apostila cimento, Notas de estudo de Engenharia Civil

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CICIMMEENNTTOO PPOORRTTLLAANNDD

FA FABBRRIICCAAÇÇÃÃOO EE

CACARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS

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• SUMÁRIO .................................................................................................................................................... SU SUMMÁÁRRIIOO
• INTRODUÇÃO..............................................................................................................................................
• DEFINIÇÃO...................................................................................................................................................
• FABRICAÇÃO DO CIMENTO ..........................................................................................................................
  • a) Dosagem, secagem e homogeneização das matérias-primas ................................................................4b) Clinquerização..................................................................................................................................................
  • c) Mineralogia do clínquer...................................................................................................................................7d) Adições finais e moagem ...............................................................................................................................
• FUNÇÕES DAS ADIÇÕES...............................................................................................................................
  • a) Gesso.................................................................................................................................................................9b) Fíler calcário......................................................................................................................................................
  • c) Pozolana............................................................................................................................................................9d) Escória de alto-forno .......................................................................................................................................
• TIPOS E APLICAÇÕES DO CIMENTO
  • a) Definição da nomenclatura 11b) Resistência à compressão
  • c) Tipos de cimento da Itambé......................................................................................................................... 12d) Aplicações para os cimentos da Itambé....................................................................................................
• FORMAS DE COMERCIALIZAÇÃO...............................................................................................................
  • a) A granel.......................................................................................................................................................... 15b) Ensacado........................................................................................................................................................
• DICAS PRÁTICAS
  • a) Recebimento do cimento adquirido 17b) Armazenamento do cimento.......................................................................................................................
  • c) Prazo de validade.......................................................................................................................................... 18d) Utilização
  • e) Tempo de pega
• ESPECIFICAÇÕES DO CIMENTO
• REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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De Deffiinniiççããoo

O cimento Portland é um dos mais importantes materiais de construção e altamente empregado pela humanidade. Por definição, é um “aglomerante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normalizadas finamente moídos”. AgAglloommeerraannttee porque tem a propriedade de unir outros materiais. HiHiddrrááuulliiccoo porque reage (hidrata) ao se misturar com água e depois de endurecido ganha características de rocha artificial, mantendo suas propriedades, principalmente se permanecer imerso em água por aproximadamente sete dias. A combinação do cimento com materiais de diferentes naturezas como areia, pedra, cal, aditivo e outros, origina a formação das pastas, argamassas e concretos.

Figura 01 – Jazida e britador

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Fa Fabbrriiccaaççããoo ddoo cciimmeennttoo

Sua fabricação é de acordo com as especificações da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. O cimento depende, principalmente, para sua fabricação, dos seguintes materiais: calcário, argila, minério de ferro e gesso. Durante o processo de fabricação, os materiais são analisados por diversas vezes, de forma a alcançar a composição química desejada. A fabricação do cimento envolve as seguintes operações:

a) Dosagem, secagem e homogeneização das matérias-primas

O calcário é a matéria-prima básica, contribui de 85 a 95% na fabricação do cimento, é constituído basicamente de carbonato de cálcio (CaCO 3 ) e, dependendo de sua origem geológica, pode conter várias impurezas como magnésio, silício, alumínio e ferro. A rocha calcária é extraída de jazidas com auxílio de explosivos. Os grandes blocos de pedra fragmentada obtidos através da explosão, são submetidos ao processo de britagem, sendo reduzidos ao tamanho de grão menor ou igual a 25 mm. Para melhorar a qualidade do clínquer, o calcário recebe algumas correções complementares de: FILITO (argila): este material colabora com o alumínio Al 2 O 3 ; QUARTZITO (material arenoso): este colabora com SiO 2 ; MINÉRIO DE FERRO: este colabora com Fe 2 O 3.

Este conjunto de materiais é enviado para moagem no moinho vertical de rolos, em proporções pré determinadas, onde se processa o início da mistura íntima, secagem e a homogeneização necessária, formando-se a farinha crua.

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b) Clinquerização

A farinha crua moída é calcinada até fusão incipiente, a uma temperatura de 1450ºC em um forno rotativo, onde então obtém-se o clínquer.

Figura 03 – Matérias-primas do cimento

Calcário Filito Quartzito Magnetita (Pedra) (Argila) (Saibro) (Minério de ferro)

Figura 04 – Forno de clinquerização

CaO Al 2 O 3 SiO 2 Fe 2 O 3

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c) Mineralogia do clínquer

A sílica, alumina, ferro e cal reagem no interior do forno, dando origem ao clínquer, cujos compostos principais são os seguintes:

01)- 3CaO.SiO 2 Silicato tricálcico = (C 3 S) 18 a 66% no cimento 02)- 2CaO.SiO 2 Silicato dicálcico = (C 2 S) 11 a 53% no cimento 03)- 3CaO.Al 2 O 3 Aluminato tricálcico = (C 3 A) 05 a 20% no cimento 04)- 4CaO.Fe 2 O 3 .Al 2 O 3 Ferro aluminato tetracálcico = (C 4 AF) 04 a 14% no cimento

Obs.: Resultados de centenas de ensaios de trinta cimentos nacionais realizados pela ABCP.

Figura 05 – Moinho de bolas

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Fu Funnççõõeess ddaass aaddiiççõõeess

a) Gesso A gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado, é comumente chamada de gesso. É adicionada na moagem final do cimento, com a finalidade de regular o tempo de pega, permitindo com que o cimento permaneça trabalhável por pelo menos uma hora, conforme ABNT. Sem a adição de gipsita, o cimento tem início de pega em aproximadamente quinze minutos, o que tornaria difícil a sua utilização em concretos.

b) Fíler Calcário A adição de calcário finamente moído é efetuada para diminuir a porcentagem de vazios, melhorar a trabalhabilidade, o acabamento e pode até elevar a resistência inicial do cimento.

c) Pozolana A pozolana é a cinza resultante da combustão do carvão mineral utilizado em

usinas termoelétricas. Também há possibilidade de se produzir pozolana artificial queimando-se argilas ricas em alumínio a temperaturas próximas de 700ºC. A adição de pozolana propicia ao cimento maior resistência a meios agressivos como esgotos, água do mar, solos sulfurosos e a agregados reativos. Diminui também o calor de hidratação, permeabilidade, segregação de agregados e proporciona maior trabalhabilidade e estabilidade de volume, tornando o cimento pozolânico adequado a aplicações que exijam baixo calor de hidratação, como concretagens de grandes volumes.

d) Escória de alto-forno A escória de alto-forno, é sub-produto da produção de ferro em alto-forno, obtida sob forma granulada por resfriamento brusco.

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Os diferentes tipos e teores de adições usados na moagem do clínquer permitem que se obtenham cimentos de características diversas, possibilitando ao construtor conseguir sempre um cimento mais adequado ao concreto e argamassa a que se destina.

TABELA DE COMPONENTES DOS CIMENTOS PORTLAND BRASILEIROS Composição químicaCaO 58,0 a 66,0%Porcentagem AlOSiO 2 19,0 a 25,0% Fe 2 O^33 3,0 a 9,0%1,5 a 4,5% MgOSO 0,3 a 6,1% 3 0,8 a 3,0%

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c) Tipos de cimento da Itambé

Cimento Portland composto com fíler, com teor de adição entre 6 e 10%. Tem diversas possibilidades de aplicação, por isto é um dos cimentos mais utilizados no Brasil. Suas propriedades atendem desde estruturas em concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento, concreto massa e concreto para pavimentos. Recomenda-se não utilizar na necessidade de desforma rápida, sem cura térmica, concreto protendido pré-tensionado e meios fortemente agressivos.

Cimento Portland composto com pozolana, pode conter de 6 a 14% desta adição, além de até 10% de fíler. Suas propriedades atendem desde as estruturas em concreto armado, argamassas de assentamento, revestimento, concreto massa e concreto para pavimento. A pozolana colabora para a redução do calor de hidratação e aumento da resistência a meios agressivos. Recomenda-se não utilizar na necessidade de desforma rápida sem cura térmica e concreto protendido pré- tensionado.

O cimento Portland pozolânico tem baixo calor de hidratação, o que o torna bastante recomendável na concretagem de grandes volumes e sob temperaturas elevadas. Além disto, o alto teor de pozolana, entre 15 e 50%, proporciona estabilidade no uso com agregados reativos e em ambientes de ataque ácido, em especial de ataque por

CP II - F - 32

CP II - Z - 32

CP IV - 32

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sulfatos. Em conseqüência do seu baixo ganho de resistência nas primeiras idades, não é recomendado para uso em argamassa armada, concreto de desforma rápida sem cura térmica e concreto protendido pré-tensionado. Em contra partida, é altamente eficiente em argamassas de assentamento e revestimento, em concreto magro, concreto armado, concreto para pavimentos e solo-cimento.

O cimento Portland de alta resistência inicial tem alta reatividade em baixas idades, em função do grau de moagem a que é submetido. O clínquer é o mesmo utilizado para a fabricação de um cimento convencional, mas permanece no moinho por um tempo mais prolongado, tornando mais fino, com maior superfície específica. O cimento continua ganhando resistência até os 28 dias, atingindo valores mais elevados que os demais, proporcionando maior rendimento ao concreto. É largamente utilizado em produção industrial de artefatos, onde se exige desforma rápida, concreto protendido pré e pós-tensionado, pisos industriais e argamassa armada. Devido ao alto calor de hidratação, não é indicado para concreto massa. Contém adição de até 5% de fíler calcário. A ausência de pozolana não o torna indicado para concreto com agregados reativos.

O cimento Portland de alta resistência inicial resistente a sulfatos tem alta reatividade em baixas idades em função do grau de moagem a que é submetido. O clínquer é o mesmo utilizado para a fabricação de um cimento convencional, mas permanece no moinho por um tempo mais prolongado, tornando-se mais fino, com maior superfície específica. O cimento continua ganhando resistência até os 28 dias, atingindo valores mais elevados que os demais, proporcionando maior rendimento ao concreto. É

CP V - ARI

CP V - ARI - RS

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Fo Forrmmaass ddee ccoommeerrcciiaalliizzaaççããoo

a) A granel

O cimento a granel destina-se a consumidores de grande porte, normalmente consumidores industriais e concreteiras, onde suas instalações são dotadas de silos de armazenagem. O cimento é entregue ao cliente em caminhões, usualmente conhecidos como “cebolão”.

Figura 07 – Caminhão silo

b) Ensacado

O cimento ensacado destina-se a clientes de menor consumo ou que não possuam silo de armazenagem. O cimento CP II-Z-32 é comercializado em embalagens de 50 kg e de 25 kg, permitindo maior versatilidade ao consumidor que compra pequenas quantidades de cimento. Os demais cimentos são expedidos em embalagens de 50 kg. As embalagens são confeccionadas em papel kraft, que permitem a garantia da qualidade do cimento.

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São estampadas diversas informações como: composição do produto, cuidados com o manuseio, data de fabricação e validade, indicação para melhor utilização e dicas de armazenagem. As sacarias do cimento Itambé são diferenciadas por cores que facilitam a identificação dos tipos, conforme apresentado na figura 08. O ensacamento ocorre somente na hora do carregamento nos caminhões, diretamente ou sobre pallets. Ensacadeiras automáticas agilizam o ensaque e o carregamento da quantidade certa de sacos e do tipo de cimento, através de um moderno equipamento denominado Autopack, que otimiza o tempo de carga e garante uma excelente expedição do cimento.

Figura 08 – Informações da sacaria de cimento

Nome da empresa Peso líquido do cimento

Válvula

Logotipo da Cia. de Cimento Itambé

Nomenclatura do cimento

Atendimento e^ Telefone de Programação - 0800

Nomenclatura docimento

Advertências

Aplicações

Endereços: fábricae escritório

Informações aoconsumidor

Recomendações

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Figura 09 – Armazenagem

c) Prazo de validade

Observar o prazo de validade do cimento. Segundo as normas brasileiras o prazo de validade é de noventa dias. A Itambé adota um prazo de validade de sessenta dias, atendendo às condições climáticas da região.

d) Utilização

O cimento não poderá sofrer contaminação, mesmo de agregados ou outro material que venha a ser utilizado na fabricação do concreto ou da argamassa. Quando o cimento ainda ensacado entra em contato com a umidade, acaba se hidratando, perdendo as características de resistência, comprometendo seu uso.

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e) Tempo de pega

O tempo de início de pega determinado de acordo com a NBR 7215 deve ser, no mínimo, de uma hora. Este dado permite avaliar o tempo em que se iniciam as reações que provocam o endurecimento do concreto, devido ao cimento empregado. Na fase de pega, o concreto não deve ser perturbado por operações de transporte, colocação nas formas e adensamento. O fim de pega é o momento em que se conclui a solidificação do concreto ou da pasta de cimento e se inicia o endurecimento passando a adquirir resistência da mistura. Entre o início e o final da pega o concreto ou argamassa não deverá sofrer choque ou vibração para não impedir a cristalização da pasta, caso os compostos cristalinos de hidratação sejam interrompidos, ocorrerá perda de qualidade do concreto ou argamassa.