1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO I
Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.
Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

2. EVOLUÇÃO HISTÓRICA
EVOLUÇ HISTÓ
• O homem empregava os materiais assim como os encontrava na natureza; não
os trabalhava. Com o tempo, ele aprendeu a modelá-los e adaptá-los às suas
necessidades .
Na construção predominavam a pedra, a madeira e o barro. Os metais eram
empregados em menor escala, e, ainda menos, os couros e as fibras vegetais.
Com o aumento das exigências, o homem passou a demandar materiais mais
resistentes, de maior durabilidade e melhor aparência.
Para grandes vãos e cargas: pedra e argila concreto concreto armado
concreto protendido.
A tecnologia avança com rapidez e o engenheiro precisa estar atualizado
para poder aproveitar as técnicas mais avançadas, utilizando materiais de
melhor padrão e menor custo.

3. Cimento Portland
• Cimento, na acepção geral da palavra, pode ser considerado todo
material com propriedades adesivas e coesivas capaz de unir
fragmentos de minerais entre si de modo a formar um todo
compacto.
• A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU, que
designava na velha Roma, espécie de pedra natural de rochedos e
não esquadrejada.
• A ASTM C 150 define Cimento Portland como um aglomerante
hidráulico produzido pela moagem do clínquer, que consiste
essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com
uma ou mais formas de sulfatos de cálcio como um produto de
adição.

4. Cimento Portland
• HISTÓRICO
• A origem do cimento remonta cerca de 4.500 anos. Os imponentes
monumentos construídos pelos antigos egípcios já utilizavam uma liga
constituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas
e romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de
terras de origem vulcânica da ilha grega de Santorino ou da cidade italiana
de Pozzuoli, que possuem propriedades de endurecimento sob a ação da
água.
• Os gregos e romanos usavam calcário calcinado e aprenderam,
posteriormente, a misturar cal e água, areia e pedra fragmentada, tijolos
ou telhas em cacos. Foi o primeiro concreto da história.

5. Cimento Portland
• HISTÓRICO
• A sílica ativa e a alumina das cinzas vulcânicas reagia com a cal
produzindo o que hoje se conhece como cimento pozolânico, devido
ao nome da cidade de Pozzuoli, próxima ao Vesúvio, onde as cinzas
vulcânicas foram encontradas pela primeira vez.
• A fabricação de cimento era conhecida desde os romanos 2000
anos atrás, mas esta arte foi perdida durante o período negro da
idade média, até ser redescoberto industrialmente na virada deste
século. O cimento era produzido inicialmente em fornos verticais, e
sua exploração industrial começou com a invenção do forno
rotativo e do moinho de tubo.

6. Cimento Portland
• HISTÓRICO
• O grande passo seguinte no desenvolvimento do cimento
foi dado, em 1756, pelo inglês John Smeaton, que
consegue um produto de alta resistência por meio de
calcinação de calcários moles e argilosos. Em 1818, o
francês Vicat obtém resultados semelhantes aos de
Smeaton, pela mistura de componentes argilosos e
calcários. Ele é considerado o inventor do cimento
artificial.

7. Cimento Portland
• HISTÓRICO
• Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin
queimou juntamente pedras calcárias e argila,
transformando-as num pó fino. Percebeu que
obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se
tão dura quanto as pedras empregadas nas
construções. A mistura não se dissolvia em água e
foi patenteada pelo construtor no mesmo ano,
com o nome de cimento Portland, que recebe esse
nome por apresentar cor e propriedades de
durabilidade e solidez semelhantes às rochas da
ilha britânica de Portland.

8. Cimento Portland
• HISTÓRICO
• No Brasil, a primeira tentativa de fabricação do cimento
Portland aconteceu em 1888, quando o comendador
Antônio Proost Rodovalho instalou em sua fazenda na
cidade de Santo Antônio, interior de São Paulo, uma
pequena indústria. A Usina Rodovalho, operou de 1888
a 1904 e foi extinta definitivamente em 1918.

9. Cimento Portland
• Os constituintes principais do cimento utilizado na
construção civil são os calcários. Os cimentos que
interessam no preparo do concreto têm a propriedade de
endurecer mesmo dentro d’água, devido as reações
químicas com este elemento, sendo denominados
cimentos hidráulicos.
• Os cimentos hidráulicos são constituídos
principalmente por silicatos e aluminatos de cálcio e
podem ser classificados de forma ampla como cimentos
naturais, cimentos Portland e cimentos aluminosos.

10. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• O Brasil ocupa a sexta posição na produção mundial de
cimento, ficando atrás da China(33,49%), Estados Unidos
(5,62%), Índia (5,60%), Japão (5,13%) e Coréia do Sul
(3,54%). A região Sudeste concentra 54% da produção,
seguida pelas regiões Nordeste (19%), Sul(15%), Centro-
Oeste (9%) e Norte (3%). Dispõe de um parque industrial
de última geração e alto grau de desenvolvimento,
comparável aos principais produtores mundiais.

11. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• Sendo os silicatos de cálcio, os principais constituintes do cimento
Portland, as materiais primas para a produção do cimento devem
suprir cálcio e sílica em formas e proporções adequadas.
• Os materiais de carbonato de cálcio, que ocorrem naturalmente
como pedra calcária, giz, mármore e conchas do mar, são as fontes
industriais comuns de cálcio, tendo argila e dolomita como as
principais impurezas. Argilas e xistos argilosos, ao invés de
quartzo e arenitos, são as fontes preferidas de sílica suplementar
na mistura de matérias-primas para a produção de silicatos de
cálcio, pois a sílica quartzíca não reage facilmente.

12. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• As argila também contém alumina, e freqüentemente óxido de
ferro e álcalis.
• A presença de Al2O3, Fe2O3, MgO e álcalis na mistura de matérias-
primas tem um efeito mineralizante na formação de silicatos de
cálcio. Portanto, quando não estão presentes em quantidades
suficientes de Al2O3 e Fe2O3 nas materiais primas principais, estes
são propositadamente incorporados à mistura por adição de
materiais secundários como a bauxita e o minério de ferro. Como
resultado além dos silicatos de cálcio, o produto final também
contém aluminatos e ferroaluminatos de cálcio.

13. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• Obtenção do Clinquer:
• Matéria-prima calcinação composto anidros (Clinquer)
• α 1400 C
• O Cimento é fabricado com 75-80% de calcário e 20-25% de argila, ou
por outros componentes que contenham os mesmos componentes
químicos. A matéria prima é tirada das minas, britada e misturada nas
proporções corretas. Esta mistura é colocada em um moinho de matéria
prima e posteriormente cozidas em um forno rotativo, a temperatura de
1450 °C. Esta mistura cozida sofre uma série de reações químicas
complexas deixando o forno com a denominação de clínquer.
• O produto resultante se encontra em forma de esferas irregulares
compactadas com cerca de 0,5 a 3 cm de diâmetro nesta forma ainda não
se tem propriedades hidráulicas satisfatórias.

14. Cimento Portland
• Os clínqueres são nódulos de 5 a 25mm de
diâmetro de um material sinterizado, produzido
com o aquecimento, a altas temperaturas, de uma
mistura de matérias-primas de composição pré-
determinada.

15. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• O pó resultante tem grande avidez por água e se posto em contato com
está , endurece imediatamente.
• A operação final no processo de produção do cimento Portland consiste
na moagem do Clinquer em partículas menores que 75 µm.
Aproximadamente 5% de Gipsita ou de sulfato de cálcio é usualmente
moída junto com o Clinquer com finalidade de controlar as reações
iniciais de pega e endurecimento, pois este processo seria muito rápido se
água fosse adicionada ao clíquer puro.

16. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• Dois métodos ainda são utilizados para a fabricação de cimento: processo
seco e o processo úmido. Nos dois métodos os materiais são extraídos das
minas e britados de forma parecida, a diferença porém é grande no
processo de moagem, mistura e queima. Dos dois métodos produz-se
clínquer e o cimento final é idêntico nos dois casos.
• No processo úmido a mistura é moída com a adição de aproximadamente
40% de água, entra no forno rotativo sob a forma de uma pasta de lama.
No processo seco a mistura é moída totalmente seca e alimenta o forno em
forma de pó. Para secar a mistura no moinho aproveita-se os gases
quentes do forno ou de gerador de calor.

17. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• O processo úmido foi o originalmente utilizado para o inicio de
fabricação industrial de cimento e é caracterizado pela
simplicidade da instalação e da operação dos moinhos e fornos.
Além disso consegue-se uma excelente mistura e produz muito
pouca sujeira necessitando de sistemas bem primitivos de
despoeiramento.
• O processo seco tem a vantagem determinante de economizar
combustível já que não tem água para evaporar no forno.
Comparativamente, um forno de via úmida consome cerca de 1250
kcal por kg de clinquer contra 750 kcal de um forno por via seca.

18. Cimento Portland
• FABRICAÇÃO
• ESQUEMA DE FABRICAÇÃO
• Transporte de matéria prima → britagem de calcário →
armazenamento de calcário e da argila → moinho de
brita → silo de farinha → pré aquecedor → forno →
resfriamento → silo de clínquer e silo Gipsita →
mistura → moagem final → silos de cimento →
ensacamento

19. Cimento Portland

20. Cimento Portland

21. Cimento Portland

22. Cimento Portland

23. Cimento Portland
Cimento não é como vinho (quanto mais velho
melhor)
Os estoques de cimento devem ser dimensionados de tal forma
que o prazo de validade do cimento não seja ultrapassado.
A norma brasileira estipula a validade do cimento em 90 dias.

24. PARA REFLETIR...