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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).


O que vamos ver:

O que é Cimento

História do Cimento

Matéria-Prima

Etapas do Processo Produtivo

Tipos de Cimento

Mercado


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.


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).


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)


Matéria Prima:


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



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


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


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.


Extração da Matéria-Prima

Mina extração de Calcário


Britagem

O material, após extração, apresenta-se em

blocos, sendo necessário reduzir o seu tamanho

a uma granulometria adequada.

Transporte e britagem de Calcário



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.



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



Armazém Horizontal

Silos Verticais


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.


Moagem do “Cru”

Moinho de cru vertical


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.


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


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.


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.


Cozedura

Torre de Ciclone: Pré-aquecimento

Forno: Cozedura


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


Resfriamento

Arrefecedor

Clínquer


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.


Moagem e Adições


Moagem e Adições

Moinho de Bolas

Moinho de Bolas



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.


Embalagem e ExpediçãoSilo de Armazenagem

Imagens de expedição e transporte do

cimento (granel e sacos paletizados)



O cimento estraga?



Cimento: O filme

OCimento.avi


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.



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.



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.


O mercado de cimento:





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