Cimento Portland

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Sacos de cimento Portland.

Cimento Portland é o tipo de cimento mais utilizado ao redor do mundo como um dos componentes básicos de concretos, argamassas, e grautes. É um pó fino, produzido a partir da queima de calcário e argila em um forno, com posterior moagem e adição de uma pequena quantidade de gipsita, ou outras formas de sulfato de cálcio, podendo receber também outras adições.[1] Endurece com a adição de água, tornando-se uma pasta homogênea com propriedades ligantes. Como o produto formado é resistente à água, o cimento Portland ser caracterizado como um aglomerante hidráulico[2].

Diversos tipos de Cimento Portland são comercializados, havendo normas técnicas em diferentes países e regiões que definem estes tipos. A maioria dos tipos apresenta uma coloração cinza, mas geralmente há normalização que define cimentos Portland brancos.

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.[3] 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[carece de fontes?].

História[editar | editar código-fonte]

O nome Portland foi dado em 1824 pelo químico britânico Joseph Aspdin, em homenagem à ilha britânica de Portland, no condado de Dorset. Joseph Aspdin queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após secar, tornava-se tão dura quanto as pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.

No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos relativos à fabricação do cimento Portland ocorreram por volta de 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 efetuada pela Empresa Barbará & Cia, de propriedade do comerciante e industrial Cachoeirense, Sr. Elpídio Volpini. 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 hoje. [4]

Processo de fabricação[editar | editar código-fonte]

A fabricação do cimento Portland baseia-se em três etapas fundamentais:

  • Mistura e moagem da matéria-prima (calcários, margas e brita de rochas).
  • Produção do clínquer (forno rotativo a 1400ºC + arrefecimento rápido).
  • Moagem do clínquer e mistura com gesso.

Em sentido amplo, pode-se resumir o processo de fabricação do cimento Portland nas seguintes fases:

  • 1°) Extração das matérias primas (calcário,argila e gipsita);
  • 2°) Britagem (calcário);
  • 4° Moagem do cru, matéria prima crua (calcário e argila - farinha de 0,15 mm);
  • 3° Dosagem (farinha de calcário e argila);
  • 5°Clinquerização]];
  • 6° Esfriamento
  • 7° Adição final

8° Moagem final (clinker + gipsita + outras substâncias);

Constituição do clinquer[editar | editar código-fonte]

O clinquer de cimento Portland é constituído por:

Transformações físico-químicas no forno[editar | editar código-fonte]

Para determinadas temperaturas, durante a fase de produção do clínquer, existem várias alterações físico-químicas na matéria-prima:

Características[editar | editar código-fonte]

Endurecimento[editar | editar código-fonte]

O endurecimento do cimento Portland é obtido através da adição da água no cimento, a quantidade de água (deve ser empregada em relação ao peso de cimento (fator A/C) tem que ser suficiente para formar uma pasta, após essa mistura seus componentes reagem, formando produtos cristalinos e outros de aparência gelatinosa, que aderem aos grãos de areia, tornando-se muito duros. Quando a pasta é conservada úmida, esta reação pode persistir por anos, assim o produto continua cada vez mais resistente durante um longo período de tempo, esta pasta plástica, começa a perder esta plasticidade depois de certo tempo. Esse cimento endurece mesmo quando debaixo de água, e este fenômeno não depende essencialmente do ar. Este processo é complexo, resumidamente o cimento forma uma massa gelatinosa, finamente cristalina, denominada “gel”, que fica continuamente entrelaçando-se e por fim endurece.Quanto menor for o grão de cimento melhor é, pois a reação se dá de fora para dentro do cimento, e este processo é muito demorado, logo, quanto menor mais rápida será a hidratação. O cimento, que no caso é o ligante, resultará mais ou menos diluído, segundo a quantidade de água utilizada. Entretanto, quanto mais diluído pior a qualidade da pasta e menor sua resistência, pois o excesso cria na pasta de cimento uma porosidade capilar, tanto maior quanto for o fator A/C, aumentando assim a sua permeabilidade e prejudicando a durabilidade do concreto com ela produzida.[carece de fontes?]

Aplicações[editar | editar código-fonte]

O cimento portland é uma das substâncias mais consumidas pelo homem e isso se deve a características que lhe são peculiares, como trabalhabilidade e moldabilidade (estado fresco), e alta durabilidade e resistência a cargas e ao fogo (estado duro). Insubstituível em obras civis, o cimento pode ser empregado tanto em peças de mobiliário urbano como em grandes barragens, em estradas ou edificações, em pontes, tubos de concreto ou telhados. Pode até ser matéria-prima para a arte.

Referências

  1. Battagin & Battagin (2017), p. 761.
  2. Mehta & Monteiro (2014), p. 191.
  3. Courland (2011).
  4. «Cópia arquivada». Consultado em 21 de setembro de 2010. Arquivado do original em 23 de setembro de 2010 

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Battagin, Arnaldo Forti; Battagin, Inês Laranjeira da Silva (2017). «Cimento Portland». In: Isaia, Geraldo Cechella. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. Volume 1. 3ª ed. São Paulo: IBRACON. pp. 761–792. ISBN 978-85-98576-27-5 
  • Courland, Robert (2011). Concrete Planet: The Strange and Fascinating Story of the World's Most Common Man-made Material (em inglês). New York: Prometheus Books. ISBN 978-1-61614-482-1 
  • Mehta, P. Kumar; Monteiro, Paulo J. M. (2014). Concrete: Microstructure, Properties, and Materials (em inglês) 4th ed. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-179787-0 

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações Externas[editar | editar código-fonte]

ABCP - fabricação - fluxograma de fabricação do cimento

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