Cimentos compostos com calcário

O cimento Portland adicionado com calcário tem vantagens distintas em termos de desempenho, controle de resistências, redução de custos e melhores padrões de sustentabilidade. Existem normas internacionais que regulamentam o uso do cimento Portland com calcário. Por exemplo, a Norma Europeia EN 197-1, regulamenta diversos tipos de cimento, bem como critérios de definição para o próprio calcário em sí. Tipicamente, o calcário precisa ter pureza de CaCO3>75%, um teor de argila limitado (teste de azul de metileno não superior a 1,20g/100g) e carbono orgânico total não superior a 0,20% em massa para "LL" e 0,50% para "L".

A porcentagem de calcário usado tem um impacto significativo no processo de moagem do cimento e, em última instância, nas características finais de desempenho do cimento. Afeta a eficiência de moagem do clínquer, retenção do moinho, revestimento interno do moinho, entrada de umidade, temperatura de moagem e fluidez do cimento. O calcário também geralmente produz uma distribuição de tamanho de partícula mais ampla (PSD) para o cimento, com um valor de Blaine mais alto e resíduos mais altos. Cada 1% adicional de calcário normalmente aumenta o Blaine SSA em 5-8 m2/kg (kWh/t de moagem constante).

Um Blaine SSA mais alto e a distribuição de tamanho de partícula mais ampla (PSD) reduzem a fluidez a seco, o que tende a ser mais difícil para cimentos adicionados com calcário. Isso aumenta o nivel de enchimento de material no moinho, o que é prejudicial para a eficiência da moagem quando está acima do valor ideal de enchimento de vazios. A alta finura e o aumento da entrada de umidade incrementam a aglomeração e o revestimento (“coating”), causando também um impacto negativo na eficiência da moagem.

O desempenho do cimento é fortemente impactado pela quantidade de calcário. Um PSD mais amplo reduz a demanda de água em pasta e a maior finura reduz a tendência de exsudação. No entanto, o efeito mais notável diz respeito ao desenvolvimento de resistência, resultante tanto da substituição do clínquer quanto dos efeitos do PSD (distribuição do tamanho de partículas). A quantidade que o calcário reduz de resistência depende da porcentagem de adição, dos efeitos no PSD, da finura do cimento e de qualquer aditivo de cimento presente.

Os aditivos de cimento podem proporcionar uma contribuição importante para a eficiência da moagem para conter o impacto negativo na fluidez, preenchimento de vazios, revestimento (“coating”) e PSD. Dado que a resistência é substancialmente reduzida nessas situações, a seleção do aditivo melhorador de qualidade apropriado é crítica. De maneira geral, há um forte requrimento para melhorar a resistência aos 28 dias; aditivos com alcanolaminas são frequentemente os mais apropriados.

Algumas melhorias na resistência de 28 dias são possíveis por meio de moagem mais fina, obtida reduzindo a produção do moinho. No entanto, a redução da resistência devido aos níveis mais altos de calcário não pode ser totalmente compensada por uma redução apenas na produção do moinho.

A escolha do aditivo de cimento certo tem um impacto muito importante na porcentagem de calcário possível para manter o desempenho desejado. Para um ganho típico de 5 MPa do aditivo, seria possível aumentar o calcário em aproximadamente 7% para a mesma produção do moinho. Identificar o aditivo de cimento correto tem mais impacto na produção de cimento com calcário do que o efeito da produção do moinho. É importante ressaltar que também é geralmente mais vantajoso do ponto de vista econômico e logístico.

Ao planejar a produção de cimento Portland com calcário, recomenda-se:

• Selecionar as características de desempenho de cimento desejadas, como objetivos de resistência;
• Definir qual é a produtividade aceitável do moinho para se adequar à logística e aos volumes requeridos;
• Avaliar os benefícios de um aditivo de cimento apropriado;
• dentifar a quantidade de calcário adicionado na receita, dentro dos padrões da norma, que pode satisfazer os requisitos de desempenho do cimento.