Processo ProdutivoCimento Portland

Engenharia de ProduoProcessos Industriais - Prof. Roque JADREUSSA VALENTIM CLEMENTINO

THIAGO VINCIUS VIEIRA XAVIER DE MORAES RUIVO

WESLEY NUNES

Adquirir conhecimento bsico sobre o processo de fabricao do cimento (matria-prima, processo e equipamentos e suas aplicaes).

Objetivos

O cimento pode ser definido como um p fino, com propriedades aglutinantes ou ligantes, em contato com a gua , produz reao exotrmica de cristalizao de produtos hidratados, ganhando assim resistncia mecnica.

o principal material de construo usado como aglomerante. Na forma de concreto, torna-se uma pedra artificial, que pode ganhar formas e volumes, de acordo com as necessidades de cada obra.

Graas a essas caractersticas, o concreto o segundo material mais consumido pela humanidade, superado apenas pela gua.

Conceito

Constata-se que os gregos e romanos, usavam solos vulcnicos das proximidades de Pozzuoli ou da ilha de Santorini, que endureciam depois de misturadas com gua. O Cimento, do latim Coementum, foi aplicado pelos romanos na forma de argamassa armada em suas obras de engenharia. Durante a recuperao das runas de Caracallas, em Roma, verificou-se a presena de barras de bronze dentro da argamassa de pozolana.Em 1756, John Smeaton utilizou argamassa calcinada para a construo do farol de Eddystone.

Histria

As primeiras aplicaes de cimento armado no Brasil foram realizadas na construo de casas de habitao em Copacabana pela Empreza de Construces Civis, executadas pelo engenheiro Carlos Poma.Segundo Vasconcelos (1992) o arquiteto Francesco Notaberto foi autor do primeiro edifcio de cimento armado no estado de So Paulo.Emlio Baumgart, monta seu escritrio de clculo para estruturas de concreto armado em 1925. Projetou 100 pontes, 300 edifcios, 80 conjuntos indstriais alavancando o conhecimento tcnico do clculo de concreto no Brasil.A produo de cimento no Brasil teve incio em 1926 com a produo da fbrica Perus em So Paulo - SP.

Concreto no Brasil

O avano tecnolgico do concreto, normatizao e crescimento do mercado so fatores determinante na arquitetura modernista brasileira. O prprio Oscar Niemeyer exprimiu sua admirao pelo engenheiro Joaquim Cardozo dizendo que sem ele no seria possvel executar as colunas do Palcio da Alvorado. impossvel dissociar a Arquitetura Modernista Braileira e a tecnologia do concreto, chegando ao ponto em que meados nos anos 50 aparecem as primeiras manifestaes do Brutalismo, em So Paulo. Adota-se o uso do concreto aparente como o exemplo do prdio da FAU-USP, projetado pelo arquiteto Vilanova Artigas, se extende a outros exemplos como o MUBE e o ginsio Paulistana, do arquiteto Paulo Mendes da Rocha, prmio Pritzkel.

Arquitetura e Concreto

Arquitetura e Concreto BrasliaCatedral, atinge um carter mtico de tudo que representa a arquitetura modernista brasileira. Segundo VASCONCELOS, a estrutura representa uma simplicidade total com pilares oblquos que partem de um anel de 60m no terreno reduzindo para 13m na altura de 20m. Os 18 pilares esto articulados na base e no anel a 20m de altura.Palcio da Alvorada, tem a forma retangular com pilares destacados, espaados em 10m no sentido logitudinal e 30m no sentido transversal.Figura 1: Catedral de Braslia. Fonte: GENE,1969.

Figura 2: Palcio da Alvorada. Fonte: www. Vitruvius.com.br Acessado em: 25/05/2015.

Cenrio da Indstria do CimentoO Calcrio no Mundo: A China o 1 minerador de calcrio do mundo e o Brasil o 5 maior produtor.

Quadro 1: Reservas e produo mundial Fonte: SOBRINHO; NETO; DANTAS, 2012.

Cimento no BrasilO Calcrio no Brasil: As regies de maior reserva de calcrio do Brasil tm mais de 20 mil quilmetros quadrados de rocha calcria com espessura que vai de 50 a 400 metros.Grfico 1: Reservas de Calcrio no Brasil em 2006.Fonte: Anurio Mineral Brasileiro, 2006.

Cimento no BrasilO mercado cimenteiro no Brasil composto por 15 grupos cimenteiros, nacionais e estrangeiros, 85 fbricas distribudas com capacidade 78 milhes de toneladas/ano.Figura 4: Explorao e processamento do cimento.Fonte: www. cimentobrasil.com Acessado em: 22/05/2015.

Parques IndustriaisAs indstrias esto distribudas da seguinte forma:Regio Norte 7 cimenteirasRegio Nordeste 21 cimenteirasRegio Centro-Oeste 9 cimenteirasRegio Sudeste 38 cimenteirasRegio Sul 10 cimenteirasEmpresas com maior nmero de unidades:Votorantim - 27 unidadesIntercement 13 unidadesLafarge 8 unidadesJoo Santos 7 unidades

Distribuio e VendaA distribuio do cimento dividida em:Sacas majoritariamente para revendedores, em sacas de 50kg, tambm encontrado em sacas de 25kg.Granel majoritariamente para concreteiras e indstria de pr-fabricados. Grfico 3: Perfil de consumidores mundiais, 2004.Fonte: SNIC, 2004.Grfico 2: Perfil de consumidores no Brasil, 2012.Fonte: SNIC, 2012.

Processo de Fabricao do CimentoMatrias PrimasCal 60 a 68%Slica 17 a 25%Alumina 2 a 9 %xido de ferro 0,5 a 6%Magnsia 0,1 a 4%Trixido de enchofre 1 a 3%Alcalis 0,5 a 1,5%O Cimento comercial composto primordialmente de clnquer e gesso. No entanto, os cimentos mais comuns utilizam adies. Essas adies so diversas e conferem as propriedades de cada tipo de cimento. O sistema CaO - Al2O3 - SiO2 o principal na qumica do cimento.

Tipos de processosVia mida: a matria prima moda e homogeneizada dentro da gua.Via Seca: a homogeneizao se realiza a seco.

Observaes: A primeira a mais antiga e mais eficaz paraobter homogeneizao de materiais slidos. Est em desusopois requer maior consumo de energia e est sendosubstituda por via seca.

Etapas do ProcessoExtrao do calcrio e argila.Britagem.Pr-homogeneizao.Dosagem Moagem da farinha crua.HomogeneizaoFornosResfriamentoAdiesMoagem do cimentoArmazenamentoExpedioAs etapas de minerao e produo do cimento, pode ser dividido em 12 fases principais :

Fluxograma simplificado do processo

Extrao da matria primaO primeiro passo na produo de cimento extrair as matrias-primas, calcrio e argila, das pedreiras.A explorao de pedreiras feita normalmente a cu aberto e a extrao da pedra pode ser mecnico ou com explosivos.

Extrao do calcrio e argila, explorao de pedreiras quando se trata derochas e xistos; por escavao, tcnica usual de movimentao de terras;

BritagemO material, aps extrao, apresenta-se em blocos, sendo necessrio reduzir o seu tamanho a uma granulometria adequada. Britagem a quebra das pedras em diferentes granulometrias ( a 25mm) at a obteno da bitola adequada calcinao o transporte at depsitos feito por transportadeiras de correias ou caminhes.

Pr HomogeinizaoPr-homogeneizao; materiais argilosos e calcrios so proporcionadose conduzidos aos moinhos e silos, onde se reduzem a gros de pequenotamanho em mistura homognea

DosagemDefinida a proporo das matrias-primas, balanas dosadoras controladas por computadores formam uma mistura ideal de calcrio, argila e minrio de ferro elas so retomadas dos locais de armazenagem e transportadas para moinhos de cr

Moagem de CrMoagem da farinha crua, procede-se afinao da composio qumica e damoagem com a finura adequada cozedura;Simultaneamente moagem ocorre um processo de adies de outrosmateriais: areia, cinzas de pirite e bauxite, de forma a obter as quantidadespretendidas dos compostos que constituem o cru: clcio, slica, alumnio eferro, essenciais na fabricao do cimento.

HomogeinizaoA mistura do cru, devidamente dosada e com a finura adequada, deve ter a sua homogeneizao assegurada para permitir uma perfeita combinao dos elementos formadores do Clnquer.A homogeneizao executada em silos verticais de grande porte, atravs de processos pneumticos e por gravidade.A homogeneizao da farinha que alimenta o forno um fator determinante da qualidade do produto sada do forno;

Pr AquecimentoAntes do cru entrar no forno, este ser aquecido ao passar pela torre de ciclones, onde iniciado a fase de pr-aquecimento.Na torre d-se a descarbonatao e inicia-se a pr-calcinao do material.

Cozedura FornoCom as transformaes fsico-qumicas ocorridas na torre de ciclones devido s variaes trmicas, o cru d lugar farinha, produto apto a entrar no forno.Ao entrar no forno, a farinha desloca-se lentamente at ao fim deste passando por um processo de clinquerizao (1300~1500C), resultando no clinquer, produto com aspecto de bolotas escuras.O Forno constitudo por um tubo girando lentamente em torno de seu eixo, levemente inclinado, onde se processa a queima de combustvel e recebendo pela sua boca superior o cru;

Calcinao de CaCO3 um processo endotrmico (~1450 C) de remoo de gua, gs carbnico e outros gases, formando xidos;Ocorre em fornos de cuba, rotativos e fluidizados;Formao de cal virgem (CaO)Reao:CaCO3 + calor CaO + CO2Perda de massa: cerca de 44%;

ResfriamentoO produto calcinado solidifica-se formando, assim, o clnquer;Composio qumica do clnquer:67% de CaO, 22% de SiO2, 5% de Al2O3 e 3% de outros componentes.

Moagem e AdiesMoagem do cimento e adies, na moagem do clinquer realizada emMoinhos de bola conjugados com separadores a ar; Reduz-se a cal virgembruta em granulometria de 0 a 5mm, adicionando-se gesso e outrosaditivos;Nessa etapa so separados os tipos de cimento, classificados segundo as normas tcnicas

Moagem

Armazenamento e ensacagemArmazenamento feito em silos para posterior ensacamento;

Embalagem e ExpedioA remessa de cimento ao mercado pode ser feita de duas maneira: a granel ou em sacos.Na forma de granel transferido diretamente do silo de armazenagem para caminhes-cisterna, cisternas para transporte ferrovirio ou navios de transporte de cimento.Na forma de saco, o cimento embalado (atravs de mquinas ensacadeiras) e depositados em paletes.

Tipos de Cimento

Composio do Cimento Portland

Aplicaes do CimentoO cimento aplicado em uma infinidade de produtos da construo civil, divididos em trs elementos principais: argamassa, concreto e artefatos de cimento (pr-fabricado). Argamassa a mistura homognea de agregados midos, aglomerantes inorgnicos e gua, com propriedades de aderncia e endurecimento.

Concreto o composto por uma mistura de cimento, agregado mido, agregado grado e gua, com propriedades de aderncia e endurecimento.

Artefatos de cimento elementos de argamassa, concreto ou compsitos pr-fabricados.

Aplicaes do Cimento PortlandConcretoExemplos:Concreto Magro,Concreto armado e Concreto protendido.ArgamassaExemplos:Argamassas de assentamento e rejuntamento.

Artefatos de cimentoExemplos: Blocos, tubulaes, Peas hidro-sanitrias, Estruturas e vedaes pr-fabricadas.

Fluxograma geral do processoMineraoProduo cimento

Consideraes FinaisA indstria cimenteira opera em 150 pases gerando 850.000 empregos diretos em todo o mundo. As receitas anuais a nvel mundial esto estimadas em 97 mil milhes de dlares americanos.

A extrao da matria-prima e transformao em cimento, so as etapas que geram maior impacto ambiental devido ao consumo de energia - 60 a 130 kg de combustvel e 110 kWh de energia eltrica por tonelada de cimento, devido a emisses e impacto de vizinhana.

Os subprodutos so argamassa, concreto e artefatos. Sendo o produto mais empregados na construo civil, numa proporo de 6 para 1 em relao ao ao ao na construo civil, de suma importncia para a economia. Faz parte de em mercado que representa 8% dos empregos em regies metropolitanas.

Refernciashttp://www.vcimentos.com.br/htmsptb/Produtos/Cal_procFabricacao.htmlhttp://www.cetem.gov.br/agrominerais/livros/16-agrominerais-calcario-dolomito.pdfhttp://www.tede.udesc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1195ABCP-ASSOCIAO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, Jaguar.MEHTA, Povindar Kumar. Concreto: estrutura, propriedade e materiais. So Paulo, PINI, 1994.SNIC. Relatrio Anual 2012-2013. SINDICATO NACIONAL DA INDSTRIA DO CIMENTO, 2012.SOBRINHO et al. Cimento. Sumrio Mineral 2012. DNPM, Pernambuco, 2012.VASCONVELOS, Augusto Carlos de. O concreto no Brasil: recordes realizaes histria. 2 ed. So Paulo, PINI, 1992.VASCONVELOS, Augusto Carlos de. O concreto no Brasil: professores, cientstas, tcnicos. 2 ed. So Paulo, PINI, 1992.

BOAS FRIAS!!!

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