Moléculas BEQ (2024.5): clínquer, a matéria-prima cimentícia ubíqua nas edificações de todo mundo, e um peso pesado em matéria de emissões globais de CO2

Chemistry of Materials 2003 15 (16), 3074-3088

 Nome: Clínquer

Composição molecular: CaO·SiO2 | CaHPO4 | Al2Ca3O6 | Ca2 (Al2 Fe)2O5 | MgO

Densidade: 1190 - 1639 kg/m3 Fonte.

Ponto de fusão: ~1350-1400 °C

'Bio': O clínquer, uma mistura de argila e calcário, é um pó cru que foi tratado termicamente. Pode ser considerado como o estado inicial do cimento. O clínquer é composto

 por 30% de argila tratada termicamente e 70% de calcário tratado termicamente. Para obter cimento a partir do clínquer, ele deve ser misturado e moído com 2–6% de pedra de gesso (em peso). O clínquer tem suas próprias propriedades de ligação e endurece rapidamente após reagir com a água.

Fonte: MEKAGLOBAL

O clínquer é o principal constituinte do cimento Portland. O clínquer consiste em óxido de cálcio e outros óxidos minerais (ferro, alumínio e silício) e possui atividade cimentícia quando reage com água. O clínquer é produzido por piroprocessamento em grandes fornos. Esses sistemas de forno evaporam a água livre do pó, calcinam os constituintes carbonáceos (calcinação) e formam minerais de cimento (clinquerização). Na transformação química, o carbonato de cálcio é transformado em óxido de cálcio, levando à redução do peso original da matéria-prima utilizada. Além disso, pode ser emitido pó de forno de cimento para controlar a composição química do clínquer. A produção de clínquer é a etapa que mais consome energia na produção de cimento, sendo responsável por mais de 90% do uso total de energia da indústria e praticamente todo o uso de combustível.

Fonte: Cleveland, Cutler J, and Robert U Ayres. 2004. Encyclopedia of Energy. Amsterdam: Elsevier Academic Press.

Devido ao facto de a produção de cimento ser responsável por 5% da emissão global de CO2 (ou seja, 0,95 toneladas de CO2 por tonelada de cimento Portland) e também à introdução do Acordo Europeu Regime de Comércio de Emissões da União, a indústria do cimento enfrenta o desafio de reduzir as emissões de CO2 . 

(...) Até à data, a forma mais eficaz de reduzir a emissão de CO2 na produção de cimento é reduzir o teor de clínquer através da mistura de cimentos com Materiais Cimentícios Suplementares (SCMs). Esses SCMs normalmente são escória granulada de alto forno, cinzas volantes, sílica ativa e calcário.

Fonte: Horst-Michael Ludwig, Wensheng Zhang, Research review of cement clinker chemistry, Cement and Concrete Research, Volume 78, Part A (2015) 24-37.