O documento descreve as propriedades e fabricação do cimento, incluindo os tipos de cimento, matérias-primas, processo de fabricação, propriedades e ensaios realizados. É apresentada a história do desenvolvimento do cimento desde a antiguidade até a produção atual no Brasil. Normas técnicas que regulamentam os diferentes tipos de cimento são também citadas.

1. Professora: Camila Campos Gómez Famá
Professora IFPB – Campus João Pessoa
Mestre em Engenharia Civil – UFRGS
Doutoranda em Engenharia de Produção – UFPE
Engenheira Civil- UFCG
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
CAMPUS JOÃO PESSOA

2. Cimento na
Construção Civil

3. Cimento
Aglomerante hidráulico largamente utilizado para a
composição de peças estruturais em concreto e
revestimento devido à sua excelente capacidade
resistente.
Tipos:
 Comum;
 Composto;
 De alta resistência inicial;
 De moderada resistência a sulfatos;
 Etc.

4. Cimento
Material existente na forma
de um pó fino, com
dimensões médias da
ordem dos 50 µm, que
resulta da mistura de
clínquer com outros
materiais, tais como o
gesso, pozolanas, ou
escórias siliciosas, em
quantidades que dependem
do tipo de aplicação e das
características procuradas
para o cimento.

5. Histórico
CIMENTO
“PEDRA NATURAL
PROVENIENTE DE
ROCHEDOS”
1756: o inglês John Smeaton consegue obter um
produto de alta resistência por meio de calcinação
de calcários moles e argilosos.
1818: o francês Vicat obtem resultados semelhantes
aos de Smeaton. É considerado o inventor do
cimento artificial.
Do Latim…
CAEMENTU

6. Histórico
1824: o inglês Joseph Aspdin queima
conjuntamente pedras calcárias e argila,
transformando-as num pó fino. Percebe que obtém
uma mistura que, após secar, torna- se tão dura
quanto as pedras empregadas nas construções.

7. • 1888: Antônio Proost Rodovalho empenha-se em instalar
uma fábrica em sua fazenda em Santo Antônio, SP;
• 1892: uma pequena instalação produtora na ilha
de Tiriri, PB;
• 1924: implantação da Companhia Brasileira de Cimento
Portland em Perus, SP.
 O consumo de cimento no país dependia exclusivamente
do produto importado. A produção nacional foi
gradativamente elevada com a implantação de novas
fábricas e a participação de produtos importados oscilou
durante as décadas seguintes, até praticamente desaparecer
nos dias de hoje.
Experiência Brasileira

8. Matérias-primas
CALCÁRIO + ARGILA + GESSO
CLÍNQUER
Minério de ferro: Adicionado para diminuir o ponto de
fusão das matérias primas do cínquer.

9. Calcários:
 São constituídos basicamente de carbonato de cálcio
(CaCO3), mas podem conter várias impurezas, como
magnésio, silício, alumínio ou ferro;
Componentes do Cimento

10. Importante: O uso de calcários com alto teor de MgO
na produção de cimentos causa desvantagens na
hidratação do material:
MgO + H2O → Mg(OH)2
Esta reação produz um elemento expansivo,
aumentando o volume final, além de sais solúveis que
podem enfraquecer o concreto quando exposto a
lixiviação.
Componentes do Cimento

11. Argila:
 Silicatos complexos contendo alumínio e ferro como cátions
principais, além de potássio, magnésio, sódio, cálcio, titânio e
outros;
 A argila fornece ao cimento os componentes necessários: Al2O3,
Fe2O3 e SiO2.
Componentes do Cimento

12. Gesso:
 É o produto de adição final no processo de fabricação do
cimento, com o fim de regular o tempo de pega por ocasião das
reações de hidratação.
 O teor de gesso varia em torno de 3% no cimento.
Componentes do Cimento

13. Fabricação do cimento
• Extração da matéria-prima das minas;
• Britagem e mistura nas proporções corretas:
• 75-80% de calcário e 20-25% de argila.
• Moagem de matéria-prima;
• Cozimento em forno rotativo a cerca de 1450o C:
• A mistura cozida sofre uma série de reações químicas
complexas deixando o forno com a denominação de clínquer.
• Clinquerização.
• Redução do clínquer a pó em um moinho
juntamente com 3-4% de gesso.
• Adições finais (pozolanas, escórias,…).

14. Fabricação do cimento

15. Dois métodos distintos:
• Processo seco:
• A mistura é moída totalmente seca e alimenta o forno em
forma de pó. Tem a vantagem determinante de economizar
combustível já que não tem água para evaporar no forno.
• Processo úmido:
• A mistura é moída com a adição de aproximadamente 40%
de água. É caracterizado pela simplicidade da instalação e
da operação dos moinhos e fornos.
 Dos dois métodos, produz-se o mesmo clínquer
e o cimento final é idêntico nos dois casos.
Fabricação do cimento

16. Preparação da mistura crua
O calcário e a argila são misturados e moídos até que a
mistura crua tenha:
 3% de sua massa retida na peneira ABNT #0,150mm
 13% de sua massa retida na peneira ABNT #0,088mm.
O processo de moagem se dá num moinho de bolas ou
de rolos, por impacto e por atrito.

17. Preparação da mistura crua

18. Preparação da mistura crua

19. Preparação da mistura crua
O material entra no moinho encontrando em contra-
corrente ar quente (~220°C), o que propicia a secagem
do material.
 O material entra com umidade em torno de 5% e sai com
umidade em torno de 0,9% a uma temperatura de final de 80ºC.
Depois de moído, o material é estocado em silos, onde
pode ser feita a homogeneização do mesmo.

21. Processo de clinquerização
Os combustíveis mais utilizados para elevar a
temperatura de clinquerização (~1400°C) são: óleo
pesado, coque de petróleo, carvão mineral ou vegetal.
Interior do forno em operação

22. Processo de clinquerização

23. O material cru é lançado em uma torre de ciclones,
onde ocorre a separação dos gases do material sólido.
Os gases são lançados na atmosfera, após passarem
por um filtro eletrostático onde as partículas são
precipitadas e voltam ao processo.
Após passagem pelos ciclones, o material entra no
forno rotativo, onde ocorrem as reações de
clinquerização.
Processo de clinquerização

25. Após a clinquerização, o clínquer formado é
bruscamente resfriado com ar frio em contra corrente e
é estocado em silos para a produção do cimento.
Processo de clinquerização

27. Pega e endurecimento
Pega:
 Período de fenômenos químicos, em que ocorrem
desprendimentos de calor e reações;
Endurecimento:
 Período de fenômenos físicos de secagem e entrelaçamento dos
cristais;
Início de pega:
 Tempo que decorre desde a adição de água até o início das
reações com os compostos de cimento;
Fim de pega:
 Situação em que a pasta não sofre mais nenhuma deformação
em função de pequenas cargas e se torna um bloco rígido;

28. Armazenamento do cimento
Granel
 Silos hermeticamente fechados
 Tempo máximo: 180 dias
Sacos
 Galpões fechados
 Estrados de madeira a 30cm do solo e a 30cm das
paredes
 Empilhamento máximo: 15 sacos
 Distância entre pilhas: 60cm
 Tempo máximo: 30 dias (canteiro)

29. Propriedades do cimento

30. Propriedades do cimento

31. Propriedades do cimento

32. Propriedades do cimento
Finura:
 Corresponde à área específica de contato dos grãos
de cimento com a água da mistura.
 Tanto maior quanto mais eficiente for a moagem
do clínquer com gesso.
 Influência no comportamento do cimento:
 Velocidade de endurecimento
 Potencialidade - reatividade
 Determinação:
 Finura: peneiramento (nº 200 e nº 325)
 Área específica: Permeabilímetro de Blaine

33. Propriedades do cimento

34. Propriedades do cimento

35. Propriedades do cimento

36. Propriedades do cimento

37. Propriedades do cimento

38. Propriedades do cimento

39. Propriedades do cimento

40. Propriedades do cimento

41. Propriedades do cimento

42. Propriedades do cimento

43. Propriedades do cimento

44. Propriedades do cimento
Calor de hidratação:
 Representa o calor gerado pela reação exotérmica de
hidratação do cimento.
Importância:
 Execução de peças com grande volume de concreto
(concreto massa) - barragens, blocos de fundação...
 Fissuras térmicas.
Determinação:
 Calorímetro (difícil avaliação precisa – encontrado
apenas em grandes laboratórios).

45. Propriedades do cimento

46. Propriedades do cimento

47. Propriedades do cimento
Tempos de pega:
 Tempo para a solidificação da pasta plástica de
cimento.
 Início de pega: Marca o ponto no tempo em que a
pasta torna-se não trabalhável.
 Fim de pega: Tempo necessário para a pasta se
torne totalmente rígida.
Importância:
 Determina o período de tempo que o concreto
pode ser trabalhado após o seu lançamento.

48. Propriedades do cimento
Tempos de pega:
 Determinação: Aparelho de Vicat.
 Início de pega: Agulha penetra 39mm na pasta
 Fim de pega: Agulha faz uma impressão na superfície da
pasta, sem penetrar
Enrijecimento:
 Perda de consistência da pasta plástica do cimento.
 Determinação:
 Perda de abatimento do concreto.

49. Propriedades do cimento

50. Propriedades do cimento

51. Propriedades do cimento
Resistência característica:
 Resistência à compressão que atinge um corpo de prova
cilíndrico pequeno fabricado a partir da pasta de
consistência normal com o cimento em questão.
Caracteriza o tipo de cimento.
Pasta para o ensaio:
 Areia lavada;
 Água destilada.
 Consistência normal.

52. Propriedades do cimento

54. Adições ao cimento

58. Composição
Classe -
Resistência aos
28 dias (MPa)
Cimento
Portland
TIPO
Ex.: CPII-E-32
CPII-E (SIGLA)
32 (CLASSE)
SIGLA
 NOME TÉCNICO: Cimento Portland
composto com escória com resistência
característica de 32 MPa.
CIMENTO PORTLAND: NOMENCLATURA
CP XXX RR

59.  Cimento Portland Comum
 Cimento Portland Composto
 Cimento Portland de Alto-Forno
 Cimento Portland Pozolânico
 Cimento Portland de Alta Inicial
NBR 5732
NBR 11578
NBR 5735
NBR 5736
NBR 5733
CIMENTO PORTLAND: NORMALIZAÇÃO

60. ESPECIFICAÇÕES E APLICAÇÕES
• Todos os tipos de cimento são adequados a
todos os tipos de estruturas e aplicações.
• Existem tipos de cimento que são mais
recomendáveis ou vantajosos para
determinadas aplicações

61. TIPO Sigla Classe
Norma
Brasileira
Clínquer
+ Gesso
Composição (%)
Escória Pozolana Fíler
Comum
CP I
25
100 0
NBR 5732
32
40
CP I-S 95 a 99 1 a 5
25
32
Composto
40
25
56 a 94 6 a 34 6 a 14 0 a 10
NBR 11578
CP II-E 32
40
76 a 94 0 15 a 20 0 a 10
25
CP II-Z 32
CP II-F
40
25
90 a 94 0 0 6 a 10
32
40
Alto-forno CP III 25 a 65 35 a 70 0 0 a 5 NBR 5735
25
32
40
25
45 a 85 0 15 a 50 0 a 5 NBR 5736
32
Inicial
Pozolânico CP IV
Alta Resistência CP V-ARI - 95 a 100 0 0 0 a 5 NBR 5733

62. Outros tipos de cimento
 Cimento Portland Resistente a Sulfatos
 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação
 Cimento Aluminoso (refratario)
 Cimento Branco (estrutural ou nao)

95. Ensaios com o cimento

96. Ensaios com o cimento

97. Ensaios com o cimento

98. Ensaios com o cimento

99. Ensaios com o cimento

100. Ensaios com o cimento

101. Ensaios com o cimento

102. Ensaios com o cimento

103. Ensaios com o cimento

104. Ensaios com o cimento

105. Ensaios com o cimento

106. Ensaios com o cimento

107. Ensaios com o cimento

108. Ensaios com o cimento

109. Ensaios com o cimento