele quem tem a característica de desenvolver uma reação química, na presença da água, cujas conseqüências físicas, são, primeiramente, tornar-se pastoso, portanto moldável e, em seguida endurecer, adquirindo elevada resistência e durabilidade. 
Composição do cimento PORTLAND
Detalhando um pouco, podemos dizer que a mistura moída de calcário e argila ao atingir a fusão incipiente (±30% de fase líquida), apresenta reações entre o carbonato de cálcio (CaCO3), presente no calcário e os diversos óxidos (sílica - SiO2, alumina - Al2O3, óxido de ferro - Fe2O3, e em menores quantidades: magnésia – MgO, anidrido sulfúrico – SO3 etc.), formando silicatos e aluminatos, que apresentam reações de hidratação, podendo, então, o material resultante apresentar resistência mecânica. 
Composição do cimento PORTLAND
Cal, sílica, alumina e óxido de ferro são os componentes essenciais do cimento Portland e constituem, geralmente, 95 a 96% do total da análise de óxidos.
Os principais silicatos formados na calcinação do calcário e da argila, são: 
 
• silicato dicálcico – 2CaO . SiO2 = C2S – 5 a 35%
• silicato tricálcico – 3CaO . SiO2 = C3S – 40 a 70% 
• aluminato tricálcico – 3CaO . Al2O3 = C3A – 4 a 15%
• ferro aluminato tetracálcico – 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 = C4AF – 5 a 15%
Silicato dicálcico – 2CaO . SiO2 = C2S – 5 a 35%
É responsável pelo ganho de resistência em idades mais avançadas, principalmente, após um ano de idade.
A pasta com C2S endurece lentamente nos dias anteriores a 28, oferecendo mesmo a 28 dias, pouca resistência. 
Depois aumenta rapidamente a resistência e em 2 anos atinge a resistência do C3S. A intensidade de sua reação é lenta, sendo pequeno o calor desenvolvido.
Clínquer em microscopia
(1,3 - C2S), (2 - C3S)
Silicato tricálcico – 3CaO . SiO2 = C3S – 40 a 70%
É responsável pela resistência mecânica nos primeiros dias de idade da pasta, especialmente no primeiro mês de vida.
Os cimento de alta resistência inicial são ricos em C3S.
Sua reação é de intensidade média e o calor desenvolvido é médio.
Clínquer em microscopia
(1,3 - C2S), (2 - C3S)
Aluminato tricálcico – 3CaO . Al2O3 = C3A – 4 a 15%
Pega quase instantânea (intensidade muito rápida de reação) com grande produção de calor, que provoca violenta vaporização.
Contribui para ganhos de resistência especialmente no primeiro dia, apresentando porém pequena resistência mecânica. 
Resiste muito mal à ação de águas agressivas sulfatadas.
Ferro aluminato tetracálcico – 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 = C4AF – 5 a 15%
Tem pega em poucos minutos (intensidade rápida à sua reação), mas não instantânea, como C3A. 
Sua resistência é ligeiramente inferior a do C3A. Desenvolve menor calor de hidratação e é mais resistente à ação de águas sulfatadas. 
ADIÇÕES DO CIMENTO PORTLAND
Fabricação
 Na moagem final, o gesso e demais adições são misturadas ao clínquer, resultando o cimento;
ADIÇÕES DO CIMENTO PORTLAND
As adições são as outras matérias-primas, que misturadas ao clínquer na fase de moagem, fazem com que se obtenha os diversos tipos de cimento Portland disponíveis no mercado. 
As principais matérias-primas adicionadas ao clínquer são:
 - o gesso, 
 - as escórias de alto-forno, 
 - os materiais pozolânicos e,
 - os materiais carbonáticos. 
A contribuição de cada uma destas adições às propriedades finais do cimento podem ser resumidas da seguinte forma: 
ADIÇÃO DE GESSO AO CIMENTO PORTLAND
O gesso é adicionado ao clinquer durante a moagem, tem como função básica regular o tempo de pega do cimento evitando que se processe quase que instantaneamente. 
O efeito da adição de gesso não é proporcional à quantidade adicionada, assim, a adição até 5% de gesso influi muito sensivelmente no tempo de pega. Isto já não acontece quando se ultrapassa 5% em que pouco influi no retardamento do início e do fim de pega. 
ADIÇÃO DE ESCÓRIA DE ALTO FORNO AO CIMENTO PORTLAND
	Escória é o subproduto obtido durante a produção de ferro nas indústrias siderúrgicas, resultante do processo de fusão do minério de ferro, com cal e carvão. 
	
É composta de uma série de silicatos que ao serem adicionados ao clínquer do cimento, são capazes de sofrer reações de hidratação e posterior endurecimento.
ADIÇÃO DE ESCÓRIA DE ALTO FORNO AO CIMENTO PORTLAND
	A adição de escória contribui para a melhoria de algumas propriedades docimento, como, por exemplo, a durabilidade e a resistência à agentes químicos; 
ADIÇÃO DE MATERIAIS POZOLÂNICOS AO CIMENTO PORTLAND
São provenientes de rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na natureza.
Artificialmente podem ser formadas por certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas e derivados da queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros. 
ADIÇÃO DE MATERIAIS POZOLÂNICOS AO CIMENTO PORTLAND
Esses materiais, também apresentam propriedades ligantes, se bem que de forma potencial (para que passem a desenvolver a propriedade de ligante não basta a água, é necessária apresença de mais um outro material, por exemplo o clínquer).
O cimento com adição desse material apresenta a vantagem de conferir maior impermeabilidade as misturas com ele produzidas.
ADIÇÃO DE MATERIAIS CARBONÁTICOS AO CIMENTO PORTLAND
São minerais moídos e calcinados (calcário moído, quimicamente inerte). 
Contribui para tornar a mistura mais trabalhável, servindo como um lubrificante entre as partículas dos demais componentes do cimento, diminue a permeabilidade e a porosidade de concretos e argamassas.
CLASSES DO CIMENTO PORTLAND
Tipos
CP II-Z ou CPIV
Clínquer
Gesso
+
CP II-E ou CP III
+
 CP II-F 
CP I ou CP V
Filer
Escória
Pozolana
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Em vigor desde 1991 segue as denominações para os cimentos brasileiros:
CIMENTO PORTLAND COMUM (CP I):
CP I – cimento portland sem quaisquer adições além do gesso.
CP I-S – cimento portland com pequenas adições.
É usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento.
 Cimento Portland comum (CP-I)
O CP-I, tipo mais básico de cimento Portland, é indicado para o uso em construções que NÃO requeiram condições especiais e não apresentem ambientes desfavoráveis como exposição a águas subterrâneas, esgotos, água do mar ou qualquer outro meio com presença de sulfatos. 
Tipos
 Cimento Portland comum com adição (CP I-S)
O CPI-S tem a mesma composição do CPI (clínquer+gesso), porém com adição reduzida de material pozolânico (de 1 a 5% em massa), que lhe confere uma menor permeabilidade.
Tipos
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória,
CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana,
CP II-F – Cimento Portland Composto com Fíler.
 
Aplicações: 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 com escória (CP II-E)
Os cimentos CP II são ditos compostos, pois apresentam, além da sua composição básica (clínquer+gesso), adição de outro material. 
O CP II-E contém adição de escória granulada de alto-forno, o que lhe confere a propriedade de baixo calor de hidratação. 
Esse cimento é recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento. 
Tipos
 Cimento Portland composto com pozolana (CP II-Z)
 
O CP II-Z contém adição de material pozolânico, o que confere menor permeabilidade, sendo ideal para obras subterrâneas, principalmente com presença de água, inclusive marítimas. 
Tipos
Cimento Portland composto com Fíler (CP II-F)
O CP II-F é composto de 90% a 94% de clínquer+gesso com adição de 6% a 10% de material carbonático (fíler) em massa. 
Este tipo é recomendado desde estruturas em concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento, porém não é indicado para aplicação em meios muito agressivos. 
Tipos
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO (CP III)
O cimento Portland de alto-forno se caracteriza por conter quantidades maiores de adição de escória de alto-forno.
 
A reação química da escória de alto-forno com a água se processa em velocidade um pouco menor do que a do clínquer moído. 
Em conseqüência disso, o cimento de alto-forno leva mais tempo para endurecer. Em compensação, esse tempo a mais permite que os grãos e partículas que o compõem se liguem melhor entre si, reduzindo, também, os espaços vazios ou poros entre eles, fato que proporciona uma maior durabilidade e, principalmente, um ganho significativo de resistência em idades mais avançadas. 
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO (CP III)
O cimento de alto-forno também produz menos calor durante a hidratação. Este fato, em geral, beneficia as argamassas e os concretos confeccionados com esse tipo de cimento. 
 
Aplicações: Em obras 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 COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO (CP IV)
O cimento Portland pozolânico se caracteriza por conter uma quantidade maior de adição de materiais pozolânicos. 
 
Apresentam propriedade potencial de atuar como ligante hidráulico e sua reação com a água só ocorre quando houver, também, a presença de clínquer em pó. 
A reação só começa depois que a reação entre o clínquer moído e a água já estiver iniciada. Processa-se em velocidade superior à do cimento de alto-forno (CP III), embora ainda um pouco menor que a do cimento Portland comum, de modo que continua havendo mais tempo para que as partículas e grãos que compõem o cimento pozolânico se liguem de forma mais íntima, através de um número maior de pontos de contato, reduzindo, assim, os espaços vazios ou poros entre eles, com o conseqüente aumento de durabilidade. 
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO (CP IV)
 Por outro lado, como a velocidade da reação do cimento pozolânico com a água é mais lenta, também é menor o efeito do calor gerado nessa reação, sobre as argamassas e concretos.
 
Aplicações: É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (CPV - ARI)
Trata-se de um tipo particular de cimento Portland comum, cuja principal diferença em relação aos demais tipos é atingir altas resistências nos primeiros dias.
O que faz o cimento de alta resistência inicial desenvolver essas altas resistências nos primeiros dias é a utilização de uma dosagem diferenciada de calcário e argila na produção do clínquer, bem como a sua moagem mais fina, de modo que esse cimento, ao reagir com a água, adquira elevadas resistências, com velocidade muito maior. 
 
Aplicações: Em blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados.
CIMENTO PORTLAND
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND BRANCO
Diferencia-se dos demais tipos pela coloração. Trata-se de um cimento composto basicamente de clínquer e gesso, sendo que no processo de fabricação do seu clínquer é eliminado o ferro e o manganes, contido na argila, já que é esse mineral o responsável pela coloração cinza dos demais tipos de cimento Portland. 
 
Versões:
 - Não estrutural: para uso em argamassas, rejuntes e em aplicações não estruturais.
 - Estrutural: pode ser empregado para fazer concretos brancos para fins arquitetônicos, além de atender a uma possível estética de projeto, também, faz com que a superfície reflita os raios solares, transmitindo menos calor para o interior da construção. 
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO
CIMENTO PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS (RS)
São considerados cimentos resistentes a sulfatos os que apresetarem: 
 
 - Teor de (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.
 
São designados pela sigla original de seu tipo acrescida de RS 
Por exemplo: CP V - ARI RS
 
Aplicações: Em ambientes submetidos ao ataque de meios
agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos,
obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas.
CIMENTO PORTLAND
Resumo de aplicações
CIMENTO PORTLAND
A classe dos cimentos define a sua resistência mecânica aos 28 dias e, tal como os tipos de cimento, também é expressa de forma abreviada, ou seja, em código. 
 Resistências mecânicas do cimento:
Tipos
CIMENTO PORTLAND
http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/190/artigo286974-2.aspx
(Homogeneization Shed
Kind Windrow)
Pré-Homogeneização
Tipo Windrow
(Pile Capacity X)
Capacidade da
Pilha X= 20.000 t
(Pile Capacity Y)
Capacidade da
Pilha Y= 17.000 t
(Atox Mill 40 - FLS)
Moinho Vertical
Atox 40 (FLS)
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal
275 t/h
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva
295 t/h
( Projected Productivity)
Produtividade
Projetada
300 t/h
(Ball Mill - R1)
Moinho de Bolas
R1 (FLS) 4,2 x 7,0m
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal= 95,0 t/h
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva= 99,0 t/h
(Projected Productivity)
Produtividade
Projetada= 100,0 t/h
(Coke Ball Mill - S2)
Moinho de Bolas
S2 (Coque)
3,4 x 6,55m
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal= 17,5 t/h
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva= 18,0 t/h
(Projected Productivity)
Produtividade
Projetada= 22,0 t/h
(Kiln W1 - Cooler Unax)
Forno W1 4,15 x 60,0m SP-FLS
Torre 4 estágios
Resfriador de Satélite
Tipo UNAX
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal= 1000 t/d
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva= 1100 t/d
(Projected Productivity)
Produtividade
Projetada= 1200 t/d
(Thermal Consumption)
Consumo térmico W1
800-810 Kcal/Kg
(Kiln W2 -
 Grate Cooler Repol )
(Nominal Productivity)
(Real Productivity)
(Projected Productivity)
(Thermal Consuption)
Consumo térmico W2
730 Kcal/Kg
Forno W2 Polysius
4,0 x 60,0m 
Torre Dopol 90 AT
com Pré cal 
Resfriador de Grelhas
Repol 3125-2RS
Produtividade
Nominal= 2500 t/d
Produtividade
Efetiva= 3000 t/d
Produtividade
Projetada= 3200 t/d
(Cement Pressure Mill
+ Cement Ball Mill)
Moagem de Cimento
Z1 (Polycom + Humboldt
3,0 x 12,4m)
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal= 106,0 t/h
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva= 112,0 t/h
(Projected Productivity)
Produtividade
Projetada= 120,0 t/h
+
Polycom
Humboldt
(Cement Ball Mill)
Moagem de Cimento
Z2 - FLS
(4,6 x 14,0m)
(Nominal Productivity)
Produtividade
Nominal= 150,0 t/h
(Real Productivity)
Produtividade
Efetiva= 155,0 t/h
(Projected Productivity)
Produtividade
Projetada= 160,0 t/h
Carregamento:
02 autopack Beumer e 02 paletizadoras Beumer
02 carregamentos a granel e 01 carregamento de big-bag’s.
02 Beumer autopack and 02 Beumer pallet pack
02 granary charging and 01 big-bag charging.
 Produção por tipo de cimento (%):
Tipos
 Distribuição regional dos cimento:
Tipos
Todos os tipos de cimento são adequados a todos os tipos de estruturas e aplicações.
Tipos
Existem tipos de cimento que são mais recomendados ou mais vantajosos para determinadas aplicações.
Aplicações
Aplicações
Aplicações
Aplicações
Aplicações
Aplicações
Aplicações