Considerando o processo de fabricação do cimento Portland, descreva: i) quais são as matérias primas utilizadas e cite as etapas do processo; ii) quais são os compostos formados durante a clinquerização; iii) explique a função da gipsita e a função da moagem; iv) descreva como deve ser realizado o controle de qualidade do cimento (considerando a ABNT NBR 16697, citar ao menos 3 requisitos obrigatórios). (2,0)

Passo 1

O enunciado pede para descrever o processo de fabricação do cimento Portland. Precisamos abordar quatro pontos:
i) matérias-primas e etapas do processo;
ii) compostos formados na clinquerização;
iii) função da gipsita e da moagem;
iv) controle de qualidade segundo a ABNT NBR 16697, citando pelo menos três requisitos obrigatórios.

Passo 2

As principais matérias-primas são o calcário (basicamente \text{CaCO}_3) e materiais argilosos ou sílico-aluminosos (ricos em \text{SiO}_2, \text{Al}_2\text{O}_3 e \text{Fe}_2\text{O}_3). O processo típico envolve:
  • extração e britagem das rochas;
  • moagem bruta e homogeneização da mistura crua;
  • pré\mbox{-}aquecimento e queima num forno cilíndrico (calcinação até cerca de 1450^\circC);
  • resfriamento do clínquer;
  • moagem do clínquer com adição de gipsita;
  • estocagem e embalagem do cimento.

Passo 3

Durante a clinquerização, reações de alta temperatura formam quatro compostos principais, conhecidos pela notação cementícia:
\text{C}_3\text{S} (alite),
\text{C}_2\text{S} (belite),
\text{C}_3\text{A} (aluminato tricálcico) e
\text{C}_4\text{AF} (ferrita aluminoférrica).

Passo 4

A gipsita ( \text{CaSO}_4\cdot2\text{H}_2\text{O}) é adicionada na moagem para controlar o tempo de pega do cimento, reagindo com \text{C}_3\text{A} e retardando a formação de etringita. A moagem em si reduz o tamanho de partícula, aumentando a área de contato com a água, o que influencia diretamente a velocidade de hidratação e a resistência inicial e final do cimento.

Passo 5

Segundo a ABNT NBR 16697, o controle de qualidade do cimento deve incluir diversos ensaios. Três requisitos obrigatórios são:
  • determinação do tempo de início e fim de pega;
  • finura do cimento (por exemplo, área específica mínima em Blaine ou percentagem de resíduo em peneira de 45 \mum);
  • resistência à compressão em corpos-de-prova aos 2, 7 e 28 dias.

Resposta

i) Matérias-primas: calcário ( \text{CaCO}_3) e argilas/sílicatos ( \text{SiO}_2, \text{Al}_2\text{O}_3, \text{Fe}_2\text{O}_3). Etapas: britagem, moagem bruta, homogeneização, pré-aquecimento, calcinação, resfriamento, moagem final e embalagem.
ii) Compostos do clínquer: \text{C}_3\text{S}, \text{C}_2\text{S}, \text{C}_3\text{A} e \text{C}_4\text{AF}.
iii) Gipsita controla o tempo de pega (retarda a hidratação de \text{C}_3\text{A}); moagem reduz partículas para aumentar área de reação e garantir resistência.
iv) Controle de qualidade (ABNT NBR 16697): tempo de pega, finura mínima e resistência à compressão ( 2, 7 e 28 dias), entre outros como sonoridade (expansão de Le Chatelier) e composição química.

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