Otimizando o cimento Portland com filler calcário

Cimento Portland com filler calcário fornece vantagens para o desempenho e resistência controlada para o cimento e concreto, adicionalmente reduz os custos de produção e emissões de CO₂. Entretanto, o uso do aditivo para cimento correto com a quantidade certa de calcário é importante para se obter esses benefícios.

Considere os seguintes fatores quando produzir cimento Portland com filler calcário.

• Há padrões de conformidade e códigos de prática a serem seguidos quando se utiliza materiais cimentícios suplementares como o calcário. Por exemplo, na European Standard EN 197-1, o calcário precisa atingir um critério específico de pureza (>75% CaCO₃), com um limite de argila (não excedente a 1,20 g/100g, baseado no método azul de metileno) e ter carbono orgânico que não exceda 0,20% em massa para cimentos LL e 0,50% para cimentos L.  
• A presença de calcário tem impacto significativo no processo de moagem do cimento. O calcário influencia o Blaine, umidade, temperatura de moagem, recobrimento interno do moinho (coating), aglomeração, retenção do moinho (preenchimento dos espaços vazios), eficiência da moagem do clínquer e características de fluidez do cimento. Estes impactam negativamente na eficiência de moagem. Cada 1% de calcário adicional aumenta tipicamente o Blaine de 5-8m²/kg (kWh/t constante do moinho).
• A quantidade de calcário (e seu impacto no processo de moagem) pode ter um efeito adverso no desempenho do cimento. O aumento da quantidade de calcário geralmente resulta em uma distribuição mais ampla do tamanho das partículas, com um valor  de Blaine e resíduos mais altos. Isso, juntamente com o menor fator clínquer, impacta negativamente no desempenho do cimento - incluindo no desenvolvimento das resistências iniciais, finais, durabilidade a longo prazo e fluidez do cimento seco.

Abordagens para mitigar os efeitos do calcário

Reduzir a produção do moinho para aumentar a finura geral do cimento pode aliviar alguns desses desafios – mas somente isso. Há uma redução no teste de resistência  a compressão em argamassa aos 28 dias na região de 0,75MPa para cada 1% de calcário adicional usado acima do nível de 5%. A moagem mais fina, reduzindo a produção do moinho, aumentará a resistência na faixa de 1MPa para cada 15-20 m²/kg de aumento no Blaine (em uma inclinação constante de distribuição de tamanho de partículas). Isso representa uma redução aproximada de 7 a 10% na produção do moinho. Dadas essas métricas, é improvável que uma redução da produção do moinho por si só compense adequadamente a redução de resistência causada pelo uso de calcário.

Uma abordagem mais eficaz é usar um aditivo de cimento que melhore a resistência, o que pode ter um impacto significativo na resistência. Para um ganho típico de 5MPa, seria possível aumentar o calcário em aproximadamente 7% para a mesma produção do moinho. Dado que a resistência é substancialmente reduzida em níveis mais altos de calcário (>5%), a seleção do aditivo adequado para melhorar a qualidade é importante. Adicionalmente, a escolha do aditivo de cimento certo contraria o impacto negativo na fluidez, preenchimento dos espaços vazios do moinho, coating e distribuição do tamanho das partículas. Além disso, essa abordagem é geralmente mais econômica e logisticamente mais atraente do que reduzir a produção do moinho.

Com base nos resultados acima, é necessário tomar as seguintes medidas ao planejar a produção de cimento Portland com filler calcário:

• Selecionar as características desejadas de desempenho do cimento.
• Decidir sobre a produção necessária do moinho, com base na logística e nos volumes.
• Avaliar as tecnologias dos aditivos de cimento. 
• Decidir sobre a quantidade máxima de calcário capaz de satisfazer os requisitos de desempenho do cimento.

A tomada dessas medidas pode trazer melhorias substanciais para a qualidade do cimento, reduzindo os custos de produção de cimento e minimizando a emissão de CO₂.