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Fabricação do Cimento
Objetivo:
Adquirir conhecimento básico sobre o processo de fabricação do cimento
(matéria-prima, processo e equipamentos e aplicações).
Fabricação do Cimento
O que vamos ver:
O que é Cimento
História do Cimento
Matéria-Prima
Etapas do Processo Produtivo
Tipos de Cimento
Mercado
Fabricação do Cimento
O que é cimento?O cimento é um material cerâmico que, em contato
com a água, produz uma reação exotérmica de
cristalização, ganhando assim resistência mecânica.
É o principal material de construção usado como
aglomerante.
É um produto com variedade limitada de tipos e com
especificações e processo de fabricação semelhantes
em todo o mundo.
Fabricação do Cimento
Um pouco de história:
Cimento Portland:
Cimento hidráulico produzido pela moagem de clínqueres
constituídos essencialmente por silicatos de cálcio
hidráulicos e uma pequena quantidade de uma ou mais
formas de sulfato de cálcio (ASTM C150 / NBR 5732).
1756 John Esmeaton Calcinação de calcários contendo argila.
1824 Vicat Mistura de compostos de argila e calcário.
1824 Joseph Aspdin Queima de pedras de argila e calcário, transformando-asnum pó fino. recebeu a pa-tente do rei George IV daInglaterra (Cimento Portland).
Fabricação do Cimento
Um pouco de história:
1855 J. Louis Lambot Cimento ou concreto armado (Paris).
1892 Louis Nóbrega 1ª produção de cimento no Brasil (Paraíba).
1897 A. Rodovalho Usina Rodovalho (São Paulo).
1912 Governo Estadual Usina em Cachoeiro Itapemirim (ES).
1924 - Companhia Brasileira de Cimento Portland
1855 – Concreto armado
(artefato em cimento)
Fabricação do Cimento
Matéria Prima:
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação:
Via Úmida
A matéria prima é moída e homogeneizada
dentro da água.
Via Seca
A homogeneização se realiza a seco.
A primeira é a mais antiga e mais eficaz para obter
homogeneização de materiais sólidos. Está em
desuso pois requer maior consumo de energia e
está sendo substituída por via seca
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação:
Pré-aquecedor
Depósito de
Mix Combustíveis
Depósito de
Clínquer
Gesso
Clínquer
Escória ou
pozolanaMoinho de Cimento
Separador
Silos de Cimento
Carvão/Coque/óleo
Moinho de Carvão
Homogeneização
Calcário
Moinho de CruArgila
Calcário
Ensacamento
Britador
Depósito
GRANELEIRO
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação: Extração da matéria-prima
Britagem
Pré-homogeneização e Dosagem
Moagem do “cru”
Homogeneização
Pré-aquecimento
Cozedura
Resfriamento
Moagem e adições
Embalagem e Expedição
Fabricação do Cimento
Extração da Matéria-Prima
O primeiro passo na produção de cimento é
extrair as matérias-primas, calcário e argila, das
pedreiras
A exploração de pedreiras é feita normalmente a
céu aberto e a extração da pedra pode ser
mecânico ou com explosivos.
Fabricação do Cimento
Extração da Matéria-Prima
Mina extração de Calcário
Fabricação do Cimento
Britagem
O material, após extração, apresenta-se em
blocos, sendo necessário reduzir o seu tamanho
a uma granulometria adequada.
Transporte e britagem de Calcário
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e Dosagem
O material britado é transportado para a fábrica e
armazenado em silos verticais ou armazéns
horizontais.
Essa armazenagem pode ser combinada com
uma função de pré-homogeneização que consiste
em colocar por camadas o calcário e a argila.
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e Dosagem
Clínquer
20-25% de argila. 75-80% de calcário
As matérias-primas selecionadas são depois
dosificadas, tendo em consideração a qualidade
do produto a obter (clínquer).
Essa dosagem é efetuada com base em
parâmetros químicos pré-estabelecidos
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e Dosagem
Armazém Horizontal
Silos Verticais
Fabricação do Cimento
Moagem do “Cru”
Definida a proporção das matérias-primas, elas
são retomadas dos locais de armazenagem e
transportadas para moinhos onde se produz o
chamado "cru“ (mistura finamente moída).
Simultaneamente à moagem ocorre um processo
de adição de outros materiais: areia (SiO2), cinzas
de pirita (Fe2O3) e bauxita (Al2O3), de forma a
obter as quantidades pretendidas dos compostos
que constituem o "cru": cálcio, sílica, alumínio e
ferro, essenciais na fabricação do cimento.
Fabricação do Cimento
Moagem do “Cru”
Moinho de cru vertical
Fabricação do Cimento
Homogeneização
A mistura de “cru”, devidamente dosada e com a
finura adequada, deve ter a sua homogeneização
assegurada para permitir uma perfeita
combinação dos elementos formadores do
Clínquer.
A homogeneização é executada em
silos verticais de grande porte,
através de processos pneumáticos e
por gravidade.
Fabricação do Cimento
Homogeneização
Silo de Homogeneização
400 ºC
900 ºC1450 ºC
Temperatura da chama é de 2000 ºC
Mistura
Crua Gás
Forno
Arrefecimento
de Clínquer
150 ºC
Fabricação do Cimento
Pré-aquecimento
Antes do “cru” entrar no forno, este
será aquecido ao passar pela torre de
ciclones, onde é iniciado a fase de pré-
aquecimento.
Na torre dá-se a descarbonatação e
inicia-se a pré-calcinação do material.
Fabricação do Cimento
Cozedura
Com as transformações físico-químicas
ocorridas na torre de ciclones devido às
variações térmicas, o "cru" dá lugar à farinha,
produto apto para entrar no forno.
Ao entrar no forno, a farinha
desloca-se lentamente até ao fim
deste passando por um processo
de clinquerização (1300~1500ºC),
resultando no clinquer, produto
com aspecto de bolotas escuras.
Fabricação do Cimento
Cozedura
Torre de Ciclone: Pré-aquecimento
Forno: Cozedura
Fabricação do Cimento
Resfriamento
Uma vez cozido, o clínquer sai do forno e segue
para o arrefecedor onde sofre uma diminuição
brusca de temperatura que lhe confere
características importantes do cimento.
O calor transportado pelo clínquer é transferido
para o ar que é recuperado, melhorando assim o
rendimento térmico do processo.
Fabricação do cimento
Composição do Clínquer
Silicato tricálcico (CaO)3SiO2 Alita
Silicato dicálcico (CaO)2SiO2 Belita
Aluminato dicálcico (CaO)2Al2O3 Celita
Ferroaluminato tetracálcico
(CaO)4Al2O3Fe2O3 Brownmerita
Fabricação do Cimento
Resfriamento
Arrefecedor
Clínquer
Fabricação do Cimento
Moagem e Adições
O cimento resulta da moagem do Clínquer, Gesso
(CaSO4.1/2H2O) e Aditivos (cinzas volantes,
escórias de alto forno, filler calcário) que irão dar
as características ao cimento.
Após a moagem, o cimento produzido é
normalmente transportado por via pneumática ou
mecânica e armazenado em silos ou armazéns
horizontais.
Fabricação do Cimento
Moagem e Adições
Fabricação do Cimento
Moagem e Adições
Moinho de Bolas
Moinho de Bolas
Fabricação do Cimento
Embalagem e Expedição
A remessa do cimento ao mercado pode ser feita
de duas maneiras: a granel ou em sacos.
Na forma de granel é transferido diretamente do
silo de armazenagem para caminhões-cisterna,
cisternas para transporte ferroviário ou para
navios de transporte de cimento.
Na forma de saco, o cimento é embalado (através
de máquinas ensacadeiras) e depositados em
paletes.
Fabricação do Cimento
Embalagem e ExpediçãoSilo de Armazenagem
Imagens de expedição e transporte do
cimento (granel e sacos paletizados)
Fabricação do Cimento
Embalagem e Expedição
O cimento estraga?
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Cimento Portland Comum (CP I) sem quaisquer adições além do gessoConstrução em geral, quando não são exigidas propriedades especiais.
Cimento Portland Composto (CP II) com adições CP II-Z, CP II-E, CP II-FObras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concretosimples, armado e protendido, elementos prémoldados e artefatos decimento.
Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) com adições de escória Alto-FornoObras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandesdimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos,esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilaresde pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas deaeroportos.
Cimento Portland Pozolânico (CP IV) com ad pozolânico (????)Obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Alterações nas proporções das fases do Clínquer
Blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio,mourões, postes, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados
Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) É o cimento de Alto-Forno com baixo calor de hidratação, determinado pela sua composição (fases do clínquer)
Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento decalor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento defissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante ahidratação do cimento.
Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) Alterações nas proporções das fases do Clínquer
Em ambientes submetidos ao ataque de meios agressivos, como estaçõesde tratamento de água e esgotos, obras em regiões litorâneas,subterrâneas e marítimas.
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:
Cimento Portland Branco (CPB) A cor branca é obtida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condiçõesespeciais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem doproduto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila.
Estrutural: Em concretos brancos para fins arquitetônicos.Não estrutural: Em rejuntamento de azulejos e em aplicações nãoestruturais.
Fabricação do Cimento
O mercado de cimento:
Fabricação do Cimento
O mercado de cimento:
Fabricação do Cimento
O mercado de cimento:
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