Fabricação de aglomerantes: cal, gesso e cimento

FABRICAÇÃO DO CIMENTO: FABRICAÇÃO DO
CIMENTO, DA CAL E DO GESSO
RONDONÓPOLIS –MT
2017

FABRICAÇÃO DO CIMENTO: FABRICAÇÃO DO
CIMENTO, DA CAL E DO GESSO
Discentes:
Ana Sheila Dacol Pistori
Joel Alexandre de Almeida
Mariana dos Santos Vilela
Paulo Gabriel da Silva Mota
Rafael Souza dos Anjos
Vitória Pimenta dos Santos
Trabalho multidisciplinar requisitado como nota
parcial bimestral das disciplinas de Biologia,
Geografia, Língua Inglesa, Processos Químicos
Industriais e Química, das quais os docentes são
respectivamente: Prof.ªMa. Mariliana Luiza
Ferreira Alves, Prof. Me. Sidnei Leandro
Albacete, Prof. Tiego Vaz Sardinha, Prof. D. Sc.
Diogo Ítalo Segalen da Silva e Prof.ª Jussara de
Oliveira Ferreira.
RONDONÓPOLIS –MT
2017

RESUMO
Desde os primórdios, a humanidade tem buscado formas para facilitar o dia a dia. Uma
das formas descobertas foi o uso de materiais como os aglomerantes. Existem relatos de que
no Egito Antigo já se utilizava cal e gesso em grandiosas construções arquitetônicas, como,
por exemplo, na Esfinge e nas Pirâmides de Gizé. Porém, o uso desses materiais não se
restringe a construções, também podem ser utilizados na agricultura e arte. Geralmente, são
pulverulentos e ligantes, com a função de constituir uma pasta que proporciona a junção de
agregados, por meio de reações químicas ou apenas pela secagem, formando uma estrutura
sólida e resistente. Os aglomerantes mais encontrados no mercado são: a cal, o gesso e o
cimento. A cal é o óxido de cálcio (CaO) encontrado no estado sólido, de coloração branca
que tem propriedade de reagir com água, ácidos e óxidos. Ela se deriva da queima da rocha
calcária (calcinação), um dos processos de produção desse material. Já o gesso é um
aglomerante aéreo – se endurece pela ação química do dióxido de carbono e que depois de
endurecido não possui resistência à água. É composto por sulfato de cálcio hemidratado
(CaSO4. ½H2O) e sua origem vem do mineral Gipsita, o qual passa por processos de
desidratação e conforme o processo é produzido um tipo específico de gesso, como exemplo o
gesso alfa que tem sua estrutura cristalina transformada fazendo com que o material seja mais
homogêneo. Por fim, o cimento é composto pela argila e pelo calcário, que são obtidos por
extrativismo mineral, e compõem o clínquer e suas variadas adições. São comercializados
onze tipos de cimentos que adquirem suas propriedades a partir das misturas adicionadas ao
clínquer. Sua aplicação depende da situação do local e de sua finalidade. O cimento nem
sempre foi tão desenvolvido como é hoje, houve essa evolução por conta das melhorias das
indústrias, aprimoramento nos mecanismos utilizados e desenvolvimento dos processos de
produção.
Palavras-chave: Cal. Gesso. Cimento. Aglomerantes. Produção.

ABSTRACT
Since the beginning of time, the humankind has been seeking ways to ease the daily
routine, and one of the discoveries was the use of materials like binders. There are reports that
in Ancient Egypt the gypsum and the lime were already used in grand architectural buildings,
for example, in the Sphinx and in the Pyramids of Giza. However, the use of these materials is
not restricted to buildings, they can be also used in agriculture and art. Generally, these
materials are powders and binders which have as function compose a paste that provides the
unity of the aggregates through chemical reactions or only by drying, forming a solid and
rigid structure. The most founded binders in the market are: the lime, the gypsum and the
cement. The lime is the calcium oxide (CaO) founded in solid with white coloring that has the
property of react with water, acids and oxides. It derived from the burn of the limestone
(calcining process) one of the production processes of this material. Already the gypsum is an
air binder – it hardens by the chemical reaction of the carbon dioxide which after hardened do
not have a good resistance to water. It composed by calcium sulphate semi-hydrate (CaSO4.
½H2O) and it comes from the crude gypsum, which one pass through dehydration processes
and according to it a specific type of gypsum is produced, as an example the Alpha gypsum
that has your crystalline structure changed, leaving the material more homogeneous. In
addition, is a binder that owns several advantages, as your quick setting and hardening time.
Lastly the cement is composed by the clay and the limestone, which are obtained by mineral
extractives, and it composes the clinker and yours diverse supplements. Eleven types of
cement are traded and these acquire your properties from the supplements added to the
clinker. And your application depends on the situation of the place and the goal. The cement
has not always been developed as it is today, this evolution arise from the improvement of the
industries, of the mechanisms used and from the progression of the production processes.
Key-words: Lime. Gypsum. Cement. Binder. Production.

LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Tipos de Britadores.
Tabela 2 – Tipos de Forno e suas Utilizações/Características Principais.
Tabela 3 – Composição dos Cimentos Portland. Disponível em:
<http://www.ecivilnet.com/artigos/cimento_Portland_composicao.htm>.
Tabela 4 – Produção e Consumo aparente do cimento. Disponível em:
<http://www.snic.org.br/>.

LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Carbonato de Cálcio (CaCO3). Disponível
em:<http://www.materiaisalmeida.com.br>.
Figura 2 - Aragonita cristalizada, de onde também pode ser extraída a cal. Disponível em:
<http://www.joias.mercadolivre.com.br>.
Figura 3 - Calcita, mineral proveniente do carbonato de cálcio. Disponível em:
<http://www.pinterest.com>.
Figura 4 - Fenômeno de Dupla Refração. Disponível em: <http://www.ghtc.usp.br>.
Figura 5 – Utilização da Cal na Indústria. Disponível em: <http://www.appcal.com.br>.
Figura 6 – pH da Água Sendo Corrigido. Disponível em:
<http://www.luamdesouzakemper.blogspot.com>.
Figura 7 – Tratamento de Solos. Disponível em:
Figura 8 – Empresa de Produção de Papel. Disponível em:
Figura 9 – Utilização da Cal em Argamassas. Disponível em: <http://www.resdil.com.br>
Figura 10 – Cal como Aglomerante e Cimentante. Disponível em: <http://www.
mat12010ajulio. blogspot.com>.
Figura 11 – Cal Virgem. Disponível em:
<http://www.calcinacaonsg.com.br/index.pHp?pg=dados_produto&id=3>.
Figura 12 – Cal Virgem Calcítica. Disponível em: <http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-
que-e-cal-virgem.html>.
Figura 13 – Cal Virgem Dolomítica. Disponível em: <http://www.lhoist.com/br_br/galeria-
de-fotos-do-ciclo-da-cal-calc%C3%ADtica-e-da-cal-dolom%C3%ADtica>.

Figura 14 – Cal Hidratada. Disponível em: <http://ibitiramacimentos.com.br/porque-usar-cal-
hidratada/>.
Figura 15 – Embalagem da Cal Hidráulica. Disponível em:
<http://www.grupodb.com.br/produto.pHp?id=7>.
Figura 16 – Modernos Processos de Produção da Cal. Disponível em:
<http://aamprojetos.com.br/fabricacao-de-cal/>.
Figura 17 – Fluxograma da Sequência dos Estágios para a Fabricação da Cal. MEDEIROS,
Petruccio, Processos de Fabricação e Controle de Qualidade de Cal e Cimento.
Figura 18 – Britagem de Calcário. Disponível em:
<http://www.fida.com.br/index.pHp/category/britagem-movel/>.
Figura 19 – Calcário após passar pela Britagem. Disponível em:
<http://www.sicojardins.com/produtos/britados/calcario-britado-2/>.
Figura 20 – Cinta Transportadora. Disponível em: <http://www.gomafiltros.com/productos
/cintas/goodyear/>.
Figura 21 – Correia. Disponível em: <http://www.correiasrubbermax.com.br/>.
Figura 22 – Forno de Calcinação: Indústria Siderúrgica. Disponível em:
<http://www.calcinacaomax.com.br/qualidade/tipos-e-usos-da-cal>.
Figura 23 – Diagrama Sintético das Etapas de Produção da Cal. JOHN, Vanderley M.;
PUNHAGUI, Katia R.; CINCOTTO, Maria Alba. Produção de Cal – Relatório Final. 2014.
Figura 24 – Moinho de Cal. Disponível em:
<http://www.b2bmaquinas.com.br/Anuncios/Moinhos_Equipamentos/Moinhos_de_Bolas/690
_5/>.
Figura 25 – Sistema de Hidratação da Cal. Disponível em:
<http://www.inovatronic.com.br/html/Hidratacao%20da%20Cal.htm>.
Figura 26 – Gesso. Disponível em: <http:// www.alibaba.com>.

Figura 27 – Localização dos países Turquia e Síria. Disponível em:
<https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Turkeysyria.svg/2000px-
Turkey-syria.svg.png>.
Figura 28 – Gipsita em Marte. Disponível em: <http://www.g1.com.br>.
Figura 29 – Gesso Alfa Ortodôntico. Disponível em: <http://www.evidentdental.com.br>.
Figura 30 – Gesso Beta. Disponível em: <http://www.dentalcremer.com.br>.
Figura 31 – Curva de Hidratação do Gesso. Antunes (1999).
Figura 32 – Cristalização das Moléculas do Gesso. A. A. Barbosa (2014)
Figura 33 – Diagrama do Processo de Fabricação do Gesso. Disponível em:
<http://gessocasacascavel.com.br/noticias/93-processo-de-fabricacao.html>.
Figura 34 – Extração da Gipsita. Disponível em: <www.siqueiramineração.com.br>.
Figura 35 – Britador de Mandíbula. Disponível em: <www.portaldosequipamentos.com.br>.
Figura 36 – Moinho de Martelo. Disponível em: <www.tracked-crusher.com>.
Figura 37 – Peneiras Vibratórias a Seco. Disponível em: <www.portuguese.alibaba.com>.
Figura 38 – Forno do Tipo Panela. Disponível em: <www.repositorio.ufpe.br>.
Figura 39 – Forno de Marmita Horizontal. Disponível em: <www.projetecnet.com.br>.
Figura 40 – Forno Rotativo. Disponível em: <www.cimma.it>.
Figura 41 – Forno Marmita Giratório. Disponível em: <http://hdl.handle.net/10316.2/31495>.
Figura 42 – Moinho de Martelo para Finos. Disponível em: <www.bruno.com.br>.
Figura 43 – Gesso Escaiola. Disponível em: <http://www.drymortarmixingplant.com>.
Figura 44 – Gesso Branco. Disponível em: <www.casashow.com.br>.

Figura 45 – Gesso Negro. Disponível em: <www.molduraminuto.pt>.
Figura 46 – Mapas das Cidades do Araripe. Disponível em:
<http://www.pologesseiro6serie.blogspot.com>.
Figura 47 – Smeaton’sLighthouse. Disponível em:
<https://en.wikipedia.org/wiki/Eddystone_Lighthouse>.
Figura 48 – Forno. Disponível em: <http://cimento.org/concreto/>.
Figura 49 – Clínquer. Disponível em: <http://iran-banner.com/cat67/ads262338>.
Figura 50 – Máquina shearerloader. Disponível em:
<http://www.directindustry.com/prod/caterpillar-global-mining/product-55229-916881.html>.
Figura 51 – Mina de Calcário. Disponível em:
<http://www.minerios.com.br/EdicoesInt/1506/35/Retomada_da_lavra_na_mina_de_Placa_su
bstituiu_a_producao_subterranea_de_Baltar.aspx>.
Figura 52 – Britadeira móvel para moagem de calcário. Disponível em: <http://pt.made-in-
china.com/co_cqtongli/product_High-Efficiency-Vertical-Raw-Meal-Mill-TLM3640-
_hihhrshgg.html>.
Figura 53 – Moinho de cru vertical. Disponível
em:<http://www.geocities.ws/dmatias/trabalhos/cimento>.
Figura 54 – Desenho do interior de um Silo vertical onde ocorre a homogeneização.
Disponível em: <http://www.geocities.ws/dmatias/trabalhos/cimento>.
Figura 55 – Torres ciclones utilizadas no Pré-aquecimento. Disponível em:
<http://www.tersel.com.br/asp/index.asp?ir=tipo.asp>.
Figura 56 – Clínquer após sair do processo de cozedura. Disponível em:
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%ADnquer>.
Figura 57 – Um arrefecedor utilizado para esfriar o clínquer. Disponível em:
<http://pt.slideshare.net/OMonitor/processo-de-produo-do-cimento>.

Figura 58 – Clínquer após passar pelo processo de resfriamento. Disponível em:
<http://blogdocimento.blogspot.com.br/2011/06/clinquer-fonte-eng-helio-farenzena.html>.
Figura 59 – Silo fechado para armazenamento de Clínquer. Disponível em:
<http://www.ceraca.com.br/solucoes_construcao/silos. php>.
Figura 60 – Tipo de cimento produzido a partir da adição de cada material. Disponível em:
<http://pt.slideshare.net/OMonitor/processo-de-produo-do-cimento>.
Figura 61 – Caminhão cisterna expedindo cimento a granel. Disponível em:
<http://amohaulin.blogspot.com.br/2010/06/scania-380-de-cimento-granel.html>.
Figura 62 – Distribuição de cimento já ensacado. Disponível em:
<http://fateclog.blogspot.com.br/2011/11/cargas-granel.html>.
Figura 63 – Dermatite nas mãos. Disponível em:
<http://nilcinhamorais.blogspot.com.br/2013/06/doencas-ocupacionais-causado-pelo.html>.
Figura 64 – Silicose (radiografia). Disponível em:
<http://www.fisiorespiratoria.com.br/../images/radiografias/rx_adulto_asbestose.jpg>.
Figura 65 – Asbestose (radiografia). Disponível em:
<http://www.sbpt.org.br/downloads/img/Casos_Clinicos/caso33_301010_01.jpg>.
Figura 66 – Visão transversal de um osso sadio. Disponível em: <
http://valejornal.com.br/wp-content/uploads/2015/10/osteoporose-tratamento.jpg>.
Figura 67 - Fotomicrografia das células ósseas, com destaque para os Osteoblastos.
Disponível em: <http://anatpat.unicamp.br/lamosso3.html>.
Figura 68 – Fotomicrografia óssea, com destaque para o Osteoclasto. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/citologia/osteoclasto/>.
Figura 69 – Visão transversal de um osso com osteoporose. Disponível em: <
http://valejornal.com.br/wp-content/uploads/2015/10/osteoporose-tratamento.jpg>.
Figura 70 – Medicamento contra a osteoporose. Disponível em:
<http://www.ultrafarma.com.br/produto/detalhes-11534/calcitran-d3-com-30-
comprimidos.html>.

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................................ 15
2 CAL ................................................................................................................................................... 16
2.1 HISTÓRIA................................................................................................................................. 16
2.3 CARACTERÍSTICAS .............................................................................................................. 18
2.4 APLICAÇÕES........................................................................................................................... 18
2.5 TIPOS DA CAL......................................................................................................................... 21
2.5.1 Cal Ordinária, Viva, Virgem ou Queimada..................................................................... 21
2.5.1.1 Cal Virgem Calcítica..................................................................................................... 22
2.5.1.1 Cal Virgem Magnesiana................................................................................................ 22
2.5.1.1 Cal Virgem Dolomítica ................................................................................................. 22
2.5.2 Cal Hidratada ou Apagada................................................................................................ 23
2.5.3 Cal Hidráulica .................................................................................................................... 24
2.6 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA CAL............................................................................. 24
2.6.1 Extração da Matéria-Prima .............................................................................................. 25
2.6.2 Britagem.............................................................................................................................. 26
2.6.2.1 Tipos de britadores........................................................................................................ 27
2.6.3 Calcinação........................................................................................................................... 27
2.6.5 Moagem da Cal................................................................................................................... 30
2.6.5 Hidratação da Cal Virgem ................................................................................................ 31
2.6.6 Ensacamento da Cal........................................................................................................... 31
2.7 IMPACTOS AMBIENTAIS DA CAL .................................................................................... 32
3 GESSO .............................................................................................................................................. 33
3.1 HISTÓRIA................................................................................................................................. 33
3.2 GIPSITA .................................................................................................................................... 34
3.2.3 Aplicação............................................................................................................................. 35
3.3 TIPOS DE GESSO.................................................................................................................... 36
3.3.1 Gesso Alfa............................................................................................................................ 36
3.3.2 Gesso Beta........................................................................................................................... 36
3.4 APLICAÇÃO............................................................................................................................. 37
3.5 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO GESSO NAS CONSTRUÇÕES............................. 37
3.6 DESVANTAGENS E LIMITAÇÕES DA UTILIZAÇÃO DE GESSO NAS
CONSTRUÇÕES ............................................................................................................................ 38
3.7 PROPRIEDADES DO GESSO................................................................................................ 38
3.7.1 Pega e hidratação ............................................................................................................... 38

3.7.2 Aderência ............................................................................................................................ 40
3.7.3 Isolamento........................................................................................................................... 41
3.8 FABRICAÇÃO DO GESSO .................................................................................................... 41
3.8.1 Extração da matéria-prima............................................................................................... 41
3.8.2 Britagem.............................................................................................................................. 42
3.8.3 Moagem............................................................................................................................... 42
3.8.4 Peneiramento...................................................................................................................... 43
3.8.5 Calcinação........................................................................................................................... 43
3.8.5.1 Fornos tipo panela......................................................................................................... 43
3.8.5.2 Fornos tipo marmita ...................................................................................................... 44
3.8.5.3 Fornos tipo rotativo....................................................................................................... 44
3.8.5.4 Fornos tipo marmita giratório........................................................................................ 45
3.8.6 Pulverização........................................................................................................................ 46
3.8.7 Estabilização ....................................................................................................................... 46
3.8.8 Ensacamento....................................................................................................................... 46
3.9 CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL DOS GESSOS HEMIDRATADOS ............................. 46
3.9.1 Gesso Escaiola..................................................................................................................... 46
3.9.2 Gesso Branco ...................................................................................................................... 47
3.9.3 Gesso Negro ........................................................................................................................ 47
3.10 O GESSO NO ASPECTO ECONÔMICO............................................................................ 47
3.11 REAPROVEITAMENTO DOS RESÍDUOS DO GESSO .................................................. 48
3.12 IMPACTOS AMBIENTAIS DO GESSO ............................................................................. 49
4 CIMENTO ........................................................................................................................................ 50
4.1 HISTÓRIA................................................................................................................................. 50
4.2 COMPOSIÇÃO......................................................................................................................... 52
4.2.1 Clínquer .............................................................................................................................. 53
4.2.2 Gesso.................................................................................................................................... 53
4.2.3 Escórias De Alto Forno...................................................................................................... 54
4.2.4 Materiais Pozolânicos ........................................................................................................ 54
4.2.5 Materiais Carbonáticos...................................................................................................... 55
4.3 TIPOS E APLICAÇÕES DO CIMENTO .............................................................................. 55
4.3.1 Cimento Portland Comum (CP- I) .................................................................................... 56
4.3.2 Cimento Portland Comum Com Adição (CP I-S)............................................................ 56
4.3.3 Cimento Portland Com Adição De Escória De Alto Forno (CP II-E)............................ 57
4.3.4 Cimento Portland Com A Adição De Material Pozolânico (CP II-Z)............................ 57
4.3.5 Cimento Portland Com A Adição De Material Carbonático (CP II-F) ......................... 57

4.3.6 Cimento Portland De Alto-Forno (CP III) ....................................................................... 58
4.3.7 Cimento Portland Pozolânico (CP IV).............................................................................. 58
4.3.8 Cimento Portland De Alta Resistência Inicial (CP V ARI)............................................. 58
4.3.9 Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)................................................................... 59
4.3.10 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)................................................. 59
4.3.11 Cimento Portland Branco (CPB)..................................................................................... 60
4.4 PROCESSO DE FABRICAÇÃO............................................................................................. 60
4.4.1 Extração da matéria-prima............................................................................................... 61
4.4.2 Britagem.............................................................................................................................. 62
4.4.3 Transporte para Fábrica ................................................................................................... 62
4.4.3.1 Esteiras transportadoras................................................................................................. 62
4.4.3.2 Caminhões..................................................................................................................... 63
4.4.3.3 Transporte Hidroviário (via fluvial).............................................................................. 63
4.4.4 Pré-Homogeneização e Dosagem ...................................................................................... 63
4.4.5 Moagem do cru................................................................................................................... 64
4.4.6 Homogeneização................................................................................................................. 64
4.4.7 Torre de Pré-aquecimento................................................................................................. 65
4.4.8 Aquecimento ou Cozedura ................................................................................................ 66
4.4.10 Armazenagem de Clínquer.............................................................................................. 67
4.4.11 Moagem e Adições............................................................................................................ 68
4.4.11 Embalagem e Expedição.................................................................................................. 69
4.5 MERCADO E ECONOMIA .................................................................................................... 69
4.5.1 Produção e consumo de cimento no Brasil....................................................................... 70
4.5.2 Cenário atual da indústria do cimento............................................................................. 70
4.5.3 Características do produto e da indústria........................................................................ 71
4.5.3.1 O produto....................................................................................................................... 71
4.5.3.1 A indústria..................................................................................................................... 72
4.5.4 Demanda do cimento.......................................................................................................... 72
4.5.5 Evolução da demanda e os ciclos econômicos.................................................................. 72
4.5.5.1 O “Milagre econômico” ................................................................................................ 73
4.5.5.2 Estagnação e consolidação do mercado ........................................................................ 73
4.5.5.2 Retomada do crescimento em 2004............................................................................... 73
4.6 IMPACTOS AMBIENTAIS DO CIMENTO......................................................................... 75
5.2.1 Silicose................................................................................................................................. 77
5.2.1 Asbestose ............................................................................................................................. 77
5.2.2 Trabalhadores..................................................................................................................... 78

5.3 O PAPEL DO CÁLCIO............................................................................................................ 79
5.3.1 Nos ossos.............................................................................................................................. 79
5.3.1.1 Osteoporose................................................................................................................... 80
5.3.1.1.1 Suplementação de Cálcio ....................................................................................... 82
5.3.1.1.2 Tratamento ............................................................................................................. 82
6 CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 83
7REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................ 84

15
1 INTRODUÇÃO
Os aglomerantes são materiais com propriedades ligantes que na maioria das vezes se
apresentam sob a forma de um pó fino (pulverulentos) e que, em contato com água, formam
uma pasta a partir da união dos grãos do agregado e que possui a característica de
endurecimento. E na forma de pastas são comumente utilizados na obtenção de argamassas e
concretos.
Provavelmente, o primeiro aglomerante utilizado pelo homem foi a argila, material
encontrado em maior abundância. Pelo fato de seu endurecimento ocorrer de forma natural,
isto é, ter sua umidade removida pela evaporação de sua água, esta é classificada como inerte.
Atualmente, mais utilizados são a cal, o gesso e o cimento (ARAÚJO et al., 2000).
Em relação ao seu princípio ativo, os aglomerantes são classificados em: Aéreos,
Hidráulicos e Poliméricos. Os aéreos endurecem pela ação química do Dióxido de Carbono
(CO2) presente no ar atmosférico e que após o endurecimento não é resistente à água, como
por exemplo, o gesso e a cal aérea (ARAÚJO et al., 2000).
Já os hidráulicos caracterizam-se pelo endurecimento apenas com o contato direto
com a água (hidratação). Esses oferecem maior resistência em relação à água, assim como o
cimento e a cal hidráulica (ARAÚJO et al., 2000).
No caso dos poliméricos, sua rigidez deve-se à polimerização de uma matriz, ou seja,
a reação química que dá origem a macromoléculas compostas por unidades estruturais
menores, os monômeros (ARAÚJO et al., 2000).
A característica de endurecimento dos aglomerantes dá-se pela sua propriedade de
pega, ou seja, a perda da fluidez da pasta causada pela interação entre o aglomerante e seu
princípio ativo. No caso do cimento, um aglomerante hidráulico, ao ser posto em contato com
a água se formará uma pasta que após algum tempo terá sua resistência e rigidez aumentadas
por conta da formação de compostos na reação química gerada em sua formação.
Por fim, este trabalho tem como objetivo explicar a fabricação do cimento, do gesso e
da cal, abordando também sobre os impactos causados por esses processos de fabricação,
além das propriedades, aplicações e outros aspectos dos materiais.

16
2 CAL
2.1 HISTÓRIA
Muitos relatos contam que os primeiros vestígios da produção de Cal Viva foram
encontrados no Egito há aproximadamente 3.000 anos a.C. Essa afirmação foi comprovada
pela análise das pirâmides egípcias, as quais foram projetadas com grandiosos blocos de
calcário, ligados por uma mistura de cal e gesso. Essa mesma técnica foi usada pelos povos
Maias e Incas em seus monumentos (GARAY, s.d.).
Em 75 antes de Cristo, Dioscórides, um romano considerado o pai da farmacognosia, –
ciências farmacêuticas primitivas – fez a primeira referência às propriedades da Cal que
poderiam ser aplicadas em sua área, desde que esta esteja em uma solução aquosa (GARAY,
s.d.).
Os romanos também desenvolveram as aplicações da Cal na área da geologia que
estuda as propriedades de solos e rochas atuando em projetos de futuras construções, visando
dar continuidade à secagem de terrenos e aplicação de um fixador das Lages, por onde
passavam algumas grandiosas estradas (GARAY, s.d.).
A calcinação da matéria-prima da cal foi um dos processos de fabricação que foram
adotados pelos colonizadores, na América Central. Estes usavam fornos construídos com
paredes de tijolos ou de pedra (MEDEIROS).
A cal adquiriu, ao longo dos séculos, um papel extremamente importante em diversas
áreas, sendo estas industriais ou não, por conta de suas propriedades únicas (MEDEIROS).
Este material vem sido bastante utilizado nas áreas de construção civil. Além de ser conhecida
como um excelente desumidificador de ambientes; e utilizada na agricultura, por conta de
suas propriedades alcalinizantes, que neutralizam o pH dos solos, potencializando assim, a
ação dos adubos aplicados nele (GARAY, s.d.).
2.2 MATÉRIA-PRIMA
A cal é obtida através da queima da rocha calcária, o calcário propriamente dito. É
nesta rocha sedimentar que se encontra o carbonato de cálcio, cuja fórmula química é CaCO3.
Trata-se de um sal inorgânico que não é muito solúvel em água, sendo, no entanto, solúvel em
água que contenha gás carbônico (CO2) (CARDOSO, 2010).

17
Ele é encontrado em abundância na natureza, sendo o principal componente tanto do já
citado calcário quanto no mármore – rocha metamórfica, em conchas, em formações de corais
e em cascas de ovos (FOGAÇA, 2015).
Figura 1 – Carbonato de Cálcio (CaCO3)
Encontrado juntamente com a dolomita (MgCO3),o carbonato de cálcio tem suas
maiores reservas localizadas no estado de Minas Gerais, na região conhecida como “Série
Bambuí”, que abrange os municípios de Pedro Leopoldo, Sete Lagoas, Curvelo.
Pode ser encontrado na sua forma cristalina de duas formas, sendo elas: calcita e a
aragonita (SOUZA, 2014).
Figura 2 – Aragonita cristalizada Figura 3 – Calcita
Quando dois sistemas ou mais possuem a capacidade de cristalizar-se por apenas um
composto, este é chamado de polimorfismo.
Por serem transparentes e incolores os cristais da calcita ou cristal da Islândia passam
sofre o fenômeno de dupla refração. Este fenômeno ocorre quando qualquer feixe de luz
incidir de forma perpendicular na superfície desse cristal, dividindo se então em dois feixes de

18
luz devido esse fenômeno de dupla refração, e estes possui a mesma cor e são iguais em sua
quantidade de luz.
Figura 4 – Fenômeno de Dupla Refração
2.3 CARACTERÍSTICAS
Quando a cal se mistura com a água ela forma uma pasta aglutinante, que possui pouca
resistência. Devido essas propriedades, outra de suas características é o seu endurecimento
fácil quando em contato com o ar; quando utilizada com argamassa não se deve receber outra
camada superior depois de alguns dias até que endureça; no geral é „encontrada em sacos de
8, 20, 25 e 40 kg no mercado; a cal reduz a permeabilidade da argamassa, aumenta sua
plasticidade e ajuda no trabalho e diminui o custo da argamassa.
2.4 APLICAÇÕES
No Brasil, a cal possui diversas utilizações. Nas indústrias a cal atua na fabricação de
aço, agindo no processo de refino como um fluxante, fazendo a retirada de enxofre e fósforo
no formato de fosfato de cálcio, sulfetos e silicatos que ficam na escória (resíduo silicoso
proveniente da fusão de certas matérias).
Figura 5 – Utilização da cal na indústria

19
Para o tratamento da água, a cal atua corrigindo o seu pH, onde ela é tratada e
corrigida e protege as encanações das casas contra a incrustação e corrosão. É aplicada uma
dosagem de cal na água para que o seu pH seja corrigido.
Na suavização da água a cal hidrata remove sua forma dura decorrente dos minerais de
carbonato.
No ajuste do pH da água usa se a cal hidratada para preparar no processo de
tratamento do ajuste do pH da água. Para a minimização da corrosão em canos e
equipamentos, adiciona se a cal para que a água ácida seja neutralizada.
Na coagulação e floculação a cal é adicionada na água para que as condições de
floculação e coagulação sejam otimizadas, processos que fazem partículas suspensas se
agregarem e fora da suspensão se sedimentarem.
Na desinfetarão da água, é aumentada para um pH de 10,5 para 11; quando se adiciona
a cal, o crescimento de vírus e bactérias são inibidos.
Com a purificação a cal tem sua utilização para a remoção de impurezas como ferro,
fluoreto e taninos orgânicos da água. O magnésio em calcário dolomítico é usado para que a
sílica seja removida da água.
Figura 6 – pH da água sendo corrigido
Na agricultura, a cal atua corrigindo por excelência solos ácidos e argilosos,
aumentando nos campos a produtividade. Como a cal é um material aglutinador, ele age
estabilizando os pavimentos do subsolo.
A utilização da cal para o tratamento dos terrenos melhora de forma notável sua
estabilidade, sustentação e impermeabilidade dos cimentos. A cal também é ótima para fazer a
modificação de solos argilosos, pois aumenta sua estabilidade, diminui sua plasticidade, a
retenção de umidade é diminuída e o seu retraimento é retido.

20
Figura 7 – Tratamento dos solos
Na produção de papel possui utilização como causticante, e age como agente de
branqueamento. Este atua na produção de celulose e carbonato de cálcio precipitado (PCC). O
PCC tem suas fabricações por meio de varias reações químicas em controle. Para de formar
um leite de cal, a cal virgem se mistura com a água onde será adicionado o carbono. É
resultante uma reação onde é produzido o carbonato de cálcio precipitado CaCO3 muito fino.
O tamanho dos cristais do PCC tem sua forma e tamanho modificado pelas condições
de concentração e temperatura no momento da reação. Essa forma de fabricação sob medida é
usada para a produção do papel, melhorando seu volume, opacidade e alvura.
Figura 8 – Empresa na produção de papel
Na construção civil, argamassas a base de cal possuem maior durabilidade, suas fendas
não abrem são resistentes aos choques climáticos, possuem grande resistência com sons altos,
têm facilidade no trabalho e são praticamente impermeáveis a água, sendo assim o pior
inimigo das construções.

21
Figura 9 – Utilização da cal em argamassas
Em estradas e obras públicas, a cal estabiliza os solos argilosos que estão inadequados
para a construção de pavimentos, fazendo com que eles se tornem resistentes para serem
capazes de suportar avenidas, estacionamentos e estradas, atrasa o envelhecimento do asfalto,
aumenta a resistência a altas temperaturas e impede a ação da umidade, melhorando a
durabilidade e a estabilidade.
Figura 10 – Cal como aglomerante e cimentante
2.5 TIPOS DA CAL
2.5.1 Cal Ordinária, Viva, Virgem ou Queimada
Este tipo de cal é o óxido de cálcio, não encontrado naturalmente no meio ambiente,
que se resulta de um processo de decomposição térmica de rochas de calcário sem argila ou
com a presença dela em poucas concentrações (DALTSON, 2012), como se vê na reação
abaixo:
CaCO3 + elevadas temperaturas  CaO + CO2
(Calcário) (Cal Virgem)

22
Figura 11 – Cal Virgem
Dentro desse tipo de cal há mais três classificações de acordo com o óxido que se faz
presente em cada subtipo.
2.5.1.1 Cal Virgem Calcítica
Esse tipo de Cal Virgem tem a porcentagem de óxido de cálcio em valores entre 100%
e 90% (DALTSON, 2012).
Figura 12 – Cal Virgem Calcítica
2.5.1.1 Cal Virgem Magnesiana
O teor de óxido de cálcio nessa Cal está entre os valores 90% e 65%, contando com
uma parte de óxidos de magnésio, sendo chamada de Cal Magnesiana por esse fato
(DALTSON, 2012).
2.5.1.1 Cal Virgem Dolomítica
A cal virgem dolomítica tem de 55% a 65% de óxido de cálcio em sua composição.
Seu nome deve-se às porcentagens de carbonatos de cálcio e magnésio, formando as
dolomitas (DALTSON, 2012).

23
Figura 13 – Cal Virgem Dolomítica em pedaços
2.5.2 Cal Hidratada ou Apagada
A Cal Hidratada – ou Apagada é uma mistura utilizada para o preparo da argamassa
aplicada nas alvenarias, formada através da reação da cal virgem com a água que se encontra
logo a seguir (GARAY, s.d.):
CaO + H2O  Ca(OH)2
As classificações da cal hidratada são feitas a partir do hidróxido que predomina em
sua composição, ou seja, conforme a cal virgem que origina este novo tipo de cal. Dessa
forma, se a cal virgem magnesiana reagir com a água, o material formado será chamado de cal
hidratada magnesiana e assim se classifica os outros dois tipos, acrescenta-se aos seus nomes
a palavra “hidratada” (DALTSON, 2012).
A cal hidratada tem perfil aglomerante, assim como o cimento, porém ao contrário do
cimento, que precisa ser hidratado para endurecer, a cal hidratada sofre esse processo pelo
contato com o ar, tornando-a tão rígida quanto o calcário, a rocha que a origina (SANTOS,
2009).
Figura 14 – Cal Hidratada

24
2.5.3 Cal Hidráulica
Esta cal é obtida pelo processo de calcinação feito em uma temperatura próxima ao
ponto de fusão do calcário com a presença de silicatos, aluminatos e ferritas de cálcio
(Enciclopédia E-civil, s.d.).
Sua característica mais notável é sua resistência mecânica quando está na presença de
água, sendo o dióxido de carbono da atmosfera um grande contribuinte para o processo que
leva a cal hidráulica a se tornar extremamente rígida. Portanto é muito indicada na produção
de argamassas de salpique, assentamento de tijolos (Secil Argamassas, s.d.).
Figura 15 – Embalagem da Cal Hidráulica
2.6 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DA CAL
Segundo o livro Indústrias de Processos Químicos, escrito por R. Norris Shreve e
Joseph A. Brink Jr. (1954), a cal é considerada um material de preço inferior por conta da
grande quantidade de estoques de calcário disponíveis em muitas regiões dos Estados Unidos.
Dessa forma, as produções da cal se concentram próximas aos grandes consumidores, fazendo
com que o frete seja muito menor.
De maneira geral, a fabricação da cal é mais voltada à calcinação dos carbonatos de
cálcio ou magnésio a temperaturas entre 900ºC e 1100ºC. Esse processo faz com que o
dióxido de carbono seja liberado, possibilitando a obtenção do óxido de cálcio ou magnésio
(MEDEIROS).

25
Figura 16 – Modernos Processos de Produção da Cal
Figura 17 – Fluxograma da Sequências dos Estágios para a Fabricação da Cal
2.6.1 Extração da Matéria-Prima
Antes de seu processo de fabricação, a cal é composta basicamente de carbonato de
cálcio (CaCO3) e carbonato de magnésio (MgCO3), os quais estão presentes em grandes
quantidades na rocha calcária, portanto, esta rocha é de extrema importância na hora de
produzir a cal (GARAY, s.d.).
A cal começa a ser fabricada a partir do momento que se retira a rocha calcária das
jazidas de calcário. Isso acontece através de processos que envolvem o uso de explosivos para
que ocorra um furo e em consequência deste, o desprendimento das rochas (JOHN,
PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014). Esta perfuração pode variar conforme quantidades e
profundidades, critérios que serão avaliados nos estudos geológicos. A granulometria também
é levada em consideração na hora de desmontar a rocha (GARAY, s.d.).
Esta primeira etapa de desmonte deve seguir acompanhada de estudos da geologia,
porque esta ciência tem como objetivo fazer o mapeamento da jazida, quimicamente,

26
conforme as análises de vestígios e ensaios químicos reconhecidos. Muitas vezes, essa etapa
não é valorizada, apesar de ser esta que define a qualidade do produto final. Além disso,
quando há o mapeamento químico de uma jazida, esta pode ser muito melhor aproveitada
(GARAY, s.d.).
2.6.2 Britagem
Depois dessa primeira etapa do processo de fabricação, a rocha que foi retirada do
calcário é levada por pás carregadeiras em caminhões ao britador, que moldará essas rochas
conforme as dimensões determinadas, que sejam ajustadas para o próximo processo
(GARAY, s.d.).
A formação do tamanho apropriado dessas rochas também pode ser feita no canteiro,
sem a ajuda dos britadores, porém o custo e a baixa produtividade fazem com que essa técnica
passasse a ser ignorada (GARAY, s.d.).
Depois do processo de britagem, a rocha do tamanho necessário provém da regulação
deste equipamento em conjunto com o seu peneiramento. E então é feita uma seleção: as
rochas que se enquadram nas dimensões desejadas são armazenadas e depois irão para o
forno, as que forem menores do que essas dimensões serão direcionadas a fabricação de
outros produtos e as que forem maiores voltarão para a fase de britagem, para serem moldadas
mais uma vez (GARAY, s.d.).
Figura 18 – Britagem de Calcário

27
Figura 19 – Calcário após passar pela Britagem
2.6.2.1 Tipos de britadores
Britador Características
Britador de impacto de (PF) Lida com materiais com tamanho menor do
que 500mm, com um resistência à esforços
inferior a 360Mpa.
Triturador do cone de HPT Estrutura esmagadora que reforça a
execução do dispositivo de condução.
Estrutura compactada com sistema de
controle inteligente.
Britador de Mandíbulas (PE) É uma máquina simples, portanto a
manutenção é mais fácil; Alta capacidade de
desempenho, mesmo em partículas finais;
Elevadas proporções de esmagamento.
Tabela 1 – Tipos de britadores.
2.6.3 Calcinação
Depois de devidamente adequadas, as rochas são levadas ao forno, transportadas por
pás carregadeiras e caminhões ou também por transportadores mecânicos, as cintas
transportadoras e correias, como exemplo (GARAY, s.d.).
Figura 20 - Cinta Transportadora

28
Figura 21– Correia
O forno é uma das partes fundamentais para que o processo aconteça, porque é nele
que ocorre a calcinação do calcário, transformando-a em cal. Para esta fase do processo de
fabricação da cal, há vários tipos de fornos, podendo ser construídos de pedra verticalmente
através de processos semiautomáticos ou até mesmo manuais até fornos metálicos, verticais
ou horizontais, completamente automáticos (GARAY, s.d.).
Geralmente, os fornos semiautomáticos ou completamente manuais, possuem baixa
capacidade de produção do que os mais modernos, os de metal, que possuem automatização
completa (GARAY, s.d.).
Figura 22 – Forno de Calcinação: Indústria Siderúrgica

29
A reação química que acontece no processo de calcinação faz com que o carbonato de
cálcio submetido a uma temperatura de 900ºC, dê origem ao óxido de cálcio (CaO ou Cal) e
libere dióxido de carbono (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).
900C
CaCO3 CaO + CO2
Essa reação é chamada de descarbonatação. E acontece por conta do calor obtido no
forno através da queima de combustíveis (GARAY, s.d.).
Os combustíveis usados no processo de calcinação têm diversas origens, porém os
mais utilizados neste processo são a lenha, serragem, borracha, gás natural, óleos minerais e
até mesmo resíduos industriais, quando se quer fazer um reaproveitamento ou ainda, pode-se
utilizar uma mistura que envolva todos os combustíveis citados e mais alguns (GARAY, s.d.).
Ao final do processo de calcinação, é necessário descarregar o material formado de
maneira contínua ou batelada, mas isto varia conforme o tipo de forno. Independentemente do
forno, o produto do processo de calcinação será sem a cal virgem em formato de rocha. Esta
após ter sua temperatura diminuída, pode ser vendida ou pode ser alimentada nos estágios
seguintes do processo (GARAY, s.d.).
Tipo de Forno Utilização
Fornos Rotatórios Horizontais Classificação e pré-aquecimento do
calcário.
Fornos verticais Calcinação de pedras grandes.
Fornos Verticais com Fornalhas de
Aquecimento Externas
Modelo ultrapassado atualmente.
Fornos Verticais onde a combustão do
gás é feita em queimadores Especiais
Várias bocas de alimentação; Controle de
temperatura que garante o aquecimento
constante;
Fornos Verticais Queimando uma
Alimentação Mista de Calcário e Coque
Integração total entre o calcário e o
combustível.
Tabela 2 – Tipos de Forno e suas Utilizações/Características Principais
Após esse processo, a cal formada pode percorrer por dois caminhos, podendo ser
apenas moída e comercializada como cal virgem ou serem moídas ou selecionadas, serem
misturadas com água e passar a se chamar cal hidratada (JOHN, PUNHAGUI, &
CINCOTTO, 2014).

30
Figura 23 – Diagrama sintético das etapas de produção da cal
2.6.5 Moagem da Cal
A moagem se trata de um processo bem simplório, realizado em moinhos específicos
que tem como objetivo adequar as dimensões – sempre menores do que as produzidas na
calcinação – da cal já resfriada conforme sua utilização no comércio ou com a dimensão que é
necessária para acontecer o processo de hidratação. O processo de moagem da cal acontece
através de classificadores industriais, tendo como referência sua granulometria de cada
produto estipulada pelos consumidores (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).
Figura 24 – Moinho de Cal
Para ocorrer o processo de hidratação da cal, geralmente, é necessário também a
moagem ou uma seleção de peças que são compatíveis as dimensões adequadas a ambos

31
processos. Ao final dessas adequações, a cal virgem é transportada para um setor onde ocorre
a hidratação desta (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).
2.6.5 Hidratação da Cal Virgem
De modo geral, a cal virgem sofre hidratação em tanques em forma de cilindro que
contém duas hélices que se movimentam, assim misturam a cal com a água, podendo ter sua
produção contínua ou batelada (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).
Quando se acrescenta a água, acontece uma reação química que transforma a água e a
cal em hidróxido de cálcio, essa substância inorgânica é de extrema utilização em construções
civis (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).
CaO + H2O  Ca(OH)2 + calor
Figura 25 – Sistema de Hidratação da Cal.
2.6.6 Ensacamento da Cal
Depois de passar pelo processo de hidratação – cal hidratada – ou apenas pela moagem
– cal virgem – o material é liberado do laboratório e, geralmente, é transportado para a fase de
ensacamento (JOHN, PUNHAGUI, & CINCOTTO, 2014).

32
Embala-se o produto de maneira com que haja várias quantidades deste. As
embalagens passam por um processo de inspeção de peso e para cada lote há uma fiscalização
que disponibiliza conhecimentos sobre o processo de fabricação desta (Cal CEM, s.d.).
2.7 IMPACTOS AMBIENTAIS DA CAL
Para que a cal seja produzida, é necessária a retirada da sua principal matéria prima, o
calcário. A retirada do calcário é feita por mineração, o que prejudica ainda mais a região que
esta sendo desmatada (EHOW, 2012).
A cal possui diversas utilidades e benefícios, mas essa ação provoca grandes impactos
ambientais. Os impactos decorrentes da extração do calcário por mineração podem ser:
alteração da qualidade do lençol freático pelo calcário, devido o aumento de sedimentos que
vazam acidentalmente nos aquíferos (EHOW, 2012).
Dentre os materiais contaminadores estão inclusos, o óleo e o gás natural que são
provenientes das maquinas de mineração. Com o tempo há possibilidade de reduzir esses
impactos diretos na água, mas a contaminação pode persistir (EHOW, 2012).
A subsidência é outra forma de impacto na natureza. Esse desmatamento é decorrente
do calcário ser extraído de pedreiras, e em regiões onde predominância de clima úmido, o
calcário se dissolve de forma rápida abrindo cavernas que com o tempo podem enfraquecer e
desmoronar. Esse tipo de mineração pode causar impactos ambientais com o efeito cascata
(EHOW, 2012).
A destruição do habitat é também uma forma de desmatamento muito preocupante,
pois compromete a biodiversidade dos ecossistemas. Vários tipos de espécies vivem nesses
locais, e a destruição dessas rochas fará com que esses animais se locomovam para outros
locais para sua sobrevivência, mas as espécies que se adaptaram a essas zonas profundas,
simplesmente se extinguiram (EHOW, 2012).

33
3 GESSO
O gesso, sulfato de cálcio hemidratado (CaSO4. ½H2O), é um aglomerante aéreo de
pega rápida, obtido através de processos de desidratação integral ou em parte da Gipsita, e
posterior pulverização desta (BALTAR & FREITAS, 2012).
Figura 26 – Gesso
Dos materiais para construção, o gesso é um dos que menos se utiliza no Brasil.
Porém, ele apresenta algumas propriedades relevantes para o ramo da construção civil, dentre
as quais se podem citar:
 Rápido endurecimento;
 Plasticidade da pasta fresca;
 Lisura da superfície solidificada.
3.1 HISTÓRIA
O gesso é um dos materiais de construção mais antigos fabricados pelo homem, assim
como a cal. Algumas descobertas arqueológicas mostram que este teve sua utilização iniciada
há aproximadamente 8.000 a.C. em antigas construções, onde hoje se localiza a Síria e a
Turquia. E nesta época a sua principal aplicação era na produção de argamassas em gesso e
cal para estruturar os monumentos fabricados pelos povos (PADRÃO GYPSUM, 2016).

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Figura 27 - Localização dos países Turquia e Síria
Por possuir grande resistência ao fogo, no século XVIII, Paris era considerada a
capital do gesso, pois a maioria de suas construções foi revestida com este material para
serem protegidas contra incêndios. Por conta disso, vários locais na cidade se tornaram uma
espécie de fábrica para a produção do “gesso de Paris” (PADRÃO GYPSUM, 2016).
3.2 GIPSITA
A Gipsita é um mineral encontrado em abundância na natureza (em rochas
sedimentares químicas denominadas Gipso), cuja fórmula química é CaSO4.2H2O (sulfato de
cálcio di-hidratado), e que geralmente é encontrado em associação a outro minério, a anidrita,
de composição CaSO4, e que não apresenta grande valor econômico. Quanto à composição da
Gipsita, tem-se que este mineral apresenta em média 32,5% de CaO (óxido de cálcio), 46,6%
de SO3(óxido sulfúrico) e 20,9% de H2O(água) (SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).
Trata-se de um mineral de baixa resistência ao calor, desidratando-se parcialmente
quando submetido a temperaturas em torno dos 160C, formando um hemidrato, sendo
denominado gesso, de fórmula CaSO4. ½H2O. Costuma-se abordar, geralmente, os termos
“Gipso”, “Gipsita” e “Gesso” como sendo sinônimos, porém, é mais adequado referir-se à
Gipsita como o mineral em estado natural e o gesso como produto da calcinação
(SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).
A Gipsita em seu estado natural vem sendo utilizada desde os primórdios da
construção civil, mais precisamente nas civilizações egípcia e romana, há cerca de quatro mil
anos. Com o desenvolvimento da indústria do cimento, seu uso tornou-se quase que
imprescindível, pois, misturado ao clínquer (como será visto mais adiante), aumentava seu
tempo de pega, o que lhe conferia viabilidade (SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).

35
Quando corretamente moída e transformada em grãos, esta pode ser utilizada como
corretivo para solos alcalinos, onde, reagindo com carbonato de sódio (Na₂ CO), forma o
carbonato de cálcio (CaCO3) e o sulfato de sódio (Na2SO4), compostos de grande importância
na agricultura (SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).
3.2.2 Gipsita em Marte
Ao final de 2011, a agência espacial dos Estados Unidos (NASA), anunciou ter sido
descoberto, em Marte, um mineral, e que este, muito provavelmente, seria a Gipsita.
Responsável por tal descoberta, o jipe-robô Opportunity verificou também um solo composto
de cálcio e enxofre. O minério de Gipsita, provavelmente, foi depositado pela água, o que
possibilita uma nova compreensão acerca da presença deste líquido no Planeta Vermelho.
Para Squyres (2011), tal descoberta “É o tipo de coisa que faz um geólogo levantar da
cadeira” (G1, 2011).
Figura 28 – Gipsita em Marte
3.2.3 Aplicação
De um modo geral, a Gipsita é utilizada na indústria das mais diversas formas, como,
por exemplo, na produção de tintas, pólvora, discos, como acabamento em tecidos de algodão,
em botões de fósforo, e na distribuição e carga de inseticidas, sendo também utilizada em
cervejarias, para aumentar a consistência destas bebidas alcoólicas, como filler na construção
de estradas asfaltadas, dentre outros (SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).
A Gipsita, juntamente com a anidrita, é ainda utilizada pela indústria química na
obtenção de diversos produtos. Dentre estes, pode-se citar o ácido sulfúrico, o cloreto de
cálcio e o cimento. A obtenção deste minério, apesar de relativamente fácil, encontra
empecilhos quanto à viabilidade financeira (SOBRINHO & AMARAL et al., 2001).

36
3.3 TIPOS DE GESSO
O gesso é classificado, quanto ao processo de desidratação de sua matéria-prima,
Gipsita, em alfa () ou beta (), sendo o hemidrato alfa seis vezes mais caro que o beta
(REGUEIRO & LOMBARDERO, 1997).
3.3.1 Gesso Alfa
Este tipo de gesso sofre um processo de alteração em sua estrutura cristalina, o que o
transforma em um material mais homogêneo. Desta forma, e em contato com a água, obtém-
se uma pasta com menor consistência e maior resistência mecânica, sendo utilizado,
principalmente, na odontologia (MACE, 2014).
Figura 29 – Gesso Alfa Ortodôntico
3.3.2 Gesso Beta
É muito utilizado nas indústrias da construção civil, cerâmica e modelagem. Sua
principal característica é apresentar cristais malformados e heterogêneos, constituindo um
produto com baixo tempo de pega e menor resistência (MACE, 2014).
Figura 30 – Gesso Beta

37
3.4 APLICAÇÃO
Apesar de, na maioria das vezes, não nos darmos conta, o gesso é um material de
grande importância em diversas áreas, sendo utilizado:
 Em drogaria e cosmética: Está presente em diversos produtos;
 Na agricultura: Como corretor do pH dos solos e repositor superficial de cálcio e enxofre
(ROSSETO & SANTIAGO, 2015);
 Na alimentação: No armazenamento de água para a produção de cerveja e na purificação
de vinhos;
 Na arte: Em diversas obras, como esculturas e afrescos;
 Na construção civil e arquitetura: Muito utilizado para revestimento e decoração de
interiores, sendo aplicado na forma de pasta (água e gesso) ou misturado com areia
(argamassa).
 Na indústria de cerâmicas: Para a criação de sanitários e adornos;
 Na indústria de cimentos: É adicionado ao clínquer, na proporção de 2% a 5%para retardar
seu tempo de pega (ROCHA, 2007).
 Na indústria de fertilizantes: Produz um subproduto denominado Fosfogesso, um gesso
químico originário da produção industrial de ácido fosfórico (H3PO4) – curiosamente, um
dos compostos dos refrigerantes de cola.
 Na indústria farmacêutica: É um dos componentes constituintes de vários medicamentos;
 Na medicina: Em cirurgias, no tratamento de fraturas (traumatologia), procedimentos
odontológicos, bem como desinfetante;
3.5 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO GESSO NAS CONSTRUÇÕES
O emprego do gesso em construções no Brasil tem aumentado a cada dia, pois seu uso
possui grandes vantagens e benefícios em vários aspectos, como os citados abaixo:
 É um revestimento barato e de rápida execução, pois não é necessária a aplicação de
reboco ou massa corrida, devido a isso o custo do acabamento é menor;
 Em virtude de seus revestimentos possuírem caráter de equilíbrio higroscópico -
capacidade de absorver e liberar umidade no ambiente - é um material de alta resistência a
incêndios, pois libera moléculas de água quando em contato com fogo;
 Seu o custo é relativamente menor em relação ao do cimento;

38
 Pelo motivo de apresentar partículas mais finas, ele apresenta um ótimo acabamento, ao ser
comparado com o cimento;
 É um ótimo material para a fabricação de acabamentos e efeitos decorativos por conta de
sua facilidade de moldagem;
 Apresenta boa aparência: superfície lisa e branca, descartando a necessidade de pintura;
 Rendimento produtivo elevado, pois sua aplicação é mais rápida e prática em comparação a
outras argamassas.
3.6 DESVANTAGENS E LIMITAÇÕES DA UTILIZAÇÃO DE GESSO NAS
CONSTRUÇÕES
Apesar das vantagens, existem determinados casos em que a aplicação do gesso é
inconveniente, tais como:
 Não pode ser aplicados em superfícies conformadas por Cimento Portland, pois seu
contato com ele causa uma reação na presença de umidade;
 Não deve ser utilizado em estruturas de aço, visto que o gesso corrói o aço sem
revestimento;
 Não pode ser utilizado em ambientes externos expostos a chuvas, já que não possui
resistência à água e tem suas propriedades alteradas por ela;
 Não é recomendado em áreas de grande movimentação, pois é um material de baixa
resistência mecânica;
 Quando empregado em muitas camadas, possui maior facilidade de trincar.
3.7 PROPRIEDADES DO GESSO
3.7.1 Pega e hidratação
O tempo de pega é o processo em que uma pasta (mistura do aglomerante com a
água), começa a perder sua fluidez, ou seja, é o momento em que ela inicia a se solidificar. O
intervalo entre o início da pega e o seu endurecimento é chamado de período de
trabalhabilidade, que é quando a pasta ainda possui condições de ser moldada (VARELA).
O gesso é um aglomerante aéreo, isto é, para endurecer é necessário estar na presença
de CO2, e após estar em seu estado sólido não possui boa resistência à água. E possui um
rápido processo de pega, o que colabora na produção de outros materiais sem necessidade de
tratamento de aceleração de endurecimento (VARELA).

39
O tempo de pega do gesso depende de diversos fatores, como:
 A temperatura e o tempo do processo de calcinação da Gipsita, pois devido ao tipo de
gesso produzido a resistência da pega é variável. Os gessos hemidratados possuem um
rápido processo de pega, em apenas alguns minutos, diferentemente do processo de pega
dos anidros solúveis (calcinação em temperatura por volta de 250 ºC) que é um pouco mais
lento. Já os anidros insolúveis, por serem calcinados em altíssimas temperaturas (400º C),
não são capazes de fazer pega e é utilizado na mistura como material de enchimento
(CARLOS).
 A temperatura e quantidade da água empregada na pasta e temperatura do ambiente em
que ela está sendo produzida, já que o aumento de temperatura facilita as reações de
cristalização, ou seja, se a cristalização ocorre com maior agilidade a resistência mecânica
do produto final será menor. É indicado que se utilize por volta de 19% de água em relação
à quantidade de massa do gesso (CARLOS).
 O tamanho das partículas do gesso, dado que, quanto menores forem as partículas mais
rápido será a cristalização.
Além desses fatores, existem aditivos que podem acelerar ou retardar a pega.
Uma vez que as partículas do gesso, hemidratadas, possuem capacidade de se
hidratarem novamente quando entram em contato com a água, o processo de pega é explicado
por um mecanismo de hidratação. Primeiramente, ocorre a reação de hidratação do
hemidratado, transformando-o em di-hidratado, conforme a equação abaixo (FARIAS,
FERRAZ, SOUZA, & COSTA, 2014).
CaSO4(s) . 0,5H2O + 1,5H2O (l) CaSO4. 2H2O (s) + calor
Nesta reação há liberação de energia em forma de calor, logo o processo é considerado
exotérmico. Em 1999, Antunes apresentou uma curva de hidratação de uma pasta de gesso, a
qual representa a liberação de calor em função do tempo (FARIAS, FERRAZ, SOUZA, &
COSTA, 2014).

40
Figura 31 – Curva de Hidratação do Gesso
O mecanismo de hidratação pode ser explicado pela teoria da cristalização, a qual é
distribuída em três fases (FARIAS, FERRAZ, SOUZA, & COSTA, 2014):
1) Dissolução: os cristais de hemidrato se diluem na água, originando uma solução saturada
de íons de Ca2+
e SO4
2-
;
2) Cristalização: após a solução estar supersaturada em comparação ao di-hidrato, os cristais
dele se organizam em forma de agulhas.
3) Endurecimento: com a alta concentração de cristais de di-hidrato ocorre o endurecimento
da pasta.
Figura 32 – Cristalização das Moléculas do Gesso
3.7.2 Aderência
As pastas de gesso possuem boa aderência a materiais como tijolos, pedras e ferro. No
entanto, o contato da pasta com o ferro pode gerar sua oxidação, por conta do contato do
metal a um composto diferente dele, no caso o Sulfato de Cálcio. Apesar de não ser

41
recomendado utilizar esta pasta para entrar em contato com o ferro, é possível utilizar o ferro
galvanizado, que é revestido de zinco, o que lhe garante resistência a corrosão (CARLOS).
3.7.3 Isolamento
As argamassas de gesso têm alta resistência ao fogo, e isto se deve à sua porosidade,
baixa condutividade térmica e sua propriedade de ser incombustível. Além de um bom
isolante térmico, o gesso também é utilizado como isolante acústico (CARLOS).
3.8 FABRICAÇÃO DO GESSO
Após ser extraída a pedra do gesso, gipso, este é britado, ou seja, fragmentado em
pequenos pedaços de rocha. Logo após este processo, este material é calcinado em fornos de
altas temperaturas, formando assim o sulfato de cálcio hemidratado (CaSO4. ½ H2O).
Estando calcinado, o produto é moído e comercializado, sob a forma característica de
um pó claro denominado gesso. Os processos constituem-se basicamente em:
Figura 33 – Fluxograma do Processo de Fabricação do Gesso
3.8.1 Extração da matéria-prima
A extração do minério Gipsita é realizada a céu aberto e é feita, normalmente, sob a
forma de bancadas. Para o desmonte das bancadas, utiliza-se marteletes para perfuração,
explosivos de baixa carga, bombas d‟água, caminhões, escavadeiras hidráulicas, etc.
Mineração Britagem Moagem
Peneiramento Calcinação Pulverização
Estabilização Ensacamento

42
Figura 34 – Extração da Gipsita
3.8.2 Britagem
Terminado o desmonte da bancada, os maiores blocos são bruscamente reduzidos para
até 40 kg, através de britadores de mandíbula. Tais blocos, denominados “matacões”, são
levados até os pátios de estocagem das indústrias calcinadoras, que se encarregarão de
conferir-lhes um destino adequado.
Figura 35 – Britador de Mandíbula
3.8.3 Moagem
A Gipsita britada é reduzida a partículas ainda menores, após ser moída em moinhos
de martelo.
Figura 36 – Moinho de Martelo

43
3.8.4 Peneiramento
Trata-se de uma etapa secundária realizada em alguns casos. Nesta, a Gipsita moída
passa por um processo de peneiramento em peneiras vibratórias a seco, em circuito fechado.
Figura 37 – Peneiras Vibratórias a Seco
3.8.5 Calcinação
Após passar pelos processos de britagem, moagem e peneiramento, a Gipsita é
desidratada, transformando-se no gesso. Esse processo, denominado calcinação, dá-se em até
quatro diferentes tipos de fornos. Nos fornos abertos, é produzido o gesso beta, enquanto que
o gesso alfa é em autoclave.
Equação de Desidratação da Gipsita
CaSO4 . 2H2O + Calor (150 - 350)  (CaSO4 . ½ H2O) + 1,5 H2O
3.8.5.1 Fornos tipo panela
Estes fornos estão sendo desativados na região do Araripe. Eles caracterizam-se por
assemelharem-se a uma grande panela de aço, de formato circular, abertos, baixos aturam e
grande diâmetro. Nestes fornos, as pás agitadoras homogeneízam, sendo os controles de
temperatura e do tempo de aquecimento realizados por observação manual (MP GESSO,
2014).

44
Figura 38 – Forno do Tipo Panela
3.8.5.2 Fornos tipo marmita
No forno do tipo marmita, o minério Gipsita é pulverizado em recipientes de dez a
vinte toneladas, e então é aquecido e agitado indiretamente por fogo. Numa temperatura que
pode variar entre 130C e 160C, a temperatura superficial da Gipsita é eliminada, ocorrendo
uma desidratação parcial. Após esse ciclo, denominado 1ª cozedura, o gesso hemidratado
entra em repouso.
Após o repouso, eleva-se a temperatura a 250C, que acaba por eliminar a água
restante, numa nova fervura. Após esse segundo ciclo (ou cozedura), tem-se o gesso anidro
solúvel, que apresenta um tempo de pega reduzido (MP GESSO, 2014).
Figura 39 – Forno Marmita Horizontal
3.8.5.3 Fornos tipo rotativo
O forno rotativo utiliza-se de um processo mais econômico para a calcinação do gesso.
Não apresentam revestimentos refratários, produzindo, em média, 100 toneladas diárias do
material. Especificamente neste tipo de forno, a Gipsita não é previamente pulverizada, sendo
somente britada e reduzida a fragmentos de uma ou duas polegadas.

45
Apesar de tais fragmentos serem aquecidos a temperaturas de 200C a 300C, não se
desidratam integralmente em sua parte central, o que os obriga a permanecer, mesmo após seu
cozimento, em silos, por um período de 36 horas, homogeneizando a temperatura e
completando sua calcinação (MP GESSO, 2014).
Figura 40 – Forno Rotativo
3.8.5.4 Fornos tipo marmita giratório
Tais fornos apresentam-se sob a forma de grandes tubos de aço com revestimento
refratário, cujo tamanho varia de acordo com o volume de produção. Os mais modernos
possuem um sistema de automação que lhe permite executar, com precisão, os comandos de
funcionamento preestabelecidos por sistemas de gerenciamento ligados a computadores e
acompanhados em tempo real, enquanto nos mais rústicos, a operação é manual.
Neste tipo de equipamento, o minério de Gipsita moído entra em contato direto com as
chamas de aquecimento e, em alguns casos, estes fornos apresentam controle de temperatura,
perda de massa, ou mesmo de pressão interna. O produto calcinado permanece na cuba e sua
retirada não é contínua (MP GESSO, 2014).
Figura 41 – Forno Marmita Giratório

46
3.8.6 Pulverização
Terminada a etapa de calcinação, o gesso é moído em moinhos do tipo martelo para
finos.
Figura 42 – Moinho de Martelo para Finos
3.8.7 Estabilização
Após ser pulverizado, o gesso é deixado em repouso, período de estabilização, para
que o haja maior homogeneidade no produto final.
3.8.8 Ensacamento
O gesso produzido é embalado em sacos de 20 a 40 kg, para uso comum, ou em big-
bags de até 1000 kg, para grandes obras.
3.9 CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL DOS GESSOS HEMIDRATADOS
3.9.1 Gesso Escaiola
Produto com 80% de peso hemidratado, de coloração branca e com finura adequada
quando moído (GESSO E CAL, 2010).
Figura 43 – Gesso Escaiola

47
3.9.2 Gesso Branco
Produto similar ao gesso Escaiola, constituindo-se como diferença seus 66% de peso
hemidratado (GESSO E CAL, 2010).
Figura 44 – Gesso Branco
3.9.3 Gesso Negro
Produto com 55% de peso hemidratado, de coloração cinza (o que se deve a suas
impurezas), apresentando-se na forma de grãos mais finos que o gesso Escaiola ou Branco
(GESSO E CAL, 2010).
Figura 45 – Gesso Negro
3.10 O GESSO NO ASPECTO ECONÔMICO
No Brasil, a Gipsita e seus derivados fazem parte de um mercado em expansão. O país
está entre os que possuem as maiores reservas de Gipsita do mundo (com aproximadamente,
quatrocentos e sete milhões de toneladas), no entanto não é um dos maiores produtores
(RAMOS & CIARLINI).
Apesar de o índice de fabricação da Gipsita ainda não ser alto, o fato de a indústria de
construção civil ocupar o segundo lugar em termos de participação no PIB brasileiro
(Scardoelli et al. 1994), contribui para o aumento deste índice, já que o gesso, o principal
produto proveniente da Gipsita, é um material de construção muito utilizado devido ao seu
custo mais acessível.

48
Na região da Bacia Sedimentar do Araripe, localizada no sul do estado do Ceará, leste
do Piauí e a região oeste de Pernambuco, responsável pela maior parte da produção de Gipsita
no país, se encontra o APL (Arranjo Produtivo Local) do gesso, conhecido também como o
Polo Gesseiro do Araripe.
As jazidas do Araripe são de excelente qualidade e produzem um dos melhores gessos
do mundo (LUZ & LINS et al., 2005), possui 32 minas e 62 calcinadoras em funcionamento e
outras sete em processo de implantação e, segundo o Departamento Nacional de Produção
Mineral – DNPM/PE, o polo pernambucano é responsável por 85% de toda a produção
nacional (SUMÁRIO MINERAL, 2006).
Conforme dados do SEBRAE de 1999, a região tem na atividade gesseira o seu
principal motor econômico, o qual gera um grande número de empregos, direta e
indiretamente, para a população da região. Devido a esses aspectos, diversas empresas que
possuem relação com o mineral e com produtos provenientes dele, são atraídas para a região
(RAMOS & CIARLINI).
Figura 46 – Mapa das cidades do Araripe
3.11 REAPROVEITAMENTO DOS RESÍDUOS DO GESSO
Por conta da preocupação com os impactos ambientais provenientes do descarte
inapropriado do gesso, - como em aterros ilegais - muitas empresas têm aderido formas de
reaproveitamento e reciclagem desses resíduos.
Sem especificações, reciclar é reaproveitar materiais usados para transformá-los em
novos. Quando se trata do gesso, para serem reaproveitados, seus resíduos devem ser
conservados separadamente e em um local seco, pois dessa forma eles poderão ser

49
reaproveitados em diversas áreas, como na construção civil e agricultura (ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DOS FABRICANTES DE CHAPAS PARA DRYWALL, 2009).
Apesar de ser algo com muitas vantagens econômicas e com desenvolvimento
sustentável, está ainda é uma alternativa pouco utilizada. E mesmo que o material seja
reciclado, suas propriedades tanto físicas como mecânicas permanecem boas em comparação
ao material novo. No entanto é necessário que sejam feitos testes após a reciclagem para a
garantia destas características (REDAÇÃO DO FÓRUM DA CONSTRUÇÃO CIVIL, 2014).
3.12 IMPACTOS AMBIENTAIS DO GESSO
A fabricação do gesso possui má influência quando se trata de impactos ambientais,
desde a extração da matéria-prima até o descarte de resíduos deste material. O processo de
calcinação da gipsita é um fator de grande participação nisto. A extração da madeira, para ser
usada em forma de lenha como fonte de combustível no processo é um dos problemas
causados pela calcinação. Segundo pesquisas, em 2007 em Pernambuco, as calcinadoras
queimaram 1.102.800 m3
de lenha.
A partir da alegação de que a poluição atmosférica caracteriza-se pela presença de
materiais ou formas de energia no ar que impliquem risco, dano ou moléstia grave às pessoas
e bens de qualquer natureza (ARÁNGUEZ et al., 2001), há também a poluição do ar
ocasionada pela liberação inadequada de partículas de poeira e gases do processo – como
óxidos de enxofre (SOx) os quais causam grandes probabilidades de chuva ácida (CENED
Cursos).
O gesso é um material que em contato com o meio ambiente pode ser tóxico, portanto
seus resíduos devem ser devidamente descartados. Por ser composto de sulfato de cálcio di-
hidratado, a sua solubilidade no solo causa a sulfuração o que gera a contaminação dos
lençóis freáticos da região e consequentemente polui as águas de muitos rios (REDAÇÃO DO
FÓRUM DA CONSTRUÇÃO CIVIL, 2014).

50
4 CIMENTO
4.1 HISTÓRIA
Supõe-se que o homem primitivo, desde a idade da pedra já conhecia um material com
propriedades semelhantes às do cimento. Eram acesas fogueiras com pedras de calcário e
gesso, sendo assim, geravam cinzas quando a queima já havia sido completa. Essas cinzas,
quando hidratadas pelo sereno da noite, se tornavam pedras novamente.
Alguns monumentos históricos localizados na China, Roma e Egito provam que esses
povos já haviam descoberto e utilizavam algum tipo de aglomerante em suas construções de
pedra desde o século V antes de Cristo. Logo depois, os gregos e romanos passaram a utilizar
um tipo de produto que era produzido pela queima de gesso impuro, composto de calcário
calcinado com restos de cinzas vulcânicas. E por ter sido um material era tão resistente é
percebe-se que até hoje existem monumentos históricos que foram construídos na época e
pelo fato de ser tão boa, a receita desse produto era muito secreta e acabou sendo perdida com
a desunião do império romano.
Em meados do ano de 1750 houve um grande avanço no desenvolvimento do cimento.
Um engenheiro inglês chamado John Smeaton ficou responsável por produzir um aglomerante
que continuasse sólido mesmo com a presença de água e tivesse resistência á ação corrosiva
da água do mar, esse aglomerante iria ser destinado á construção do Farol de Eddystone. O
farol foi construído e durou mais de um século, o nome do material que foi utilizado é
cimento hidráulico e seu principal componente era a pozolana.
Figura 47 – Smeaton’s Lighthouse

51
No ano de 1796, James Parker apresenta um cimento hidráulico natural, obtido da
calcinação de nódulos de calcário impuro contendo argila, chamado de cimento romano.
Depois de um tempo que o cimento romano foi patenteado, autorizou-se que o produto de
Parker fosse testado por um engenheiro, que possuía bastante experiência na construção de
canais e estruturas portuárias, e relatório do engenheiro foi tão benéfico que Parker
ligeiramente publicou-o panfletos promocionais por toda a Inglaterra. Por alguma razão, após
dois anos, Parker vendeu sua patente para os Wyatt.
Desde a descoberta do inglês John Smeaton, pouco havia sido buscado para o
desenvolvimento de uma teoria que explicasse as propriedades físicas do cimento, até que um
francês chamado Vicat publicou seus estudos e conclusões sobre o cimento. Nesta época, ele
estava construindo uma ponte na qual o principal componente não era a pozolana, isto fez
com que surgisse mais interesse dele pelo cimento. Vicat obteve um produto muito
semelhante ao de Smeaton pela mistura de componentes calcários e argilosos.
Em 1824, Joseph Aspidin cria o cimento Portland. Foram queimados calcários e argila
á altas temperaturas até que o gás carbônico fosse retirado, o material obtido era então moído.
O cimento foi batizado por Portland porque seu produto final se parecia com as rochas
encontradas na pequena península inglesa de Portland. A definição que hoje é usada para
cimento Portland não é cabível para o cimento que Aspidin patenteou, pois é bem provável
que o cimento que Aspidin patenteou não tenha sido esquentado á temperaturas tão altas
fazendo que fosse produzido o clínquer. Em 1825, Joseph inaugurou uma fábrica de cimento
no subúrbio de Leeds, os fornos que eram usados para queimar o material eram bastante
precários, pois gastavam bastante combustível e grande parte do produto era queimado
imperfeitamente.
Figura 48 - Forno

52
Com o passar dos anos, foram descobertas novas misturas e os fornos foram cada vez
mais aprimorados. A produção do cimento melhorou principalmente devido as melhorias dos
fornos que passaram a suportar temperaturas mais altas e aumentaram a uniformidade do
clínquer causando uma maior eficiência na produção. Houve também avanços nas analises
químicas do produto. O concreto evoluiu muito desde as primeiras aplicações em Roma, a
engenharia usa concreto atualmente todos os dias em muitas situações, muitas vezes utilizado
em ambientes agressivos.
Uma tentativa pioneira de implantação de fábrica cimento no Brasil ocorreu no Espírito
Santo, em 1912, através de um fracassado programa estatal de industrialização pelo Governo
do Estado. A fábrica nunca passou a funcionar normalmente, tendo tido suas atividades
encerradas em 1958.
O Brasil ficou dependente de importações de cimento por muito tempo, e começou a
ficar claro que não podia continuar assim. Em 1929, foi inaugurada a Companhia Brasileira
de Cimento Portland a 23 quilômetros de São Paulo, a instalação da indústria representou o
começo de uma nova etapa no crescimento da produção brasileira de cimento, que cresceu
muito em pouco tempo.
Houve um período em que o Brasil ainda precisou continuar importando cimento para
suprir as necessidades internas, mas logo depois, com o surgimento de fábricas de cimento em
vários estados, o país foi capaz de suprir suas próprias necessidades.
4.2 COMPOSIÇÃO
Uma forma que possuímos para entendermos melhor os aspectos do cimento Portland
é conhecendo sua composição.
Em sua composição, o cimento possui o clínquer e algumas adições. O primeiro
componente é o elemento básico do cimento, estando presente em todos os tipos do mesmo,
sendo ele o que gera a resistência mecânica que o produto precisa. Já as adições podem variar
de um tipo para outro, e são elas que definem os aspectos e funções de cada.
As matérias primas são facilmente encontradas em jazidas de diversos lugares do
planeta, e são obtidas por meio da exploração das mesmas, sendo de 80% 95% de calcário e
5% a 20% de argila, também pode ser encontradas pequenas quantidades de minério de ferro.

53
4.2.1 Clínquer
Sendo o principal item na composição do cimento, o clínquer é um produto obtido
através da sintetização de rochas carbonáticas e argilosas. Estes materiais primeiramente
triturados são dosados rigorosamente com o objetivo de que eles fiquem homogêneos e
garantam suas propriedades químicas.
Logo depois, passam por um tratamento térmico em um forno giratório, na
temperatura de queima de 1450 °C, a exposição á altas temperaturas transforma a mistura em
novo material, o clínquer, esse material sai do forno em forma de nódulos e ainda incandesce
quando quente, então é bruscamente resfriado para logo em seguida ser moído e transformado
em pó.
Figura 49 - Clínquer
A composição típica de um clínquer Portland contém 67% CaO, 22% de SiO2, 5% de
Al2O3, 3% de Fe2O3 e 3% de outros componentes.
4.2.2 Gesso
A Gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), que é comumente chamado de
gesso, é mais um dos componentes do cimento que é adicionado ao final do processo de
moagem.
Esse componente tem como função principal controlar o tempo de pega do cimento, ou
seja, o tempo que o concreto levará para endurecer a partir do momento que entra em contato
com a água, a adição de gesso tem o objetivo de prolongar um pouco este tempo.

54
Por exemplo, se não ocorresse a adição de gesso ao clínquer, quando em junção com a
água, o concreto se tornaria rígido quase que no mesmo instante, e se isso acontecesse o
cimento não possuiria tantas utilidades como ele possui, por isso é necessária a adição de
gesso desde o primeiro ao último tipo de cimento Portland.
A dose de gesso adicionada ao clínquer não é muito grande, sendo 3% de gesso para
97% de clínquer, em massa.
4.2.3 Escórias De Alto Forno
Ao produzir ferro-gusa nas indústrias siderúrgicas, as escórias de alto forno são
obtidas, elas se parecem com grãos de areia.
Há um tempo, era idealizado que as escórias de alto forno eram produtos que não
possuíam utilidade, até que foi descoberto que elas possuíam a propriedade de ligante
hidráulico, ou seja, reagem em contato com a água desenvolvendo propriedades aglomerantes,
se tornando muito resistente.
Com essa descoberta foi possível adicionar mais esse componente após a moagem do
clínquer fazendo com que os novos componentes que seriam á ser desenvolvidos possuíssem
melhores propriedades, como por exemplo, maior durabilidade pelo fato de serem mais
resistentes.
4.2.4 Materiais Pozolânicos
Os materiais pozolânicos são silicosos ou silico-aluminosos que sozinhos possuem
pouca ou nenhuma atividade aglomerante, porém quando são divididos e colocados em
contato com a água reagem juntamente com o hidróxido de cálcio a temperatura ambiente,
formando então compostos com propriedades aglomerantes.
As pozolanas ou materiais pozolânicos, são utilizados de duas formas diferentes, sendo
uma quando é realizada substituição parcial do cimento, e a outra quando é adicionada certa
quantidade na massa ou volume do cimento.
A adição ou substituição de pozolanas no cimento proporciona maior resistência á
ambientes agressivos, como por exemplo, a água do mar, esgotos, solos sulforosos, e também
á forças mecânicas. Além de diminuir o calor de hidratação, a permeabilidade e o aumento da

55
durabilidade e de sua densidade. Cada tipo de material pozolânico desempenha um ou mais
dessas funções.
Esses materiais podem ser divididos em naturais e artificiais, a primeira classificação
se refere á materiais de origem vulcânica ou de origem sedimentar que possuem atividades
pozolânicas naturalmente. Já a segunda classificação se refere a materiais provenientes de
algum processo industrial ou tratamentos térmicos que realcem suas atividades pozôlanicas.
Alguns exemplos de pozolanas são: sílica ativa, cinza volante, filler calcário e cal
hidratada.
4.2.5 Materiais Carbonáticos
Os materiais carbonáticos são rochas trituradas que possuem em sua composição
carbonato de cálcio, por exemplo, o próprio calcário. Tal adição tem o objetivo de tornar os
concretos e argamassas mais trabalháveis, podendo aumentar também sua resistência, pois as
partículas que se originaram da moagem desse material se encaixam nos grãos ou partículas
dos outros componentes do cimento, diminuindo a porcentagem de vazios e servindo como
uma espécie de lubrificante. Quando são adicionados no concreto são chamados de filler
calcário.
4.3 TIPOS E APLICAÇÕES DO CIMENTO
No Brasil, são comercializados onze tipos diferentes de Cimento Portland. Cada tipo
possui uma propriedade específica que é determinada de acordo com as adições presentes em
sua composição.
Na tabela abaixo será apresentada a quantidade de cada componente em cada tipo de
cimento que será apresentado nos próximos tópicos.

56
Cimento
Portland
(ABNT)
Tipo
Clínquer +
Gesso (%)
Escória
siderúrgica
(%)
Material
pozolânico
(%)
Calcário
(%)
CP I Comum 100 - - -
CP I – S Comum 95-99 1-5 1-5 1-5
CP II – E Composto 56-94 6-34 - 0-10
CP II – Z Composto 76-94 - 6-14 0-10
CP II – F Composto 90-94 - - 6-10
CP III Alto-forno 25-65 35-70 - 0-5
CP IV Pozolânico 45-85 - 15-50 0-5
CP V – ARI
Alta
resistência
inicial
95-100 - - 0-5
Tabela 3 – Composição dos Cimentos Portland
4.3.1 Cimento Portland Comum (CP- I)
O CP – I foi o primeiro tipo de cimento comercializado no Brasil. Possui em sua
composição apenas o clínquer e o gesso. Foi a partir dessa mistura que as outras misturas
surgiram com a adição de outros componentes.
Esse tipo de cimento é utilizado em construções em geral que não exigem propriedades
especiais do cimento, pois o cimento Portland comum não possui resistência á ambientes
agressivos ou á altas forças mecânicas.
O CP – I é pouco utilizado no país, somente 1% de todo o cimento aplicado no país é
desse tipo. Um dos motivos é por possuir alto custo, outro motivo são as questões ambientais,
pois há uma utilização muito grande de clínquer na produção desse cimento, podemos
considerar também o fato de que toda sua produção é direcionada á indústria.
4.3.2 Cimento Portland Comum Com Adição (CP I-S)
Esse tipo de cimento tem basicamente a mesma composição do cimento comum, a
única diferença é a presença de 5% de material pozolânico em sua composição. Essa adição
faz com que diminua a permeabilidade do material.
É utilizado em construções em geral que não exijam alta resistência.

57
4.3.3 Cimento Portland Com Adição De Escória De Alto Forno (CP II-E)
Esse tipo de cimento é composto, pois além de clínquer e gesso, possui em sua
composição adição de outro material, a escória granulada de alto forno, o que lhe agrega a
propriedade de baixo calor de hidratação, ou seja, libera uma quantidade menor de calor
quando entra em contato com a água.
O CP II-E possui em sua composição de 94% á 56% e clínquer e gesso, e de 6% á
34% de escória, pode ser que tenha também a adição de material carbonático, sendo a
quantidade máxima 10% em massa.
A utilização desse tipo de cimento é recomendada para estruturas que exigem uma
perda de calor relativamente lenta. Indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o
grande volume da concretagem e a superfície pequena reduzem a capacidade de resfriamento
da massa. Este cimento também apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos
no solo.
No Brasil, a utilização e aceitação desse tipo de cimento é alta,cerca de 58% do tipo de
cimento utilizado no país é composto.
4.3.4 Cimento Portland Com A Adição De Material Pozolânico (CP II-Z)
O CP II-Z possui de 6% á 14% de matérias Pozolânicos em massacontidos em sua
composição. Essa adição confere á esse tipo de cimento menos permeabilidade, fazendo com
que ele seja utilizado em construções que geralmente envolvem água, podendo ser
construções subterrâneas, marítimas ou industriais. Pode ser que tenha também a adição de
material carbonático, sendo a quantidade máxima 10% em massa.
4.3.5 Cimento Portland Com A Adição De Material Carbonático (CP II-F)
O CP II-F contém em sua composição a adição de filler calcário entre 6% a 10%.
É recomendado para pisos e tijolos, além de ser utilizado no preparo de argamassas de
assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido,
projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-moldados, artefatos, pisos,
pavimentos de concreto, dentre outras utilizações. Não é o tipo de cimento mais recomendado
para aplicação em meios muito agressivos.

58
4.3.6 Cimento Portland De Alto-Forno (CP III)
O CP III possui grande adição de escória, chegando a possuir de 35% á 70% dela em
massa na sua composição. Por possuir alto teor de escória, a utilização de clínquer, nesse tipo
de cimento diminui, consequentemente diminui a emissão de dióxido de carbono e aumenta a
preservação das jazias de extração das matérias primas do clínquer, tornando-o um tipo de
cimento “politicamente correto” em questões ambientais.
Este tipo de adição confere ao cimento alta impermeabilidade, durabilidade e
resistência, sendo assim pode ser utilizado na construção de barragens, em obras em
ambientes agressivos, tubos ou canaletas para a condução de líquidos agressivos, obras
submersas, pistas de aeroporto, entre outros. Também pode ser utilizado em construções
gerais como argamassas de assentamento e revestimento, concreto simples, armado ou
protendido.
4.3.7 Cimento Portland Pozolânico (CP IV)
O CP IV possui em sua composição de 15% á 50% de materiais pozolânicos. A adição
de materiais pozolânicos muda a microestrutura do concreto, diminuindo a permeabilidade, a
difusibilidade iônica e a porosidade capilar, aumentando a estabilidade e o tempo de duração
do concreto. Tais fatores agem diretamente no comportamento do concreto, melhorando seu
desempenho ante a ação de ambientes agressivos, especialmente atacados por sulfato e a
exposição a águas correntes.
Outras propriedades são também alteradas, incluindo a diminuição do calor de
hidratação, o aumento da resistência à compressão em idades avançadas, a melhor
trabalhabilidade e outros. Os cimentos com adição desses materiais podem apresentar menor
desenvolvimento inicial de resistência. Entretanto, essas resistências são efetivamente
alcançadas em longo prazo.
4.3.8 Cimento Portland De Alta Resistência Inicial (CP V ARI)
O CP V ARI tem o princípio de atingir altos níveis de resistências nos primeiros dias
de aplicação. O desenvolvimento da alta resistência já no início é conseguido apenas pela
utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na hora da produção do clínquer, e
também pela moagem mais fina do cimento, de modo que, ao entrar em contato com a água,

59
ele adquira alta resistência rapidamente. O cimento continua ganhando resistência até os 28
dias, atingindo valores mais elevados que os demais, agregando valor ao concreto.
Recomendado aos artefatos de cimento como blocos de alvenaria e pavimentação,
tubos, lajes, postes, pré-moldados e pré-fabricados. Utilizado no concreto e argamassa que
necessitem resistência inicial elevada e de forma rápida
O CP V-ARI assim como o CP-I não contém adições (porém pode conter até 5% em
massa de material carbonático).
Por se tratar de um cimento de alto custo para que seja fabricado, e, normalmente, com
preços mais elevados que os demais tipos, em 2012 apenas 8% de todo o cimento consumido
no Brasil foi desse tipo.
4.3.9 Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)
Qualquer um dos tipos de cimentos citados acima pode possuir a propriedade de serem
resistentes a sulfatos desde que se enquadrem á algumas exigências específicas estabelecidas
pela norma NBR 5737 que serão apresentadas abaixo:
 Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições carbonáticas de no
máximo 8% e 5% em massa, respectivamente;
 Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada de
alto-forno, em massa;
 Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico, em
massa;
 Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras
que comprovem resistência aos sulfatos.
Esses tipos de cimento podem ser utilizados em ambientes agressivos sulfatados,
como água do mar, esgotos, entre outros.
4.3.10 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
Todos os cimentos anteriormente citados podem possuir baixo calor de hidratação,
isso será determinado por sua composição.

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Tem a propriedade de diminuir a perca de calor em grandes peças, evitando o
aparecimento de fissuras de origem térmica.
4.3.11 Cimento Portland Branco (CPB)
O CPB se diferencia dos demais tipos de cimento apenas pela sua coloração. A
coloração é obtida pela adição de baixos teores de manganês e óxidos de ferro, em condições
especiais durante a fabricação, e a substituição da argila por caulim.
Está classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural. O primeiro é aplicado
em concretos brancos para fins arquitetônicos com classes de resistência similares ás dos
demais tipos de cimento. Já o não estrutural tem indicações de classe e é aplicado, por
exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais.
É possível adicionar pigmentos coloridos em sua composição, sendo muito indicado
para projetos arquitetônicos.
4.4 PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Existem dois métodos que são utilizados para a fabricação do cimento, este processo
pode derivar entre via seca e via úmida. As matérias primas utilizadas nas duas vias são
iguais, e o resultado final independe do processo utilizado, o cimento final é idêntico nos dois
casos.
Porém o segundo processo está em desuso, ele é o mais antigo, apesar de já existirem
estudos que comprovam sua maior qualidade na homogeneização de materiais sólidos,
entretanto este também gasta altos níveis de energia e combustíveis. Estes são os principais
fatores que justificam a substituição do processo. “Comparativamente, um forno de via úmida
consome cerca de 1250 kcal por kg de clínquer contra 750 kcal de um forno por via seca”
(GAUTO & ROSA, 2003, p.175).
O processo por via seca consiste na homogeneização dos materiais extraídos, e é feito
sem a adição de água. O forno utilizado neste método é mais curto em relação ao de via
úmida, mas possui instalações de forno e moagem mais complexas também, porém sua
homogeneização é mais difícil, por tal motivo é necessário equipamentos de
desempoeiramento mais avançados (GAUTO & ROSA, 2003).

61
Já no processo por via úmida, a matéria-prima extraída é moída e homogeneizada
dentro da água. O que torna este processo de mistura das matérias mais fácil e rápido, porém
com um gasto muito maior (GAUTO & ROSA, 2003).
Agora será apresentado em etapas todo o processo de fabricação do cimento, o qual é
dividido em 11 etapas.
4.4.1 Extração da matéria-prima
Todo processo de industrialização começa com a extração de matérias para o
desenvolvimento completo de todo o sistema, e a produção do cimento não foge a esta regra
(FAESA, 2009).
O processo de extração começa com a mineração do calcário, justamente por ser a
principal matéria que compõe o cimento, outras matérias como o carbonato de cálcio (CaCO3),
dióxido de silício (SiO2), ferro (Fe), alumínio (Al), usadas em menor quantidade e obtidas
pelo mesmo processo, pois as rochas calcárias ou argilas que são de onde geralmente é
extraído o Calcário já possui os outro elementos necessários (CIMPOR PORTUGAL, 2016).
Essas matérias são obtidas através de detonações com explosivos ou por um método
denominado de raspagem, onde são utilizados “Shearer loaders”, uma máquina utilizada para
minerações de grande porte (UIRLE, 2014).
Nesta fase também são recolhidas as primeiras amostras de elementos para análise de
qualidade, para o controle de qualidade (THENÓRIO, 2016).
Figuras 50 e 51 – Máquina shearer loader e Mina de Calcário

62
4.4.2 Britagem
O material extraído na primeira etapa se encontra da forma com que foi retirado da
natureza, ou seja, em blocos de diversos tamanhos, porém é preciso com que haja uma
redução na sua dimensão para que alcance a granulometria adequada para ser transportando
para a fábrica (ARILSON, 2012).
Esta redução de seu tamanho em maior parte das vezes é realizada em britadores de
impactos ou de maxilas.
Figura 52 – Britadeira para moagem de calcário
4.4.3 Transporte para Fábrica
Após as matérias-primas passarem pelo processo de britagem ela se encontrará no
tamanho ideal para ser transportada até a fábrica. O método de transporte pode variar de
fábricas para fábricas. A distância e o tempo são os principais fatores que determinam a forma
que será o transporte.
Alguns dos métodos utilizados para este transporte são:
4.4.3.1 Esteiras transportadoras
Basicamente consiste em um sistema que movimentam uma superfície rígida, o
movimento desta superfície irá fazer com que determinados materiais ou objetos sejam
transportados (CIMPOR PORTUGAL, 2016).

63
4.4.3.2 Caminhões
Este tipo de veículo terrestre ainda é bastante utilizado para transportes de bens em
geral, e principalmente de matérias primas em fábricas. E as fábricas de cimento não fogem a
tal regra (CIMPOR PORTUGAL, 2016).
4.4.3.3 Transporte Hidroviário (via fluvial)
Esse que é um dos métodos mais antigos de transporte da história da humanidade,
apesar de quase inexistente para a produção de cimento em algumas fábricas do mundo,
principalmente em países que possuem grandes litorais, a matéria-prima, ou seja, o calcário é
exportado de outros países, logo ainda é um método utilizado (CIMPOR PORTUGAL, 2016).
Porém as esteiras são os métodos mais utilizados hoje em dia devido a sua facilidade
de poder ser colocada em qualquer ambiente, já os caminhões ou outros métodos quase
extintos como o por via fluvial necessitavam de toda uma estrutura para que pudessem
circular.
4.4.4 Pré-Homogeneização e Dosagem
Nesta etapa da produção os materiais que foram britados e transportados para a
indústria serão armazenados em armazéns horizontais ou em silos verticais, que são
basicamente depósitos têm o papel de homogeneizar o material, quanto à entrada, quanto à
saída do mesmo (ITAMBÉ, 2014).
Esta estocagem de material é combinada com uma função de Pré-homogeneização,
que se baseia em guardá-los, colocando uma camada de calcário e outra de argila, pois é
necessário que as matérias primas sejam dosificadas, tendo em vista a qualidade final do
produto que se tem por objetivo produzir, o Clínquer (FAESA, 2009).
A dosagem para a obtenção do clínquer é feita a partir de parâmetros já estabelecidos
sobre sua composição. O mesmo é constituído basicamente de 75-80% de calcário e de 20-
25% de argila (FAESA, 2009).

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