Materiais de Construção I
Cimento Portland
Cimento Portland










Definição;
Histórico;
Composição;
Adições;
Fabricação;
Propriedades:
Classificação
Normalização
Armazenamento
Aplicações
Cimento Portland
2
Definição:

Cimento Portland é a denominação
convencionada mundialmente para
o material usualmente conhecido na
construção civil como cimento.
Cimento Portland
3
Histórico


A procura por segurança e
durabilidade nas Edificações o
homem
foi
conduzido
a
experimentar
vários
materiais
aglomerantes.
Os Romanos chamavam esses
materiais de “Caementum” termo
que originou a palavra cimento
Cimento Portland
4
Histórico

Por volta de 1756 o Engenheiro
Inglês Jonh Smeaton procurava um
aglomerante
que
endurecesse
mesmo em presença da água, de
modo a facilitar o trabalho de
reconstrução do farol de Edystone
na Inglaterra
Cimento Portland
5
Histórico

Em suas tentativas verificou que uma
mistura composta de calcário e argila,
tornava-se depois de seca, tão resistente
quanto as pedras de construção
Cimento Portland
6
Histórico


Coube ao construtor Joseph Aspdin em
1824 patentear a descoberta, batizando-a
de cimento Portland, numa referência à
Portlandstone, tipo de pedra arenosa muito
usada em construções na região de
Portland, Inglaterra.
No pedido de patente constava que o
calcário era moído com argila, em meio
úmido,
até
transformar-se
em
pó
impalpável.
Cimento Portland
7
Histórico


A água era evaporada pela exposição
ao sol ou por irradiação de calor.
Os blocos da mistura seca eram
calcinados em fornos e depois
moídos bem finos.
Cimento Portland
8
Histórico

Aquele produto no entanto, exceto
pelos princípios básicos, estava longe
do cimento Portland que atualmente
se conhece, resultante de pesquisas
que determinam as proporções
adequadas da mistura, o teor de seus
componentes, o tratamento térmico
requerido e a natureza química dos
materiais.
Cimento Portland
9
Histórico

O cimento Portland desencadeou uma
verdadeira revolução na construção, pelo
conjunto inédito de suas propriedades de
MOLDABILIDADE,
HIDRAULICIDADE
(endurecer tanto na presença do ar como
da água), elevadas resistências aos
esforços e por ser obtido a partir de
matérias-primas relativamente abundantes
e disponíveis na natureza.
Cimento Portland
10
Composição


O cimento Portland é composto por
um pó fino com propriedades
aglomerantes que endurece sob
ação da água.
Depois de endurecido e mesmo sob
ação da água não se decompõem
mais (aglomerante hidráulico)
Cimento Portland
11
Composição

Constituintes do Cimento Portland:
Cimento Portland

Calcário + Argila + Minério de Ferro = Clínquer

Clínquer + Gesso = Cimento
12
Composição

Clínquer:

Cimento Portland
Tem como matérias primas o Calcário
e a argila situada nas proximidades
das fábricas.
13
Adições


São matérias primas que misturadas ao
clínquer na fase de moagem, permitem a
fabricação de diversos tipos de cimento.
Essas matérias primas são:




Cimento Portland
Gesso
Escória de alto forno
Materiais Pozolânicos
Materiais Carbonáticos
14
Composição/Adições
Cimento Portland
15
Adições

O Gesso:




Cimento Portland
Tem a função de controlar o tempo de pega do
Cimento.
Se não se adicionasse o gesso á moagem do
clínquer, o cimento quando entrasse em
contato com a água endureceria quase que
instantaneamente.
O Gesso é uma adição presente em todos os
tipos de cimento portland.
A quantidade adicionada na mistura é pequena
em torno de 3% de gesso para 97% de
clínquer
16
Adições

Escória de Alto Forno:


Cimento Portland
São obtidas durante a produção de
ferro gusa nas indústrias siderúrgicas.
Adicionadas ao clínquer e gesso
apresenta
melhoria
de
algumas
propriedades como a durabilidade e a
resistência final.
17
Adições



Materiais Pozolânicos:
São rochas vulcânicas ou matérias
orgânicas fossilizadas encontradas
na natureza.
O cimento composto desse material
apresenta maior impermeabilidade
a mistura.
Cimento Portland
18
Adições




Materiais Carbonáticos:
São rochas moídas que apresentam carbonato de
cálcio em sua constituição tais como o próprio
calcário.
Tal adição serve para tornar os concretos e
argamassas mais trabalháveis, pois funciona
como lubrificante.
Quando presentes no cimento são conhecidos
como fíler calcário.
Cimento Portland
19
Fabricação

O
cimento
é
produzido
em
instalações industriais de grande
porte
localizadas
próximas
as
jazidas
das
matérias
primas
constituintes.
Cimento Portland
20
Fabricação

As matérias primas utilizadas na
fabricação do Cimento Portland são
usualmente misturas de materiais
calcários e argilosos em proporções
adequadas
Cimento Portland
21
Fabricação

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Cimento Portland
O processo de fabricação do cimento
comporta seis operações:
Extração da matéria-prima;
Britagem;
Moldura e mistura
Queima
Moedura do clínquer
Expedição
22
1. Extração da Matéria Prima


Cimento Portland
Rochas e xistos: Através de
técnicas de exploração usuais de
pedreiras.
Argilas: Através de escavações e
dragagens.
23
2. Britagem

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.
Cimento Portland
24
3. Mistura
o Preparação da mistura crua (Moagem de cru)
o O Calcário e argila são misturados e moídos a fim de
se obter uma mistura crua para descarbonatação e
clinquerização.
o O processo de moagem desta mistura envolve a
pesagem do calcário e argila na proporção adequada
ao projeto de produção.
o O processo de moagem consiste na entrada dos
materiais dosados, num moinho de bolas ou de
rolos, onde a moagem ocorre com impacto e por
atrito.
Cimento Portland
25
3. Mistura
:
Cimento Portland
26
4. Queima
o Para que ocorra o aquecimento do material cru, o
mesmo é lançado numa torre de ciclones onde em
fluxo contrário, corre os gases quentes da
combustão.
o Nos ciclones ocorrem a separação dos gases e
material sólido.
o Os gases são lançados na atmosfera após passarem
por um filtro eletrostático onde as partículas, ainda
presentes dos gases são precipitadas e voltam ao
processo.
o Após passagem pelos ciclones o material entra no
forno rotativo onde ocorrem as reações de
clinquerização.
Cimento Portland
27
4. Queima da Farinha ou cru
Cimento Portland
28
Fabricação
Cimento Portland
29
5. Moedura do Clínquer





Após a clinquerização o clínquer formado é bruscamente
resfriado com ar frio em contra corrente.
O Clínquer daí é estocado em silos para a produção do
cimento.
O cimento é produzido moendo-se o clínquer produzido no
forno, com o gesso.
O gesso é destinado ao controle do tempo de pega do
cimento, para propiciar o manuseio ao adicionar água.
O teor de gesso varia em torno de 3% no cimento.
Cimento Portland
30
5. Moedura do Clínquer
Cimento Portland
31
6. Expedição


O Clínquer com seus aditivos mencionados, passam
ao moinho para a moagem final, onde devem ser
asseguradas granulometrias convenientes para
qualidade do cimento.
Após moído o cimento é transportado para silos de
estocagem, onde são extraído e ensacados em
ensacadeiras automáticas em sacos de 50 ou 25Kg.
Cimento Portland
32
Propriedades do Cimento





Cimento Portland
Finura;
Expansibilidade;
Tempo de pega;
Calor de Hidratação;
Resistência a compressão;
33
Finura




Está relacionada com o tamanho
dos grãos do cimento;
O aumento da finura melhora a
resistência do cimento;
Aumenta a impermeabilidade;
Diminui a segregação da mistura
(exsudação);
Cimento Portland
34
Expansibilidade


Quando em sua constituição o
cimento apresentar teores elevados
de cal livre e magnésio livre.
Essa
reação
química
provoca
aumento de volume e um concreto
com este cimento teria fissuração
excessiva.
Cimento Portland
35
Tempo de Pega



È o momento em que a pasta adquire
certa consistência que a torna imprópria
para o trabalho.
Tal conceito se estende as argamassas e
concretos onde a pasta de cimento se
encontra e tem função aglutinadora dos
agregados.
A pega inicia uma hora depois do término
do amassamento da mistura (concreto ou
argamassa)
Cimento Portland
36
Calor de Hidratação

As reações dos compostos do
cimento são exotérmica ou seja
liberam calor para o meio externo
durante o processo de hidratação.
Cimento Portland
37
Resistência


A
resistência
mecânica
dos
cimentos
é
determinada
pela
ruptura a compressão de corpos de
prova realizados com argamassa.
Valores de resistência segundo NBR
5732:



Cimento Portland
Aos 3 dias de idade: 8 MPA
Aos 7 dias de idade: 15 MPA
Aos 28 dias de idade: 25 MPA
38
Classificação do Cimento Portland

Os mais empregados nas diversas
obras de construção civil são:




Cimento Portland
Cimento
Cimento
Cimento
Cimento
Portland
Portland
Portland
Portland
Comum;
Composto;
de Alto-Forno;
Pozolânico;
39
Classificação do Cimento Portland

Os menos empregados nas obras de
construção civil:
Cimento Portland

Cimento Portland de Alta resistência Inicial;

Cimento Portland resistente aos sulfatos;

Cimento Portland Branco;

Cimento Portland de baixo calor de hidratação;

Cimento para poços petrolíferos.
40