CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO

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UNINASSAU
ENGENHARIA CIVIL
CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO
CP-III
TERESINA 10 DE OUTUBRO DE 2018.
UTILIZAÇÃO, PRODUÇÃO E VANTAGENS DO CIMENTO PORTLAND e CPIII
ANDERSON HONÓRIO DA ROCHA (19369342)
ALESSON OLIVEIRA (19374221)
WESLEY HENRIQUE (19367901)
THIAGO REIS SOARES (19372195)
ISAIAS MIRANDA DE NEGREIROS (19367548)
LANUCIO MARQUES DA COSTA (19369642)
RESUMO 
O objetivo desse trabalho de cunho bibliográfico é enfatizar por meio de teorias a produção, as vantagens da utilização do Cimento Portland em especial CP III. Verificou-se com essa pesquisa que o cimento é um dos materiais mais antigos e um dos mais importantes para a construção civil. Esse material, já conhecido pelos antigos egípcios, no século XIX ganhou o nome de Cimento Portland por causa de sua durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland. Existem vários tipos para ser usado em diversas situações, dependendo do ambiente e de qual finalidade. Concluiu-se, portanto, que o cimento Portland de Alto Forno (CP-III) é um dos mais comentados pelo fato de ser muito utilizado em grandes obras por se tratar de um material resistente a ação da água, permanecendo a mesma durabilidade dando a qualidade necessária. 
Palavras-chave: CIMENTO. CP III. PORTLAND.
 
INTRODUÇÃO 
O artigo a seguir tem como finalidade evidenciar a importância do cimento e a necessidade de evolução contínua deste material de construção. Em especial, defende-se a utilização do cimento CP III, por suas vantagens e ótimo custo. 
Enfatiza-se nesse artigo a extrema necessidade, por parte da indústria de construção civil, de investir em pesquisas para o desenvolvimento de novas tecnologias visando a criação de compostos químicos super-resistentes, em virtude das exigências do mercado, devido a procura contínua por melhor custo-benefício e pela necessidade de suprir a demanda das edificações que estão cada vez mais desafiadoras (grandiosas). 
Será abordado o surgimento do cimento moderno na construção bem como as características físico-químicas do Cimento Portland de Alto Forno (CP III) que o torna um dos tipos de cimento com melhor custo-benefício do mercado atual, demonstrando as vantagens econômicas para a região, por ser produzido em larga escala no território nacional.
Cimento Portland é o segundo maior elemento utilizado no mundo, perdendo apenas para a água, e o principal material utilizado nas construções civil, conhecido simplesmente como cimento. É o produto obtido pela pulverização de clínquer constituído essencialmente de silicatos hidráulicos de cálcio, com certa proporção de sulfato de cálcio natural, contendo, eventualmente, adições de certas substâncias que modificam suas propriedades ou facilitam seu emprego. Para conhecer melhor sobre esse material de construção o presente trabalho abordará os tipos de Cimento Portland, sua composição, seu processo de fabricação e um pouco da história e origem.
 
METODOLOGIA
Os encaminhamentos metodológicos foram realizados embasados em pesquisa bibliográfica, onde coletou-se dados bibliográficos sobre o assunto em questão. 
Para comprovar as vantagens em relação a outros tipos de cimento utilizado, buscaremos informações junto às empresas responsáveis pela produção do cimento CP III sobre sua composição, produção, características e processo de reação química durante o preparo da argamassa para a utilização na construção. 
Diante dos parâmetros apresentados, se justifica a importância de evidenciar os benefícios para as construções e economia local, tendo em vista que são gerados vários empregos no processo de fabricação.
CIMENTO: HISTÓRIA, COMPOSIÇÃO E FABRICAÇÃO 
De acordo com Sousa (2016), o cimento teve origem no Egito antigo, Grécia e Roma, onde eram usadas terras vulcânicas sob a ação da água. Os primeiros compostos usados eram cal, areia e cinza vulcânica. Essa espécie de gesso calcificado passou por monumentos gregos e romanos e até mesmo pelas pirâmides egípcias. Esta massa oriunda de cinzas vulcânicas ganhou desenvolvimento através do inglês John Smeaton, procurava encontrar um composto para construir o farol de Eddystone. Descobriu em 1791 um cimento com nome de Cimento Romano (composto por sedimentos de rochas da ilha de Sheppel) e em 1796, com a ajuda de James Parker, ele o patenteou. 
O cimento é um dos materiais mais importantes e mais utilizados nas construções civis, pois ele é utilizado em diversas fases da construção. Segundo Battagin (2016), é classificado como aglomerantes hidráulicos, quando em contato com a água entra em processo físico-químico, tornando-se assim um elemento sólido muito resistente a compressão e a água e sulfatos. O cimento “Portland” foi uma denominação criada em 1824 pelo Joseph Aspdin, um químico e construtor britânico, na sua experiência ele queimou pedras de calcário e argila, tendo como produto final um pó fino. Então percebeu que se tratava de um material resistente, que após secar tornava-se tão duro quanto as pedras, não se dissolvia na água e apresentava durabilidade e solidez características de rochas britânicas.
3.1 COMPOSIÇÃO 
O cimento Portland é composto basicamente pelo clínquer, que é uma mistura de calcário e argila, trazidos geralmente de jazidas próximas a fábrica do cimento. O clínquer tem como função principal dar a resistência mecânica que o material precisa.
O gesso é outro componente do cimento, que é adicionado no final da moagem, sua principal função é controlar o tempo de pega do cimento, ou seja, o início do endurecimento do clínquer moído quando este é misturado com água. Se não houvesse a adição do gesso, quando o clínquer entrasse em contato com a água, o cimento endureceria instantaneamente, tornando-se assim um material inviável para uso. Geralmente sua dosagem é em média 3% do equivalente a massa do clínquer.
A escória de alto-forno é um composto obtido durante a produção do ferrogusa nas indústrias siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia. Elas eram consideradas um material sem valor, até ser descoberto que ela tem uma propriedade de ligante hidráulico muito resistente, ou seja, reagem em presença de água, desenvolvendo características aglomerantes de forma muito semelhante à do clínquer. Essa descoberta tornou possível adicionar a escória de alto-forno à moagem do clínquer com gesso, guardadas certas proporções, e obter como resultado um tipo de cimento que, além de atender plenamente aos usos mais comuns, apresenta melhoria de algumas propriedades, como maior durabilidade e maior resistência final. 
Há ainda os materiais pozolânicos que são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas encontradas na natureza, é possível também fabricar esse material artificialmente, queimando-se argilas ricas em alumínio a temperaturas próximas de 700°C. Sua adição propicia ao cimento uma maior resistência a meios agressivos como esgotos, água do mar, solos sulforosos e a agregados reativos. Ainda diminui o calor de hidratação, permeabilidade, segregação de agregados e proporciona maior trabalhabilidade e estabilidade de volume, fazendo assim com que o cimento seja mais adequado a aplicações que exijam baixo calor de hidratação como concretagens de grandes volumes. Vários compostos podem ainda ser adicionados à mistura, é onde são fabricados os diversos tipos de cimento, para seus diversos usos.
3.2 PROCESSO DE FABRICAÇÃO
A fabricação do cimento Portland é feita de acordo com as especificações da ABNT– Associação Brasileira de Normas Técnicas. Durante este processo, os materiais são analisados por diversas vezes, de forma a alcançar a composição química desejada.
O processo de fabricação é dividido em treze etapas.
3.2.1 EXTRAÇÃO
O calcário é a principal matéria-prima para a fabricação do cimento. Sua extração pode ocorrer de jazidas subterrâneas ou a céu aberto – situação mais comum no Brasil. Na etapa de extração, utilizam-se explosivos para desmonte de rocha. Outro componente extraídonesta etapa é a argila. Para que o meio ambiente seja preservado, em ambos os casos é necessário haver um plano de gerenciamento de exploração mineral.
3.2.2 BRITAGEM
O calcário extraído é transportado em caminhões até a instalação de britagem, para ser reduzido a dimensões adequadas ao processamento industrial. Esse tratamento permite eliminar uma grande parte de impurezas presentes no calcário. A argila, por ser mole não passa pela britagem.
3.2.3 DEPÓSITO
Calcário e argila são estocados separadamente. Na baia de cada material, um equipamento misturará as cargas, a fim de assegurar uma pré-homogeneização. Nesta fase, as matérias são submetidas a diversos ensaios.
3.2.4 DOSAGEM
O composto de calcário (90%) e argila (10%) é dosado para ser triturado no moinho de cru. Essa dosagem é feita com base em parâmetros químicos 8 preestabelecidos – os chamados módulos químicos, que dependem das características composicionais dos materiais estocados e são controlados por balanças dosadoras.
3.2.5 MOINHOS DE CRU
A farinha crua formada pela mistura de calcário e argila passa por moagem em moinho de bolas, rolo ou barras, onde há o início da mistura das matérias-primas e ao mesmo tempo sua fragmentação, de modo a reduzir o tamanho das partículas a 0,050 mm em média.
3.2.6 SILOS DE HOMOGENEIZAÇÃO
A mistura crua, devidamente dosada com a finura adequada, conhecida como farinha, deve ter sua homogeneização assegurada para permitir uma perfeita combinação dos elementos formadores do clínquer. A homogeneização é executada em silos verticais de grande porte através dos processos pneumáticos e por gravidade.
3.2.7 FORNO
Primeiramente é realizado um pré-aquecimento (clinquerização), no qual dos silos de homogeneização a farinha é introduzida no forno, passando antes por préaquecedores (ou pré-calcinadores) - equipamentos que aproveitam o calor dos gases provenientes do forno e promovem o aquecimento inicial do material. No forno rotativo, constituído de um cilindro de aço (revestido por tijolos refratários) com comprimento de 50 a 150 m e diâmetro de 6 m, a mistura é calcinada até 1450 graus Célsius, resultando no clínquer, produto com aspecto de bolotas escuras.
3.2.8 RESFRIADOR
Um resfriador promove a redução da temperatura a 80 graus célsius, aproximadamente. A clinquerização se completa nesta etapa, quando ocorre uma série de reações químicas que influenciarão a resistência mecânica do concreto nas 9 primeiras idades, o calor de hidratação, o início de pega e a estabilidade química dos compostos.
3.2.9 DEPÓSITO DE CLÍNQUER
A principal matéria prima do cimento (clínquer) fica armazenada em silos, aguardando a próxima etapa.
3.2.10 ADIÇÕES
Junto com o clínquer, adições de gesso, escória, pozolana e o próprio calcário compõem os diversos tipos de cimento Portland. Essas substâncias são estocadas separadamente antes de entrarem no moinho de cimento.
3.2.11 MOINHO DE CIMENTO
É na moagem final que o clínquer, adicionado ao gesso e/ou outras adições, resulta no cimento.
3.2.12 SILOS DE CIMENTO
O cimento resultante de moagem do clínquer e outras adições é transportado mecânica e pneumaticamente para os silos de cimento, onde é estocado. Após os ensaios finais de qualidade, o produto é enviado para expedição.
3.2.13 EXPEDIÇÃO
A remessa do cimento ao mercado consumidor pode ser feita duas maneiras: a granel ou em sacos de 50 kg. O ensacamento é feito em máquinas especiais, que automaticamente enchem os sacos e os liberam assim que atingem o peso especificado. A embalagem é feita em papel kraft, que garante o perfeito manuseio pelo consumidor.
CP III – CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO (NBR 5735)
Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação
álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. É um cimento que pode ter aplicação geral em argamassas de assentamento, revestimento,
argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro e outras. Mas é particularmente vantajoso em obras de
concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e
canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras
submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. Comporta adições de 35 a 70% de Escória e até 5% de material carbonático. Sendo
o cimento mais ecológico de todos os cimentos produzidos no Brasil. Pois além da preservação das jazidas naturais e pelo menor lançamento de CO2
na atmosfera, aproveita o rejeito das siderúrgicas, a escória.
O Cimento CP III surgiu da procura por menor gasto de energia na produção e menor impacto ambiental na sua utilização, atualmente os cimentos CP III e CP IV estão no topo da lista de sustentabilidade. Sua utilização tende a crescer cada vez mais devido a constante procura de meio sustentáveis de construção, como afirma CAPELLO (2008): 
“Qual obra não utiliza cimento? O problema é que essa indústria responde por quase 5% das emissões mundiais de gás carbônico. Isso ocorre porque o processo de produção de cada tonelada de clínquer (seu principal componente) libera na atmosfera a mesma quantidade de CO2. A saída para combater tamanho impacto no aquecimento global é reduzir a porcentagem desse ingrediente na fórmula. Isso já acontece com o CPIII, tipo de cimento que substitui parte do clínquer por escórias de siderúrgicas, material nobre que sobra da fusão de minério de ferro, coque e calcário. ” 
"Além dessas vantagens ambientais, o CPIII tem maior durabilidade e é mais barato do que os demais", afirma a arquiteta Flávia Malacarne, gerente de qualidade em sustentabilidade da Sustentax.
CONCLUSÃO 
Defendeu-se com esse estudo um tipo de cimento em especial chamado cimento Portland de Alto Forno (CPIII), por suas vantagens, numa perspectiva de obras da atualidade. É um cimento com uma maior impermeabilidade, possibilitando o uso em ambientes úmidos e subterrâneos.
Contudo, no contexto das construções civis, o cimento sempre foi essencial, cimento é um dos materiais mais importantes e mais utilizados nas construções civis, pois ele é utilizado em diversas fases da construção, existindo diversos tipos para cada tipo de construção.
Portanto, essa abordagem discursiva propôs uma reflexão crítica sobre o tema para mostrar os variados tipos de cimento, e a importância do cimento CP III em si, por sua utilização em grandes obras e sua resistência à ação da água.
REFERÊNCIAS 
BATTAGIN, Arnaldo. Uma breve história do cimento Portland. Disponível em: <http://www.acbp.org.br/cms/basico-sobre-cimento/historia/uma-breve-historia-do-cimmento-portland>. Acesso em: 20 de setembro 2018.
E-CIVIL. Tipos de Cimento. Disponível em: <http://www.ecivilnet.com/artigos/cimento_portland_tipos.htm>. Acesso em: 23 de setembro 2018.
GUIA básico da utilização do cimento Portland. 7.ed. São Paulo: Associação Brasileira de Cimento Portland., 2002.
SOUSA, Rainer. História do cimento. Disponível em: http://historiadomundo.uol.com.br/curiosidades/historia-do-cimento. Acesso em: 23 de setembro 2018.
Wikipédia. Cimento Portland. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Cimento_Portland>. Acesso em: 20 setembro 2018.