IPT aperfeiçoa o uso de argila na produção de cimento

O IPT, mais especificamente seu Laboratório de Materiais Construção Civil, tem investido em vários estudos que influenciam diretamente na produção de cimento. Dois dos mais recentes se destacam pelo foco em argilas. O primeiro englobou o uso dos materiais com tonalidade avermelhada, um limitante que pode influenciar a cor cinza tradicional das pozolanas e comprometer a percepção de qualidade pelo consumidor. O segundo abordou a avaliação de seis tipos de argilas de várias regiões do Brasil. Ambos usaram o background técnico do Instituto, mas contaram com a participação ativa de empresas da cadeia de cimento.

O primeiro estudo, coordenado pelo pesquisador Fabiano Ferreira Chotoli, mostrou que é possível alterar a cor de argilas durante o processo de calcinação, com a produção de pozolanas cinzas adicionadas a dois tipos de cimento Portland - o CP II-Z e o CP IV. Com isso, o trabalho ampliou a oferta de matéria-prima, reduzindo custos de produção em regiões onde a disponibilidade de argilas calcinadas pelo processo tradicional é mais escassa. Ou seja, agora é possível usar argilas com tons avermelhados, desde que se sigam as indicações técnicas da pesquisa na hora de produzir o cimento.

Mas por que exatamente há a limitação em relação às argilas de tom avermelhado? Chotoli, resumindo a avaliação do mercado, lembra que as cores quentes não são facilmente aceitas na produção de concreto aparente. A tonalidade diferenciada também influenciaria o consumidor final, com a possível “geração de desconfiança de que o cimento Portland foi adulterado pela adição de terra”. Resumindo: “propaganda negativa para o produto, associando baixa qualidade à marca do fabricante”, como pontua o pesquisador do IPT.

Realizada em conjunto com a Dynamis Mecânica Aplicada, com a colaboração da Cimento Planalto (Ciplan) na fase industrial, o estudo trouxe soluções para o problema de tonalidade das argilas. Segundo Chotoli, a modificação do processo de calcinação não altera o desempenho da argila calcinada e nem do cimento produzido. “Com isso, o consumidor final continuará a receber um cimento de cor tradicional e com a mesma qualidade, dentro dos parâmetros normativos”, destaca. O pesquisador destaca que outros testes em escala industrial com cimenteiras foram realizados recentemente.

O segundo estudo do IPT envolvendo argilas gerou o mestrado profissional de Ariane Martho, analista de R&D da GCP Applied Technologies. Ela foi orientada por Valdecir Angelo Quarcioni, profissional do Laboratório de Construção Civil do Instituto. Quarcioni é ainda um ponto de ligação entre os dois estudos e foi autor de um paper conjunto apresentado na Suíça em 2015, com a participação de cinco pesquisadores, sendo dois da Dynamis.

O trabalho de Ariane avaliou a correlação entre a composição mineral de seis tipos de argilas brasileiras e seu impacto nas propriedades mecânicas e reológicas de cimentos. Durante a pesquisa, seis tipos de argila foram analisados a partir de uma seleção de diversas regiões do Brasil. Na dosagem para produção de cimento, os materiais foram utilizados em proporções iguais nos testes de laboratório. Os resultados? Segundo a Ariane, quanto maior o teor de metacaulinita presente nas argilas, maior a atividade pozolânica. Por outro lado, o estudo mostrou que a presença do aditivo na argila aumenta a demanda de água e, consequentemente, reduz a resistência à compressão do cimento.

A especialista de R&D também destaca que o trabalho permitiu o maior conhecimento a respeito da produção do clínquer (elemento principal do cimento Portland) e das adições minerais ou de materiais cimentícios suplementares. No caso das argilas estudadas, o estudo ajuda a ampliar o entendimento do papel delas como adições.

É o caso da produção de cimento Portland II-Z, usado sobretudo em obras subterrâneas: elas atuam na obtenção de menor permeabilidade em compósitos cimentícios feitos a partir do II-Z. Como o foco da GCP Applied Technologies são aditivos químicos que ajudam a melhorar a qualidade do cimento, o mestrado de Ariane fecha o entendimento entre os vários “componentes” da produção.

“Este estudo é substancial para o desenvolvimento científico e tecnológico e contou com a multidisciplinaridade de geólogos, químicos e engenheiros civis do laboratório do IPT que me auxiliaram”, afirma Ariane. De acordo com ela, a pesquisa permitiu ainda o desenvolvimento de um projeto em parceria com a InterCement, que foi premiado pela cimenteira.

A disponibilidade do capital humano do IPT também foi destacada por Quarcioni. “Nosso grupo de materiais está mais focado, nos últimos anos, em pesquisas envolvendo a aplicação de subprodutos na construção civil e a durabilidade dos materiais”, explica. De acordo com ele, é esse perfil que favorece o intercâmbio de conhecimentos como o que foi realizado entre o Instituto e a GPC Applied Technologies.