utilizados na construção civil, por conta da sua larga utilização em
diversas fases da construção. O cimento pertence a classe dos
materiais classificados como aglomerantes hidráulicos, esse tipo de
material em contato com a água entra em processo físico-químico,
tornando-se um elemento sólido com grande resistência a compressão e
resistente a água e a sulfatos.
A história do cimento inicia-se no Egito antigo, Grécia e Roma, onde as grandes
obras eram construídas com o uso de certas terras de origem vulcânicas, com propriedades de endurecimento sob a ação da água. Os primeiros aglomerantes usados eram compostos de cal, areia e cinza vulcânica. O cimento Portland é um aglomerante hidráulico fabricado pela moagem do clínquer, compostos de silicato e cálcio hidráulicos.
A denominação "cimento Portland", foi dada em 1824 por Joseph Aspdin, um químico e construtor britânico. No mesmo ano, ele queimou conjuntamente pedras calcárias e argila,
transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto as pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland , que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.
Os silicatos de cálcio são os principais constituintes do cimento Portland, as matérias primas para a
fabricação devem possuir cálcio e sílica em proporções adequadas de dosagem.
Os materiais que possuem carbonato de cálcio são encontrados naturalmente em pedra calcária, giz, mármore e conchas do mar, a argila e a dolomita são as principais impurezas.
A ASTM C 150¹ define o cimento Portland como um aglomerante hidráulico produzido pala moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou mais formas de sulfato de cálcio como um produto de adição. O clínquer possui um diâmetro médio entre 5 a 25 mm.
Com o passar do tempo as propriedades físico-químicos do cimento portland tem evoluído constantemente,
inclusiva com o emprego de aditivos que melhoram as características do cimento. Hoje o cimento portland é normalizado e existem onze tipos no mercado:
- 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
- RS – Cimento Portland Resistente a Sulfatos
- BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação
- CPB – Cimento Portland Branco
Cimento Portland comum (CP-I)
O CP-I, é o tipo mais básico de cimento
Portland, 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 única adição presente no CP-I é o
gesso (cerca de 3%, que também está presente nos demais tipos de
cimento Portland). O gesso atua como um retardador de pega, evitando a
reação imediata da hidratação do cimento. A norma brasileira que trata
deste tipo de cimento é a NBR 5732.
Cimento portland comum com adição (CP I-S)
O CP I-S, 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.
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 portland composto com escória (CP II-E)
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.
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 portland composto com pozolana (CP II-Z)
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.
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 portland composto com pozolana (CP II-F)
O CP II-E 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.
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 portland de alto-forno (CP III)
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 portland Pozolânico (CP IV)
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 portland de alta resistência inicial (CP V-ARI)
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.
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 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:
Portland anteriormente citados podem ser classificados como
resistentes a sulfatos, desde se enquadrem dentro de uma das
características abaixo:
1- Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor
de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa,
respectivamente;
2- Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de
escória granulada de alto-forno, em massa;
3- Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de
material pozolânico, em massa;
4- Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa
duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.
de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa,
respectivamente;
2- Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de
escória granulada de alto-forno, em massa;
3- Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de
material pozolânico, em massa;
4- 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.
redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em
alguns tipos de solos.
Composição dos cimentos Portland
| Cimento Portland (ABNT) | Tipo | Clínquer + Gesso (%) | Escória siderúrgica (%) | Material pozolânico (%) | Calcário (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| CP I | Comum | 100 | - | - | - |
| CP I - S | Comum | 95-99 | 1-5 | 1-5 | 1-5 |
| CP II - E | Composto | 56-94 | 6-34 | - | 0-10 |
| CP II - Z | Composto | 76-94 | - | 6-14 | 0-10 |
| CP II - F | Composto | 90-94 | - | - | 6-10 |
| CP III | Alto-forno | 25-65 | 35-70 | - | 0-5 |
| CP IV | Pozolânico | 45-85 | - | 15-50 | 0-5 |
| CP V - ARI | Alta resistência inicial | 95-100 | - | - | 0-5 |
Processo produtivo do cimento Portland
O processo produtivo do cimento portland se divide na produção do
clínquer portland e na produção de pozolana (argila ativada). As
etapas do processo de produção do clínquer portland são:
- O calcário é extraído, britado e secado até uma umidade residual
máxima de 2% - São adicionados ao calcário areia e materiais inertes como, por
exemplo, carepa de laminação, esses materiais são analisados
quimicamente, essa mistura proporcional é moída e se obtém a
“farinha” - A farinha passa por um processo de homogeneização com ar
comprimido e logo em seguida é estocado em silos - A farinha homogeneizada é colocada em um forno rotativo a uma
temperatura aproximada de 1.450ºC, obtendo no final o clínquer
portland
A produção da pozolana se divide em colocar a
argila in natura no forno rotativo a uma temperatura de 750ºC, obtendo
no final a argila calcinada (pozolana), transcorrido todo esse
processo o clínquer a pozolana mais gesso são moídos em proporções
adequadas de dosagem de material, obtendo no final o cimento portland.
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