materiais de construção i cimento portland. 2 definição; histórico; composição; ...
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Materiais de Construção I
Cimento Portland
Cimento Portland 2
Cimento Portland
Definição; Histórico; Composição; Adições; Fabricação; Propriedades: Classificação Normalização Armazenamento Aplicações
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Definição:
Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material usualmente conhecido na construção civil como cimento.
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Histórico
A procura por segurança e durabilidade nas Edificações o homem foi conduzido a experimentar vários materiais aglomerantes.
Os Romanos chamavam esses materiais de “Caementum” termo que originou a palavra cimento
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Histórico
Por volta de 1756 o Engenheiro Inglês Jonh Smeaton procurava um aglomerante que endurecesse mesmo em presença da água, de modo a facilitar o trabalho de reconstrução do farol de Edystone na Inglaterra
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Histórico
Em suas tentativas verificou que uma mistura composta de calcário e argila, tornava-se depois de seca, tão resistente quanto as pedras de construção
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Histórico
Coube ao construtor Joseph Aspdin em 1824 patentear a descoberta, batizando-a de cimento Portland, numa referência à Portlandstone, tipo de pedra arenosa muito usada em construções na região de Portland, Inglaterra.
No pedido de patente constava que o calcário era moído com argila, em meio úmido, até transformar-se em pó impalpável.
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Histórico
A água era evaporada pela exposição ao sol ou por irradiação de calor.
Os blocos da mistura seca eram calcinados em fornos e depois moídos bem finos.
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Histórico
Aquele produto no entanto, exceto pelos princípios básicos, estava longe do cimento Portland que atualmente se conhece, resultante de pesquisas que determinam as proporções adequadas da mistura, o teor de seus componentes, o tratamento térmico requerido e a natureza química dos materiais.
Cimento Portland 10
Histórico
O cimento Portland desencadeou uma verdadeira revolução na construção, pelo conjunto inédito de suas propriedades de MOLDABILIDADE, HIDRAULICIDADE (endurecer tanto na presença do ar como da água), elevadas resistências aos esforços e por ser obtido a partir de matérias-primas relativamente abundantes e disponíveis na natureza.
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Composição
O cimento Portland é composto por um pó fino com propriedades aglomerantes que endurece sob ação da água.
Depois de endurecido e mesmo sob ação da água não se decompõem mais (aglomerante hidráulico)
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Composição
Constituintes do Cimento Portland:
Calcário + Argila + Minério de Ferro = Clínquer
Clínquer + Gesso = Cimento
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Composição
Clínquer: Tem como matérias primas o CalcárioCalcário
e a argilaargila situada nas proximidades das fábricas.
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Adições
São matérias primas que misturadas ao clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação de diversos tipos de cimento.
Essas matérias primas são: GessoGesso Escória de alto fornoEscória de alto forno Materiais PozolânicosMateriais Pozolânicos Materiais CarbonáticosMateriais Carbonáticos
Composição/Adições
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Adições
O Gesso:O Gesso:
Tem a função de controlar o tempo de pega do Cimento.
Se não se adicionasse o gesso á moagem do clínquer, o cimento quando entrasse em contato com a água endureceria quase que instantaneamente.
O Gesso é uma adição presente em todos os tipos de cimento portland.
A quantidade adicionada na mistura é pequena em torno de 3% de gesso para 97% de clínquer
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Adições
Escória de Alto Forno:Escória de Alto Forno:
São obtidas durante a produção de ferro gusa nas indústrias siderúrgicas.
Adicionadas ao clínquer e gesso apresenta melhoria de algumas propriedades como a durabilidade e a resistência final.
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Adições
Materiais Pozolânicos:Materiais Pozolânicos:
São rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na natureza.
O cimento composto desse material apresenta maior impermeabilidade a mistura.
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Adições
Materiais Carbonáticos:Materiais Carbonáticos:
São rochas moídas que apresentam carbonato de cálcio em sua constituição tais como o próprio calcário.
Tal adição serve para tornar os concretos e argamassas mais trabalháveis, pois funciona como lubrificante.
Quando presentes no cimento são conhecidos como fíler calcário.
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Fabricação
O cimento é produzido em instalações industriais de grande porte localizadas próximas as jazidas das matérias primas constituintes.
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Fabricação
As matérias primas utilizadas na fabricação do Cimento Portland são usualmente misturas de materiais calcários e argilosos em proporções adequadas
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Fabricação
O processo de fabricação do cimento comporta seis operações:
1. Extração da matéria-prima;2. Britagem;3. Moldura e mistura4. Queima5. Moedura do clínquer6. Expedição
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1. Extração da Matéria Prima
Rochas e xistosRochas e xistos: Através de técnicas de exploração usuais de pedreiras.
ArgilasArgilas: Através de escavações e dragagens.
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2. Britagem
A matéria prima quando rochosa é submetida a uma operação de beneficiamento com o propósito de reduzir o material à condição de grãos de tamanho conveniente.
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3. Mistura
o Preparação da mistura crua (Moagem de cru)
o O Calcário e argila são misturados e moídos a fim de se obter uma mistura crua para descarbonatação e clinquerização.
o O processo de moagem desta mistura envolve a pesagem do calcário e argila na proporção adequada ao projeto de produção.
o O processo de moagem consiste na entrada dos materiais dosados, num moinho de bolas ou de rolos, onde a moagem ocorre com impacto e por atrito.
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3. Mistura
:
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4. Queima
o Para que ocorra o aquecimento do material cru, o mesmo é lançado numa torre de ciclones onde em fluxo contrário, corre os gases quentes da combustão.
o Nos ciclones ocorrem a separação dos gases e material sólido.
o Os gases são lançados na atmosfera após passarem por um filtro eletrostático onde as partículas, ainda presentes dos gases são precipitadas e voltam ao processo.
o Após passagem pelos ciclones o material entra no forno rotativo onde ocorrem as reações de clinquerização.
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4. Queima da Farinha ou cru
Fabricação
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5. Moedura do Clínquer
Após a clinquerização o clínquer formado é bruscamente resfriado com ar frio em contra corrente.
O Clínquer daí é estocado em silos para a produção do cimento.
O cimento é produzido moendo-se o clínquer produzido no forno, com o gesso.
O gesso é destinado ao controle do tempo de pega do cimento, para propiciar o manuseio ao adicionar água.
O teor de gesso varia em torno de 3% no cimento.
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5. Moedura do Clínquer
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6. Expedição
O Clínquer com seus aditivos mencionados, passam ao moinho para a moagem final, onde devem ser asseguradas granulometrias convenientes para qualidade do cimento.
Após moído o cimento é transportado para silos de estocagem, onde são extraído e ensacados em ensacadeiras automáticas em sacos de 50 ou 25Kg.
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Propriedades do Cimento
Finura; Expansibilidade; Tempo de pega; Calor de Hidratação; Resistência a compressão;
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Finura
Está relacionada com o tamanho dos grãos do cimento;
O aumento da finura melhora a resistência do cimento;
Aumenta a impermeabilidade; Diminui a segregação da mistura
(exsudação);
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Expansibilidade
Quando em sua constituição o cimento apresentar teores elevados de cal livre e magnésio livre.
Essa reação química provoca aumento de volume e um concreto com este cimento teria fissuração excessiva.
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Tempo de Pega
È o momento em que a pasta adquire certa consistência que a torna imprópria para o trabalho.
Tal conceito se estende as argamassas e concretos onde a pasta de cimento se encontra e tem função aglutinadora dos agregados.
A pega inicia uma hora depois do término do amassamento da mistura (concreto ou argamassa)
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Calor de Hidratação
As reações dos compostos do cimento são exotérmica ou seja liberam calor para o meio externo durante o processo de hidratação.
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Resistência
A resistência mecânica dos cimentos é determinada pela ruptura a compressão de corpos de prova realizados com argamassa.
Valores de resistência segundo NBR 5732: Aos 3 dias de idade: 8 MPA Aos 7 dias de idade: 15 MPA Aos 28 dias de idade: 25 MPA
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Classificação do Cimento Portland
Os mais empregados nas diversas obras de construção civil são:
Cimento Portland Comum; Cimento Portland Composto; Cimento Portland de Alto-Forno; Cimento Portland Pozolânico;
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Classificação do Cimento Portland
Os menos empregados nas obras de construção civil:
Cimento Portland de Alta resistência Inicial;
Cimento Portland resistente aos sulfatos;
Cimento Portland Branco;
Cimento Portland de baixo calor de hidratação;
Cimento para poços petrolíferos.
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