Cimento portlandalgumas rochas naturais, depois de uma simples

calcinação, davam um produto que endurecia pela adição da água

foi devido assemelhar-se a uma pedra existente na ilha de Portland( inglaterra)

Gregos e romanos usavam tufo vulcânico e cal em forma de cimento.

O cimento existe desde a construção das pirâmides (egípcias).

História e emprego

resultante da calcinação de argila e de calcário, ou de materiais semelhantes

conhecido como cimento portland Mistura de silicatos

Clinquer

Mistura da matéria prima pulverizada Matéria prima que não foi calcinada

farinha

É o produto que se obtém pela pulverização do clinquer – moinho de bolas

constituído essencialmente por silicatos de cálcio e de sulfato de cálcio (gesso) bruto e de outros

Clinquer + farinha

Definição de cimento

N° fórmula Nome Símbolo1 2CaOSiO2 Silicato

dicalcicoC2S

2 3CaOSiO2 Silicato tricálcico

C3S

3 3CaOAl2O3 Alumnitato tricálcico

C3A

4 4CaOAl2O3Fe2O3

Alumintato ferrito tetracalcico

C4AF

5 MgO Oxido de magnésio

MgO

Compostos do Clinquer

Calcário, marga (produto intermediário entre calcário e argila), argila

escória de alto forno, gesso, areia e arenito, materiais ferrosos,

Matérias-primas para fabricação do cimento

Cimento portland comum - Constitui o produto usual para as construções de concreto. Desse cimento há outros tipos:

- Cimento branco - menor teor em Fe2O3; - Cimento de poço de petróleo; - Cimento de pega rápida. Cimento portland com baixo calor de endurecimento e resistente ao sulfato O calor desprendido não deve exceder a 70 e 80 cal/g, depois de 7 e

28 dias respectivamente. Cimentos de alta resistência inicial São produzidos com matérias-

primas em que a razão cal/sílica é mais alta que nos cimentos tipo comum.

Cimento portland de baixo calor de hidratação - Apresenta teores de C3S e C3A em menores percentagens.

Cimento portland resistente aos sulfatos - O teor de C3A é menor que nos cimentos comuns.

Tipos de Cimento

Temperatura( °C) Reações Troca Térmica100 Evaporação da água

livreendotérmica

Acima de 500 Perda da água combinada na argila

endotérmica

Acima de 900 Cristalização dos produtos amorfos resultante da cristalização da argila

exotérmica

Acima de 900 Perda do CO2 do Calcário

endotérmica

900 – 1200 Reação principal entre cal e argila

exotérmica

1250 - 1280 Inicio de formação de liquido

endotérmica

Acima de 1280 Prossegue a formação de liquido e completa-se a formação do cimento

No total provavelmente endotérmica

Reações Químicas

Silicato Tricálcico: é o componente ativo do clinquer. Desenvolve grande resistência inicial. Dissocia-se a 1.900 C, dando silicato bicálcico e CaO livre.

Componentes Mineralógicos do Clinquer

Silicato Bicálcico: existem em média quatro formas desse silicato, estáveis nos seguintes intervalos de temperatura:

(alfa) - 1.470 a 2.130 C; ‘(alfa’) - 675 a 1.470 C; (beta) - < 675 C(mais frequente); (gama) - < 820 C.

Componentes Mineralógicos do Clinquer

Aluminato Tricálcico: é o componente que possui a ação mais rápida de

hidratação, haja vista seu alto calor de hidratação, maior que qualquer dos

componentes mineralógicos do clinquer. Características: - resistência nos primeiros dias; - resistência a certas águas agressivas

(mar).

Componentes Mineralógicos do Clinquer

Alumínio-ferro-Tetracálcico: não participa praticamente na resistência. Pouco aparece nos cimentos brancos. Constitui a fase intersticial do cimento.

Componentes Mineralógicos do Clinquer

CaO: provém do CaCO3 que se liberta por calcinação. É usado como aglomerante devido sua pasta absorver o CO2 do ar adquirindo a consistência do carbonato.

SiO2: ocorre nas argilas. É insolúvel em água e nos ácidos.

Al2O3: está relacionado com a argila que o contém em grande percentagem.

Fe2O3: é um dos componentes inseparáveis dos cimentos hidráulicos, exceto nos cimentos brancos.

Componentes Fundamentais

Perda ao Fogo: refere-se aos componentes que são liberados a temperatura de aprox 1.000 C. São eles: CO2 e umidade.

Componentes Secundários

MgO: é o companheiro assíduo dos carbonatos, onde ocorre sob a forma de MgCO3. No forno é descarbonatado, produzindo MgO e CO2.

Componentes secundários

Álcalis(K2O e Na2O): acompanham as matérias-primas. Representam um papel reduzido como fundentes. Um excesso de álcalis, aumenta a fase líquida que acarreta no perigo de formação de anéis de álcalis, materiais que se cristalizam no interior dos fornos. Teores altos de álcalis, prejudicam a regulação do tempo de pega.

Componentes secundários

Resíduo Insolúvel: representa a sílica remanescente que não reagiu durante a clinquerização. Um resíduo insolúvel alto significa que a cocção foi imperfeita, ou seja a sílica ficou sem reagir.

Componentes Secundários

é o nome tecnológico do fenômeno durante o qual a pastado cimento adquire gradualmente resistência.

Os diversos compostos contribuem para o calor de endurecimento, depois de 28 dias, da seguinte forma C3A> C3S> C4AF> C2S

Consegue-se retirar este efeito adicionando ao cimento mais Fe2O3 que retira o Al2O3 formando C4AF, diminuindo assim o teor de C3A.

O cimento com baixo desprendimento de calor, durante a pega, é recomendado para barragens porque evita rachaduras na estrutura provocadas por tensões térmicas criadas durante a pega e o arrefecimento.

Para evitar a pega rápida, provocada pelo C3A, adiciona-se gesso comoretardador que leva a formação de C3A3CaSO4.31H2O.

Pega e Endurecimento do Cimento

C3A - Provoca a pega, mas precisa ser retardado pelo gesso;

C3S - Responsável pela resistência inicial(em 7 a 28 dias);

C2S e C3S - Responsáveis pela resistência final(em um ano);

Fe2O3, Al2O3, Mg e Alcalis - abaixam a temperatura de formação do Clinquer.

Funções dos Compostos do Cimento

Perda ao fogo - exprime os componentes, acidentalmente presentes no cimento, e que são eliminados por aquecimento a 1.000 Normalmente é constituída de água higroscópica, água de cristalização, água de hidratação e de CO2.

Resíduo Insolúvel - constituído principalmente de silicatos solúveis em HCl, encontrados em pequeno teor nos cimentos portland.

Cal Total - corresponde a todo o CaO sob a forma de silicatos,

aluminatos, ferroaluminatos, sulfatos, óxidos e hidróxidos livres, e originalmente CaCO3.

Alumina e Ferro - acompanham a matéria-prima e entram na fabricação dos cimentos como fundentes, combinados sob a forma de silicatos.

Análises Químicas para Controle do Cimento

Compressão: limites minímos 3 dias - 80 Kg/cm2 7 dias - 150 Kg/cm2 28 dias - 250 Kg/cm2 Finura: - Limite de resíduo de 15% para peneira

de abertura de 0,075 mm; - Permeabilidade Blaine : superfície específica -

2.600 a 3.000 cm2/g; Expansão - Agulha de Le Chatelier –

10mm(limite); Pega

Testes Físicos(que se realizam numa fábrica de cimento)

Perda ao fogo 4,0 % Resíduo insolúvel 0,85% SO3 2,5 % MgO 6,0 %

Limites Exigidos pela A.B.N.T.

- INDÚSTRIA DE PROCESSOS QUÍMICOS - R. Norris Shreve.

- CONCRETO DE CIMENTO DE PORTLAND - Eládio G.R. Petrucci.

bibliografia