apostila de materiais de construção p1 - suam - 2012.1

UNISUAM MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – P 1 ENG. E ARQ. GERALDO.M.PICCOLI REVISÃO DE 2012 1 de 31

UNISUAM - ENGENHARIA CIVIL E ARQUITETURA

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

PROF: GERALDO MORITZ PICCOLI - REVISÃO DE 2012

PARTE 1

PROGRAMA DA DISCIPLINA

1 – Condições a que deve satisfazer um material de construção

2 - Normalização

3 – Aglomerantes inorgânicos

4 - Agregados

5 - Concreto

6 –Argamassas

7 - Aço

Bibliografia básica

1 - BAUER, L. A. Falcão. "Materiais de Construção 1 e 2"

Rio, LTC Editora.

2 – ISAÍA, G.C.(editor). “Concreto – Ensino, Pesquisa e Realizações”

São Paulo, IBRACON, 2005, 2v.

3 – ISAÍA, G.C. (editor)“Materiais de Construção Civil”

São Paulo, IBRACON, 2007, 2v.

4 – NEVILLE, Adam, M. “Propriedades do Concreto”(tradução)

São Paulo, PINI, 1997.

5 - PETRUCCI, Eládio G. R. "Concreto de cimento Portland”

Porto Alegre, Globo,1978.

6 – PETRUCCI, Eládio G. R. "Materiais de Construção”

Porto Alegre, Globo.

7 - SILVA, Moema Ribas. "Materiais de Construção"

São Paulo, PINI.

8 – SOUZA, Roberto de & TAMAKI, Marcos Roberto. “Gestão de Materiais de Construção”

São Paulo, O Nome da Rosa, 2005.

1 –CONDIÇÕES A QUE DEVE SATISFAZER UM MATERIAL DE CONSTRUÇÃO

1.1- Introdução


A disciplina de Materiais de Construção estuda os materiais utilizados nas obras de

engenharia. Neste estudo, é ressaltada a obtenção, os tipos, as propriedades, as condições para

a correta aplicação e o campo de aplicação, bem como a durabilidade e a

preservação/conservação. A correta aplicação é do escopo da disciplina de Construção Civil.

1.2 - Condições a que deve satisfazer um material de construção

Um material, produto ou serviço tem qualidade quando for adequado ao uso a que se

destina. Então, qualidade é adequação ao uso. Portanto, a qualidade também pode ser

entendida como satisfação das necessidades explícitas e implícitas do usuário.

Decorre que o material, produto ou serviço precisa satisfazer certas condições e ter

propriedades adequadas para este uso. Se escrevermos corretamente em uma especificação

estas condições e os valores desejados das propriedades, podemos dizer que qualidade é o

atendimento à especificação. Para muitos materiais se dispõe de norma técnica com caráter de

especificação. O estudo das normas técnicas está no escopo do próximo capítulo desta

apostila.

Como a qualidade varia de uso para uso, ela é relativa. Um material pode ter qualidade

para um uso e não a ter para outro. Assim, por exemplo, um automóvel confortável, de bom

desempenho, econômico e de reduzida manutenção tem muita qualidade em um centro urbano,

mas não tem qualidade em uma fazenda com caminhos de acesso muito ondulados,

provocando que este se arraste no chão. Nesta situação, o ideal é um carro de suspensão alta.

A qualidade de um produto não deve se restringir as suas características intrínsecas

(propriedades mecânicas, elásticas, físicas e químicas, cor, textura, dimensões, regularidade

dimensional, constância de propriedades, propriedades adequadas ao uso, etc.), mas deve ser

estendida a outros itens como durabilidade, custo e atendimento.

A durabilidade é caracterizada pela manutenção da qualidade durante o tempo de vida

útil desejado.

Não basta o produto ter características intrínsecas de qualidade, se seu custo não

satisfaz as necessidades do usuário.

O atendimento é um outro item que deve ser considerado na qualidade. Por exemplo,

não basta uma tinta ter todas as características intrínsecas desejadas e preço satisfatório, se ela,

além de ter um vendedor mal humorado, é entregue na quantidade errada e muito depois do

prazo combinado.

Fixando mais a atenção sobre as propriedades, a qualidade de um material resulta de

sua aptidão em satisfazer certas condições, a saber:

CONDIÇÕES TÉCNICAS:

Propriedades mecânicas (que inclui a resistência mecânica), elétricas, térmicas, acústicas

etc.

Trabalhabilidade (Facilidade de aplicação)

Durabilidade (Manutenção de suas propriedades com o tempo)

Higiene (Comportamento favorável à saúde do homem)

Conforto (Exemplo: Evitar vibrações demasiadas).

CONDIÇÕES ECONÔMICAS:

Custo de aquisição (está ligado à fabricação e ao transporte)


Custo de aplicação (está ligado à trabalhabilidade)

Custo de conservação (está ligado à durabilidade).

CONDIÇÕES ESTÉTICAS:

Cor

Textura

Dimensões

Desenho, etc.

Por ser a qualidade a adequação ao uso, um material tem qualidade quando é adequado

ao uso a que se destina, ou seja, quando satisfaz às condições técnicas, econômicas e estéticas

necessárias.

2 – NORMALIZAÇÃO

2.1 – Considerações sobre a normalização

2.1.1 - Especificações técnicas

Um projeto de engenharia é um conjunto de documentos que contém os dados

necessários à materialização do empreendimento objeto do projeto. Deste modo, o projeto não

é apenas um conjunto de desenhos (parte gráfica), mas deve conter outros documentos como

tabelas, listas, memorial descritivo, especificações técnicas etc. Destes documentos, são

indispensáveis em qualquer situação, os desenhos e as especificações técnicas.

O memorial descritivo indica quais os materiais a usar e os locais de aplicação.

As especificações técnicas fixam as exigências a serem observadas para os materiais e

técnicas de construção. No caso das técnicas de construção, as especificações técnicas não

devem ter caráter de procedimento de execução (que detalha a técnica construtiva e é do

âmbito do construtor e não do projetista), mas tão somente apresentar exigências. Constituem

um documento descritivo separado dos desenhos, mas, em obras menores, admite-se que as

especificações constem como notas nos desenhos.

Para a execução de uma obra de engenharia, as especificações são soberanas e

específicas, devendo cobrir pontos omissos nas normas técnicas regulamentadas no país. É de

boa prática que o atendimento a essas normas seja estabelecido nas próprias especificações

técnicas, com citação do número da norma.

2.1.2 - Normas técnicas

As normas técnicas são documentos que regulamentam materiais e serviços,

permitindo maior padronização, melhor nível de qualidade e melhor entendimento entre

produtores, consumidores e órgãos governamentais. As normas regulamentam, racionalizam e,

até certo ponto, uniformizam atividades ou materiais específicos, com base no conhecimento

tecnológico e tendo em vista a utilização segura destas.

No caso específico dos materiais de construção, as normas regulamentam a qualidade,

a classificação, a produção e o emprego dos diversos materiais.

Existem vários tipos de norma como:


I - Empresariais: visando padronização em uma empresa e de cumprimento exigido por esta

em seus contratos com terceiros. Ex. Normas da Petrobrás.

II - De associação: válidas para um dado setor.

III - Nacionais: normas de cumprimento requisitado a nível nacional e coordenadas por uma

entidade normalizadora oficial. Ex. Normas da ABNT.

IV - Regionais: normas válidas para um conjunto de países. Ex. Normas Mercosul,

coordenadas pela AMN (Associação Mercosul da Normalização).

V - Internacionais: normas estabelecidas por uma organização internacional. São normas com

nível de utilização internacional como as normas ISO família 9000 para sistemas da qualidade.

A ISO (International Standartization Organization) coordena as entidades

normalizadoras dos diferentes países.

No Brasil a entidade normalizadora representante da ISO é a ABNT (Associação

Brasileira de Normas Técnicas). Fundada em 1940, a ABNT é uma entidade privada sem fins

lucrativos e o órgão responsável pela normalização técnica no Brasil, reconhecida como

Fórum Nacional de Normalização.

Entre os objetivos da ABNT destacam-se:

Elaborar normas e efetuar as revisões para mantê-las atualizadas.

Fomentar o uso das normas, difundindo e incentivando o uso nos campos científico,

técnico, industrial, comercial e outros.

Representar o Brasil nas entidades internacionais de normalização.

Em nosso país é usual o emprego de normas estrangeiras quando não se dispõe de

normas ABNT sobre o assunto. Entre as entidades normalizadoras internacionais citam-se:

ASTM (American Society for Testing Materials) - Estados Unidos (para materiais);

ANSI ( American National Standards Institute) - Estados Unidos (para serviços);

AASHO ( American Association of State Highway Officials) - Estados Unidos (para obras

rodoviárias);

BSI ( British Standards Institution) – Inglaterra;

AFNOR (Association Française de Normalisation) – França;

DIN ( Deutsch Industrie Normen) – Alemanha;

NFS (Norges Standardus Disering Forbound) – Noruega.

Paralelamente a estas entidades, temos outras que atuam em campos específicos,

muitas vezes como norma de caráter mais próximo de "práticas recomendadas", por não serem

entidades normalizadoras, propriamente ditas, ou por não terem a força legal das primeiras

entidades. Como exemplos brasileiros citam-se:

IBRACON (Instituto Brasileiro do Concreto);

Petrobras.

A nível internacional citam-se:

CEB (Comité Européan du Béton);

RILEM (Réunion Internationale des Laboratoires d'Éssais et de Recherches sur les

Materiaux et les Structures);

ACI (American Concrete Institute);

PCA (Portland Cement Association).

A norma deve ser elaborada através de consenso entre produtores, consumidores e

entidades governamentais, cuidando-se de ser tecnicamente correta e adequada, fato que requer

a participação de especialistas.

As normas além de resultarem do consenso de todos os interessados que lidam com o

que está sendo regulamentado, devem obedecer a exigências legais, serem coerentes com

outras normas aprovadas e consagradas e serem revistas periodicamente para incorporar


melhorias observadas na sua utilização, ou para introduzir avanços da tecnologia, ou ainda,

para ficarem coerentes com outras normas editadas depois da norma em questão.

Para a normalização (elaboração das normas) a ABNT dispõe hoje de dezenas de

comitês brasileiros, denominados de CB-01, CB-02 etc., cada um atuando em áreas

específicas. Na área de construção civil pode-se destacar: CB-02 (Construção Civil), CB-18

(Cimento, concreto e agregados) e CB-22 (Impermeabilização).

Quando da elaboração ou da revisão de uma norma, o comitê cria uma comissão de

estudo formada pela participação voluntária de representantes dos segmentos envolvidos. A

comissão parte de um texto básico escrito por um especialista (freqüentemente uma norma

estrangeira adaptada, no caso de nova norma e a última versão da norma, no caso de revisão).

Após a elaboração do texto final pela comissão, durante sucessivas reuniões, obtido por

consenso, o texto vai para o comitê que analisa e aprova, transformando-se em projeto de

norma.

O projeto de norma é encaminhado à apreciação dos associados da ABNT e demais

interessados no país, que por votação nacional a aprovam. Após a aprovação passa ser norma

brasileira, sendo codificada, impressa e vendida pela ABNT aos interessados.

Geralmente, a norma entra em vigor algum tempo após a publicação pela ABNT.

Para as normas Mercosul existem os Comitês Setoriais Mercosul (CSM), nos quais se

busca harmonizar normas brasileiras, argentinas, uruguaias e paraguaias.

2.1.3 - Tipos de normas

A ABNT utiliza os tipos de normas descritos a seguir, diferenciados pelas iniciais que

precedem o número da norma, a saber:

CB (Classificação Brasileira): Descreve os tipos de um produto, designando-os,

ordenando-os, classificando-os e subdividindo-os. Ex: CB-205: Madeiras serradas de

coníferas provenientes de reflorestamento para uso geral.

EB (Especificação Brasileira): Fixa as condições que determinado material ou produto

deve satisfazer, definindo, sempre que possível, valores numéricos das propriedades

(determinadas em ensaios de amostras representativas, executados por métodos

padronizados). Ex: EB-1: Cimento portland comum.

NOTA: Atualmente as especificações têm sido denominadas de requisitos. Por outro lado,

freqüentemente em uma mesma norma estão presentes além dos requisitos outros tipos de

exigências como métodos de ensaio e terminologia.

MB (Método de ensaio Brasileiro): descreve como determinar certa propriedade de um

material ou a maneira de verificar condições ou requisitos. Ex: MB-1: cimento portland -

determinação da resistência à compressão.

NB (Procedimento Brasileiro):

NOTA: A letra N é a inicial da palavra Norma, que era o nome usado antigamente para

procedimento.

Uma norma NB fixa as condições exigidas para a execução de um dado serviço

(elaboração de projeto, execução de construção específica, etc). Ex: NB-1: Projeto de

estruturas de concreto.

PB (Padronização Brasileira): fixa condições para uniformizar características, restringindo

a variedade (materiais, desenhos etc.). Ex: PB-6: Bacia sanitária de material cerâmico de

entrada horizontal e saída embutida vertical - Dimensões.

SB (Simbologia Brasileira): fixa convenções gráficas para uso em projeto. Ex: SB-2:

Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais.


TB (Terminologia Brasileira): regulariza nomenclatura técnica, definindo termos e

expressões técnicas de um dado setor de atividade. Ex: TB-2: Terminologia de soldagem

elétrica.

Cabe ressaltar que em muitas das novas normas se utiliza o título “Requisitos” em

substituição a “Especificação”. Por outro lado, atualmente são comuns normas que reúnem em

um só documento requisitos e métodos de ensaio.

Devido ao registro das normas da ABNT no INMETRO, as normas recebem

opcionalmente outra identificação, todas precedidas pela sigla NBR (Norma Brasileira

Registrada no INMETRO) seguido do número de identificação.

A codificação NBR é mais usada na prática.

Exemplos: NBR 5732 : É a EB-1.

NBR 6118 : É a NB-1

Quando for necessário, deve-se indicar entre parênteses o ano (ou seus dois últimos

algarismos) em que a norma foi publicada ou alterada pela última vez.

Ex: NBR 5732 (91) ou EB-1(91).

Atualmente muitas normas da ABNT estão sendo revisadas, a exemplo das normas

IRAM da Argentina (podendo ter eventualmente o texto inteiramente mantido), para adequar o

seu uso no Mercosul. Cada norma com a sigla do Mercosul cancela e substitui a norma

correspondente do país de origem. No Brasil estas normas recebem a sigla NBR NM.

Exemplo: NBR NM 67-1998. Concreto – Determinação da consistência pelo abatimento do

tronco de cone. Esta norma cancela e substitui a NBR 7223(92). O texto destas normas é

apresentado nas línguas portuguesa e espanhola, facilitando o uso pelos países do Mercosul.

O CONMETRO (Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade

Industrial), institui a seguinte classificação adicional para as normas da ABNT:

I. Norma Compulsória (classe 1) – de uso obrigatório no país. Ex. NBR 5930 (Transporte

ferroviário de explosivo - Procedimento);

II. Norma Referendada (classe 2) – de uso obrigatório pelo poder público e serviços públicos

concedidos. Ex. NBR 8000 (Ouro refinado – Especificação);

III.Norma Registrada (classe 3) – de uso voluntário e com registro. Ex. Todas as normas da

ABNT utilizadas nas aulas de Materiais de Construção;

IV. Norma Probatória (classe 4) – de vigência limitada e em fase experimental.

Existem ainda as normas regulamentadoras (NR), que são documentos aprovados por

órgãos governamentais e de observância obrigatória. Ex. NR-18 do Ministério do Trabalho que

fixa, com caráter preventivo e ênfase no sistema de segurança do trabalho, diretrizes para o

planejamento e organização dos canteiros de obra na indústria da construção.

2.1.4 – Certificação

A certificação consiste na emissão de marcas e certificados de conformidade para as

empresas que demonstrem que seu (s) produto(s) ou serviço(s) estão conforme as normas

brasileiras aplicáveis. A certificação atende a regras internacionalmente estabelecidas. As

certificações mais conhecidas são:

I – Certificado ISO 9001

Este certificado atesta a conformidade do sistema da qualidade de uma empresa com a

norma NBR ISO 9001. Este certificado requer um acompanhamento por meio de auditorias

periódicas para ser mantido. As empresas certificadoras devem ser credenciadas pelo Inmetro.

Existem várias empresas certificadoras, tanto nacionais: ABNT, Fundação Vansollini, etc.,

como internacionais: BVQI (Bureau Veritas), BRTÜV, etc.


II - Certificado ISO 14001

Este certificado atesta a conformidade do sistema de gestão ambiental de uma empresa

com a norma NBR ISO 14001, requerendo também auditorias periódicas de empresas

certificadoras credenciadas.

III - Marca de conformidade

Certifica a qualidade, segurança e aptidão ao uso de um produto de acordo com as

normas aplicáveis. Materializa-se através da impressão da marca de conformidade ABNT na

embalagem do produto, ou pela aplicação de selos etc.

A marca de conformidade tem caráter de reconhecimento público que o material atende

às especificações. Esta certificação pode ser voluntária ou compulsória. Extintores de incêndio,

barras e fios de aço para concreto armado, disjuntores, fios e cabos elétricos, interruptores

elétricos, por exemplo, requerem certificação compulsória do produto.

3 - AGLOMERANTES INORGÂNICOS

3.1 - Aglomerante

Aglomerante é um material ligante capaz de endurecer com o tempo e de aglutinar

outros materiais (agregados), conferindo resistência ao conjunto. Exemplo: Cal, cimento e

gesso. O aglomerante é denominado de material ativo enquanto os agregados de materiais

inertes.

Os aglomerantes, particularmente os quimicamente ativos, também podem ser

chamados de materiais cimentícios.

3.2 - Classificação dos aglomerantes

3.2.1 - Quanto ao processo de endurecimento

Aéreos

Quimicamente ativos

Aglomerantes Hidráulicos

Quimicamente inertes

Aglomerantes quimicamente ativos: endurecem por reação química.

Exemplos: cal e cimento Portland.

Aglomerantes quimicamente inertes: endurecem por secagem.

Exemplos: asfalto e argila.

Aglomerantes aéreos (quimicamente ativos): não resistem satisfatoriamente à água

quando sólidos e, dentro da água não conseguem endurecer.

Exemplos: cal e gesso.

Aglomerantes hidráulicos (quimicamente ativos): resistem à água quando sólidos e o

endurecimento se processa através de reação com a água.

Exemplos: cimento portland e cimento aluminoso.


3.2.2 - Classificação dos aglomerantes quimicamente ativos quanto à composição

Aglomerantes simples: um único produto.

Exemplos: cal e cimento portland comum.

Aglomerantes compostos: mistura de aglomerante simples com adições ativas.

Exemplos: cimento portland de alto forno e pozolânico.

NOTA: Adições ativas são materiais que têm comportamento aglomerante quando na

presença de substâncias adequadas.

Aglomerantes mistos: misturas de aglomerantes simples.

Exemplo: mistura de cal e cimento portland (usados simultaneamente em

argamassa de revestimento).

Aglomerantes com adições: aglomerantes simples com adições substanciais.

Exemplo: cimento colorido (tem adição de pigmentos apropriados)

3.3 - Aglomerantes minerais ou inorgânicos

Aglomerantes cuja composição química é de substâncias minerais.

Exemplos: argila, cal e cimento portland.

NOTA: O asfalto não é um aglomerante mineral.

3.4 - Pega de um aglomerante mineral

A pega é o período inicial de solidificação.

Início de pega: Instante em que começa a se solidificar.

Fim de pega: Instante em que se torna sólido.

3.5 - Endurecimento de um aglomerante mineral

Período, após o fim de pega, em que as resistências a esforços mecânicos vão

aumentando.

3.6 - Classificação dos aglomerantes minerais quimicamente ativos quanto ao tempo

de pega

De pega rápida: Menos de 8 minutos (Exemplo: certos tipos de gesso);

De pega normal: Entre 8 minutos e 6 horas (Exemplo: cimento Portland);

De pega lenta: Maior que 6 horas (Exemplo: cal)

3.7 - Principais aglomerantes minerais aéreos

Serão estudados a cal e o gesso.

3.8 - Cal

3.8.1 - Cal virgem (ou cal viva)

A cal, também didaticamente conhecida como cal aérea, é um aglomerante aéreo

utilizado desde a antiguidade. Tem cor branca. É apresentado para uso como cal hidratada


(substância química de base – hidróxido de cálcio – Ca (OH)2) ou como cal virgem

(substância química de base – óxido de cálcio – CaO).

A cal virgem é resultante da calcinação de rochas calcárias. A cal virgem tem

predominância em sua composição de óxido de cálcio (CaO). A NBR 6453 (2003) (Cal

Virgem para Construção Civil – Requisitos) fixa teor mínimo de 88,0 % de CaO + MgO.

A reação de calcinação do principal componente é:

CaCO3 + calor CaO + CO2 (cerca de 900º C)

NOTA: Se a temperatura for baixa, haverá resíduo do calcário e, se

muito alta, ter-se-á a cal supercozida de extinção mais lenta e que

deixa resíduos após a extinção. A extinção é a transformação

química da cal virgem em cal hidratada, através da reação com a

água.

O carbonato de cálcio (CaCO3) não é a única substância presente no calcário e, por

isso, a cal virgem resultante contém impurezas. O mineral predominante no calcário é a

calcita (CaCO3), mas pode conter grande quantidade de dolomita – Ca.Mg (CO3)2.

Resulta a seguinte classificação para a cal virgem de acordo com o teor de CaO:

Cálcica (mínimo: 90 % de CaO)

Cal virgem Magnesiana (menos de 90 % e não menos que 65 % de CaO)

Dolomítica (menos de 65 % de CaO)

O calcário, após sua calcinação, mantém sua forma e reduz um pouco seu volume,

devido à perda de CO2. Por isso, dependendo do processo de fabricação, é comum a cal

virgem ser fornecida como pequenos blocos.

A norma NBR 6453 (2003) classifica a cal virgem em:

III.2- CV-E → cal virgem especial, que contém, no mínimo, 90 % de CaO + MgO;

IV.2- CV-C → cal virgem comum;

V.2- CV-P → cal virgem em pedra.

A cal virgem deve atender às exigências da NBR 6453. Para tanto, quando recebida

na obra ou na fábrica de cal hidratada, devem ser coletadas amostras de acordo com a NBR

6471, para verificação de suas propriedades.

Na fabricação da cal virgem são utilizados vários tipos de fornos, os quais calcinam

o calcário previamente britado.

Na fabricação da cal virgem podem ser usadas, também, conchas e esqueletos de

animais (sambaquis) que têm como substância química de base CaCO3.

3.8.2 - Cal extinta (Cal hidratada)

A cal virgem não é usada diretamente como aglomerante na obra. Para uso como

aglomerante, a cal deve se apresentar predominantemente na forma Ca(OH)2. A

transformação química da cal virgem em cal diretamente utilizável, chama-se extinção. A

cal virgem deve ser extinta para se obter a cal extinta ou apagada, esta sim como

aglomerante de utilização direta na obra. Quando a extinção é feita na fábrica, compra-se

diretamente o material seco e ensacado denominado “cal hidratada”, que se apresenta

como um pó branco. A reação da extinção de cal é:

CaO + H2O Ca(OH)2 + calor


Se a extinção for feita com muita água, pode-se obter a “cal afogada”, que é mais

magra (menos rendimento como aglomerante).

Se, na extinção, a temperatura subir muito, pode-se obter a “cal queimada”, que é a

mais gorda, mas tem propriedades prejudiciais.

O tempo de extinção da cal pode variar desde menos de 5 minutos até mais de

trinta minutos.

As cais cálcicas são de extinção mais rápida.

A cal extinta ou hidratada pode ser usada pura ou misturada com água (pasta de cal,

ou, se muita água, leite de cal). Para uma dada consistência da pasta de cal, quanto maior o

volume de pasta obtida para a mesma massa de cal, diz-se que a cal tem maior rendimento,

ou é mais gorda.

A cal dolomítica extinta, que tem extinção lenta, apresenta um certo teor de MgO

livre, que, por hidratação, sofre expansão, podendo fissurar e até destruir a argamassa

aplicada.

Quando a extinção é feita na obra, a cal virgem é, normalmente, recebida em pedras

e é misturada na água nos “tanques de queima” que, normalmente, são trapezoidais com

fundo inclinado. Depois de extinta, a cal passa por peneiramento na boca de saída do

tanque para os depósitos. A quantidade de água e a forma de colocá-la dependem do tipo

de cal virgem, gerando muito calor. A temperatura obtida na extinção pode atingir 360ºC

em tanque aberto e 450ºC em tanque fechado, resultando ser a extinção da cal, reação

exotérmica perigosa. Com mais água a temperatura sobe menos. Para a extinção na cal de

extinção rápida, deve-se adicionar cal à água, enquanto, nas outras cais, deve-se adicionar

água à cal.

A pasta de cal para emprego em argamassas de revestimento ou assentamento deve

envelhecer de 7 a 14 dias para evitar aumento de volume da extinção dos resíduos.

A cal hidratada apresenta-se na forma de pó branco com as seguintes massas

específicas:

- Massa unitária: 0,47 a 0,64 kg/dm3;

- Massa específica dos grãos: 2,200 a 2,300 kg/dm3.

A cal hidratada deve atender às exigências de NBR 7175. A NBR 7175 (2003)

classifica a cal hidratada em: CH-I, CH-II e CH-III.

Quanto às exigências físicas, tem-se a finura na peneira 0,075mm, com teor

máximo de 15% de material retido (CH-II e CH-III) e 10% (CH-I), determinada conforme

NBR 9289. Há exigências ainda quanto à finura na peneira 0,600 mm, estabilidade,

retenção de água, plasticidade e incorporação de areia.

Para o preparo de argamassas e alguns outros usos na construção civil, recomenda-

se, preferencialmente, a CH-I. A cal CH-III, que tem considerável adição de carbonatos,

também pode ser usada sem maiores inconvenientes. A cal CH-I tem maior capacidade de

sustentação de areia que as demais, podendo até reduzir o custo das argamassas magras,

embora custe mais caro. Existe no mercado cal CH-I com aditivos que aumentam o

rendimento da cal nas argamassas (menos material por m2 de revestimento).

A cal hidratada é fornecida em sacos, freqüentemente contendo 20 kg de cal.

A cal extinta na obra costuma ser usada na forma de pasta (com água), enquanto a

cal hidratada produzida industrialmente, na forma de pó. Entretanto, para algumas marcas

de cal, recomenda-se também usá-la na forma de pasta, envelhecida por cerca de 3 dias,

para evitar expansões provenientes da hidratação de resíduos de cal virgem.

São comuns deficiências na qualidade das cais hidratadas. Aconselha-se adquirir

somente cal, cujo fabricante participe do programa de qualidade ABPC (Associação


Brasileira dos Produtores de Cal) e exigir certificados de ensaio que comprovem o

atendimento às exigências da norma NBR 7175.

3.8.3 - Endurecimento da cal

A cal endurece pela carbonatação ao reagir com o CO2 do ar. O Ca(OH)2 hidrata

mais rapidamente que o Mg(OH)2. No caso do Ca(OH)2, tem-se:

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (Reação de recarbonatação).

O uso de CO2 puro não melhora o endurecimento da cal, pois se formam cristais

muito pequenos, decorrendo perda de resistência.

O uso de cal pura não é ideal para melhorar o poder aglomerante, pois o

endurecimento da superfície externa dificulta a entrada de CO2 para continuidade da

reação. O ideal é usar argamassa (cal + areia + água). A areia possibilita o acesso do CO2

para a reação e também reduz a retração (contração da pasta quando da formação do

CaCO3).

NOTA: Pasta é a mistura do aglomerante com a água.

Argamassa é a mistura do aglomerante com areia (agregado

miúdo)

Concreto é a mistura de aglomerante, areia, agregado graúdo e

água.

3.8.4 - Principais aplicações de cal na construção civil

A cal é usada no preparo de argamassas, tanto nas feitas na obra como em algumas

argamassas industrializadas. É utilizada também na forma de leite da cal (pasta fluida de

cal) com eventuais adições, como tinta de baixo custo.

Outro uso da cal é na estabilização de solos para adequar características geotécnicas.

Este uso pode ser estendido à agricultura, na correção do pH do solo, reduzindo sua acidez,

onde também se usa o calcário em pó.

Registra-se também o uso da cal como aditivo em concretos asfálticos para

pavimentação.

Na fabricação de blocos de concreto celular e dos blocos sílico-calcários para

alvenarias, a cal é uma das matérias-primas.

Fora da construção civil, a cal tem uma utilização mais intensa. É utilizada na

siderúrgica, no tratamento da água e em muitas outras aplicações.

3.9 - Gesso

3.9.1 - Conceito

O gesso é o aglomerante mineral aéreo, de cor branca e em forma de pó, obtido da

calcinação da gipsita seguida de moagem. É constituído, predominantemente, por sulfato de

cálcio (CaSO4), podendo conter aditivos controladores do tempo de pega.

NOTA: A gipsita é o mineral que dá origem ao gesso. O minério chama-se gipso.

NOTA: No Pará e Nordeste (particularmente em Pernambuco) estão concentradas cerca

de 90 % das jazidas de gipsita. É muito comum por aqui o uso de gesso industrializado

produzido nesta região.


NOTA: No Sudeste também há produção de gesso usando o resíduo industrial conhecido

como o fosfogesso, subproduto do processo de fabricação do ácido fosfórico e de

fertilizantes.

A gipsita é um mineral natural constituído por sulfato de cálcio hidratado

(CaSO4.2H2O).

O gesso usado em construção civil é formado predominantemente por sulfato de

cálcio hemidratado (CaSO4.½ H2O). Este sulfato é denominado hemidrato. Este gesso é

também denominado gesso de estucador, Gesso Paris ou gesso rápido.

3.9.2 - Calcinação da gipsita

I. Formação do hemidrato:

CaSO4.2H2O + calor CaSO4.½ H2O + 1½H2O (entre 150ºC e 200ºC)

II. Formação da anidrita (gesso anidro = CaSO4):

CaSO4.2H2O + calor CaSO4 + 2H2O (entre 200ºC e 300ºC)

Esta anidrita é solúvel e hidrata-se com facilidade até com a umidade do ar

(fortemente higroscópica).

III.Formação da anidrita insolúvel:

CaSO4.2H2O + calor CaSO4 + 2H2O (temperatura entre 700ºC e 800ºC)

Esta anidrita é quase inerte e endurece muito lentamente. Para acelerar a

pega e o endurecimento pode-se usar o alúmen (sulfato duplo de alumínio e

potássio) ou sulfato de alumínio ou o sulfato de potássio.

IV. Formação do gesso lento (ou gesso hidráulico ou gesso de pavimentação)

CaSO4.2H2O + calor CaSO4 (com resíduos de CaO e SO3 devido à

decomposição do CaSO4) + 2H2O (temperatura entre 1100ºC e 1200ºC.

Este gesso tem endurecimento lento, mas resiste melhor à água e tem

resistência mecânica superior. O CaO presente contribui na aceleração do

endurecimento.

Com temperaturas acima de 1450 ºC não haverá mais CaSO4, o qual se decompõe

em CaO + SO3.

3.9.3 - Endurecimento do Gesso

O gesso endurece por reação com a água.

2 (CaSO4.1/2H2O) + 3H2O 2 (CaSO4.2H2O) + calor

O calor gerado provoca dilatação da pasta de gesso e, por esta razão, o gesso é

muito empregado em serviços de modelagem (preenche bem os moldes).

Na hidratação há cristalização.

A pega é muito rápida. Podendo iniciar em cerca de 2 minutos, mas, geralmente, em

tempo maior, até porque o fabricante freqüentemente adiciona retardadores de pega para se

adequar ao uso e às exigências da norma NBR 13207, a qual exige tempo de início de pega

mínimo de 10 minutos. O aumento de temperatura ou o uso de água quente acelera a pega.

Alguns produtos como o sulfato de alumínio aceleram a pega.

A queratina (produto obtido de chifres e cascos de animais), a cola animal, o bórax,

o açúcar, o sulfato de sódio e o álcool retardam a pega. A pega também é retardada pelo

aumento da relação água/gesso na pasta.

Os gessos de uso na obra podem conter retardadores de pega, proporcionando tempo

de pega maior que 10 minutos, como comentado anteriormente.


A pasta de gesso é empregada, geralmente, com um fator água/aglomerante de 0,60

a 0,85. Quanto mais água, mais lenta é a pega, menor é a resistência mecânica e mais

plástica é a pasta. A resistência à compressão pode superar 14 MPa, sendo desta ordem de

grandeza para o fator água/aglomerante em torno de 0,60. Com fator água/aglomerante

igual a 0,85, a resistência cai para um pouco menos da metade desse valor.

O gesso é normalmente usado em pasta nos serviços de revestimento. Na forma de

argamassa (com areia) a sua resistência mecânica cai bastante e não é usual. O acabamento

obtido com a pasta de gesso é muito liso e de bom aspecto. É usado em emboço e em

reboco fino de interiores. Não deve ser usado em exteriores, pois é atacado pela água.

Existem, ainda, produtos pulverulentos fornecidos prontos, normalmente contendo

gesso, calcário, aditivos e adições, que são largamente utilizados em revestimentos de

paredes e tetos. Lançados à máquina produzem emboço de reduzida espessura com mínimo

desperdício.

3.9.4 - Gesso na construção civil

O gesso (hemidratado) é usado na forma de pó e fornecido, normalmente, em sacos

de 40 kg para o uso na obra.

O gesso para construção civil deve atender às exigências da norma NBR 13207 da

ABNT.

O gesso corrói o aço e, por isso, em placas de gesso armadas com aço e em tirantes

para suportes de placas de gesso, deve-se usar aço galvanizado ou outro metal adequado.

Um uso de gesso é a proteção contra incêndio. Revestindo-se a peça a proteger com

pasta de gesso, esta funcionará como camada de sacrifício. O calor é desviado para a

eliminação da água de cristalização do gesso.

As pastas de gesso usadas como revestimento são chamadas de estuque.

Na construção civil o gesso comumente é utilizado em placas para uso em tetos,

divisórias ou painéis de revestimento de colunas e paredes. Estas placas são fornecidas

prontas.

As placas são armadas com papelão ou outro material adequado. Nem sempre as

placas são de gesso puro externamente (acabamento muito liso). São comuns a placas de

gesso acartonado, que, para terem acabamento muito liso, recomenda-se serem emassadas

antes da pintura. São muito usadas nas paredes tipo “dry wall”.

Outro uso do gesso é na proteção de pisos de concreto, granito e afins. Para evitar

danos no piso durante a obra, este pode ser recoberto com aniagem ou folha de polietileno

sobreposta com pasta de gesso. Na conclusão da obra, a proteção é removida.

3.10 – Aglomerantes minerais hidráulicos

3.10.1 - Hidraulites

- Conceito

As hidraulites ou adições ativas não são aglomerantes propriamente ditos, mas se

transformam em aglomerantes na presença de determinadas substâncias. Estas substâncias

podem estar presentes ou serem liberadas na hidratação de outros aglomerantes. Decorre

que as hidraulites são adições ativas usadas para formar aglomerantes compostos.

As hidraulites são, portanto, materiais cuja hidraulicidade é desperta na presença de

certas substâncias, particularmente na presença de outro aglomerante.


A adição de hidraulites pode ser efetuada na fábrica do aglomerante composto, que

já fornece o aglomerante com a adição, ou na própria obra.

As principais hidraulites são a escória granulada de alto forno e as pozolanas.

Para serem eficientes, as hidraulites devem se apresentar como pó muito fino, sendo

desejável que seja mais fino que o aglomerante a sofrer sua adição.

- Escória Granulada de Alto Forno

Uma das fases da fabricação do aço é a produção do ferro gusa no alto forno. O alto

forno é alimentado por minério de ferro, coque e fundentes, produzindo ferro gusa e a

escória.

A escória é formada com a contribuição da ganga (impurezas do minério), das

cinzas do coque e dos fundentes.

Se a escória for resfriada lentamente, ela se cristaliza, resultando a escória bruta de

alto forno. Se for resfriada bruscamente, se torna amorfa, resultando na escória granulada

de alto forno, que tem aparência semelhante à da areia. No Brasil, o teor de material amorfo

é de cerca de 95 %.

Composição química da escória de alto forno:

SiO2 → 30 a 40 %;

CaO → 40 a 55 %;

Al2O3 → 8 a 20 %;

MgO → 0 a 8 %;

S (enxofre) → aproximadamente igual a 1,7 %.

Quando CaO/SiO2 for menor que 1 é escória ácida e se for maior que 1, a escória é

básica, que é o caso da escória de alto forno que utiliza coque de carvão mineral como

ocorre nas grandes siderúrgicas. Apenas a escória básica é considerada no presente item.

A escória granulada de alto forno endurece muito lentamente na presença de água.

Para uso como aglomerante de endurecimento normal, precisa ser pulverizada e ter um

ativador (funciona como catalisador, acelerando a hidratação da escória).

Como ativadores da escória granulada de alto forno, tem-se a soda, a cal e os

sulfatos. Os ativadores solubilizam a escória, permitindo a cristalização da fase aquosa. O

principal ativador da escória é a cal gerada na hidratação do cimento portland, formando

um aglomerante composto muito comum (Ex.: Cimento portland de alto forno).

Menos comum é a mistura de cal e escória granulada de alto forno, formando um

produto denominado cal metalúrgica que pode ser usado como cimento de alvenaria.

Na hidratação da escória granulada de alto forno são formados silicatos e aluminatos

hidratados.

- Pozolanas ou Materiais Pozolânicos

As pozolanas são materiais silicosos ou sílico-aluminosos que, por si só, possuem

pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas, quando finamente divididos e em presença

da água, reagem com o Ca(OH)2 à temperatura ambiente para formar compostos com

propriedades aglomerantes.

As pozolanas podem ser naturais, geralmente requerendo moagem (cinzas

vulcânicas, terras diatomáceas etc.) ou artificiais (argila calcinada, cinzas volantes, sílica

ativa, cinzas de casca de arroz, metacaulim etc.).

- Argilas Calcinadas: São obtidas por calcinação de argilas à temperatura de 600ºC a 900ºC.

São fabricadas no Brasil, com destaque para o Nordeste.


- Cinzas Volantes: São os resíduos pulverulentos mais finos arrastados pelos gases

resultantes da queima do carvão pulverizado em centrais termelétricas. São subprodutos

disponíveis em larga escala no Sul do Brasil.

Composição química média das cinzas volantes:

SiO2: 48 % MgO: 2 %

Al2O3: 32 % SO3: 0,5 %

Fe2O3: 8 % Na2O + K2O: 4,5 %

CaO: 2 %

As cinzas volantes têm massa específica da ordem de 2,400 kg/m3, podendo variar

de 1,800 a 3,000 kg/m3, tendo os grãos de menor volume, maior massa específica. A massa

unitária no estado solto varia de 0,55 a 0,75 kg/m3.

- Sílica ativa: A sílica ativa (“sílica fume”), também conhecida como microssílica (nome

comercial de um dos fabricantes), é um pó finíssimo (área específica da ordem de 20.000

m2/kg contra 350 a 600 m

2/kg do cimento Portland) de cor acinzentada, constituída por 75 a

99 % de sílica amorfa, subproduto da fabricação de ligas de ferro-sílico metálico. É

produzida no Brasil. A massa específica de seus grãos é da ordem de 2,200 kg/dm3 e a

massa unitária é muito reduzida. Variando com o tipo, a saber, a densificada (por volta de

550kg/m3) e a não densificada (cerca de 360 kg/m

3 ou menos). A adição de sílica ativa no

concreto ou argamassa de cimento portland, leva a substanciais incrementos na resistência

mecânica e reduz bastante a permeabilidade.

Embora seja um material pozolânico, não é seu efeito pozolânico a principal

vantagem de sua adição, mas sim a sua capacidade de funcionar como ponto de nucleação

dos produtos de hidratação do cimento portland (reduzindo vazios).

A NBR 13956 estabelece as condições exigíveis para a sílica ativa a ser usada em

concreto, argamassa e pasta de cimento portland. Esta norma fixa o teor mínimo de SiO2

em 85 %. Os ensaios para determinação das propriedades exigidas devem ser conduzidos

conforme a NBR 13957.

A sílica ativa pode ser fornecida em pó (geralmente em sacos de 15, 20 ou 25 kg),

ou na forma de lama espessa (pasta) contendo sílica ativa, água e aditivo superplastificante.

O principal uso da sílica ativa é em concreto de alto desempenho.

Atualmente já se dispõe da Nanosílica, com partículas em escala molecular em

mistura estável com a água.

Outro material pozolânico bastante fino que é usado com efeitos semelhantes aos da

sílica ativa é o metacaulim. O metacaulim é obtido pela callcinação de alguns tipos de

argilas cauliníticas e tem cor geralmente avermelhada.

As pozolanas são usadas na fabricação de aglomerantes compostos (Ex: cimento

portland pozolânico) ou como componentes no preparo de concreto de cimento portland

(comum na construção de grandes barragens).

Menos comuns são outros aglomerantes compostos como a cal pozolânica (mistura

de cal hidratada e pozolana).

3.10.2 - Cimento Portland

- Histórico

Aglomerante hidráulico, mais importante entre todos os aglomerantes, patenteado

em 1824, por Joseph Aspdin. Com temperaturas de cozimento e características semelhantes


às atuais se deve a Isaac Johnson, em 1845. O nome Portland se deve a semelhança com

certas rochas procedentes da ilha de Portland, na Inglaterra.

No Brasil é produzido desde 1898, sendo o cimento Santo Antônio da usina

Rodovalho, o pioneiro. Atualmente (índices computados em 1998), o Brasil é o sexto maior

produtor mundial de cimento portland.

NOTA: Costuma-se escrever cimento Portland. Tomamos a

liberdade de adotar também a forma cimento portland, a exemplo da

expressão óleo diesel.

- Conceito

Cimento portland é um material pulverulento de cor cinza ou branca, constituído,

principalmente, por silicatos e aluminatos de cálcio, que, misturados com água, hidratam-se

com efeitos aglomerantes. Resulta da moagem do clínquer portland, com adições de gesso

para regular a pega, eventuais hidraulites e materiais carbonáticos em teores limitados.

NOTA 1: O clínquer portland é um material resultante do

cozimento, até fusão incipiente (cerca de 30% de fase líquida), de

uma mistura de calcário e materiais argilosos (ou parte em escória

bruta de alto forno) convenientemente proporcionada (cerca de 3:1)

e homogeneizada. A dosagem da mistura crua para formar o

clínquer, varia conforme as características das matérias-primas e as

propriedades desejadas para o cimento. A análise química é

fundamental no processo de produção. Os teores das substâncias

presentes nas matérias-primas têm que atender determinadas

relações denominadas de módulos. Por exemplo, o módulo de silício

SiO2 / (Fe2O3 + Al2O3), preferencialmente deve estar compreendido

entre 2,0 e 3,0. Decorrente da necessidade de atender aos módulos,

o calcário e a argila geralmente não são as únicas matérias-primas

para a produção de clínquer. Também são utilizadas a areia (para

corrigir a deficiência de SiO2 na argila) e o minério de ferro (para

corrigir deficiência de Fe2O3 na argila).

NOTA 2: Os materiais carbonáticos adicionados assumem a forma

de “filler” (forma pulverulenta) e não são adições ativas. Esta

adição permite melhorar um pouco a trabalhabilidade das pastas,

argamassas e concretos, funcionando como lubrificante do pó, pois

se aloja entre as partículas dos outros componentes.

NOTA 3: A adição de gesso, ao contrário dos materiais

carbonáticos, é indispensável. Sem o gesso, a pega do cimento seria

praticamente instantânea, devido a um componente denominado

aluminato tricálcico. A quantidade de gesso adicionada é da ordem

de 3%, sendo maior em cimentos mais finos, para fazer frente a

maior superfície específica (área/volume ou massa) dos aluminatos.

- Fabricação

Extração das matérias-primas (calcário e argila).


Britagem do calcário (Dmax = 30 mm).

Dosagem da mistura crua, moagem e homogeneização:

− Via seca (predominante);

− Via semi-seca;

− Via semi-úmida;

− Via úmida (pasta com água que gasta mais combustível).

Moagem da mistura crua no moinho de bolas (obtendo-se 80 a 90 % de material

passando na peneira ABNT de abertura de 0,075 mm).

Correção da farinha crua (adições de minério de ferro, bauxita, areia etc., para adequar a

composição através de faixa de valores ideais para os módulos, que são calculados com

base nela).

Cozimento em fornos rotativos por cerca de 2 a 3 horas em uma temperatura

gradativamente crescente ao longo do forno até cerca de 1400ºC, obtendo-se bolas

escuras chamadas clínquer.

NOTA: O combustível pode ser o carvão ou o óleo. Atualmente

estão sendo desenvolvidos estudos para utilização de resíduos como

lamas siderúrgicas, raspas de pneus usados, borro de tinta, bagaço

de cana e casca de arroz, bem como o gás natural. Algumas fábricas

já implantaram combustíveis desta natureza, inclusive no Brasil.

Com o uso destes produtos, reduz-se o consumo do combustível

principal. O carvão ou o óleo são usados no forno de clínquer,

eventualmente misturados com combustíveis alternativos como os

descritos, enquanto estes resíduos geralmente são empregados nos

pré-calcinadores (antes das matérias-primas irem para o forno).

Resfriamento e estocagem do clínquer.

Moagem do clínquer com suas adições (ou moagem das adições separadamente).

NOTA: A moagem separada conduz a melhores resultados, pois os

grãos de clínquer e das adições têm durezas distintas (a escória, por

exemplo, é mais dura que o clínquer, enquanto o calcário é menos

duro) e é desejável que as hidraulites sejam mais finas que o

clínquer no produto final.

Estocagem em silos.

Empacotamento ou fornecimento a granel.

O cimento portland pode ser fornecido a granel (carretas transportando cerca de 30

toneladas), em containers ou bags, ou em sacos de papel contendo 50 kg líquidos de

cimento. Algumas fábricas estão introduzindo sacos com 25 kg e 40 kg. O cimento portland

branco não estrutural, de menor consumo na obra, pode ser encontrado em embalagens de 1

kg.

- Pega e Endurecimento

Ao adicionarmos água ao cimento ele começa a enrijecer depois de um certo tempo.

O instante que este processo começa chama-se início de pega. Quando se obtém

solidez, tem-se o fim da pega.


A partir do fim de pega inicia-se o endurecimento com a resistência

mecânica crescendo com o passar do tempo devido à contínua hidratação do

cimento. A velocidade de crescimento da resistência é continuamente decrescente,

mas, dependendo das condições, pode durar mais de 50 anos (condições ideais em

laboratório).

Durante a pega há forte liberação de calor. O calor de hidratação continua a ser

liberado após o fim de pega e com velocidade cada vez menor.

Quanto maior a temperatura, mais rápida é a pega (influência mais forte). O

aumento de temperatura também acelera o endurecimento. Na prática se tira partido

deste fenômeno na cura térmica do concreto, que permite a obtenção de resistências

maiores nas primeiras idades.

Quanto mais água, mais lenta é a pega (influência mais fraca).

Os tempos de início e de fim de pega podem ser determinados pelo aparelho de

Vicat, através do método de ensaio da norma NBR NM 65.

Qualquer que seja o tipo de cimento portland, o tempo de início de pega não se pode

dar em menos de 1 hora, conforme as normas da ABNT, para assegurar um tempo

razoável de trabalho com as pastas, argamassas e concretos, sem riscos.

O fim de pega costuma ocorrer cerca de pouco mais de uma hora a duas horas

depois do início de pega. As normas da ABNT recomendam valores máximos para

o tempo de fim de pega, variáveis com o tipo de cimento portland.

Falsa pega – Fenômeno que pode acontecer e é devido à desidratação do gesso (ao

ter contato com o clínquer quente) e se hidrata com a água adicionada. Desaparece

com remistura.

- Finura

Quanto mais fino for o cimento, mais superfície por unidade de volume (ou por

unidade de massa) está habilitada a ser hidratada pela água. Decorre maiores resistências

mecânicas iniciais das pastas, argamassas e concretos.

A finura é determinada indiretamente pela área específica dos grãos e diretamente

por peneiramento.

Área específica = Área externa dos grãos

Volume ou massa dos grãos

A área específica do cimento é determinada indiretamente pelo permeabilímetro de

Blaine, conforme a norma NBR NM 76.

A finura do cimento é feita pelo resíduo na peneira ABNT de abertura de malha

0,075mm (Peneira nº 200), conforme a norma NBR 11579.

A hidratação se inicia na superfície do grão. Se o grão for muito grande, perde parte

de sua atividade pela não hidratação total do grão.

A hidratação dos cimentos portland com adições substanciais de hidraulites (escória

granulada de alto forno ou pozolana) é mais lenta. Para compensar este fato, as normas

exigem destes cimentos uma finura maior. O mesmo tipo de exigência se faz para o

cimento portland de alta resistência inicial, onde se deseja aumentar as resistências nas

primeiras idades.

As normas de cimento portland fazem exigências variáveis de finura e área

específica conforme o tipo de cimento portland, variando os valores máximos especificados


de resíduo na peneira 0,075 mm de 6,0 % a 12,0 % e os valores mínimos exigidos de área

específica de 240 m2/kg a 300 m

2/kg.

- Massa Específica

A massa específica é determinada no frasco de Lê Chatelier, conforme a norma

NBR NM 23.

A massa específica do cimento portland é da ordem de 3,100 a 3,150 kg/dm3. A

adição de material carbonático, permitida pelas normas, reduz um pouco estes valores.

Quando o cimento portland contém adições substanciais de hidraulites, a massa

específica passa para valores da ordem de 3,000 kg/dm3, ou menos, pois as hidraulites têm

massa específica inferior à do clínquer moído.

A massa específica refere-se aos grãos de cimento. Se considerarmos os vazios entre

os grãos de cimento também como volume no denominador, a massa específica passa a se

chamar massa unitária, de valor menor e variável com o grau de compactação do cimento

(quanto maior o grau de compactação, maior é a massa unitária). A massa unitária no

estado solto, que é a forma utilizada quando se mede cimento em volume no preparo de

argamassas, é da ordem de 1,15 kg/dm3

a 1,20 kg/dm3. É um erro comum adotar o volume

de 50kg de cimento como de 35 litros a 36 litros, que conduz a massas unitárias maiores.

- Expansibilidade

O cimento não deve ser expansivo para não provocar tensões, fissuração e aumento

prejudicial de volume.

Os principais responsáveis pela expansão são o CaO e o MgO.

As normas fixam limites máximos para a expansão (a frio ou a quente) com as

agulhas de Le Chatelier, conforme a norma NBR 11582.

- Resistência à Compressão

Mede-se a resistência à compressão do cimento através de uma argamassa padrão de

uma parte de cimento e 3 partes de areia padronizada (areia normal), em peso, obtida pela

mistura de quatro faixas granulométricas. Como a quantidade de água influi na resistência

mais ainda que a areia, usa-se uma relação fixa água/cimento de 0,48, em peso, de forma

que o único material que afeta a resistência é o cimento, objetivo da medida.

Para a medida da resistência à compressão são usados corpos de prova cilíndricos de

5 cm de diâmetro e 10 cm de altura, conforme NBR 7215.

As normas fixam valores mínimos para as resistências nas idades de 3, 7 e 28 dias e,

em alguns casos, para 1 dia e para 90 dias.

A maioria dos tipos de cimento portland é identificada por uma sigla que inclui um

número no final. Este número indica a resistência mínima em MPa que o cimento deve ter,

no ensaio pela NBR 7215, na idade de 28 dias, conforme as exigências da norma

correspondente ao tipo de cimento.

Exemplo: CPII-F-32, CPII-E-40 (32 MPa e 40 MPa, respectivamente).

NOTA: Muitos cimentos utilizados no sudeste superam estes valores

mínimos especificados de resistência com bastante folga. Há, por

exemplo, cimentos de classe 32 que às vezes superam 40 MPa aos 28

dias.


- Composição Química

Antes de se hidratar (cimento portland comum):

CaO – 60 a 67 % Fe2O3 – 0,5 a 6 % Há ainda presença de Na2O,

SiO2 – 17 a 25 % SO3 – 1 a 2,5 % K2O, TiO2 e outras substâncias.

Al2O3 – 3 a 8 % MgO – 0,8 a 6,0 %

As normas fixam exigências para a composição química e ainda para os teores

máximos de perda ao fogo (que denuncia a presença de CaCO3 e umidade de grãos

hidratados, pois o calor os elimina) e de resíduo insolúvel no ácido clorídrico (certas

adições silicosas e pozolanas são insolúveis). Este ensaio dá indícios também da eficiência

da combinação.

Quando o cimento for usado em agregados potencialmente reativos aos álcalis

(Na2O e K2O) e se não forem adotadas fortes adições de pozolana ou escória granulada de

alto forno que inibem o caráter expansivo desta reação (reação álcali-agregado),

recomenda-se ter teor total de álcalis no concreto menor que 3 kg/m3, ou também:

Na2O + 0,658 K2O < 0,6 %.

A soma Na2O + 0,658 K2O é denominada equivalente alcalino em Na2O.

NOTA: As reações entre os álcalis do cimento com a sílica não

perfeitamente cristalizada, ou com alguns silicatos, ou, ainda, com a

dolomita dos agregados, levam a fissuração e expansão da estrutura

de concreto. Não se manifestam muito rápido, mas podem levar a

destruição da estrutura em alguns anos.

- Composição potencial (antes de se hidratar).

Recebe este nome por supor que todos os óxidos estão combinados formando

cristais e desprezam-se as substâncias amorfas (vidro) existentes no cimento.

Silicato tricálcico (alita): (3CaO.SiO2) = C3S

Silicato dicálcico (belita): (2CaO.SiO2) = C2S

Aluminato tricálcico (3CaO.Al2O3) = C3A

Ferroaluminato tetracálcico (4CaO. Al2O3.Fe2O3) = C4AF

O C3S e o C2S formaram cristais relativamente grandes e entre eles (matéria

intersticial) estão o C3A, o C4AF e o material amorfo.

Ocorrem, ainda, CaO e MgO livres. O CaO livre é expansivo e o MgO

como cristais de periclásio é também expansivo.

Pode-se estimar, grosseiramente, a composição potencial do cimento que não

contenha adições ativas (hidraulites) exceto gesso, pelas fórmulas de Bogue (subestimam o

C3S, superestimam o C2S e desprezam o vidro), a saber:

C3S = 4,07 (CaO) – 7,60 (SiO2) – 6,72 (Al2O3) – 1,43 (Fe2O3) – 2,85 (SO3)

C2S = 2,87 (SiO2) – 0,754 (C3S)

C3A = 2,65 (Al2O3) – 1,69 (Fe2O3)

C4AF = 3,04 (Fe2O3)

Estas fórmulas serão válidas para Al2O3 < 0,64.

Fe2O3


A determinação mais correta da composição potencial emprega difração por raios x

e análise térmica diferencial.

- Composição química (depois da hidratação):

Formam-se: Tobermorita, portlandita, etringita e aluminato de cálcio hidratado.

Tobermorita é o nome genérico dos cristais de silicato de cálcio hidratado (C-S-H),

onde H representa H2O.

Exemplo: C3S2H3

Portlandita é o hidróxido de cálcio Ca(OH)2, maior responsável pelo elevado pH da

solução presente (normalmente superior a 11) e uma das substâncias mais frágeis

quanto às agressões de natureza química.

Etringita é o sulfoaluminato de cálcio hidratado que se forma na reação entre o C3A

e o gesso presente.

Forma-se, ainda, o aluminato de cálcio hidratado, maior responsável pela reduzida

resistência aos sulfatos.

Exemplo: C3AH6.

Influência dos componentes na resistência mecânica: O C3S e o C2S respondem

pelo crescimento da resistência. O C3S nas idades iniciais e o C2S nas avançadas. O

C3A tem fraca contribuição na resistência e o C4FA menos ainda.

- Calor de Hidratação

Ao se hidratar, o cimento gera calor em quantidade gradativamente decrescente com

o tempo. Em 3 dias gera cerca de 50 % de total do calor de hidratação (que leva muitos

anos).

O calor de hidratação até a idade de 7 dias é da ordem de 50 a 100 cal/g..

O componente de maior geração de calor é o C3A seguido pelo C3S. Mas como o

cimento contém maior teor de C3S, resulta, na verdade, ser este componente o maior

gerador de calor.

A adição de hidraulites reduz o calor de hidratação.

O calor de hidratação do cimento é determinado em ensaio. Contudo, pode ser

grosseiramente estimado por meio de fórmulas em função da composição química.

- Tipos de Cimento Portland

Cimento Portland Comum (normalizado pela NBR 5732):

Designação: CPI e CPI-S

O CPI não contém adições e o CPI-S contém adição de 1 a 5 % de materiais

carbonáticos, escória granulada de alto forno ou matérias pozolânicos.

Classes de resistência:

CPI-25, CPI-32 e CPI-40, CPI-S-25, CPI-S-32 e CPI-S-40.

O cimento portland comum já foi o de maior produção no Brasil e hoje em

dia é de produção reduzida, sendo substituído pelo cimento portland composto

(CPII).

As tabelas que se seguem mostram as exigências físicas e químicas da norma

NBR 5732 para este tipo de cimento portland. Nas exigências químicas

comparecem a perda ao fogo e o resíduo insolúvel no ácido clorídrico. A perda ao

fogo permite detectar grãos hidratados ou mal cozidos. Adições de material


carbonático aumentam a perda ao fogo. O resíduo insolúvel detecta adições

estranhas que não se dissolvem no HCl, como o pó de pedra silicoso.

Tabela 1 – Exigências Químicas

Determinações químicas Limites (% da massa)

CPI CPI-S

Resíduo insolúvel (RI) ≤ 1,0 ≤ 5,0

Perda ao fogo (PF) ≤ 2,0 ≤ 4,5

Óxido de magnésio (MgO) ≤ 6,5

Trióxido de enxofre (SO3) ≤ 4,0

Anidrido carbônico (CO2) ≤ 1,0 ≤ 3,0

Tabela 2 – Exigências Físicas e Mecânicas

Características e propriedades Unidade Limites de classe

25 32 40

Finura Resíduo na peneira 75μm % ≤ 12,0 ≤ 10,0

Área específica m2/kg ≥ 240 ≥ 260 ≥ 280

Tempo de início de pega h ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5

Resistência a

compressão

3 dias de idade MPa ≥ 8,0 ≥ 10,0 ≥ 15,0

7 dias de idade MPa ≥ 15,0 ≥ 20,0 ≥ 25,0

28 dias de idade MPa ≥ 25,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0

Tabela 3 – Exigências Físicas e Mecânicas (facultativas)

Características e propriedades Unidade Limites

CPI CPI-S

Expansibilidade a frio Mm ≤ 5

Tempo de fim de pega H ≤ 10

Teor de material pozolânico +

escória + mateial carbônico % 0 ≤ 5

Cimento Portland Composto (normalizado pela NBR 11578):

Designação: CPII-E, CPII-Z e CPII-F.

CPII-E 6 a 34 % de escória granulada de alto forno e 0 a 10 % de materiais

carbonáticos;

CPII-Z 6 a 14 % de materiais pozolânicos e 0 a 10 % de materiais

carbonáticos;

CPII-F 6 a 10 % de material carbonático.

Classes de resistência: 25,32 e 40. Exemplo: CPII-F-32.

As tabelas que se seguem mostram as exigências físicas e químicas da NBR 11578

para este tipo de cimento portland.




CPII-E CPII-Z CPII-F

Resíduo insolúvel (RI) ≤ 2,5 ≤ 16,0 ≤ 2,5

Perda ao fogo (PF) ≤ 6,5

Óxido de magnésio (MgO) ≤ 6,5


Anidrido carbônico (CO2) ≤ 5,0



25 32 40

Finura Resíduo na peneira 75μm % ≤ 12,0 ≤ 12,0 ≤ 10,0

Área específica m2/kg ≥ 240 ≥ 260 ≥ 280

Tempo de início de pega h ≥ 1 ≥ 1 ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5 ≤ 5 ≤ 5

Resistência a

compressão

3 dias de idade MPa ≥ 8,0 ≥ 10,0 ≥ 15,0

7 dias de idade MPa ≥ 15,0 ≥ 20,0 ≥ 25,0

28 dias de idade MPa ≥ 25,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0



CPII-E CPII-Z CPII-F

Tempo de fim de pega H ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10

Expansibilidade a frio Mm ≤ 5 ≤ 5 ≤ 5

Teor da escória % 6 – 34 – –

Teor de material pozolânico % – 6 – 14 –

Teor de material carbonático % 0 – 10 0 – 10 6 – 10

Cimento Portland de Alto Forno (normalizado pela NBR 5735):

Designação: CPIII.

Classes de resistência: CPIII-25, CPIII-32 e CPIII-40.

Características: resistências iniciais (até 7 dias) mais baixas, resistências finais mais

altas e maior resistência química.

Teores permitidos de adições:

V. Escória granulada de alto forno: 35 a 70 %;

VI. Materiais carbonáticos: 0 a 5 %.

NOTA: A escória granulada de alto forno deve obedecer à relação: CaO+MgO+Al2O3

SiO 2 > 1






CPIII-25 CPIII-32 CPIII-40

Finura (Resíduo na peneira 75μm) % ≤ 8,0 ≤ 8,0 ≤ 8,0

Tempo de início de pega h ≥ 1 ≥ 1 ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5 ≤ 5 ≤ 5

Resistência à

compressão

3 dias de idade MPa ≥ 8,0 ≥ 10,0 ≥ 12,0

7 dias de idade MPa ≥ 15,0 ≥ 20,0 ≥ 23,0

28 dias de idade MPa ≥ 25,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0

Tabela 8 – Exigências Químicas, Físicas e Mecânicas (facultativas)


CPIII-25 CPIII-32 CPIII-40

Expansibilidade a frio Mm ≤ 5 ≤ 5 ≤ 5

Tempo de fim de pega H ≤ 12 ≤ 12 ≤ 12

Resistência à compressão aos 91

dias de idade MPa ≥ 32 ≥ 40 ≥ 48

Teor de escória % ≥ 35

≤ 70

≥ 35

≤ 70

≥ 35

≤ 70

Teor de enxofre sob a forma de

sulfeto % ≤ 1,0 ≤ 1,0 ≤ 1,0



Perda ao fogo (PF) ≤ 4,5

Resíduo insolúvel (RI) ≤ 1,5


Anidrido carbônico (CO2) ≤ 3,0

Cimento Portland Pozolânico (normalizado pela NBR 5736):

Designação: CPIV.

Classes de resistência: CPIV-25 e CPIV-32.

Características: resistências iniciais (até 7 dais) mais baixas, resistências finais mais altas

e maior resistência química.


III.Materiais pozolânicos: 15 a 50 %;

IV. Materiais carbonáticos: 0 a 5 %.

As tabelas que se seguem mostram as exigências da NBR 5736 para este tipo de

cimento portland.



CPIV-25 CPIV-32

Finura (Resíduo na peneira 75μm) % ≤ 8,0 ≥ 8,0

Tempo de início de pega h ≥ 1 ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5 ≤ 5

Resistência à

compressão

3 dias de idade MPa ≥ 8,0 ≥ 10,0

7 dias de idade MPa ≥ 15,0 ≥ 20,0

28 dias de idade(A)

MPa ≥ 25,0 ≥ 32,0


VIII. Ver anexo.



CPIV-25 CPIV-32

Resistência à compressão aos 91

dias de idade MPa ≥ 32,0 ≥ 40,0

Tempo de fim de pega H ≤ 12

Expansibilidade a frio Mm ≤ 5

Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (normalizado pela NBR 5733):

Designação: CPV-ARI.

Características: resistências iniciais (até 28 dias) mais altas que o de classe 40.


Materiais carbonáticos: 0 a 5 %.

Tipos especiais de CPV-ARI:

ARI-PLUS Resistências iniciais mais altas que o CPV-ARI;

ARI-RS CPV-ARI resistente aos sulfatos, por conter adição de até cerca de

25 % de escória granulada de alto forno.

As tabelas que se seguem mostram as exigências física e químicas da NBR 5733


NOTA: A NBR 5733 não fixa o valor mínimo para a resistência aos

28 dias. Nesta idade, observam-se os valores de resistência

superiores aos cimentos de classe 40. Os valores obtidos têm sido

superiores a 45 MPa e muitas vezes a 50 MPa .



Resíduo insolúvel (RI)

Perda ao fogo (PF)

Óxido de magnésio (MgO)

Trióxido de enxofre (SO3)

≤ 1,0

≤ 4,5

≤ 6,5


- quando C3A do clínquer ≤ 8%

- quando C3A do clínquer ≥ 8%

Anidrido carbônico (CO2)

≤ 3,5

≤ 4,5

≤ 3,0

Nota: O cálculo da porcentagem do aluminato tricálcico contido no

clínquer deve ser feito pela seguinte fórmula: (C3A%) = 2,65 x

(Al2O3%) – 1,692 x (Fe2O3%).


V

e

r

a

n

e

x

o

.



Expansibilidade a frio mm ≤ 5

Teor de material carbonático % ≤ 5

Tempo de fim de pega h ≤ 10

Cimento Portland Resistente a Sulfatos (normalizado pela NBR 5737):

Designação: É qualquer outro tipo de cimento, desde que atenda às exigências da

NBR 5737. Assim, a designação é: CPV-ARI-RS, CPIII-32-RS etc.

NOTA: A abreviação RS significa “resistente aos sulfatos”.

Características: maior resistência aos sulfatos habilitados a fornecerem

sulfoaluminatos de cálcio hidratados expansivos (sal de Candlot ou bacilo do

cimento).

Deve ter teor de C3A no clínquer menor ou igual a 8%, cujo teor de adições

carbonáticas seja igual ou inferior a 5 %.

Se for CPIII, o teor de escória deve estar entre 60 e 70 %.

Se for CPIV, o teor de materiais pozolânicos deve estar entre 25 e 40 %.

Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (normalizado pela NBR 13116):

Designação: É qualquer tipo de cimento, desde que atenda às exigências da NBR

13116. Assim, a designação é: CPIII-32-BC, CPIV-32-BC etc.

NOTA: A abreviação BC significa “baixo calor”.

Características: gera menor quantidade de calor de hidratação. A NBR 13116 fixa o

máximo de 260 J/g aos 3 dias e 300 J/g aos 7 dias (cerca de 72 cal/g).

Cimento Portland Branco (normalizado pela NBR 12989):

Designação: CPB.

Classes de resistência: CPB-25, CPB-32 e CPB-40 (Dos chamados cimentos portland

brancos estruturais. A norma admite mais de um tipo de cimento portland branco, o

não estrutural, de sigla CPB).


Finura Resíduo na peneira 75μm % ≤ 6,0

Área específica m2/kg ≥ 300

Tempo de início de pega h ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5

Resistência à

compressão

1 dia de idade MPa ≥ 14,0

3 dias de idade MPa ≥ 24,0

7 dias de idade(A)

MPa ≥ 34,0


Características: Pó de cor branca usado em concretos aparentes mais claros ou

coloridos (adição de pigmentos) e em estucagem de estruturas de concreto aparente. O

tipo não estrutural CPB é muito usado em rejuntamento de azulejos.


VI. Materiais carbonáticos: 0 a 25 % no estrutural e 26 a 50 % no CPB.



Tabela 15 – Teores dos Componentes dos Cimentos Portland Brancos

Denominação Classe Componentes (% em massa)

Clínquer branco + sulfatos de cálcio Materiais carbonáticos

Cimento Portland

branco estrutural

25

32

40

100 – 75 0 – 25

Cimento Portland

branco não-estrutural - 74 – 50 26 – 50



CPB-25 CPB-32 CPB-40 CPB

Resíduo insolúvel (RI)

Perda ao fogo (PF)

Óxido de magnésio (MgO)

Trióxido de enxofre (SO3)

Anidrido carbônico (CO2)

≤ 3,5

≤ 12,0

≤ 6,5

≤ 4,0

≤ 11,0

≤ 7,0

≤ 27,0

≤ 10,0

≤ 4,0

≤ 25,0



CPB-25 CPB-32 CPB-40 CPB

Resíduo na peneira 45μm % ≤ 12,0 ≤ 12,0

Tempo de início de pega h ≥ 1 ≥ 1

Expansibilidade a quente mm ≤ 5 ≤ 5

Resistência à

compressão

3 dias de idade MPa

≥ 8,0 ≥ 10,0 ≥ 15,0

≥ 15,0 ≥ 20,0 ≥ 25,0

≥ 25,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0

≥ 5

≥ 7

≥ 10

7 dias de idade

28 dias de idade(A)

Brancura(A)

% ≥ 78 ≥ 82≥

Cimento Portland Destinado à Cimentação de Poços Petrolíferos (normalizado pela NBR

9831):

É um cimento portland especial para uso em poços de petróleo, de denominação

CPP-classe G, cujos detalhes estão fora do escopo do programa de Materiais de

Construção.

Outros tipos de cimentos Portland

Existem outros tipos de cimentos Portland ainda não normalizados como o de muito

reduzido calor de hidratação, os de elevadas resistências mecânicas, os muito finos, etc.


V. Escolha do Cimento Portland

Pode-se usar qualquer tipo de cimento portland no preparo das argamassas e

concretos, não havendo propriamente um tipo obrigatório nos casos comuns, podendo

haver tipos proibidos em casos especiais. Em muitas situações a escolha de um tipo de

cimento portland ao invés de outro, se deve ao primeiro ser mais apropriado ou que possa

ser usado em dosagens mais econômicas.

Assim, por exemplo:

Preferir o CPV-ARI quando se desejar resistências iniciais mais elevadas e

desformas mais rápidas;

Preferir os cimentos de classe 40 ou os CPV-ARI em concreto de alto desempenho,

embora haja também uso dos de classe 32, em face das menores retrações plástica e

autógena;

Preferir os cimentos CPIII e CPIV em ambientes mais agressivos, em fundações e

na água do mar;

Evitar usar CPIII em argamassa de assentamento de certas cerâmicas e azulejos,

pois há risco de surgirem manchas (na realidade, o risco existe também, em dose

menor, em outros cimentos portland. Hoje em dia, é raro o emprego destas

argamassas, sendo utilizada e recomendada argamassa colante industrializada);

Reservar o CPB para concretos claros coloridos ou ornamentais, face ao seu preço

mais elevado;

Preferir cimento BC em estruturas massivas;

Não usar o CPIII e o CPII-E em caldas de injeção para bainhas de protendidos ou

em concreto protendido com aderência inicial, em face da possível presença de

sulfetos.

Evitar usar o CPIII e o CPIV na dosagem de argamassa para chapisco em dias

quentes e ensolarados, pois pode haver perda de água por evaporação, antes mesmo

da pega, tornando o chapisco fraco.

VI. Estocagem do Cimento Portland

O cimento é embalado em sacos, constituídos de várias folhas de papel, que confere

um pouco de proteção contra a umidade, mas não o suficiente. Para a embalagem de 50 kg

líquidos, geralmente utilizam-se duas folhas, obtendo-se normalmente saco de dimensões:

(60 a 70) cm x (40 a 50) cm x (8 a 15) cm. Com a massa do saco, a massa bruta é maior que

a massa líquida, fator que deve ser levado em conta na conferência do peso de cimento

recebido. A massa do saco vazio de 50 kg é cerca de 175 g. De acordo com as normas, a

massa líquida de cada saco deve estar compreendida entre 49 e 51 kg. Entretanto, elas

exigem que a massa líquida média, obtida em 30 sacos, seja, no mínimo, 50 kg.

Para evitar hidratação, o cimento deve ser estocado ao abrigo do contato direto com

a água, em local seco e coberto, afastado do piso, das paredes externas, de tanques,

torneiras etc..

Pode-se armazenar o cimento sobre um estrado de madeira seca, a pelo menos 30cm

do piso, em pilhas de, no máximo, 10 sacos (a pressão acelera a hidratação). Usar o

cimento em ordem cronológica de chegada à obra. Quando bem armazenado, o cimento

pode ficar estocado por períodos relativamente longos (às vezes, superiores a uma

quinzena). Contudo, nas obras, é recomendável renovar semanalmente o estoque de

cimento em sacos, evitando-se, assim, cimentos “mais velhos”, os quais têm menor

resistência.


Durante o armazenamento, principalmente devido à hidratação dos grãos, o cimento

portland reduz gradativamente de resistência. A queda de resistência pode ser considerável,

se o tempo de armazenamento for muito longo e/ou houver presença de grumos de cimento

hidratado.

3.10.3 - Cimento Aluminoso

- Definição

São cimentos de aluminato de cálcio. O tipo usado na construção civil tem cor

cinza, quase preta, finura semelhante a do portland e com teor de aluminato de cálcio em

torno de 40%, sendo obtido pela fusão completa de uma mistura de bauxita (minério de

alumínio) e calcário. Por ocorrer fusão completa na obtenção do clínquer aluminoso, o

cimento aluminoso também é chamado de cimento fundido. A massa específica de seus

grãos é da ordem de 3,2 kg/dm3.

NOTA: Para a fabricação de produtos refratários (resistentes a

elevadas temperaturas) existem outros tipos de cimento de aluminato

de cálcio, nos quais o teor deste composto pode superar 60 %.

- Características

O custo do cimento aluminoso é cerca de seis vezes maior que o do cimento

portland e gera calor de hidratação da mesma ordem de grandeza que o cimento portland,

mas em velocidade muito maior, podendo provocar superaquecimento das argamassas e

concretos.

Estas duas características restringem o uso deste tipo de cimento para aplicações

específicas. Normalmente, não se aconselha seu uso em peças com espessura superior a

cerca de 20 cm, devido ao superaquecimento. O seu uso em concreto armado é questionado

por alguns estudiosos. O cimento aluminoso confere alguma proteção anticorrosiva às

armaduras, mas em escala menor que o cimento portland.

- Principais Vantagens

- Não libera cal durante a hidratação;

- Tem resistência química maior que o cimento portland;

- Tem resistência aos sulfatos maior que qualquer cimento portland resistente a sulfatos;

- Produz concretos de maior resistência à abrasão;

- Tem endurecimento rápido (e pega lenta normal), promovendo altas resistências iniciais

para o concreto com idades inferiores a 24 horas. Suas resistências iniciais são muito

superiores às obtidas com cimento portland. Depois da idade de 1 dia, o crescimento de

resistência é pouco expressivo, ao contrário do cimento portland;

-Em igualdades de relações água/cimento e grau de adensamento, produz concretos de

maior resistência mecânica que os preparados com cimento portland.

NOTA: Não devem ser usadas relações água/cimento superiores a

0,40 l/kg com o cimento aluminoso, para evitar conseqüências

indesejadas.


- Principais Desvantagens

Custo elevado;

Leva com facilidade as argamassas e concretos a superaquecimentos com

conseqüências que podem ser prejudiciais;

Não resiste a álcalis;

Apresenta o fenômeno de conversão que é transformação dos aluminatos hidratados

onde ocorrem mudanças no sistema cristalino, resultando quedas das resistências

mecânica e química (pode reduzir a resistência com a idade, que depois estabiliza).

- Composição Química

Al2O3 – 38 a 40 % Fe2O3 + FeO – 15 a 18 %

CaO – 37 a 39 % TiO2 < 4 %

SiO2 – 3 a 5 %

- Principais Utilizações

Em argamassas e concretos refratários, resistindo a temperaturas de até 1600ºC;

Argamassas e concretos anticorrosivos;

Reparos estruturais;

Pisos industriais.

Reparos de pisos com necessidade de rápida liberação do tráfego.

Embora de proteção anticorrosiva das armaduras questionada por alguns

especialistas, ele pode ser usado em concreto armado, pois o pH do meio fica próximo de

12, superior ao valor crítico mínimo (pH = 9,4) para a passivação da armadura.

3.10.4 - Cimentos Especiais

A bibliografia cita muitos tipos de cimentos especiais, indicando sua composição e

características. Contudo, de grande parte deles, não se conhece muitos detalhes da

composição, mas apenas as propriedades, por se tratar de segredo industrial.

Como exemplos de cimentos especiais pode-se citar:

- Cimento de Pega Rápida

Vários tipos existem, com o início de pega ocorrendo em menos de 5 minutos.

O cimento obtido misturando-se cimento portland com cimento aluminoso em

proporções adequadas pode dar pega quase instantânea.

- Cimentos de Alvenaria

São cimentos para usar no preparo de argamassas para assentamento e revestimento.

São semelhantes ao cimento portland, porém, com resistências mecânicas menores,

contendo este cimento, em sua composição, bem como adições ativas como escória

granulada de alto forno e pozolânica, adições inertes como materiais pulverulentos e

aditivos que melhoram o desempenho nas propriedades desejadas das argamassas de


assentamento e de revestimento de alvenarias. No Brasil, em vez do cimento de alvenaria,

observou-se a preferência de uso, para o próprio cimento portland, cal hidratada ou

argamassas prontas em pó, bastando adicionar água.

A ABNT normalizou esse tipo de cimento pela NBR 10907 em 1989, porém, sua

produção foi suspensa no Brasil.

- Cimento de Endurecimento Rápido

De utilização em reparos estruturais que requerem pouco tempo para liberação do

uso (reparos em pontes, viadutos ou pavimentos de concreto, onde a liberação do tráfego de

veículos tem que ser rápida). No Brasil são fabricados os produtos comercias que dão pega

em cerca de 15 minutos e resistência inicial de cerca de 20 MPa com uma hora de idade. O

cimento aluminoso enquadra-se na categoria de endurecimento rápido. Contudo, sua pega é

mais lenta, não sendo possível obter altas resistências em tão reduzido tempo. Para acelerar

a pega do cimento aluminoso, pode-se adicionar cimento portland, mas com prejuízo no

nível de resistência. O carbonato de lítio é um dos aceleradores de pega do cimento

aluminoso. Os cimentos ultra-rápidos requerem matérias-primas diferenciadas com flúor,

sulfato de cálcio, bauxita e fosfato de magnésio.

Quando se deseja pega ultra-rápida, é suficiente o cimento portland com forte

dosagem de aditivo acelerador apropriado.

- Cimentos Naturais e Cal Hidráulica

A cal hidráulica, o cimento natural e o cimento romano são aglomerantes hidráulicos

que não são produzidos nem usados no Brasil e na maioria dos países do globo. A cal

hidráulica, em particular, é produzida em poucos países como Alemanha, Áustria, Itália e

República Tcheca.

Estes produtos resultam da calcinação de calcários que contenham materiais

argilosos em teor apreciável. A cal hidráulica contém menor teor de materiais argilosos.

Com maiores teores de materiais argilosos no calcário, recai-se na família dos cimentos

naturais. O cimento natural de pega rápida chama-se cimento romano.

Os cimentos naturais têm pouca retração.

apostila de materiais de construção p1 - suam - 2012.1

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