Aula_Cimento Portland

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Ciência do Materiais da Construção Civil
UNIVERSIDADE VALE DO IPOJUCA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Ciência do Materiais da Construção Civil
-Cimento Portland-
Aglomerante ativo hidráulico que em contato com a
água entra em processo físico-químico, tornando-se um
elemento sólido com grande resistência a compressão.
CimentoCimento
Cimento
Aglomerante: promove união entre os grãos de agregados.
Ativo: necessita de um elemento externo para iniciar sua reação.
Hidráulico: esse elemento é a água
elemento sólido com grande resistência a compressão.
CimentoCimento
• Brasil: produtor mundial de cimento (31 marcas)
• Normatizado
Cimento
Conhecer bem as características e propriedades, 
ligadas a cada tipo, ajuda a aproveitá-las da melhor 
forma possível na aplicação que se tem em vista.
• Normatizado
• Não existe cimento ruim, existem vários tipos de 
cimentos
CimentoCimento
Cimento
~1450 °C
CimentoCimento
Cimento
Propriedades dos compostos do Clínker: 
É o maior responsável pela resistência
em todas as idades, especialmente até o
Adquire maior importância no processo
de endurecimento em idades avançadasem todas as idades, especialmente até o
fim do primeiro mês de cura;
Segundo componente que mais
contribui para o calor de hidratação.
de endurecimento em idades avançadas
(Faixa de 1 ano ou mais);
Contribui pouco para o calor de
hidratação.
Maior importância no processo de
endurecimento nos primeiros dias,
especialmente no primeiro;
Principal constituinte que contribui para
o calor de hidratação, especialmente no
período de cura;
Não contribui para resistência.
Contribui pouco para o calor de
hidratação.
CimentoCimento
Cimento
- Como saber a composição de: 
- Para a Obtenção de :
Cimento
Utilização de um sistema de equações para cálculo utilizando o método de Bogue: 
Cálculo da composição química do cimento
Exemplo 1
CimentoCimento
Cimento
Condição natural (pó)
Mistura cimento + água (pasta)
Propriedades FísicasPropriedades Físicas
CimentoCimento
Cimento
Mistura pasta + agregado (argamassa)
• Densidade: aumenta no processo de hidratação;
• Finura: melhora a resistência inicial, diminui a exsudação e
impermeabilidade, trabalhabilidade, coesão dos concretos, diminui a
expansão do concreto
• Tempo de pega: O CaSO4 e MgO aumenta muito o tempo de pega;
• Pasta de cimento: relacionada a trabalhabilidade;
• Resistência: proporção A/C
• Exsudação: migração de H2O para superfície da massa
• Estabilidade (Hidratação de CaO e MgO livre provoca aparecimento de
trincas;
Propriedades QuímicasPropriedades Químicas
CimentoCimento
Cimento
trincas;
• Calor de Hidratação: excesso promove o aparecimento de trincas
posteriores;
• Resistência agentes agressivos: águas e terras podem atacar o cimento e
a cal formando bicarbonatos
• Reação Álcali-agregado: expansão do volume pela combinação dos
álcalis com a sílica.
Ensaios físicosEnsaios físicos
Início de Pega
Adição da água até o início das reações químicas com os compostos do
CimentoCimento
Cimento
Adição da água até o início das reações químicas com os compostos do
cimento
-> Conhecer o tempo que se tem para preparar, transportar, aplicar e
adensar as argamassas e concretos.
Fim de pega
Mistura da água e a passagem do estado plástico para o estado sólido, quando a massa
deixa de ser deformável.
-> O fim de pega mostra o tempo que se pode transitar sobre a pasta de cimento bem 
como o prazo mínimo para iniciar a sua cura.
O tempo de pega varia inversamente com a temperatura
Fator água cimento (A/C)
A água tem um papel de destaque dentro da 
CimentoCimento
Cimento
A água deve ser empregada na quantidade necessária para 
envolvimento dos grãos, permitindo a hidratação e posterior 
cristalização do cimento
A água tem um papel de destaque dentro da 
engenharia de concreto, sendo a relação 
entre o peso da água e o peso do concreto 
denominado Fator água cimento.
Fator água cimento (A/C)
CimentoCimento
Cimento
Fator A/C = Água em litros
Cimento (em quilos)Cimento (em quilos)
Fator água cimento (A/C)
CimentoCimento
Cimento
Excesso de água: água tende a escorrer
durante a mistura, escapa pelas gretas
da forma, ou, no caso destas estarem
bem vedadas, a água excedente tende
a subir para a superfície do concreto. Só
que ela nunca vai sozinha, acaba
carregando junto cimento e parte fina
da areia.
Trabalhabilidade
CimentoCimento
Cimento
- Aditivos (microssílica)
Trabalhabilidade
Resistência
Durabilidade
Fluidez
R$ 100,35R$ 19,50
Trabalhabilidade
CimentoCimento
Cimento
Geralmente, quanto mais fino o cimento, mais rápido ele reagirá.
Cimento mais fino = concreto mais resistente
Fatores podem reduzir a pega do cimento: finura elevada, baixo fator 
água/cimento, aditivos aceleradores e baixa umidade do ar, mas 
também podem aumentar, como baixas temperaturas e aditivos 
retardadores.
Cimento
- Sacos de papel kraft
- Embalagem com 25 e 50 kg
- A granel
Cimento Cimento portlandportland
• CP II E 32 (SIGLA+ NÚMERO)
Classe de resistência a compressão do CP
Cimento
Os únicos cimentos que não obedecem a essas classes de resistências são o CP IV, que não 
tem a classe 40, e o CP V, que tem classes de resistências específicas.
Cimento Cimento portlandportland
CP I Cimento portland comum
• CPE 32 (SIGLA+ NÚMERO)
Cimento
CP I Cimento portland comum
CP I-S Cimento portland comum com adição
CP II-E Cimento portland composto com escória
CP II-Z Cimento portland composto com pozolana
CP II-F Cimento portland composto com fíler
CP III Cimento portland de alto-forno
CP IV Cimento portland Pozolânico
CP V-ARI Cimento portland de alta resistência inicial
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
CP I - Indicado para o uso em construções que não requeiram condições
especiais e não apresentem ambientes desfavoráveis como exposição à águas
subterrâneas, esgotos, água do mar ou qualquer outro meio com presença de
sulfatos. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5732.
CP I - Tem a mesma composição do CP I (clínquer+gesso), porém com adição
reduzida de material pozolânico (de 1 a 5% em massa). Este tipo de cimento
tem menor permeabilidade devido à adição de pozolana. A norma brasileira
que trata deste tipo de cimento é a NBR 5732.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
Os cimentos CP II são ditos compostos pois apresentam, além da sua composição
básica (clínquer+gesso), a adição de outro material. O CP II-E, contém adição de
escória granulada de alto-forno, o que lhe confere a propriedade de baixo calor de
hidratação. O CP II-E é composto de 94% à 56% de clínquer+gesso e 6% à 34% de
escória, podendo ou não ter adição de material carbonático no limite máximo de 10%
em massa. O CP II-E, é recomendado para estruturas que exijam um desprendimento
de calor moderadamente lento. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a
NBR 11578.
Cimento Cimento portlandportland
Escória siderúrgica
Aparência de areia grossa
Subproduto de alto fornos: metais, proporcionam características de ligante 
Cimento
Subproduto de alto fornos: metais, proporcionam características de ligante 
hidráulico.
Menor custo em relação ao clínquer e é utilizado também por elevar a durabilidade 
do cimento, principalmente em ambientes com presença de sulfatos. 
Porém, a partir de certo grau de substituição de clínquer a resistência mecânica 
passa a diminuir.
ESCÓRIA: Resíduo da produção de ferro na siderúrgica
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
O CP II-Z contém adição de material pozolânico que varia de 6% à 14% em massa, o
que confere ao cimento menor permeabilidade, sendo ideal para obras subterrâneas,
principalmente com presença de água, inclusive marítimas. O cimento CP II-Z, também
pode conter adição de material carbonático (fíler) no limite máximo de 10% em massa.
A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 11578.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
Argila pozolânica
Ligante hidráulico complementar ao clínquerOrigem de cinzas vulcânicas / subprodutos industriais como cinzas 
provenientes da queima de carvão mineral.
Impermeabilidade: construção debaixo de água ou terrenos úmidos.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
O CP II-F é composto de 90% à 94% de clínquer+gesso com adição de 6% a 10% de
material carbonático (fíler) em massa. Este tipo de cimento é recomendado desde
estruturas em concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento porém
não é indicado para aplicação em meios muito agressivos. A norma brasileira que trata
deste tipo de cimento é a NBR 11578.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
O cimento portland de alto-forno contém adição de escória no teor de 35% a 70% em
massa, que lhe confere propriedades como; baixo calor de hidratação, maior
impermeabilidade e durabilidade, sendo recomendado tanto para obras de grande porte
e agressividade (barragens, fundações de máquinas, obras em ambientes agressivos,
tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais,
concretos com agregados reativos, obras submersas, pavimentação de estradas, pistas
de aeroportos, etc) como também para aplicação geral em argamassas de
assentamento e revestimento, estruturas de concreto simples, armado ou protendido,
etc. A norma brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5735.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
O cimento portland Pozolânico contém adição de pozolana no teor que varia de 15% a
50% em massa. Este alto teor de pozolana confere ao cimento uma alta
impermeabilidade e consequentemente maior durabilidade. O concreto confeccionado
com o CP IV apresenta resistência mecânica à compressão superior ao concreto de
cimento Portland comum à longo prazo. É especialmente indicado em obras expostas à
ação de água corrente e ambientes agressivos. A norma brasileira que trata deste tipo
de cimento é a NBR 5736.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento
O CP V-ARI assim como o CP-I não contém adições (porém pode conter até 5% em
massa de material carbonático). O que o diferencia deste último é processo de
dosagem e produção do clínquer. O CP V-ARI é produzido com um clínquer de
dosagem diferenciada de calcário e argila se comparado aos demais tipos de cimento e
com moagem mais fina. Esta diferença de produção confere a este tipo de cimento uma
alta resistência inicial do concreto em suas primeiras idades, podendo atingir 26MPa de
resistência à compressão em apenas 1 dia de idade. É recomendado o seu uso, em
obras onde seja necessário a desforma rápida de peças de concreto armado. A norma
brasileira que trata deste tipo de cimento é a NBR 5733.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)
Qualquer um dos tipos de cimento Portland anteriormente citados podem ser
classificados como resistentes a sulfatos, desde se enquadrem dentro de uma das
características abaixo:
Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de no
máximo 8% e 5% em massa, respectivamente;
Cimento
máximo 8% e 5% em massa, respectivamente;
Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de
alto-forno, em massa;
Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico,
em massa;
Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de
obras que comprovem resistência aos sulfatos.
É recomendado para meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas
servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos.
Cimento
Cimento Cimento portlandportland
TIPOS ESPECIAIS
Cimento Portland Branco Estrutural (CPB)
- Resistência 25, 32 e 40
Cimento
- Resistência 25, 32 e 40
- Alto custo (dobro do cimento “normal”)
- Cor branca: baixos teores de óxido de ferro e 
manganês 
- Adequado aos projetos arquitetônicos ousados
- Possibilidade de acréscimo de pigmentos 
coloridos. 
Fundação Iberê Camargo
Vantagem: diminuir os produtos utilizados com acabamentos, como massa corrida e pintura.
Cimento Cimento portlandportland
Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
TIPOS ESPECIAIS
Cimento
Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em 
grandes peças de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem 
térmica.
MAC - Museu de Arte 
Contemporânea de Niterói
Cimento Cimento portlandportland
PREÇO
Cimento
Cimento Votoran CPII-Z-32 50Kg R$26,32
Cimento Votoran CPV-Ari RS 50Kg R$25,29
Cimento Caue CPII 50kg R$19,50
Posso misturar os cimentos ?!Posso misturar os cimentos ?!
• Todos cimentos a base a base de clinquer 
contendo escórias e cinzas são compatíveis
Cimento
”Jamais misturar gesso com o cimento”. 
Gesso tem menor resistência.
Gesso tem diferente tempo de pega.
Gesso é aéreo.
Etringita (patologia que aumenta o volume da trinca)
Cimento
Cimento
Cimento
Cimento
Cimento: Produção
Cimento: Atividade
Utilização de um sistema de equações para cálculo utilizando o método de Bogue: 
Cálculo da composição química do cimento
Exemplo 2