Por que usar cimento pozolânico na composição do concreto?

O cimento Portland pozolânico têm essa denominação devido a particularidades de sua composição. Além do clínquer e pequenas quantidades de fíler calcário, recebem os chamados materiais pozolânicos. Essas substâncias fazem parte do conjunto composto por certas rochas vulcânicas, alguns tipos de argilas queimadas em temperaturas elevadas (550°C a 900°C) e cinzas de carvão mineral de usinas termelétricas (cinzas volantes).

“Pesquisas constataram que os materiais pozolânicos apresentam propriedades de ligantes hidráulicos quando pulverizados em partículas muito finas e misturados com clínquer”, explica o geólogo Arnaldo Forti Battagin, diretor de Tecnologia e dos Laboratórios da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). A adição dessa solução ao cimento concede diferentes benefícios para o concreto.

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O menor calor de hidratação, por exemplo, melhora a impermeabilidade, a durabilidade e a estabilidade. “Outras vantagens são resistência elevada ao ataque por sulfatos, grande resistência à compressão em idades mais avançadas, além da maior resistência à tração e à flexão — que também aprimora a durabilidade”, diz o especialista.

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Fabricação do cimento pozolânico

A produção de todo cimento Portland acontece em instalações industriais complexas, dotadas de equipamentos apropriados para a obtenção de um resultado final dentro dos parâmetros especificados. O produto pode receber, além do clínquer Portland e do gesso para regular a pega, a adição de uma ou mais matérias-primas (escória granulada de alto-forno, materiais pozolânicos ou fíler calcário) dependendo do tipo de cimento.

“Há uma etapa comum na fabricação de todos os tipos de cimento que é a obtenção do clínquer. Esse material é sinterizado e peletizado, resultante da moagem e da calcinação a cerca de 1.450 °C de uma mistura de calcário e argila, além de corretivos eventualmente”, detalha o profissional, informando que é no processo de moagem que o cimento pozolânico se diferencia dos demais, pois a adição dos materiais pozolânicos acontece nesta fase.

Quando utilizar?

Battagin destaca que todos os tipos de cimento Portland são, em geral, adequados a quaisquer estruturas e aplicações, sendo necessárias algumas medidas em determinados usos. “Existem, entretanto, soluções que são mais vantajosas ou recomendáveis para certos cenários”, complementa. O pozolânico é especialmente indicado para uma série de obras distintas, como aquelas nas zonas costeiras ou em contato com o mar.

“Podemos mencionar obras em ambientes com presença de sulfatos ou terrenos salinos; além de tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos ou efluentes industriais”, exemplifica o especialista. Esse tipo de cimento também é empregado em construções de concreto-massa, como barragens e peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, entre outros.

O pozolânico tem espaço nos concretos com agregados reativos, pois minimiza os efeitos expansivos da reação álcali-agregado. Pode ser aplicado ainda em pilares de pontes, nas obras submersas em água limpa corrente e na pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. “Nos centros urbanos, são usados para protegerem contra chuva ácida, fuligem de carros e fábricas, e águas contaminadas de rios e córregos”, completa o Battagin.

Por outro lado, existem poucas situações em que o cimento pozolânico deve ser evitado. A que mais se sobressai é quando há necessidade de maior resistência inicial, como é o caso da indústria da pré-fabricação que exige desforma rápida. “Esse tipo de cimento contém materiais pozolânicos que apresentam reatividade menor que a do clínquer e, por isso, têm menor evolução de resistência”, afirma o profissional.

As resistências iniciais são menores, mas, ao longo do tempo, superam a do cimento comum. “Mesmo assim, essa situação pode ser contornada quando há viabilidade de compensações na dosagem do concreto ou aplicação de cura térmica”, indica Battagin.

Preparo e vantagens

Os cuidados no manuseio, dosagem e aplicação do concreto produzido com o pozolânico são os mesmos necessários para lidar com os demais cimentos. A ABNT NBR 12655 — Concreto de cimento Portland — Preparo, controle, recebimento e aceitação — prescreve os requisitos para lidar com os variados produtos e não salienta nenhum procedimento diferente levando em consideração o tipo de cimento empregado.

O concreto com todo o desenvolvimento tecnológico que experimentou ao longo do tempo, independentemente do tipo de cimento utilizado, será sempre considerado um compósito não impermeável

Arnaldo Forti Battagin

Mesmo tornando o concreto menos poroso, o pozolânico não dispensa a aplicação de impermeabilizantes nas estruturas. “O concreto com todo o desenvolvimento tecnológico que experimentou ao longo do tempo, independentemente do tipo de cimento utilizado, será sempre considerado um compósito não impermeável”, informa o especialista. Com isso, o uso de outros agentes protetores é sempre recomendável para situações que exijam tal cuidado.

Vantagem oferecida pelo pozolânico é a redução das chances de surgirem patologias nas estruturas. “Esse cimento é conhecido por mitigar as expansões provocadas pela reação álcali-agregado quando empregados agregados reativos. Além disso, aumenta a resistência a sulfatos em ambiente agressivos, como terrenos contendo solos sulfatados”, destaca Battagin. Graças ao menor calor de hidratação, ele evita a fissuração de origem térmica em elementos maciços, como pilares. “É muito utilizado em barragens por esses motivos”, complementa.

Redução de CO2

Benefício bastante importante oferecido pelo pozolânico é a menor emissão específica de CO2 por tonelada de cimento. No processo produtivo do cimento, grande parte desse gás tem origem no uso de combustíveis para calcinação das matérias-primas e descarbonatação do calcário (transformação do CaCO3 em CaO e CO2). “Essas emissões estão ligadas ao clínquer. Então, se tivermos menor quantidade de clínquer no cimento, como é o caso do pozolânico, menor será o nível de CO2“, salienta Battagin.

Diante do desafio de reduzir as emissões de gás carbônico em seu processo industrial, a indústria do cimento no Brasil — em parceria com a Agência Internacional de Energia e a Iniciativa de Sustentabilidade do Cimento — desenvolveu o Cement Technology Roadmap – Brasil. Com ele, foram identificados potenciais avanços tecnológicos e de processos, capazes de reduzir as emissões em longo prazo (2050).

O resultado desse estudo, lançado em abril de 2019, mostrou que, se as trajetórias de crescimento e grau de desenvolvimento tecnológico continuassem sem intervenção, as emissões absolutas decorrentes da produção de cimento no Brasil atingiriam cerca de 66 Mt CO2 em 2050. O valor representa um aumento de 64% em relação aos níveis de 2014. A partir dessa projeção, o Roadmap propõe alternativas técnicas capazes de reduzir as emissões a patamares condizentes com o de menor impacto climático, limitando o aumento da temperatura global em até 2°C.

Isso implicaria em reduzir a atual intensidade carbônica do cimento de 0,56 t CO2 / t cimento para 0,37 t CO2 / t de cimento até 2050, fazendo, assim, com que as emissões totais permanecessem praticamente constantes, apesar do aumento esperado da produção no período devido às crescentes necessidades de infraestrutura e habitação do país. “O estudo mostrou que a intensificação do uso de cimentos com adições tem uma ponderação de 69% na mitigação das emissões, contra 9% da melhoria da eficiência energética, 13% pelo uso de combustíveis alternativos e 9% referente à captura e ao uso de carbono”, compara Battagin.

Qualidade

A norma que especifica os requisitos que devem ser cumpridos pelo cimento Portland pozolânico é a ABNT NBR 16697 — Cimento Portland — Requisitos

Arnaldo Forti Battagin

Os principais ensaios que atestam a qualidade do cimento são prescritos por metodologias normalizadas pela ABNT. Os ensaios químicos permitem verificar se os produtos atendem às exigências químicas e visam limitar o teor de adições, a pré-hidratação e falhas no processo de fabricação. Já a aferição das exigências físico-mecânicas garante o desempenho mecânico e reológico na aplicação do cimento no preparo de pastas, argamassas e concretos.

As exigências físico-mecânicas com valores limites máximos ou mínimos para os quatro ensaios tabelados são as seguintes:

Já as exigências químicas são as observadas na tabela a seguir:

“A norma que especifica os requisitos que devem ser cumpridos pelo cimento Portland pozolânico é a ABNT NBR 16697 — Cimento Portland — Requisitos. Ela referencia uma série de outras normas que prescrevem as metodologias dos ensaios”, conclui Battagin.

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