Histórico

A palavra CIMENTO é originada do latim

cæmentu

, “união”. Na Roma antiga, já se usava uma pedra natural de rochedos com este nome.

Sua origem remonta há cerca de 4500 anos. Os egípcios já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas e romanas, foram construídas com uso de solo vulcânico que possuíam propriedades de endurecimento sob a ação da água.

O grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado por John Smeaton, que conseguiu obter um produto de alta resistência por meio da calcinação de calcários.

Em 1818, Vicat obteve resultados semelhantes ao de Smeaton pela mistura de componentes argilosos e calcários. Ele é considerado o inventor do cimento artificial.

Em 1824, Joseph Aspdin queimou

conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após seca, tornava-se tão dura quanto às pedras de construção. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, por ser semelhante à rochas calcárias de ilha britânica de Portland.

Histórico

Com o tempo, a melhoria de sua qualidade de fabricação veio principalmente de avanços tecnológicos no projeto dos fornos que aumentam a uniformidade do clínquer e das técnicas de controle.

Os avanços tecnológicos foram expressivos no mundo todo, mas o princípio de fabricação permanece o mesmo até os nossos dias, ou seja, calcário e argila calcinados a altas temperaturas, com adição de sulfato de cálcio para regular a pega e uso cada vez mais frequente de adições (escória, pozolana, filler) para melhorar suas propriedades específicas.

Histórico

Produção mundial de cimento (2013)

Ranking País Produção (1.000 t)

1º China 2300 2º Índia 280 3º EUA 78 4º Irã 75 5º Brasil 70 6º Turquia 70 7º Rússia 65 8º Vietnã 65 9º Japão 53 10º Arábia Saudita 50

Histórico

No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos de fabricação ocorreram em 1888 (instalação de fábrica em Sorocaba). Em 1892, uma pequena instalação foi construída na ilha Tiriri, PB (distante dos centros consumidores).

Outras tentativas: usina de Rodovalho (1897) e em Cachoeiro do Itapemirim, ES (1912).

Em 1924, com a implantação, pela Companhia Brasileira de Cimento Portland, de uma fábrica em Perus (SP) iniciou-se a produção em massa. A produção foi gradativamente elevada com a implantação de novas fábricas, eliminando a importação do produto.

Classificação

Classificação:

 Cimento Portland Comum (CP I)  CP I – Cimento Portland Comum

 CP I-S – Cimento Portland Comum com adição  Cimento Portland Composto (CP II)

 CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória

 CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana

Classificação

Classificação:

 Cimento Portland de Alto-forno (CP III)  Cimento Portland Pozolânico (CP IV)

 Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)

 Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)

 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)

Classificação

A produção de cimento, por tipo, depende da possibilidade das matérias primas, incluindo as adições, e dos equipamentos de moagem e armazenamento das indústrias instaladas em cada região.

A localização no sul do país das jazidas de carvão mineral, tornam disponíveis as pozolanas de cinzas volantes, disponíveis para as indústrias de cimento pozolânicos.

Na região Sudeste, encontram-se as grandes siderúrgicas e o material disponível para as fábricas situadas nessa região é a escória básica de alto forno.

Fabricação

Clínquer: é o material resultante da calcinação (± 1450 ºC) de uma mistura adequada de calcário e argila + componentes corretivos, constituído, principalmente, por silicatos (75%) e aluminatos e ferro-aluminatos cálcicos.

A fabricação do cimento portland se inicia com a extração das matérias primas para a produção do clínquer. A farinha (material cru) entra no forno rotativo e caminha por gravidade em direção à parte mais quente do forno.

Uma fábrica de cimento trabalha continuamente, pois o forno rotativo apenas é interrompido para manutenção.

Fabricação

Nessa fase que ocorre a formação dos principais compostos do clínquer:

alita

(3CaO.SiO₂ ou C₃S),

belita

(2CaO.SiO₂ ou C₂S),

alumina

(3CaO.Al₂O₃ ou C₃A) e

ferrita

(4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃ ou C₄AF).

Na segunda fase, o clínquer é submetido a resfriamento rápido, de 1450 ºC a 80 ºC, realizado em resfriadores.

O clínquer resfriado é transportado para a moagem final para atingir a finura conveniente, e incorporadas às demais matérias primas em função do tipo de cimento e o CaSO₄. Estas são totalmente compatíveis com o clínquer e conferem ao cimento propriedades adicionais.

Fabricação

18% a 66% 11% a 53% 5% a 20%

Fabricação

Adições: as adições são matérias primas que, misturadas ao clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland disponíveis.

As adições melhoram certas características do concreto preparado com o cimento que as contém e preservam o ambiente ao aproveitar resíduos e diminuir a extração de matéria prima e as emissões de gases de efeito estufa.

Resumem-se a: gipsita, escórias de alto forno, materiais pozolânicos e materiais carbonáticos.

Fabricação

Clínquer + Gesso

Fabricação

+ + +

Fíler Escória Pozolana

CP-II-F CP-II-E CP-II-Z

CP-III CP-IV

Fabricação

1. Sulfato de cálcio: aplicado em estado natural, tem a função básica de aumentar o tempo de endurecimento do clínquer moído. Se fosse adicionado, o cimento hidratado endureceria quase instantaneamente, o que inviabilizaria seu uso. A quantidade adicionada é, em geral, 3%.

2. Escória de alto-forno: as escórias provenientes da fabricação do aço apresentam propriedades hidráulicas latentes. São constituídas, basicamente, dos mesmos elementos do clínquer. Melhora a durabilidade e resistência final do cimento.

Fabricação

3. Materiais pozolânicos: são materiais sílico- aluminosos que reagem com o hidróxido de cálcio, formando os mesmos compostos que são produzidos na hidratação do cimento.

As pozolanas mais largamente utilizadas são: a)

pozolana natural

– cinzas e lavas vulcânicas, rochas orgânicas sedimentares ou esqueletos de algas diatomáceas; b)

cinza volante

– proveniente da combustão de carvão mineral; c)

sílica ativa

– subproduto da fabricação de silício metálico; d)

argila calcinada

– à temperaturas de 500 ºC a 900 ºC; e)

metacaulim

– proveniente da calcinação de argilominerais cauliníticos.

Fabricação

4. Fíler calcário: são materiais carbonáticos finamente divididos. Tal adição serve para tornar os materiais confeccionados com cimento mais trabalháveis, pela sua finura (lubrificante).

São materiais inorgânicos, obtidos pela moagem fina de certos agregados minerais de composição calcária que atuam, principalmente, para aumentar a trabalhabilidade, diminuir a permeabilidade e capilaridade.

Os fíleres apresentam uma ação mais física, mas podem possuir alguma reatividade química com os aluminatos de cálcio, formando os carboaluminatos e substituindo o papel do gesso.

Fabricação

Moagem final: o clínquer, com as adições, conforme seu tipo, resulta num pó cinzento. Ele é então transportado mecânica e pneumaticamente para os silos. Após os ensaios finais de qualidade, o produto é enviado para expedição.

A remessa do cimento ao mercado consumidor pode ser feita de duas maneiras: a granel ou em sacos, geralmente de 50 kg. Os ensacamento é feito em máquinas especiais, que enchem automaticamente os sacos e os liberam assim que atingem a massa especificada. A embalagem é feita em papel kraft, que garante o perfeito manuseio pelo consumidor.

Aplicações

Argamassas de revestimento e assentamento de tijolos e blocos:

Aplicações

Argamassas de assentamento de azulejos, pisos e ladrilhos:

Aplicações

Argamassas de rejuntamento de azulejos, pisos e ladrilhos:

Aplicações

Concreto simples, magro, armado ou protendido moldados

in loco

Aplicações

No documento Aula 13 Aglomerantes (páginas 48-90)