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AULA 1_CIMENTO

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AGLOMERANTES - CIMENTO
1 – DEFINIÇÃO
AGLOMERANTE HIDRÁULICO
PRINCIPAL AGLOMERANTE DA CONSTRUÇÃO CIVIL
PULVERIZAÇÃO DE CLINQUER É UM MATERIAL RESULTADO DA CALCINAÇÃO (1450°C) DA MISTURA DO CALCÁRIO, DA ARGILA E DE MINÉRIO DE FERRO
67% CaO 
22% SiO2 
5% Al2O3 
3% Fe2O3 
3% de outros óxidos.
2 - HISTÓRICO
Romanos
Liga de Cal + cinza (Coliseu, Panteão)
John Smeaton (1756)
Produto de maior resistência com a calcinação
Vicat (1818)
Considerado o inventor do cimento artificial
Joseph Aspdin (1824)
Pó fino;Patenteamento; Ilha Portland
AGLOMERANTES - CIMENTO
3 - Panorama da Indústria de Cimento
Produção por Grupo Industrial em 2009
Produção de Cimento - BRASIL
Mercado de Cimento
Aplicações do cimento
Aplicação
100%
Infra-Estrutura
18,1%
Edificação
81,8%
Agropecuária
0,1%
FONTE: ABCP
4 - Produção de Cimento Portland 
moagem
final
Cimento
Portland
~0,8
 Calcário
~0,2
 Argila
moagem
~0,95 
clínquer
~0,05 
Gipsita
Adições
pré-aquecedor
Forno
>1450 oC
Matérias-primas
Calcário
Argila
Minério de ferro
Clínquer
Adição de gesso para controle da pega
Composição do clínquer
Calcário
+
Argila
CaO + CO2
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O
1300-1500 °C
3CaO.SiO2 = C3S
2CaO.SiO2 = C2S
Silicatos
Aluminatos
3CaO.Al2O3= C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3= C4AF
Clínquer
Extração de calcário
FÁBRICAS EM LOCAIS PRÓXIMOS ÀS JAZIDAS
Britagem e transporte
BRITAGEM => DIMENSÕES ADEQUADOS
Pilha de pre-homogenização
MOEDURA E MISTURA => APÓS A BRITAGEM A PRODUÇÃO PODE SEGUIR POR 
DUAS VIAS: 
VIA SECA => ENVIADO PARA ESTUFAS HOMOGEINIZAÇÃO E DIMINUIÇÃO DAS DIMENSÕES DOS GRÃOS.
VIA ÚMIDA => LAMA DA MISTURA DE ARGILA COM O CALCÁREO
17
Pré-calcinador
Forno rotativo
QUEIMA => HOMOGENEIZADO TEMPERATURA DE 1450ºC POR CERCA DE 3 A 4 HORAS 
PRODUÇÃO DO CLÍNQUER
Fornos com resfriadores
RESFRIAMENTO
Pneus usados como combustível
Moinho de Bolas
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/43/LDFMBallMill.jpg
MOEDURA DO CLINQUER : 	MOINHOS DE BOLA CONJUGADOS 
				ETAPA DAS MAIS CARAS.
EXPEDIÇÃO => ENSACAMENTO - GRANEL
TRANSPORTE => CUSTO BASTANTE ALTO EM RELAÇÃO AO PREÇO DE PRODUTO DEVIDO A ALTA DENSIDADE DO CIMENTO.
PODE SER FEITO EM SACOS OU A GRANEL.
GRANELEIRO
Pré-aquecedor
Depósito de
Mix Combustíveis
Depósito de Clínquer
Gesso
Clínquer
Escória ou
pozolana
Moinho de Cimento
Separador
Silos de Cimento
Carvão/Coque/óleo
Moinho de Carvão
Calcário
Moinho de Cru
Argila
Calcário
Ensacamento
Britador
Depósito
FONTE: ABCP
Esquema de Fabricação
Matérias-primas
Calcinação (clínquer)
Calcário (~80%) 
CaO - C
Argila (~20%)
 Si O2 - S
Al2O3 - A
Fe2O3 - F
Após calcinação
Gipsita
CaO C
SO4 Š
Adições
pozolanas
cinzas volantes
argila calcinada
escória granulada de alto-forno
Fases do clínquer
C3S - 3CaO.SiO2 - SILICATO TRICÁLCICO
	CONTRIBUI SECUNDARIAMENTE PARA LIBERAÇÃO DE CALOR E PEGA. AGE COMO FUNDENTE E FIXA A ALUMINA QUE MELHORA A RESISTÊNCIA AO ATAQUE DAS ÁGUAS SULFATADAS.
	MAIOR RESPONSÁVEL PELA RESISTÊNCIA EM TODAS AS IDADES. SEGUNDO IMPORTANTE NA LIBERAÇÃO DE CALOR. SEGUNDO IMPORTANTE NO TEMPO DE PEGA
C2S - 2CaO.SiO2 - SILICATO DICÁLCICO:
	IMPORTANTE NO PROCESSO DE ENDURECIMENTO E NO GANHO DE RESISTÊNCIA A PARTIR DE UM ANO. TEM BAIXO CALOR DE HIDRATAÇÃO.
C3A - 3CaO.Al2O3 - ALUMINATO TRICÁLCICO:
	ESPECIAL RESISTÊNCIA NO PRIMEIRO DIA. IMPORTANTE NO CALOR DE HIDRATAÇÃO ESPECIALMENTO NO INÍCIO DA PEGA. PRINCIPAL RESPONSÁVEL PELA PEGA. TEM BAIXA RESISTÊNCIA E NÃO RESISTE À ÁGUAS SULFATADAS. COM O SULFATO DE CÁLCIO DÃO ORIGEM À ETRINGITA. AGE COMO FUNDENTE.
C4AF - 4CaO.Al2O3.Fe2O3 	FERRO ALUMINATO TETRACÁLCICO:
Fases menores no clínquer
MgO
cristalino (periclásio)
expansão lenta
CaO
falha na formulação
expansivo
Na2O e K2O
álcalis
0,3 a 1,5%
reação álcali agregado
Eflorescências
Sulfatos (SO3)
Fases do clínquer
Vermelho - C3S; Azul - C2S
Verde - C3A
Análise por Micr. Eletronico. EDS
clínquer
Composição do cimento
Típico do Brasil
C3S - 40 a 70 %
C2S - 10 a 40%
C3A - 2 a 15% 
C4AF - 3* a 15 %
*0 para o cimento branco.
(Fonte: A. Battagin, ABCP)
Importância
ganho de resistência
calor de hidratação
tensões internas
fissuras
durabilidade
reações com agentes agressivos
Velocidade de hidratação
Composição química
+ C3S + rápido
matérias primas
Finura (m2/g)
grau de moagem
área superficial para reação de hidratação
condições de mistura
Temperatura 
Umidade 
30
Composição x Resistência 
Temperatura e finura constantes
Composição x Resistência 
Composição x Calor de hidratação 
Temperatura e finura constantes
33
Finura e Calor de hidratação 
Finura x Resistência à compressão 
Degradação x Composição
Impacto ambiental
Geração de CO2
efeito estufa
calcário
CaO.CO2  CaO + CO2
~600 kg CO2/ton
combustão 
~300 kg CO2/ton
Particulado
SOx, Nox
Energia no clínquer: 
via seca 
650 a 900 kcal/kg
via úmida 
até 2000 kcal/kg

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