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felipe-amurim
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Cimento Portland
Fabricação
É um aglomerante hidráulico obtido pela moagem do
clínquer Portland com adições de gesso e, eventualmente,
escória básica de alto-forno, pozolana e/ou filer
carbonático, dentro dos limites estabelecidos nas normas
do tipo “Especificação “ da ABNT.
Composição químicaPropriedades
Processo de fabricação
2
Processo de fabricação
Processo de fabricação
3
Composição química
Calcário Argila Clínquer
CaCO3 CO2900ºC
+ CaO
Al2O3
Fe2O3
SiO2
4CaO.Al2O3.Fe2O3
3CaO . Al2O3
2CaO . SiO2
3CaO . SiO2
Fabricação do cimento
Extração da matéria prima
CalcárioArgilaAreiaMinério de ferroMinério de alumínio
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Fabricação do cimento
Transporte da matéria prima - Caminhões fora de estrada
Fabricação do cimento
Britagem e transporte do calcário
5
Fabricação do cimento
Estocagem e alimentação de calcário
Fabricação do cimento
Armazenagem e alimentação da argila
6
Fabricação do cimentoMoagem e estocagem da matéria prima
Fabricação do cimento
Pré-calcinador e forno
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Fabricação do cimento
Moagem e estocagem do cimento
Composição química e potencial
Propriedade C3S C2S C3A C4AFResistência mecânica Boa Boa Fraca FracaIntensidade de reação Média Lenta Rápida RápidaCalor desenvolvido Médio Pequeno Grande Pequeno
CaO 61 a 67%SiO2 20 a 23%Fe2O3 2 a 3,5%Al2O3 4,5 a 7%MgO 0,8 a 6%SO3 1 a 2,3%Álcalis 0,3 a 1,5%
C3S 42 a 60%C2S 14 a 35%C3A 6 a 13%C4AF 5 a 10%
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Composição química
C3S
C2S
C3A
C4AF
HidrataçãoCimento Portland
sistema de compostos anidros, instáveis na presença de água e quando hidratados endurecem e resistem à ação da água.
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Propriedades
Pega (MB 3434)tempo de início de pega;tempo de fim de pega;depende da hidratação dos aluminatosaparelho de Vicat.
Hidratação
Endurecimentodepende da hidratação dos silicatos
Representação esquemática das reações
CaSO4 3CaO . Al2O3 . 3CaSO4
. 31H2O
3CaO . Al2O3
3CaO . SiO2
2CaO . SiO2
4CaO . Al2O3. Fe2O3
3CaO . Al2O3 . Água
3CaO . 2SiO2 . Água
3CaO . Al2O3. Água + CaO . Fe2O3
. Água
4CaO . Al2O3 . Água
+ Ca(OH)2
Único composto solúvel que se forma.
É a principal causa da degradação do cimento
Ca(OH)2
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Propriedades - FinuraSuperfície específica Blaine - MB 348
cm²/g - m²/kgResíduo na # n.º 200 (0,075 mm) - MB 3432
(%)100×MR
=F
Influênciasdesenvolvimento de calorretraçãoaumento da resistência ao longo do tempo
Propriedades - Estabilidade de volumeHidratação retardada de CaO livre e MgO
CaO + H2O → Ca (OH)2
MgO + H2O → Mg (OH)2
Agulhas de Le Chatelier - MB 3435
Autoclave
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Propriedades - Estabilidade de volumeSal de Candlot (Bacilo do cimento)
3CaO . Al2O3 . 3CaSO4
. 31H2Oquando forma sal de Candlot no cimento endurecido, ou seja, a partir da alumina insolubizada, ocorre expansão na pasta com a conseqüente fragmentação.
CaSO4 Forma sal de Candlot (Etringita)
MgSO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + Mg(OH)2
Molécula maior que Ca(OH)2
Ataque da água do mar - água sulfatada
Expansivo
Propriedades - Estabilidade de volumeReação álcali-agregado
K2ONa2O
+ Sílica amorfa Expansão
Agregados reativosOpala;Tridimita;Cristobalita;Calcedônia;Zeólitas.
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Propriedades – Calor de hidratação
Composto C3S C2S C3A C4AFCalor de hidratação (cal/g) 120 62 207 100
• As reações de pega e endurecimento são exotérmicas
• Concreto massaO calor gerado é proporcional ao volume da peça;A dissipação do calor se faz pela superfície.
Propriedades - Calor de hidratação
Fissuração térmica
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Propriedades – Resistência àcompressão
MB1 (NBR 7215) - Determinação da resistência
à compressão
- argamassa 1 : 3 : 0,48
- areia normal
- corpos de prova cilíndricos ∅ 5 x 10cm
- idades de 3, 7 e 28 dias
Adições para fabricação de cimentos
Escória granulada de alto fornoFiler carbonáticoPozolana
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Cimentos de escória
Escória granulada de alto fornoSubproduto do tratamento de minério de ferro em alto-forno, obtido sob forma granulada por esfriamento brusco e constituído em sua maior parte de silicatos e aluminatos de cálcio.Escória básica (EB 208)
1%
%%%
2
32 >++
SiOOAlMgOCaO
Cimentos de escória
Escória granulada de alto forno
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Cimento Portland de alto-fornoAglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado.
35 < % escória < 70
Cimento Portland de alto fornoCaracterísticas:
Consome menos combustível na fabricaçãoMaior resistência aos agentes agressivos:
possuem pequena % de C3A e maior % de silicatos de cálcio de menor basicidade, que produzem na hidratação menor % de Ca(OH)2
Endurecimento lento:menor calor de hidrataçãoresistências mais baixas nas primeiras idades e elevadas nas idades maiores
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Pozolanas - EB 758Material silicoso ou sílico-aluminoso, que por si só possui pouco ou nenhum valor aglomerante hidráulico, porém quando finamente dividido e em presença de H2O reage quimicamente com o Ca(OH)2 à temperatura normal, formando compostos com características de aglomerante hidráulico
Pozolanas - EB 758Pozolanas naturais
algumas terras diatomáceasrochas contendo minerais de opalatufos e cinzas vulcânicas
Pozolanas artificiaiscalcinação conveniente de argilas e xistos argilosos
Cinzas volantesresultantes da combustão de carvão mineral, usualmente das usinas termelétricas
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Cimento Portland PozolânicoEB 758
aglomerante hidráulico obtido pela mistura de clínquer Portland e pozolana15% < pozolana < 50%hidratação
o Ca(OH)2 liberado na hidratação dos silicatos do clínquer reage com a pozolana dando origem a compostos hidratados estáveis
– menos básicos (CaO/SiO2 menor)
Características do cimento Portland pozolânico
Menor consumo de combustível na sua fabricaçãoEndurecimento lento
baixo calor de hidrataçãobaixa resistência nas primeiras idades
Resistência a ataques químicos (água sulfatadasInibidor da reação álcali-agregado
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Tipos de cimento
Classes 25 – 32 – 40
CP II Cimento Portland Composto EB 2138
CP III Cimento Portland de Alto-forno EB 208
CP V Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (ARI) EB 2
CP IV Cimento Portland Pozolânico EB 758
CP I Cimento Portland Simples EB 1
CP II - E Classes 25, 32 e 40CP II - Z Classes 25, 32 e 40CP II - F Classes 25, 32 e 40
Classes 25, 32 e 40
Classes 25 e 32
Cimentos NacionaisDesignação Teores dos componentes em massa
do Clínquer + Sulfato Escória Material Materialproduto de cálcio granulada pozolânico carbonático
CP I Cimento Portland Comum 100Cimento Portland Comumcom adiçãoCimento Portland Compostocom EscóriaCimento Portland Compostocom PozolanaCimento Portland Compostocom Filer
CP III 5735 Cimento Portland de Alto Forno 65 - 25 35 - 70 0 - 5CP IV 5736 Cimento Portland Pozolânico 85 - 45 15 - 50 0 - 5
Cimento Portland de AltaResistência Inicial
Cimento Portland Resistente
a Sulfatos
1) C3A < 8% e filer carbonático < 5%
2) CP III, com 60% < escória < 70%
3) CP IV, com 25% < pozolana < 40%
Sigla originalacrescida
de RS
5737
100 - 95
6 - 34
6 - 14
1 - 5
0 - 10
0 - 10
6 - 10
0 - 5
99 - 95
94 - 56
94 - 76
94 - 90
Sigla NBR
CP I - S5732
CP V - ARI 5733
CP II - E
CP II - Z
CP II - F
11578