Lista da Materiais de Construção - Cimento

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Universidade São Judas - Campus Mooca
Curso de Engenharia Civil
Projeto Integrador
ECV3AN-MCA1
Lista de Cimento 
1. Defina Cimento Portland. Discorra porque ele também é chamado de ligante hidráulico.
	R: O cimento Portland é usado mundialmente e foi descoberto no ano de 1824, por Joseph Aspdin na ilha britânica de Portland, é definido como ligante hidráulico por ser um pó fino ligante que endurece ao ser misturado na água, ligando suas partículas, produzindo reação exotérmica de cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica. 
O cimento é um material composto basicamente por argila e calcário, a união destes dois elementos sob altas temperaturas gera o clínquer, que é a matéria prima básica do cimento. O clínquer é moído e junto a ele é adicionado gesso, com a intenção de auxiliar o retardamento do início da pega, e mais algum outro componente para melhorar as propriedades do material, podendo ser escória, pozolana ou fíler. 
2. Quando cimento Portland é produzido, é importante que a composição de óxidos seja uniforme. Por que?
	R: Deve ser destacado que o processo exige uma mistura íntima das matérias-primas, pois parte das reações no forno ocorre por difusão na matéria sólida, sendo essencial uma distribuição uniforme dos materiais para a garantia da qualidade do produto.
3. Explique a terminologia empregada nas embalagens de cimento brasileiras.
	R: Normalmente para fabricação de embalagens para cimento é utilizado o papepl kraft, pois o mesmo oferece diversas vantagens, a primeira é que devido as suas fibras alongadas o mesmo oferece amiro resistência ao rasgo, o cimento ele passa por processos em alta temperatura e papel Kraft é o unicio que permite a embalagem mesmo com o materia ainda bem quente, além dos sacos serem mais aprorpiados para ensacadeiras de alta velocidade, já que o produto nas fabricas são ensacados por maquinas.
4. Os cimentos comercializados no Brasil são puros ou compostos? Caso existam adições utilizadas na produção de cimento Portland, quais são elas e para que servem?
	R: Compostos, pois há diversos tipos de cimento que são produzidos no Brasil, cada um apresenta uma composição diferente do outro de forma a fornecer ao concreto uma característica diferente como maior trabalhabilidade, durabilidade ou resistência. O único cimento que poderiamos dizer que é puro é o cimento Portland sem nenhuma adição com exceção do gesso, que é utilizado somente como retardador da pega, porém dificilmente de encontar no país.
· CP I S – Cimento Portland comum com adição
O CP-I-S é um tipo de cimento Portland com as mesmas características do CP-I porém com adição de no máximo 5% de material pozolânico em massa que garante uma menor permeabilidade a este tipo de cimento.
· CP II-E – Cimento Portland composto com escória granulada de alto forno
O CP II-E é usado quando há necessidade de que as estruturas tenham um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacados por sulfatos. O CP II-E é constituído de 94% à 66% de clínquer e gesso e de 6% à 34% de escória granulada de alto forno.
· CP II-Z – Cimento Portland composto com pozolana
O CP II-Z é um cimento que geralmente é utilizado em obras marítimas, industriais e subterrâneas por conter de 6% a 14% de pozolana garantindo uma maior impermeabilidade e durabilidade ao concreto produzido com este tipo de cimento.
· CP II-F – Cimento Portland composto com filer
O CP II-F é utilizado para várias aplicações como no preparo de argamassas de assentamento, argamassas de revestimento, estruturas de concreto armado, solo-cimento, pisos e pavimentos de concreto, etc. Este tipo de cimento é um composto constituído de 90% à 94% de clínquer e gesso e de 6% a 10% de material carbonático ou filer.
· CP III – Cimento Portland de alto forno
O CP III é um cimento que pode ser usado tanto na execução de obras de grande porte e agressividade como barragens, esgotos, pavimentação de estradas, pistas de aeroporto, quanto na aplicação de argamassas de assentamento e revestimento, estruturas de concreto armado, concreto protendido, projetado e rolado.
Este tipo de cimento contém adição de 35% a 70% de escória em sua composição o que lhe confere maior impermeabilidade e durabilidade, resistência a sulfatos e à expansão além de baixo calor de hidratação.
· CP IV – Cimento Portland Pozolânico
Este tipo de cimento é constituído de 15% a 50% de material pozolânico por isso é conhecido como Cimento Portland Pozolânico, apresenta maior impermeabilidade, maior durabilidade e maior resistência mecânica à compressão à longo prazo. É geralmente utilizado para grandes volumes de concreto devido ao baixo calor de hidratação e em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos devido a sua baixa porosidade.
· CP V-ARI – Cimento Portland de alta resistência inicial
O CP V-ARI é um dos tipos de cimentos que não contém adições em sua composição (em casos excepcionais pode conter até 5% de material carbonático).
O que o difere do CP I é seu processo de dosagem e produção do clínquer. As alterações nas dosagens de calcário e argila na produção do clínquer garante ao CP V-ARI uma alta resistência inicial do concreto podendo atingir em torno de 26 Mpa de resistência já no primeiro dia de aplicação do concreto. É utilizado em obras tanto de pequeno porte quanto de grande porte em casos em que se torna necessária uma alta resistência inicial para desforma rápida dos elementos de concreto armado.
· CP RS – Cimento Portland resistente a sulfatos
O CP-RS é um tipo de cimento que pode ser utilizado em obras de recuperação estrutural, concreto projeto, concreto armado, concreto protendido, elementos pré-moldados de concreto, pavimentos etc. É necessário geralmente quando o concreto está submetido à meios agressivos sulfatados como redes de esgotos, ambientes industriais e água do mar.
· CP BC – Cimento Portland de baixo calor de hidratação
O CP-BC é um tipo de cimento que tem por finalidade retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica.
· CP B – Cimento Portland Branco
O Cimento Portland Branco pode ser dividido em estrutural, aplicado para fins arquitetônicos com as mesmas características dos outros tipos de cimento porém com a pigmentação branca, e não estrutural, indicado para rejuntamento de cerâmica. A cor branca é obtida através de matérias-primas com baixo teor de manganês e ferro e a utilização do caulim no lugar a argila.
5. O que você entende pelos termos alita, belita, periclásio, portlandita e gel de C-S-H?
	R: São algumas das fases do processo de hifratação do cimento Portland.
6. Qual é a importância da finura do cimento? Como ela é determinada? Qual é o intervalo de finura em cimentos industriais?
	R: Quanto mais fino o cimento, menor o espaço entre os grânulos e consequentemente maior a resistência à exsudação (passagem de água acima do cimento). 
	A finura do cimento é normatizada pela NBR 11579:2012, onde é determinada a porcentagem, em massa, de cimento cujas dimensões de grãos são superiores a 75 µm (fração retida na peneira nº 200). 
 	O conjunto deve ser suavimente balançado na horizontal, até que os grãos mais finos passe quase que totalmente pelas malhas da tela, o que geralmente acontece em um intervalo de tempo de 3 a 5 minutos.
	Passados esse primeiro intervalo de tempo, usar o bastão para dar pequenos golpes na lateral do sistema (tampa + peneira + fundo), que em seguida, deve ser aberto e passado o pincel no fundo da peneira, a fim de retirar o material que ficou “grudado” na mesma. Em seguida, voltar a agitar o sistema por 15 a 20 minutos, com o material uniformemente espalhado sobre toda a superfície da tela. Repetir o processo de limpeza do fundo da peneira. Logo após, voltar a agitar o sistema por 1 minuto, e a cada 10 segundos, inclinar o mesmo em aproximadamente 60º. Pesar o material passante na peneira nº 200 e o material retido na mesma. 
	Repetir a última etapa do ensaio até quea massa de cimento que passa durante um minuto de peneiramento contínuo seja inferior a 0,05 g (0,1% da massa inicial). O ensaio é realizado com intervalos de 5 minutos e 20 minutos, de acordo com a norma NBR 11579:2012.
7. Por que gipsita é adicionada ao clínquer? Qual é a quantidade típica utilizada?
	R: Se faz a adição da gipsita após a saída do clinquer do resfriador na etapa de moinho, no percentual de 1,5 a 3% para retardar o tempo de pega.
8. Aproximadamente, qual é a porcentagem combinada de silicatos de cálcio no cimento Portland comum? Quais são as quantidades típicas de C3A e C4AF nesse cimento?
	R: A porcentagem de C3A é de 8% e a de C4AF é de 7%.
9. Qual dos quatro principais compostos do cimento Portland contribui mais para a evolução de resistência durante os primeiros dias de hidratação? Qual composto é responsável pelo rápido enrijecimento e problemas na pega de pastas de cimento?
 	R: Os quatro principais compostos que contrinuem para a evolução de sua resistencias durante os primeiros dias são: Alita (C3S) pois reage rapidamente nas primeiras horas/dias ao entrar em contado com a agua dando origem a Portlândita Ca(OH)2, e o silicato de cálcio hidratado (C-S-H) principal responsável por gerar a resistência mecânica do cimento.
	Já o composto responsavel pelo seu rapido endurecimento e problemas nas pegas de pastas de cimento é o C3A, que após a solubilização e dissociação, ocorre a precipitação gerando o aluminato de cálcio hidratado C3A6H2O(s), proporcionando o rápido do enrijecimento do cimento, porem este processo é indesejável pois não possui resistência mecânica e não é maleável, tornando-se um produto “inútil” para a construção.
10. Discuta sobre as principais diferenças físicas e químicas entre o CP I e o CP V.
	R: A principal diferença entre ambos é sua finura, pois o CP V tem maior finura. Já que o mesmo tem como caracterstica adquirir resistencias de formas mais rápidas, enão quando maior a sua finura, mais rápido será sua reação. 
 	 
	O CP I é um tipo de cimento Portland sem nenhuma adição com exceção do gesso, (cerca de 3%, que também está presente nos demais tipos de cimento Portland), que é utilizado somente como retardador da pega, evitando a reação imediata da hidratação do cimento.
é utilizado geralmente em obras em que não há exposição a ambientes desfavoráveis com a presença por exemplo de sulfatos do solo, águas subterrâneas, esgotos, água do mar ou qualquer outro meio com presença de sulfatos. 
	CP-V sua composição básica de clínquer + gesso quase não possui materiais de adições. Esse tipo de cimento tem secagem ultrarrápida, sendo indicado para quem procura um tempo de desforma menor (24h ou menos), dependendo da peça a ser concretada e de sua aplicação, é o mais utilizado para artistas que trabalham com concreto em suas obras, por se tratarem de peças complexas e sensíveis, um longo tempo de secagem pode resultar em interferências do meio na obra, o que, em muitos casos, a invalida por completo.
11. Explique por que o conteúdo de C3A é limitado a 8% em cimentos resistentes a sulfatos.
	R: O C3A é limitado a 8% pois quando reage com a água ele endurece muito rápido, gerando assim problemas na pega, para que não se tenha problemas adicionamos uma quantidade menos de C3A e acrescentamos gipisita para gerar mais sulfato e aumentar o tempo de pega.
12. Com respeito a composição química e finura e o uso de adições, qual cimento você utilizaria para, Justifique
(a) construção em climas frios?
	R: O cimento deve possuir grãos finos, pois assim gera calor, e também adição de Alita e C3A, pois assim terá resistencia mecânica. Indicamos também cimentos sem a adições de pozolânicas, pois a mesma faz com que as reações sejam mais lentas, então em lugares frios pode ser prejudicial a resistência do cimento. 
Para obras em locais frios é utilizado cimentos como o CP V-ARI, CP II-F40 e CP II-F-32. 
(b) construção de uma represa?
	R: Cimento Portland de Alto Forno CP III (com escória – NBR 5735)
Esse tipo de cimento tem maior adição de escória (de 35% a 70%), o Cimento Portland de Alto Forno CP III tem alta impermeabilidade, resistência à expansão e durabilidade. Ideal para obras de concreto-massa, como barragens, peças de grandes dimensões, pilares de pontes e obras submersas, além de possuírem grão grossos, adição de C2S e Belita. 
(c) produção de tubos de concreto para a rede de esgoto? 
	R: Cimento Portland CP-RS (Resistente a sulfatos – NBR 5737)
O CP-RS se destaca pela sua versatilidade, resistência e durabilidade, apresenta maior resistência aos sulfatos, trata-se de um agente químico, também conhecido como óxido sulfúrico, que tem forte presença na água. Por isso, esse é um dos tipos de cimentos ideais para obras em ambientes marítimos e esgotos, podem ser utilizado também em obras de recuperação estrutural, concreto projeto, concreto armado, concreto protendido, elementos pré-moldados de concreto, pavimentos e em ambientes industriais, sua classe de resistência é de 25, 32 e 40 MPa.
13. Defina os termos início e fim de pega. Para um cimento Portland comum, desenhe uma curva de evolução de calor para o período de 24 horas, identifique os trechos das curvas, descreva os processos químicos que ocorrem em cada etapa e indique onde, possivelmente, ocorreria o início e o final de pega.
R: A norma brasileira NBR NM 65:2003 – Cimento Portland – Determinação do tempo de pega, utiliza a pasta de consistência normal (NM 43:2002) e o aparelho de Vicat. 
Também define no item 3.1 o conceito de tempo de inicio de pega: “É, em condições de ensaio normalizadas, o intervalo de tempo transcorrido desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat correspondente penetra na pasta até uma distância de (4±1) mm da placa base”. 
Já para o fim de pega, o item 3.2 define que este tempo ocorre quando a agulha estabiliza a 0,5 mm na pasta. 
14. Discuta sobre dois métodos que as indústrias cimenteira utilizam para produzir cimentos com diferentes velocidades de reação e de geração de calor.
	R: 1º Processo via seca e é constituído, principalmente, das seguintes etapas:
1.	Moagem e homogeneização das matérias-primas (obtenção da farinha crua)
2.	Clinquerização da farinha crua em fornos rotativos (produção do clínquer) e posterior resfriamento do clínquer
3.	Moagem do clínquer para e adição de gesso para obtenção do cimento
4.	Ensacamento e expedição do produto final
2º Via Úmida: A m atéria prim a é moíd a e hom ogeneiz ada dentro da água.
15. Cite ideias possíveis para diminuir a temperatura de hidratação do concreto em obras de grande porte. Por que este tipo de preocupação existe?
	R: O cimento utiliza areia e brita e reduzir a temperatura máxima desses materiais, ajuda a reduzir o calor de hidratação. Uma possibilidade é instalar pulverizadores de água nos locais onde esses materiais ficam armazenados nas usinas de concreto.
Essa preocupação existe para que o cimento não tenha perda de sua resitência, pois é através do processo de hidratação que ela adquiri a sua resistência mecânica.
16. A escória de alto forno pode ser considerada um ligante? Se sim, de que tipo? Discorra sobre as características desse material.
	R: A escória pode ser considerada um auto ligantes, pois a escória 
· capacidade de aglomerante hidráulico 
· Melhoram a durabilidade e a resistência final. 
· Geram economia na produção do cimento.
· Presença de C2S e C3S • Consome resíduo industrial nocivo ao meio ambiente. 
· Pozolanas Retardam o ganho de resistência mecânica; 
· Reduzem o calor de hidratação; 
· Melhoram a trabalhabilidade; 
· Minimiza a permeabilidade do concreto; 
· Diminuem ocorrência das reações álcali-agregado Filer Gera melhoria na produção de cimento, melhora rendimento (5 a 10% de Ci) 
· Inerte quimicamente 
· deve ser puro, teor mínimo de 85% de Carbonato de Cálcio 
· Melhora a resistência do Cimento porque reduz a porosidade 
· melhora a trabalhabilidade e o acabamento da argamassa
17. Discorra sobre o que é um cimento pozolânico.Cite vantagens e desvantagens deste tipo de material. Qual ou quais cimentos brasileiros se encaixam nessa classificação?
	R: Este tipo de cimento é constituído de 15% a 50% de material pozolânico, 45 a 85% de clínquer e gesso ; 0 a 5% de escórias e de 0 a 5% de material carbonatado, suas propriedades permitem a formação durante a solidificação substâncias como hydroaluminate hidrosilicato de cálcio e diferentes efeitos menores do que os que se formam no cimento convencional proporciona uma maior resistência aos efeitos do soro fisiológico e água fresca. 
	Por liberar menos calor quando entra em contato com a água, é bastante recomendado para a concretagem de grandes volumes e sob temperaturas elevadas. É apropriado para preparo de argamassa, concretos, elementos pré-moldados e artefatos de cimento, sua classe de resistência é de 25 e 32 Mpa, 
Vantagens 
· apresenta maior impermeabilidade, durabilidade e maior resistência mecânica à compressão à longo prazo. 
· É utilizado para grandes volumes de concreto devido ao baixo calor de hidratação e em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos devido a sua baixa porosidade.
· Apresenta hidratação lenta com baixa liberação de calor e aumento da resistência do concreto aos sulfatos e a outros agentes agressivos ácidos.
· cimento de pozolana é caracterizada pela formação de um número de fissuras; 
· um elevado nível de adesão para os elementos de refor de bet; 
· fácil manuseio; 
· excelentes características de ligação; 
· A mistura pozolânico forma uma maior quantidade de betão ou argamassa com o mesmo consumo de material e outros tipos de misturas. 
Desvantagens 
· a necessidade de usar mais da água aferição; 
· armazenamento prolongado diminui a atividade das substâncias contidas.
· após cerca de 90 dias de cura, obtenham-se resistências superiores a cerca de 10 a 15% à de betões comuns de características composicionais semelhantes.
	O cimento que se encaixa nesta classificação é o cimento CP -III (Cimento Portland de alto-forno). 
18. Explique os principais motivos que o uso de escórias de alto-forno e de pozolanas podem promover o aumento da resistência final, diminuição da porosidade e aumento da durabilidade de concretos.
	R: Por serem materiais que precisam de um tempo maior de pega, a sua resistência mecânica amuenta pela maior produção de C-S-H, tendo assim menos porosidade.
19. Considerando a cinética de hidratação, qual cimento você considera que tenha um maior e um menor grau de hidratação até as 24 horas? Justifique. (a) CP V; (b) CP III (50 % de escória de alto-forno); (c) CP II-E (25 % de escória de alto-forno); (d) CP II-F (10 % de filer calcário).
	R: O CP V é o maior hidratação ele é largamente utilizado em produção industrial de artefatos, onde se exige deforma rápida, concreto protendido pré e pós-tensionado, pisos insdustriais e argamassa armada. Devido ao alto calor de hidratação, não é indicado para concreto massa. 
CP III é o de menor hidratação este tipo de cimento contém adição de 35% a 70% de escória em sua composição o que lhe confere maior impermeabilidade e durabilidade, resistência a sulfato e á expansão além de baixo calor de hidratação.
20. Com base nos gráficos de calor de hidratação abaixo (figuras 1, 2 e 3), responda e justifique suas respostas:
a) Na figura 1, qual é o cimento mais fino? Qual cimento você usaria para concretagem em climas frios? Qual cimento você recomendaria para uma indústria de pré-moldados?
	R: O cimento mais fino é o cimento B e utilizaria ele para climas mais frios por ser mais fino e o cimento A para os pré moldados.
b) Na figura 2, cada cimento contém uma quantidade diferente de filer calcário (0, 4, 8 e 12% em massa, substituindo o clínquer). Identifique a curva referente a cada teor de filer calcário. Qual cimento você usaria para concretagem em climas frios? Qual cimento você recomendaria para uma indústria de pré-moldados?
	R: 0: Cimento E, 4%: Cimento F, 8%: Cimento D,12%: Cimento C
	O cimento que utilizaria em pré moldados é o: Cimento C
c) Na figura 3, o cimento J não contém nenhum tipo de adição. Os outros cimentos contêm uma adição (filer calcário, escória de alto-forno e cinza volante). Identifique qual curva poderia corresponder a cada cimento. Qual cimento você usaria para concretagem em climas quentes? Qual cimento você recomendaria para a construção de uma barragem e para a fabricação de tubos de esgoto?
	R:Filer calcário: Cimento I
Escória de alto-forno: Cimento H
Cinza volante: Cimento G
Para a fabricação de barragem: Cimento I
Para a fabricação de tubos de esgosto: Cimento H