1 5 Cimento Portland

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1.5 Cimento Portland
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O cimento é um material essencial na construção civil, conhecido por sua capacidade de ligar e endurecer outros materiais, principalmente na produção de concreto. Sua fabricação envolve uma mistura de matérias-primas, como calcário, argila, sílica e minério de ferro, que são extraídas da natureza. Esses componentes são moídos e homogeneizados em uma combinação específica, em seguida, aquecidos a altas temperaturas em um forno rotativo. Esse processo transforma as matérias-primas em uma substância chamada clínquer, que é posteriormente moída até se tornar um pó fino. O clínquer é então misturado com gesso, que atua como retardador de pega, e outras possíveis adições, dando origem ao cimento Portland, o tipo mais comum de cimento utilizado globalmente na construção.
No mercado nacional, temos à disposição oito opções de cimento, cada uma adequada a diferentes tipos de obras. O cimento Portland comum (CP I) serve como referência devido às suas características e propriedades, sendo utilizado como ponto de partida para os outros tipos básicos de cimento Portland. Essas variações se distinguem pela proporção de clínquer, sulfatos de cálcio e adições, como escórias, pozolanas e material carbonático, que são incorporadas durante o processo de moagem. O material carbonático, conhecido como fíler calcário na indústria, também desempenha um papel importante nesse contexto.
Existem diferentes tipos de cimento produzidos no Brasil, cada um com composição específica para conferir ao concreto características como maior trabalhabilidade, durabilidade e resistência. O cimento Portland é uma substância em pó composta principalmente de silicatos e aluminatos de cálcio, com baixo teor de cal livre. Quando misturado com água, esses compostos complexos se hidratam e promovem a solidificação do concreto, conferindo-lhe alta resistência mecânica.
Atualmente, temos onze tipos de cimento Portland disponíveis:
· CP I – Cimento Portland comum: não possui adições significativas além do gesso, usado como retardador da pega. É comumente empregado em obras que não enfrentam ambientes adversos, como altas concentrações de sulfatos no solo ou águas subterrâneas;
· CP I-S – Cimento Portland comum com adição: mantém as características do CP I, mas inclui até 5% de material pozolânico, tornando-o menos permeável;
· CP II – Cimento Portland composto: que é subdividido em 3 categorias:
· CP II-E – Cimento Portland composto com escória granulada de alto forno: usado quando é necessário um desprendimento de calor moderado ou proteção contra sulfatos. Composição varia de 6% a 34% de escória granulada de alto forno;
· CP II-Z – Cimento Portland composto com pozolana: ideal para obras marítimas, industriais e subterrâneas, contendo de 6% a 14% de pozolana para aumentar a impermeabilidade e durabilidade;
· CP II-F – Cimento Portland composto com fíler: versátil, utilizado em argamassas, estruturas de concreto armado, pisos e pavimentos, contendo de 6% a 10% de material carbonático ou fíler.
· CP III – Cimento Portland de alto forno: adequado para obras de grande porte e agressivas, com adição de 35% a 70% de escória, conferindo maior impermeabilidade, resistência a sulfatos e baixa geração de calor;
· CP IV – Cimento Portland pozolânico: contém de 15% a 50% de material pozolânico, resultando em maior impermeabilidade, durabilidade e resistência mecânica em comparação com o cimento Portland comum;
· CP V-ARI – Cimento Portland de alta resistência inicial: sem adições significativas (até 5% de material carbonático em casos excepcionais), mas com dosagem diferenciada de calcário e argila na produção do clínquer para proporcionar alta resistência inicial;
· CP-RS – Cimento Portland resistente a sulfatos: utilizado em obras sujeitas a ambientes agressivos com sulfatos, como redes de esgoto, águas industriais e marítimas;
· CP-BC – Cimento Portland de baixo calor de hidratação: projetado para controlar o desprendimento de calor em grandes estruturas de concreto e evitar fissuras térmicas;
· CP-B – Cimento Portland branco: disponível em versões estruturais e não estruturais, sendo usado para aplicações arquitetônicas e rejuntamento de cerâmica.
Vantagens das adições no cimento
As adições ao cimento oferecem diversas vantagens, aprimorando características do concreto e contribuindo para a preservação do meio ambiente. Elas permitem o aproveitamento de resíduos, reduzem as emissões de gases e minimizam a extração de matéria-prima. Estas adições serão estudadas mais adiante.
Hidratação do cimento
A hidratação do cimento, que envolve a reação química entre seus componentes e a água, é essencial para o endurecimento do concreto. A proporção água/cimento (a/c) desempenha um papel crucial nesse processo, afetando a fluidez da mistura e as propriedades finais do produto. Taxas de a/c entre 0,3 e 0,6 são ideais para criar uma pasta consistente, que endurece ao longo da hidratação. A hidratação do cimento é uma reação complexa, envolvendo diversas etapas químicas que acontecem espontaneamente quando o cimento entra em contato com a água, liberando calor.
O progresso da hidratação é influenciado pela composição do cimento, granulometria, relação a/c, temperatura de cura, presença de misturas e/ou aditivos. A compreensão desse processo é fundamental para o desenvolvimento de concretos com características específicas e propriedades desejadas.
Figura 1 - Cimento CPV ARI
Fonte: Arquivo Pessoal (Salvador Filho, J. A. A., 2024)
Descrição da imagem: Mostra três sacos de cimento empilhados um sobre o outro em um ambiente de laboratório de materiais de construção. Os sacos são feitos de papel kraft, um material resistente e marrom, e possuem um formato retangular. Cada saco está coberto por uma etiqueta vermelha com a marca "Nacional Cimento" e o logo da empresa, que é uma estrela estilizada dentro de um círculo. Também é possível identificar a informação "40kg" em cada saco, indicando o peso do conteúdo. Os sacos apresentam marcas de uso, como manchas e dobras, sugerindo que foram manuseados e armazenados por algum tempo. O fundo da imagem é desfocado e apresenta elementos como prateleiras e máquinas.
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