Cimento

O cimento Portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a ação da água. Depois de endurecido o cimento Portland não se decompõe mais, ainda que sofra novamente ação da água.

As características e propriedades desses concretos vão depender da qualidade e proporções dos materiais com que são compostos. Dentre eles, entretanto, o cimento é o mais ativo, do ponto de vista químico. Pode-se dizer que o cimento é o principal responsável pela transformação da mistura dos materiais componentes dos concretos no produto final desejado. Portanto, é de fundamental importância utilizá-lo corretamente. Para isto, é preciso conhecer bem suas características e propriedades, para poder aproveitá-las da melhor forma possível na aplicação que se tem em vista.

Em função dos agregados a utilizar e das condições ambientais, de forma a inibir o desenvolvimento de reações expansivas, será recomendável, em muitos casos, a utilização de cimentos com baixos teores de álcalis.

Por outro lado, é necessário considerar os aspectos da contra-indicação de alguns tipos de cimento, diante da atuação de determinados agentes agressores, como, por exemplo, no caso dos cimentos CPV – ARI em obras de grande volume de concreto, em que se afiguram como grandes as probabilidades de ocorrência de retrações significativas ou de hipersensibilidade à ação de gradientes térmicos, ou ainda no caso dos cimentos de alto-forno.

A princípio não há nenhuma restrição com relação ao tipo de cimento que será empregado na confecção do concreto, embora exista alguma restrição ao cimento de alta resistência inicial (Tipo V), em função de uma possível maior retração hidráulica, causada por teores mais elevados de C3A (aluminato tricálcio) e maiores finuras.

Existem diversos exemplos de pisos executados com cimento de alta resistência inicial, coroados de sucesso. Esses cimentos têm geralmente tempo de início de pega curto, facilitando as operações de acabamento do concreto e reduzindo o período em que ocorre a exsudação.

Em que pese à possibilidade de se ajustar, através de dosagens adequadas, os diversos tipos de cimento às mais diversas aplicações, a análise das suas características e propriedades, já mostra que certos tipos são mais apropriados para determinados fins do que outros.

O quadro 4 mostra de maneira simplificada, de que forma os diversos tipos de cimento agem sobre as argamassas e concretos de função estrutural, com eles constituídos.

Quadro 4: Ação dos cimentos sobre argamassas e concretos.

Tipo de cimento portland Propriedade Comum e

composto Alto-forno Pozolânico

Alta resistência inicial Resistente aos sulfatos Branco estrutural Baixo calor de hidratação Resistência à compressão Padrão Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Menor nos primeiros dias e maior no final da cura Muito maior nos primeiros dias Padrão Padrão Menor nos primeiros dias e padrão no final da cura Calor gerado na reação do cimento com a água

Padrão Menor Menor Maior Padrão Maior Menor

Impermeabilidade Padrão Maior Maior Padrão Padrão Padrão Padrão

Resistência aos agentes agressivos (água do mar e de

esgotos)

Padrão Maior Maior Menor Maior Menor Maior

Durabilidade Padrão Maior Maior Padrão Maior Padrão Maior Fonte: ABCP (2002, p. 21).

O quadro 4 aponta quais os tipos de cimento disponíveis no mercado podem ser usados nas mais diferentes aplicações em estruturas.

Quadro 5: Aplicação dos diferentes tipos de Cimento Portland.

Aplicação Tipos de cimento portland Argamassa de revestimento e assentamento de

tijolos e blocos

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV).

Argamassa de assentamento de azulejos e ladrilhos

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F) e Pozolânico (CP IV).

Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrilhos Branco (CPB)

Concreto simples (sem armadura) Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Concreto magro (para passeios e enchimentos) Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Concreto armado com função estrutural Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco

Estrutural (CPB Estrutural) Concreto protendido com protensão das barras

antes do lançamento do concreto

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-Z, CP II-F), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto protendido com protensão das barras após o endurecimento do concreto

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco

Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto armado para desfôrma rápida, curado por aspersão de água ou produto químico

de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto- Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Branco

Estrutural (CPB Estrutural)

Concreto armado para desfôrma rápida, curado a vapor ou com outro tipo de cura térmica

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco

Estrutural (CPB Estrutural)

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento curados por aspersão de água

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco

Estrutural (CPB Estrutural) (VER NOTA) (*) Elementos pré-moldados de concreto e artefatos

de cimento para desfôrma rápida, curados por aspersão de água

de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F) e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para desfôrma rápida, curados a vapor

ou com outro tipo de cura térmica

Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Pavimento de concreto simples ou armado Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Pisos industriais de concreto Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Concreto arquitetônico Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Argamassa armada (VER NOTA) (*) Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural)

Solo-Cimento Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

Argamassas e concretos para meios agressivos

(água do mar e de esgotos) de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Resistente a Sulfatos Concreto-massa De Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e de Baixo Calor de Hidratação

Concreto com agregados reativos Comum (CP I, CP I-S), Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV)

NOTA: (*) Dada a pouca experiência que se tem no Brasil sobre uso do CP III e do CP IV na argamassa armada deve-se consultar um especialista antes de especificá-los para esse uso.

O quadro 6 mostra as características dos tipos de cimento. Esse conhecimento é importante no momento de escolher um determinado tipo, pois dele dependerá a durabilidade do concreto. Isso obriga a um conhecimento do tipo de obra que será realizada e do ambiente onde esta exercerá sua função.

Quadro 6: Cimentos Portland nacionais - Exigências químicas.

Tipo de cimento Portland Resíduo insolúvel (%) Perda ao fogo (%) MgO (%) SO3 (%) CO2 (%) S (%) CPI ≤ 1,0 ≤ 2,0 ≤ 1,0 - ≤ 6,5 ≤ 4,0 CPI-S ≤ 5,0 ≤ 4,5 ≤ 3,0 - CP II- E ≤ 2,5 - CP II- Z ≤ 16,0 ≤ 6,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 5,0 - CP II F ≤ 2,5 - CP III ≤ 1,5 ≤ 4,5 - ≤ 4,0 ≤ 3,0 1,0(1) CP IV(2) (3) -4 ≤ 4,5 ≤ 6,5 ≤ 4,0 ≤ 3,0 - ≤ 3,5 CP V- ARI ≤ 1,0 ≤ 4,5 ≤ 6,5 _≤4,5(5) ≤ 3,0 -

NOTA: (1) Ensaio facultativo.

(2) A atividade pozolânica do cimento, determinada conforme a NBR 5753, deve ser positiva. (3) O teor de material pozolânico, determinada conforme a NBR 5752, deve estar entre 15% e 40%. (4) O teor de material pozolânico deve ser determinado pelo ensaio de resíduo insolúvel (MB 511). (5) O teor de SO3 igual a 3,5% aplica-se quando C3A ≤ 8,0 e 4,5% quando C3A ≥ 8,0%.

Fonte: ABCP - BT-106 (2002, p. 20).

Os projetos de estruturas duráveis em ambientes agressivos devem ater-se ao uso dos cimentos CPIII ou CPIV, rejeitando sumariamente, nesses casos, os cimentos CPII e CPV (ARI). Essa opção exigirá, como condição indispensável, a aceitação de que obras em ambientes agressivos devem adotar prazos mais dilatados de desfôrma e de remoção de escoramentos, em razão das características dos cimentos escolhidos.

A qualidade efetiva do concreto na obra deve ser assegurada por corretos procedimentos de mistura, transporte, lançamento, adensamento, cura e desfôrma, os quais têm efeito relevante nas camadas superficiais do concreto da estrutura e no concreto como um todo, em face da influência das camadas superficiais nas propriedades de difusividade, permeabilidade e absorção capilares de água e gases.

Embora a resistência à compressão não seja, por si só, uma medida suficiente da durabilidade do concreto, porquanto esta depende das camadas superficiais do concreto da

estrutura, decidiu-se em vários estudos fazer referência às classes de resistência por ser esta a propriedade mais consagrada nos projetos estruturais. Na fixação dos parâmetros de relação água-cimento máxima e classe de resistência mínima adotadas pela NBR6118 (2003) levaram-se em consideração os resultados constantes no quadro 7.

Quadro 7: Resultados em MPa, obtidos em ensaios realizados para determinação de resistência à compressão aos 28 dias de concretos, em função da relação A/C, para vários tipos de cimento. Relação A/oC Tipo de cimento 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 CP I - 32 28 32 37 41 47 CP II – 32 24 28 31 35 39 CP II – 40 28 32 36 41 46 CP III – 32 23 27 31 36 41 CP III – 40 27 32 37 42 49 CP IV – 32 24 28 32 36 41 CP V – ARI/RS 30 33 38 42 46 CP V - ARI 33 38 42 47 53 Fonte: Comitê CT 301 (2003).

A figura 4 demonstra a evolução média de resistência à compressão dos distintos tipos de cimento Portland.

01 03 07 28 20 10 30 40 50 60 R E S IT Ê N C IA À C O M P R E N S S Ã O ( M P a) CPV CP III CP IV CP II CP I-S

Figura 4: Evolução média de resistência à compressão dos distintos tipos de cimento Portland. Fonte: ABCP - BT-106 (2002).