Os ingredientes do cimento são diversos componentes que se misturam para criar um material de construção forte e durável. As matérias-primas, selecionadas cuidadosamente e combinadas para produzir diferentes efeitos e tipos de cimento, são cal, sílica, alumina, minério de ferro, agregados, gesso e materiais cimentícios complementares.
Cada um desses ingredientes do cimento desempenha um papel único nas reações químicas e nas qualidades específicas do cimento. Essa combinação resulta em uma substância versátil e durável que os construtores usam há séculos e ainda usam hoje.
Ingredientes do cimento: do que é feito o cimento?
O cimento é uma mistura de matérias-primas destinadas a produzir um tipo específico de cimento. Cada ingrediente do cimento traz qualidades particulares ao cimento. Mas a introdução de um determinado ingrediente também apresenta limitações que fazem com que o cimento funcione de forma distinta.
Lima
O calcário é uma rocha sedimentar composta principalmente de carbonato de cálcio na forma de calcita. O calcário é um recurso natural abundante e a sua versatilidade, abundância e qualidades estéticas tornaram-no um recurso valioso. Durante séculos, as pessoas usaram o calcário como material de construção, condicionador de solo e matéria-prima em outros produtos.
O calcário é uma matéria-prima valiosa no cimento porque fornece cálcio. Isto é essencial nas reações químicas que ocorrem durante o processo de hidratação do cimento. O cálcio reage com a água para formar um gel hidratado de silicato de cálcio que ajuda o cimento a endurecer e ganhar resistência. A cal também serve como retardador, retardando o tempo de pega do cimento.
A qualidade da cal varia de fonte para fonte. Alguma cal apresentará quantidades excessivas de impurezas que afetam a qualidade do produto de cimento. Também é vital determinar a quantidade correta de cal na mistura de cimento. Demasiada cal aumentará o tempo de presa e diminuirá a resistência. Pouca cal causará tempos de presa rápidos e pode aumentar a suscetibilidade a ataques de sulfato.
Sílica
A sílica é um composto natural e um dos mais abundantes na crosta terrestre. Os fabricantes de cimento obtêm sílica de recursos naturais como argila e xisto.
A sílica reage com o calcário para formar compostos responsáveis pela resistência do cimento. A sílica também contribui para as qualidades hidráulicas do cimento e ajuda-o a endurecer quando misturado com água.
Ao fabricar cimento, os fabricantes devem controlar as quantidades de sílica para produzir cimento com os resultados desejados. Um excesso de sílica pode atrasar o desenvolvimento de resistência e exigirá tempo adicional de cura. Muita sílica também pode aumentar a retração do cimento, causando rachaduras que se desenvolvem durante o estado de secagem.
Alumina
Alumina, ou óxido de alumínio, é derivado da bauxita. A bauxita é um mineral semelhante à argila rico em alumínio.
A alumina ajuda o cimento a endurecer mais rapidamente e melhora a resistência ao sulfato. Também ajuda o cimento a produzir calor durante a hidratação, o que é importante para ajudar o cimento a endurecer em condições de clima frio.
Muita alumina pode fazer com que o cimento endureça muito rapidamente, dificultando seu uso. Quantidades excessivas de alumina podem causar resistência rápida a curto prazo, mas reduzir a durabilidade do cimento a longo prazo.
Minério de ferro
Minério de ferro é rocha ou minerais que contêm ferro metálico. O minério de ferro contém óxidos de ferro como hematita e magnetita, que são ingredientes importantes do cimento.
O minério de ferro atua como corante no cimento. Pode criar tons de cimento vermelho, marrom e preto, contribuindo para o apelo estético. O minério de ferro também atua como agente fundente para reduzir o ponto de fusão das matérias-primas. Isso os ajuda a se fundirem de forma mais eficaz.
Impurezas como enxofre ou fósforo presentes no minério de ferro farão com que a resistência, a durabilidade e a trabalhabilidade do cimento sejam prejudicadas.
Agregados
Agregados são materiais granulares que os produtores de cimento adicionam à mistura de cimento. Eles fornecem a maior parte do volume da mistura e fornecem volume, resistência e estabilidade. Agregados comuns no cimento são areia, cascalho, brita, agregado de concreto reciclado (RCA) e agregados leves, como argila expandida, xisto ou ardósia.
A natureza interligada dos agregados contribui para a resistência geral e a capacidade de carga do cimento. Ajudam a controlar a retração do cimento durante o processo de secagem e cura. A adição de agregados também ajuda a manter o custo do cimento mais baixo.
Os agregados aumentam a necessidade de água extra para garantir uma boa trabalhabilidade do cimento. Certos agregados também podem causar uma reação álcali-sílica com os componentes alcalinos da pasta de cimento, o que pode causar rachaduras, expansão e deterioração do cimento ao longo do tempo.
Gesso
O gesso é um mineral composto de sulfato de cálcio di-hidratado e é um aditivo comum no cimento. O gesso atua como retardador do cimento, retardando o tempo de pega inicial. Esta qualidade permite aos trabalhadores melhor trabalhabilidade e colocação prolongada. A adição de gesso ajuda a prevenir o rápido endurecimento do cimento quando este entra em contacto com a água e protege o cimento da deterioração em ambientes ricos em enxofre.
Muito gesso pode levar ao atraso no desenvolvimento de força. Os fabricantes também devem considerar a composição química exata de seus ingredientes específicos de cimento, pois o gesso pode reagir com certos produtos químicos da mistura e degradar o desempenho e as propriedades do cimento.
Materiais Cimentícios Suplementares (SCM)
Além dos ingredientes padrão do cimento, existem materiais cimentícios que alguns cimentos contêm. Esses materiais incluem cinzas volantes, sílica ativa, pozolanas e escória.
Os SCMs proporcionam muitos benefícios no cimento. Eles ajudam a melhorar a trabalhabilidade, coesão, resistência e durabilidade, bem como reduzem a permeabilidade e o desenvolvimento de temperatura no cimento. A introdução de SCM também ajuda a melhorar os benefícios ambientais de um determinado tipo de cimento. Muitos SCMs são subprodutos da indústria do cimento que iriam para aterros sanitários, a menos que fossem esmagados para se tornarem parte do cimento. Eles também ajudam a reduzir a necessidade de produção de cimento bruto.
Em alguns casos, os SCMs estão associados ao atraso no desenvolvimento da resistência do cimento. Os SCMs estão disponíveis em diferentes composições e tamanhos de partículas, podendo variar de acordo com as qualidades que produzem. Os produtores de cimento devem selecionar cuidadosamente os SCMs para produzir cimento com as qualidades desejadas.
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