Hugo Sérgio Sousa Vieira. 1. Coordenação de Química Industrial UFPB. Campus I, João Pessoa PB.

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1 Utilização de resíduo cerâmico de indústria cerâmica e/ou oleiro misturados ou não, para correção de argilas utilizadas no processo de fabricação de pozolana, cimento CPII-Z e CPIV, para fins comerciais. Hugo Sérgio Sousa Vieira 1. Coordenação de Química Industrial UFPB. Campus I, João Pessoa PB. hsergio@br.cimpor.com / hugopmago@ig.com.br RESUMO A presente invenção refere-se ao processo de fabricação de pozolana, cimento portland composto com pozolana e cimento portland pozolânico, que foi analisado e estudado a fim de substituir a argila calcinada ou in-natura pelo resíduo industrial cerâmico, comparando com o processo convencional já existente. Todo processo segue os padrões e normas vigentes de qualidade determinadas pela ABNT. A invenção está ligada ao sistema de qualidade onde consiste em delinear caminhos para o meio ambiente procurando preservar os recursos naturais. A substituição de argila calcinada ou in-natura pelo resíduo mencionado no título desta patente para utilização na fabricação de cimento portland composto com pozolana, cimento portland pozolânico e pozolana faz parte deste estudo comparativo com os cimentos citados acima comercializados atualmente. As pozolanas e cimentos pozolânicos ou compostos com pozolana utilizam argilas (calcinadas ou não) com propriedades satisfatórias (dentro das especificações) de SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO e MgO que quando moídos finamente na presença da umidade reagem quimicamente com o hidróxido de cálcio para formar compostos que possuem poder aglomerantes, estas argilas passam pelo processo térmico entre 500 C a 1250 C para ativar seus minerais de modo a garantir a reatividade com o hidróxido

2 de cálcio para que possam ser dosadas conforme a classe e tipo de cimento a ser produzido e no caso da pozolana á ser ensacado. Após este processo, à argila calcinada ou in-natura pode ser introduzida a segunda etapa do processo de fabricação, desde que tenha características químicas e físicas satisfatórias de acordo com a norma vigente (NBR 12653/92). A segunda etapa consiste em transportar a argila calcinada através de esteiras, caminhões ou de qualquer outra forma mecânica convencional até as moegas e introduzida ao moinho juntamente com o clínquer, calcário e gipsita, respeitando suas respectivas dosagens para fabricação do cimento desejado conforme as normas em vigor para a fabricação de cimento com estes materiais. Um dos problemas enfrentados para execução desse processo, é a compra de matéria prima por parte das empresas que não possuem jazida disponível com argila de propriedades silicosas ou silicoaluminosos que venha satisfazer as condições mínimas necessárias para a fabricação dos produtos citados, um outro problema observado, é calcinar o produto, o que gera gastos com combustíveis e energia elétrica, bem como as altas despesas para reter as emissões de particulado. A presente invenção tem como objetivo de melhorar e/ou minimizar os problemas ocorridos no processo mencionado acima, onde foi criada a possibilidade de introduzir o resíduo cerâmico á argilas calcinadas ou não, que possuem qualidade inferior ou não, favorecendo um produto adequando as especificações químicas e físicas a fim de enriquecer e torna-las ativas adequando-as ao processo de fabricação dos cimentos especiais e pozolana ensacada, evitando a calcinação da argila ou minimizando o uso contínuo de fornos, reduzindo a extração de jazidas protegendo os recursos naturais e diminuindo o consumo de energia e combustíveis. O processo da invenção consiste em adicionar ou substituir as argilas existentes calcinada ou in-natura, por argilas usualmente utilizadas pelo resíduo cerâmico e/ou oleiro, para fabricação, comercialização e venda de cimentos ou pozolana com este produto, minimizando o consumo de energia da empresa, melhorando a qualidade do produto, evitando possíveis poluições desagradáveis e ajudando a preservar o meio ambiente. Página 2/6

3 Foi provado ser de grande vantagem à utilização do resíduo para á fabricação de pozolana e cimentos especiais conforme a tabela (1,2), é uma pozolana de ótima reatividade podendo ser substituída pela argila convencional que depois de moído pode ser aplicável para os seguintes fins: correção de outras argilas que seja pozolânicas ou não, servir de pigmentação, ajudar no aumento da resistência em concretos e argamassas, na fabricação de cimento portland composto com pozolana, cimento portland pozolânico, concreto projetado, ornamentos de concreto para decoração de ambientes e no ensacamento e venda deste resíduo que analisados e considerados pozolana possa ser comercializado. As contribuições são também satisfatórias, apresentando uma melhor aparência, aumento na resistência a compressão tanto em 1 dia como aos 28 dias de idade, reduz a utilização de gipsita ou gesso para retardar a pega e oferece ainda boa trabalhabilidade. O invento é adicionalmente melhor explicado por meio dos exemplos a seguir: O material deve ser coletado e preparado conforme a NBR 8952 e analisado conforme as exigências físicas e químicas de acordo com a NBR de material pozolânico. O resíduo é preparado e analisado de acordo com o descrito neste relatório e mostrado na tabela (1), tem como finalidade provar que satisfaz as condições para ser um material pozolânico, como também introduzir na fabricação de cimentos especiais, substituindo as argilas ou somando a elas. Foram realizados testes na fabricação de cimento CPIIZ que se encontra na tabela(2). No exemplo comparativo vemos o cimento CPIIZ produzido com o resíduo comparado com a norma NBR da ABNT. No exemplo estão os limites exigidos pela norma(abnt), e no exemplo comparativo a amostra ensaiada obtida como teste para a pozolana na tabela (1) e o cimento na tabela(2). Nas tabelas 1 e 2 são apresentados os seguintes dados para o exemplo e exemplo comparativo: O resíduo na peneira de 45µm é dado em (% em peso); Página 3/6

4 indice de atividade pozolânica com cimento aos 28 dias, em relação ao controle é da dado em (%); indice de atividade pozolânica com cal aos 7 dias é dado em (Mpa); Água requerida em (%); Determinação somada de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 em (%); Teor de SO3 em (%); Teor de umidade em (%); Perda ao fogo em (%); Álcalis disponíveis em Na2O em (%). TABELA 1 Material pozolânico classe N Exigências físicas Exemplo Ex. comparativo Propriedades (ABNT) (ensaio) Material retido na peneira 45µm,% máx. 34 8,2 Índice de atividade pozolânica: -Com cimento aos 28 dias, em relação ao controle, % mín ,11 Exemplo Ex. comparativo -Com o cal aos 7 dias em Mpa, % mín. 6,0 7,23 Água requerida, % máx ,3 Exigências químicas SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 % min ,52 SO3, % máx. 4,0 0,091 Teor de umidade, % máx. 3,0 0,146 Perda ao fogo, % máx. 10,0 0,929 Página 4/6

5 Álcalis disponíveis em Na2O, % máx. 1,5 1,09 O resíduo na peneira de 75µm é dado em (% em peso); Área específica em (m²/kg); Tempo de início de pega em (h); Expansibilidade a quente em (mm); Resistência á compressão em (Mpa); Resíduo insolúvel(ri) em (%) Perda ao fogo(pf) em (%); Óxido de magnésio(mgo) em (%); Trióxido de enxofre(so3); Anidrido carbônico(co2). TABELA 2 Cimento tipo CPIIZ-32 Exigências físicas Exemplo Ex. comparativo Propriedades (ABNT) (ensaio) Material retido na peneira 75µm,% máx. 12 1,1 Área específica, mín (m²/kg) Tempo de início de pega, mín (h). 1 2:40h Tempo de início de pega, máx (h). 10 3:45h Expansibilidade a quente, máx (mm). 5 0,0 Resistência à compressão: 3 dias de idade, mín (Mpa) 10 21,3 7 dias de idade, mín (Mpa) 20 26,4 28 dias de idade, mín (Mpa) 32 33,6 Exigências químicas Resíduo insolúvel(ri), %máx ,11 Página 5/6

6 Perda ao fogo(pf), %máx. 6,5 3,66 Óxido de magnésio(mgo), % máx. 6,5 5,67 Trióxido de enxofre(so3), % máx. 4,0 2,27 Anidrido carbônico(co2), % máx. 5,0 3,8 Palavra-chave: Resíduo cerâmico; Uso de resíduo cerâmico de industria cerâmica; uso de resíduo cerâmico para indústria cimenteira. Página 6/6