Cimento: da matéria prima à produção

O cimento é o composto mais utilizado na construção civil em todo o mundo. Os primeiros registros da utilização de cimentos naturais são de construções de Roma, Grécia e Egito antigo. Entretanto, por séculos o cimento foi deixado de lado e pouco foi utilizado. Contudo, a utilização desse componente muda quando, no final do século XVIII e início do século XIX, alguns europeus começaram a inventar o seriam os primeiros cimentos artificiais.

Inegavelmente, o que mais se destacou foi o inglês Joseph Aspdin que, no ano de 1824, teve a ideia de queimar pedras calcárias e argilas juntas. Ele percebeu que o pó fino, produto dessa queima, se misturado com água, tornava-se após secar um sólido tão duro quando as pedras que eram utilizadas  na construção civil na época. Posteriormente, Aspdin patenteou essa mistura, que ficou conhecida como cimento Portland, em homenagem às rochas da ilha de Portland, que possuem características físicas parecidas.

A história do cimento é fascinante não é? Por isso, para entender um pouco mais sobre esse componente, nós iremos explicar um melhor a definição de cimento, sua composição e a sua produção desde a mineração da matéria prima do cimento até a fabricação deste.

O que é o cimento?

Antes de partirmos para a definição do que é o cimento, nós precisamos entender que ele é um aglomerante. Aglomerantes são materiais com propriedades coesivas e adesivas capazes de unir fragmentos minerais, de modo a formar um todo compacto. Eles podem ser quimicamente não ativos ou ativos (que é o caso do cimento). Por sua vez, o aglomerante quimicamente ativo é dividido em aéreo e hidráulico. No primeiro, o endurecimento está relacionado à ação química do CO2 presente no ar. Já no hidráulico, o endurecimento se dá pela a ação da água. E onde se enquadram os cimentos em toda essa explicação?

Os cimentos são aglomerantes hidráulicos que produzem, em contato com a água, reações exotérmicas de cristalização de produtos hidratados. Produtos que, por sua vez, possuem resistência mecânica.

Matéria prima do cimento

Agora nós já sabemos o que é o cimento, mas qual a sua matéria prima? As rochas calcárias e as argilas são amplamente utilizadas na produção desse composto, porém não são seus únicos componentes. Veja a seguir as principais matérias primas da indústria cimenteira:

Clínquer:

Principal componente do cimento, é formado pela queima a 1450ºC do pó de algumas rochas. Sendo estas rochas calcárias (80% a 95%) e argilas (20% a 5%), além de pequenas frações de minério de ferro. É a fonte de silicato tricálcico, silicato dicálcico, ferroaluminato tetracálcico e aluminato tricálcico, compostos químicos responsável pela característica ligante e a resistência mecânica do cimento.

Gipsita:

É utilizada na forma de gesso, geralmente em porções inferiores a 3% da massa de clínquer. A sua utilização, por sua vez, é feita com objetivo de aumentar o tempo de pega/endurecimento do cimento. Assim possibilitando a utilização do cimento, uma vez que sem o gesso ele teria um tempo de pega de apenas alguns minutos.

Calcário:

Embora seja utilizado na produção do clínquer, o calcário também é utilizado na forma não queimada, como elemento de preenchimento, uma vez que é capaz de penetrar nas partículas do outros elementos e agir como lubrificante, possibilitando um cimento mais plástico, mas sem prejudicar a atuação dos outros elementos. Além disso, o calcário é utilizado para diluição do cimento, reduzindo o teor dos componentes mais caros e barateando o custo. Contudo, devem ser respeitadas as especificações da norma, sem prejudicar a qualidade do cimento.

Argila pozolânica:

Possui propriedades aglomerantes similares às do clínquer. Porém, possui um custo menor que este. Desta forma, é utilizada em conjunto com o clínquer para baratear a produção.

Escória de ferro gusa:

É adicionada ao clínquer com o intuito de aumentar a resistência do cimento a compostos sulfonados.

A mineração do cimento

Por sua vez, a mineração dos componentes do cimento é feita em minas que podem ser a céu aberto ou subterrâneas, embora as a céu aberto sejam mais comuns. Para saber mais sobre a diferença entre esses dois tipos de mina, leia nosso texto sobre lavra clicando aqui.

Primeiramente, a explotação das rochas é feita por meio da detonação de explosivos. Em seguida, ainda na mina, o minério é levado por caminhões caçamba para a britagem, aonde os britadores iram cominuir as rochas até que tenham tamanho adequado para passar pelo processo de moagem (200mm). Após esse processo, o minério cominuído é transportado por transportadores de correia para a fábrica, onde serão armazenados em depósitos de pré homogeneização.

A produção

A fabricação de cimento envolve uma série de processos industriais para que se obtenha o produto desejado. São estes:

Pré-homogeneização

A matéria prima, após ser transportada para o pátio de pré-homogeneização, é espalhada em camadas intercalando diferentes lotes, com intuito de tornar o material o mais homogêneo possível. Nessa fase também são coletadas as primeiras amostras para analisar a qualidade do produto.

Moagem (Moinho de farinha/cru)

Nessa fase, o calcário, a argila e os aditivos específicos são moídos em conjunto no moinho de cru. Nesse processo, todos os componentes são misturados e cominuídos até que se obtenha a granulometria e umidade adequadas para os próximos processos. Toda a cominuição realizada objetiva o aumento da superfície exposta das partículas que, por sua vez, intensifica as relações e trocas de calor realizadas na próxima etapa: a clinquerização.

Produção do Clínquer

Primeiramente, nessa etapa, o produto da moagem é pré-aquecido em um forno rotativo. Nele, a farinha produzida passa por uma torre de ciclone, sendo aquecida por gases quentes vindos do forno rotativo, que se encontra na parte inferior da torre. Em seguida, a farinha estará com 900ºC e será destinada ao forno rotativo, onde será aquecida até 1450ºC, possibilitando as reações químicas necessárias para a clinquerização. Após esse processo o produto gerado será resfriado em um resfriador até alcançar temperaturas inferiores a 200°C. Em seguida, serão coletadas amostras para avaliar a qualidade do clínquer produzido.

Moagem

Nessa etapa o clínquer e as outras matérias primas serão levados a outro moinho. Onde, novamente, o material será cominuído até alcançar a granulometria ideal exigida pela anvisa.

Expedição

Nessa etapa, o cimento produzido será estocado em silos para um futuro ensacamento e, posteriormente, a venda.

Autor: Paulo Pardini

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