CONCRETO COM ADIÇÃO DE ALUMINATO DE ESTRÔNCIO PARA OBTER A CARACTERÍSTICA DE FOSFORESCÊNCIA

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UNIVERSIDADE PAULISTA “MARQUÊS DE SÃO VICENTE” 
CURSO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL 
GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO 
 
 
 
 
ALICE DOS SANTOS SILVA 
EDUARDO SILVA 
EMANUELA MIKAELA PINHO DA SILVA 
JULIANA DE SOUZA MENDES 
LAÍS GONÇALVES RODRIGUES 
WILTON CARLOS ARAUJO 
 
 
 
 
CONCRETO COM ADIÇÃO DE ALUMINATO DE ESTRÔNCIO PARA OBTER A 
CARACTERÍSTICA DE FOSFORESCÊNCIA 
 
 
 
 
São Paulo 
2019 
 
 
ALICE DOS SANTOS SILVA RA: C5332A0 Turma: EC0P13 
EDUARDO SILVA RA: C520012 Turma: EC0P13 
EMANUELA MIKAELA PINHO DA SILVA RA: C54JDB7 Turma: EC0P13 
JULIANA DE SOUZA MENDES RA: C541FD3 Turma: EC0Q13 
LAÍS GONÇALVES RODRIGUES RA: C50BFC7 Turma: EC0Q13 
WILTON CARLOS ARAUJO RA: C5332D5 Turma: EC0Q13 
 
 
 
 CONCRETO COM ADIÇÃO DE ALUMINATO DE ESTRÔNCIO PARA OBTER 
A CARACTERÍSTICA DE FOSFORESCÊNCIA 
 
 
 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso para 
obtenção do título de Graduação em 
Engenharia Civil apresentado na 
Universidade Paulista - Campus Marquês, 
sob orientação do Professor Márcio 
Bartholomei. 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2019 
 
 
 
 
SILVA, Alice dos Santos; SILVA, Eduardo; DA SILVA, Emanuela Mikaela 
Pinho; MENDES, Juliana de Souza; RODRIGUES, Laís Gonçalves; ARAUJO, 
Wilton Carlos. Engenharia Civil: Trabalho de Conclusão de Curso, São Paulo, 
2019. 
Atividade Prática Supervisionada – Universidade Paulista “Marquês de São 
Vicente”, São Paulo, 2019. 
Orientadores: Márcio Bartholomei. 
 
1- Concreto Fosforescente 
1.1 Concreto 
1.2 Aluminato de Estrôncio 
1.2.1 Fosforescência 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
ALICE DOS SANTOS SILVA RA: C5332A0 Turma: EC0P13 
EDUARDO SILVA RA: C520012 Turma: EC0P13 
EMANUELA MIKAELA PINHO DA SILVA RA: C54JDB7 Turma: EC0P13 
JULIANA DE SOUZA MENDES RA: C541FD3 Turma: EC0Q13 
LAÍS GONÇALVES RODRIGUES RA: C50BFC7 Turma: EC0Q13 
WILTON CARLOS ARAUJO RA: C5332D5 Turma: EC0Q13 
 
 CONCRETO COM ADIÇÃO DE ALUMINATO DE ESTRÔNCIO PARA OBTER 
A CARACTERISTICA DE FOSFORESCÊNCIA 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso para 
obtenção do título de Graduação em 
Engenharia Civil apresentado na 
Universidade Paulista - Campus Marquês, 
sob orientação do Professor Márcio 
Bartholomei. 
 
 
Aprovado em: 
BANCA EXAMINADORA 
 
____________________________________/___/____ 
Profº Márcio Bartholomei 
Universidade Paulista – UNIP 
 
____________________________________/___/____ 
Profº Leonardo Ermesto 
Universidade Paulista – UNIP 
 
____________________________________/___/____ 
Profº 
Universidade Paulista – UNIP 
____________________________________/___/____ 
Profº 
 Universidade Paulista – UNIP 
____________________________________/___/____ 
Profº 
 Universidade Paulista – UNIP 
 
 
DEDICATÓRIA 
Dedicamos este trabalho acadêmico a todos que acreditaram e nos impulsionaram a 
finalizar este projeto. 
Aos nossos familiares que nos apoiaram para que o mesmo fosse concluído com 
sucesso, e aos mestres pela paciência e dedicação em nos guiar para o caminho correto ao 
longo dessa jornada. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Agradecemos primeiramente a Deus por ser a base das nossas conquistas; 
Aos nossos pais e amigos, que estiveram presentes durante essa etapa repleta de 
desafios e desavenças, e incentivaram para que chegássemos a conclusão de mais um 
objetivo; 
Ao nosso orientador Márcio Bartholomei, pelos ensinamentos e orientações para 
que alcançássemos os resultados do desafio proposto neste trabalho acadêmico e aos 
demais professores e mestres que nos prestaram suporte durante toda a graduação; 
Ao técnico do laboratório Joaquim Feitosa, pela paciência e atenção em nos auxiliar 
durante a execução dos testes granulométricos e realização do traço do concreto; 
Especialmente ao senhor Celso Sernaglia, pelo auxilio na realização do teste de 
compressão, e ao senhor Atílio Valentim, da Luminstant, por nos disponibilizar a 
substância em pó fosforescente utilizada neste projeto; 
Todos foram de suma importância para que conseguíssemos alcançar os objetivos 
dispostos no decorrer deste trabalho, por esse motivo estarão eternizados na dissertação 
deste projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta o estudo com relação a adição do elemento Aluminato de 
Estrôncio dopado de Európio e co-dopado de Disprósio para a obtenção de características 
fosforescente no concreto. Os principais objetivos desse trabalho são: analisar se a adição 
do componente não afeta a resistência do concreto e se a luminescência do mesmo atende a 
norma do corpo de bombeiros com relação a sinalização noturna. 
 
Palavra-chave: Concreto, Aluminato de Estrôncio, Fosforescência. 
 
 
 
ABSTRACT 
This work presents the study with respect to the addition of the element of strontium 
Dopontium aluminate of Europium and Co of Dysprosio to obtain phosphorescent 
characteristics in the concrete. The main objectives of this work are: to analyze whether the 
addition of the componente does not affect the strength of the concrete and whether the 
luminescence of it meets the standard of the fire brigade in relation to night signs. 
 
Keywords: Concrete, Strontium Aluminate, Phosphorescence. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1 – Figura da tabela de teores dos componentes do Cimento Portland Branco ............ 38 
Figura 2 – Figura da tabela de exigências químicas ................................................................. 38 
Figura 3 – Figura da tabela de exigências físicas e mecânicas ................................................. 38 
Figura 4 – Figura da tabela das classes de resistência do Cimento Portland Estrutural ........... 39 
Figura 5 – Figura da tabela de classificação da agressividade ambiental ................................. 49 
Figura 6 – Figura da tabela da massa mínima por amostra de ensaio ...................................... 52 
Figura 7 – Diagrama de Jablonski - 1935 ................................................................................. 60 
Figura 8 – Diagrama de Jablonski modificado ......................................................................... 61 
Figura 9 – Processo de absorção, fluorescência e fosforescência ............................................ 63 
Figura 10 – Pó de aluminato de estrôncio ................................................................................ 66 
Figura 11 – Pó de aluminato de estrôncio com características fosforescentes ......................... 66 
Figura 12 – Cimento branco ..................................................................................................... 66 
Figura 13 – Adição de pigmento ao cimento branco ................................................................ 66 
Figura 14 – Mistura homogênea ............................................................................................... 67 
Figura 15 – Mistura úmida ....................................................................................................... 67 
Figura 16 – Mistura seca ........................................................................................................... 67 
Figura 17 – Pasta fosforescente ................................................................................................ 68 
Figura 18 – Dosagem de pasta .................................................................................................. 69 
Figura 19 – Mistura de pasta ao cimento branco ...................................................................... 69 
Figura 20 – Pesagem do cimento branco .................................................................................. 70 
Figura 21 – Pesagem do pigmento em pó (10%) ......................................................................71 
Figura 22 – Fosforescência do pigmento a 10% ....................................................................... 71 
Figura 23 – Pesagem do pigmento em pó (20%) ...................................................................... 71 
Figura 24 – Fosforescência do pigmento a 20% ....................................................................... 71 
Figura 25 – Pesagem do pigmento em pó (30%) ...................................................................... 72 
Figura 26 – Fosforescência do pigmento a 30% ....................................................................... 72 
 
 
Figura 27 – Pesagem do pigmento em pó (40%) ...................................................................... 72 
Figura 28 – Fosforescência do pigmento a 40% ....................................................................... 72 
Figura 29 – Pesagem do pigmento em pó (50%) ...................................................................... 73 
Figura 30 – Fosforescência do pigmento a 50% ....................................................................... 73 
Figura 31 – Comparação de luminescência das amostras ........................................................ 73 
Figura 32 – Pesagem da areia ................................................................................................... 75 
Figura 33 – Pesagem da areia seca ........................................................................................... 75 
Figura 34 – Pesagem de peneiras .............................................................................................. 76 
Figura 35 – Areia no agitador ................................................................................................... 76 
Figura 36 – Figura da tabela 2 da NBR 7211:2005 .................................................................. 78 
Figura 37 – Recipiente quadrado .............................................................................................. 81 
Figura 38 – Recipiente cheio de areia ....................................................................................... 81 
Figura 39 – Frasco de chapman com 200 ml de água ............................................................... 82 
Figura 40 – Frasco de chapman com 200 ml de água e areia ................................................... 83 
Figura 41 – Peneiras para teste de granulometria de brita ........................................................ 86 
Figura 42 – Agitador mecânico ................................................................................................ 86 
Figura 43 – Figura da tabela 6 da NBR 7211:2005 .................................................................. 88 
Figura 44 – Figura da tabela 2 de Oliveira (2007, pag. 04) ...................................................... 91 
Figura 45 – Recipiente vazio .................................................................................................... 91 
Figura 46 – Recipiente cheio .................................................................................................... 91 
Figura 47 – Determinando a massa específica da brita ............................................................ 92 
Figura 48 – Especificações técnicas do fabricante ................................................................... 94 
Figura 49 – Especificações técnicas do fabricante ................................................................... 94 
Figura 50 – Condições de preparo do concreto segundo a norma ............................................ 96 
Figura 51 – Figura da tabela 6 da norma referente ao desvio padrão ....................................... 96 
Figura 52 – Figura de ábaco de curva de Abrams do cimento ................................................. 97 
Figura 53 –Decantação do pigmento no escuro ...................................................................... 102 
 
 
Figura 54 –Pigmento misturado com a água .......................................................................... 102 
Figura 55 –Decantação do pigmento na claridade .................................................................. 102 
Figura 56 – Pesagem da areia ................................................................................................. 105 
Figura 57 – Pesagem do cimento ............................................................................................ 105 
Figura 58 – Pesagem do pó de aluminato de estrôncio .......................................................... 105 
Figura 59 – Pesagem de brita .................................................................................................. 105 
Figura 60 – Materiais em betoneira. ....................................................................................... 105 
Figura 61 – Primeiro teste de slump ....................................................................................... 106 
Figura 62 – Segundo teste de slump ....................................................................................... 107 
Figura 63 – Corpos de prova preenchidos .............................................................................. 107 
 Figura 64 – Corpos de prova imersos em água ...................................................................... 108 
Figura 65 – Fôrmas para moldagem dos corpos de prova ...................................................... 109 
Figura 66 – Corpos de prova moldados .................................................................................. 110 
Figura 67 – Armazenamento dos corpos de prova ................................................................. 110 
Figura 68 – Máquina de compressão dos corpos de prova ..................................................... 111 
Figura 69 – CP1 Convencional – 3 dias. ................................................................................ 112 
Figura 70 – CP2 Convencional – 3 dias ................................................................................. 112 
Figura 71 – CP3 Convencional – 3 dias ................................................................................. 112 
Figura 72 – CP3 Fosforescente – 3 dias ................................................................................. 112 
Figura 73 – CP1 Convencional – 7 dias. ................................................................................ 112 
Figura 74 – CP2 Convencional – 7 dias ................................................................................. 112 
Figura 75 – CP3 Convencional – 7 dias ................................................................................. 112 
Figura 76 – CP1 Fosforescente – 7 dias ................................................................................. 113 
Figura 77 – CP2 Fosforescente – 7 dias ................................................................................. 113 
Figura 78 – CP1 Convencional – 28 dias. .............................................................................. 113 
Figura 79 – CP2 Convencional – 28 dias ............................................................................... 113 
Figura 80 – CP3 Convencional – 28 dias ............................................................................... 113 
 
 
Figura 81 – CP1 Fosforescente – 28 dias ............................................................................... 113 
Figura 82 – CP2 Fosforescente – 28 dias ............................................................................... 113 
Figura 83 – CP3 Fosforescente – 28 dias ............................................................................... 113 
Figura 84 – Figura de gráfico dos estados de luminescência ................................................. 116 
Figura 85 – Figura de tabela de tempo de atenuação .............................................................. 116 
Figura 86 – Figura de gráfico com estimativa de atenuação ..................................................117 
Figura 87 – Preço de referência para a execução do concreto ................................................ 118 
Figura 88 – Teste com tinta fosforencente ............................................................................. 119 
Figura 89 – Teste com a pasta fosforescente .......................................................................... 120 
Figura 90 – Exsudação da pasta fosforescente ....................................................................... 120 
Figura 91 – Teste com o pigmento em pó .............................................................................. 121 
Figura 92 – Produtos Luminstant ........................................................................................... 121 
Figura 93 – Luminância das amostras .................................................................................... 122 
Figura 94 – Amostra de concreto fosforescente ..................................................................... 122 
Figura 95 – Amostra exposta por 5 min ................................................................................. 123 
Figura 96 – Amostra exposta por 10 min ............................................................................... 123 
Figura 97 – Figura de tabela de período de atenuação do brilho da amostra ......................... 123 
Figura 98 – Figura da tabela de luminescência do corpo de prova em função do tempo ....... 124 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 – Custos da realização do protótipo a base de pó fosforescente. ............................... 67 
Tabela 2 – Custos da realização do protótipo a base de tintas fosforescente. .......................... 68 
Tabela 3 – Custos da realização do protótipo a base de pasta fosforescente. ........................... 69 
Tabela 4 – Peneiras utilizadas em teste de agregado miúdo. .................................................... 74 
Tabela 5 – Primeira determinação de granulometria. ............................................................... 77 
Tabela 6 – Segunda determinação de granulometria ................................................................ 77 
Tabela 7 – Tabela granulométrica da areia completa. .............................................................. 78 
Tabela 8 – Tabela da areia para curva de granulométrica ........................................................ 79 
Tabela 9 – Tabela granulométrica para módulo de finura. ....................................................... 80 
Tabela 10 – Classificação da areia. ........................................................................................... 81 
Tabela 11 – Classificação das peneiras. ................................................................................... 85 
Tabela 12 – Peso retido em determinação de M1. .................................................................... 87 
Tabela 13– Peso retido em determinação de M2. ..................................................................... 87 
Tabela 14 – Tabela de granulometria da brita completa ........................................................... 88 
Tabela 15 – Tabela da brita para curva granulométrica. .......................................................... 89 
Tabela 16 – Tabela de % retida da brita. .................................................................................. 90 
Tabela 17 – Abatimento X Tolerância ...................................................................................... 95 
Tabela 18 –Cópia da tabela de Ambrozewicz (2012, p. 165) ................................................... 98 
Tabela 19 – Cópia da tabela de Ambrozewicz (2012, p. 166) .................................................. 99 
Tabela 20 – Resultados parciais do traço. .............................................................................. 101 
Tabela 21 – Quantificação dos materiais. ............................................................................... 102 
Tabela 22 – Concreto com pigmento (3 cilindros). ................................................................ 104 
Tabela 23 – Concreto sem pigmento (9 cilindros). ................................................................. 104 
Tabela 24 – Concreto com pigmento (4 cilindros). ................................................................ 108 
Tabela 25 – Custo para a execução de 1m³ de concreto fosforescente. .................................. 117 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
Gráfico 1 – Curva granulométrica do agregado miúdo. ........................................................... 79 
Gráfico 2 – Curva granulométrica do agregado graúdo. .......................................................... 89 
Gráfico 3 – Resistência a compressão dos corpos de prova sem pigmento. ........................... 114 
Gráfico 4 – Resistência a compressão dos corpos de prova com pigmento. .......................... 114 
Gráfico 5 – Resistência média a compressão dos corpos de prova. ....................................... 115 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
ABCP Associação Brasileira do Cimento Portland 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ACBM Center for Advanced Cement-Based Materials 
ASTM American Society for Testing and Materials 
DIN Instituto Alemão para Normalização 
CP Cimento Portland 
CP I Cimento Portland Comum 
CP II Cimento Portland Composto 
CP II Cimento Portland de Alto Forno 
CP IV Cimento Portland Pozolânico 
CP V-ARI Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte 
NBR Norma Brasileira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE NORMAS 
NBR NM 67:1998 – Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco do Cone 
 
ABNT NBR 5.732:1991 – Cimento Portland Comum 
 
ABNT NBR 5.733:1991 – Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
 
ABNT NBR 5.734:1989 – Peneiras para Ensaio com Telas de Tecido Metálico 
 
ABNT NBR 5.739:2007 – Concreto – Ensaio de Compressão de Corpos de Prova 
Cilíndricos 
 
ABNT NBR 6.118:2010 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento 
 
 
ABNT NBR 7.211:2005 – Agregados para Concreto – Especificação 
 
ABNT NBR 7.215:1996 – Cimento Portland – Determinação da Resistência à Compressão 
 
ABNT NBR 7.217:1987 – Agregados – Determinação da composição granulométrica 
 
ABNT NBR 7.222:2011 – Concreto e Argamassa- Determinação da Resistência à Tração 
por Compressão Diametral de Corpos de Prova Cilíndricos 
 
ABNT NBR NM-ISO 7.500-1:2016 - Materiais metálicos - Calibração e verificação de 
máquinas de ensaio estático uniaxial – Parte 1: Máquinas de ensaio de tração/ compressão - 
Calibração e verificação do sistema de medição da força 
 
ABNT NBR 9.776:1987 – Agregados – Determinação da Massa Específica de agregados 
miúdos por meio do frasco Chapman – Método de Ensaio 
 
ABNT NBR 11.581:1991 – Cimento Portland – Determinação do Tempo de Pega 
 
ABNT NBR 12.142:2010 – Concreto – Determinação da Resistência a Tração na Flexão 
em Corpos de Prova 
 
ABNT NBR 12.655:2006 – Concreto de cimento Portland: Preparo, controle, recebimento 
e aceitação 
 
ABNT NBR 12.989:1993 – Cimento Portland Branco 
 
ABNT NBR 12.990:1993 – Cimento Portland - Determinação da Brancura 
 
ABNT NBR 13.116:1994 – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação 
 
ABNT NBR 13.434-5:2005 – Sinalização de Segurança Contra Incêndio e Pânico 
 
DIN 67.510-1:2002 – Fotoluminescência 
 
 
 
 
LISTA DE FÓRMULAS E EQUAÇÕES 
1: 𝑎 ∶ 𝑏 ∶ 
𝑎
𝑐
 (1) 
1
𝛾𝑐
∶ 
𝑎𝑟
𝛾𝑎𝑟
∶ 
𝑏𝑟
𝛾𝑏𝑟
∶ 
𝑎
𝑐
 (2) 
1 ∶ 
𝑎𝑟
𝛾𝑎𝑟
∶ 
𝑏𝑟
𝛾𝑏𝑟
∶ 
𝑎
𝑐
 (3) 
𝑓𝑐𝑡,𝑚 = 0,3 . 𝑓𝑐𝑘 .
2
3
 (4) 
𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑖𝑛𝑓 = 0,7 . 𝑓𝑐𝑡,𝑚 (5) 
𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑠𝑢𝑝 = 1,3 . 𝑓𝑐𝑡,𝑚 (6) 
𝐸𝑐𝑖 = 5600 . 𝑓𝑐𝑘
1
2 (7) 
𝐸𝑐𝑠 = 0,85 . 𝐸𝑐𝑖 (8) 
𝐸𝑄𝑈𝐴ÇÃ𝑂 = 𝐴 + 𝐵 . 𝐴𝐵∗ . 𝐴𝐵 + ℎ𝑣 (9) 
𝑀𝐹 = 
Σ
100
 (10) 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑎 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑅𝑒𝑎𝑙
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
 (11)γ =
500
𝐿 − 200
 (12) 
ℎ =
𝑀𝑚𝑜𝑙ℎ𝑎𝑑𝑎− 𝑀𝑠𝑒𝑐𝑎
𝑀𝑠𝑒𝑐𝑎
 𝑋 100 (13) 
𝐶𝑉 = 1 −
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎
 (14) 
𝐹𝑐𝑗 = 𝐹𝑐𝑘 + 1,65 𝑋 𝑆𝐷 (15) 
𝐶 = 
𝐶𝐴
𝑎
𝑐
 (16) 
 
 
𝐶𝐵 = 𝑉𝐶 𝑋 𝑀𝐶 (17) 
𝑉𝑚 = 1 −
𝑐
γ𝑐 
+ 
𝐶𝑏
γ𝑏
+ 
𝐶𝑎
γ𝑎
 (18) 
𝐶𝑚 = 𝛾𝑚 X 𝑉𝑚 (19) 
𝑇𝑟𝑎ç𝑜 =
𝐶𝑐
𝐶𝑐
∶ 
𝐶𝑚
𝐶𝑐
∶ 
𝐶𝑏
𝐶𝑐
∶ 
𝐶𝑎
𝐶𝑐
 (20) 
𝐶𝑝 = 𝐶𝑚 X 
50
100
 (21) 
𝑉 = ℎ ∗ 𝜋 ∗ 𝑟2 (22) 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................ 26 
1.1 Justificativa ................................................................................................................ 27 
1.2 Objetivo Geral ........................................................................................................... 28 
1.3 Objetivo Específico.................................................................................................... 29 
1.4 Aspectos Metodológicos da Pesquisa ....................................................................... 30 
 
2 CIMENTO FOSFORESCENTE .................................................................................... 31 
2.1 Como surgiu o cimento fosforescente ...................................................................... 31 
 
3 CIMENTO ........................................................................................................................ 32 
3.1 Cimento Portland ...................................................................................................... 32 
3.2 Fabricação .................................................................................................................. 32 
3.3 Propriedades .............................................................................................................. 33 
3.3.1 Finura ............................................................................................................... 33 
3.3.2 Densidade ........................................................................................................ 33 
3.3.3 Tempo de pega ................................................................................................. 34 
3.3.4 Resistência ....................................................................................................... 34 
3.4 Tipos de cimento ........................................................................................................ 34 
3.4.1 Cimento Portland comum ................................................................................ 34 
3.4.2 Cimento Portland composto ............................................................................ 34 
3.4.3 Cimento Portland de Alto Forno ...................................................................... 35 
3.4.4 Cimento Pozolânico ......................................................................................... 35 
3.4.5 Cimento Portland de Alta Resistância Inicial .................................................. 35 
3.5 Cimentos especiais ..................................................................................................... 36 
 
 
3.5.1 Cimentos aluminosos ....................................................................................... 36 
3.5.2 Cimento Portland de baixo calor de hidratação ............................................... 36 
3.5.3 Cimento para Poços Petrolíferos ..................................................................... 36 
3.5.4 Cimento Portland Branco ................................................................................ 36 
3.5.4.1 Clínquer Portland branco .................................................................. 37 
3.5.4.2 Classes de resistências ....................................................................... 37 
3.5.4.3 Exigências físico e mecânicas ............................................................ 38 
3.5.4.4 Brancura ............................................................................................. 38 
 
4 CONCRETO .................................................................................................................... 40 
4.1 Origem do concreto ................................................................................................... 40 
4.2 Concreto comum ....................................................................................................... 40 
4.2.1 Fatores que influem na qualidade do concreto ................................................ 41 
4.2.2 Manipulação adequada .................................................................................... 41 
4.2.3 Consistência do concreto fresco ...................................................................... 41 
4.2.4 Trabalhabilidade .............................................................................................. 42 
4.2.5 Massa específica .............................................................................................. 42 
4.2.6 Resistência mecânica ....................................................................................... 42 
4.2.7 Durabilidade .................................................................................................... 42 
4.2.7.1 Fator de água/cimento........................................................................ 43 
4.2.8 Cura do Concreto ............................................................................................. 43 
4.2.9 Retração ........................................................................................................... 43 
4.2.10 Deformação .................................................................................................... 43 
4.2.11 Influência da temperatura .............................................................................. 43 
4.2.12 Traço do concreto .......................................................................................... 44 
4.2.12.1 Traço em massa ................................................................................ 44 
 
 
4.2.12.2 Traço em volume .............................................................................. 44 
4.2.12.3 Traço em volume com o cimento em massa ..................................... 44 
4.2.13 Tipos de concreto ........................................................................................... 45 
4.2.13.1 Concreto de alto desempenho........................................................... 45 
4.2.13.2 Concreto bombeado .......................................................................... 45 
4.2.13.3 Concreto de pavimento rígido .......................................................... 45 
4.2.13.4 Concreto pesado ............................................................................... 45 
4.2.13.5 Concreto projetado ........................................................................... 46 
4.2.13.6 Concreto leve .................................................................................... 46 
4.2.13.7 Concreto fluído ................................................................................. 46 
4.2.13.8 Concreto armado .............................................................................. 46 
 
5 NORMAS TÉCNICAS DO CONCRETO(Concreto) .................................................. 47 
5.1 Definições do concreto estrutural ............................................................................ 47 
5.2 Definições dos estados limites ................................................................................... 47 
5.3 Requisitos gerais de qualidade estrutural e avaliação da conformidade do 
projeto .............................................................................................................................. 48 
5.4 Caracterização do Concreto ....................................................................................49 
5.4.1 Massa específica .............................................................................................. 49 
5.4.2 Resistência à compressão ................................................................................ 50 
5.4.3 Resistência à tração .......................................................................................... 50 
5.4.4 Módulo de elasticidade .................................................................................... 50 
5.4.5 Segregação ....................................................................................................... 51 
5.4.6 Abrasão ............................................................................................................ 51 
5.4.7 Granulometria .................................................................................................. 51 
5.4.7.1 Ensaio ................................................................................................. 52 
 
 
 
6 LUMINESCÊNCIA ......................................................................................................... 54 
6.1 Definição de luz ......................................................................................................... 54 
6.2 Tipos de luminescência ............................................................................................. 54 
 
7 FOTOLUMINESCÊNCIA ............................................................................................. 57 
7.1 Fluorescência ............................................................................................................. 57 
7.2 Fosforescência ............................................................................................................ 57 
7.2.1 Definição .......................................................................................................... 57 
7.2.2 História da fosforescência ................................................................................ 58 
7.3 Reações de fosforescência e fluorescência ............................................................... 60 
 
8 ALUMINATO DE ESTRÔNCIO .................................................................................. 64 
 
9 DESENVOLVIMENTO EMPÍRICO ............................................................................ 66 
9.1 Aplicação com cimento branco ................................................................................ 66 
9.1.1 Pigmento em pó de aluminato de estrôncio ..................................................... 67 
9.1.1.1 Custo ................................................................................................... 67 
9.1.2 Tinta fosforescente ........................................................................................... 68 
11.1.2.1 Custo ................................................................................................. 68 
9.1.3 Pasta Fosforescente .......................................................................................... 68 
9.1.3.1 Custo ................................................................................................... 69 
 
10 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................... 70 
 
 
10.1 Determinando a dosagem do pigmento em pó em relação ao cimento............... 70 
10.1.1 Dosagem a 10% ............................................................................................. 70 
10.1.2 Dosagem a 20% ............................................................................................. 71 
10.1.3 Dosagem a 30% ............................................................................................. 71 
10.1.4 Dosagem a 40% ............................................................................................. 72 
10.1.5 Dosagem a 50% ............................................................................................. 72 
10.1.6 Resolução ....................................................................................................... 73 
10.2 Elaboração do teste de granulometria dos agregados ......................................... 73 
10.2.1 Teste de granulometria dos agregados miúdos .............................................. 73 
10.2.1.1 Comparação granulométrica ........................................................... 77 
10.2.1.2 Curva granulométrica ...................................................................... 78 
10.2.1.3 Determinação da dimensão máxima característica ......................... 80 
10.2.1.4 Determinação do módulo de finura .................................................. 80 
10.2.1.5 Determinação da massa unitária ..................................................... 81 
10.2.1.6 Determinação da massa específica .................................................. 82 
10.2.1.7 Determinação do teor de umidade ................................................... 84 
10.2.1.8 Determinação do coeficiente de vazios (CV) ................................... 84 
10.2.2 Teste de granulometria dos agregados graúdos ............................................. 85 
10.2.1.1 Curva granulométrica ...................................................................... 88 
10.2.1.2 Determinação da dimensão máxima característica ......................... 90 
10.2.1.3 Determinação do módulo de finura .................................................. 90 
10.2.1.4 Determinação da massa unitária ..................................................... 91 
10.2.1.5 Determinação da massa específica .................................................. 92 
10.2.1.6 Determinação do coeficiente de vazios (CV) ................................... 93 
10.3 Determinando o traço do concreto ........................................................................ 94 
10.3.1 Características do cimento ............................................................................. 94 
 
 
10.3.2 Características da areia .................................................................................. 94 
10.3.3 Características da brita ................................................................................... 95 
10.3.4 Características do concreto ............................................................................ 95 
10.3.5 Abatimento .................................................................................................... 95 
10.3.6 Definição do Sd (desvio padrão) ................................................................... 95 
10.3.7 Cálculo do traço ............................................................................................. 96 
10.3.7.1 Definição do Fcj ............................................................................... 96 
10.3.7.2 Definição do fator água e cimento ................................................... 97 
10.3.7.3 Definição do consumo de água ........................................................ 98 
10.3.7.4 Definição do consumo de cimento .................................................... 98 
10.3.7.5 Definição do consumo do agregado graúdo .................................... 99 
10.3.7.6 Definição do consumo do agregado miúdo .................................... 100 
10.3.7.7 Resultados do traço ........................................................................ 101 
10.3.8 Execução do traço ........................................................................................ 103 
10.3.9 Moldando os corpos de prova ...................................................................... 107 
10.4 Determinando a resistência à compressão .......................................................... 109 
10.4.1 Teste de resistência a compressão ............................................................... 111 
10.4.1.1 Rompimento com 3 dias do concreto convencional ....................... 112 
10.4.1.2 Rompimento com 3 dias do concreto fosforescente........................112 
10.4.1.3 Rompimento com 7 dias do concreto convencional ...................... 112 
10.4.1.4 Rompimento com 7 dias do concreto fosforescente ....................... 113 
10.4.1.5 Rompimento com 28 dias do concreto convencional .................... 113 
10.4.1.6 Rompimento com 28 dias do concreto fosforescente .................... 113 
10.4.2 Resultado do teste de compressão ............................................................... 114 
10.5 Determinando a capacidade de fotoluminescência ............................................ 115 
10.5.1 Execução do teste ........................................................................................ 115 
10.6 Custo da utilização do concreto fosforescente .................................................... 117 
 
 
11 DISCUSSÃO DE RESULTADOS ............................................................................. 119 
 
12 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 126 
 
REFERÊNCIAIS .............................................................................................................. 127 
 
ANEXO 1 ........................................................................................................................... 130 
 
ANEXO 2 ........................................................................................................................... 132 
 
ANEXO 3 ........................................................................................................................... 134 
 
ANEXO 4 ........................................................................................................................... 136 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
1 INTRODUÇÃO 
O cimento fosforescente foi desenvolvido pelo professor e doutor em ciências José 
Carlos Rubio da Universidade Michoacana de São Nicolau de Hidalgo, até o momento da 
exposição de tal pesquisa foram necessários nove anos de estudo para comprovar sua 
eficácia, e até o momento da publicação deste material acadêmico de conclusão de curso, a 
empresa que adquiriu seus direitos de comercialização, segue realizando testes para 
melhorar o desempenho do material. 
As propriedades fosforescentes consistem de materiais que se alimentam de luz 
solar e, na ausência de luminosidade, irradiam luz própria. Partindo da pesquisa 
desenvolvida pelo professor, surgiu a ideia do grupo acadêmico de produzir um concreto 
com as mesmas características de luminosidade mencionadas. 
SANTOS (2016), diz que: “O concreto é composto de um material fosforescente 
capaz de opor-se à ação da radiação ultravioleta sem sofrer prematura deterioração, sendo 
assim, mantendo o seu desempenho mecânico por um período parecido ao do concreto 
convencional. 
Para que haja a aderência da característica de fosforescência no concreto 
desenvolvido pelo grupo acadêmico, será realizada a substituição do cimento Portland por 
cimento Portland Branco. Na combinação de agregados e aglomerantes para a formação do 
concreto, será substituído 50% da areia por aluminato de estrôncio, que com a absorção 
seletiva da radiação, os átomos entrarão em estado de excitação a partir do qual a energia 
restante é irradiada iniciando o processo de fosforescência. 
 
 
 
27 
 
1.1 Justificativa 
O concreto fosforescente permite uma ampla aplicabilidade em ambientes 
desfavorecidos de luz. Como em meios-fios de estradas e rodovias, sinalizações e até 
mesmo em projetos arquitetônicos. 
Nesse processo eliminamos a necessidade de utilização de tintas, que necessitam de 
reparos constantes, reduzindo custos de manutenção. 
No Brasil há muitas regiões com deficiência de iluminação, onde o concreto 
fosforescente, se aplicado, supriria essa deficiência, consequentemente aumentando a 
segurança de tais vias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
1.2 Objetivo Geral 
Verificar a utilização de aluminato de estrôncio para o ganho de propriedades de 
fosforescência no concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
1.3 Objetivos Específicos 
Realizar a análise química de diferentes possibilidades de composição do material, e 
atestar a resistência mediante ensaios laboratoriais. 
Realizar testes para a identificação da eficiência luminosa do concreto fosforescente 
desenvolvido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
1.4 Aspectos Metodológicos da Pesquisa 
Esse trabalho foi realizado a partir de revisão bibliográfica de livros de bibliotecas 
pública, particulares e da instituição de ensino UNIP, artigos, e endereços eletrônicos que 
tiveram suas datas de publicação de 1972 a 2018, além de consultas as normas 
técnicas NBR’s (Normas Brasileiras), ao DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura e 
Transporte) e a ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), buscando aprofundar 
os conhecimentos em especificações dos materiais utilizados, concreto e cimento, para a 
conclusão do projeto. 
Serão realizados testes de resistência junto a empresas técnicas regularizadas, com o 
intuito de comprovar a eficácia dos materiais, além de verificar se o aditivo luminescente 
não afetará a resistência do concreto final. Encontrando assim o traço do concreto mais 
eficaz e resistente para o objetivo citado. 
 
 
 
31 
 
2 CIMENTO FOSFORESCENTE 
2.1 Como surgiu o cimento fosforescente 
Segundo SANTOS (2016), o cimento fosforescente foi desenvolvido por 
pesquisadores do departamento de engenharia civil da Universidade Michoacana de San 
Nicolás de Hidalgo (UMSNH), no México. O material funciona como uma bateria: durante 
o dia, absorve a energia solar; e à noite, emite luz. Para chegar ao resultado das 
propriedades luminescentes, a equipe da UMSNH agregou elementos de sílica, resíduos 
industriais e hidróxido de sódio e potássio ao cimento branco. 
Os elementos alteraram a microestrutura do material, reduzindo a opacidade 
inerente ao cimento. Quando usado para a produção de concreto, o produto preserva suas 
propriedades e pode ser empregado na iluminação sustentável de edifícios, na sinalização 
de ciclovias e mobiliários urbanos, além de servir como efeito decorativo em ambientes 
internos e externos (SANTOS, 2016). 
32 
 
3 CIMENTO 
3.1 Cimento Portland 
De acordo com AMBROZEWICZ (2012, p.76) o cimento Portland é uma 
denominação técnica do material conhecido como cimento na construção civil. O mesmo 
foi criado e patenteado em 1824 por Joseph Aspdin, um construtor inglês, na época era 
convencional a construção com uma pedra de cor acinzentada originaria da ilha de 
Portland, encontrada no Sul do País da Inglaterra. Como a invenção de Aspdin era 
semelhante com a pedra Portland na cor e na dureza foi patenteado com o nome de Cimento 
Portland. O material tem propriedades aglutinantes, sendo um pó fino que endurece com a 
ação da água, portanto um aglomerante hidráulico, que quando endurecido não se 
decompõe mais, mesmo sob a ação da água. 
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 25 mm de diâmetro de um material sintetizado, produzido 
quando uma mistura de matérias primas (farinha) de composição pré-determinada é 
aquecida a altas temperaturas” (AMBROZEWICZ, 2012, p.76). 
 
3.2 Fabricação 
Perante BAUER (2000, p.35) os principais constituintes do cimento Portland são a 
cal (CaO), a sílica (SiO²), a alumina ou mais conhecida como óxido de alumínio (Al²O³), o 
oxido de ferro (Fe²O³), certa proporção de magnésia (MgO) e uma porcentagem pequena de 
anidrido sulfúrico (SO³), que é adicionado depois da calcinação que retarda o tempo da 
pega do produto. A cal, sílica, alumina e oxido de ferro,constituem cerca de 95% a 96% do 
total de análise. Porém existem outros constituintes de menor importância como óxido de 
sódio (Na²O), óxido de potássio (k²O), óxido de titânio (TiO²). A mistura dessa matéria 
prima em proporções convenientes, finamente pulverizada e homogeneizada, é submetida à 
ação do calor no forno produtor de cimento, a temperatura de fusão incipiente, que resulta 
na obtenção do clínquer. Nesse processo acontecem combinações químicas, essa análise 
resulta na determinação das proporções de óxidos inicialmente mencionadas. As 
propriedades do cimento estão diretamente relacionadas com as proporções dos silicatos e 
aluminatos, essa operação caracteriza a determinação da composição do potencial do 
cimento. Para os cálculos emprega-se o método de Bogue. 
33 
 
Neste método, o cálculo parte da proporção total da cal, deduzindo-se, a princípio, 
as parcelas necessárias à formação do sulfato de cálcio e a cal livre eventualmente 
encontrada. Determinam-se a seguir as proporções da cal necessária para a formação do 
ferro, aluminato de cálcio, aluminato tricálcico e de silicato bicálcico. O saldo na proporção 
original de oxido de cálcio é a seguir associado a proporção de silicato bicálcico calculada, 
resultando na determinação da proporção atual de silicato tricálcico. A sobra de silicato 
bicálcico constitui o teor desse composto no cimento (BAUER, 2000, p.36). 
 
3.3 Propriedades 
3.3.1 Finura 
Conforme BAUER (2000, p.38) é conhecida como finura a noção relacionada com 
o tamanho do grão do cimento, podendo ser definida de duas maneiras, pelo tamanho 
máximo, estabelecendo proporções especificas em peso do material retido no processo de 
peneiramento em malha de abertura especifica, e pelo valor da superfície específica (a soma 
da superfície dos grãos contidos em uma grama de cimento). A finura é o fator que 
comanda a velocidade da reação de hidratação do cimento, o que interfere na qualidade de 
pastas, argamassas e concretos. 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.81) a finura do cimento influencia diretamente 
com a sua reação, então quanto mais fino for o cimento mais rápido será sua reação e sua 
resistência à compressão, além de diminuir a exsudação e aumentar a impermeabilidade, 
porém como a finura aumenta o calor de hidratação e retração, o concreto se torna mais 
vulnerável a fissuras. Essa verificação é obtida pelos ensaios de recepção dos produtos 
devendo estar dentro das especificações das normas NBR 5.732 e NBR 5.733. 
 
3.3.2 Densidade 
Conforme BAUER (2000, p.38) a densidade do cimento Portland é 3,15g/cm³, 
podendo variar com valores inferiores, utiliza-se esse valor no cálculo de consumo do 
produto em misturas feitas com base nos volumes específicos dos constituintes. Já na pasta 
de cimento a densidade varia com relação ao tempo, aumentando à medida que progride o 
processo de hidratação, conhecido também como retração. 
34 
 
3.3.3 Tempo de Pega 
Perante AMBROZEWICZ (2012, p.81) o tempo de pega é o momento que a pasta 
de cimento adquire certa consistência que a deixa imprópria para uso. O tempo de pega é 
uma importante propriedade para determinar o prazo de aplicação da pasta. Esse tempo 
pode ser controlado através de uma adição de gesso (CaSO4. 2H²O) com moagem do 
cimento, onde se monitora pelo teor de óxido sulfúrico (SO³). Este processo ocorre através 
de um ensaio, conforme a NBR 11.581, conhecido como ensaio de tempo de pega de 
consistência normal do cimento. 
 
3.3.4 Resistência 
BAUER (2000, p.44) nos diz que a resistência do cimento é determinada por corpos 
de prova realizados com argamassa, que definem a ruptura a compressão. A forma do 
corpo de prova e suas dimensões são definidas nas especificações da norma NBR 7.215 e 
5.732, onde a NBR 7.215 descreve o processo a ser feito, e a NBR 5.732 define o tempo e a 
resistência a ser atingida. 
 
3.4 Tipos de cimentos 
Existem diversos tipos de cimento, o que torna necessário conhecer os tipos mais 
utilizados e a indicação de cada CP (Cimento Portland). 
 
3.4.1 Cimento Portland Comum 
O Cimento Portland Comum (CP I) é produzido sem quaisquer adições além do 
gesso, que é utilizado para auxiliar na pega (AMBROZEWICZ, 2012, p.83). 
Segundo a NBR 5732:1991 (p.2), o cimento comum é um aglomerante do tipo 
hidráulico, obtido através da trituração do clínquer, sendo adicionado durante o processo 
determinada quantidade de sulfato de cálcio. 
 
3.4.2 Cimento Portland Composto 
Conforme AMBROZEWICZ (2012, p.83) o Cimento Portland Composto surgiu em 
1991 no mercado brasileiro, depois de obter bons resultados na Europa, também 
denominado (CP II) possui uma composição intermediaria entre o Cimento Portland 
Comum e o Cimento Portland com adição de escória ou pozolana. Atualmente o mesmo 
corresponde aproximadamente 70% da produção industrial brasileira, substituindo o (CP I).
35 
 
Quando agregado a composição do cimento comum materiais pozolânicos, escórias 
de alto-forno e materiais carbonáticos são chamados de cimento composto. (NBR 5732, 
1991, p.2) 
 
3.4.3 Cimento Portland de Alto Forno 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.83) o Cimento Portland de Alto Forno, 
conhecido como CP III, é definido pela adição da escoria granulada de alto forno. A escória 
tem propriedades lentas, igualmente a sua hidratação que é muito lenta, impossibilitando o 
seu emprego, de forma que para utilização são adicionados ativadores físicos e químicos. 
Essa ativação se obtém com a finura resultante da moagem da escória conjuntamente ou 
separada com o clínquer. 
 
3.4.4 Cimento Pozolânico 
Conforme AMBROZEWICZ (2012, p.84) nomeado (CP IV) este cimento é 
caracterizado através a adição de pozolana ao clínquer. A pozolana não reage com a água 
em seu estado natural, somente depois de moída a mesma reage com o hidróxido de cálcio 
em presença da água em temperatura ambiente, originando compostos de propriedades 
aglomerantes. 
O uso conveniente da pozolana nos concretos de Cimento Portland melhora muito a 
qualidade desse material como por exemplo, a trabalhabilidade. A mesma ainda tem 
capacidade de diminuir o calor de hidratação, aumentar a impermeabilidade, assim como a 
resistência aos ataques por águas sulfatadas, águas puras e águas do mar, diminuindo os 
riscos de reações álcali-agregado, a eflorescência por percolação de água e finalmente, os 
custos. De um modo geral, cerca de 20% a 40% do cimento utilizado nos concretos podem 
ser substituídos por pozolana sem diminuição da resistência mecânica final e com diversas 
melhorias na qualidade do produto. (BAUER, 2000, p.59) 
 
3.4.5 Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
Em concordância com AMBROZEWICZ (2012, p.83) conhecido (CP V-ARI) tem 
como objetivo atingir altas resistências, já nos primeiros dias depois de sua aplicação. Isso 
ocorre devido a dosagem exclusiva de calcário e argila na produção do clínquer, onde 
também é feita uma moagem mais fina que o cimento para adquirir resistência elevadas 
com maior velocidade. 
36 
 
3.5 Cimentos Especiais 
3.5.1 Cimento Aluminoso 
Conforme BAUER (2000, p.60) esse cimento foi inventado na França em 1913, e é 
o resultado do cozimento de uma mistura de bauxita e calcário, esse processo é feito com a 
fusão completa, e também pode ser conhecido como cimento fundido, tendo como objetivo 
uma resistência maior aos ataques químicos. 
Verificou-se que ele atingia altas resistências em pouco tempo: 31,5MPa em dois 
dias, 35,5MPa em sete dias e 40MPa em vinte e oito dias. É um cimento de pega lenta, 
iniciando-se estas duas horas após a mistura. Tem excelentes qualidades e resistências ao 
ataque de águas sulfatadas, mas, em outros meios considerados menos nocivos são, 
eventualmente, produzidas decomposições ainda mal explicadas. É um cimento de primeira 
qualidade, podendo resistir a temperaturas superiores a 1200°C e, em misturas com 
agregados convenientemente escolhidos,acima dos 1400°C. (BAUER, 2000, p.60) 
 
3.5.2 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação 
Com concordância de AMBROZEWICZ (2012, p.85) o Cimento Portland de Baixo 
Calor de Hidratação também conhecido como cimentos com taxas lentas de evolução de 
calor, geram 260J/g e 300J/g aos três e sete dias respectivamente seguindo a NBR 13.116, 
onde substitui qualquer um dos cinco tipos básicos de cimentos. É utilizado para estruturas 
de grandes portes que demandam mais volume de concreto. 
 
3.5.3 Cimento para Poços Petrolíferos 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.86) este tipo de cimento é especifico para 
poços petrolíferos, sendo utilizado na cimentação dos mesmos. Sua composição é feita de 
clínquer e gesso para retardar o tempo de pega, são tomadas precauções especiais que 
garantem a plasticidade em ambientes de elevadas pressões e temperaturas. 
 
3.5.4 Cimento Portland branco 
DELLINGHAUSEN (2009) apud NEVILLE (1997) nos diz que a composição do 
Cimento Portland Branco tem baixíssimos teores de óxido de ferro e de magnésio, onde são 
empregados caulim e calcário. Para evitar a sua contaminação por cinzas de carvão é 
colocado óleo ou gás como combustíveis no forno. Este cimento possui maior teor de 
aluminato de cálcio (C³A), o que faz apresentar grande reatividade. O ferro é praticamente 
37 
 
ausente no cimento branco e atua como fundente por sua elevada temperatura de 
clinquerização. 
O Cimento Portland Branco se diferencia por sua coloração, e está classificado em 
dois subtipos: estrutural e não estrutural. O estrutural é aplicado em concretos brancos para 
fins arquitetônicos, com classe de resistência 25, 32 e 40, similares as dos demais tipos de 
cimento. Já o não estrutural não tem indicação de classes e é aplicado, por exemplo, em 
rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais, podendo ser utilizado nas 
mesmas aplicações do cimento cinza. A cor branca é obtida a partir de matérias primas com 
baixos teores de óxidos de ferro e manganês, e, 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%. Adequados aos projetos 
arquitetônicos mais ousados, o cimento branco favorece a escolha de cores, uma vez que 
pode ser associado por pigmentos coloridos (NBR 12.989:1993). 
Conforme DELLINGHAUSEN (2009) apud PASSUELO (2004) é de grande 
relevância a observação e monitoramento com os cuidados especiais desse cimento, desde a 
escolha dos materiais até o planejamento de sua execução, onde é indispensável precauções 
como a cura e os acabamentos finais. 
 
3.5.4.1 Clínquer Portland Branco 
É um produto constituído principalmente de silicatos de cálcio com propriedades 
hidráulicas e com teores limitados de óxidos corantes, que garantem a brancura exigida 
para os Cimentos Portland Brancos (NBR 12.989, 1993, p.2). 
Conforme a NBR 12.989 (1993, p.2) o Cimento Portland Branco tem como adição 
materiais carbonáticos finamente divididos, sendo a maior parte de carbonato de cálcio ou 
carbonato de cálcio e magnésio. 
 
3.5.4.2 Classes de resistências 
Perante NBR 12.989:1993 (p.2) as classes 25, 32 e 40 retratam os mínimos de 
capacidade de se opor a compressão aos 28 dias de idade, em MPa. As composições dos 
Cimentos Portland Brancos devem estar compreendidas entre os limites mostrados em 
tabela, referenciadas nas figuras 1 e 2, em relação a massa total do aglomerante. 
 
 
38 
 
Figura 1 – Figura da tabela de teores dos componentes dos Cimentos Portland Branco 
 
 Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 12.989 (1993). 
 
 
 Figura 2 – Figura da tabela de exigências químicas 
 
 Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 12.989 (1993). 
 
3.5.4.3 Exigências físicas e mecânicas 
O Cimento Portland Branco deve atender as exigências físicas e mecânicas, 
conforme figura 3. (NBR 12.989, 1993, p.3). 
 
Figura 3 – Figura da tabela de exigências físicas e mecânicas 
 
 Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 12.989 (1993). 
 
3.5.4.4 Brancura 
Os Cimentos Portland Brancos são testados para efeito de verificação da 
conformidade à brancura conforme o método da NBR 12.990. A brancura deve ser o 
elemento de um controle estatístico, dentro da hipótese de uma distribuição gaussiana, 
assegurando-se que o valor seja superior ou igual a 78% para o Cimento Portland Branco 
estrutural, e superior ou igual a 82% para o Cimento Portland Branco não estrutural, com 
97% de probabilidade, isto é, a probabilidade dos limites não serem atingidos é de 3%. 
39 
 
Igualmente, em um controle diário durante qualquer período de seis meses consecutivos, 
não pode haver variação na brancura superior a 4% (NBR 12.989, 1993, p.5). 
Entre os testes de brancura há também as classes de resistência à compressão do 
cimento branco, mostrado em tabela conforme a figura 4. 
 
Figura 4 – Figura da tabela das classes de resistência do Cimento Portland Branco Estrutural 
 
 Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 12989 (1993). 
 
 
40 
 
4 CONCRETO 
4.1 Origem do concreto 
Segundo ANDRADE (2010 cap. 29 p.905) em 1989, a National Science Foundation 
nos Estados Unidos e o National Research Council no Canadá, aprovaram o apoio 
financeiro persuasivo, aos destacados programas ACBM Center for Advanced Cement-
Based Materials na Universidade de Northwestern e Béton Canadá, em Sherbrooke, 
compreendendo que, o estudo do concreto deve estar dentro do conhecimento tático da 
“inteligência” de seus países considerando os recursos naturais, saúde, eletrônica, 
biotecnologia e outras. 
De acordo com ANDRADE (2010 cap. 29 p.905) o concreto surgiu no término do 
século XIX, e foi o material mais usado no século XX, tornando-o o segundo material mais 
consumido no mundo, incluindo o Brasil, perdendo somente para água. 
Revisando a história da humanidade em obras arquitetônicas e de engenharia, é 
importante evidenciar que houve inúmeras mudanças no aspecto de construção conforme as 
descobertas e desenvolvimentos de novos materiais estruturais contribuindo com a nação 
ao longo do tempo. 
 
4.2 Concreto comum 
Segundo GRAZIANO (2005, p.15), o concreto tem particularidades plásticas 
admiráveis, por se adequar a qualquer forma, além disso, tem excelente resistência à 
compressão e ao fogo. GRAZIANO continua dissertando dizendo que uma de suas maiores 
vantagens é a durabilidade, e sua principal aplicação é em estruturas. 
Perante AMBROZEWICZ (2012, p.120) o concreto é um produto usado na 
construção civil, resultante da mistura de um aglomerante e, pelo menos, dois agregados, 
sendo respectivamente eles: o cimento, a pedra, a areia e a água. Após essa mistura, o 
concreto fresco obtém uma plasticidade permitindo sua moldagem, manuseio e transporte. 
As propriedades definidas nesse momento são: consistência, textura, trabalhabilidade, 
inteireza da massa, contenção da água e massa especifica. Lembrando-se que existem casos 
que são adicionados aditivos que mudam suas propriedades físicas e químicas do concreto. 
Para que o concreto seja resistente, durável, tenha um bom aspecto e seja 
econômico, levam-se em conta as seguintes análises: 
 Propriedade de cada um dos materiais componentes do concreto; 
41 
 
 Propriedades e fatores que podem alterar o concreto, como por exemplo, o clima, as 
impurezas etc.; 
 A proporção correta para a execução cuidadosa da mistura; 
 O controle técnico no modo de execução do concreto durante sua fabricação e após 
o endurecimento. 
 
4.2.1 Fatores que influem na qualidade do concreto 
Em concordância com AMBROZEWICZ (2012, p.122) para obtenção das 
características principais do concreto, sendo elas: a facilidade do seu manuseio quando 
fresco, sua boa resistência mecânica, durabilidade e impermeabilidade quando endurecido, 
entreoutros, é preciso saber os fatores que influem em sua qualidade. Sendo eles 
sequencialmente: 
 Qualidade dos materiais: um fator de grande influência, pois quando se utiliza um 
material de má qualidade, seja agregado graúdo, agregado miúdo ou aglomerante, o 
concreto perde aderência e resistência, perdendo, assim, sua qualidade. Ressaltando 
que materiais de boa qualidade resultam em um concreto de boa qualidade. 
 Proporcionalmente adequado: para cada tipo de serviço a ser feito é considerado um 
tipo de traço para o concreto com proporções adequadas, sabendo exatamente a 
relação entre a quantidade de cimento e de agregados graúdos e miúdos, 
aglomerantes e água para determinada aplicação. 
 
4.2.2 Manipulação adequada 
Depois da mistura, o concreto tem um tempo determinado para o seu transporte, 
lançamento em fôrmas e adensamento. 
O cálculo estrutural, a execução das fôrmas e a execução das armaduras, dependem 
de cada projeto em específico, sendo obrigatório seguir a norma de acordo com cada 
função. 
A concretagem é a parte final, e essa aplicação deve ser feita por profissionais 
qualificados e seguindo as especificações da norma NBR 6.118. 
 
4.2.3 Consistência do concreto fresco 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.127), a consistência é uma propriedade 
associada com o estado de fluidez da mistura, onde varia a facilidade de se deformar sobre 
42 
 
cargas e principalmente a quantidade de água aplicada a mistura. Essa consistência é 
essencial para manter a trabalhabilidade do concreto, sendo que durante a moldagem do 
concreto quando colocado em uma fôrma, não haja segregação. Para sua definição 
geralmente é utilizado o ensaio de abatimento (slump test), que acontece com a 
compactação do concreto em uma fôrma, onde após a retirada da fôrma, o concreto sofre 
um abatimento, cuja medida dada em centímetros é aderida como valor comparativo da 
consistência, esse procedimento só é valido com a aplicação da NBR 6.118. 
 
4.2.4 Trabalhabilidade 
Conforme RECENA (2011, pg.15), a trabalhabilidade é determinada pela 
consistência e influenciada pelo traço. Ela pode ser modificada através do teor de 
água/materiais secos que variam entre agregados graúdos ou miúdos. Em um experimento é 
notável destacar que quanto maior a relação água/cimento, maior a relação entre 
areia/pedra, e pode-se observar que para uma maior trabalhabilidade é necessário uma 
granulometria contínua. 
 
4.2.5 Massa especifica 
De acordo com AMBROZEWICZ (2012, p.140) a massa especifica é uma 
propriedade que varia de acordo com o adensamento, os tipos de agregados e a quantidade 
de vazios, tendo influência nos cálculos do peso próprio das estruturas que difere em cada 
projeto em específico. Em concreto usual a massa especifica é próximo de 2,3t/m³ a 
2,5t/m³, para concreto leve 1,8t/m³ e para concreto pesado de 3,5t /m³ a 5,0t/m³. 
 
4.2.6 Resistência mecânica 
Perante SOBRAL (2000, p.10), a resistência mecânica é a propriedade primordial 
do concreto, como seu uso é relativamente em estruturas, onde pode sofrer interferência de 
inúmeros fatores, como: fôrmas dos corpos de prova, idade existente em dias e relação 
entre água/cimento. O concreto comum resiste mal ao efeito de tração e cisalhamento, 
porém já existem diversos tipos de concretos que atendem a essa necessidade. 
 
4.2.7 Durabilidade 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.140) a durabilidade é uma de suas maiores 
vantagens, pois um concreto bem feito pode durar até séculos. Esse aspecto é relacionado 
43 
 
ao volume de vazios presentes no interior da massa, que deve ser mínimo, diminuindo a 
permeabilidade, o que ajuda a dificultar a penetração de resíduos agressivos. É permitido 
estabelecer uma relação de durabilidade com o fator de água/cimento. 
 
4.2.7.1 Fator de água/cimento 
 Conforme AMBROZEWICZ (2012, p.141), a definição do fator água/cimento, 
também conhecido pela sigla “a/c”, é uma etapa no processo de dosagem de suma 
importância, pois é vital na determinação das características mecânicas do concreto, e seu 
cálculo é essencial na definição do traço inicial do concreto, porém para sua determinação é 
necessário o resultado do experimento do teste de rompimento do corpo de prova com 
idade de 28 dias. 
 
4.2.8 Cura do concreto 
Segundo relata FERRAZ (2016, p.218) esse processo tem como objetivo bloquear a 
evaporação da água associada ao traço, no começo do período de hidratação. 
 
4.2.9 Retração 
Conforme AMBROZEWICZ (2012, p.146), a retração é uma deformação no 
concreto que não depende de carregamentos, onde o volume do concreto diminui desde o 
fim da cura até atingir o estado de equilíbrio ambiental, isso ocorre devido a perda do 
contato do concreto com o ar. Esse processo acontece rapidamente nos quatro primeiros 
meses, depois desse período o mesmo acontece lentamente. 
 
4.2.10 Deformação 
Conforme NEVILLE (2013, p.83), existe duas maneiras de se causar uma 
deformação, a primeira causada pelo ambiente, ou seja, variação de condições climáticas, 
como, umidade e temperatura. A segunda maneira seriam as ações causadas por cargas 
externas, podendo obter uma deformação imediata dependendo da ação sofrida, ou uma 
deformação lenta. 
 
4.2.11 Influência de temperatura 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.146) a variação de temperatura tem uma ação 
de retardação no concreto, apesar de não se transmitir instantaneamente no mesmo, existe 
44 
 
um coeficiente de dilatação térmica definida pela NBR 6.118 para o concreto armado igual 
a 10⁻ ⁵ °C⁻ ¹. 
 
4.2.12 Traço do concreto 
Conforme SOBRAL (2000, p.20) as proporções dos aditivos adicionados em sua 
fabricação com relação ao cimento indicam o traço do concreto. Esse traço pode ser 
apresentado nas seguintes maneiras: traço em massa, traço em volume, traço em volume 
com cimento em massa. 
 
4.2.12.1 Traço em massa 
Esse traço define que todos os materiais são medidos em massa 
Exemplo: 
 
1: 𝑎 ∶ 𝑏 ∶ 
𝑎
𝑐
 (1) 
Onde: 
1 – Cimento (kg) 
a – Areia (kg) 
b – Brita (kg) 
a/c – Relação água cimento (kg) 
 
4.2.12.2 Traço em volume 
Esse traço define que todos os materiais são medidos em volume, onde dividimos 
cada matéria com sua respectiva massa unitária. 
 1
𝛾𝑐
∶ 
𝑎𝑟
𝛾𝑎𝑟
∶ 
𝑏𝑟
𝛾𝑏𝑟
∶ 
𝑎
𝑐
 (2) 
 
4.2.12.3 Traço em volume com o cimento em massa 
 
1 ∶ 
𝑎𝑟
𝛾𝑎𝑟
∶ 
𝑏𝑟
𝛾𝑏𝑟
∶ 
𝑎
𝑐
 (3) 
 
É preciso entender que a pasta é a combinação do cimento com a água, e argamassa 
é a combinação da pasta com agregado miúdo. Pois o concreto é o material de maior 
45 
 
importância na engenharia civil atualmente, tendo inúmeras aplicações, tais como: 
revestimentos, pavimentos, paredes, fundações, canalizações, estruturas etc. 
 
4.2.13 Tipos de concreto 
4.2.13.1 Concreto de alto desempenho 
Conforme AMBROZEWICZ (2012, p.124) esse concreto possui adição de minerais 
como sílica ativa, metacaulim e aditivos super plastificantes. O mesmo possui 
características excepcionais, onde sua aplicação é feita em obras especificas, como: em 
obras de recuperações e obras hidráulicas. Tendo como principais vantagens o 
prolongamento da durabilidade e da vida útil da obra, onde obtém um melhor rendimento 
nas áreas disponíveis. 
 
4.2.13.2 Concreto bombeado 
De acordo AMBROZEWICZ (2012, p.124) esse concreto também é muito utilizado 
em obras civis, sua dosagem é adequada para a bomba de concreto, o que dispensa a 
utilização de pedras e sua segregação. Sua resistência varia de 10,0MPa a 40,0Mpa, 
dependendo da utilização, podendo ser aplicado em obras industriais, peças pré-moldadas e 
obras em geral. Os benefícios essenciais são a longevidade e excelência na entrega da obra, 
diminuição de gastos e tempo de realização de tarefas, além do rigoroso processo de 
qualidade vindo das usinas responsáveis pela fabricação do concreto. 
 
4.2.13.3 Concreto de pavimento rígido 
Perante AMBROZEWICZ (2012, p.124) a principalexigência nesse concreto é a 
resistência à tração na flexão e a deterioração superficial, é de aplicabilidade e lançamento 
simples, podendo ser usado em estradas de vias urbanas. Suas maiores vantagens são: 
maior longevidade, diminuição de gastos e manutenção. 
 
4.2.13.4 Concreto pesado 
De acordo AMBROZEWICZ (2012, p.120) a característica fundamental desse 
concreto é o aumento da densidade que varia entre 2.800kg/m³ e 4.500kg/m³, alcançada 
pela inclusão de agregados essenciais como a hematita. Podendo ser aplicado em 
contraposição em gasodutos, usinas nucleares e hospitais. Sua maior vantagem é ser um 
isolante radioativo. 
46 
 
4.2.13.5 Concreto projetado 
Conforme GRAZIANO (2005, p.16) é o concreto pneumaticamente transportado e 
lançado à alta velocidade, sobre uma superfície adequada, sendo compactado. Suas 
características dependem exclusivamente do processo do projeto de projeção utilizado. 
 
4.2.13.6 Concreto leve 
Esse concreto possui densidade que varia de 400kg/m³ a 1800 kg/m³. Sua aplicação 
pode ser feita em enchimentos e normalização de lajes, pisos e produtos de vedação. As 
vantagens primordiais são a redução do peso próprio e seu isolamento termo acústico. 
(AMBROZEWICZ 2012, p.125). 
 
4.2.13.7 Concreto fluido 
Segundo AMBROZEWICZ (2012, p.125) esse concreto tem como propriedade 
essencial a alta plasticidade ou fluidez. Para evitar a segregação durante seu processo usa-se 
a granulometria. 
 
4.2.13.8 Concreto armado 
Conforme GRAZIANO (2005, p.15) o concreto armado é a combinação entre o 
concreto e o aço, pois o concreto comum possui uma boa resistência à compressão, porém 
não possui resistência à tração, juntando o aço que possui grande resistência à tração ao 
concreto, obtemos o concreto armado, com resistência elevada e durabilidade. Sua 
aplicação é geral e esse material é um dos mais usados nas obras civis. 
47 
 
5 NBR 6.118:2003 
A norma NBR 6.118 (2003, p.1) predispõe requisitos básicos de exigência para o 
projeto estrutural em concreto, seja simples, armado ou protendido, exceto o de concreto 
leve, pesado ou outros com características especiais, sendo estes requisitos gerais a serem 
atendidos pelo projeto, além disso, existem os requisitos específicos para o projeto em cada 
etapa. 
 
5.1 Definições do concreto estrutural 
Conforme a NBR 6.118 (2003, p.4) o concreto simples estrutural, não possui 
quaisquer tipos de armaduras, ou a quantidade é relativamente muito pequena que não 
atinge o mínimo exigido, tornando-as desprezíveis. O concreto armado possui 
comportamento nas estruturas que dependem da aderência do concreto com a armadura. 
A NBR 6.118 (2003, p.4) diz que a junta de dilatação, tem por finalidade reduzir as 
tensões internas impedindo a movimentação da estrutura, essencialmente na defluência de 
retração ou diminuição da temperatura, o que reduz a espessura em 25% na seção de 
concreto. 
 
5.2 Definições dos estados limites 
 Estado Limite Último (ELU): corresponde ao estado de colapso, e é determinante 
para a paralisação do uso da estrutura (NBR 6.118, 2003, p.4). 
 Estado Limite de Formação de Fissuras (ELS-F): indica onde se iniciam as fissuras, 
sendo definida quando a tensão de tração máxima na seção for idêntica a fct,f. 
(NBR 6.118, 2003, p.5) 
 Estado Limite de Abertura das Fissuras (ELS-W): quando as fissuras apresentam 
espaçamentos iguais aos máximos especificados no item 13.4.2 da norma NBR 
6.118. 
 Estado Limite de Deformações Excessivas (ELS-DEF): onde as deformações 
alcançam os limites determinados para o estado normal. (NBR 6.118, 2003, p.5) 
 Estado Limite de Descompressão (ELS-D): estado no qual em um ou mais pontos 
sob a seção transversal a tensão normal é nula, não havendo tração no restante da 
seção. (NBR 6.118, 2003, p.5) 
48 
 
 Estado Limite de Descompressão Parcial (ELS-DP): estado em que se garante a 
compressão na seção transversal, região onde existem armaduras ativas. (NBR 
6.118, 2003, p.5) 
 Estado Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE): condição em que as vibrações 
atingem os ápices definidos para a utilização normal da edificação. (NBR 6.118, 
2003, p.5). 
 
5.3 Requisitos gerais de qualidade estrutural e avaliação da conformidade do 
projeto 
O projeto estrutural deve proporcionar as informações necessárias para a execução 
da estrutura, com o objetivo de garantir a qualidade da execução de uma obra, com base em 
um determinado projeto, as medidas preventivas devem ser tomadas desde o início dos 
trabalhos. Essas medidas devem englobar a discussão e aprovação das decisões tomadas, a 
distribuição dessas e outras informações pelos elementos pertinentes da equipe 
multidisciplinar e a programação coerente das atividades, respeitando as regras lógicas de 
precedência (NBR 6.118, 2003, p.14). 
Conforme a NBR 6.118 (2003, p.13) para atender esses requisitos é preciso estar 
atento a qualidade da estrutura, perante as seguintes definições: capacidade de resistência, 
desempenho em serviço e durabilidade. 
 A resistência do projeto se exemplifica em garantir que não haja a ruptura, 
garantindo a segurança da estrutura. 
 O desempenho em serviço consiste em manter a estrutura em plenas 
condições de utilização, sem que apresente danos que possa comprometer a 
estrutura parcial ou totalmente. 
 A durabilidade é a capacidade que a estrutura tem em resistir a esforços de 
influência ambientais previstas e definidas no projeto. A durabilidade das 
estruturas de concreto requerem cooperação e esforços coordenados de todos 
os envolvidos nos processos de projeto, construção e utilização, devendo, 
como mínimo, ser seguido o que estabelece a ABNT NBR 12.655, sendo 
também obedecidas as disposições com relação às condições de uso, 
inspeção e manutenção (NBR 6.118, 2003, p.15). 
Perante NBR 6.118 (2003, p.16), a agressividade do meio ambiente é relativa a 
ações físicas e químicas que agem sobre a estrutura de concreto, independentemente das 
49 
 
ações sofridas pelo projeto, deve ser considerada as informações mostradas em tabela, 
conforme a figura 5. 
 
Figura 5 – Figura da tabela de classificação da agressividade ambiental 
 
 Fonte: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 6.118 (2003). 
 
O conjunto de projetos relativos a uma obra deve orientar-se sob uma estratégia 
explícita que facilite procedimentos de inspeção e manutenção preventiva da construção 
(NBR 6.118, 2003, p.20). 
 
5.4 Caracterização do Concreto 
5.4.1 Massa específica 
A massa específica normal do concreto definida pela norma NBR 6.118, são aquelas 
que, depois de secos em estufa, possuem massa específica (ρc) entre 2000kg/m³ e 
2800kg/m³. Caso a massa específica real não tiver embasamento laboratorial, para efeito de 
cálculo, se pode utilizar para um concreto convencional o valor 2400kg/m³ e para o 
concreto armado 2500kg/m³. Quando se tem conhecimento da massa específica do concreto 
utilizado, considera-se como valor para a (ρc) do concreto armado à mesma do concreto 
convencional acrescida de 100kg/m³ a 150kg/m³ (NBR 6.118, 2003, p.22). 
50 
 
5.4.2 Resistência à compressão 
Perante NBR 6.118 (2003, p.22) quando a vida útil for desconhecida, as resistências 
remetem a mesma de 28 dias. A pressuposição da resistência à compressão média (fcmj), 
adequada a uma resistência (fckj) especificada, deve ser realizada conforme indicado na 
ABNT NBR 12.655. O avanço da resistência à compressão com relação à vida útil se 
obtém através de ensaios particularmente executados para o mesmo. 
 
5.4.3 Resistência à tração 
A resistência à tração indireta (fct,sp) e a resistência à tração na flexão (fct,f) devem 
ser obtidas em ensaios realizados segundo a ABNT NBR 7.222 e a ABNT NBR 12.142, 
respectivamente. A resistência à tração direta (fct) pode ser considerada igual a 0,9 fct,sp 
ou 0,7 fct,f, porém na falta de ensaios para a aquisição de fct,sp e fct,f, pode ser analisado