Cimento portland algumas rochas naturais, depois de uma simples calcinação, davam um produto que endurecia pela adição da água.

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1 Cimento portland algumas rochas naturais, depois de uma simples calcinação, davam um produto que endurecia pela adição da água

2 História e emprego foi devido assemelhar-se a uma pedra existente na ilha de Portland( inglaterra) Gregos e romanos usavam tufo vulcânico e cal em forma de cimento. O cimento existe desde a construção das pirâmides (egípcias).

3 Clinquer resultante da calcinação de argila e de calcário, ou de materiais semelhantes conhecido como cimento portland Mistura de silicatos

4 farinha Mistura da matéria prima pulverizada
Matéria prima que não foi calcinada

5 Definição de cimento É o produto que se obtém pela pulverização do clinquer – moinho de bolas constituído essencialmente por silicatos de cálcio e de sulfato de cálcio (gesso) bruto e de outros Clinquer + farinha

6 Compostos do Clinquer N° fórmula Nome Símbolo 1 2CaOSiO2
Silicato dicalcico C2S 2 3CaOSiO2 Silicato tricálcico C3S 3 3CaOAl2O3 Alumnitato tricálcico C3A 4 4CaOAl2O3Fe2O3 Alumintato ferrito tetracalcico C4AF 5 MgO Oxido de magnésio

7 Matérias-primas para fabricação do cimento
Calcário, marga (produto intermediário entre calcário e argila), argila escória de alto forno, gesso, areia e arenito, materiais ferrosos,

8 Tipos de Cimento Cimento portland comum - Constitui o produto usual para as construções de concreto. Desse cimento há outros tipos: - Cimento branco - menor teor em Fe2O3; - Cimento de poço de petróleo; - Cimento de pega rápida. Cimento portland com baixo calor de endurecimento e resistente ao sulfato O calor desprendido não deve exceder a 70 e 80 cal/g, depois de 7 e 28 dias respectivamente. Cimentos de alta resistência inicial São produzidos com matérias-primas em que a razão cal/sílica é mais alta que nos cimentos tipo comum. Cimento portland de baixo calor de hidratação - Apresenta teores de C3S e C3A em menores percentagens. Cimento portland resistente aos sulfatos - O teor de C3A é menor que nos cimentos comuns.

9 Reações Químicas Temperatura( °C) Reações Troca Térmica 100
Evaporação da água livre endotérmica Acima de 500 Perda da água combinada na argila Acima de 900 Cristalização dos produtos amorfos resultante da cristalização da argila exotérmica Perda do CO2 do Calcário 900 – 1200 Reação principal entre cal e argila Inicio de formação de liquido Acima de 1280 Prossegue a formação de liquido e completa-se a formação do cimento No total provavelmente endotérmica

10 Componentes Mineralógicos do Clinquer
Silicato Tricálcico: é o componente ativo do clinquer. Desenvolve grande resistência inicial. Dissocia-se a C, dando silicato bicálcico e CaO livre.

11 Componentes Mineralógicos do Clinquer
Silicato Bicálcico: existem em média quatro formas desse silicato, estáveis nos seguintes intervalos de temperatura: (alfa) a C; ‘(alfa’) a C; (beta) - < 675 C(mais frequente); (gama) - < 820 C.

12 Componentes Mineralógicos do Clinquer
Aluminato Tricálcico: é o componente que possui a ação mais rápida de hidratação, haja vista seu alto calor de hidratação, maior que qualquer dos componentes mineralógicos do clinquer. Características: - resistência nos primeiros dias; - resistência a certas águas agressivas (mar).

13 Componentes Mineralógicos do Clinquer
Alumínio-ferro-Tetracálcico: não participa praticamente na resistência. Pouco aparece nos cimentos brancos. Constitui a fase intersticial do cimento.

14 Componentes Fundamentais
CaO: provém do CaCO3 que se liberta por calcinação. É usado como aglomerante devido sua pasta absorver o CO2 do ar adquirindo a consistência do carbonato. SiO2: ocorre nas argilas. É insolúvel em água e nos ácidos. Al2O3: está relacionado com a argila que o contém em grande percentagem. Fe2O3: é um dos componentes inseparáveis dos cimentos hidráulicos, exceto nos cimentos brancos.

15 Componentes Secundários
Perda ao Fogo: refere-se aos componentes que são liberados a temperatura de aprox C. São eles: CO2 e umidade.

16 Componentes secundários
MgO: é o companheiro assíduo dos carbonatos, onde ocorre sob a forma de MgCO3. No forno é descarbonatado, produzindo MgO e CO2.

17 Componentes secundários
Álcalis(K2O e Na2O): acompanham as matérias-primas. Representam um papel reduzido como fundentes. Um excesso de álcalis, aumenta a fase líquida que acarreta no perigo de formação de anéis de álcalis, materiais que se cristalizam no interior dos fornos. Teores altos de álcalis, prejudicam a regulação do tempo de pega.

18 Componentes Secundários
Resíduo Insolúvel: representa a sílica remanescente que não reagiu durante a clinquerização. Um resíduo insolúvel alto significa que a cocção foi imperfeita, ou seja a sílica ficou sem reagir.

19 Pega e Endurecimento do Cimento
é o nome tecnológico do fenômeno durante o qual a pastado cimento adquire gradualmente resistência. Os diversos compostos contribuem para o calor de endurecimento, depois de 28 dias, da seguinte forma C3A> C3S> C4AF> C2S Consegue-se retirar este efeito adicionando ao cimento mais Fe2O3 que retira o Al2O3 formando C4AF, diminuindo assim o teor de C3A. O cimento com baixo desprendimento de calor, durante a pega, é recomendado para barragens porque evita rachaduras na estrutura provocadas por tensões térmicas criadas durante a pega e o arrefecimento. Para evitar a pega rápida, provocada pelo C3A, adiciona-se gesso comoretardador que leva a formação de C3A3CaSO4.31H2O.

20 Funções dos Compostos do Cimento
C3A - Provoca a pega, mas precisa ser retardado pelo gesso; C3S - Responsável pela resistência inicial(em 7 a 28 dias); C2S e C3S - Responsáveis pela resistência final(em um ano); Fe2O3, Al2O3, Mg e Alcalis - abaixam a temperatura de formação do Clinquer.

21 Análises Químicas para Controle do Cimento
Perda ao fogo - exprime os componentes, acidentalmente presentes no cimento, e que são eliminados por aquecimento a Normalmente é constituída de água higroscópica, água de cristalização, água de hidratação e de CO2. Resíduo Insolúvel - constituído principalmente de silicatos solúveis em HCl, encontrados em pequeno teor nos cimentos portland. Cal Total - corresponde a todo o CaO sob a forma de silicatos, aluminatos, ferroaluminatos, sulfatos, óxidos e hidróxidos livres, e originalmente CaCO3. Alumina e Ferro - acompanham a matéria-prima e entram na fabricação dos cimentos como fundentes, combinados sob a forma de silicatos.

22 Testes Físicos(que se realizam numa fábrica de cimento)
Compressão: limites minímos 3 dias - 80 Kg/cm2 7 dias Kg/cm2 28 dias Kg/cm2 Finura: - Limite de resíduo de 15% para peneira de abertura de 0,075 mm; - Permeabilidade Blaine : superfície específica a cm2/g; Expansão - Agulha de Le Chatelier – 10mm(limite); Pega

23 Limites Exigidos pela A.B.N.T.
 Perda ao fogo 4,0 %  Resíduo insolúvel 0,85%  SO3 2,5 %  MgO 6,0 %

24 bibliografia - INDÚSTRIA DE PROCESSOS QUÍMICOS - R. Norris Shreve.
- CONCRETO DE CIMENTO DE PORTLAND - Eládio G.R. Petrucci.