TC030_Aglomerantes_AÉREOS_-_Marienne

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AGLOMERANTES 
AÉREOS 
Aulas: Profa. Marienne R.M.Maron da Costa 
colaboração Prof.José Freitas (DCC/UFPR) 
 Ano 2014 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
Departamento de Construção Civil 
TC 030 – Materiais de Construção I 
AGLOMERANTES 
 
DEFINIÇÃO 
São produtos capazes de provocar a aderência dos materiais. 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MODO DE ENDURECER: 
•  Quimicamente inertes: 
Endurecem por simples secagem. 
Ex: argilas, betumes. 
•  Quimicamente ativos: 
Endurecem devido a reações química 
Ex: Cimento Portland 
2 
•  Quimicamente ativos: 
AGLOMERANTES 
 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO A RELAÇÃO COM A ÁGUA: 
•  Hidráulicos 
Não necessitam da presença do ar 
para seu endurecimento. 
•  Aéreos 
Necessitam da presença do ar para endurecer. 
3 
AGLOMERANTES AÉREOS: 
 
Depois de endurecidos, não resistem bem a água. 
 
Devem ser usados apenas em contato com o ar. 
 
Ex.: Cal aérea, Gesso 
4 
AGLOMERANTES 
•  Quimicamente ativos: 
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS: 
 
Depois de endurecidos, resistem bem a água. 
 
O endurecimento dos aglomerantes hidráulicos se dá 
por ação exclusiva da água (reação de hidratação). 
 
Ex.: Cal hidráulica, Cimento aluminoso, Cimento 
Portland. 
5 
AGLOMERANTES 
•  Quimicamente ativos: 
•  Quimicamente Ativos Hidráulicos: 
AGLOMERANTES 
6 
Hidráulicos 
simples 
Hidráulicos 
com adições 
 
Hidráulicos 
mistos 
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS SIMPLES: 
 
Um único produto, não tendo mistura. 
 
Ex.: Cimento Portland 
 Cimento aluminoso 
 Cal hidráulica. 
7 
•  Quimicamente Ativos Hidráulicos: 
AGLOMERANTES 
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS MISTOS: 
Mistura de dois aglomerantes simples. 
 
Ex.: 
Mistura de CP c/ cimento aluminoso. 
 
Tem pega muito rápida. 
8 
AGLOMERANTES 
•  Quimicamente Ativos Hidráulicos: 
AGLOMERANTES HIDRÁULICOS COM ADICÕES: 
Aglomerantes hidráulicos simples + adições p/ 
modificar certas características. 
Diminuição: permeabilidade, calor de hidratação, 
retração ou preço. 
Aumento: resistência a agentes agressivos, 
plasticidade ou resistência a baixas temperaturas. 
9 
AGLOMERANTES 
•  Quimicamente Ativos Hidráulicos: 
AGLOMERANTES 
Resumindo: 
AGLOMERANTES 
Quim. 
Inertes 
Quim. 
Ativos 
Aéreos 
Hidráulicos 
Simples 
c/ adições 
Mistos 
10 
Tempos de início e final de pega 
11 
AGLOMERANTES 
Definições: 
 
Pega - período inicial de solidificação da pasta 
 
Início de pega – Momento que a pasta começa a enrijecer 
 
Fim de pega - Momento que a pasta já está completamente 
 sólida 
 
Endurecimento – Ganho de resistência, mesmo após o final 
de pega. 
Luis J. Vicat, França, 1828 
(C
ou
tin
ho
, J
. S
.; 
FE
U
P,
 1
98
8)
 
APARELHO DE VICAT 
Tempos de início e final de pega 
AGLOMERANTES 
AGLOMERANTES - TEMPOS DE INÍCIO E FINAL DE PEGA 
APARELHO DE VICAT 
Ensaios 
(MB-3433) - Determinação da Água da Pasta de Consistência Normal 
(MB-3434) - Determinação dos Tempos de Pega 
O Aparelho de Vicat é composto por: 
•  Parafuso para ajuste da altura; 
•  Haste; 
•  Parafuso para ajuste da sonda; 
•  Agulha p/ início de pega; 
•  Agulha p/ final de pega; 
•  Base; 
•  Sonda de Tetmajer; 
•  Molde cônico e escala. 
13 
Sonda de 
Tetmajer 
Sonda de 
Tetmajer Agulha de 
Vicat 
Tempos de início e final de pega 
AGLOMERANTES 
APARELHO DE VICAT 
Escala 
graduada 
Amostra de 
aglomerante 
14 
Agulha 
de Vicat 
Tempos de início e final de pega 
AGLOMERANTES 
APARELHO DE VICAT 
Escala 
graduada 
Amostra de 
aglomerante 
15 
Sonda de 
Tetmajer Agulha de 
Vicat 
APARELHO DE VICAT (José A. Freitas Jr.) 
amostra da 
pasta do 
aglomerante 
escala 
agulha 
Agulha com 
“arruela” para 
verificação do final 
de pega 
Tempos de início e final de pega 
AGLOMERANTES 
16 
O concreto ou argamassa deve estar aplicado e adensado 
dentro das formas antes do início da pega. 
Classificação (AFNOR): 
17 
Tempos de início e final de pega 
AGLOMERANTES 
Massa Específica: ME = Massa / volume real 
 
Massa Unitária: MU = Massa / volume aparente 
 (inclui vazios entre grãos) 
18 
AGLOMERANTES 
Massa específica e unitária: 
Massa Unitária 
Massa Específica 
Quem é maior, ME ou MU? 
19 
Massa Específica: ME = Massa / volume real 
 
Massa Unitária: MU = Massa / volume aparente 
 (inclui vazios entre grãos) 
19 
AGLOMERANTES 
Massa específica e unitária: 
Superfície específica : 
SE = áreas dos grãos 
Área dos grãos: soma das áreas todos os grãos contidos 
em uma unidade de massa. 
Área dos grãos calculada a partir do diâmetro médio das 
partículas determinado pelo permeabilímetro de Blaine. 
AGLOMERANTES 
20 
ηε
ε
ρ 1,0)1(
3 tKS ×
−
×=
Caracteriza a finura; 
Quanto maior o valor do Blaine, mais fino é o pó 
do aglomerante, mais rápida é sua hidratação. 
•  K é a constante do aparelho; 
•  ε é a porosidade da camada; 
•  t é o tempo medido (s) 
•  ρ é a massa específica do cimento (g/cm³) 
•  η é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio – 
tabela da norma (Pa/s) 
•  S é a superfície específica 
ITAMBÉ 
Superfície específica: 
AGLOMERANTES 
21 
Amostra 
(F.Bauer) 
Permebilímetro Blaine Superfície específica: 
AGLOMERANTES 
22 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Depois de endurecidos, não resistem bem a água!!! 
 
Devem ser usados apenas em contato com o ar. 
 
Em geral precisam de componentes do ar para 
endurecer. 
Exemplos principais: 
Cal aérea ou Cal hidratada 
Gesso 
23 
CAL = Cal Aérea / Cal hidratada 
É um aglomerante aéreo 
É o produto resultante da calcinação de pedras calcárias 
a uma temperatura inferior ao do início de sua fusão 
(função do tipo de rocha - entre aproximadamente 700 e 
900oC), com posterior processo de hidratação. 
24 
AGLOMERANTES AÉREOS 
APLICAÇÕES DIVERSAS da CAL 
 
Destacam-se: 
¢  Siderurgia 
¢  Metalurgia 
¢  Produtos químicos 
¢  Papel Celulose 
¢  Tratamento de águas/esgotos 
¢  Cerâmica 
¢  Produtos alimentícios 
¢  Tratamento de águas e esgotos 
¢  Tintas 
¢  Borracha 
¢  Óleos 
¢  Reagentes 
¢  CONSTRUÇÃO CIVIL (pintura,estabilização de solos, blocos construtivos, 
ARGAMASSAS e misturas asfálticas) 
¢  Agricultura 
¢  Saúde 
¢  Lar 
 
 
Processo de Fabricação da CAL 
Hidratada 
 
Jazida de 
calcário 
Britagem 
Calcinação 
Cal virgem em 
pedra 
Hidratação 
Moagem 
Cal Hidratada 
em pó 
Cal 
virgem 
em pó 
Moagem 
CaCO3 + calor CaO + CO2 
44 % do peso 
12 a 20 % do volume 
Perde 
CaO = Cal, Cal Virgem ou Cal viva 
(~900oC – cal cálcica) 
a) Calcinação 
CaCO3 = Carbonato de Cálcio 
Etapas da cal: 
Alterações físicas: 
Rocha 
Calcária ar 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
27 
Ca.Mg.(CO3)2 + calor Ca.Mg.O + 2 CO2 
(~700oC – cal magnesiana/ dolomítica) 
ar 
a) Calcinação 
Etapas da cal: 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
28 
Mg.CO3 + calor Mg.O + CO2 
ar 
O Hidróxido de cálcio é o 
aglomerante. 
b) Extinção da cal / Hidratação 
CaO + H2O Ca(OH)2 + calor 
Ca(OH)2 = Cal extinta, Cal hidratada 
ou Hidróxido de Cálcio 
Muito 
29 
Etapas da cal: 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
b) Extinção da cal 
CaO + H2O Ca(OH)2 + calor 
Recupera a maior parte do peso e volumes perdidos. 
Cerca de 24% do peso do produto formado é H2O 
Muito 
Alteração física: 
30 
Etapas da cal: 
AGLOMERANTESAÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Pode chegar a 
360 oC a 400 oC 
O hidróxido de cálcio (cal extinta) é o aglomerante 
empregado nas argamassas de cal usadas 
principalmente na execução de alvenarias e 
revestimentos, fornecendo argamassas com 
excelente trabalhabilidade. 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
31 
32 
Etapas da cal: 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 
ar ar 
c) Endurecimento ou recarbonatação 
CaCO3 = carbonato de cálcio 
Ca(OH)2 = hidróxido de cálcio 
CAL = Cal Aérea 
CAL VIRGEM ou CAL VIVA = Calcário calcinado 
CAL HIDRATADA ou CAL EXTINTA = Cal Virgem 
depois da hidratação 
DESIGNAÇÃO DOS PRODUTOS 
CaO 
Ca(OH)2 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Cal virgem é classificada conforme o óxido predominante: 
Cal virgem 
cálcica 
Cal virgem 
magnesiana 
34 
Cal virgem cálcica: 
CaO - entre 100% e 90% dos óxidos totais 
35 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Cal virgem magnesiana: 
CaO - entre 90% e 65% dos óxidos totais 
95% de (CaO + MgO) 
No máximo: 5% de SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 
Cal virgem dolomítica: 
CaO - entre 65% e 58% dos óxidos totais 
Rendimento: 
Ganho de volume da cal virgem ao hidratar. 
(volume de pasta em metros cúbicos que se obtém com 
uma tonelada de cal viva) 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Cal Gorda Cal Magra 
36 
37 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea / Cal hidratada 
Cal gorda: 
Produz maior volume de pasta, mais plástica, 
homogênea e mais expansiva. 
Cal magra: 
Produz menor volume de pasta, mais 
seca, grumosa e menos expansiva. 
CALCÁRIO Reservas no Brasil: 
Paraná 
 C = Calcário - CaCO3 
D = Dolomito - CaCO3.MgCO3 
 Paraná 
PRODUÇÃO DA CAL 
Fotografias, alunos: 
C.Natucci, E. M. Araújo, F. Mitsuhasi; 
G. Balbinot, G. Lorenci e J.G.Yared 
Mina de 
calcário 
Produção em Rio 
Branco do Sul-PR 
39 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Britagem 
PRODUÇÃO DA CAL 
Fotografias, alunos: 
C.Natucci, E. M. Araújo, F. Mitsuhasi; 
G. Balbinot, G. Lorenci e J.G.Yared 
Mina de 
calcário 
Produção em Rio 
Branco do Sul-PR 
40 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
CALCÁRIO BRITADO 
Forno de 
 barranco 
PRODUÇÃO DA CAL 
Fotografias, alunos: 
C.Natucci, E. M. Araújo, F. Mitsuhasi; 
G. Balbinot, G. Lorenci e J.G.Yared 
Mina de 
calcário 
Produção em Rio 
Branco do Sul-PR 
42 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Forno intermitente simples 
a lenha 
Forno vertical 
contínuo 
(Freitas, J. A..) 
ABPC 
Fornos para calcinação da cal 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
43 
PRODUÇÃO DA CAL Produção em Rio Branco do Sul-PR 
Forno de barranco Queima de serragem 
Peneiramento da cal Estoque 
(a
lu
no
s:
 J
. d
e 
C
am
ar
go
, J
. L
im
a 
N
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C
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 F
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, S
ilv
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 A
lm
ei
da
 C
in
tra
) 
Adulteração da cal: 
Dissolução em HCl (20%) 
(Prof. Mércia Barros) 
Impurezas: 
•  Partículas de carvão - riscos pretos 
•  Contaminação por calcário 
(Aulas USP) 
•  Partículas de sílica 
•  Núcleos duros de CV na CH = 
vesículas 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
CAL VIRGEM ou CAL VIVA = Calcário calcinado 
CAL HIDRATADA ou CAL EXTINTA = Cal Virgem 
depois da hidratação 
DESIGNAÇÃO DOS PRODUTOS 
CaO 
Ca(OH)2 
46 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
•  Pasta obtida de cal em pedra - depois de 7 a 10 dias após 
a extinção. 
•  Pasta obtida de cal pulverizada - depois de 20 a 24 horas 
após a extinção. 
•  Pasta de cal magnesiana - 2 semanas no mínimo (a 
hidratação do óxido de magnésio é muito lenta). 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
TEMPO PARA EXTINÇÃO/HIDRATAÇÃO 
47 
•  Geralmente revestidos de tijolos sendo separados por uma 
parede interna. 
•  Enquanto a cal de um dos tanques esfria e “envelhece”, 
enche-se o outro tanque com cal misturada a água. 
OS TANQUES (DEPÓSITOS) 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
48 
Por que isso seria importante? 
•  Este processo permite se obter, sem interrupções, cal 
bem extinta, em condições de ser empregada para o 
fabrico diário de argamassas. 
Ca(OH)2 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
Cal em final de hidratação em 
caixa de madeira, típica de obra. 
Equipamento industrial para 
hidratação de cal. 49 
Hidratador 
 
REAÇÃO EXOTÉRMICA 
 
CALES COM ALTO TEOR DE CÁLCIO : 272 kcal/kg cal 
 
CALES DOLOMÍTICAS: 211 kcal/kg cal 
 
1)  No preparo de certas tintas e colas; 
2)  Como matéria prima na fabricação de tijolos sílico-
calcários; 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
APLICAÇÕES 
51 
Sílico-calcário 
3) Confecção de argamassa; 
4) Como adição nos pavimentos betuminosos; 
5) Na indústria química, indústria cerâmica, no tratamento de 
água, no preparo de adubos, na siderurgia, etc; 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
APLICAÇÕES 
52 
Impacto Ambiental: 
Energia: 
•  Óleo combustível; 
•  Madeira; 
•  Bagaço de cana; 
•  Forno descontínuo: 
Ø  2 kcal/g 
•  Forno contínuo: 
Ø  0,9 kcal/g 
Reservas: 
•  Calcário: 
Ø  Muito amplas. 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
53 
CO2 – Efeito estufa: 
•  Descarbonatação: 
Ø  p/ uma tonelada de CaCO3 
•  560 kg CaO 
•  440 kg CO2 - Reabsorvido na recarbonatação 
•  Combustível: 
Ø 1 tonelada de CaO gera 
§  300 Kg de CO2 - Forno contínuo 
§  640 kg de CO2 – Forno descontínuo 
Impacto Ambiental: 
AGLOMERANTES AÉREOS 
CAL = Cal Aérea 
54 
Produto da desidratação parcial da gipsita - 
(CaSO4. 2H20) 
É um aglomerante aéreo, não suporta 
contato com a água após endurecido. 
55 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
2(CaSO4. 2H2O) + calor 2(CaSO4.1/2 H2O) + 3H2O 
hemidrato 190oC 
Gesso de Estucador 
Gesso Rápido 
Gesso de Paris 
CaSO4 CaSO4 
H2O 
56 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Reação de produção: 
GESSO ou GESSO DE PARIS 
Gipsita 
www.caer.uky.ed 
CaSO4. 2H2O 
 Estrutura cristalina 
 Uso na medicina 
 Construção civil 
Prosseguindo o aquecimento além dos 200 0C: 
 
200 0C - anidrita solúvel - muito higroscópica, (absorve umidade ao 
 ar e reage rapidamente). 
 
600 0C - anidrita insolúvel - praticamente inerte (endurece
 lentamente quando em contato com água). 
 
1.000 a 1.200 0C - GESSO DE PAVIMENTACAO endurece em 12 a 
14 h, também chamado GESSO LENTO ou GESSO 
HIDRÁULICO resistência 100% superior ao gesso de Paris. 
 
58 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Produtos obtidos da gipsita, de 
acordo com as temperaturas. 
(Coutinho, J. S.; FEUP, 2002) 59 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
2(CaSO4.1/2+ H2O) + 3H2O 2(CaSO4.2H2O) 
gipsita 
60 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Reação de pega: 
Exceção: Aglomerante aéreo é aquele que tem a capacidade 
de endurecer por com o dióxido de carbono ou por reações 
de hidratação e que não adquirem a propriedade de resistir ao 
contato com a água após endurecido. 
Tem pega rápida. 
•  Início: 2 a 3 minutos 
•  Término: 15 a 20 minutos do amassamento com água 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
61 
Pega: 
(A
U
LA
S
 U
S
P 
– 
P
ro
f. 
A
nt
ôn
io
 F
ig
ue
ire
do
 e
t a
l.)
 
Cristais ≅ 15 µm 
62 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Resistências médias em 
corpos de prova secos e 
saturados de gesso de 
paris, conservados 28 
dias emar seco. 
(Coutinho, J. S.; FEUP, 2002) 
63 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
GESSO ou GESSO DE PARIS 
(Aulas USP) 
Calor de hidratação 
Jazidas de 
 Gipsita 
3.500 km frete p/ 
regiões Sul 
65 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Pólo gesseiro – PE: 94% 
da produção 
Britagem 
da gipsita 
66 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Propriedades: 
 
-  Pega rápida – minutos 
-  Solúvel em água após endurecido 
-  Atacado por fungos e bactérias “sulfatófagos” 
-  Resistência mecânica diminui com o teor de umidade 
-  Baixa condutibilidade térmica (isolante) 
-  Grande coeficiente de dilatação térmica (2 x concreto) 
-  Corrosivo ao aço 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
67 
Imagem MEV(5000x) de 
pasta de gesso 
Chapas de gesso acartonado = DRYWALL 
68 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Chapas de gesso 
acartonado “Drywall” 
Chapas fabricadas por processo de laminação contínua de uma mistura de 
gesso, água e aditivos entre duas lâminas de cartão. 
NBR 14715:2001, NBR 14716:2001 e NBR 14717:2001. 
GESSO 
ou GESSO DE PARIS 
w
w
w
.d
ry
w
al
l.o
rg
.b
r 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Chapas de gesso 
acartonado = DRYWALL 
70 
(Coutinho,J. S.) 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Chapas de gesso 
acartonado = DRYWALL 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Chapas de gesso 
acartonado = DRYWALL 
72 
Tipos de Chapas 
 
•  Standard (ST) – Chapa Branca – (áreas secas) 
•  Resistente à Umidade (RU) – Chapa Verde 
•  Resistente ao Fogo (RF) – Chapa Rosa 
73 
Chapas de gesso 
acartonado = DRYWALL 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
Chapas acartonadas - dimensões: 
L= 60,0 ou 120,0 cm 
C = 240,0 ou 360,0 cm 
Forro executado com placas em gesso de 60 X 60 cm. 
(Aluno: Bruno H. R. Mortari) (Aluno: Bruno H. R. Mortari) 
74 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Placas de gesso 
As placas têm encaixe "macho e fêmea" e são 
chumbadas e fixadas ao teto com arame galvanizado. 
Divisórias 
em blocos 
75 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
(Coutinho, J. S.; FEUP, 2002) 76 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Peças decorativas 
•  Camada única de pasta sobre 
superfícies de interiores. 
•  Confere aspecto liso, bem 
acabado. 
(Fotografias, alunos: A.Monteiro, A. R. Pontes, C. P. Serpa, C. Vasco, F. Silva e I. Dalmagro) 77 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris Revestimento com 
pasta de gesso 
Reservas: 
•  Muito amplas; 
•  Duração ........ 
Consumo de Energia: 
•  O menor dentre os aglomerantes; 
CO2 – Efeito estufa : 
•  Queima de Combustíveis - 0,15 a 0,20 kcal/g gesso; 
•  1 tonelada de gesso gera 45 Kg de CO2 
•  Desidratação parcial libera H2O. 
Impacto Ambiental: 
AGLOMERANTES AÉREOS 
Gesso = Gesso de Paris 
78 
Materiais de Construção 
AGLOMERANTES 
 
Referências bibliográficas: 
 
Apostilas USP – Aglomerantes 
 
CONCRETE, Microstucture,Properties and 
Materials, , P. Kumar Metha e Paulo J. M. Monteiro, 
McGraw-Hill, 2006 
 
Cia. Cimento Itambé 
 
Cia. Cimento Rio Branco - Votorantim 
79