PI - Cimento

8/6/2019 PI - Cimento

http://slidepdf.com/reader/full/pi-cimento 1/43

Cimento

Processos Industriais

Grupo: Bruno Labanca, Luis Guilherme Laino e Yakini Tavares

Turma Mam 271



História

A procura por segurança e durabilidade para as edificações conduziu ohomem à experimentação de diversos materiais aglomerantes. Os

romanos chamavam esses materiais de "caementum", termo que originou

a palavra cimento.

http://nickmartins.com.br/atualidades/?p=926



História

O engenheiro John Smeaton, por voltade 1756, procurava um aglomerante

que endurecesse mesmo em presençade água, de modo a facilitar o trabalhode reconstrução do farol de Edystone,

na Inglaterra.

http://biclaranja.blogs.sapo.pt/334504.html



História

Porém foi o pedreiro JosephA

spdin, em 1824, que patenteoua descoberta, batizando-a decimento Portland, numa

referência à Portlandstone, tipode pedra arenosa

http://www.cienciaquimica.hpg.com.br/interessante/cimento/cimento.htm



História

Ainda em 1855, na França, Joseph Louis Lambotapresentou inédita e

oficialmente, na ExposiçãoUniversal de Paris, o ́ cimentoarmadoµ e assim foi

denominado até a década de

20, quando passou a serchamado de concreto armado.http://www.arch.mcgill.ca/prof/sijpkes/abc-structures-2005/concrete/timeline

2009-version.html



Históriay O primeiro a produzir cimento no Brasil, portanto, foi o

engenheiro Louis Nóbrega, por um curto período de 3meses, no ano de 1892.

y A

Usina Rodovalho funcionou até 1904, produzindo ocimento ́ SantoAntonioµ.

y Uma terceira iniciativa pioneira de implantação de fabrica decimento no Brasil ocorreu no Espírito Santo, em 1912,

através de um fracassado programa estatal de industrializaçãopelo Governo do Estado.



Matéria Prima - Calcário

São constituídos basicamente de carbonato de cálcioCaCO3 e dependendo da sua origem geológica podem contervárias impurezas, como magnésio, silício, alumínio ou ferro.

CaCO3 (100%) CaO (56%) + CO2 (44%)Vê-se que uma tonelada de calcário dá origem a 560 Kg

de cal, que é verdadeiramente a matéria-prima que entra nafabricação do cimento, no entanto os 440 Kg de CO

2são

perdidos sob a forma de gás, que sai pelas chaminés.



Calcário - Classificação

- calcário calcítico (CaCO3)O teor de MgO varia de 0 a 4%. Devido à maior quantidade de cálcio a pedra

quebra com maior facilidade e em superfícies mais uniformes e planas. Este calcário,também por ter menor quantidade de carbonato de magnésio exige maior temperaturapara descarbonatar.

- calcário magnesiano (MgCO3)O teor de MgO varia de 4 a 18%. É uma pedra mais dura, quebrando sempre

de forma irregular, formando conchas de onde vem o nome de pedra cascuda. Ocalcário magnesiano necessita de menos calor e uma temperatura menor paradescarbonatar do que o calcítico. É ideal para fabricação de cal.- calcário dolomítico (CaMg(CO3)2)

O teor de MgO é acima de 18% e por isso possui uma temperatura dedescarbonatação ainda menor do que o calcário magnesiano. O uso de calcário com altoteor de MgO causa desvantagens na hidratação do cimento:

MgO + H2OMg(OH)2



Extração de Calcário



Gesso

É o produto de adição final no processo defabricação do cimento, com o fim de regular o tempo depega por ocasião das reações de hidratação. É encontrado

sob as formas de gipsita (CaSO4. 2H2O), hemidratado oubassanita (CaSO4.0,5H2O) e anidrita (CaSO4). Utiliza-setambém o gesso proveniente da indústria de ácido fosfóricoa partir da apatita:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO. 2H2O)



Extração de Argila e Gesso

(Gipsita)

http://www.ceramicasantamariaro.com.br/meio_ambiente.htm

http://www.oguiadacidade.com.br/video/video/0AuQ5uzSdRQ/Qualimi

na-Extração-do-Minério-Gipsita-Gesso.html



Extração de Minério de Ferro e Bauxita

http://www.minasdehistoria.blog.br/2009/10/uma-controversia-

antiga-exportar-minerio-de-ferro-ou-aco/mineracao-grande/

http://www.arquitetura.com.br/artigos/artigo.php?idArt=60



Resumo das Matérias Primas



Extração e Britagem



Moagem de CruO Calcário e argila são misturados e moídos.




Homogeneização do Cru

y A homogeneização é executada em silos verticais de grande porteatravés de processos pneumáticos e por gravidade.

http://www.canstockphoto.com.br/cimento-faacute%3Bbrica-silos-2626560.html



Clinquerização

�

No processo de clinquerização os combustíveis mais utilizados para elevar a temperatura(~1400°C) são: óleo pesado, coque de petróleo, carvão mineral ou vegetal.

� Para que ocorra o aquecimento do material cru, o mesmo é lançado numa torre de ciclonesonde em fluxo contrário, corre os gases quentes da combustão. Nos ciclones ocorrem a

separação dos gases e material sólido. Os gases são lançados na atmosfera após passarem porum filtro eletrostático onde as partículas, ainda presentes dos gases são precipitadas e voltam aoprocesso.

� Após passagem pelos ciclones o material entra no forno rotativo onde ocorrem as reações de

clinquerização.

� Após a clinquerização o clínquer formado é bruscamente resfriado com ar frio em contracorrente. O clínquer daí é estocado em silos para a produção do cimento.



y Evaporação da água livre:

H2O líquido (100°C)

H2O vapor (100°C)

y Decomposição do carbonato de magnésio:

MgCO3 (sólido) (340°C) MgO (sólido) + CO2 (gás)

y Decomposição do carbonato de Cálcio:

CaCO3 (sólido) CaO (sólido) + CO2 (gás)

y É imprescindível que a descarbonatação esteja completa para que o materialpenetre na zona de alta temperatura no forno (zona de clinquerização).

Reações de Clinquerização

Interior do forno em operação




� Desidroxilação Das Argilas: As primeiras reações de formação do

clínquer iniciam-se em 550°C. A argila perde a água combinada, que

oscila entre 5 e 7%, dando origem a silicatos de alumínio e ferro

altamente reativos com o CaO que está sendo liberado pela

decomposição do calcário.

�Formação do 2CaO.SiO2:

2CaO + SiO2 (1200°C)

2CaO.SiO2 (silicato dicálcico)

� Formação do 3CaO.SiO2:

2CaO.SiO2 + CaO (1260 a 1450°C) 3CaO.SiO2 (silicato tricálcico)

Reações de Clinquerização



Clínquer

http://quiinformacao.blogspot.com

http://quiinformacao.blogspot.com

Alite (3CaO.SiO2)

http://alitegroup.com/

Belite (2CaO.SiO2) Celite (entre um ferrato

bicálcico e um aluminatobicálcico).

É o principal responsávelpela coloração cinzenta do

cimento.

http://alitegroup.com/



Resfriamento

� Primeiro resfriamento: Um resfriamento lento leva a um cimentode baixa qualidade. Ocorre dentro do forno, após o clínquer passar pela

zona de máxima temperatura.

�Nesta etapa pode ocorrer a decomposição do 3CaO.SiO2 segundo areação:

3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 + CaO livre

� Segundo resfriamento: Ocorre abaixo de 1200°C, já no resfriador.Este resfriamento, se for lento, também provoca uma maior corrosão

dos cristais de 3CaO.SiO2.



Produção (Moagem do Clínquer)

A

ditivos:y Gesso: O gesso é destinado ao controle do tempo de pega do cimento, para

propiciar o manuseio ao adicionar água. O teor de gesso varia em torno de 3%no cimento.

y

Material pozolânico (argila calcinada ou pozolana natural)y Escória granulada

O clínquer com seus aditivos mencionados, passam ao moinho para a

moagem final.

Após moído o cimento é transportado para silos de estocagem, onde sãoextraído e ensacados em ensacadeiras automáticas em sacos de

50 ou 25 Kg.



Clínquer -> Cimento

http://www.understanding-cement.com/basic.html



O consumo do Cimento




O mercado de cimento:O mercado de cimento:



y Cal viva (ou óxido de cálcio):

� Matéria-prima proveniente da queima de carbonato decálcio e um dos materiais essenciais à fabricação do

cimento.

Fonte: http://revestimentos.byethost2.com/preparar-mezclas-y-homigones/piedras_de_cal_viva.jpg



y O Carbonato de Cálcio (CaCO3) é um sal insolúvel derivadodo CO2.

y O oceano representa o único sumidouro permanente destaespécie, já que o CO2 é absorvido pela água, onde ele é

depositado nas águas mais profundas e precipita na forma deCaCO3.

y Um sumidouro permanente demora muitos anos para serformado, devido a baixa velocidade de deposição desse sal

insolúvel nas camadas mais profundas do oceano.



y Rochas de CaCO3 são usadas para produzir cal viva a partir de sua queima, vistana reação a seguir:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

�A queima de uma quantidade gigantesca dessasrochas provocam a liberação de uma concentração

considerável de CO2, tendo uma contribuição direta

para o aumento do aquecimento global.



Consequências:

y Aumento da temperatura global, juntamente com a dos oceanos.

y Diminuição da capacidade de absorção

de CO2 pelas águas do mar.y Efeito estufa galopante

Fonte:http://3.bp.blogspot.com/_Qlmy6G4wL9k/S8CJjFn4WNI/AAAAAAAAAAw/wN-DA12o8hs/s1600/geleira.jpg



Fonte: Colin Baird, 2002] Colin Baird, Maria Angeles Lobo Recio (tradutora), e Luiz Carlos Marques Carrera (tradutor), 2a. Edição, 2002, 8536300027,

Bookman, Química Ambiental .



A Parcela do Cimento

y A fábrica de cimento envolve basicamente aqueima de pedra calcária e de outros minerais acerca de 1.500°C, criando um produtointermediário chamado clinker.

y Cada tonelada de clinker produzido nafabricação do cimento corresponde,aproximadamente, a uma tonelada de gáscarbônico emitida na atmosfera, às custas,inclusive, de ponderável consumo de energia (4GJ).

Clinker

Fonte:http://www.martisbmt.com/Clinker.jpg




y Os metais pesados contidos nas matérias-primas ecombustíveis, mesmo em concentrações muito

pequenas, devido a sua volatilidade e aocomportamento físico-químico de seus compostos,podem ser emitidos na forma de particulado ou devapor através das chaminés das fábricas (USEPA,

2000).




y Para o controle da poluição gerada nas plantas defabricação de cimento foram estabelecidospadrões de emissão para material particulado,metais pesados, cloretos, monóxido de carbono,dioxinas e furanos. De forma geral, o materialparticulado proveniente dos fornos, moinhos eresfriador de clínquer é direcionado parachaminés e retido em coletores com ciclone,filtros de manga e precipitadores eletrostáticos.As medidas de controle para a redução daemissão de poeiras fugitivas nas áreas demineração e na área industrial são o abatimentodos particulados por aspersão de água e oenclausuramento das áreas de estocagem ebeneficiamento de materiais, com a instalação desistemas exaustores e de filtros coletores de pós,além da pavimentação e da varrição das vias decirculação de veículos.

FILTRO DE MANGA

Fonte: http://www.astralambiental.com.br/IMGS/filtros_de_manga/S_filtros_de_manga_009.jpg



Notícias e Curiosidades



Bactéria pode recuperar concreto rachado

y Pesquisadores britânicos criaram uma nova maneira de consertar rachaduras em estruturas deconcreto danificadas pelo tempo ou terremotos.

Modificando geneticamente a bactéria Bacillus subtilis, uma bactéria comum do solo, elesdesenvolveram uma cola que pode alcançar profundamente as rachaduras. Uma vez em contatocom o pH do concreto (que é bem específico), a bactéria alterada passa a germinar e produziruma mistura de carbonato de cálcio que endurece tanto quanto o concreto ao seu redor.

Batizada ´BacillaFillaµ, a bactéria ´sabeµ quando deve iniciar a secretar a substância pelo seupróprio acúmulo, que indica que o fundo da rachadura já foi atingido.

Os cientistas tiveram ainda o cuidado de introduzir um gene auto destrutivo, para impedir que abactéria se alastre desordenadamente, fato que poderia trazer resultados desagradáveis.

O uso dessa bactéria, pode aumentar a longevidade das construções e impedir que muitas delastenham que ser demolidas após um terremoto, por exemplo.

Bactéria Bacillus subtilis

Fonte:http://1.bp.blogspot.com/-

LSqwG1KEe3Q/TWRQ5tb4WXI/AAAAAAAAALE/g9Gj7_YP3BM/s1600/Bacillus_subtilis.jpg

Fonte:http://www.curiosidades10.com/curiosidades_cientificas/bacteria_pode_recuperar_concreto

_rachado.html



Lodo vai virar cimento e tijolo

y Região - O Consórcio PCJ (Bacia dos Rios Piracicaba-Capivari-Jundiaí) propõe transformarduas mil toneladas de lodo produzidas diariamente pelas ETA's em matéria prima para produçãode cimento, tijolo e material para a construção civil e de ETE 's e também em fertilizantes para aagricultura.

y O volume de resíduos remanescentes dos processos de tratamento de água e esgoto é oproduzido diariamente pelos municípios que compõe a bacia do PCJ. [...]

y O consórcio informou ontem que são gerados de 1,2 mil a 1,5 mil toneladas por dia atualmente

de lodo de ETA e a perspectiva é de até 2020 esse volume aumente para duas mil toneladas aodia.A recomendação do estudo é o aproveitamento na reciclagem para a construção civil e olodo como matéria prima, por exemplo, misturado a argila para a produção de tijolos, além dautilização no processo de produção de cimento.

y Segundo o PCJ, a vantagem é que o tijolo com a mistura do lodo não precisa ser queimado, éseco, e como não sofre o processo da queima não polui o meio ambiente. [...]

Adaptado de: http://www.oliberalnet.com.br/cadernos/cidades_ver.asp?c=03CFC7D9A43

Fonte: http://static.photaki.com/lodo-pantano-na-mare-baixa_116439.jpg



Cimento transparente cria ambiente

naturalmente iluminado(Por Poloserviços)

Uma vez mais os sistemas construtivos recebem uma contribuição inovadora.A boa nova vem da empresa italiana Italcementi Group que ao aceitar o desafio deconstruir um pavilhão com paredes de cimento, mas que ao mesmo tempo fossecapaz de filtrar a luz, apresentou o cimento transparente como uma soluçãocriativa e eficiente.

O i-light, como foi batizado o novo produto, é produzido a partir da ligaçãode resinas termoplásticas e material inorgânico resultando em painéis decimento capazes de filtrar a luz por apresentarem uma superficie 20%transparente.

Adaptado de: http://poloservicos.wordpress.com/2011/01/08/cimento-transparente-

cria-ambiente-naturalmente-iluminado/

Fonte: http://poloservicos.wordpress.com/2011/01/08/cimento-transparente-cria-ambiente-naturalmente-iluminado/



Bibliografiay http://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-

cimento/fabricacao/fabricacao

y http://quiinformacao.blogspot.com/

y


y http://www.snic.org.br/pdf/Historia_do_Cimento_no_Brasil.pdf

y

http://www.ebah.com.br/cimento-portland-pdf-a64011.html

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