Produção de Clínquer

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Produção de Clínquer:
Matéria prima e 
Reações que ocorrem no forno
Definição de Clínquer
Material sólido, formado através de fusão total ou parcial em processos a altas temperaturas.
(British Standard BS 6100 Seção 6.1)
Matérias Primas – Composição Ideal
Matéria prima seca
Clínquerproduzido
SiO2
14,0
20,9
Al2O3
4,1
6,1
Fe2O3
1,6
2,3
CaO
43,2
64,5
Cal livre
-
1,0
C3S
-
55
C2S
-
18
C3A
-
12,2
C4AF
-
7,0
Lea, F. M., The Chemistry of Cement and Concrete. Chem. Publ. Com., Inc., 2006
Matérias primas - Composição comum
Calcário
Argila
Areia
Óxidode ferro
Composição total
Materialseco utilizado
73,0
22,5
4,2
0,3
-
SiO2
1,4
37,9
95,0
2,7
13,6
Al2O3
0,5
16,5
1,4
6,6
4,2
Fe2O3
0,2
5,1
1,3
84,0
1,6
CaO
53,7
15,4
1,0
2,7
42,7
CaCO3
95,9
27,5
-
-
-
Cal livre
-
-
-
-
-
C3S
-
-
-
-
-
C2S
-
-
-
-
-
C3A
-
-
-
-
-
C4AF
-
-
-
-
-
Lea, F. M., The Chemistry of Cement and Concrete. Chem. Publ. Com., Inc., 2006
Composição Comum x Ideal
Matéria primaseca
Composição total seca
Clínquerproduzido
Clínquerproduzido
SiO2
14,0
13,6
20,9
20,3
Al2O3
4,1
4,2
6,1
6,2
Fe2O3
1,6
1,6
2,3
2,4
CaO
43,2
42,7
64,5
64,1
Cal livre
-
-
1,0
1,0
C3S
-
-
55
57
C2S
-
-
18
15
C3A
-
-
12,2
12,4
C4AF
-
-
7,0
7,3
Lea, F. M., The Chemistry of Cement and Concrete. Chem. Publ. Com., Inc., 2006
Fabricação do Cimento
http://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-cimento/fabricacao/fabricacao
A extração de calcário e argila pode ser feita de jazidas subterrâneas, ou a céu aberto, que é o mais comum no Brasil.
Reduz o calcário a dimensões adequadas ao processo e ajuda na eliminação de impurezas.
Pré-homogeneização e ensaios.
Ocorre de acordo com a composição das matérias primas.
(90% calcário,
 10% argila)
Mistura e pulverização da farinha para obter um tamanho de partícula em torno de 50 mm.
Homogeneização por processos pneumáticos ou gravidade.
Pré-aquecedores: Aquecem a farinha com o calor dos gases do forno.
Forno: a mistura é calcinada até 1450°C, resultando no clínquer.
A temperatura é reduzida a 80°C e a clinquerização é completada. 
Pulverização?
Evitar diferenças de até 150°C no forno
Utilizar a menor temperatura possível no forno
Menor consumo de combustível
Maior vida do material refratário que reveste o forno
Reações que ocorrem no forno
http://civil.fe.up.pt/pub/apoio/ano3/mc2/Aulas/Aula4.pdf
Descarbonatação (300 – 900°C)
Compostos iniciais: 
CaCO3
Quartzo (SiO2)
Argila (SiO2 – Al2O3 – H2O)
Fe2O3 
Até 700°C: 
aquecimento da farinha
reações de desidratação, ativando os silicatos
mudanças na estruturas dos cristais de quartzo 
700 – 900°C:
Descarbonatação do CaCO3
CaCO3 = CO2 + CaO
Início da combinação dos compostos: Al2O3, Fe2O3 e SiO2 com CaO
Compostos finais: CO2, CaO, Quartzo com outra estrutura cristalina, C2(A,F), C12A7, b-C2S
Transição Superior (900 – 1250°C)
Formação de grande quantidade de b-C2S
2 CaO + SiO2 = Ca2SiO4
Transformação de C2(A,F) em C4AF
Transformação de C12A7 em C3A 
Compostos finais: CaO, b-C2S, C3A, C4AF
Zona de Sinterização (1250 – 1450°C)
Formação de uma fase líquida que promoverá a reação entre b-C2S e a cal livre, formando C3S:
Ca2SiO4 + CaO = Ca3SiO5
Compostos finais: fase líquida (contendo C3A e C4AF), b-C2S e C3S
http://www.magnesita.com.br/solucao-em-refratarios/cimento/forno-rotativo
Transição Inferior (1450 – 1200°C)
Começo da cristalização das fases minerais do clínquer
Ainda há presença da fase líquida
Baixa reatividade porque quase todo o C3S já está formado
Pré-Resfriamento (1200 – 1000°C)
Em algumas fábricas, faz parte do resfriador.
Ocorre a cristalização do C3A e do C4AF, se o resfriamento for lento o suficiente.
Compostos finais: C3A, C4AF, b-C2S, C3S, C
Resfriamento
Influencia:
Resistência mecânica do concreto nas primeiras idades
Calor de hidratação
Início da pega
Estabilidade química dos compostos
C3S pode se dissolver novamente na fase líquida, voltando à forma b-C2S
Bibliografia
Lea, F. M., The Chemistry of Cement and Concrete. Chem. Publ. Com., Inc., 2006, capítulo 2
http://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-cimento/fabricacao/fabricacao
http://civil.fe.up.pt/pub/apoio/ano3/mc2/Aulas/Aula4.pdf
http://www.magnesita.com.br/solucao-em-refratarios/cimento/forno-rotativo