Aula 5 Cimento Portland(continuação)

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INSERIR TEXTO
NA AULA PASSADA...
✓ Cimento Portland
✓ Definição
✓ Histórico
✓ Constituintes
✓ Formação do clínquer
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 1
✓ Propriedades físicas
✓ Massa específica
✓ Exsudação
✓ Finura
✓ Pasta de consistência normal
✓ Tempo de pega
INSERIR TEXTO
NA AULA DE HOJE....
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 2
✓ Propriedades físicas (continuação)
✓ Resistência
✓ Propriedades químicas
✓ Estabilidade
✓ Calor de hidratação
✓ Resistência aos Agentes Agressivos
✓ Reação Álcali-Agregado
✓ Tipos de cimento
✓ Fabricação
Aula 5 – Cimento Portland
(continuação)
Disciplina: Disciplina: CCE1593 – Materiais de Construção Civil
Docente: Prof.ª Dr.ª Julyenne M. C. Bampa
Cotia - SP
1. º semestre de 2020
INSERIR TEXTO
Resistência
✓ A resistência mecânica dos cimentos, no Brasil, é determinada pela
ruptura à compressão de corpos de prova moldados com
argamassa de cimento e areia normal, com procedimento descrito
no método da norma ABNT NBR 7215:1997.
✓ A forma do corpo de prova, suas dimensões, o traço da argamassa,
sua consistência e o tipo de areia empregado são definidos nas
especificações correspondentes e constituem características que
variam de um país para outro.
✓ Quase todos os países adotam cubos de arestas de 5 a 7 cm,
predominando esta última dimensão.
✓ Apenas no Brasil e no Uruguai empregam-se corpos de prova
cilíndricos.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 4
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Resistência
✓ No Brasil, o corpo de prova é um cilindro de 50 mm de diâmetro e 100
mm de altura moldado com argamassa composta de uma parte de
cimento, três de areia normatizada, em massa, e com relação
água/cimento de 0,48.
✓ Anteriormente, a determinação da consistência da argamassa fazia
parte do procedimento para a determinação da resistência à
compressão, mas, hoje, na norma ABNT NBR 7215:1997, já está fixada
a relação água/cimento de 0,48.
✓ A consistência da argamassa é determinada pelo ensaio de abatimento
da argamassa normal sobre mesa cadente.
✓ Molda-se com a argamassa um corpo de prova em formato de tronco
de cone, tendo como diâmetros das bases inferior e superior 125 e 80
mm, respectivamente, e como altura 65 mm, sobre uma plataforma lisa
de um mecanismo capaz de promover quedas de 14 mm de altura.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
5
INSERIR TEXTO
VÍDEO
✓ NBR NM 67 - Concreto - Determinação da consistência pelo
abatimento do tronco de cone
✓ https://www.youtube.com/watch?v=w_gxzyu7RX8
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
6
https://www.youtube.com/watch?v=w_gxzyu7RX8
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Resistência
✓ No ensaio são executadas 30
quedas em 30 s.
✓ A base inferior do cone
moldado espalha-se e a
medida do diâmetro final é
definida como o índice de
consistência da argamassa.
✓ Diz-se que a consistência é
normal quando esse diâmetro
alcança 165 mm.
✓ A figura a seguir representa a
Mesa cadente para ensaio de
consistência.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 7
INSERIR TEXTO
Resistência
✓ A argamassa é constituída pela mistura de cimento e areia normal
nas proporções de 1:3 em massa, para materiais secos.
✓ A quantidade de água a ser adicionada será determinada para se
obter a consistência normal anteriormente definida.
✓ O ensaio requer, portanto, algumas tentativas.
✓ A areia utilizada nesse ensaio é dita areia normal, definida pela ABNT
NBR 7214:2015 como areia natural, proveniente do rio Tietê, em São
Paulo, lavada e peneirada com a composição granulométrica
indicada na tabela a seguir.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 8
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Resistência
Material retido entre as peneiras 
(mm)
Porcentagem em massa (%)
2,4 – 1,2 25
1,2 – 0,6 25
0,6 – 0,3 25
0,3 – 0,15 25
Frações granulométricas da areia normal brasileira.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 9
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Resistência
✓ Os corpos de prova assim executados são conservados em câmara
úmida por 24 horas e, a seguir, imersos em água até a data do
rompimento.
✓ Este se processa, geralmente, nas idades de três, sete e 28 dias. Para
o cimento Portland ordinário, a especificação brasileira ABNT NBR
5732:1991 exige, aos três dias de idade, resistência mínima de 10
MPa.
✓ Aos sete dias, 20 MPa e, aos 28 dias, 32 MPa para o cimento de
classe de resistência 32 MPa.
✓ Antes do ensaio, as faces inferior e superior dos corpos de prova
devem ser capeadas com mistura de enxofre e quartzo em pó.
✓ Esta camada, que não deve ter mais que 2 mm de espessura, serve
para distribuir uniformemente a carga de compressão a ser aplicada.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 10
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VÍDEO
✓ Laboratório: Determinação da resistência à compressão do concreto
(Aula 11)
✓ https://www.youtube.com/watch?v=7aE40Dj2gqI&t=149s
✓ Resumo: Ensaios físicos do cimento -
https://www.youtube.com/watch?v=0l7Qxe_oH3g
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
11
https://www.youtube.com/watch?v=7aE40Dj2gqI&t=149s
https://www.youtube.com/watch?v=0l7Qxe_oH3g
INSERIR TEXTO
PROPRIEDADES QUÍMICAS
✓ As propriedades químicas do cimento Portland estão diretamente
ligadas ao processo de endurecimento por hidratação.
✓ Ainda não se conhecem com muita precisão as reações e os
compostos envolvidos no processo de endurecimento, restando
muitas questões a serem esclarecidas.
✓ O processo é complexo, admitindo-se, atualmente, que se
desenrole em desenvolvimentos que compreendem a dissolução na
água, precipitações de cristais e gel com hidrólises e hidratações
dos componentes do cimento.
✓ Inicialmente, o silicato tricálcico (C3S) se hidrolisa, isto é, separa-se
em silicato bicálcico (C2S) e hidróxido de cal. Este último precipita
como cristal da solução supersaturada de cal.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 12
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PROPRIEDADES QUÍMICAS
✓ A seguir, o silicato bicálcico resultante da hidrólise combina-se com
a água no processo de hidratação, adquirindo duas moléculas de
água e depositando-se, a temperaturas ordinárias, no estado de gel.
✓ Esse processo, quando conduzido em temperaturas elevadas,
resulta em uma estrutura de natureza cristalina.
✓ Os dois últimos constituintes principais do cimento, o aluminato
tricálcico e o ferro aluminato de cálcio, se hidratam, resultando, do
primeiro, cristais de variado conteúdo de água e, do segundo, uma
fase amorfa gelatinosa.
✓ Esse processo é realmente rápido no clínquer simplesmente
pulverizado.
✓ O aluminato tricálcico presente é, de um modo geral, considerado o
responsável pelo início imediato do processo de endurecimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
13
INSERIR TEXTO
PROPRIEDADES QUÍMICAS
✓ O produto, nessas condições, é de pega rápida. Como se sabe, o
cimento, nessas condições, é material inútil para o construtor,
impossibilitando qualquer manuseio pela rapidez da pega.
✓ Também é conhecido que a correção se efetua pela adição de
sulfato de cálcio hidratado natural, gipsita, ao clínquer antes da
operação de moagem final.
✓ As investigações demonstraram que a ação do gesso no
retardamento do tempo de pega se prende ao fato de ser muito
baixa a solubilidade dos aluminatos anidros em soluções
supersaturadas de gesso.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 14
INSERIR TEXTO
PROPRIEDADES QUÍMICAS
✓ O processo prossegue em marcha relativamente lenta pela
absorção do sulfato, mediante a produção de sulfoaluminato de
cálcio e outros compostos, que, precipitados, abrem caminho para a
solubilização dos aluminatos mais responsáveis pelo início da pega,
já então em tempo conveniente.
✓ O fenômeno de falsa pega ainda não é claramente compreendido.
✓ Admite-se, em geral, que as causas mais frequentes da falsa pega
são a desidratação do gesso a formas instáveis de sulfato de cálcio,
ocorridas durante a operação de moedura, na qual a temperatura se
eleva acima de 130 °C.
✓ Nessas circunstâncias, o cimento produzido contém sulfato de
cálcio hidratável, que seria o responsável pela falsa pega.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 15
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Estabilidade
✓ A estabilidadedo cimento é uma característica ligada à ocorrência
eventual de indesejáveis expansões volumétricas posteriores ao
endurecimento do concreto e resulta da hidratação de cal e
magnésia livre nele presentes.
✓ Quando o cimento contém apreciáveis proporções de cal livre
(CaO), esse óxido, ao se hidratar posteriormente ao endurecimento,
aumenta de volume, criando tensões internas que conduzem à
microfissuração, e pode terminar na desagregação mais ou menos
completa do material.
✓ Isso pode ocorrer quando prevalecem temperaturas superiores a
1900 °C no processo de fabricação do clínquer e resulta na
supercalcinação da cal.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 16
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Estabilidade
✓ Este óxido, como se sabe, hidrata-se de maneira extremamente
lenta, conduzindo à indesejável expansão em época posterior ao
endurecimento do material.
✓ Tal fenômeno ocorre com maior razão com o óxido de magnésio,
motivo pelo qual as especificações limitam a proporção da presença
desses constituintes no cimento.
✓ Determina-se a estabilidade do cimento por ensaios de expansão
em autoclave, nos quais a pasta de cimento é submetida a um
processo acelerado de endurecimento em temperatura elevada, de
modo a fazer aparecer, em sua provável grandeza, a expansão
resultante da hidratação, tanto da cal quanto da magnésia livre.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 17
INSERIR TEXTO
Estabilidade
✓ No Brasil, utiliza-se para esse ensaio a chamada agulha de Le
Chatelier, constituída por uma forma cilíndrica de chapa de latão
com 30 mm de altura e 30 mm de diâmetro, com uma fenda aberta
segundo uma geratriz.
✓ Soldadas às bordas dessa fenda estão duas hastes destinadas a
multiplicar a medida da abertura, que aumenta com a expansão do
núcleo de pasta soldada no interior do cilindro.
✓ No método da ABNT NBR 7215:1997, esse ensaio é descrito em
detalhes, sendo constituído, em linhas gerais, pela moldagem, cura
do corpo de prova imerso em água na temperatura ordinária,
durante 12 horas, e subsequente aquecimento do corpo de prova
em água conduzida lentamente à fervura, durante cinco horas ou
mais.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 18
INSERIR TEXTO
Estabilidade
✓ O valor da expansibilidade é medido nas pontas das agulhas em
milímetros, não podendo ultrapassar os limites descritos pelas
especificações de qualidade dos cimentos (no Brasil, a ABNT NBR
5732, a ABNT NBR 5733, ABNT NBR 5735 e ABNT NBR 5736).
✓ Ensaios químicos do cimento: 
https://www.youtube.com/watch?v=Aqk2lsrENUA
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
19
https://www.youtube.com/watch?v=Aqk2lsrENUA
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ O cimento Portland utiliza na sua produção calcário, sílica, alumina
e óxido de ferro.
✓ Esses compostos principais que constituem o cimento são
quimicamente representados de forma abreviada por apenas uma
letra para cada óxido, conforme a seguinte combinação:
- CaO = C
- SiO2 = S
- Al2O3 = A
- Fe2O3 = F
Fonte: Lisboa et al. (2017). 
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INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ Na presença da água, os silicatos e aluminatos da tabela mostrada
anteriormente se hidratam, formando compostos hidratados para
produzirem uma massa sólida e resistente.
✓ Essa hidratação gera uma reação química, que libera uma
quantidade de calor, definida em Joules, por grama de cimento
anidro, até que o processo de hidratação se complete a uma
determinada temperatura, definida como calor de hidratação.
✓ Esse calor de hidratação depende da composição química do
cimento e se aproxima bastante da soma do calor de hidratação de
cada composto puro hidratado separadamente, que está resumido
na tabela da próxima página.
Fonte: Lisboa et al. (2017). 
21
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
22
✓ magnésia: 203 cal/g
✓ cal: 279 cal/g.
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ Durante o processo de endurecimento do cimento, considerável
quantidade de calor se desenvolve nas reações de hidratação.
✓ Essa energia térmica produzida é de grande interesse para o
engenheiro, principalmente pela elevação de temperatura resultante
nas obras volumosas, a qual conduz ao aparecimento de trincas de
contração ao fim do resfriamento da massa.
✓ O desenvolvimento de calor varia com a composição do cimento,
especialmente com as proporções de silicato e aluminato tricálcicos.
✓ O valor do calor de hidratação do cimento Portland ordinário varia
entre 85 e 100 cal/g, reduzindo-se a 60 a 80 cal/g nos cimentos de
baixo calor de hidratação.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
23
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ O método mais comum para a determinação do calor de hidratação
do cimento é o calor de dissolução.
✓ Amostras secas de cimento em pó e de cimento parcialmente
hidratado e subsequentemente pulverizado são dissolvidas em
mistura de ácidos nítrico e clorídrico em uma garrafa térmica.
✓ A elevação de temperatura devidamente corrigida pela eliminação
dos fatores estranhos ao fenômeno determina as medidas do calor
de dissolução das amostras.
✓ Por diferença, o calor de hidratação do cimento é calculado.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 24
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ O interesse do conhecimento do valor do calor de hidratação do
cimento reside na possibilidade do estudo da evolução térmica
durante o endurecimento do concreto em obras volumosas.
✓ Basicamente, trata-se de multiplicar o calor de hidratação do
cimento pelo peso do cimento contido no metro cúbico de concreto
e, então, dividir o resultado pelo calor específico do concreto.
✓ Evidentemente, esse cálculo aproximado não se desenvolve com
essa simplicidade esquemática, devendo ser considerados vários
outros fatores que intervêm na evolução do fenômeno, tais como a
velocidade de reação, o coeficiente de condutibilidade térmica do
concreto, a variação do calor específico do concreto com a
temperatura etc.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 25
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ Nos concretos em contato com a água e com a terra podem ocorrer
fenômenos de agressividade.
✓ As águas, como as terras, podem conter substâncias químicas
suscetíveis a reações com certos constituintes do cimento
presentes nos concretos.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
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INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ ...
Fonte: Ferreira, R.; www.abcp.org.br
27
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
Fonte: Ferreira, R.; www.abcp.org.br
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
✓ ...
Fonte: Ferreira, R.; www.abcp.org.br
INSERIR TEXTO
Calor de Hidratação
Fonte: Ferreira, R.; www.abcp.org.br
INSERIR TEXTO
Resistência aos Agentes Agressivos
✓ O cimento constitui o elemento mais suscetível ao eventual ataque,
já que os agregados são de natureza predominantemente inerte.
✓ Os silicatos de cálcio mais ou menos hidratados e, principalmente, a
cal hidratada, presentes no cimento hidratado, são os elementos
submetidos a ataque químico.
✓ O hidróxido de cálcio presente na proporção de 15 a 20% do peso
do cimento original constitui o ponto mais vulnerável.
✓ As águas puras, de fontes graníticas ou oriundas do degelo, atacam
o cimento hidratado por dissolução da cal existente.
✓ Essa dissolução alcança cerca de 1,3 grama por litro nas
temperaturas correntes.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 31
INSERIR TEXTO
Resistência aos Agentes Agressivos
✓ Águas puras renovadas acabam lavando toda a cal existente no
cimento hidratado, após o que começam, com menor intensidade, a
dissolver os próprios silicatos e aluminatos.
✓ As águas ácidas — como, por exemplo, a água de chuva, com certa
proporção de gás carbônico dissolvido —, agem sobre a cal do
cimento hidratado segundo processo que varia em função da
concentração do anidrido carbônico.
✓ Se a concentração é baixa, o sal formado é o carbonato de cálcio,
pouco solúvel, que obstrui os poros, constituindo proteção a
ataques posteriores.
✓ Se a concentração é relativamente forte, o carbonato formado é
dissolvido como bicarbonato,prosseguindo o ataque até a completa
exaustão da cal presente. Os sais de cálcio são atacados em
seguida. Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 32
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Resistência aos Agentes Agressivos
✓ As águas podem ser igualmente agressivas quando contêm outros
ácidos, como acontece com os resíduos industriais e águas
provenientes de charcos contendo ácidos orgânicos.
✓ Tanto em um caso como no outro, há exaustão da cal, e um ataque
posterior dos sais constituintes do cimento hidratado deixa no
concreto um esqueleto sem coesão e inteiramente prejudicado nas
suas características mecânicas e outras.
✓ Para estimar a resistência química de um cimento à água pura e
ácida, é útil conhecer seu índice de Vicat, isto é, a relação sílica +
alumina dividida por cal.
✓ Se for inferior a um, tem-se o cimento rico em cal, como o Portland,
portanto, um cimento facilmente atacável.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 33
INSERIR TEXTO
Resistência aos Agentes Agressivos
✓ Se, ao contrário, o índice for superior a um, cimento aluminoso,
cimento metalúrgico, cimento pozolânico, trata-se de material pobre
em cal e capaz de resistir à agressividade da água dissolvente.
✓ A água sulfatada ataca o cimento hidratado por reação do sulfato
com aluminato, produzindo um sulfoaluminato com grande aumento
de volume.
✓ Essa expansão interna é responsável pelo fissuramento que, por
sua vez, facilita o ataque, conduzindo o processo à completa
deterioração do material.
✓ Águas paradas, contendo mais de meio grama de sulfato de
cálcio/litro, e águas correntes com mais de 0,3 g podem, em geral,
ser consideradas perigosas.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 34
INSERIR TEXTO
Resistência aos Agentes Agressivos
✓ A água do mar contém inúmeros sais em solução, entre os quais o
sulfato de cálcio, o sulfato de magnésio e o cloreto de sódio.
✓ A presença deste último concorre para aumentar a solubilidade da
cal.
✓ O pequeno conteúdo de ácido carbônico contribui ligeiramente
como medida de proteção, pela formação de carbonato insolúvel.
✓ Já os sulfatos, principalmente o de cálcio, agem da maneira já
descrita, resultando no final em ataque progressivo dos cimentos
ricos em cal pelas águas do mar.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 35
INSERIR TEXTO
Reação Álcali-Agregado
✓ Identifica-se como reação álcali-agregado a formação de produtos
gelatinosos acompanhada de grande expansão de volume pela
combinação dos álcalis do cimento com a sílica ativa finamente
dividida, eventualmente presente nos agregados.
✓ Trata-se de um fenômeno estudado em época recente que, embora
não tenha sido até agora constatado objetivamente no Brasil, por
constituir importante risco na durabilidade dos concretos, merece
detalhada investigação quando do uso de agregados oriundos de
novas fontes, sem experiência anterior.
✓ Tal assunto será estudado posteriormente, quando estudarmos
agregados.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 36
INSERIR TEXTO
VÍDEO
✓ #19 - Reação Álcali-Sílica (RAS)
✓ https://www.youtube.com/watch?v=o_rhiBkJoN0
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
37
https://www.youtube.com/watch?v=o_rhiBkJoN0
TIPOS DE CIMENTO
38
Fonte: Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ O cimento aluminoso é produzido a partir do cozimento da bauxita
e do calcário, sendo a composição básica o aluminato de cálcio, é
especialmente empregado quando é desejável resistência a sulfatos
e para finalidades refratárias.
✓ O cimento branco é fabricado com matéria-prima que contenha o
mínimo possível de óxido de ferro, pelo emprego de argilas a partir
de rochas carbonatadas sem ferro. Várias medidas são empregadas
para evitar a alteração da cor.
✓ Os cimentos coloridos são, em geral, obtidos a partir da adição de
pigmentos ao cimento branco ou pela ação de clínqueres que
possuem cores especiais.
✓ Você deve estar atento para não comprometer negativamente as
propriedades como pega, resistência e durabilidade do cimento que
é manipulado com pigmentos.
39
Fonte: Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ O cimento Portland e suas diversas modificações têm larga
aplicação nas obras da construção civil, e é uma mistura complexa de
vários óxidos minerais que apresenta um mecanismo mais
complicado de hidratação.
✓ Para a compreensão do processo de obtenção do cimento Portland é
importante entender que o clínquer é o produto resultante da
calcinação até a fusão inicial da mistura calcário e argila.
✓ Quando atinge a fase final de produção do cimento, o clínquer é
moído com percentagem de 3% de gipsita, cuja função é regular a
pega do cimento.
40
Fonte: Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ Os clínqueres são nódulos de 5 a 25 mm de diâmetro de um
material sintetizado, produzido pelo cozimento, até fusão incipiente (±
30% de fase líquida), de uma mistura de calcário e argila, que é
dosada e homogeneizada, de tal forma que toda a cal se combine
com os compostos argilosos, sem que após o cozimento resulte cal
livre em quantidade prejudicial.
✓ Segundo Alves (2006), existem vários tipos de cimento classificados:
▪ Cimento Portland comum:
- CP I (cimento Portland comum): É o mais simples dos cimentos e
praticamente não existe mais no mercado. Composto apenas de
clínquer e gesso, sem nenhum outro aditivo. Resistência: 25 MPa
(Mega Pascal, unidade de pressão).
41
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
TIPOS DE CIMENTO
- CP I-S (cimento Portland comum com adição): semelhante ao CP
I, a única diferença é a adição de material pozolânico em no máximo
5% da composição para conferir maior impermeabilidade.
Resistência: 25 MPa.
▪ Cimento Portland composto:
- CP II-E (cimento Portland composto com escória): os cimentos
CP II são os mais encontrados no mercado e destinados a
aplicações gerais. O CP II-E pode ter de 6% a 34% de escória
siderúrgica, um subproduto que faz o cimento produzir menos calor
durante a reação química com a água. Ideal para quando há a
necessidade de diminuir o risco de fissuras e outros danos causados
pelo calor de hidratação e também para estruturas que possam ser
atacadas por sulfatos. Resistência: 25, 32 e 40 MPa.
42
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
TIPOS DE CIMENTO
- CP II-Z (cimento Portland composto com pozolana): a adição de
pozolana (6% a 14%) confere mais impermeabilidade e durabilidade,
por isso é muito utilizado em estruturas marítimas, industriais e
subterrâneas. Resistência: 25, 32 e 40 MPa.
- CP II-F (cimento Portland composto com fíler): Constituído de
90% a 94% de clínquer e gesso e 6% a 10% de fíler (material
carbonático). É utilizado em aplicações diversas, como estruturas de
concreto armado, pisos, pavimentos, argamassas de assentamento
e revestimento. Resistência 25, 32 e 40 MPa.
43
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
TIPOS DE CIMENTO
- CP III (cimento Portland de alto forno): A adição de escória varia
entre 35% e 70% da composição, o que resulta em alta
impermeabilidade e durabilidade, baixo calor de hidratação, alta
resistência a expansão e sulfatos. Ideal para estruturas de grande
porte e agressividade, como fundações de máquinas, barragens,
afluentes, pontes, pavimentação de estradas e pistas de aeroporto.
Resistência 25, 32 e 40 MPa.
- CP IV (cimento Portland composto pozolânico): Possui alto teor
– entre 15% e 50% – de material pozolânico. Apresenta grande
impermeabilidade, durabilidade, resistência a compressão mecânica
e materiais ácidos, especialmente sulfato. É bastante indicado para
estruturas de grandes volumes e submetidas a temperaturas
elevadas. Por ser pouco poroso, também é ideal para locais
expostos a água corrente. Resistência: 25 e 32 MPa.
44
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
TIPOS DE CIMENTO
- CP V-ARI (cimento Portland composto de alta resistência
inicial): este cimento reage rapidamente e em poucas horas atinge
resistências elevadas, podendo chegar a 26 MPa logo no primeiro
dia. É mais utilizado em obras industriais e indicado parao preparo
de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento,
como lajes, postes, tubos e meio-fio, entre outros. É composto por
clínquer e gesso (95% a 100%) e entre 0% e 5% de fíler.
- CP-RS (Cimento Portland Resistente a Sulfatos): a resistência a
sulfatos é uma propriedade extra aplicável a todos os cimentos,
desde que comprovada a partir de ensaios. O CP-RS é ideal para
lugares muito expostos a materiais sulfatados, como estações de
tratamento, redes de esgoto, ambientes industriais, regiões
litorâneas, subterrâneas e marítimas. Resistência: 25, 32 e 40 MPa.
45
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
TIPOS DE CIMENTO
- CP-BC (Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação):
Também é aplicável a todos os tipos de cimentos a partir de testes.
A característica principal é a capacidade de retardar o
desprendimento de calor desenvolvido durante a hidratação do
cimento. Ideal para peças de grande massa de concreto, mais
suscetíveis a fissuras. Classe de resistência: 25, 32 e 40 MPa.
- Cimento Portland Branco: A cor branca é obtida por matérias-
primas com baixo teor de manganês e ferro e pela utilização do
caulim no lugar da argila. O CPB se divide em dois tipos: o
estrutural, usado para fins arquitetônicos; e não estrutural, indicado
para rejunte de cerâmicas. Resistência: 25, 32 e 40 MPa.
46
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ Originariamente, os cimentos eram fabricados segundo as
especificações dos consumidores, que encomendavam das fábricas
o produto com certas características convenientes a um trabalho.
✓ A partir de 1904, quando foram introduzidas as primeiras
especificações da ASTM, a indústria limitou-se a produzir alguns
tipos de cimento.
✓ Em cada país, a indústria produzia os cimentos padronizados pelo
organismo normalizador nacional e alguns outros fora de normas,
mas sempre um número limitado de tipos.
✓ Embora não se encontrassem todos os tipos disponíveis no
mercado, muitos deles, destinados a usos especiais, eram obtidos
mediante encomenda.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
47
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ No Brasil são produzidos vários tipos de cimento, oficialmente
normalizados.
✓ Fabrica-se também, para emprego não estrutural, o cimento branco,
que é um cimento Portland ordinário, praticamente isento de óxidos
de ferro obtido mediante cuidados adequados na escolha da
matéria-prima e na condução do processo de fabricação.
✓ O cimento do tipo 1 é semelhante ao cimento Portland comum
utilizado nos trabalhos gerais de construção, em que nenhuma das
características diferenciadoras dos tipos restantes são exigidas e
constituem um desenvolvimento natural do cimento fabricado antes
de 1936, quando foi introduzida essa classificação.
✓ Observe a tabela a seguir com os diferentes tipos de cimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
48
TIPOS DE CIMENTO
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
49
✓ Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=4rE0pAjnMus&t=92s
https://www.youtube.com/watch?v=4rE0pAjnMus&t=92s
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ O cimento do tipo 2, frequentemente conhecido como “modificado”, é
um cimento com desenvolvimento moderado de calor de hidratação.
✓ Foi muito utilizado em pavimentações antes do desenvolvimento da
técnica de incorporação de ar, e recomendado para construções
volumosas de porte moderado.
✓ O do tipo 3 é o cimento de alta resistência inicial, diferindo do tipo 1
pela proporção mais elevada de C3S e maior finura.
✓ O cimento do tipo 4, ainda pouco utilizado, é um cimento de calor de
hidratação muito baixo, destinado ao emprego em construções
volumosas de grande porte.
✓ Isso é obtido pela redução na proporção de C3A e C3S.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
50
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TIPOS DE CIMENTO
✓ O cimento do tipo 5 é destinado ao emprego em obras nas quais a
resistência ao ataque às águas sulfatadas é importante.
✓ Nesse produto, a proporção de C3A é substancialmente reduzida.
✓ Os tipos 1, 2 e 3 também são especificados com a incorporação de
agentes de arrastamento de ar, constituindo os tipos 1A, 2A e 3A.
✓ O agente incorporador de ar geralmente está presente na proporção
de 0,01 a 0,03%, permitindo, nos concretos realizados com esses
aglomerantes, a introdução, na mistura, de bolhas de ar de muito
pequeno diâmetro, na proporção de 3 a 6 % em volume.
✓ De todos esses tipos de cimento, apenas os tipos 1 e 3, e mais
raramente o 2, são normalmente encontrados.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
51
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TIPOS DE CIMENTO
✓ Além desses tipos de cimento, fabricava-se, nos Estados Unidos,
um cimento Portland ordinário de pega muito lenta, os cimentos de
poços de petróleo, que devem endurecer em condições de
temperatura a pressão muito elevada, o que se consegue mediante
a adição de outros agentes retardadores que não o gesso.
✓ Da mesma forma, o cimento branco, uma variedade do cimento do
tipo 1, é encontrado normalmente no mercado americano, havendo
também, em grau menor de disponibilidade, outros tipos especiais
constituídos de cimento do tipo 1 com aditivos variados, como, por
exemplo, os cimentos antibactericidas.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
52
INSERIR TEXTO
........
✓ ..............
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
53
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
✓ É importante observar, no cimento Portland, também, as seguintes
características:
a) O cimento ARI (alta resistência inicial) deve apresentar finura maior
que os demais (máx. de 6% retido na peneira #200 e área
específica > 300 m2/kg).
b) O cimento Portland composto é apresentado nas versões CP II-E,
com até 34% de escória, CP II-Z, com até 14% de pozolana, e CP
II-F, que é simples, mas todos possuem ainda até 10% de filler.
54
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
INSERIR TEXTO
TIPOS DE CIMENTO
c) O cimento ARS (alta resistência aos sulfatos) só é apresentado na
classe 20 (20 MPa de resistência à compressão no ensaio normal).
d) O cimento CP III, de alto-forno, deve apresentar teor de escória
entre 35% e 70% da massa total do aglomerante.
e) O cimento Portland pozolânico deve conter teores de materiais
pozolânicos compreendidos entre 15% e 50% da massa total do
cimento.
55
Fonte: Pinheiro & Crivelaro (2016). 
INSERIR TEXTO
VÍDEO
✓ https://www.youtube.com/watch?v=2F6A9nY1DBc
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
56
https://www.youtube.com/watch?v=2F6A9nY1DBc
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ O cimento Portland é um cimento produzido pela pulverização de
clínqueres constituídos especialmente por silicatos de cálcio
hidráulicos cristalinos e uma pequena quantidade de uma ou mais
formas de sulfato de cálcio e até 5% de calcário como adição na
moagem;
✓ As matérias-primas utilizadas na fabricação do cimento Portland
são, em geral, misturas de materiais calcários e argilosos em
proporções adequadas que resultem em composições químicas
apropriadas para o cozimento.
57
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Os clínqueres são nódulos com
diâmetros que variam de 5 a 25 mm
de material sintetizado, que é
produzido quando uma mistura de
matérias-primas em proporções
adequadas é aquecida sob elevadas
temperaturas;
✓ Antes de realizar o processo de
tratamento térmico da farinha que irá
se converter em clínquer é
necessário fazer uma boa
homogeneização.
✓ Para isso, é fundamental os
processos de britagem, moagem e
mistura.
58
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ A receita para obter o
clínquer desejado no
processo requer a análise
química dos constituintes
dessa farinha, que deve ser
composta por partículas
menores de 75 μm.
✓ Um dos processos de
fabricação do cimento é
denominado via úmida, e
para isso a lama deve conter
de 30 a 40% de água.
59
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
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FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Nos modernos processode fabricação, a opção por via seca ocorre
por ser energeticamente mais eficiente, em função da necessidade
de retirada da água por evaporação antes de ocorrer a
clinterização.
✓ Por meio do processo de via seca são equipados pré-aquecedores
multifásicos suspensos com maior eficiência de troca térmica entre
os gases e a farinha, exigindo 800 kcal de energia de combustível
fóssil para kg de clínquer, ao passo que o processo de via úmida
requer cerca de 1.400 kcal/kg.
✓ O cimento Portland é atualmente produzido em instalações
industriais de grande porte, localizadas junto às jazidas que se
encontram em situação favorável quanto ao transporte do produto
acabado aos centros consumidores.
60
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Trata-se de um produto de preço relativamente baixo, que não
comporta fretes a grandes distâncias.
✓ O condicionamento econômico do empreendimento, combinado com
a natureza das jazidas disponíveis, determina os materiais que
podem ser utilizados na manufatura do cimento Portland.
✓ Entre os materiais calcários utilizados, encontram-se o calcário
propriamente dito, conchas de origem marinha etc.
✓ Entre os materiais argilosos, citam-se a argila, xistos, ardósia e
escórias de alto-forno.
61
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ A fabricação do cimento Portland comporta seis operações
principais:
1) extração da matéria-prima;
2) britagem;
3) moedura e mistura;
4) queima;
5) moedura do clínquer;
6) expedição.
62
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lisboa et al. (2017). 
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ A extração da matéria-prima se faz pela técnica usual de
exploração de pedreiras, quando se trata de rochas e xistos; por
escavação, segundo a técnica usual de movimentação de terras,
quando se trata de argila, e por dragagens, quando é o caso.
✓ A técnica de exploração de pedreiras será desenvolvida mais
adiante, quando se tratar da produção de agregados.
✓ A matéria-prima, quando rochosa, é submetida a uma operação de
beneficiamento com o propósito de reduzir o material à condição de
grãos de tamanho conveniente.
✓ Trata-se da britagem, operação também comum no processo de
exploração de pedreiras para a produção de agregados.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
63
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Os materiais britados, calcário, por exemplo, são encaminhados a
depósitos apropriados, de onde são processados segundo duas
linhas principais de operação: via seca e via úmida.
✓ No processamento por via seca, a matéria-prima é inicialmente
conduzida a uma estufa, em que é convenientemente secada.
✓ Secos, os materiais argilosos e calcários são proporcionados e
conduzidos aos moinhos e silos, nos quais se reduzem a grãos de
pequeno tamanho em mistura homogênea.
✓ Utilizam-se, para esse fim, moinhos, usualmente de bolas,
associados em série e conjugados a separadores de peneira, ou
ciclones, por cuja ação se conduz o processo na produção da
mistura homogênea de grãos de pequeno tamanho, intimamente
misturados, das matérias-primas.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
64
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Essa mistura é conduzida por via pneumática para os silos de
homogeneização, nos quais a composição básica da mistura é
quimicamente controlada e, eventualmente, realizadas as
correções.
✓ A mistura homogênea é armazenada em silos apropriados, onde
aguarda o momento de ser conduzida ao forno para a queima.
✓ No processo por via úmida, no qual se emprega a argila natural
como matéria-prima, esta é inicialmente misturada com água,
formando uma lama espessa.
✓ O calcário britado proveniente dos silos é proporcionado e
misturado com a lama de argila e conduzido para os moinhos,
também usualmente de bolas, nos quais a rocha calcária é reduzida
a grãos de tamanho muito pequeno.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
65
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Esses moinhos trabalham também com equipamentos separadores,
neste caso, câmaras de sedimentação que proporcionam um meio
eficaz de controle dos tamanhos dos grãos de calcário em
suspensão na lama.
✓ A lama, após a operação de moedura do calcário, é bombeada para
os silos de homogeneização, nos quais, como se procedeu na via
seca, se controla a composição química e se fazem as eventuais
correções.
✓ A mistura, devidamente controlada e homogeneizada, é conduzida
para os silos de armazenamento do cru.
✓ Nesta altura, os dois processos novamente se encontram,
procedendo-se à alimentação do forno, com a mistura pulverulenta
proveniente da via seca ou com a lama proveniente da via úmida.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
66
INSERIR TEXTO
........
Fonte: Oliveira 
& Miranda 
(2019). 
67
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ O forno, como utilizado atualmente, é constituído por um longo tubo
de chapa de aço, revestido internamente de alvenaria refratária,
girando lentamente em torno de seu eixo, levemente inclinado,
tendo na extremidade mais baixa um maçarico em que se processa
a queima de combustível e recebendo pela sua boca superior o cru.
✓ A operação de queima da mistura crua devidamente proporcionada
em um forno — no qual, pela combustão controlada de carvão, gás
ou óleo, a temperatura é elevada aos níveis necessários para a
transformação química que conduz à produção do clínquer,
subsequentemente resfriado —, é talvez a mais importante fase na
fabricação do cimento.
✓ O material submetido ao processamento das queimas percorre o
forno rotativo de uma ponta a outra em cerca de três horas e meia a
quatro horas.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
68
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ O clínquer produzido sai do forno em elevada temperatura,
incandescente, e é resfriado mediante corrente de ar ou mesmo por
ação de água.
✓ O clínquer resfriado é conduzido a depósitos apropriados, onde
aguarda o processamento da moagem.
✓ A operação de moagem do clínquer é realizada em moinhos de bola
conjugados com separadores a ar.
✓ Sendo o clínquer um material extremamente duro, a moagem é uma
operação dispendiosa, em que são consumidas as esferas de aço
duro utilizadas dentro do moinho.
✓ O clínquer entra no moinho já misturado com a parcela de gipsita
utilizada para controle do tempo de pega do cimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
69
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ Para facilitar a operação de moagem, a indústria manufatureira de
cimento tem utilizado como aditivos certas substâncias que facilitam
essa operação, os aditivos de ajuda na moagem.
✓ O clínquer pulverizado é conduzido pneumaticamente para os
separadores de ar, um ciclone que reconduz ao moinho os grãos de
tamanho grande e dirige os de menor tamanho, o cimento
propriamente dito, para os silos de estocagem.
✓ O produto acabado, o cimento Portland artificial, é então ensacado
automaticamente em sacos de papel apropriado ou simplesmente
encaminhado a granel para os veículos de transporte.
✓ A indústria de cimento é de grande porte e, entre as indústrias
químicas, não encontra nem de longe algum paralelo.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
70
INSERIR TEXTO
FABRICAÇÃO DO CIMENTO
✓ O material movimentado se mede por milhares de toneladas por dia
e o tamanho das peças de equipamento se mede pela potência dos
motores utilizados, milhares de hp.
✓ O mercado do cimento no Brasil é atualmente composto por 22
grupos cimenteiros, nacionais e estrangeiros, com 95 plantas
produzindo (setembro de 2015), espalhadas por todas as regiões
brasileiras.
✓ A capacidade instalada anunciada do país é de 82 milhões de
toneladas/ano, mas pelos últimos levantamentos, estima-se que a
capacidade instalada já tenha ultrapassado os 96 milhões de
toneladas/ano, devendo chegar aos 100 milhões de toneladas até o
final de 2016, com a entrada das plantas em construção.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
71
INSERIRTEXTO
........
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
INSERIR TEXTO
VÍDEO
✓ https://www.youtube.com/watch?v=CXcUM5TCtTA
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
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https://www.youtube.com/watch?v=CXcUM5TCtTA
INSERIR TEXTO
EXERCÍCIOS
1. O que é calor de hidratação do cimento Portland? .
a) Aumento de temperatura do cimento devido à hidratação dos seus
compostos.
b) Teor de alumina de um cimento.
c) Finura do cimento.
d) Tempo de pega.
e) Ensaio para caracterização da finura do cimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
74
INSERIR TEXTO
EXERCÍCIOS
2. Qual dos itens abaixo NÃO causa aumento de volume no cimento
durante sua aplicação?
a) Óxido de cálcio.
b) Óxido de magnésio.
c) Hidratação do cimento.
d) Elevado calor de hidratação.
e) Clinquerização.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
75
INSERIR TEXTO
EXERCÍCIOS
3. Caracterize de acordo com a velocidade de ganho de resistência o
composto C3A do cimento.
a) Nos 28 primeiros dias.
b) Depois dos 28 dias.
c) Depois de anos.
d) Instantaneamente.
e) Nunca.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
76
Contato: julyenne.bampa@estacio.br
77
INSERIR TEXTO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
✓ ABITANTE, A. L.; LISBOA, E. S. Materiais de construção. 2.ª ed.
Porto Alegre, SAGAH, 2017.
✓ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND.
<https://abcp.org.br/>. Acesso em 18 de março de 2020.
✓ FERREIRA, R. Cimento Portland. Notas de aula: Materiais
constituintes do Concreto. PUC Goiás.
✓ LINTZ, R. C. C.; MARTINÊS, M. Cal, gesso e argamassa. Notas de
aula: EB603 – Ciência e Tecnologia dos Materiais. Faculdade de
Tecnologia, Universidade Estadual de Campinas.
✓ LISBOA, E. S.; ALVES, E. S.; MELO, G. H. A. G. Materiais de
construção: concreto e argamassa. 2.ª ed. Porto Alegre, SAGAH,
2017.
✓ OLIVEIRA, H. M.; MIRANDA, L. F. R. In: BAUER, L. A. F. Materiais de
construção. Coordenação João Fernando Dias. 6.ª ed. Rio de Janeiro,
LTC, 2019.
78
https://abcp.org.br/