Revelando os segredos do cimento

O cimento é, sem dúvida, um material crucial em nossa indústria da construção. Você está familiarizado com a história do cimento? Este artigo irá guiá-lo através da evolução do cimento. Além disso, manipular cimento pode gerar poeira de sílica prejudicial, então usar equipamentos de proteção máscaras contra poeira é necessário para proteger os tecidos pulmonares contra danos devido à exposição prolongada.

O que é Cimento?

O cimento é uma substância em pó que, quando misturada com água, forma uma pasta que endurece tanto no ar quanto debaixo d'água. Ele atua como agente de ligação, unindo materiais como areia e cascalho.

História do Cimento

A história do cimento remonta a 1756, quando o engenheiro britânico J. Smeaton descobriu que calcário contendo argila produzia um material que poderia endurecer debaixo d'água. Isso estabeleceu a base teórica para o cimento moderno.

Em 1796, o inventor britânico J. Parker produziu um cimento marrom a partir de mármore, conhecido como cimento romano. Esse cimento tinha excelente resistência à água e propriedades de endurecimento rápido, tornando-o ideal para construções subaquáticas.
Em 1813, o engenheiro civil francês Louis Vicat descobriu que uma mistura de cal e argila na proporção de 3:1 produzia o melhor cimento.
Em 1824, o pedreiro britânico Joseph Aspdin inventou o cimento Portland e obteve uma patente para ele. Ele combinou calcário e argila, queimou-os em um forno e moeu a mistura em um pó fino. Nomeado por sua semelhança com a pedra da Ilha de Portland, esse cimento revolucionou a indústria da construção com suas propriedades superiores.
Em 1871, o Japão construiu sua primeira fábrica de cimento, marcando o início de sua indústria de cimento. Em 1877, o engenheiro britânico Frederick Ransome aprimorou o forno rotativo, avançando ainda mais a tecnologia de produção de cimento. Até 1893, os inventores japoneses Hideki Endo e Saburo Utsumi desenvolveram um cimento Portland resistente a sulfatos para uso em água do mar.
Em 1907, o francês Jules Bied desenvolveu o cimento de bauxita substituindo a argila por bauxita, devido ao seu alto teor de óxido de alumínio.

Ao longo do século 20, esforços para melhorar o cimento Portland levaram ao desenvolvimento de cimentos especializados, como cimento de alta alumina e vários outros tipos para necessidades específicas de construção. Em 2007, a produção global de cimento alcançou cerca de 2 bilhões de toneladas anualmente. Em abril de 2023, cientistas da Universidade Estadual de Washington nos EUA criaram um novo cimento carbono-negativo, incorporando biochar ecológico.

Composição do Cimento

Os principais componentes químicos do cimento Portland são óxido de cálcio (CaO), dióxido de silício (SiO2), óxido férrico (Fe2O3) e óxido de alumínio (Al2O3). Os principais componentes minerais incluem silicato tricálcico (C3S), silicato dicálcico (C2S), aluminato tricálcico (C3A) e aluminoferrite tetracálcico (C4AF).

Reações Químicas no Cimento
Quando o cimento é misturado com água, ocorre uma série de reações químicas, formando uma estrutura sólida. As principais reações são:
1. 3CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
2. 2CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
3. 3CaO·Al2O3 + 6H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O (instável)
3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·2H2O + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (etringita)
4. 4CaO·Al2O3·Fe2O3 + 7H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O + CaO·Fe2O3·H2O

Pega e Falsa Pega do Cimento

A pega rápida do cimento refere-se a um endurecimento anormal precoce ou enrijecimento prematuro. Altas temperaturas podem desidratar o gesso, fazendo com que ele perca a capacidade de regular o tempo de pega. A falsa pega geralmente ocorre devido às altas temperaturas durante a moagem, causando a desidratação do gesso em hemihidrato. Quando misturado com água, o hemihidrato reage rapidamente para formar uma estrutura cristalina, fazendo com que a pasta endureça. O cimento de alto teor de álcali também pode sofrer falsa pega devido à rápida formação de cristais de sulfato de potássio e gesso. Diferentemente da pega rápida, a falsa pega libera pouco calor, e a mistura vigorosa pode restaurar a plasticidade da pasta sem afetar a resistência.

Por que você precisa usar máscara de poeira?

No cimento, um dos principais componentes, o dióxido de sílica (SiO2), representa um risco à saúde dos trabalhadores, pois pode ser liberado na forma de poeira durante a produção e uso do cimento. A exposição prolongada a altas concentrações de poeira de dióxido de sílica pode levar à silicose, uma grave doença pulmonar ocupacional. A silicose danifica os tecidos pulmonares, causando danos respiratórios permanentes e disfunção.

Portanto, ao manusear cimento, os trabalhadores precisam usar máscaras adequadas para evitar a inalação de poeira de dióxido de sílica. Isso é especialmente crucial em ambientes onde o cimento requer corte ou moagem, já que as concentrações de poeira podem ser mais altas, necessitando precauções adicionais para proteger a saúde respiratória. Escolher o tipo certo de máscara e garantir um ajuste adequado é essencial para filtrar eficazmente as partículas de poeira do ar, reduzindo o impacto potencial na saúde dos trabalhadores.

A razão pela qual as máscaras BASE CAMP são adequadas para trabalhos com cimento reside em várias características-chave:

1. Filtração Eficiente de Poeira e Partículas:

O filtro BASE CAMP possui uma camada dupla de mantas melt-blown com elétrons de adsorção eletrostática que filtram efetivamente até 99,6% das partículas sólidas e poeira. Isso permite que a máscara ofereça proteção eficiente contra partículas, tornando-a uma máscara facial de filtração para construção, adequada para trabalhos com cimento.

2. Redução de Odores e Gases:

O carvão ativado no filtro pode adsorver alguns gases e odores, ajudando a melhorar a qualidade do ar no ambiente de trabalho. Trabalhos com cimento podem produzir certos odores ou gases nocivos, e o carvão ativado na máscara pode atuar como um purificador, proporcionando um ambiente de respiração mais confortável.

3. Conforto e Adaptabilidade:

As máscaras BASE CAMP foram projetadas pensando no conforto; nosso novo design Máscara BASE CAMP M Pro conta com uma tira de cabeça totalmente ajustável e clipe nasal para garantir um ajuste firme. Esse design oferece excelente adaptabilidade, permitindo que a máscara seja usada por longos períodos durante trabalhos com cimento sem causar desconforto e mantendo-a firmemente segura.

Novo Concreto Ecológico Carbono-Negativo

Cientistas da Universidade Estadual de Washington desenvolveram um novo concreto carbono-negativo incorporando biochar ecológico. Esse concreto mantém a resistência do concreto tradicional e oferece melhor isolamento, reduzindo o consumo de energia e as emissões de carbono. Considerando que a indústria global de cimento emite cerca de 2,8 bilhões de toneladas de CO2 anualmente, esse novo concreto poderia reduzir significativamente as emissões de carbono, oferecendo benefícios ambientais e econômicos.

Publicado na última edição de "Cartas de Materiais," essa inovação recebeu atenção e elogios generalizados de organizações ambientais globais. Esse cimento carbono-negativo deve ser amplamente adotado no futuro, impulsionando o desenvolvimento sustentável na indústria do cimento e contribuindo para os esforços globais de redução de carbono.