Aula 4 Concreto Hidraulico e Cimento Portland

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CIMENTO PORTLAND 
INTRODUÇÃO 
 
 
O cimento é considerado hidráulico pois seu produto, após a etapa da hidratação, 
fica estável no ambiente aquoso, ou seja, resistente à água. O cimento hidráulico 
mais comumente usado para fazer concreto hidráulico é o cimento Portland. 
 
Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material 
usualmente conhecido na construção civil como cimento. 
 
O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes 
ou ligantes, que se ativam e endurecem sob ação da água. 
 
Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o 
cimento portland não se decompõe mais. 
 
O cimento portland, misturado com água e outros materiais de construção, tais como 
a areia, a pedra britada, o pó-de-pedra, a cal e outros, resulta nos concretos e nas 
argamassas usadas na construção de casas, edifícios, pontes, barragens, etc. 
 
 
 
As características e propriedades desses concretos e argamassas vão depender 
da qualidade e proporções dos materiais com que são compostos. 
 
 
 
Dentre eles, entretanto, o cimento é o mais ativo, do ponto de vista químico. 
 
 
 
Pode-se dizer que o cimento é o principal responsável pela transformação da 
mistura dos materiais componentes dos concretos e das argamassas no 
produto final desejado (uma laje, uma viga, um revestimento etc.). 
 
 
A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU, que designava na velha Roma 
espécie de pedra natural de rochedos e não esquadrejada. 
 
 
Por sua vez, o cimento portland foi criado por um construtor inglês, Joseph Aspdin, 
que o patenteou em 1824. 
 
Nessa época, era comum na Inglaterra construir com pedra de Portland, uma ilha 
situada no sul desse país. 
 
 
Como o resultado da invenção de Aspdin se assemelhava à pedra de Portland, 
possuindo cor e dureza semelhantes, ele registrou sua patente com o nome de 
cimento portland. 
COMPOSIÇÃO DO CIMENTO 
PORTLAND 
(MATÉRIAS-PRIMAS) 
 
O cimento portland é composto 
de clínquer e de adições. 
 
O clínquer é o principal 
componente e está presente 
em todos os tipos de cimento 
portland. 
 
As adições podem variar de um 
tipo de cimento para outro e 
são principalmente elas que 
definem os diferentes tipos de 
cimento. 
Clínquer 
 
O clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila, ambos 
obtidos de jazidas em geral situadas nas proximidades das fábricas de 
cimento. 
 
A rocha calcária é primeiramente britada, depois moída e em seguida 
misturada, em proporções adequadas, com argila moída. 
 
A mistura formada atravessa então um forno giratório de grande diâmetro e 
comprimento, cuja temperatura interna chega a alcançar 1450°C. 
 
Processamento do clinquer 
em alto forno 
O intenso calor transforma a mistura em um novo material, denominado 
clínquer, que se apresenta sob a forma de pelotas. 
 
Na saída do forno o clínquer, ainda incandescente, é bruscamente resfriado 
para posteriormente ser finamente moído, transformando-se em pó. 
 
O clínquer em pó tem a peculiaridade de desenvolver uma reação química em 
presença de água, na qual ele, primeiramente, torna-se pastoso e, em seguida, 
endurece, adquirindo elevada resistência e durabilidade. Essa 
característica adquirida pelo clínquer, que faz dele um ligante hidráulico muito 
resistente, é sua propriedade mais importante. 
Adições 
 
As adições são outras matérias-primas que, misturadas ao clínquer na fase de 
moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland hoje 
disponíveis no mercado. 
 
Essas outras matérias-primas são o gesso, as escórias de alto-forno, os 
materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos. 
 
GÊSSO ( REDUZ TEMPO DE PEGA) 
 
O gesso tem como função básica controlar o tempo de pega, isto é, o 
início do endurecimento do clínquer moído quando este é misturado com água. 
 
Caso não se adicionasse o gesso à moagem do clínquer, o cimento, quando 
entrasse em contato com a água, endureceria quase que instantaneamente, o 
que inviabilizaria seu uso nas obras. Por isso, o gesso é uma adição presente 
em todos os tipos de cimento portland. 
 
A quantidade adicionada é pequena: em geral, 3% de gesso para 97% de 
clínquer, em massa. 
 
Adições 
 
ESCÓRIAS DE ALTO FORNO ( MAIOR DURABILIDADE E RESISTÊNCIA FINAL) 
 
As escórias de alto-forno são obtidas durante a produção de ferro-gusa 
nas indústrias siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia. São as limalhas 
resultantes do processamento do ferro. 
 
Normalmente, o aço é fabricado a partir de carbono e óxido de ferro, no alto forno. 
Nesta fase se produz o chamado ferro gusa, que contém um excesso de carbono e 
impurezas como silício (que torna o aço quebradiço), fósforo e enxôfre (que facilitam a 
oxidação). Retira-se o excesso de carbono, silício e fósforo e enxofre para a fabricação 
do aço carbono. 
 
Antigamente, as escórias de alto-forno eram consideradas como um material sem maior 
utilidade, até ser descoberto que elas também tinham a propriedade de ligante 
hidráulico muito resistente, ou seja, que reagem em presença de água, 
desenvolvendo características aglomerantes de forma muito semelhante à do clínquer. 
 
Essa descoberta tornou possível adicionar a escória de alto-forno à moagem do 
clínquer com gesso, guardadas certas proporções, e obter como resultado um tipo de 
cimento que, além de atender plenamente aos usos mais comuns, apresenta melhoria 
de algumas propriedades, como maior durabilidade e maior resistência final. 
Adições 
 
MATERIAIS POZOLÂNICOS (MAIOR IMPERMEABILIDADE) 
 
Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas (ADITIVO USADO PELOS 
ROMANOS NA RECEITA SECRETA DE SEUS CONCRETOS) ou matérias 
orgânicas fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas 
queimadas em elevadas temperaturas (550oC a 900oC) e derivados da 
queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros. 
 
Da mesma forma que no caso da escória de alto-forno, pesquisas levaram à 
descoberta de que os materiais pozolânicos, quando pulverizados em partículas 
muito finas, também passam a apresentar a propriedade de ligante hidráulico, se 
bem que de forma distinta. 
 
O clínquer no processo de hidratação libera hidróxido de cálcio (cal) que reage 
com a pozolana. 
Adições 
 
MATERIAIS POZOLÂNICOS (MAIOR IMPERMEABILIDADE) 
 
 
A reação entre cal e pozolana é o motivo pelo qual a adição de materiais 
pozolânicos ao clínquer moído com gesso é perfeitamente viável, até um 
determinado limite, e em alguns casos, é até recomendável, pois o tipo de cimento 
assim obtido ainda oferece a vantagem de conferir maior impermeabilidade, 
por exemplo, aos concretos e às argamassas. 
 
Outros materiais pozolânicos têm sido estudados, tais como as cinzas 
resultantes da queima de cascas de arroz e a sílica ativa, um pó finíssimo que 
sai das chaminés das fundições de ferro-silício e que, embora em caráter 
regional, já têm seu uso consagrado no Brasil, a exemplo de outros países 
tecnologicamente mais avançados. 
Adições 
 
MATERIAIS CARBONÁTICOS (MAIOR TRABALHABILIDADE) 
 
Os materiais carbonáticos são rochas moídas, que apresentam carbonato de 
cálcio em sua constituição tais como o próprio calcário. 
 
 
Tal adição serve também para tornar os concretos e as argamassas mais 
trabalháveis, porque os grãos ou partículas desses materiais moídos são 
minúsculos, e têm dimensões adequadas para se alojar entre os demais grãos ou 
partículas dos do cimento, funcionando como um verdadeiro lubrificante ou 
emoliente, o que facilita a trabalhabilidade do cimento, diminuindo a capilaridade 
e permeabilidade do cimento. Quando presentes no cimento são conhecidos como 
fíler calcário. 
 
 
NORMAS TÉCNICAS E CONTROLE DE QUALIDADE DO CIMENTO 
PORTLAND 
 
As normas técnicas definem não somente as características e propriedadesmínimas que os cimentos portland devem apresentar como, também, os 
métodos de ensaio empregados para verificar se esses cimentos atendem às 
exigências das respectivas normas. 
 
 
Existem no Brasil 56 fábricas de cimento portland e todas elas atendem 
às exigências das normas técnicas determinadas pela ABNT. A qualidade é 
aferida pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), entidade de 
Utilidade Pública Federal, com base nas normas da ABNT e nos princípios do 
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial 
(INMETRO). Quando um saco de cimento apresenta o Selo de Qualidade 
ABCP, isto significa que o produto nele contido está de acordo com as normas 
técnicas brasileiras, ou que atende a essas normas, ou, ainda, que foi 
produzido em conformidade com as exigências dessas normas. 
INSPEÇÕES DURANTE O RECEBIMENTO DE CIMENTO EM OBRA 
 
Verificar no ato da descarga, se o lote é homogêneo. 
 
No verso da embalagem verificar a existência de: 
 
data de fabricação do produto (deve vir carimbada no verso do saco de forma 
indelével); 
prazo de validade; 
composição; 
traços e cuidados na mistura; 
recomendações quanto ao armazenamento; 
selo da ABCP; 
telefone para reclamação. 
 
Atenção: ver se o cimento não está empedrado no ato da descarga, rejeitando os 
sacos que não atenderem os critérios de aceitação. Ensacar o material cuja 
embalagem venha a sofrer algum dano durante o processo de descarga. 
ARMAZENAGEM 
 
 
O cimento é embalado em sacos de papel kraft de múltiplas folhas. 
Trata-se de uma embalagem usada no mundo inteiro, para proteger o cimento 
da umidade e do manuseio no transporte, ao menor preço para o consumidor. 
 
Além disso, o saco de papel é o único que permite o enchimento com material 
ainda bastante aquecido, por ensacadeiras automáticas, imprescindíveis ao 
atendimento do fluxo de produção (ao contrário de outros tipos de embalagem 
já testados, como a de plástico). 
 
Mas, o saco de papel protege pouco o cimento nele contido da ação direta da 
água, por isso alguns cuidados no recebimento e armazenamento devem ser 
tomados. 
 
ARMAZENAGEM 
 
O cimento deve ser armazenado em local seco e protegido das intempéries, de 
preferência dentro de um barraco construído para esse fim. O material deve ficar 
próximo do local onde será usado (perto das betoneiras até 20 metros). O piso do 
barraco deve de madeira e em locais muito úmidos forrar com uma lona plástica. 
 
ARMAZENAGEM 
 
As pilhas devem ter altura máxima equivalente a 10 sacos, ficando distantes das 
paredes do local de armazenagem em pelo menos 30 cm. se optar por utilizar 
estrados estes devem ficar no mínimo 30 cm do chão. 
Ao utilizar o cimento, pegar sempre o material com mais tempo de estoque. 
 
O primeiro cimento portland 
lançado no mercado 
brasileiro foi o conhecido 
CP, correspondendo 
atualmente ao CP I, um 
tipo de cimento portland 
comum sem quaisquer 
adições além do gesso 
(utilizado como retardador 
da pega). 
 
O cimento portland 
composto tem composição 
intermediária entre os 
cimentos portland comuns e 
os cimentos portland com 
adições (alto-forno e 
pozolânico). 
PRINCIPAIS TIPOS DE CIMENTO PORTLAND 
 
Existem no Brasil vários tipos de cimento portland, diferentes entre si, 
principalmente em função de sua composição. 
 
Os principais tipos oferecidos no mercado, ou seja, os mais empregados 
nas diversas obras de construção civil são: 
• cimento portland comum; CP I - (+ GESSO) 
• cimento portland composto; CP II – (+ ESCÓRIA E POZOLANA) 
• cimento portland com escórias de alto-forno; CP III (+ ESCÓRIA) 
• cimento portland pozolânico. CP IV (+ POZOLANA E CARBONÁTICOS) 
 
PRINCIPAIS TIPOS DE CIMENTO PORTLAND 
 
 
Em menor escala são consumidos, seja pela menor oferta, seja pelas 
características especiais de aplicação os seguintes tipos de cimento: 
 
• cimento portland de alta resistência inicial; 
 
• cimento portland resistente aos sulfatos; *** P/ AMBIENTES AGRESSIVOS 
 EX: ESGOTOS MARÍTIMO INDÚSTRIA 
• cimento portland branco; 
• cimento portland de baixo calor de hidratação; 
• cimento para poços petrolíferos. 
A adição de escória e materiais pozolânicos modifica a microestrutura 
do concreto, diminuindo a permeabilidade, a difusibilidade iônica e a 
porosidade capilar, aumentando a estabilidade e a durabilidade do concreto. 
Cimento Portland de Alta Resistência Inicial 
 
O cimento portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) é um tipo particular de 
cimento portland comum, que tem a peculiaridade de atingir altas resistências já 
nos primeiros dias da aplicação. 
 
O desenvolvimento da alta resistência inicial é conseguido pela utilização de 
uma dosagem diferente de calcário e argila na produção do clínquer, bem 
como pela moagem mais fina do cimento, de modo que, ao reagir com a 
água, ele adquira elevadas resistências, com maior velocidade. 
Cimentos Portland Resistentes aos Sulfatos 
 
Os cimentos portland resistentes aos sulfatos são aqueles, como o próprio nome 
diz, que têm a propriedade de oferecer resistência aos meios agressivos 
sulfatados, tais como os encontrados nas redes de esgotos de águas servidas ou 
industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos. 
 
De acordo com a norma NBR 5737, quaisquer um dos cinco tipos básicos (CP I, 
CP II, CP lII, CP IV e CP V-ARI) podem ser considerados resistentes aos 
sulfatos, desde que obedeçam a pelo menos uma das seguintes condições: 
 
• teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de, 
no 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. 
Cimentos Portland de Baixo Calor de 
Hidratação 
 
O aumento da temperatura no interior de 
grandes estruturas de concreto devido ao 
calor desenvolvido durante a hidratação do 
cimento pode levar ao aparecimento de 
fissuras de origem térmica, que podem ser 
evitadas se forem usados cimentos com 
taxas lentas de evolução de calor, os 
chamados cimentos portland de baixo 
calor de hidratação. 
Cimento Portland Branco 
 
O cimento portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais 
pela coloração. 
 
A cor branca é conseguida a partir de matérias-primas com baixos teores de 
óxidos de ferro e manganês e por condições especiais durante a fabricação, 
especialmente com relação ao resfriamento e à moagem do produto. 
Cimento para Poços Petrolíferos 
 
Constitui um tipo de cimento portland de aplicação bastante específica, qual seja 
a cimentação de poços petrolíferos. 
 
O consumo desse tipo de cimento é pouco expressivo quando comparado ao dos 
outros tipos de cimentos normalizados no País. 
 
O cimento para poços petrolíferos (CPP) é regulamentado pela NBR 9831 e na 
sua composição não se observam outros componentes além do clínquer e do 
gesso para retardar o tempo de pega. 
 
No processo de fabricação do cimento para poços petrolíferos são tomadas 
precauções para garantir que o produto conserve as propriedades reológicas 
(plasticidade) necessárias nas condições de pressão e temperatura elevadas 
presentes a grandes profundidades, durante a aplicação nos poços petrolíferos. 
PRESCRIÇÕES NORMATIVAS DOS DIFERENTES TIPOS DE 
CIMENTO PORTLAND 
 
 
 
Os vários tipos de cimento normalizados são designados pela sigla e 
pela classe de resistência. 
 
As siglas correspondem ao prefixo CP acrescido dos algarismos 
romanos de I a V, conforme o tipo do cimento.As classes de resistência , indicadas pelos números 25, 32 e 40, apontam os 
valores mínimos de resistência ( 25 Mpa, 32 Mpa, 40Mpa, etc) à compressão 
garantidos pelo fabricante, após 28 dias de cura. 
 
Recorda-se que o concreto de resistência moderada - de 20 Mpa a 40 Mpa - 
é o mais usado para a maioria das obras estruturais. 
É necessário estudar a dosagem ideal dos componentes das argamassas e 
concretos a partir do tipo de cimento escolhido ou disponível na praça, de forma a 
estabelecer uma composição que dê o melhor resultado ao menor custo para a 
aplicação a que se destina. 
 
 
As dosagens devem obedecer a métodos racionais comprovados na prática e 
que respeitem as normas técnicas aplicáveis e o uso dos aditivos deve seguir 
as instruções do seu fabricante. 
 
 
O principal cuidado que se deve tomar para obter uma cura correta é manter as 
argamassas e os concretos úmidos após a pega, molhando-os com uma 
mangueira ou com um regador, ou então cobrindo-os com sacos molhados (de 
aniagem ou do próprio cimento), ou até colocando tábuas ou chapas de madeira 
molhadas sobre a superfície, de modo a impedir a evaporação da água por ação 
do vento e do calor do sol durante um período mínimo de sete dias. 
 
Além disso, é absolutamente fundamental fazer corretamente o adensamento e a 
cura das argamassas e dos concretos. 
 
O adensamento e a cura malfeitos são as principais causas de defeitos e 
problemas que surgem nas argamassas e nos concretos, como as “bicheiras”, a 
baixa resistência, as trincas e fissuras, a corrosão da armadura etc. O bom 
adensamento é obtido através de uma vibração adequada. 
 
Acima – vibrador para 
garantir um bom 
adensamento 
 
A esquerda – patologia da 
“bicheira” ocasionada pela 
falta de adensamento 
adequado da pasta de 
concreto na caxaria. 
O USO DOS DIVERSOS TIPOS DE CIMENTO NAS DIFERENTES APLICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
A análise das características e propriedades, bem como da influência sobre as 
argamassas e os concretos já mostra que certos tipos de cimentos são mais 
apropriados para determinados fins do que outros. 
 
A seguir, a título de curiosidade, uma lista mostrando sugestões de indicações de 
aplicações para os variados tipos de cimento. 
BIBLIOGRAFIA 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico de utilização 
do cimento portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) 
 
METHA, P. KUMAR 
Concreto, microestrutura, propriedades e materiais 3a ed., Ibracon