Aglomerantes Hidráulicos: Cimento Portland

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AULA 3 – AGLOMERANTES 
HIDRÁULICOS: CIMENTO PORTLAND
Curitiba, 20 de fevereiro de 2019
Professora Priscila Oliveira Lachovicz
• UNIDADE 3- Aglomerante hidráulico: cimento Portland
3.1 Processo de fabricação;
3.2 Componentes e compostos do cimento Portland;
3.3 Hidratação do cimento Portland;
3.4 Propriedades dos cimentos: massa especifica, finura, tempo de 
pega, resistência e estabilidade de volume;
3.5 Tipos de cimentos e aplicações.
ITENS ABORDADOS
• Tem função de dar resistência ao material e de agrupar os 
agregados de forma a unir os materiais.
• CLASSIFICAÇÃO DOS AGLOMERANTES:
– HIDRÁULICO SIMPLES: Reagem na presença de água. São constituídos de 
um único aglomerante, podendo ser misturados a outras substâncias, 
em pequena quantidade, com a função de regular o tempo de pega. EX: 
Cimento Portland e Cal hidráulica.
– HIDRÁULICO COMPOSTO: Aglomerantes simples com adições de 
materiais com propriedades cimentícias, como Pozolana, Escória etc. 
AGLOMERANTES
– MISTO: Mistura de dois ou mais aglomerantes Ex: cimento + cal;
– AÉREOS: Necessitam da presença de ar para endurecer, depois de 
endurecidos, não resistem bem a água. Como gesso e cal aérea. 
– INERTE: Endurecem por secagem. EX: Argilas.
AGLOMERANTES
• CAL HIDRÁULICA: Depois do cozimento, as pedras são endurecidas
para a hidratação, com uma temperatura aproximada de 150º C (O
controle da temperatura deve ser realizado criteriosamente, caso
contrário a água em excesso combina com silicatos e aluminatos).
Sendo o grau de hidraulicidade definido por:
Grau de hidraulicidade = 
%𝑆𝑖𝑂2+%𝐴𝑙2𝑂3+%𝐹𝑒2𝑂3
%𝐶𝑎𝑂
AGLOMERANTES
AGLOMERANTES
GRAU DE 
HIDRAULICIDADE
CLASSIFICAÇÃO TEMPO DE 
ENDURECIMENTO
<0,1 CAL AÉREA >30 DIAS
0,1 a 0,15
CAL FRACAMENTE 
HIDRÁULICA
15 a 30 DIAS
0,15 a 0,30
CAL MEDIANAMENTE 
HIDRÁULICA
10 a 15 DIAS
0,30 a 0,40 CAL HIDRÁULICA 5 a 10 DIAS
0,40 a 0,50
CAL EMINENTEMENTE 
HIDRÁULICA
2 a 4 DIAS
DEFINIÇÃO: Material Pulverulento de cor acinzentada,
resultante da queima do calcário, argila e posterior
adição de gesso.
AGLOMERANTE CIMENTO
HISTÓRICO: A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU,
que designava na velha Roma espécie de pedra natural de
rochedos. A origem do cimento tem cerca de 4.500 anos. Em
1824, o construtor inglês Joseph Aspdin queimou conjuntamente
pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu
que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura
quanto as pedras empregadas nas construções. A mistura não se
dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano,
com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por
apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez
semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.
AGLOMERANTE CIMENTO
• MATÉRIA-PRIMAS:
–Calcário;
–Argila;
–Gesso.
É necessário a extração destes materiais bem como a trituração e
aquecimento a uma determinada temperatura, com a mistura e
adição de água ocorrem as reações químicas que dão origem ao
cimento.
COMPONENTES E COMPOSTOS 
DO CIMENTO PORTLAND
• CALCÁRIO: É o Carbonato de Cálcio (CaCO3) que é encontrado na
natureza com algumas impurezas em sua composição. Um
exemplo das impurezas encontradas no Calcário é a presença de
óxidos de Magnésio (MgO). Quando o carbonato de Cálcio puro
ou Calcita, é colocado sob ação de calor, ocorre o decomposição
da sua composição, sendo ela:
CaCO3 CaO + CO2
PRODUÇÃO CIMENTO PORTLAND
100% 56% + 44%
• ARGILA: A argila utilizada como matéria prima no
cimento Portland tem em sua composição silicato de
alumínio hidratado que normalmente contém ferro e
outros minerais, em maiores proporções. Para
fabricação do cimento, a argila é importante pois
fornece óxidos de SiO2 , Al2O3 e Fe2O3 para a
composição do material.
PRODUÇÃO CIMENTO PORTLAND
• GESSO: É a última matéria prima acrescida no processo de
fabricação do cimento, pois tem a função de regular o tempo de
pega, devido suas reações de hidratação. Quando o cimento é
hidratado começa a reação química de hidratação e
consequentemente ocorre a liberação calor (reação exotérmica),
neste processo pode ocorrer a retração do concreto e
consequentemente a fissuração. Para minimizar este efeito, na
produção é acrescentado o gesso, que controla o efeito de
hidratação, na composição de forma que ocorra um equilíbrio na
composição do cimento.
PRODUÇÃO CIMENTO PORTLAND
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
PREPARO E 
DOSAGEM DA 
MISTURA CRUA 
HOMOGENEIZAÇÃO CLINQUERIZAÇÃO
ESFRIAMENTO
ADIÇÕES FINAIS 
E MOAGEM 
ENSACAMENTO 
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
PREPARO E 
DOSAGEM DA 
MISTURA CRUA 
Calcários e argilas, em proporções
determinadas, são enviados aos moinho de
cru onde se processa o início das misturas
das matérias primas e ao mesmo tempo a
sua pulverização, de modo que ocorre a
redução do tamanho das partículas a 0,050
mm, em média. A Moagem pode ser
realizada de forma seca ou úmida, ou seja,
com ou sem a presença de água.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
PREPARO E 
DOSAGEM DA 
MISTURA CRUA 
- MOAGEM POR VIA ÚMIDA: A matéria prima é
moída com água e sai dos moinhos sob forma
de pasta contendo de 30% a 40% de água em
sua composição. É bombeada para cilindros
onde tem seu processamento para
homogeneização realizado por várias horas.
- MOAGEM POR VIA SECA: A matéria prima sai
do moinho misturada, pulverizada e seca.
Neste caso os moinhos possuem
temperaturas entre 300º e 400º C o que
permite a secagem da matéria prima.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
PREPARO E 
DOSAGEM DA 
MISTURA CRUA 
Para o processo de dosagem é feita a
determinação da porcentagem de cada
matéria prima na mistura crua que
depende essencialmente da composição
química de cada material e da composição
que se deseja obter neste cimento. Para o
controle da composição química da mistura
química são utilizados alguns métodos, tais
como: Módulo Hidráulico, Módulo de Sílica
e Módulo de Alumina-ferro.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
A matéria prima é dosada e
reduzida a um pó muito fino,
garantindo que depois do
processo de moagem a matéria
prima esteja completamente
homogeneizada.
HOMOGENEIZAÇÃO
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
Todo processo realizado até aqui, tem como resultado
uma matéria prima que será moída em
um forno rotativo a temperaturas de até 1450 °C
resultando no clínquer ou clínquer Portland.
CLINQUERIZAÇÃO
TEMPERATURA PROCESSOS
ATÉ 100◦ C EVAPORAÇÃO DA ÁGUA LIVRE 
ELEVA ATÉ 500◦ C DESIDRATAÇÃO DOS MATERIAIS ARGILOSO
ELEVA ATÉ 900◦ C CRISTALIZAÇÃO DOS ARGILO MINERAIS DECOMPOSTOS E DECOMPOSIÇÃO DOS 
CARBONATOS 
DE 900◦ C até 1200◦ C REAÇÃO DO CaO COM SÍLICOS ALUMINOSOS
DE 1250◦ C até 1280 ◦
C
INÍCIO DA FASE VÍTREA (INÍCIO DA FORMAÇÃO DOS CRISTAIS)
ACIMA 1280 ◦ C FORMAÇÃO DE VIDRO DOS COMPÓSITOS DO CIMENTO = CLINQUERIZAÇÃO
FABRIACAÇÃO CIMENTO PORTLAND
Depois do forno o material obtido é o CLÍNQUER.
Na saída do forno o clínquer tem a forma
arredondada com diâmetro entre 1 cm a 3 cm e
temperatura entre 1200 ◦ C e 1300 ◦ C. Devido a
alta temperatura é necessário o processo de
esfriamento do material que é realizado com uma
corrente de ar fria em contato direto com o
clínquer. Após o processo de esfriamento o
clínquer apresenta temperaturas entre 50 ◦ C e
70◦C e a partir da diminuição da temperatura este
material já pode ser transportado e estocado em
depósitos.
ESFRIAMENTO
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
Como o clínquer sai do esfriamento com
formas arredondadas e tamanhos
consideráveis é necessário um novo
processo de moagem para que a matéria
prima fique em pó fino. A partir da moagem
é realizado o processo de adições finais de
acordo com a finalidade de cada tipo de
cimento.
ADIÇÕES FINAIS E 
MOAGEM 
FABRICAÇÃOCIMENTO PORTLAND
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
PRINCIPAIS TIPOS DE CIMENTO:
• CP I (Cimento Portland Comum);
Considerado o cimento mais simples é utilizado para
obras normais, que não possuam qualquer exigência
especial para o cimento, como obras sem exposição
frequente à água. Possui resistência de 25 Mpa.
ADIÇÕES FINAIS E 
MOAGEM 
• CP I-S (Cimento Portland comum com adição);
Semelhante ao CP I, porém com até 5% de adição de material pozolânico.
• CP II-E (Cimento Portland composto com escória);
A adição de escória, deve variar entre 6% e 34%. Este cimento é utilizado em
materiais que não liberam tanto calor. O uso de cimentos comuns para estas
situações resultará em rachaduras. Resistência de 25 MPa.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
• CP II-Z (Cimento Portland composto com pozolana);
Tem adições de entre 6% a 14% de pozolana e de até 10%
de fíler. A resistência média é 32 MPa, é um cimento
indicado para obras subterrâneas ou outras que fiquem
em constante contato com a água.
ADIÇÕES FINAIS E 
MOAGEM 
• CP II-F (Cimento Portland composto com fíler);
Semelhante ao CP II-Z, porém com resistência maior, em torno de 40 MPa. É
versátil, mas tem seu uso indicado para obras que exijam grande resistência do
cimento, como obras em concreto armado, por exemplo.
• CP III (Cimento Portland de alto forno);
Resistências de 25, 32 ou 40 MPa, tem grande durabilidade e pode ser utilizado
para obras convencionais, ou para obras com grande agressividade ao cimento,
como obras metálicas, viadutos, pistas de aeroporto, obras no litoral e etc.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
• CP IV (Cimento Portland Pozolânico);
Adições de pozolana que variam entre 15% e 30%, é
um cimento com alta resistência à compressão, sendo
indicado para obras que sejam submetidos a grandes
variações de temperatura. Apresentam grande resistência
e durabilidade e resistências entre 25 e 32 MPa.
ADIÇÕES FINAIS E 
MOAGEM 
• CP V-ARI (Cimento Portland de alta resistência inicial);
Apresentar alta resistência inicial – se torna duro e resistente em muito menos
tempo do que outros tipos. Em um dia, pode atingir uma resistência de 26 MPa.
• CP RS (Cimento Portland resistente a sulfatos);
Utilizando em ambientes sujeitos ao ataque de sulfatos tais como esgotos, mares
e industrias, ele é mais indicado para obras de porte elevado.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
• CP BC (Cimento Portland de baixo calor de 
hidratação);
Resistente às grandes temperaturas, evita o
surgimento de fissuras e aumenta a durabilidade
da estrutura.
ADIÇÕES FINAIS E 
MOAGEM 
• CPB (Cimento Portland branco)
Sua característica mais marcante é, de fato, sua cor. É mais utilizado 
como rejunte.
FABRICAÇÃO CIMENTO PORTLAND
Por fim, o Cimento Portland resultante da
moagem do clínquer é transportado de
forma mecânica e pneumaticamente para
os silos de cimento a granel, onde então é
estocado. A partir daí são realizados ensaios
de qualidade do cimento e então enviado
para ensacamento, que normalmente
ocorre em sistema automatizado para sacos
de 50 kg.
ENSACAMENTO 
Obrigado!
OBRIGADA!