7/29/2019 AVALIAO DO COMPRTAMENTO TRMICO DE ARGILAS DA REGIO DE PASSOS, MG, VISANDO SUA APLICAO COMO POZOLANAS

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AVALIAO DO COMPORTAMENTO TRMICO DEARGILAS DA REGIO DE PASSOS-MG, VISANDO

SUA APLICAO COMO POZOLANASPinho, Deyna

1; SantAgostino, Llia Mascarenhas

2

1)deyna.pinho@terrra.com.br;

2)agostino@usp.br;

1. INTRODUO

O trabalho tem como objetivo caracterizar tecnologicamente argilas como fonte de material pozolnico,

a fim de obter sua composio mineralgica, detalhando os argilominerais presentes, e definir a temperatura

tima de ativao trmica do material. Foram estudadas argilas provenientes de dois depsitos localizados no

municpio de Ita de Minas, Regio do Alto Rio Grande no sudoeste de Minas Gerais, cujos direitos minerrios

pertencem Companhia de Cimento Portland Ita (grupo Votorantim).

As duas reas contm argilas

caulinticas, sendo que uma delas est

associada ao Grupo Bambu assim compondo

uma jazida (Jazida do Eucalipto) onde a

empresa explora tambm calcrio (Mina

Taboca) para fabricao de cimento, argamassa

e cal. Uma parte dessas argilas utilizada na

composio da farinha para fabricao de

cimento, outra parte utilizada na fabricao de

cimento pozolnico, aps sua calcinao a

800C, restando ainda uma parcela de recursos

de argila considerada at o momento material

estril que destinado a bota-foras.

O outro depsito mineral em estudo

denominado Fazenda da Lagoa e se encontra

atualmente sob avaliao tcnico-econmica

pela Empresa.2. CONTEXTO GEOLGICO

Os dois depsitos so compostos por argilas essencialmente caulinticas, sendo ambos sotapostos ao

Grupo Bambu. Na jazida do Eucalipto ocorrem tanto argilas residuais quanto sedimentares, dentre as

residuais esto algumas argilas vermelhas e cinza claro meio esverdeadas que apresentam nitidamente a

foliao residual das rochas do Grupo Arax, sendo que tambm se pode incluir as argilas marrom escuras

que so resultado da alterao dos mrmores do Grupo Bambu. Dentre as sedimentares esto as argilas de

cor roxa com fragmentos de mrmore e as brancas com fragmentos de quartzito indicando transporte fluvial,

com rea fonte prxima, possivelmente rochas do complexo Campos Gerais.

Na Fazenda da Lagoa as argilas so essencialmente de carter sedimentar e acredita-se que estas argilas

sedimentares sejam resultado de um ambiente sedimentar fluvial-lacustre de idade Terciria a Quaternria.

3. POZOLANAS

Neste trabalho, pozolanas so definidas segundo a norma NBR12653 (ABNT, 1992), como Materiais

silicosos ou slico-aluminosos que, por si ss, possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que

quando finamente divididos e na presena de gua , reagem com o hidrxido de clcio temperatura

ambiente para formar compostos com propriedades aglomerantes. Com relao s argilas, raramente se

comporta como pozolana, mas ao ser aquecida entre 550 a 900oC, sofre alteraes dos minerais

componentes podendo adquirir propriedades pozolnicas, a este processo chama-se calcinao.

A calcinao promove a transformao do argilomineral caulinita presente nas argilas, em um

composto de slica e alumina com estrutura amorfa, chamado de metacaulinita, que se forma graas a perda

da hidroxila na forma de gua atravs de aquecimento temperaturas de 550 a 900C. Essas transformaes

trmicas so possveis de serem determinadas atravs de Anlises Termodiferenciais e Gravimtricas.

4. AMOSTRAGEM e DESCRIO

A amostragem foi feita nos dois depsitos de argila da Cimento Ita, tanto na Jazida do Eucalipto

quanto no depsito da Fazenda da Lagoa, atravs de sondagem a trado mecnico de dimetro de 3 e furos

de de 16 a 18 m de profundidade em mdia, arranjados segundo malhas quadrticas.

Os testemunhos de argilas foram, ento,

descritos novamente levando em considerao os

critrios estabelecidos que se apoiaram

principalmente na sua cor natural, mas tambm napresena ou no de foliao ou outra estrutura

residual, ou presena de areia ou gros de seixos etc.

Assim foram descritas argilas de diferentes

tonalidades, e que foram agrupadas de acordo com

um gabarito de tonalidades.

EUCALIPTO

FAZENDA DA LAGOA

AMARELA BRANCA

CINZA VERMELHA

MARROM PRETAEROXA

GABARITO DE CORES E TONALIDADES

5. ANLISES QUMICAS

0

1

2

3

4

5

6

15 20 25 30 35 40

Al2O3

K2O

Argilas Brancas Amostra EcBrA1 Amostra EcBrA2 Amostra EcBrB1 Amostra EcBrB2

A

B

Al2O3 x K2O

0

1

2

3

4

5

6

40 45 50 55 60 65 70 75 80

SiO2

K2O

Argilas Brancas Amostra EcBrA1 Amostra EcBrA2 Amostra EcBrB1 Amostra EcBrB2

A

B

K2O x SiO2

EUCALIPTO

FAZENDA DA LAGOA

0

1

2

3

4

5

6

10 15 20 25 30 35

Al2O3

K2O

Argilas Amarelas Amostra LgAmC Amostra LgAmA Amostra LgAmB

A

B

0

1

2

3

4

5

6

7

8

20 22 24 26 28 30 32

Al2O3

Fe2O3

Argilas Cinzas Amostra LgCzD Amostra LgCzA Amostra LgCzC Amostra LgCzB

AB

C

DAl2O3 x K2O Al2O3 x Fe2O3

ARGILAS AMARELAS ARGILAS BRANCAS

Instituto de Geocincias, Universidade de So Paulo. 2003. Apoio Financeiro: Cimento Portland Ita, Votoramtim Cimentos

mailto:deyna.pinho@terrra.com.brmailto:agostino@usp.brmailto:agostino@usp.brmailto:deyna.pinho@terrra.com.br

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EcBrA2

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00

Abertura (um)

FreqnciaAcumuladaAbaixo

(%)

6. AMOSTRAS SELECIONADAS

EUCALIPTO

4 amostras brancas

EcBrA1 EcBrA2

EcBrB1 EcBrB2

FAZENDA DA LAGOA

2 amostras amarelas 4 amostras cinzas

LgAmYA LgAmYB LgCzXA LgCzXB

LgCzXC LgCzXD

Foram escolhidas as amostras com estas caractersticas de cor, por apresentarem uma cor de

queima que no interfere na cor original do cimento o que representa uma caractrstica de interesse

importante e determinate para o uso de determinadas argilas pela indstria de cimento.

7. ANLISES GRANULOMTRICAS

Tanto para as amostras do Eucalipto quanto para as amostras da Fazenda da Lagoa, todas

apresentaram dois tipos distintos de distri buio granulomtrica: uma Log-Normal, apresentando

somente uma pupulao, e outra trimodal, apresentando trs populaes distintas.

8. ANLISES TERMODIFERENCIAIS E TERMOGRAVIMTRICAS

LgAmYA

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00

Abertura (um)

FreqnciaAcumuladaAbaixo(

puderam ser percebidas pelos patamares de perdas de massa mas que no se expressaram por picos

de consumo/liberao de energia nos termogramas. A partir desses resultados foram definidas as

temperaturas de calcinao para as amostras.

AMOSTRASESCOLHIDA

STEMPERATURA DE CALCINAO (C)

LgAmYA - 450 550 900 -

LgCzXC 100 300 500 900 970

EcBrA2 100 410 550 700 970

EcBrB1 - - 550 860 900

Os resultados esto expressos nas

formas de curvas termodiferenciais e

termogravimtricas, conforme os grficos

acima. Em alguns grficos, especialmente das

amostras EcBrA1, EcBrB1, EcBrB2 e LgAmYA,

as transformaes minerais

9. DIFRAO DE RAIOS X

A partir das difraes de raios X das amostras, determinou-se a composio mineralgica

principal para todas as amostras selecionadas, que so basicamente compostas de quartzo e caulinita,

com bastante presena de feldspato e muscovita, e em algumas amostras h a presena tambm de

clorita, goethita e titanita.

Nota-se que os silicatos como o quartzo e o feldspatos, mantiveram-se intactos em todas as

temperaturas de calcinao, como tambm a titanita e a goetita. As micas como a clorita e a muscovita

resistem at 970C quando ento so desestruturadas. A caulinita entretanto varia seu comportamento,

sendo na amostra EcBrA2 no aparencendo a 410C, mas nas demais aparece at 500C.

FASES MINERAIS PRESENTES NOS DIFRATOGRMAS PARA AS AMOSTRAS CALCINADAS

AMOSTRAS EcBrA2 EcBrB1 LgAmYA LgCzXC

TEMPERATURAS DECALCINAO (C)

100 410 550 700 970 550 860 900 450 550 900 100 300 500 900 970

MINERAIS

Quartzo Quartzo Quartzo Quartzo

Caulinita Caulinita Caulinita Caulinita

Muscovita MuscovitaMuscovita

Clorita

Feldspato Titanita Goetita Feldspato

DIFRATOGRAMAS DAS DIVERSAS TEMPERATURAS DE CALCINAO PARAA AMOSTRA EcBrA2

10. CONCLUSES

Em relao composio qumica, observou-se um excesso de slica e baixo alumnio frente ao

esperado pela estequiometria da caolinita (46,5% SiO2 e 39,5% Al2O3), indicando provvel presena de

quartzo. Os teores de potssio so expressivos em alguns grupos de amostras sugerindo ocorrncia de

minerais micceos associados, o que fato em algumas amostras, reforado pelos teores de magnsio

mais elevados (micas magnesianas?). Os teores de ferro no se correlacionam com a colorao das

amostras, existem amostras brancas com valores da ordem de 3% Fe2O3, amostras amarelas da ordem

de 2%, e amostras cinzas da ordem de 6%. Sendo assim, a separao das argilas pelo critrio cor

importante, mas no deve ser nico j que as argilas possuem um comportamento qumico muito

diversificado. E Em relao granulometria, as amostras parecem no guardar correlao entre a

granulometria, e a composio qumica, mesmo no que se relaciona a indicao de presena de quartzo.

Para os dois depsitos estudados a mineralogia dos maiores constituintes foi semelhante: caulinita e

quartzo, sendo que em ambos ocorre muscovita associada, seja como maior, menor ou trao e ortoclsio

idem, com maior freqncia na Fazenda da Lagoa. Pela difrao de raios x foi detectada presena de

clorita nas amostras da Fazenda, j ustificando o magnsio associado, e embora tambm ocorram teores

significativos de MgO no Eucalipto a difrao no acusou um mineral especfico portador.

Pode-se dizer a respeito das transformaes minerais que a caulinita inicia a sua desestruturao a

450C e se desestrutura totalmente 550C, enquanto que as micas resi stem at 970C, quando tambm se

desestruturam. Sendo a 970C o possvel incio da nucleao de mulita.

A partir dos resultados do DRX e ATD-ATG a temperatura de ativao trmica seria a partir de

600C, fato que no observado nos resultados dos ensaios de pozolanicidade com algumas amostras

apresentando melhores resultados a temperaturas de 800 e 900C, em estgios avanados a finais de

desestruturao da caulinita. Ou seja, o uso de ATD-ATG para ambos os depsitos como mtodo de

definio das temperaturas de ativao trmica no se mostrou como ferramenta eficiente.

11. REFERNCIAS BIBL IOGRFICAS

Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT. 1992. Materiais Pozolnicos NBR 12653/1992. 3p.