Química Do Cimento

O CIMENTO

Elas tiveram origem nas conchas de crustáceos que viveram nos antigos oceanos. Quando esses crustáceos morreram, suas conchas foram para o fundo do oceano e, com o peso da água, foram-se compactando.

Com o movimento dos continentes e mares, alguns oceanos secaram. As conchas compactadas se transformaram nas rochas calcárias de hoje.

O calcário é um minério que contém pelo menos 90% de uma substância chamada carbonato de cálcio (CaCO3). As fábricas de cimento aquecem o calcário que se decompõe libertando gás carbônico e deixando como resíduo a cal, que é o óxido de cálcio (CaO).

Esse aquecimento é feito ao misturar com o calcário a sílica (areia) e o óxido de alumínio. O forte aquecimento dessa mistura faz com que a massa se derreta parcialmente. Assim se forma o cimento, que contém várias substâncias, principalmente o silicato de cálcio (CaSiO3) e o aluminato de cálcio de fórmula Ca(AlO2)2. O íon aluminato AlO2 é monovalente negativo, como o íon cloreto (Cl-).

O gás carbônico desprendido na fabricação do concreto é a maior fonte de CO2 produzido industrialmente e a que mais contribui para o efeito estufa.

O concreto é um material que precisa de reforço porque ele não é resistente à tensão. É por isso que nas construções são colocadas barras de aço.

O concreto é um material poroso. Deixa passar ar e umidade. O oxigênio e a água, quando o penetram, oxidam o ferro contido no aço formando a ferrugem, que, por sua vez, enfraquece o aço e também provoca a quebra do concreto.

A ferrugem, um óxido hidratado de ferro, ocupa um volume maior que o ferro. No ferro metálico, os átomos estão arranjados de forma mais compacta, quer dizer, mais próximos uns dos outros do que os átomos de ferro, oxigênio e hidrogênio do óxido hidratado de ferro (ferrugem).

Você já deve ter visto que os postes de concreto, quando ficam velhos, apresentam rachaduras estreitas na vertical e deixam à mostra a barra de aço enferrujada, o que agrava o problema. Nas cidades praianas, essa oxidação acontece com maior intensidade o que faz diminuir praticamente para um terço a vida útil do concreto.

FABRICAÇÃO DE CIMENTO

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1) HISTÓRICO

A procura por segurança e durabilidade para as edificações conduziu o homem à experimentação de diversos materiais aglomerantes. Os romanos chamavam esses materiais de "caementum", termo que originou a palavra cimento. O engenheiro John Smeaton, por volta de 1756, procurava um aglomerante que endurecesse mesmo em presença de água, de modo a facilitar o trabalho de reconstrução do farol de Edystone, na Inglaterra. Em suas tentativas, verificou que uma mistura calcinada de calcário e argila tornava-se, depois de seca, tão resistente quanto as pedras utilizadas nas construções.

Coube, entretanto, a um pedreiro, Joseph Aspdin, em 1824, patentear a descoberta, batizando-a de cimento Portland, numa referência à Portlandstone, tipo de pedra arenosa muito usada em construções na região de Portland, Inglaterra. No pedido de patente constava que o calcário era moído com argila, em meio úmido, até se transformar-se em pó impalpável. A água era evaporada pela exposição ao sol ou por irradiação de calor através de cano com vapor. Os blocos da mistura seca eram calcinados em fornos e depois moídos bem finos.

Poucos anos antes, na França, o engenheiro e pesquisador Louis Vicat publicou o resultado de suas experiências contendo a teoria básica para produção e emprego de um novo tipo de aglomerante: o cimento artificial.

Aquele produto, no entanto, exceto pelos princípios básicos, estava longe do cimento Portland que atualmente se conhece, resultante de pesquisas que determinam as proporções adequadas da mistura, o teor de seus componentes, o tratamento térmico requerido e a natureza química dos materiais.

O cimento Portland desencadeou uma verdadeira revolução na construção, pelo conjunto inédito de suas propriedades de moldabilidade, hidraulicidade (endurecer tanto na presença do ar como da água), elevadas resistências aos esforços e por ser obtido a partir de matérias-primas relativamente abundantes e disponíveis na natureza.

A criatividade de arquitetos e projetistas, a precisão dos modernos métodos de cálculo e o genialidade dos construtores impulsionaram o avanço das tecnologias de cimento e de concreto, possibilitando ao homem transformar o meio em que vive, conforme suas necessidades. A importância deste material cresceu em escala geométrica, a partir do concreto simples, passando ao concreto armado e finalmente, ao concreto protendido. A descoberta de novos aditivos, como a sílica ativa, possibilitou a obtenção de concreto de alto desempenho (CAD), com resistência à compressão até 10 vezes superiores às até então admitidas nos cálculos das estruturas.

Obras cada vez mais arrojadas e indispensáveis, que propiciam conforto, bem-estar - barragens, pontes, viadutos, edifícios, estações de tratamento de água, rodovias, portos e aeroportos - e o contínuo surgimento de novos produtos e aplicações fazem do cimento um dos produtos mais consumidos da atualidade, conferindo uma dimensão estratégica à sua produção e comercialização.

2) MATÉRIAS-PRIMAS

Lavra de calcário a céu aberto

• - CALCÁRIO

• - ARGILA

• - MINÉRIO DE FERRO

• - GESSO

a) CALCÁRIOS

São constituídos basicamente de carbonato de cálcio CaCO3 e dependendo da sua origem geológica podem conter várias impurezas, como magnésio, silício, alumínio ou ferro.

O carbonato de cálcio é conhecido desde épocas muito remotas, sob a forma de minerais tais como a greda, o calcário e o mármore.

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