Aglomerantes e Cimento Portland

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AGLOMERANTES
	Segundo a enciclopédia livre “Aglomerante ou ligante é um material geralmente pulverulento que tem a finalidade de aglutinação de outros materiais (agregados), influenciando, desta forma, a resistência do material. Um aglomerante, em contato com água, forma uma pasta, a qual é moldável e maleável, permitindo o fácil manuseamento do material. Ao se juntar areia a essa pasta, forma-se uma argamassa que, depois de seca, se torna rígida e resistente. Se, à argamassa, se juntar brita, está-se perante um material chamado concreto”.
	Os aglomerantes inorgânicos estão classificados em:
Aéreos – São os aglomerantes que tem a capacidade de reação (endurecer) por reação com o dióxido de carbono ou por reações de re-hidratação. Depois de endurecidos, não resistem bem quando imersos na água. Devem ser usados apenas em contato com o ar. Ex.: Cal aérea, Gesso.
Hidráulicos - São materiais pulverulentos (pó fino) que, misturados com água, formam uma pasta capaz de endurecer por secagem natural, ou seja, provocam reação química que libera calor. Estes resistem satisfatoriamente à ação dissolvente da água. Ex.: cal hidráulica, cimento Portland.
Os aglomerantes hidráulicos ainda se classificam em: 
Simples: Não tem mistura Cimento Portland comum (PCI), cimento aluminoso, gesso hidráulico, cal hidratado. 
Composto: Misturas de um aglomerante simples com subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo. Ex.: CP IV - mistura de cimento Portland e pozolana, CP III - mistura de cimento Portland e escória de alto forno, CP II F - mistura de cimento Portland e fíler calcário.
Aglomerantes poliméricos: São os aglomerantes que têm reação à polimerização de uma matriz. Ex: resinas epoxídica, resina acrílica, cola, mástique. Os betuminosos: alcatrão, asfalto, derivados da destilação do petróleo. 
Temos ainda os aglomerantes inertes: argilas.
CIMENTO
	O cimento Portland foi desenvolvido a partir de outros tipos de cal hidráulica, ao final do século XIX, na Inglaterra, por Joseph Aspdin, que obteve uma patente pelo material em 1824. Entretanto, seu filho William Aspdin é considerado o inventor do cimento Portland "moderno" graças aos seus avanços na década de 1840. O cimento Portland recebeu este nome devido à similaridade do material hidratado à pedra de Portland, que era obtida da Ilha de Portland, em Dorset, Inglaterra.
	
	No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos relativos à fabricação do cimento Portland ocorreram aparentemente em 1888, quando o comendador Antônio Proost Rodovalho empenhou-se em instalar uma fábrica na fazenda Santo Antônio, de sua propriedade, situada em Sorocaba-SP. Várias iniciativas esporádicas de fabricação de cimento foram desenvolvidas nessa época. Assim, chegou a funcionar durante apenas três meses, em 1892, uma pequena instalação produtora na ilha de Tiriri, na Paraíba, cuja construção data de 1890, por iniciativa do engenheiro Louis Felipe Alves da Nóbrega, que estudara na França e chegara ao Brasil com novas ideias, tendo inclusive o projeto da fábrica pronto e publicado em livro de sua autoria. Atribui-se o fracasso do empreendimento não à qualidade do produto, mas à distância dos centros consumidores e à pequena escala de produção, que não conseguia competitividade com os cimentos importados da época.
A usina de Rodovalho lançou em 1897 sua primeira produção – o cimento marca Santo Antonio – e operou até 1904, quando interrompeu suas atividades. Voltou em 1907, mas experimentou problemas de qualidade e extinguiu-se definitivamente em 1918. Em Cachoeiro do Itapemirim, o governo do Espírito Santo fundou, em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, com precariedade e produção de apenas 8.000 toneladas por ano, sendo então paralisada, voltando a funcionar em 1935, após modernização.
Todas essas etapas não passaram de meras tentativas que culminaram, em 1924, com a implantação pela Companhia Brasileira de Cimento Portland de uma fábrica em Perus, Estado de São Paulo, cuja construção pode ser considerada como o marco da implantação da indústria brasileira de cimento. As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas no mercado em 1926. Até então, o consumo de cimento no país dependia exclusivamente do produto importado. A produção nacional foi gradativamente elevada com a implantação de novas fábricas e a participação de produtos importados oscilou durante as décadas seguintes, até praticamente desaparecer nos dias de hoje. Fonte: ABCP
Fabricação: 
 	O processo de fabricação do cimento começa com a mineração do calcário, principal matéria-prima do cimento. O material é extraído das minas e armazenado no pátio de pré-homogeneização. Nesta fase são recolhidas as primeiras amostras para serem analisadas no Laboratório de Qualidade. A composição química do calcário é traçado (teores de cálcio, silício, ferro e alumínio).
Matérias primas usadas :
• Calcário : ≈ 90 % da mistura Componente básico do cimento fornecendo o Óxido de Cálcio. 
• Argila : ≈ 10 % da mistura Componente usada para fornecer Silicatos de Alumínio e Ferro. 
• Areia : Usada para corrigir o teor de sílica SiO2 da argila. 
• Minério de ferro : Usado para corrigir o teor de óxido de ferro Fe2O3 da argila.
Moinho de Farinha ou Cru
	No moinho de farinha ou cru, o calcário é moído com argila e aditivos específicos (tais como minérios ferrosos, alumínicos ou materiais substitutos co-processados). A argila é um produto rico em sílica, ferro e alumínio, elementos essenciais para a qualidade do cimento. O produto final é formado por grãos muito finos, daí o nome farinha ou cru. Um filtro instalado no moinho evita que haja a emissão de pó para a atmosfera. A farinha é estocada em silos especiais até ser enviada ao forno rotativo.
Produção do Clínquer
	Antes de ser inserida no forno rotativo, a farinha passa pela torre de ciclone para que seja aquecida através dos gases quentes originados pelo forno, que se encontra logo abaixo. Quando a farinha chega ao forno rotativo já está com temperatura em torno de 900ºC, ajudando a reduzir o consumo de energia. No interior do forno a temperatura chega a 1.450ºC, produzindo o clínquer.
 Resfriamento
	Para finalizar o processo de produção do clínquer, o material é resfriado no refreador e a temperatura reduzida para menos de 200ºC. Um filtro está instalado na saída do equipamento, liberando o ar de resfriamento para a atmosfera sem poluentes. Uma nova coleta de amostras é realizada para os ensaios químicos do Laboratório de Controle de Qualidade. O clínquer é transportado para as moegas, onde ficam armazenadas as outras matérias-primas que compõem o cimento: gesso, calcário e pozolana ou escória. Dependendo da porcentagem de cada produto, obtém-se uma especificação de cimento. 
Moinho
	A mistura segue para o moinho de cimento, onde todos os componentes são moídos até atingirem a granulometria ideal, resultando em cimento de alta qualidade.
Expedição
	Após sua moagem, o cimento é estocado em silos até ser ensacado e comercializado.
REAÇÕES NO PROCESSO DE FABRICAÇÃO
	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-).
ENSAIOS
	Nos manuais de concreto é muito comum a referência aos tempos de pega e em todo ensaio de cimento chega a ser quase obrigatória a determinação destes tempos. A norma brasileira NBR NM 65:2003 - Cimento Portland – Determinação do tempo de pega, utiliza a pasta de consistência normal (NM 43:2002) e o aparelho de Vicat.
	Na prática, os tempos depega referem-se às etapas do processo de endurecimento, solidificação ou enrijecimento do cimento e, em consequência, do concreto. Também são utilizados os termos perda de plasticidade, perda de trabalhabilidade ou ainda cristalização para o entendimento destes tempos. Não conseguimos ainda encontrar um significado para a palavra “pega”. Apenas a associação à condição de perda da plasticidade da pasta, argamassa ou concreto, medida pela resistência à penetração ou deformação em ensaios padronizados.
 
Tempo de Inicio de Pega:
 
O momento de início da cristalização ou do endurecimento é chamado de tempo de inicio de pega. No concreto, este tempo determina o período útil que temos para terminar o processo de aplicação, ou seja, compreende desde a mistura dos materiais (contato da água com o cimento) até o seu adensamento e acabamento final.
Portanto o tempo de início de pega é o tempo decorrido após o contato inicial do cimento com a água de amassamento, necessário para uma argamassa atingir a resistência à penetração igual a 3,5 Mpa.
O inicio de pega é o intervalo decorrido desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat estacionar a (4  1)mm da base do molde que contem a pasta de cimento.
 
   Tempo de Fim de Pega:
 
Diversos autores o definem como o momento final do enrijecimento (ato de tornar duro) do concreto ou o inicio do ganho da resistência mecânica propriamente dita.
Tempo de fim de pega é o tempo decorrido após o contato inicial do cimento com a água de amassamento, necessário para uma argamassa atingir a resistência à penetração igual a 27,6 Mpa.
O fim de pega é o intervalo decorrido desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat penetra 0,5 mm na pasta de cimento.