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CimentosCimentos
CTMCTM –– Ciência e Tecnologia dos MateriaisCiência e Tecnologia dos Materiais
CTM – CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS 1
Prof. DS.c. Sidiclei FormaginiProf. DS.c. Sidiclei Formagini
Campo Grande, MS, BrasilCampo Grande, MS, Brasil Semestre 01/2010Semestre 01/
Universidade Anhanguera - Uniderp
Composição dos Concretos TradicionaisComposição dos Concretos Tradicionais
Reações Químicas
Agregado graúdo ( φ > 4,8 mm)
Cimento Portland
Água
Agregado miúdo ( φ ≤ 4,8 mm)
Agregados
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5 mm
Concreto de cimento Portland Fonte: Mehta e Monteiro (1994)
( φ ≤ 4,8 mm)^ g
Composição dos Concretos ModernosComposição dos Concretos Modernos
Adições minerais Aditivo químico
Cimento Portland
Fibras
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5 mm
Concreto de cimento Portland Fonte: Mehta e Monteiro (1994)
Agregados^ Água
Reações Químicas
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Ação química dos aditivos mineraisAção química dos aditivos minerais
C 2 S / C 3 S + água C-S-H + CH (reações de hidratação)
Cimento Portland
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S / A + CH + água C-S-H / C-A-H (reações pozolânicas)
aditivo mineral (cimentos)
(adições)
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CimentoCimento
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Figura – O Pantheon romano (a) é uma magnífica edificação construída entre 118 e 126 d.C. com o emprego de concreto – vista do seu interior (b). (Fonte: KSU, 2004).
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9 A denominação cimentocimento PortlandPortland se deve a JosephJoseph AspdinAspdin que, em 1824 recebeu na Inglaterra a patente do cimento obtido a partir da
HistóricoHistórico
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1824 , recebeu na Inglaterra a patente do cimento obtido a partir da queimaqueima, em elevadas temperaturas, de calcáriocalcário e argilaargila finamente moídos e misturados.
9 Aspdin denominou esse aglomerante de cimentocimento PortlandPortland em razão de sua semelhançasemelhança, uma vez enrijecido, com rochas calcárias da PenínsulaPenínsula dede PortlandPortland, localizada no sul da Inglaterra.
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HistóricoHistórico
CimentoCimento
Figura 2.2 – Dois importantes registros do desenvolvimento dog cimento Portland:
(a)(a) Farol deFarol de EddystoneEddystone construído em Cornwall, Inglaterra, de 1756 a 1793, com uso de cimento desenvolvido por John Smeaton;
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Smeaton;
(b)(b) fornos de cimentofornos de cimento PortlandPortland utilizados por Joseph Aspdin entre 1847 e 1850, em Leeds, Inglaterra.
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CimentoCimento
Maiores Produtores de Cimento (em milhões de toneladas) Países 2003 2004 2005 2006 % 1º China 813,6 933,7 1.021,8 1.220,8 48,0% 2º Índia 124,5, 136,9, 146,8, 161,7, 6,4%, 3º EUA 92,8 97,4 99,4 99,5 3,9% 4º Japão 73,8 72,4 73,5 73,2 2,9% 5º Espanha 44,8 46,6 50,3 54,0 2,1% 6º Rússia 42,6 45,9 49,5 53,9 2,1% 7º Coréia Sul 59,7 55,8 49,1 51,4 2,0% 8º Itália 43,5 46,1 45,6 49,0 1,9% 9º Turquia 38,1 41,3 46,4 47,9 1,9% 10º Brasil 35,5 36,5 39,2 42,4 1,7% 11º T ilâ di 35 6 36 7 37 9 41 3 1 6%
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11º Tailândia 35,6 36,7 37,9 41,3 1 ,6% 12º México 31,9 33,4 36,7 38,6 1,5% ND Outros 527 556 580 608 23,9% Total Mundial 1.963 2.138,6 2.276 2.542 100% Fontes SNIC - CEMBUREAU - OFICEMEN
Consumo: 6,4 sacos / habitante / anoConsumo: 6,4 sacos / habitante / ano
A^ Universidade Anhanguera - Uniderp
B
C
D
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cimento
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JazidaJazida
CimentoCimento
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britadorbritador
CimentoCimento
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DepósitoDepósito
CimentoCimento
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Adição de minério de ferroAdição de minério de ferro (material corretivo)(material corretivo)
CimentoCimento
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Mistura cruaMistura crua
CimentoCimento
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Moagem da mistura cruaMoagem da mistura crua
CimentoCimento
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Fabricação do cimentoFabricação do cimento
CimentoCimento
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EmbalagemEmbalagem
CimentoCimento
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Morfologia das partículas de cimentoMorfologia das partículas de cimento
CimentoCimento
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FluxogramaFluxograma
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9 Nas etapas de queimaqueima e resfriamentoresfriamento ocorrem, respectivamente, reações de estado sólido entre as fases constituintes do clínquerclínquer e
Produção e ComposiçãoProdução e Composição
CimentoCimento
reações de estado sólido entre as fases constituintes do clínquerclínquer e transformações mineralógicas que determinam a composição final do cimento. 9 Os principais componentes do cimento Portland são:
9 silicato tricálcico (C3S)
9 silicato dicálcico (C2S),
9 l i t t i ál i (C3A)
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9 aluminato tricálcico (C3A)
9 ferroaluminato tetracálcico (C4AF)
9 Outros compostos também podem ocorrer, como periclásio,
sulfatos alcalinos e cal livre, porém em menor quantidade.
Taxa de evolução de calor gerado durante asTaxa de evolução de calor gerado durante as
reações de hidratação do cimento Portlandreações de hidratação do cimento Portland
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Taxa de evolução de calor gerado durante asTaxa de evolução de calor gerado durante as
reações de hidratação do cimento Portlandreações de hidratação do cimento Portland
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Taxa de evolução de calor gerado durante asTaxa de evolução de calor gerado durante as
reações de hidratação do cimento Portlandreações de hidratação do cimento Portland
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Taxa de evolução de calor gerado durante asTaxa de evolução de calor gerado durante as
reações de hidratação do cimento Portlandreações de hidratação do cimento Portland
formação etringita Formação rápida de CH e C-S-H
Etringita se transforma em monosulfo aluminato
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início de pega fim de pega
Cimento: Impacto AmbientalCimento: Impacto Ambiental
Qual é o impacto ambiental causado pela indústria de cimento?Qual é o impacto ambiental causado pela indústria de cimento? 9 Produção anual de 2,72 bilhões de toneladas (400 kg / pessoa)
9 Além de consumir grandes quantidades de recursos naturais não renováveis, emite para atmosfera gases como CO, CH 4 , CO 2 , NOx, NO 2 e SO 2 , 9 É responsável por 7% de toda emissão de CO 2 na atmosfera
9 Cerca de 10% da emissão de CO 2 na atmosfera chinesa provém da indústria de cimento
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99 Cenário mundial:Cenário mundial: Para 1 tonelada de cimento ⇒ 1 tonelada de CO 2 → atmosfera 99 Cenário nacional:Cenário nacional: Para 1 tonelada de cimento ⇒ 0,65 tonelada de CO 2 → atmosfera
indústria de cimento
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Qual é a medida tomada para reduzir o impacto ambientalQual é a medida tomada para reduzir o impacto ambiental causado pela indústria de cimento?causado pela indústria de cimento? 9 Produzir concretos mais duráveis
Cimento: Impacto AmbientalCimento: Impacto Ambiental
9 Substituir parte do cimento portland por materiais alternativos como: 9 Cinzas (volantes, cascas-de-arroz, bagaço de cana-de-açúcar, lodo de esgoto) 9 Resíduos da construção civil com atividade pozolânica (tijolos e materiais cerâmicos finamente moidos)
9 Produzir concretos mais duráveis
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materiais cerâmicos finamente moidos) 9 Metacaulinita, caulin 9 Resíduos da indústria ciderúrgica e de ferro-silício (escória de alto forno, sílica ativa)
Classificação dos Cimentos Coimercializados no Brasil,Classificação dos Cimentos Coimercializados no Brasil, conforme a ABNT NBRconforme a ABNT NBR
Cimentos Comercializados no BrasilCimentos Comercializados no Brasil
**Cimento portland Classe Clínquer
Escória Pozolana Filer calcário
Norma ABNT Comum CP I 100 NBR 5732 Comum (com adições) CP I S 95-99 1-5 NBR 5732 Composto (com escória) CP II E 56-94 6-34 0-10 NBR 11578 Composto (com pozolana) CP II Z 76-94 6-14 0-10 NBR 11578 Composto (com filer) CP II F 90-94 6-10 NBR 11578
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De alto forno CP III 25-65 35-70 0-5 NBR 5735 Pozolânico CP IV 45-85 15-50 0-5 NBR 5736 De alta resistência inicial CP V ARI 95-100 0-5 NBR 5733
Resistente a Sulfatos CP RS - - - - NBR 5733
Branco estrutural CPB - - - - NBR 12989
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Evolução da resistência média à compressãoEvolução da resistência média à compressão
dos principais tipos de cimentodos principais tipos de cimento
Portland produzidos no Brasil (ABCP, 1999).Portland produzidos no Brasil (ABCP, 1999).
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