Como e de que é feito o cimento: composição do cimento, marcação das misturas e seu âmbito de aplicação

O cimento é um componente chave de estruturas fortes e duradouras, sendo um material muito utilizado na construção. É o agente aglutinante do betão que permite a construção tanto de modestos passeios como de enormes arranha-céus. Podemos apreciar melhor o significado do cimento e a variedade de utilizações que tem se soubermos como é feito e as diferentes composições em que se apresenta.

O cimento é inicialmente fabricado a partir de uma mistura de matérias-primas, incluindo areia, argila e calcário. O clínquer é o produto do aquecimento destes materiais a temperaturas extremamente elevadas num forno. O produto final, conhecido como cimento, é feito através da moagem do clínquer até se tornar um pó fino e depois misturado com aditivos como o gesso. Para garantir a qualidade do cimento, este processo complexo deve ser efectuado com precisão.

Não existe um tipo de cimento único para todos; em vez disso, existem vários tipos e misturas que são ideais para utilizações distintas. Estas misturas são frequentemente identificadas por códigos e números únicos que representam o seu conteúdo e aplicações pretendidas. Alguns cimentos, por exemplo, são feitos para resistir a condições ambientais adversas, enquanto outros são feitos para endurecer rapidamente para reparações de última hora.

Os construtores e proprietários de casas podem escolher os materiais certos para os seus projectos conhecendo os vários tipos de cimento e como utilizá-los. Para garantir a longevidade e o desempenho, é necessário escolher o tipo correto de cimento para construir uma casa nova, reparar uma estrada ou criar elementos decorativos.

De que é feito o cimento – a matéria-prima principal

Os minerais sólidos são as matérias-primas utilizadas na produção de cimento, e estes são os locais das fábricas de cimento.

O clínquer, resultado da cozedura de pedras, é feito de pedras carbonatadas e argilas.

Os seguintes tipos de calcário amorfo ou cristalino pertencem à primeira categoria de formações minerais, que é consumida em maior quantidade:

• giz – uma rocha branca e macia, constituída por carbonato de cálcio com uma mistura de magnésio, óxidos metálicos e grãos de quartzo;
• marga – uma mistura natural de 50-75% de derivados de calcite com 25-50% de formações de argila silicatada, adequada para a produção de clínquer de cimento;
• a rocha de concha é o calcário proveniente das conchas de animais marinhos; a sua variedade metamorfoseada por pressão a alta temperatura chama-se mármore;
• dolomite – para além do carbonato de cálcio CaCO3, contém um componente de magnésio: MgCO3.

As rochas argilosas, como o loess, os xistos argilosos e as lamas, são as que contribuem com silicatos para o clínquer. A alumina, o ferro, o silício e os resíduos das fábricas metalúrgicas são aditivos de liga utilizados na tecnologia para conferir ao cimento propriedades únicas e reduzir os custos de produção.

O que é o clínquer de cimento

Este produto é o resultado da sinterização de duas rochas, 25% de argila e 75% de calcário, a uma temperatura de 1450 °C. O clínquer é descarregado do forno sob a forma de grânulos com um Ø de 10-60 mm.

A pedra britada calcinada de cada fabricante pode ter uma composição química diferente, mas o que se segue é uma repartição média expressa em percentagens:

• CaO – 67;
• SiO2 – 22;
• Al2O3 – 5;
• Fe2O3 – 3.

O cimento Portland é composto por mais ingredientes do que apenas pedra triturada em forno. Os grânulos são moídos até se tornarem um pó fino, adicionando ao clínquer até 6% de sulfato de cálcio CaSO3, presente no gesso ou na rocha de gesso, de modo a abrandar o tempo de presa do produto acabado.

Os moinhos de bolas são utilizados para moer os ingredientes e o transporte pneumático é utilizado para bombear o produto acabado para silos de várias toneladas.

As normas estatais, GOST 30515-2013 para condições técnicas gerais e GOSTs 10178-85 e 31108-2003 para cimentos Portland destinados à construção, regem a produção de cimento. Para tipos específicos, foram criadas normas separadas.

Principais caraterísticas do produto

Os indicadores de densidade do cimento são os seguintes: compactação = 1400-1700 e massa = 900-1100 kg/m³. Os valores da gravidade específica real aproximam-se de 3 t/m³. A qualidade do pó aglutinante é avaliada através de uma série de factores técnicos, incluindo

1. Finura da moagem – determina a atividade do cimento: quanto mais pequenas as partículas, maior a superfície que cobrem numa só camada. As medições de controlo são efectuadas por espalhamento num peneiro com uma célula de 80 μm.
2. Necessidade de água – a quantidade de humidade necessária para hidratar o cimento e conferir plasticidade à massa. O excesso de água na solução leva à formação de poros e fissuras, reduzindo a resistência.
3. A resistência ao gelo é a capacidade dos produtos à base de pó de cimento de resistir a congelamentos e descongelamentos repetidos sem destruição. O indicador necessário é obtido através de aditivos especiais aquando da mistura da solução.
4. Tempo de presa – dependendo da consistência da mistura, situa-se no intervalo de 0.7-10 horas. O indicador também depende da quantidade de gesso adicionada ao clínquer durante a moagem.
5. A resistência é determinada pela destruição de uma amostra feita de cimento de cada lote da solução libertada. A idade dos cubos é definida pela norma – 28 dias.

Para todos os volumes expedidos pela fábrica de cimento, são preenchidos certificados de qualidade, nos quais são introduzidas as caraterísticas listadas. Os consumidores efectuam de forma independente a inspeção de entrada para confirmar a integridade do fornecedor.

O que é uma classe de cimento

O grau do cimento Portland, que é determinado através do teste de amostras cúbicas com um bordo de 10 cm para compressão, é uma medida da sua resistência. O que compõe a solução de preenchimento dos formulários? Uma parte de aglutinante em pó Três partes de areia de quartzo pura.

A massa é combinada, adiciona-se água e deixa-se solidificar durante 28 dias. Ao mesmo tempo, são vazadas seis a dez formas metálicas.

Seis amostras são escolhidas aleatoriamente de entre elas e esmagadas numa prensa. Com base em quatro cubos que se desmoronaram sob a carga mais elevada, é determinada a pressão média aritmética. O grau de cimento de acordo com GOST 10178-85 será indicado por valores expressos em kg/cm². Em MPa, a tensão é indicada utilizando o sistema métrico de unidades, de acordo com GOST 31108-2003. Neste caso, a classe de resistência do cimento é responsável pela distribuição.

Verifica-se que as caraterísticas de resistência são avaliadas utilizando simultaneamente as classificações antiga e nova. Classes M200, M300, M400, M500 e M600 em formato digital. Os valores da classe de dureza correspondentes são B15, B22.5, B32.5, B42.5, e B52.5.

Os principais ingredientes do cimento, que é utilizado na construção, são o calcário, a argila, a areia de sílica e as conchas. O clínquer é criado pelo aquecimento destes materiais e depois moído até se tornar um pó fino. A composição do cimento varia, e várias misturas, ou “marcas” são fabricados para aplicações específicas, como a construção geral, projectos de alta resistência ou necessidades que exijam um endurecimento rápido. A escolha do cimento adequado para qualquer projeto de construção requer um conhecimento destas misturas e das suas utilizações.

Marcação do cimento

Apenas uma pequena parte dos dados codificados na marcação completa relativa às caraterísticas do cimento fabricado é representada pelas designações dadas aos indicadores de resistência do cimento Portland.

Em circunstâncias em que as normas com designações anteriores são utilizadas em simultâneo, a partir de 2003. Vários códigos contêm os mesmos dados.

Utilizando a linguagem de ambas as normas, os produtores de cimento tentam comunicar informações sobre as caraterísticas e a qualidade dos seus produtos.

O que significa a marcação do cimento pelo tipo de aditivos?

Para permitir a utilização do cimento em betões para fins especiais, são adicionados aditivos à substância mineral aglutinante, para além dos componentes primários. A marcação do produto inclui informações sobre propriedades especiais. Os aditivos e o pó são codificados por letras:

• PC – Cimento Portland sem aditivos melhoradores;
• SHPC – a escória é adicionada numa quantidade ≥20% durante a moagem do clínquer, o produto é designado por cimento Portland de escória;
• PPC – cimento pozolânico, utilizado para betonagem em condições de inundação (os pozolanos são produtos da atividade vulcânica: cinzas, tufo, pedra-pomes);
• SPTS, SSPTs, SSShPTs – ligantes resistentes aos sulfatos, anticorrosivos;
• B – pó de endurecimento rápido;
• BC – sequência branca; O clínquer para a sua produção é feito de caulino e calcário leve;
• G – argila de encaixe rápido – significa pó, as matérias-primas componentes para a cozedura são rochas carbonatadas e bauxite;
• GF – cimento hidrofóbico para produtos de betão em água;
• Pl – plastificado, garante a conveniência de colocar a solução mesmo a baixas temperaturas;
• WRC – cimento expansível à prova de humidade, endurece em qualquer ambiente.

Na marcação GOST 10178-85 A letra e a percentagem D0, D5, D20 denotam o número de aditivos. A norma pela qual o produto é fabricado é indicada no final da cifra. Como ilustração, considere-se o cimento Portland PC 400-D20-B-T-TP GOST 10178-85, que tem uma resistência de 400 kg/cm² e 20% de aditivos numa forma plastificada de endurecimento rápido.

Decifrar a rotulagem do cimento de acordo com as novas normas

De acordo com o GOST 31108-2003, a informação sobre o produto é codificada utilizando um sistema que agrupa diferentes tipos de cimento em cinco categorias, cada uma representada por um número romano. Os três primeiros caracteres vêm do nome do pó, CEM.

Em cada associação estão presentes elementos que indicam as caraterísticas de fabrico:

• I – cimento Portland sem aditivos, consiste em 95-100% de clínquer de cimento;
• II – este grupo está dividido em subclasses A com aditivos de 6-20% e B – 21-35%. Existem também cimentos pozolânicos que contêm
• III – cimento Portland de escória com um teor de escória de 36-65%;
• IV – cimento pozolânico com um aditivo de 21-35%;
• V – pó composto, incluindo 11-30% de escória e pozolana dentro dos mesmos limites.

As designações dos aditivos são as seguintes: I significa calcário, Z significa cinzas volantes, MK significa microssílica, K significa aditivo composto, G significa glicina, Sh significa escória e P significa pozolana. O número da classe de resistência é então indicado, com as letras H para tempo de endurecimento normal e B para endurecimento rápido a seguir. Cimento Portland de escória CEM III/A 32.5N GOST 31108-2003 é um exemplo. Pode ser entendido da seguinte forma: Com uma resistência de 32.5 MPa e um teor de escória de 36-65%, o cimento está tipicamente a endurecer.

Um processo complexo que utiliza matérias-primas como calcário, argila e outros minerais resulta no cimento, um componente básico da construção. O cimento é feito através da moagem de ingredientes finamente moídos, misturando-os e aquecendo-os num forno para criar clínquer, que é subsequentemente moído em pó fino. A construção de estruturas fortes e duradouras requer cimento, que passa por este processo de transformação que lhe confere as suas propriedades aglutinantes.

Diferentes tipos de cimento com propriedades e aplicações distintas podem resultar de variações na sua composição. Por exemplo, o cimento Portland, que é amplamente utilizado na construção em geral, é conhecido pela sua resistência e versatilidade. As misturas especializadas, como o cimento resistente aos sulfatos ou de endurecimento rápido, são concebidas para satisfazer requisitos específicos e melhorar o desempenho em condições particulares. O conhecimento destas variações ajuda a escolher o tipo de cimento adequado para os vários projectos, garantindo os melhores resultados.

Um sistema normalizado chamado marcação do cimento indica-lhe a composição da mistura e a utilização pretendida. Estes marcadores ajudam os engenheiros e construtores a selecionar o tipo certo de cimento para as suas necessidades específicas. Ao construir um edifício alto, pavimentar estradas ou adicionar elementos decorativos, estar atento às marcações garante que o cimento funcionará conforme necessário, aumentando a longevidade e a segurança da estrutura.

O cimento tem uma vasta gama de aplicações, desde grandes projectos de infra-estruturas a edifícios residenciais. Devido à sua versatilidade e fiabilidade, é essencial para a construção moderna. Os construtores podem criar melhores ambientes construídos, tomando decisões informadas com base na sua compreensão da composição, do processo de fabrico e do significado das marcas de cimento. Com este conhecimento, os profissionais podem utilizar o cimento em pleno, o que promove a eficiência e a inovação no sector da construção.

Vídeo sobre o tema

Como é feito o cimento

Como fazer uma mistura de argamassa para o betão Art. E o que é que temos como resultado😉

Uma breve história sobre a origem do cimento.

Como é feito o cimento na fábrica de cimento de Spasskcement – o ciclo completo do início ao fim!

Betão e misturas de betão. Aprender a escolher e a fazer você mesmo // FORUMHOUSE