Capitulo 04 cimento portland
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FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA - FACENS COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL CIMENTO PORTLAND Prof. Dr. Vitor Antonio Ducatti Profª. Engª. Karina Leonetti Lopes Sorocaba - SP
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FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA - FACENS
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
CIMENTO PORTLAND
Prof. Dr. Vitor Antonio Ducatti
Profª. Engª. Karina Leonetti Lopes
Sorocaba - SP
BrasilFevereiro-2008
FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA - FACENS
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
CIMENTO PORTLAND
CAPÍTULO 04
Apostila 04 – parte integrante da disciplina de Materiais do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Sorocaba – FACENS.
Sorocaba - SPBrasil
2
Fevereiro-2008
SUMÁRIO
1.1 - Definição............................................................................................................51.2 - Processo de fabricação.....................................................................................51.3 - Composição química.........................................................................................81.4 - Determinação da composição em compostos a partir da análise química ....101.5 - Estrutura cristalina e reatividade dos compostos............................................11
1.5.1 - Silicatos de cálcio.....................................................................................121.5.2 - Aluminato e ferroaluminato de cálcio.......................................................131.5.3 - Óxido de cálcio e óxido de magnésio.......................................................141.5.4 - Compostos alcalinos e sulfatos. ..............................................................15
1.6 - Finura...............................................................................................................15Hidratação do cimento Portland..................................................................................18
1.7 - Importância .....................................................................................................181.8 - Mecanismo da hidratação...............................................................................18
1.8.1 - Mecanismo da dissolução-precipitação....................................................181.8.2 - Mecanismo da hidratação no estado sólido ou topoquímico. .................19
1.9 - Hidratação dos aluminatos..............................................................................191.10 - Hidratação dos silicatos.................................................................................24
1.10.1 - Velocidade de reação.............................................................................25Calor de hidratação.....................................................................................................26Aspectos físicos do processo de pega e de endurecimento......................................29Efeito das características do cimento na resistência e no calor de hidratação..........31Tipos de cimento Portland...........................................................................................34ANEXOS......................................................................................................................39
1.11 - NORMAS BRASILEIRAS PARA O CIMENTO PORTLAND.........................40Referências Bibliográficas...........................................................................................44
3
ÍNDICE DE FIGURAS
Índice de Quadros
4
CAPÍTULO 04 – CIMENTO PORTLAND
1.1 - Definição
Cimento Portland é um aglomerante hidráulico simples produzido pela
pulverização de clínquer. O clínquer consiste essencialmente de uma mistura de
silicatos e aluminatos de cálcio hidráulicos, obtida pela fusão incipiente (≈ 1450 °C)
de materiais cálcicos e silicosos previamente britados, moídos, pulverizados,
dosados adequadamente e homogeneizados. As pelotas sinterizadas de clínquer (5
a 25 mm) saem do forno em alta temperatura; elas são esfriadas e, em seguida
moídas num moinho de bolas juntamente como uma adição de até 5% de uma das
formas de sulfato de cálcio (gipsita = CaSO4∙H2O ou hemidrato = CaSO4∙1/2 H2O ou
anidrita = CaSO4). Esta adição se destina a controlar as rações iniciais de pega e
endurecimento do cimento.
1.2 - Processo de fabricação
As matérias primas naturais, ricas em cálcio, utilizadas para a fabricação do
clínquer são as rochas calcárias, o mármore, o giz, as conchas marinhas, etc.
Algumas dessas fontes trazem como impurezas a argila, rica em SiO2, Al2O3 e Fe2O3,
e a dolomita (CaCO3∙MgCO3). As fontes suplementares de sílica, para a formação dos
silicatos são representadas pelas argilas e xistos argilosos. Segundo Mehta; Monteiro (1994,
p. 188), os quartzos e os arenitos não são fontes preferidas de sílica por que a sílica
quartzítica não reage facilmente.
Não somente de materiais naturais a indústria do cimento Portland se serve; o
QUADRO 1.1 de (KOSMATKA et al, 2002) apresenta, além das matérias primas de rotina,
outras alternativas, como rejeitos ou subprodutos industriais e materiais naturais de baixo
custo, para a fabricação dos cimentos.
O cimento Portland “ideal” deveria ser constituído somente de silicatos de
cálcio. São estes componentes, como se verá adiante, os responsáveis pela
resistência mecânica do cimento. A presença de argila, como impureza nas pedras
5
calcárias e demais materiais de onde se extrai o cálcio, arrasta para dentro do forno
a alumina (Al2O3), e freqüentemente o óxido de ferro (Fe2O3) e os álcalis (Na2O e
K2O). Assim, na temperatura de clinquerização do forno, vão se formar aluminatos
de cálcio além dos silicatos. Os aluminatos não contribuem em nada para as
propriedades desejáveis do cimento, ao contrário, são até prejudiciais ao bom
desempenho de algumas delas. Acontece que a presença da Al2O3, Fe2O3, MgO e
dos álcalis na mistura das matérias primas tem um efeito mineralizante na formação
dos silicatos de cálcio ; ou seja, propicia a combinação do CaO com a SiO2 na
formação de silicatos de cálcio em temperaturas consideravelmente mais baixas. O
Al2O3 e o Fe2O3 são conhecidos como fundentes na fabricação do cimento; sem eles
não seria possível a fabricação comercial do cimento em escala industrial. Portanto,
o Al2O3 e o Fe2O3 são adicionados, como materiais secundários, à matéria prima
principal, na forma de bauxita e de minério de ferro, quando estes óxidos não estão
presentes em quantidades suficientes (MEHTA; MONTEIRO, 1994). Sendo assim,
além dos silicatos de cálcio, o produto final da clinquerização tem aluminatos e ferro-
aluminatos de cálcio.
As matérias primas são britadas, moídas e pulverizadas e estocadas. De
acordo com suas composições químicas das matérias primas a mistura que irá ao
forno para sofrer a clinquerização é dosada e, em seguida moída a um grau de
finura de 0,075 mm. É a chamada “farinha seca”.
A produção do cimento pode seguir dois processos distintos. No processo de
produção por via úmida as matérias primas são trabalhadas na forma de uma lama
contendo de 30 a 40% de água. No de via seca os materiais são moídos e dosados
secos. Logicamente, o processo por via úmida gasta mais energia do que o a seco,
uma vez que parte do calor no forno é gasta para evaporar a água. Assim, por via
úmida se gasta 1400 kcal por kg de clínquer enquanto que no de via seca, 800 kcal
por kg.
As reações químicas que ocorrem nos fornos podem ser representadas
aproximadamente pelas seguintes equações (MEHTA; MONTEIRO, 1994):
6
•••••
⇒
+++→
+→
3232
32
2
2
232322
2
OFeOAl4CaOOAl3CaO
SiO2CaOSiO3CaO
OH OFe O Al SiO Argila
CO CaO calcária Pedra
A operação final na fabricação do cimento é a moagem do clínquer. Este material
sai muito quente do forno, é esfriado e estocado. No caso do cimento Portland
comum é feita uma adição de até 5% de gipsita ou de sulfato de cálcio ao clínquer e
esta mistura é moída num moinho de bolas até alcançar uma finura tal que passe na
peneira de abertura 0,075 mm. O sulfato de cálcio é acrescentado aos cimentos
para controlar a pega e o endurecimento. No caso da fabricação de outros cimentos
Portland, como os cimentos compostos ou com adições, o material adicionado
(escória de alto forno, pozolana, filler calcário, etc.) é moído da mesma forma
juntamente com o clínquer e com o sulfato.
QUADRO 1.1 - Fontes de matéria prima usadas na fabricação dos cimentos Portland. (KOSMATKA et al, 2002).
Cálcio Ferro Sílica Alumina Sulfato
Resíduos dos álcalisEscoria Alto
FornoSilicato de cálcio
Restos de minério de alumínio*
Anidrita
Aragonita*= forma de calcita
Argila*Cement rock (=
calcário argiloso)Bauxita
Sulfato de cálcio
Calcita*Minério de
ferro*Argila* Cement rock Gipsita
Poeira dos fornos de cimento
Carepa * Cinza volante* Argila*
Cement Rock = calcario argiloso
Lavagem de minério
Terra de Fuller Escória de Cobre
Greda, gizEscória de
piritaCalcário Cinza Volante*
Argila XistoLoess =solo fértil de coloração amarela
Terra de Fuller
Terra de Fuller Marga GranodioritoCalcário* Lavagem de minério CalcárioMármore Quartzito* Loess
Marga*Cinza da casca de
arrozLavagem de minério
Conchas marinhas Areia Xisto*
7
Xisto* Arenito EscóriaEscória Xisto* Estaurolita
EscóriaBasalto negro
* A maioria das fontes comuns
Loess = A buff to gray windblown deposit of fine-grained, calcareous silt or clay
terras de fuller = A highly adsorbent claylike substance consisting of hydrated aluminum silicates, used predominantly in fulling woolen cloth, in talcum powders, as a filter, and as a catalyst.
aragonita = An orthorhombic mineral form of crystalline calcium carbonate, dimorphous with calcite.
Staurolite = A brownish to black mineral, chiefly (FeMg)2Al9Si4O23(OH), often having crossed intergrown crystals and sometimes used as a gem.
granodiorito = (petrology) A visibly crystalline plutonic rock composed chiefly of sodic plagioclase, alkali feldspar, quartz, and subordinate dark-colored minerals.
1.3 - Composição química
Noventa por cento da composição química do cimento Portland são formados
dos seguintes compostos de cálcio: silicato tricálcico (3CaO∙SiO2), silicato dicálcico
(2CaO∙SiO2), aluminato tricálcico (3CaO∙Al2O3) e ferroaluminato tetracálcico
(4CaO∙Al2O3∙Fe2O3). Os restantes 10% se distribuem pelos óxidos de magnésio
8
(MgO) e óxido de cálcio (CaO) livres, não combinados, óxidos alcalinos (Na2O e
K2O) e sulfatos.
Na química do cimento costuma-se abreviar as fórmulas dos óxidos do
clínquer conforme o QUADRO 1.1. É uma forma de simplificar e, portanto, facilitar a
escrita das reações químicas envolvendo estes compostos.
QUADRO 1.1 – Abreviação dos óxidos do clínquer.
ÓxidoAbreviação
Composto Abreviação
CaO C 3CaO∙SiO2 C3SSiO2 S 2CaO∙SiO2 C2SAl2O3 A 3CaO∙Al2O3 C3AFe2O3 F 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3 C4AFMgO M 4CaO∙3Al2O3∙SO3 C4A3SSO3 S 3CaO∙2SiO2∙3H2O C3S2H3
Uma análise química rotineira de um cimento Portland fornece uma lista de
óxidos e suas porcentagens na composição: cal (CaO), sílica (SiO2), alumina (Al2O3),
óxido de ferro (Fe2O3), magnésia (MgO), álcalis (Na2O e K2O), sulfatos (SO3), traços
de outros óxidos (TiO2, Mn3O4, P2O5, etc.) e uma parcela de perda ao fogo e
resíduos insolúveis.
A determinação direta da composição dos compostos requer equipamentos e
técnicas especiais FIGURA 1.1 e, quase sempre não se tem os recursos para
realizá-la. Como é indispensável o conhecimento do teor dos compostos que
formam o cimento, para se examinar a dependência deles com as propriedades do
cimento, lança-se mão, na prática, do cálculo de seus teores a partir da análise dos
óxidos, usando-se uma série de equações empíricas desenvolvidas por R. H. Bogue
(MEHTA; MONTEIRO, 1994):
% C3S = 4,071×C – 7,600×S – 6,718×A - 2,850×S
% C2S = 2,867×S – 0,7544×C3S
% C3A = 2,650×A – 1,692×F
% C3AF = 3,043×F
9
Estas equações são aplicáveis somente se a relação A/F ≥ 0,64 no cimento
Portland. Se não for, deve-se consultar outro conjunto de equações na norma ASTM
C150.
FIGURA 1.1 (a) Micrografia da seção polida de uma amostra clínquer obtida por microscopia de luz refletida. (b) Difratograma de raios-X de uma amostra de clínquer pulverizado (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
Bogue, ao formular estas equações, admitiu que as reações químicas de
formação dos compostos do clínquer se completassem plenamente, ou seja, não
existissem óxidos livres no produto final do forno e, que a presença de impurezas
como o MgO e os álcalis, pudessem ser ignoradas. Isto não acontece e, como
resultado, em alguns casos do cálculo do C3A e do C4AF, a composição resultante,
calculada segundo Bogue, desvia consideravelmente da composição real
determinada diretamente por microscopia ou por raios X, métodos estes ilustrados
na FIGURA 1.1 . Pelas razões acima expostas, a composição calculada pelas
fórmulas de Bogue costuma ser referida como "composição potencial" ou
"composição de compostos" do cimento Portland.
1.4 - Determinação da composição em compostos a partir da análise
química
10
A QUADRO 1.1 mostra o resultado de análise química em óxidos para 5
amostras de cimento Portland (CP1, CP2,...). Usando as equações de Bogue
calculou-se a composição potencial dos compostos ou composição teórica dos
compostos dos cimentos, na QUADRO 1.2.
Observa-se na QUADRO 1.1 que pequenas mudanças no teor de óxidos
resultam em grandes variações nos teores da composição potencial da QUADRO
1.2. Por exemplo, comparando-se os cimentos CP1 e CP2, nota-se que a redução
de 1% no Al2O3 e um correspondente aumento no Fe2O3 provoca uma diminuição
nas quantidades de C3A e de C2S, de 4,3% e 3,7%, respectivamente; ao mesmo
tempo, esta alteração também resultou num aumento da quantidade de C4AF e de
C2S, de 3,0% e 4,3%, respectivamente. Da mesma forma uma redução de 1% no
teor de CaO e um conseqüente aumento no teor de SiO2 do cimento CP4, faz o teor
de C3S cair em 11,6% e o C2S aumentar da mesma quantidade.
Através deste exemplo simples fica evidenciada a utilidade das fórmulas de
Bogue na estimativa da composição de compostos do cimento Portland e
conseqüentemente na previsão das propriedades do cimento.
QUADRO 1.1 Análise química dos cimentos Portland em óxidos (MEHTA; MONTEIRO, 1994):
Óxido CP1 CP2 CP3 CP4 CP5SiO2 21,1 21,1 21,1 20,1 21,1Al2O3 6,2 5,2 4,2 7,2 7,2Fe2O3 2,9 3,9 4,9 2,9 2,9CaO 65,0 65,0 65,0 65,0 64,0SO3 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0Outros 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8
QUADRO 1.2 Composição potencial dos cimentos Portland (%) (MEHTA; MONTEIRO, 1994):
Compostos CP1 CP2 CP3 CP4 CP5C3S 53,7 58,0 62,3 53,6 42,0C2S 19,9 16,2 12,5 17,2 28,8C3A 11,4 7,1 2,8 14,0 14,0C4AF 8,8 11,9 14,9 8,8 8,8
1.5 - Estrutura cristalina e reatividade dos compostos
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A reatividade dos cimentos com a água é afetada: a) pelo tamanho das
partículas (finura do cimento); b) pela temperatura de hidratação e c) pelas
estruturas cristalinas dos seus compostos. O controle sobre as duas primeiras
características é fácil, mas, sobre a terceira é praticamente impossível.
A composição química dos compostos presentes nos cimentos Portland não é
exatamente a que é expressa pelas fórmulas comumente utilizadas: C3S, C2S, C3A e
C4AF. Nas altas temperaturas do forno durante a clinquerização existe uma
instabilidade das fases em jogo no sistema. Além disto, a variedade de elementos
químicos presentes, inclusive as impurezas como o magnésio, o sódio, o potássio e
o enxofre, tem a capacidade de se imiscuir no reticulado cristalino daqueles
compostos, formando soluções sólidas com eles. Estas últimas formações
introduzem defeitos e imperfeições nas estruturas cristalinas dos compostos do
clínquer. As imperfeições estruturais alteram a reatividade dos compostos com a
água. Muitas vezes compostos de composição química similar apresentam
reatividades diferentes com a água. A explicação para isto só pode ser baseada nos
graus de instabilidade estrutural dos compostos.
1.5.1 - Silicatos de cálcio.
Os dois silicatos de cálcio normalmente encontrados nos clínqueres de
cimento Portland são os silicatos tricálcico (C3S) e o beta-silicato dicálcico (βC2S).
Os dois apresentam-se com pequenos teores de impureza na forma de íons de
magnésio, alumínio, ferro, potássio, sódio e enxofre. Estas formas impuras são
conhecidas como alita e belita, respectivamente.
Embora três formas de cristalinas principais da alita — triclínica, monoclínica
e romboédrica — tenham sido detectadas em cimentos industriais, estas formas são
uma leve distorção da pseudo-estrutura ideal do C3S constituída de tetraedros de
SiO4, íons de cálcio e íons de oxigênio (FIGURA 1.1 a). De acordo com LEA, um
aspecto notável do empacotamento iônico é que a coordenação dos íons oxigênio
em torno do cálcio é irregular, de tal forma que os íons oxigênio estão concentrados
num lado de cada íon de cálcio. Este arranjo deixa grandes vazios estruturais
responsáveis pela alta energia da estrutura estão concentrados num lado (MEHTA;
MONTEIRO, 1994)
12
Analogamente, a estrutura da belita nos cimentos industriais é irregular, mas
os vazios intersticiais formados são muito menores do que no C3S e isto torna a
belita muito menos reativa que a alita. Para se ter uma idéia disto, outra forma
cristalográfica do silicato dicálcico, denominado γC2S tem estrutura coordenada
regular (FIGURA 1.1 b), tornando o composto não reativo. (MEHTA; MONTEIRO,
1994)
FIGURA 1.1 (a) Leve distorção da pseudo-estrutura ideal do C3S constituída de tetraedros de SiO4, íons de cálcio e íons de oxigênio (b) Cristalográfica do silicato dicálcico, denominado γC2S tem estrutura coordenada regular (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
1.5.2 - Aluminato e ferroaluminato de cálcio
Analogamente aos silicatos cálcicos, os dois aluminatos, C3A e C4AF, em
clínqueres industriais contém nas suas estruturas cristalinas, quantidades
importantes de impurezas como o magnésio, sódio, potássio e sílica. A estrutura
cristalina do C3A puro é cúbica; porém o C4AF e o C3A contendo grandes
quantidades de álcalis são ambos ortorrômbicos. As estruturas cristalinas são
bastante complexas, mas são caracterizadas por grandes vazios estruturais,
responsáveis pela reatividade química. (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
13
1.5.3 - Óxido de cálcio e óxido de magnésio
O óxido de magnésio no cimento é proveniente da dolomita (CaCO3∙MgCO3)
que está presente no calcário. Uma parte do MgO (até 2%) entra em solução sólida
com os compostos potenciais do cimento. O resto se cristaliza sozinho e este MgO
cristalino é chamado de periclásio. A hidratação desta forma de MgO é lenta e
expansiva e pode causar fissuração e “pop-outs” (pequenos orifícios) no concreto
endurecido.
Hoje em dia é muito difícil se encontrar teores importantes de óxido de cálcio
livre ou não combinado nos cimentos modernos. A cal livre é encarada como um
defeito de fabricação do cimento. Os principais fatores que podem causar o
aparecimento da cal não combinada são: mau proporcionamento da matéria prima,
moagem e homogeneização inadequadas e a temperatura ou tempo de
permanência insuficientes na zona de calcinação do forno. Assim como acontece
com o MgO, o CaO cristalino sofre grande exposição a altas temperaturas no forno e
se torna uma cal de hidratação lenta e expansiva, causando deterioração no
concreto endurecido ao se hidratar, a longo prazo.
Qual dos dois óxidos cristalinos livres é mais nocivo?
Tanto o MgO como o CaO tem estrutura cúbica, sendo cada um íon de
magnésio ou cálcio circundado por seis átomos de oxigênio num octaedro regular. O
tamanho do íon Mg2+ é tal que na estrutura do MgO os íons de oxigênio estão em
contato íntimo com o íon Mg2+ num arranjo compacto nos interstícios. Porém, no
caso da estrutura do CaO, devido ao tamanho bem maior do íon Ca2+ os íons do
oxigênio não estão arranjados compactamente. Conseqüentemente, o MgO
cristalino formado na fase fundida em alta temperatura (1400 °C), no forno de
clínquer de cimento Portland, é muito menos reativo com a água do que o CaO
cristalino, exposto às mesmas condições de temperatura. Esta é a razão pela qual
sob temperaturas comuns de cura a presença de quantidades significativas de CaO
cristalino no cimento Portland pode causar deterioração no concreto, enquanto que
uma quantidade similar de MgO, geralmente, é inofensiva. (MEHTA; MONTEIRO,
1994).
14
1.5.4 - Compostos alcalinos e sulfatos.
Os álcalis do cimento, Na2O e K2O, são provenientes da argila da matéria
prima ou também no carvão combustível. Suas quantidades totais expressas em
termos de Na2O equivalente (% Na2O + 0,64 × % K2O) podem variar de 0,5 a 1,5 %.
Os sulfatos no forno podem ter sua origem no combustível. Dependendo de
sua quantidade no sistema, eles podem combinar com os álcalis dando sulfatos
solúveis, tais como, o 2CaSO4∙Na2SO4 e o 3Na2SO4∙K2SO4.
Quando não há uma quantidade de sulfato suficiente no sistema, os álcalis
são consumidos preferencialmente pelo C3A e C2S, que se modificam em compostos
da forma Na2O∙8CaO∙Al2O3 e K2O∙23CaO∙12SiO2 respectivamente. Às vezes,
grandes quantidades de gipsita são adicionadas propositalmente na farinha para
abaixar a temperatura de calcinação ou para modificar a fase C3A para
3CaO∙3Al2O3∙CaSO4 (C4A3S), o qual é um constituinte importante de certos tipos de
cimentos expansivos e de retração compensada bem como de cimentos de
endurecimento rápido.
A origem da maioria dos sulfatos no cimento Portland comum é a gipsita ou o
sulfato de cálcio numa de suas várias formas adicionadas para retardar a pega. O
sulfato de cálcio pode ocorrer na forma de gipsita, CaSO4∙2H2O, hemidrato ou gesso
de Paris CaSO4∙½H2O, e anidrita CaSO4. A gipsita se dissolve mais rapidamente que
os compostos do clínquer, mas o hemidrato é muito mais solúvel e está
invariavelmente presente nos cimentos devido à decomposição por calor da gipsita
durante a operação de moagem.
1.6 - Finura
Além da composição química e das imperfeições na estrutura cristalina, a
reação do cimento com a água é influenciada pela finura. A finura afeta a taxa de
liberação de calor de hidratação e a velocidade da reação. Maiores finuras do
cimento (menor tamanho das partículas) aumentam a velocidade segundo a qual ele
se hidrata e, portanto acelera o desenvolvimento da resistência mecânica. Os efeitos
15
de uma maior finura na resistência de uma pasta de cimento são manifestados
durante os sete primeiros dias.
Aproximadamente 95% das partículas de cimento são menores que 45
micrometros (0,045 mm), com um tamanho médio de partícula por volta de 15
micrometros (KOSMATKA et al, 2002). Segundo (MEHTA; MONTEIRO, 1994),
considera-se geralmente que as partículas de cimento maiores que 45 μm são
difíceis de hidratar e aquelas maiores que 75 μm nunca se hidratam completamente.
Para efeito de controle de qualidade na indústria do cimento a finura pode ser
facilmente avaliada como o resíduo retido em peneiras padrão como a malha #200
(75 μm) e a malha #375 (5 μm). Mas, da mesma forma que dois cimentos de
composição química idênticas podem suas taxas de reatividade química diferentes,
dois cimentos que “passem” pelo teste finura por peneiramento também podem ter
desempenhos completamente desiguais. Assim, torna-se necessário o
conhecimento da distribuição granulométrica completa (granulometria) do pó para
melhor se estimar o desempenho do cimento. A curva de distribuição granulométrica
completa do cimento por sedimentação pode ser obtida através do ensaio ASTM C
115 pelo uso do aparelho denominado turbidímentro de Wagner. Como este último
ensaio é delicado e requer equipamentos caros é pratica comum na indústria obter
uma medida relativa da distribuição granulométrica pela determinação da área
especifica do cimento pelo método de permeabilidade ao ar (NBR 7224, 1993). A
FIGURA 1.1 de (MEHTA; MONTEIRO, 1994) apresenta dados típicos da distribuição
granulométrica e da área especifica determinada pelo permeabilímetro de Blaine
para duas amostras de cimento Portland produzido industrialmente.
16
FIGURA 1.1 Curvas de dados típicos de análise da distribuição granulométrica de amostras de cimento Portland (Dados cedidos por cortesia da “Southwestern Portland Cement Company, Victorille, Califórnia”). (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
No início do século (anos 1900), a finura do cimento era expressa pela da
fração da massa de cimento retida numa peneira especifica. Hoje em dia, a finura é
medida pelo ensaio de permeabilidade ao ar de Blaine que, indiretamente mede a
área da superfície das partículas de cimento por unidade de massa. Cimentos com
partículas mais finas têm maior área especifica em m²/kg. O uso anterior de relatar a
finura em cm²/g hoje é considerado obsoleto. A maioria das especificações sobre
finura de cimento não tem limite máximo, somente limite mínimo. O ensaio com o
turbidímentro de Wagner (ASTM C115), de peneiramento com a peneira # 325
(0,045 mm) (ASTM C 430), com as peneiras #100 (0,150 mm) e #200 (0,075 mm)
(ASTM C 184), com o analisador de tamanho de partículas também podem ser
usados para ensaiar a finura (KOSMATKA et al, 2002).
17
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
1.7 - Importância
Brunauer e Copeland, 1964 apud Mehta e Monteiro, 1994 descreveram a
importância da hidratação do cimento Portland para a tecnologia do concreto com as
seguintes palavras: “A química do concreto é essencialmente a química da reação
entre o cimento Portland e a água… Em qualquer reação química os principais
pontos de interesse são as transformações de matéria, as variações de energia, e a
velocidade de reação. Estes três aspectos de uma reação têm grande importância
prática para o usuário do cimento Portland. O conhecimento das substâncias
formadas quando o cimento Portland reage é importante, pois o cimento em si
mesmo não é um material cimentante; os seus produtos da hidratação, sim, têm
propriedades aglomerantes. O conhecimento da quantidade de calor liberado é
importante porque o calor é algumas vezes favorável e outras vezes, é
desfavorável… O conhecimento da velocidade de reação é importante, porque
determina o tempo de pega e de endurecimento. A reação inicial deve ser lenta o
suficiente para permitir o lançamento do concreto na forma. Por outro lado, após o
lançamento do concreto é sempre desejável um rápido endurecimento”.
1.8 - Mecanismo da hidratação
1.8.1 - Mecanismo da dissolução-precipitação
A hidratação por dissolução-precipitação envolve a dissolução dos compostos
anidros em seus constituintes iônicos, formação de hidratos na solução e, devido às
suas baixas solubilidades, uma eventual precipitação de hidratos a partir da solução
supersaturada. Assim, o mecanismo dissolução-precipitação sugere completa
reorganização dos componentes originais (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 e demais óxidos)
nos compostos (C3S, C2S, C3A e C4AF) com o decorrer da hidratação do cimento.
18
1.8.2 - Mecanismo da hidratação no estado sólido ou topoquímico.
As reações ocorrem diretamente na superfície dos componentes originais do
cimento Portland anidro (C3S, C2S, C3A e C4AF), sem que estes entrem em solução.
A partir de estudos de microscopia eletrônica com pastas de cimento em
processo de hidratação, parece que o mecanismo dissolução-precipitação
predomina nos primeiros estágios da hidratação do cimento. Nas idades posteriores
quando a mobilidade dos íons torna-se restringida, a hidratação das partículas de
cimento restantes talvez ocorram por reações no estado sólido (MEHTA, 1994)
Embora o cimento Portland seja constituído de uma mistura heterogênea de
várias fases, quimicamente e estruturalmente complexas — C3S, C2S, C3A, C4AF,
CaO e MgO livres, CaSO4∙2H2O, CaSO4∙½H2O e CaSO4 — seria de se esperar que o
processo de hidratação se desenvolvesse com as reações destes componentes
anidros com a água ocorrendo simultaneamente. Acontece que nem todos os
componentes do cimento se hidratam com a mesma velocidade. Assim, sabe-se que
os aluminatos se hidratam a um ritmo muito mais veloz que os silicatos. De fato, o
enrijecimento da pasta (perda de consistência) e a pega (solidificação),
características de uma pasta de cimento Portland, em grande parte são atribuídas às
reações de hidratação envolvendo os aluminatos.
Os silicatos, que representam aproximadamente 75% do cimento Portland,
desempenham um papel proeminente na determinação das características de
endurecimento (taxa de crescimento da resistência). Com o objetivo de se obter um
claro entendimento das mudanças físicas e químicas durante a hidratação do
cimento Portland, é desejável discutir separadamente as reações de hidratação dos
aluminatos e dos silicatos.
1.9 - Hidratação dos aluminatos
A reação do C3A com a água é imediata. Vão se formar diversos compostos
cristalinos hidratados, tais como, C3AH6, C4AH19 e C2AH8 com a liberação de grande
quantidade de calor. Se esta reação química não for desacelerada, o cimento
Portland será um produto inútil para a construção.
19
Quando o C4AF (ferroaluminato de cálcio) reage com a água em presença
dos sulfatos (provenientes do gesso) formam-se produtos de hidratação de
estruturas similares àquelas formadas pela hidratação do C3A. Por exemplo,
dependendo da concentração de sulfatos no sistema, a hidratação do C4AF pode
formar ou o C6A(F)S3H32 (=3CaO∙Al2O3∙Fe2O3∙3CaSO4∙32H2O, por extenso) ou o
C4A(F)S3H18 (= 3CaO∙Al2O3∙Fe2O3∙CaSO4∙18H2O, por extenso) que têm composição
química variável, mas estruturas similares à etringita (C6AS3H32) e ao
monossulfoaluminato (C4ASH18). Entretanto, o papel desempenhado pelo C4AF na
pasta de cimento Portland nas reações de pega e endurecimento depende
principalmente de sua composição química e da temperatura de sua formação no
forno. Geralmente, a reatividade da fase ferrita é um tanto mais lenta do que a do
C3A, mas ela aumenta com o aumento do teor de alumina e com a diminuição da
temperatura de formação durante a fabricação do cimento. De qualquer modo, deve
ser observado que a reação de hidratação dos aluminatos que se fará a seguir se
aplica tanto ao C3A como ao Fss. (Fss significa solução sólida da fase ferrita. Na
literatura moderna os termos AFt e AFm são empregados para designar os produtos
que podem ter composições químicas variáveis mas são estruturalmente similares à
etringita (C6AS3H32) e ao monossulfoaluminato hidratado (C4ASH18).
Varias teorias tem sido propostas para explicar o mecanismo de
retardamento do C3A pela ação da gipsita. De acordo com uma determinada
teoria, como a gipsita e os álcalis se dissolvem rapidamente, a solubilidade do C 3A é
diminuída na presença dos íons hidroxilas (OH-), dos íons alcalinos (Na+, K+) e do
íon sulfato (SO42-). Dependendo da concentração dos íons aluminato (AlO4
-) e sulfato
(SO42-) na solução, o produto cristalino que se precipita é, ou o trissulfoaluminato de
cálcio hidratado (C6AS3H32) ou o monossulfoaluminato de cálcio hidratado (C4ASH18).
Nas soluções saturadas com os íons de cálcio (Ca2-) e hidroxila (OH-), o primeiro se
cristaliza como agulhas prismáticas curtas e costuma também ser chamado de alto
sulfato ou pelo nome mineralógico etringita. A etringita costuma ser denominada
vulgarmente de sal de Candlot e também bacilo do cimento, devido à sua alta
expansibilidade ao se formar. O monossulfoaluminato é também chamado de baixo
sulfato e se cristaliza como placas delgadas hexagonais. As reações químicas
descritas acima podem ser expressas pelas seguintes equações:
[AlO4]- + 3[SO4]2- + 6[Ca]2+ + meio aquoso → C6AS3H32 (etringita)
20
[AlO4]- + [SO4]2- + 4[Ca]2+ + meio aquoso → C4ASH18 (monossulfato)
A etringita é normalmente o primeiro composto
hidratado a se cristalizar por causa da alta relação
sulfato/aluminato na solução durante a primeira hora da
hidratação. Em cimentos Portland normais que contém de 5
a 6% de gipsita a precipitação da etringita contribui para o
enrijecimento (perda de consistência), pega (solidificação
da pasta) e desenvolvimento da resistência nas primeiras
idades. Depois, após a exaustão do sulfato na solução
quando a concentração do aluminato sobe outra vez devido
à hidratação renovada de C3A e C4AF, a etringita se torna
instável e é gradualmente convertida em monosulfato, que
é o produto final da hidratação de cimentos Portland
contendo mais que 5% de C3A:
C6AS3H32 + 2 C3A → C4ASH18
Como a proporção aluminato/sulfato na fase solução de uma pasta de
cimento Portland hidratada determina basicamente se o comportamento de pega é
normal ou não, alguns fenômenos de pega afetados pelo desequilíbrio da relação
aluminato/sulfato, que têm importância prática na tecnologia do concreto, são
ilustrados na FIGURA 1.1 e discutidas abaixo:
21
FIGURA 1.1 Influência da relação aluminato/sulfato da fase nas características de pega de pastas de cimento Portland (De “F. W. Locher, W. Richartz, e S. Sprung, Zement Kalk Gips, N. 6, pp. 271-77, 1980”). (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
• Caso I : Quando as taxas de disponibilidade dos íons aluminatos (AlO4- ) e
sulfatos (SO42-) na fase solução são baixas, a pasta de cimento permanecerá
trabalhável por mais ou menos 45 minutos; em seguida começará o
enrijecimento conforme o espaço ocupado pela água começa ser preenchido
com cristais de etringita. A maioria dos chamados cimentos Portland de pega
normal pertencem a esta categoria.
• Caso II : Quando as taxas de disponibilidade dos íons aluminatos (AlO4- ) e
sulfatos (SO42-) na fase solução são altas, grandes quantidades de etringita se
formam rapidamente e causam uma considerável perda de consistência em
10 a 45 minutos, com a solidificação da pasta entre 1 e 2 horas. Cimentos
novos, recém fabricados, com alto teor de C3A e contendo quantidades acima
do normal de sulfatos alcalinos (Na2SO4 e K2SO4) ou hemidrato
22
(CaSO4∙1/2H2O ) são geralmente caracterizados por este tipo de
comportamento.
• Caso III : Quando a quantidade de C3A reativo é alta, mas o sulfato solúvel
presente é menos do que o necessário para o retardamento normal, cristais
hidratados de monosulfato e de aluminato de cálcio, em forma de placas
hexagonais, formam-se rapidamente e em grandes quantidades, com a pasta
de cimento dando pega em menos de 45 minutos após a adição de água. O
fenômeno é conhecido como pega rápida.
• Caso IV : Quando pouco ou nenhum gesso for adicionado ao clínquer moído,
a hidratação do C3A é rápida e cristais de placas hexagonais de aluminato de
cálcio hidratado começam a se formar imediatamente após a adição de água,
causando quase uma pega instantânea. Este fenômeno, conhecido como
pega instantânea, esta associado com grande evolução de calor e pobres
resistências finais.
• Caso V : Quando o teor de C3A no cimento é de baixa reatividade, como no
caso de cimentos parcialmente hidratados ou carbonatados que foram
inadequadamente estocados, e ao mesmo tempo uma grande quantidade de
hemidrato (CaSO4∙1/2H2O) está presente no cimento, a fase solução conterá
baixa concentração de íons aluminatos ((AlO4-) mas se tornará rapidamente
supersaturada com relação aos íons cálcio Ca2+ e sulfato SO42-. Esta situação
conduzirá à rápida formação de grandes cristais de gipsita (CaSO4∙2H2O) com
uma correspondente perda de consistência. O fenômeno, chamado de falsa
pega, não esta associado com grande liberação de calor e pode ser sanado
por uma mistura vigorosa com ou sem água a mais.
EFEITO COLATERAL RESULTANTE DA ADIÇÃO DE GIPSITA
Muito embora a gipsita seja adicionada ao cimento para servir como um
retardador, o que se sabe como o teor ótimo de gipsita no cimento é geralmente
determinado a partir de ensaios padronizados que mostram a máxima resistência do
cimento e a retração mínima em determinadas tempos de hidratação. Os íons
sulfato participaram da solução pela dissolução do gesso para ter um efeito
retardador na hidratação do aluminato além de um efeito acelerador na hidratação
dos silicatos, que são os principais compostos do cimento Portland. Portanto,
23
dependendo da composição de um cimento, um teor específico de gesso é indicado
para o desempenho ótimo do cimento.
1.10 - Hidratação dos silicatos
A hidratação do C3S e do βC2S gera uma família de silicatos de cálcio
hidratados, CxSyHz, (xCaO∙ySiO2∙zH2O), que são estruturalmente similares mas têm
uma relação cálcio/sílica (CaO/SiO2) e um teor de água de cristalização
tremendamente variáveis. Como é a estrutura que determina as propriedades, as
diferenças nas composições dos silicatos de cálcio hidratadas têm pouca diferença
nas suas características físicas.
A estrutura dos silicatos hidratados é pouco cristalina e forma um sólido
poroso que apresenta características de um gel rígido. Como a composição química
dos silicatos de cálcio hidratados em pastas de cimento em processo de hidratação
varia com a relação água/cimento, temperatura e idade de hidratação, tornou-se
preferível referir-se a estes hidratos simplesmente como C-S-H, uma notação que
não implica em composição fixa. Sob hidratação completa a composição aproximada
do material corresponde a C3S2H3; esta composição é, portanto utilizada nos
cálculos estequiométricos.
As equações estequiométricas para pastas de C3S e de C2S completamente
hidratadas podem ser expressas como:
2C3S + 6H → C3S2H3 + 3CH
2C2S + 4H → C3S2H3 + CH
Além do fato que são formados produtos similares da reação com a
hidratação dos dois silicatos presentes no cimento Portland, há alguns pontos que
devem ser observados:
1- Os cálculos estequiométricas indicam que a hidratação completa do
C3S produziria 61% de C3S2H3 e 39% de hidróxido de cálcio, [Ca(OH)2],
enquanto que a hidratação completa do C2S produziria 82% de
C3S2H3 e 18% de hidróxido de cálcio. Se a área específica e,
consequentemente, a propriedade adesiva da pasta de cimento for
principalmente devida à formação do silicato de cálcio hidratado
espera-se que a resistência final de um cimento Portland com alto teor
24
de C3S seja menor que a de um cimento de alto teor de C2S. Na
verdade, isto se confirma através de dados de muitas pesquisas.
2- Se a durabilidade de uma pasta endurecida às águas sulfatadas e
ácidas é reduzida devido a presença de hidróxido de cálcio [Ca(OH)2],
pode-se esperar que um cimento contendo uma proporção maior de
C2S seja mais durável em ambientes ácidos e sulfatados do que outros
contendo uma proporção maior de C3S. Esta observação também é
geralmente confirmada por experiências de campo e de laboratório. Do
ponto de vista da durabilidade a ataques químicos, muitas
especificações objetivam limitar o teor máximo permissível de C3S nos
cimentos; algumas recomendam o uso de pozolanas para remover o
excesso de hidróxido de cálcio na pasta de cimento hidratado.
3- A partir das equações estequiométricas acima se pode calcular que
para a hidratação completa o C3S e o C2S exigem 24% e 21% de água,
respectivamente.
1.10.1 - Velocidade de reação
As equações estequiométricas de hidratação do C3S e do C2S não dizem
nada sobre a velocidade de reação. Do ponto de vista de instabilidade estrutural e
pelos dados de calor de hidratação fornecidos no QUADRO 1.1 abaixo nota-se que
o C3S hidrata-se a uma velocidade maior do que o C2S. Na presença de gipsita, o
C3S em finas partículas começa a se hidratar uma hora após a adição de água ao
cimento, e provavelmente contribui para o tempo final de pega e a resistência inicial
da pasta de cimento. Na verdade, a evolução relativamente rápida de hidratação do
C3S é um fator importante na composição dos cimentos de alta resistência inicial.
As reações da alita e belita são aceleradas na presença de íons sulfato em
solução. Vários pesquisadores observaram que, ao contrário da diminuição de
solubilidade mostrada pelos compostos aluminatos, a solubilidade dos silicatos de
cálcio, tanto para o C3S como para o C2S, é de fato aumentada em soluções de
sulfato, o que explica a aceleração da hidratação. O QUADRO 1.1 mostra os dados
típicos do efeito da adição da gipsita sobre a evolução da hidratação da alita.
Conclui-se que embora o objetivo básico da gipsita no cimento Portland seja o de
25
retardar a hidratação dos aluminatos, um efeito colateral é a aceleração da
hidratação da alita sem a qual os cimentos industriais endureceriam a uma taxa
muito lenta. IMPORTANTE!
QUADRO 1.1 Efeito acelerador da gipsita sobre o tempo de pega, calor de hidratação e resistência da alita. (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
CimentoPortlandNormal
Cimento de alita*
Sem gipsita Com gipsita
Tempo de Pega (h)Início 3,0 8,5 4,5Fim 6,0 11,5 7,5Calor de Hidratação (cal/g)3 dias 61 59 637 dias 75 61 6628 dias 83 85 81Resistência à compressão (MPa)3 dias 13,5 8,5 11,07 dias 21,5 14,0 17,028 dias 35,0 25,0 27,590 dias 37,0 37,0 37,0
*Cimento de alita preparado pela moagem de uma alita monoclínica de alta pureza sintetizada em laboratório até a finura Blaine 330 m²/kg. Um cimento Portland industrial com finura Blaine 330 m²/kg foi incluído com o objetivo de servir de referência.
CALOR DE HIDRATAÇÃO
Por que o cimento Portland reage com a água numa reação exotérmica, ou
seja, que libera calor, e muitas vezes usa-se o calor (na cura térmica, por exemplo)
para acelerar a hidratação do cimento ? Não deveria ser o contrário, isto é, não se
deveria retirar calor do sistema para acelerar a reação?
Na fabricação do cimento a matéria prima é submetida a altas temperaturas
que chegam a provocar a sua fusão parcial. Neste sistema de fases cerâmicas no
forno os componentes não estão em equilíbrio e por isso o sistema está em um
estado de energia elevado. Quando o cimento se hidrata, os compostos reagem com
a água na busca de estados estáveis de baixa energia, e o processo é
acompanhado pela liberação de calor. Assim, o calor fornecido na cura térmica
26
serve para acelerar este desequilíbrio de energia e aumentar esta busca de
patamares mais estáveis de baixa energia.
O calor de hidratação é muito importante na tecnologia do concreto. Muitas
vezes ele pode ser um problema, como por exemplo, na concretagem de uma
barragem. A grande quantidade de calor gerado pelo concreto lançado vai gerar
gradientes térmicos entre pontos do maciço concretado. Essas diferenças de
temperatura se traduzirão por dilatações diferentes nos vários pontos do concreto o
que resultará em dilatações térmicas diferenciadas e conseqüentemente fissuração
no maciço concretado.
Outras vezes o calor de hidratação é uma solução para o problema da
concretagem. No inverno, em temperaturas próximas de 5°C o cimento praticamente
não reage coma água. A temperatura ambiente não fornece a energia de ativação
para iniciar a reação. Assim, o calor gerado na reação química que tem que ser
iniciada por uso de água quente, por exemplo, deverá servir de energia de ativação
para a própria reação.
A quantidade total de calor liberado e as taxas de liberação de calor pela
hidratação dos compostos individuais podem ser usadas como índices de suas
reatividades. Os dados dos estudos com calor de hidratação podem ser usados para
caracterizar o comportamento de pega e endurecimento do cimento e para prever a
elevação de temperatura.
O gráfico da FIGURA 1.1 mostra os resultados do estudo de Lerch,1946.
Lerch registrou a taxa de evolução de calor nas pastas de cimento durante a pega e
o período inicial de endurecimento.
27
FIGURA 1.1 Taxa de liberação de calor de uma pasta de cimento Portland durante a pega e o período inicial de endurecimento. (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
Quando se mistura o cimento com água ocorre uma rápida evolução de calor
durante poucos minutos (Pico A ascendente). Isto representa provavelmente o calor
de dissolução dos aluminatos e sulfatos. Esta evolução de calor inicial termina
rapidamente (Pico A descendente) quando a solubilidade dos aluminatos é reduzida
na presença de sulfatos em solução. O ciclo seguinte da evolução do calor,
culminando no segundo pico depois de aproximadamente quatro ou oito horas de
hidratação para a maioria dos cimentos Portland, representa o calor de formação da
etringita (Pico B descendente). Muitos pesquisadores acreditam que o período de
evolução de calor inclui alguma parcela do calor de dissolução do C3S e ao calor de
formação do C-S-H. A pasta de um cimento devidamente retardado ou desacelerado
reterá muito de sua plasticidade antes do começo deste ciclo de calor e vai enrijecer
e mostrar o início de pega (começo do enrijecimento) antes de atingir o ápice B, o
qual corresponde ao fim de pega (enrijecimento completo e início do
endurecimento).
QUADRO 1.2 Calores de hidratação dos compostos de cimento Portland (Mehta; Monteiro, 1994 apud Verbeck; Foster, 1950)
Compostos Calores de hidratação a uma idade (cal/g)3 dias 90 dias 13 anos
C3S 58 104 122C2S 12 42 59C3A 212 311 324
C4AF 69 98 102
Verbeck; Foster, 1950 apud Mehta; Monteiro calcularam as taxas individuais de
evolução de calor devido aos quatro compostos principais do cimento Portland
(QUADRO 1.2) através da análise de dados de calor de hidratação de um grande
número de cimentos. Como o calor de hidratação do cimento é uma propriedade
aditiva, pode-se estimá-lo por uma expressão do tipo:
H = a × % C3S + b × % C2S + c × % C3A + d × % C4AF
28
Onde H representa o calor de hidratação de uma dada idade e sob dadas condições
e a, b, c, d são coeficientes que representam à contribuição de 1% dos respectivos
compostos ao calor de hidratação.
Para um cimento Portland típico, parece que aproximadamente 50% do calor
potencial são liberados durante os três primeiros dias, e 90 % nos três primeiros
meses de hidratação. Para os cimentos Portland de baixo calor de hidratação (Tipo
IV da ASTM), a norma ASTM C 150 requer que o calor de hidratação aos 7 dias e
aos 28 dias seja limitado a 60 e 70 cal/g, respectivamente. Os cimentos Portland
normais, ASTM Tipo I, geralmente produzem de 80 a 90 cal/g aos 7 dias, e de 90 a
100 cal/g aos 28 dias.
ASPECTOS FÍSICOS DO PROCESSO DE PEGA E DE ENDURECIMENTO
O enrijecimento é a perda de consistência pela pasta plástica de cimento, e
está associado ao fenômeno de perda de abatimento no concreto. A água livre é que
é a responsável pela plasticidade numa pasta de cimento. A perda gradual da água
livre do sistema devido às primeiras reações de hidratação, adsorção física na
superfície dos produtos fracamente cristalinos da hidratação tais como a etringita e o
C-S-H, e a evaporação faz com que a pasta enrijeça e, finalmente, dê pega e
endureça.
O termo pega pressupõe a solidificação da pasta plástica de cimento. O
começo da solidificação, chamado de pega inicial, marca o instante em que a pasta
não é mais trabalhável. Consequentemente, o lançamento, o adensamento e o
acabamento do concreto depois deste estágio serão muito difíceis. A pasta não se
solidifica bruscamente, ela requer tempo considerável para se tornar completamente
sólida. O tempo gasto para solidificar completamente, marca o fim de pega, que não
deve ser muito longo para continuar as atividades de construção dentro de um
tempo razoável após o lançamento do concreto. Em quase todo o mundo, os tempos
de início e de fim de pega são determinados pelo aparelho de Vicat, que mede a
resistência de uma pasta de consistência normal à penetração de uma agulha sob
uma carga total de 300g. O tempo inicial de pega é um tempo arbitrário no processo
de pega que é alcançado quando a agulha não é capaz de penetrar mais, a uma
29
distância de 5 a 7 mm do fundo, numa pasta fresca de cimento moldada numa forma
tronco-cônico de 40 mm de altura. O fim da pega é atingido quando a agulha faz
uma impressão na superfície da pasta, mas não consegue penetrá-la. A
especificação ASTM C 150 limita o tempo inicial de pega no máximo em 45 minutos,
e o tempo final de pega não mais que 375 minutos, determinados pela agulha de
Vicat. (Para os cimentos brasileiros ver o 1.11QUADRO 1.2)
Uma pasta de cimento Portland de pega recente tem pouca ou nenhuma
resistência porque ela representa somente o início da hidratação do C3S, o principal
componente do cimento. Uma vez iniciada a hidratação do C3S, ela se prolonga por
várias semanas. O processo de progressivo preenchimento dos espaços vazios na
pasta com os produtos da reação resulta numa diminuição na porosidade e na
permeabilidade, e um aumento na resistência. Na tecnologia do concreto o
fenômeno de ganho de resistência com o tempo é chamado de endurecimento. A
FIGURA 2.1 mostra uma representação gráfica da relação entre a química do
processo de hidratação pasta de cimento Portland comum e os fenômenos físicos
graduais de enrijecimento, pega e endurecimento com a correspondente diminuição
na porosidade e na permeabilidade.
30
FIGURA 2.1 (a) Velocidades típicas de formação dos produtos de hidratação numa pasta de cimento comum; (b) Influência da formação dos produtos de hidratação no tempo de pega, na porosidade, na permeabilidade, e na resistência da pasta de cimento. (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
EFEITO DAS CARACTERÍSTICAS DO CIMENTO NA RESISTÊNCIA E NO CALOR DE
HIDRATAÇÃO
Como as taxas de desenvolvimento de resistência dos compostos individuais do
cimento Portland variam consideravelmente, é possível mudar as características de
resistência de cimentos sua composição em compostos. Por exemplo, as
resistências iniciais aos 3, 7 e 28 dias seriam altas se o cimento contivesse
relativamente grandes quantidades de C3S e de C3A; e as resistências iniciais seriam
baixas se o cimento contivesse uma proporção maior de C2S. Da mesma forma, a
partir de considerações teóricas vistas anteriormente, a resistência final do cimento
com alto teor de C2S deveria ser maior do que aquela de um cimento de baixo C2S.
Estudos experimentais em laboratório confirmam estas expectativas FIGURA 2.2 (a).
Da mesma forma, como a composição em compostos do cimento afeta o
calor de hidratação, esperar-se-á que cimentos contendo elevado teor de C2S não
somente será de endurecimento lento, mas também de menor produção de calor de
hidratação (FIGURA 2.2 (b)).
Além da composição de compostos, as velocidades de desenvolvimento de
resistência e evolução de calor podem ser prontamente controladas ajustando-se a
finura do cimento. Por exemplo, dependendo de uma determinada composição de
compostos, fazendo uma mudança na área superficial do cimento de 320 para 450
m²/kg (Blaine), é possível aumentar a resistência à compressão da argamassa de
cimento nas idades de 1 dia, 3 dias e 7 dias por volta de 50 a 100 %, 30 a 60 % e 15
a 40 %, respectivamente. Dados típicos sobre a influência da finura na resistência
são mostrados na FIGURA 2.2 (c). Mais dados sobre a influência da composição
dos compostos, finura e temperatura de hidratação no desenvolvimento de calor são
mostrados na FIGURA 2.3 .
31
32
FIGURA 2.2 (a) Influência da composição do cimento na resistência; (b) influência da composição do cimento no calor de hidratação; (c) influência da finura do cimento na resistência. (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
FIGURA 2.3 Influência da composição de compostos, finura e temperatura de hidratação no desenvolvimento de calor de pastas de cimento (relação água/cimento = 0,40) (MEHTA; MONTEIRO, 1994)
33
TIPOS DE CIMENTO PORTLAND
Um resumo das características fundamentais dos principais compostos de
cimento Portland é mostrado no QUADRO 1.3. A partir do conhecimento das taxas
relativas de reatividade e dos produtos de hidratação dos compostos individuais é
possível projetar cimentos com características especiais tais como alta resistência
inicial, baixo calor de hidratação, alta resistência ao sulfato e moderado calor de
hidratação ou moderado resistência ao sulfato. Consequentemente a norma ASTM
C 150 especifica os seguintes 8 tipos de cimento:
Tipo I – Utilizado quando propriedades especiais especificadas para qualquer um
dos outros tipos não são exigidas. Não há limitação imposta para qualquer um dos
quatro compostos principais. (Os cimentos brasileiros correspondentes a este
tipo são CPI e CPI – S – NBR 5732)
Tipo IA – Cimento Tipo I com aditivo incorporador de ar, no qual o ar incorporado é
desejado (por exemplo, para fazer concreto resistente ao gelo) (Não existe o
cimento correspondente brasileiro).
Tipo II – Uso geral, especialmente quando se deseja moderada resistência ao
sulfato ou moderado calor de hidratação. Como o C3A e o C3S produzem calores
de hidratação elevados, a Especificação limita o teor de C3A do cimento a um
máximo de 8 %, e tem um limite opcional máximo de 58 % sobre a soma de C3A e
C3S (este limite se aplica quando um moderado calor de hidratação é exigido e não
existem resultados de ensaio para calor de hidratação). (Os cimentos brasileiros
correspondentes a este tipo são CPII – E, CPII – Z –RS, CPII – F –RS, CPIII –RS
e CPI V– RS)
34
Tipo IIA – Cimento Tipo II com aditivo incorporador de ar. Onde o ar incorporado é
desejado. (Não existe o cimento correspondente brasileiro).
Tipo III – Para uso quando alta resistência inicial é desejada. Para assegurar que
a alta resistência inicial não seja devida principalmente aos produtos de hidratação
do C3A, a Especificação limita o teor de C3A do cimento a um máximo de 15 %.
Deve ser notado da FIGURA 2.2 que a alta resistência do cimento Portland
Tipo III é em parte devida a maior área especifica de aproximadamente 500 m²/kg
Blaine, ao invés de 330 a 400 m²/kg para o cimento Portland Tipo I. (O cimento
brasileiro correspondente a este tipo é CPV – ARI – NBR5733)
Tipo IIIA – Cimento Tipo III com aditivo incorporador de ar, onde o ar incorporado é
desejado. (Não existe o cimento correspondente brasileiro).
Tipo IV – Utilizado quando se deseja baixo calor de hidratação. Como o C3A e o
C3S produzem elevado calor de hidratação, mas o C2S libera muito menos calor, a
Especificação exige limites máximos de 35% e 7% sobre o C3S e o C3A,
respectivamente, e fixa um mínimo de 40 % de C2S no cimento. (Os cimentos
brasileiros que mais se aproximam são CPIII (NBR 5735) e CPIV (NBR 5736))
Tipo V – Utilizado quando se deseja alta resistência ao sulfato. A Especificação
exige um limite máximo de 5% no C3A que se aplica quando o ensaio de expansão
por sulfato não é exigido. Deve ser observado que o produto final de hidratação de
cimentos contendo mais de 5% potencial de C3A, calculado pelas equações de
Bogue, é o monossulfoaluminato hidratado que é instável quando exposto solução
de sulfato; a etringita é o produto estável em ambientes de sulfato, e a conversão do
monossulfoaluminato em etringita é geralmente associada à expansão e fissuração.
De acordo com NBR 5737 de 1992, os cinco tipos básico de cimento – CPI, CPII,
35
CPIII, CPIV e CPV ARI – podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se
enquadrem em pelo menos uma das seguintes condições abaixo:
a) Teor de aluminato de cálcio no clínquer e teor de adições carbonáticas de no
máximo 8% e 5%, em massa, respectivamente;
b) Cimento do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória
granulada de alto-forno, em massa;
c) Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material
pozolânico, em massa;
d) Cimentos que apresentarem antecedentes de resultados de ensaios de longa
duração ou obras que comprovem resistência aos sulfatos.
QUADRO 1.3 Compostos Principais do Cimento Portland e suas características.
ComposiçãoAproximada
3CaO.SiO2 β2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3
FórmulaAbreviada
C3S C2S C3A C4AF
Nome comum
Alita Belita -- Fase Ferrita Fss
PrincipaisImpurezas
MgO, Al2O3,
Fe2O3
MgO, Al2O3,
Fe2O3
SiO2, MgO,Álcalis
SiO2, MgO,
Sistema cristalino
Monoclínico MonoclínicoCúbico,
Ortorrômbico
Monoclínico
Proporção dos
CompostosPresentes
Intervalo de Variação
30-65 10-40 0-15 5-15
Média no cimentocomum
50 25 8 8
Velocidade de
Reação com água
média lenta rápida média
Contribuição para a
resistênciaNas
primeiras boa pequena boa boa
36
idadesNas últimas
idadesboa excelente média média
Calor de hidratação
Típico (cal/g)
médio120
baixo60
elevado320
médio100
Embora a Norma ASTM C 150 prescreva a produção e uso de cimentos
Portland com ar incorporado, os produtores de concreto norte-americanos preferem
cimentos sem ar incorporado porque a aplicação de aditivos incorporadores de ar
durante a fabricação do concreto oferece melhor controle para obter a quantidade
desejada e a distribuição do ar no produto. Consequentemente há uma pequena
demanda pelos cimentos com ar incorporado. Do mesmo modo, cimentos de baixo
calor de hidratação não são mais produzidos nos Estados Unidos porque o uso de
adições minerais no concreto oferece, em geral, um meio mais barato de controlar a
elevação de temperatura. Deve ser observado que mais de 90% dos cimentos
produzidos nos EEUU pertencem às classes ASTM Tipo I e II, aproximadamente ao
Tipo III, e o resto para cimentos especiais, tal como cimento para poços de petróleo
que compreende aproximadamente 5% da produção total de cimentos.
As composições de compostos típicas dos cimentos Portland normalmente
disponíveis nos EEUU são mostradas na QUADRO 1.4. Importantes características
das exigências físicas de acordo com a ASTM C 150, com relação aos métodos
de ensaio, estão resumidas na QUADRO 1.5. Os métodos de ensaio e as
especificações são úteis principalmente para os objetivos de controle do cimento;
eles não devem ser usados para estimar as propriedades do concreto que, entre
outros fatores, são grandemente influenciados pela relação água/cimento,
temperatura de cura, e interação entre cimento e aditivos, quando for o caso. Por
exemplo, comparado com as condições padrões de ensaio, o tempo de pega de um
cimento aumentará com o aumento da relação água cimento e diminuirá com o
abaixamento da temperatura.
Os padrões do cimento no mundo são geralmente similares em princípio, mas
variam um do outro em menores detalhes. Entretanto, algumas exceções devem ser
notadas. Por exemplo, os padrões de cimento não diferenciam o Tipo I do Tipo II de
cimento Portland da ASTM. Também a maioria dos padrões de cimento não apóia o
37
ensaio de expansão em autoclave e a especificação C 150 de estabilidade de
volume, porque o comportamento de hidratação do cimento Portland é
consideravelmente distorcido sob as condições de autoclave, e porque uma
correlação nunca foi demonstrada entre a expansão máxima permissível de acordo
com o ensaio de estabilidade de volume do cimento em serviço. Ao invés disso, o
ensaio de Le Chatelier, que envolve a exposição de uma pasta de cimento à água
em ebulição (e não as condições de autoclave), é preferido.
QUADRO 1.4 Composição típica dos compostos dos vários tipos de cimentos Portland nos EEUU
Tipo da ASTM C 150
Descrição Geral
Variação da proporção dos componentes (%)C3S C2S C3A C4AF
I Emprego Geral 45-55 20-30 8-12 6-10II MRS e MCH 40-50 25-35 5-7 6-10III ARI 50-65 15-25 8-14 6-10IV RS 40-50 25-35 0-4 10-20
MRS – moderada resistência aos sulfatos; MCH – Moderado calor de hidrataçãoARI – alta resistência inicial; RS – resistente aos sulfatos
QUADRO 1.5 Principais requisitos físicos e características essenciais dos ensaios da ASTM para cimentos Portland.
Exigências da ASTM C 150
Tipo I Tipo II Tipo III Tipo V Método de ensaio
Finura:mínimo (m²/kg)
280 280 nenhum 280
O Método ASTM C 204 cobre a determinação da finura dos cimentos usando o aparelho de permeabilidade ao ar de Blaine. A finura é expressa em área superficial do cimento.
Estabilidade devolume, autoclave:
Expansão (%)0,8 0,8 0,8 0,8
O Método ASTM C 151 cobre a determinação da estabilidade de volume dos cimentos medindo a expansão de prismas de pasta de cimento curados normalmente por 24 horas e subsequentemente a 2 MPa de pressão de vapor de água no autoclave por 3 horas.
Tempo de iniciode pega, mínimo
(min)
45 45 45 45 O Método ASTM C 191 cobre a determinação do tempo de pega de pastas de cimento usando o aparelho de Vicat. O tempo de início de pega é obtido quando uma agulha de 1 mm é capaz de penetrar até 35 mm de
38
profundidade em uma pasta fresca num pote tronco-cônico de 40 mm de altura.
Tempo de fimde pega, máximo
(min)375 375 375 375
O tempo de fim de pega é obtido quando uma agulha com um orifício de 5mm não penetra visivelmente na pasta.
Resistência à compressão: mínimo (MPa)
1 dia no ar úmido nenhum nenhum 12,4 nenhumO Método ASTM C 109 cobre a determinação da resistência à compressão de cubos de argamassa compostos de 1 parte de cimento, 0,485 partes de água e 2,75 partes de areia normal em massa.
1 dia no ar úmido + 2 dias na água
12,4 10,3a 24,1 8,3
1 dia no ar úmido + 6 dias na água
19,3 17,2a nenhum 15,2
1 dia no ar úmido + 27 dias na água
nenhumb nenhumb nenhum 20,7
a As resistências mínimas à compressão aos 3 e 7 dias devem ser 6,0 MPa e 11,7 MPa, respectivamente, quando o calor de hidratação opcional ou os limites químicos da soma de C3S e C3A são especificados.b Quando especificamente exigido, os valores mínimos da resistência aos 28 dias para os cimentos Tipo I e Tipo II devem ser 27,6 MPa.
ANEXOS
QUADRO 1.6 Equivalência entre os cimentos americanos e os brasileiros
Denominação Sigla/Tipo Norma Denominação Sigla Norma
Portland IASTM C
150Portland Comum CP I
NBR 5732
-- -- --Portland Comum com
AdiçãoCP I-S
Slag-Modified Portland I (SM)ASTM C
595Portland Composto
com EscóriaCP II-E
NBR 11.578
Pozzolan-Modified Portland I (PM)ASTM C
595Portland Composto
com PozolanaCP II-Z
NBR 11.578
-- -- --Portland Composto
com FillerCP II-F
NBR 11.578
Portland Blast-Furnace Slag ISASTM C
595Portland de Alto
FornoCP III
NBR 5735
Portland Pozzolan IPASTM C
595Portland Pozolânico CP IV
NBR 5736
Portland with High Early Strength
IIIASTM C
150Portland de Alta
Resistência InicialCP V-ARI
NBR 5733
Portland with moderate Sulfate Resistence
IIASTM C
150Portland with High Sulfate
ResistanceV
ASTM C 150
Portland Resistente a Sulfatos
CP I-S RS
NBR 5733
Slag Modified Portland – Moderate Sulfate resistance
I (SM) MSASTM C
595Portland Resistente a
SulfatosCP II E
RSNBR 5733
Pozzolan Modified Portland – Moderate Sulfate resistance
I (PM) MSASTM C
595Portland Resistente a
SulfatosCP II Z
RSNBR 5733
Portland Blast furnace Slag – Moderate Sulfate resistance
IS (MS)ASTM C
595Portland Resistente a
SulfatosCP II F
RSNBR 5733
Portland Pozzolan – Moderate sulfate resistance
IP (MS) P (MS)
ASTM C 595
Portland Resistente a Sulfatos
CP IIIRS
NBR 5733
39
1.11 - NORMAS BRASILEIRAS PARA O CIMENTO PORTLAND
NBR 5732 (1991) Cimento Portland comum, (EB – 1)
NBR 11758 (1991) Cimento Portland Composto, (EB – 2138)
NBR 5735 (1991) Cimento Portland de Alto Forno, (EB – 208)
NBR 5736 (1991) Cimento Portland Pozolânico, (EB – 758)
NBR 5733 (1991) Cimento Portland de Alta Resistência Inicial, (EB – 2)
NBR 5737 (1992) Cimento Portland Resistente a Sulfatos, (EB – 903)
NBR 12.989 (1993) Cimento Portland Branco
NBR 13.116 (1994) Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação
40
QUADRO 1.1 Tipos de Cimento Portland
Cimento Nome Classe*
Composição (%) fc**
Clínquer + gesso
Escória Pozolana Filler (MPa)
CP I C P Comum 25-32-40 100 - - - 25-32-40
CP I – S C P c/ Adição 25-32-40 99-95 - 1 – 5 - 25-32-40
CP II – E C P Composto com Escória 25-32-40 94-56 6 – 34 - 0 – 10 25-32-40
CP II – Z C P Composto com Pozolana 25-32-40 94-76 - 6 – 14 0 – 10 25-32-40
CP II – F C P Composto com Filler 25-32-40 94-90 - - 0 – 10 25-32-40
CP III C P Alto Forno 25-32-40 65-25 35 – 70 - 0 – 5 25-32-40
CP IV C P Pozolânico 25-32 5 – 45 15 -50 0 – 5 25-32
CP V ARI C P Alta Resistência Inicial - 100-95 - - 0 – 5 fc7*** = 34
CPB (não estrutural) C P Branco Não Estrutural - 74-50 - - 26 – 50 10
CPB – Estrutural C P Branco Estrutural 25-32-40 75 - - 25 25-32-40
CP I – S – BC C P Baixo Calor de Hidratação 32 - - - 25 32
CP III – BC C P Baixo Calor de Hidratação 32 - - - - 32
CP IV – BC C P Baixo Calor de Hidratação 32 - - - - 32
(*) A classe indica a resistência à compressão com a água de consistência normal na pasta(**) Carga de ruptura medida no 28º dia de cura(***) Carga de ruptura medida no 7º dia de cura.
QUADRO 1.2 Exigências físicas dos cimentos segundo as normas brasileiras
CimentoClass
e
FinuraTempo de
PegaExpansibilidade Le
ChatelierResistência à Compressão
#200 Blaine Inicio Fim Frio Quente 1 dia3
dias7
dias28 dias
(75μm) (m²/kg) (h) (h) (mm)(mm)
(MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
25 ≤ 12 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0CPI 32 ≤ 12 ≥ 260 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,0
40 ≤ 10 ≥ 280 ≥ 15,0 ≥25,0 ≥40,025 ≤ 12 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPI-S 32 ≤ 12 ≥ 260 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,040 ≤ 10 ≥ 280 ≥ 15,0 ≥25,0 ≥40,025 ≤ 12 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPII-E 32 ≤ 12 ≥ 260 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,040 ≤ 10 ≥ 280 ≥ 15,0 ≥25,0 ≥40,025 ≤ 12 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPII-Z 32 ≤ 12 ≥ 260 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,040 ≤ 10 ≥ 280 ≥ 15,0 ≥25,0 ≥40,025 ≤ 12 ≥ 240 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPII-F 32 ≤ 12 ≥ 260 ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,040 ≤ 10 ≥ 280 ≥ 15,0 ≥25,0 ≥40,025 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPIII 32 ≤ 8 -- ≥ 1 ≤10 ≤ 5 ≤ 5 -- ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,040 ≥ 12,0 ≥23,0 ≥40,025 ≥ 8,0 ≥15,0 ≥25,0
CPIV ≤ 8 -- ≥ 1 ≤12 ≤ 5 ≤ 5 --32 ≥ 10,0 ≥20,0 ≥32,0
CPV-ARI
-- ≤ 8 ≥ 300 ≥ 1 ≤12 ≤ 5 ≤ 5 ≥14,0 ≥ 24,0 ≥34,0 --
RS 40 ≥ 300 ≥ 1 ≤12 ≤ 5 ≤ 5 ≥11,0 ≥ 24,0 ≥34,0 --
QUADRO 1.3 Exigências químicas dos cimentos segundo as normas brasileiras
Tipos decimento
NomeResíduoInsolúvel
(%)
Perda ao
Fogo (%)
Teores de óxidos (%)
MgO SO3
CO2
CPI Cimento Portland comum ≤ 1,0 ≤ 2,0 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 1,0CPI-S Cimento Portland c/ adiçao ≤ 5,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 3,0CPII-E Cimento Portland composto c/ Escória ≤ 2,50 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0
CPII-ZCimento Portland composto c/
Pozolana≤ 16,0 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0
CPII-F Cimento Portland composto c/ Filler ≤ 2,5 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0CPIII Cimento Portland de Alto Forno ≤ 1,5 ≤ 4,5 -- ≤ 4,0 ≤ 3,0CPIV Cimento Portland Pozolânico -- ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 3,0
CPV-ARICimento Portland de alta resistência
inicial≤ 1,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 (*) ≤ 3,0
RS Cimento Portland resistente a sulfato -- ≤ 4,5 ≤ 6,5 (*) ≤ 3,0(*) ≤ 3,5 % para C3A 8,0 % e ≤ 4,5 % para C3A >8,0 %
QUADRO 1.4 Métodos de ensaios químicos e físicos normalizados
Sigla da Norma
Título da Norma
NBR NM 11-2/04
Cimento portland – Análise química –Método optativo para determinação de óxidos principais por complexometria
NBR NM 13/04
Cimento portland – Análise química – Determinação do óxido de cálcio livre pelo etileno glicol.
NBR NM 15/04
Cimento portland – Análise química – Determinação do resíduo insolúvel.
NBR NM 16/04
Cimento portland – Análise química – Determinação do anidrido sulfúrico.
NBR NM 17/04
Cimento portland – Análise química – Método de arbitragem para a determinação do óxido de sódio e óxido de potássio por fotometria de chama.
NBR NM 18/04
Cimento portland – Análise química – Determinação da perda ao fogo.
NBR NM 19/04
Cimento portland – Análise química – Determinação de enxofre na forma de sulfeto.
NBR NM 20/04
Cimento Portland e suas matérias-primas – Análise química – Determinação do dióxido de carbono por gasometria.
NBR 14.832/0
2
Cimento Portland e clínquer – Análise química – Determinação de cloretos pelo método dos íons seletivos – método de ensaio.
NBR 7215/96
Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão
NBR 11.582/9
1Cimento Portland – Determinação da expansibilidade de Le Chatelier
NBR 11.579/9
1
Cimento Portland – Determinação da finura por meio da peneira 75 micrometros (nº 200)
NBR 12.826/9
3
Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação do índice de finura por meio do peneirador aerodinâmico.
NBR NM 43/03
Cimento Portland – Determinação da pasta de consistência normal.
NBR NM 65/03
Cimento Portland – Determinação do tempo de pega..
NBR NM 23/01
Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa especifica.
NBR NM 76/98
Cimento Portland – Determinação da finura pelo método da permeabilidade ao ar (Método de Blaine).
NBR 5753/92
Cimento Portland Pozolânico – Determinação da pozolanicidade.
NBR 5754/92
Cimento Portland – Determinação do teor de escoria granulada de alto forno por microscopia.
NBR 12.006/9
0
Cimento Portland – Determinação do calor de hidratação pelo método da garrafa de Langavant.
NBR 13.583/9
6
Cimento Portland – Determinação da variação dimensional das barras de argamassa de cimento Portland expostas à solução de sulfato de sódio
43
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MEHTA, Povindar Kumar; MONTEIRO, Paulo José Melaragno. Concrete:
Structure, properties and materials. 2 Ed. Prentice Hall, Inc. Englewood Cliffs,
New Jersey, USA. 1993, 548 p.
MEHTA, Povindar Kumar. Concrete: Structure, properties and materials.
Englewood Cliffs, New Jersey, USA. 1994. 573 p.
KOSMATKA, Steven H.; KERKHOFF, Beatrix; PANARESE, William C. Design
and control of concrete mixtures, EB001, 14th edition, Portland Cement
Association. Skokie, Illinois, USA, 2002, 372 p.
IBRACON – INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO. Concreto: ensino,
pesquisa e realizações. São Paulo: Ipsis Gráfica e Editora 2005. 2v.
PETRUCCI, Eládio Gerardo R. Concreto de cimento Portland. 13 ed. São
Paulo: Editora Globo. 1978. 306 p.
44
