O cimento é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes que tem a capacidade de se enrijecer com adição de água, sendo utilizado principalmente na construção civil. O cimento vendido possui diferentes composições, mas o principal composto e o responsável por suas características é o Clinquer, esse, por sua vez, é uma mistura de argila, de calcário e de minérios de alumínio e de ferro. Dessa forma, a indústria de cimento tem como objetivo central a produção desse constituinte. O fluxograma 1 apresenta como é feita a produção do cimento, sendo a primeira etapa a extração da matéria prima e a moagem, a segunda etapa a produção do clinquer em um forno e a terceira etapa a de adição dos outros compostos para a venda.
Fluxograma 1: Etapas da produção de cimento
Fonte: Pinheiro,2010
A produção do clinquer inicia com a injeção de calcário e de argila em um pré-aquecimento que será levado ao forno. A primeira reação química a ocorrer no forno, dando início a produção do clinquer, é a reação de decomposição do carbonato de cálcio: CaCO3 à CaO e CO2, em temperatura média de 840 °C. Cerca de 80% dessa reação ocorre no pré-aquecimento e o restante ocorre no interior do forno. No forno, o monóxido de cálcio é fundido e reage com óxidos de alumínio, de silício e de ferro provenientes da areia e das argilas, dando origem a novos compostos:
Silicato dicálcico (900oC): 2CaO (l) + SiO2 (l) → 2CaO.SiO2 (l)
Silicato tricálcico (1200°C e 1300°C): 2CaO.SiO2 (l) + CaO (l) → 3CaO.SiO2 (l)
Aluminato tricálcico (1100 oC): 3CaO (l) + Al2O3 (l) → 3CaO.Al2O3 (l)
Ferroaluminato tetracálcico (1100 e 1250oC): 4CaO (l) + Al2O3 (l) + Fe2O3 (l) → 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (l)
Algumas propriedades dos compostos formados podem ser observadas no quadro 1
Quadro1: Propriedades gerais dos compostos do cimento:
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NOME DO COMPOSTO |
FÓRMULA/ ABREVIATURA |
% NO CIMENTO |
FUNCIONALIDADE |
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Silicato tricálcico |
(CaO)3SiO2/C2S |
45-75% |
Elevada velocidade de hidratação; responsável pela resistência e pelo endurecimento do cimento. |
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Silicato dicálcico |
(CaO)2SiO2/C3S |
7-35% |
Contribuição significativa nas resistências mecânicas do cimento a longo prazo. |
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Aluminato tricálcico |
(CaO)3Al2O3 /C3A |
0-13% |
Ocorre normalmente em cimentos aluminosos tendo formação decorrente das condições de umidade no processo de resfriamento. |
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Ferroaluminato tetracálcico |
(CaO)4Al2O3Fe2O3/ C4AF |
0-18% |
Supõe-se que seja a composição mais estável utilizada para representar a solução sólida como um todo; imprime resistência à corrosão química do cimento. |
Fonte:Pinheiro,2010
Após a produção do clinquer, ele é esfriado e misturado com outros compostos, como: gesso, calcário e escoria, um resíduo da indústria metalúrgica. Essas adições ocorrem para atribuir algumas propriedades ao cimento, como aumentar a impermeabilidade, a resistência e a durabilidade. Também podem ser feitas outras adições dependendo do uso de cimento, por exemplo a adição de pozolana, que aumenta a impermeabilidade e a durabilidade, sendo mais utilizado em construções subterrâneas e industriais.
Bibliografia:
João Victor. Cimento Portland: tipos e aplicações. Disponível: https://www.guiadaengenharia.com/tipos-cimento-portland>,2020.
BATTAGIN, A. Cimento Portland. In: Geraldo Cechella Isaia. (Org.). Concreto: Ciência e Tecnologia. 2ed.São Paulo: Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON), 2011, v. 1, p. 185-232.
Pinheiro, 2010. As matérias primas utilizadas na produção de cimento Disponível em: <http://www.campusvirtual.ufsj.edu.br/mooc/ciencianacomunidade/como-o-cimento-e-produzido/>. Acessado em 12/02/2021.