Os Fundamentos da Geologia

INTRODUÇÃO

O cimento é um dos materiais de construção mais utilizados na construção civil, por conta da sua larga utilização em diversas fases da construção. O cimento pertence a classe dos materiais classificados como aglomerantes hidráulicos, esse tipo de material em contato com a água entra em processo físico-químico, tornando-se um elemento sólido com grande resistência a compressão e resistente a água e a sulfatos.

O cimento portland é normalizado e existem onze tipos no mercado:

• CP I – Cimento portland comum
• CP I-S – Cimento portland comum com adição
• CP II-E– Cimento portland composto com escória
• CP II-Z – Cimento portland composto com pozolana
• CP II-F – Cimento portland composto com fíler
• CP III – Cimento portland de alto-forno
• CP IV – Cimento portland Pozolânico
• CP V-ARI – Cimento portland de alta resistência inicial
• RS – Cimento Portland Resistente a Sulfatos
• BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação
• CPB – Cimento Portland Branco

No presente trabalho abordaremos os cimentos CP3 e CP4.

Atualmente, cerca de 30% de todo o cimento utilizado no Brasil é do tipo CP III e CP IV, e a tendência é que esse percentual cada ano mais. Isso porque tanto um quanto o outro são cimentos ecologicamente corretos, pois na sua composição utiliza-se menos clínquer, consequentemente, há uma menor emissão de CO2 no ambiente e a preservação de jazidas. Além disso, o cimento de Alto forno CP III, ainda aproveita o rejeito de siderúrgicas, utilizando a escória em sua composição.

        

Cimento Portland de Alto Forno CP III (NBR 5735)

        O cimento de alto forno CP III é um aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado. Durante sua moagem é permitido adicionar formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, sua composição está definida na tabela abaixo:

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Figura 1-Teores dos componentes do cimento Porthland de alto-forno

        Na produção do cimento de alto forno, destaca-se a utilização da escória, substancia que tem aparência semelhante a areia grossa, é um subproduto de alto-forno, reatores que produzem o ferro gusa a partir de uma carga composta por minério de ferro, fonte de Fe, e carvão vegetal ou coque, fonte de carbono. Entre diversas impurezas como outros metais, se concentram na escória, silicatos, que apesar de rejeitados no processo de metalização, proporcionam-na características de ligante hidráulico. Sendo um subproduto, este material tem menor custo em relação ao clínquer e é utilizado também por elevar a durabilidade do cimento, principalmente em ambientes com presença de sulfatos. Porém, a partir de certo grau de substituição de clínquer a resistência mecânica passa a diminuir        Pelo fato de possuir escória e material carbonático em sua composição, este tipo de cimento é considerado o cimento mais ecológico de todos que são produzidos no Brasil. Pois com o aproveitamento do material rejeitado nas siderúrgicas, ocorre a preservação das jazidas naturais, e um menor lançamento de CO2 na atmosfera.

        Este tipo de cimento apresenta característico como, maior impermeabilidade, e durabilidade, baixo calor de hidratação, e uma alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos.

        A aplicação do cimento de alto forno é geralmente em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro e outras. É também muito vantajoso em obras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundação de máquinas, pilares, obra em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. 

        Os cimentos Porthland de alto forno devem atender as seguintes exigências químicas, físicas e mecânicas (apenas quando solicitado):

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Figura 2-Exigências químicas

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Figura 3-Exigências físicas e mecânicas

        

 A resistência desse tipo de cimento está apresentada na tabela abaixo:

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Figura 4-Classe de resistências dos cimentos Portland de alto-forno

Cimento Portland Pozolânico (CP IV)

        

        Aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos, moídos em conjunto ou em separados. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos no teor especificado na tabela logo abaixo. O teor de materiais pozolânicos secos deve estar compreendido entre 15% e 50% da massa total de aglomerante, os limites de sua composição devem estar dentro do estabelecido na tabela abaixo:

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Figura 5-Teores dos componentes do cimento Porthland pozolânico

        Os materiais utilizados da sua fabricação são:

• Clínquer Portland: Produto constituído em sua maior parte de silicatos de cálcio com propriedades hidráulicas.
• Materiais pozolânicos: Materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si só possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante mas que, quando finamente divididos e na presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente, para formar compostos com propriedades cimentícias, entre esses materiais podem ser citadas as pozolanas naturais, que são materiais de origem vulcânica, geralmente ácidos, ou de origem sedimentar; as pozolanas artificiais  que são materiais provenientes de tratamento térmico ou subprodutos industriais com atividade pozolânica,  as argilas calcinadas, materiais provenientes da calcinação de determinadas argilas que, quando tratadas a temperatura entre 500°C e 900°C, adquirem a propriedade de reagir com o hidróxido de cálcio, as cinzas volantes, que são resíduos finamente divididos provenientes da combustão de carvão pulverizado ou granulado. São considerados ainda como pozolanas artificiais outros materiais não tradicionais, tais como: Escórias siderúrgicas ácidas, microssílica, rejeito silicoaluminoso de craqueamento de petróleo, cinzas de resíduos vegetais e de rejeito de carvão mineral.
• Materiais carbonáticos: Materiais finamente divididos, constituídos em sua maior parte de carbonato de cálcio.

        Este alto teor de pozolana confere ao cimento uma alta impermeabilidade e consequentemente maior durabilidade. O concreto confeccionado com o CP IV apresenta resistência mecânica à compressão superior ao concreto de cimento Portland comum à longo prazo. E é especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.

        Os cimentos Porthland Pozolânicos devem atender as seguintes exigências químicas, físicas e mecânicas: