Fabricação Cimento

Fabricação Cimento

(Parte 3 de 3)

 

O cimento é produzido moendo-se o clínquer produzido no forno, com o gesso. É permitido também a adição de calcário e escória de alto forno (fabricação de ferro gusa) em teores determinados de acordo com o tipo de cimento a ser produzido.

O Cimento Portland de alta resistência inicial (ARI)  - NBR 5733 , o cimento portland branco, o cimento portland de moderada resistência aos sulfatos e moderado calor de hidratação (MRS) e o cimento portland de alta resistência a sulfatos (ARS) – NBR 5737, não recebem outros aditivos, a não ser o gesso. Portanto, são feito de clínquer + gesso.

O gesso é destinado ao controle do tempo de pega do cimento, para propiciar o manuseio ao adicionar água.

O teor de gesso varia em torno de 3% no cimento.

         O cimento portland de alto forno – NBR 5735, além de gesso, recebe 25 a 65% de escória.

Cimento portland pozolânico – NBR 5736, recebe além de gesso, a adição de material pozolânico (argila calcinada ou pozolana natural), nos seguintes teores: de 10 a 40% para cimento tipo 25 Mpa e de 10 a 30% para tipo 32 Mpa.

         Para o cimento portland comum – NBR 5732, é permitida a adição de escória granulada de alto forno num teor de até 10%. 

O clínquer com seus aditivos mencionados, passam ao moinho para a moagem final, onde devem ser asseguradas granulometrias convenientes para qualidade do cimento.

Após moído o cimento é transportado para silos de estocagem, onde são extraído e ensacados em ensacadeiras automáticas em sacos de 50 ou 25 Kg.

 

a)    HIDRATAÇÃO DO CIMENTO

         A composição do cimento portland comum pode ser apresentada nas faixas abaixo:

 3CaO.SiO2 → 18 a 66%

2CaO.SiO2 → 11 a 53%

3CaO.Al2O3 →  2 a 20%

4CaO.Al2O3.Fe2O3 → 4 a 14%

 

COMPOSIÇÃO QUÍMICA

%

CaO

58,9 – 66,8

 SiO2

 19,0 – 24,2

 Al2O3

 3,9 – 7,3

 Fe2O3

 1,8 – 5,0

 MgO

 0,8 – 6,0

 SO3

 0,9 – 3,0

 

Influência de cada componente no cimento referente às resistências a compressão:

 -      até 3 dias – é assegurada a resistência pela hidratação dos aluminatos e silicatos tricálcicos (3CaO.Al2O3 e 3CaO.SiO2);

 -          até os 7 dias – praticamente a resistência é assegurada pelo aumento da hidratação de 3CaO.SiO2;

-          até os 28 dias – continua a hidratação do 3CaO.SiO2 responsável pelo aumento de resistência, com pequena contribuição do 2CaO.SiO2;

 -          acima de 28 dias – o aumento da resistência passa a ser devido à hidratação de 2CaO.SiO2.

 

b) REAÇÕES QUÍMICAS

Os compostos anidros do cimento portland reagem com a água, por hidrólise, dando origem a numerosos compostos hidratados. Em forma abreviada são indicadas algumas das principais reações de hidratação:

 b.1) O 3CaO.Al2O3 é o primeiro a reagir, da seguinte forma:

 3CaO.Al2O3 +  CaO  +  12H2O   →  Al2O3 . 4CaO . 12H2O

 

b.2) O 3CaO.SiO reage a seguir:

3CaO.SiO2 +  4,5H2O  →  SiO2 . CaO . 2,5H2O  +  2Ca(OH)2

2[3CaO.SiO2 ]+  6H  →  3CaO.2SiO2 . 3H2  +  3Ca(OH)2

 

b.3) O 2CaO.SiO2 reage muito mais tarde, do seguinte modo:

 2CaO.SiO2 +  3,5H2O  →  SiO2 . CaO . 2,5H2O  +  Ca(OH)2 

2[2CaO . SiO2]  +  3H2O  →  3CaO . 2SiO2 . 4H   +  Ca(OH)2

         Os silicatos de cálcio anidros dão origem a silicatos monocálcicos hidratados e ao hidróxido de cálcio, que cristaliza em escamas exagonais, dando origem à portlandita.

O silicato de cálcio hidratado apresenta-se com semelhança ao mineral denominado tobermorita e como se parece com um gel é denominado gel de tobermorita.

Porém a composição do silicato hidratado depende da concentração em cal da solução em que ele está em contato.

 

b.4) Reação de retardo do endurecimento -  utilizando gesso

2[3CaO.Al2O3 ]+  CaSO4 . 2H2O  →  3CaO . 2Al2O3 . 3CaSO4 . 31H2O  (etringita)

3CaO.Al2O3  +  CaSO4 . 2H2O  →  3CaO . Al2O3 . CaSO4 .12H2O  (trisulfoaluminato cálcico hidratado)

  

c) TIPOS DE CIMENTO MAIS COMUNS

TIPO DE CIMENTO

RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO (Mpa)

APLICAÇÃO

3 dias

7 dias

28 dias

CPIIF32– cimento portland comum

10

20

32

Aplica-se a obras diversas, concreto simples, concreto armado, não sendo utilizado para desenformas rápidas e para uso em águas marinhas.

CPIIF40 – cimento portland

14

24

40

Utilizado para desenformas rápidas, e resistências mecânicas maiores em tempo menor. Usando também na fabricação de pré-moldados: telhas, caixas de água etc.

 

 

 

AF 32 – cimento de alto forno

 

 

10

 

 

18

 

 

32

Seu emprego é generalizado em obras de concreto simples e concreto armado, além disso, é indicado em concreto exposto a águas agressivas como água do mar e sulfatadas, dentro de certos limites.

 

 

POZ 32 – cimento portland pozolânico

 

 

10

 

 

18

 

 

32

Seu emprego é generalizado não havendo contra-indicação desde que respeitadas suas peculiaridades como às menores resistências nos primeiros dias.

CP ARI – cimento portland de Alta Resistência Inicial

24 h

3dias

7 dias

É especialmente empregado quando necessita-se desenforma rápida.

11

22

31

   

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Tipo

Classe  ana">Resist.MPa

Composição

NormaBrasileira

Clínquer+ Gesso

EscóriaAlto Forno

Pozolana

MateriaisCarbonáticos

CP ICPI- S

253240

10095 - 99

01 - 5

NBR 5732

CP II - ECP II - ZCP II - F

253240

56 - 9476 - 9490 - 94

6 - 34

6 - 14

0 - 100 - 106 - 10

NBR 11578

CP III

253240

25 - 65

35 - 70

0

0 - 5

NBR 5735

CP IV

2532

45 - 85

0

15 - 50

0 - 5

NBR 5736

CP V - ARI

.

95 - 100

0

0

0 - 5

NBR 5733

CP V - ARI - RS

 

95 - 100

*

*

0 - 5

NBR 5737

* CP V-ARI-RS admite adição de escória ou material pozolânico, porém a NBR-5737 (Cimentos Portland resistentes a sulfatos) não fixa limites.

CP I

Cimento Portland Comum

CP I - S

Cimento Portland Comum com adição

CP II - E

Cimento Portland Composto com Escória de Alto Forno

CP II - Z

Cimento Portland Composto com Pozolana

CP II - F

Cimento Portland Composto com Filler (Calcário)

CP III

Cimento Portland de Alto Forno

CP IV

Cimento Portland Pozolânico

CP V - ARI

Cimento Portland Alta Resistência Inicial

CP V - ARI - RS

Cimento Portland Alta Resistência Inicial e Resistente a Sulfatos

EXIGÊNCIAS FÍSICAS

Tipos

Classe(MPa)

Finura

Tempo de Pega

Expansibilidade

Resistência à Compressão

# 200(75 um)

Blaine(m²/Kg)

Início(h)

Fim(h)

A Frio(mm)

A quente(mm)

1 Dia(MPa)

3 Dia(MPa)

7 Dias(MPa)

28 Dias(MPa)

CP I CP I - S

253240

< 12,0 

< 12,0 < 10,0

> 240 > 260 > 280

> 1

<10,0

z< 5,0

< 5,0

-

> 8,0 >10,0 >15,0

>15,0 >20,0 >25,0

>25,0 >32,0 >40,0

CP II - ECP II - ZCP II - F

253240

< 12,0< 12,0 < 10,0

> 240> 260 > 280

> 1

<10,0

< 5,0

< 5,0

-

> 8,0>10,0 >15,0

>15,0>20,0 >25,0

>25,0>32,0 >40,0

CP III

253240

< 8,0

-

> 1

<12,0

< 5,0

< 5,0

-

> 8,0>10,0 >12,0

>15,0>20,0 >23,0

>25,0>32,0 >40,0

CP IV

2532

< 8,0

-

> 1

<12,0

< 5,0

< 5,0

-

> 8,0>10,0

>15,0>20,0

>25,0>32,0

CP V - ARI

< 6,0

> 300

> 1

<10,0

< 5,0

< 5,0

>14,0

>24,0

>34,0

-

CP V - ARI - RS

< 6,0

> 300

> 1

<10,0

Parte superior do formulário

< 5,0

< 5,0

>11,0

>24,0

>34,0

-

EXIGÊNCIAS QUÍMICAS

Tipos

Resíduo Insolúvel

Perda ao Fogo

MgO

SO3

CO2

%

%

%

%

%

CP I

< 1,0

< 2,0

< 6,5

< 4,0

< 1,0

CP I - S

< 5,0

< 4,5

< 3,0

CP II - E

< 2,5

< 6,5

< 6,5

< 4,0

< 5,0

CP II - Z

< 16,0

CP II - F

< 2,5

CP III

< 1,5

< 4,5

- - -

< 4,0

< 3,0

CP IV

- - -

< 4,5

< 6,5

< 4,0

< 3,0

CP V - ARI

< 1,0

< 4,5

< 6,5

* *

< 3,0

CP V - ARI - RS

- - -

< 4,5

< 6,5

* *

< 3,0

* * < 3,5% para C3A < 8,0% e < 4,5% para C3A > 8,0%

5) DICAS

 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, no entanto a maior parte dos fabricantes adotam prazo de validade inferior, respeitando as condições climáticas de cada região, garantindo assim a qualidade do cimento.

Observe no ato da aquisição do cimento.        Os sacos recebidos não devem estar úmidos, ou com aparência que já foram molhados, aspecto de papel enrugado;          Os sacos não devem estar compactados ou endurecidos.

Contaminação no cimento I.        Areia, cal, outros tipos de cimento e sujeiras são os contaminantes mais frequentes do cimento. Isto se dá normalmente por manuseio inadequado ou acidental dos sacos com conseqüente rasgamento e contaminação do produto.

Comtaminação no cimento II.        Contaminação em caminhões que transportam cargas diversas como cereais, produtos químicos, deve-se sempre observar se o cimento não está com aspecto, cor, cheiro ou outra característica estranha ao produto.

Contaminação no cimento III.        Não utilize cimento contaminado. Pequenas quantidades deverão ser descartadas. Quando se tratar de grandes quantidades, deverá ser contactada a Assessoria Técnica do fabricante, que indicará as medidas necessárias.

"Pedras" dentro dos sacos de cimento.       Não devem existir pedras. Isto indica que o cimento absorveu umidade e encontra-se hidratado. Este cimento não deverá ser utilizado pois sua qualidade está alterada.

Saco rasgado.        Sim, pode ser utilizado caso o cimento não tenha sido contaminado. O melhor destino a este cimento é comercializá-lo por quilo, "venda picado". Açúcar ou sal no cimento.       Muitas vezes vemos pedreiros ou outros usuários do cimento adicionando açúcar ou sal no cimentoEsta prática, transmitida de gerações para gerações visa alterar o tempo de pega do cimento, ou seja aumentar ou diminuir o tempo de trabalhabilidade do cimento após misturado com a água.

Sal no cimento.        O NaCl (cloreto de sódio) ou sal de cozinha como é popularmente conhecido quando adicionado ao cimento faz com que o tempo de pega diminua, isto é o início do endurecimento é mais rápido.

CUIDADO ! Não adicione sal ao cimento ! Sem orientação segura, a adição de sal também poderá provocar corrosão na armadura bem como outros danos caso não sejam tomados os devidos cuidados.

Não compre pela cor do cimento.        A cor do cimento está relacionada com a origem de suas matérias primas e adições não tendo nenhuma influência na qualidade do produto. A cor pode variar de tonalidade mesmo em um mesmo tipo de cimento; de um cinza mais claro para um mais escuro e até mesmo um cinza esverdeado ou puxando para o marrom.

 6) MANUSEIO

 Quais são os cuidados que devemos tomar ao armazenar os sacos de cimento ?         Empilhar no máximo 10 sacos, evitando assim compactação do cimento no saco;         Não colocar os sacos diretamente no piso, utilizando para isso um estrado de madeira;         Quando o piso for impermeabilizado os sacos poderão ser colocados sobre lona plástica;

Os sacos de cimento podem estar encostados em paredes ou tetos?         Não. Recomenda-se deixar um espaçamento, garantindo assim que os sacos não absorvam a umidade existente na parede.

 

As pilhas de sacos de cimento podem ser feitas em qualquer lugar?        Não. Devem ser feitas em lugares cobertos protegidos das intempéries, evitando-se lugares abertos, sujeito a empoçamento, goteiras, locais úmidos.

 Exemplo correto de empilhamento

 

Como deverão ser dispostos os sacos num depósito ?

          Os sacos de cimento deverão ser dispostos em forma de lotes, de tal maneira que os cimentos mais antigos sejam comercializados antes dos cimentos mais novos;

Também se faz necessário a identificação dos lotes de diferentes tipos e marcas de cimento para que não sejam misturados;           A adoção de lotes identificados com data, tipo e marca facilitam a inspeção e controle do estoque.

 O transporte do cimento altera sua qualidade ?        Não, no entanto algumas regras básicas devem ser observadas:

          Os caminhões deverão estar em boas condições evitando-se assim rasgamento dos sacos ou incidência  de chuva na carga;           Os sacos deverão estar cobertos por lonas e estas em boas condições;

 Por que o cimento as vezes pode chegar quente no depósito ?        Porque na moagem de cimento o calor produzido, pelo atrito no interior do moinho, aquece o cimento. Podemos utilizar cimento quente ?        Não. Como fica difícil medir a temperatura do cimento nas obras, recomenda-se que o cimento seja utilizado a temperatura ambiente. Quando o cimento estiver quente convém esperar que esfrie.

          Em regiões onde o inverno é rigoroso, com temperaturas ambiente inferiores a 10º C, recomenda-se que não sejam feitas concretagens. Também em dias de calor elevado, com temperaturas superiores a 35º C, cuidados especiais devem ser tomados para evitar fissuras, secagens muito rápidas e etc.

         Recomenda-se que seja consultada a Assessoria Técnica do fabricante para melhores orientações nestes casos.

 O cimento pode causar mal a saúde ?       Assim como outros materiais destinados a construção civil, o cimento pode causar alergia em algumas pessoas, as chamadas "dermatites";

         Recomenda-se que o contato direto com a pele seja evitado, através do uso de equipamentos de proteção individual (luvas, máscaras, botas). Quando o contato for inevitável ou acidental deve-se evitar o contato prolongado realizando-se a limpeza com auxílio de água e sabão.

         No caso do aparecimento de reação alérgica bem como ingestão ou inalação, deve-se afastar a pessoa do contato com o cimento e procurar auxílio médico.O trabalhador pode carregar vários sacos de uma só vez ?       Não. Esta prática poderá provocar queda e rasgamento dos sacos além de possíveis danos a saúde.

 Existe mais cimento nos sacos maiores ou com mais folhas de papel ?        Não. Os pesos líquidos dos sacos de cimento são : 50 Kg ou 25 Kg;        O tamanho do saco bem como o número de folhas de papel não implica na quantidade de cimento existente.

          A Norma Brasileira permite a variação menor ou igual a 2% no peso do saco, significando que um saco poderá conter no mínimo 49 Kg e no máximo 51 Kg.        Caso o peso médio de uma pesagem de 30 sacos pertencentes a um lote seja inferior a 50 Kg o lote deverá ser rejeitado.

Obs.: Entende-se por Lote a quantidade máxima de 30t, referente ao cimento oriundo do mesmo produtor, entregue na mesma data e mantido nas mesmas condições de armazenamento.

 

7) BIBLIOGRAFIA

TAYLOR, H.F.W. Enciclopedia de La Química Industrial - La Química de Los Cementos. Volume 1. Ed. URMO. Bilbao-Espanha 1967.  

BASILIO, F. A. – Cimento Portland. Estudo Técnico. 5ª ed. São Paulo, ABCP, 1983.

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