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ALEXSANDER MAGNAVITADAIANE BOURGUIGNONGILMAR CORREAJOSÉ AUGUSTO CESAR DE SOUZASIDNEY ALBERTO DOS SANTOS
Processo de Produçãodo Cimento
Fabricação do Cimento
Objetivo:Objetivo:
Adquirir conhecimento básico sobre o processo de fabricação do cimento
(matéria-prima, processo e equipamentos e aplicações).
Fabricação do Cimento
O que vamos ver:O que vamos ver:
O que é Cimento
História do Cimento
Matéria-Prima
Etapas do Processo Produtivo
Tipos de Cimento
Mercado
Fabricação do Cimento
O que é cimento?O que é cimento?O cimento é uma commodity de baixa substitutibilidade. Presente em todo tipo de construção, da mais simples moradia até a mais complexa obra de infra-estrutura, do início ao acabamento final.
É o componente básico do concreto, que é o material mais consumido no planeta depois da água.
É um produto homogêneo, com variedade limitada de tipos e com especificações e processo de fabricação semelhantes em todo o mundo.
Fabricação do Cimento
Um pouco de história: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 da
Inglaterra (Cimento Portland).
Fabricação do Cimento
Um pouco de história: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)
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação:O processo de fabricação:Via Úmida
A matéria prima é moída e homogeneizada dentro da água.
Via SecaA 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
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação:O processo de fabricação:
Pré-aquecedor
Depósito deMix Combustíveis
Depósito de Clínquer
Gesso
Clínquer
Escória oupozolanaMoinho de Cimento
Separador
Silos de Cimento
Carvão/Coque/óleo
Moinho de Carvão
Homogeneização
Calcário
Moinho de CruArgila
Calcário
Ensacamento
Britador
Depósito
GRANELEIRO
Fabricação do Cimento
O processo de fabricação: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
Fabricação do Cimento
Extração da Matéria-PrimaExtração 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.
Fabricação do Cimento
BritagemBritagemO material, após extração, apresenta-se em blocos, sendo necessário reduzir o seu tamanho a uma granulometria adequada.
Transporte e britagem de Calcário
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e DosagemPré-homogeneização e DosagemO 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.
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e DosagemPré-homogeneização e Dosagem
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
Fabricação do Cimento
Pré-homogeneização e DosagemPré-homogeneização e Dosagem
Armazém Horizontal
Silos Verticais
Fabricação do Cimento
Moagem do “Cru”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 pirite (Fe2O3) e bauxite (Al2O3), de forma a obter as quantidades pretendidas dos compostos que constituem o "cru": cálcio, sílica, alumínio e ferro, essenciais na fabricação do cimento.
Fabricação do Cimento
HomogeneizaçãoHomogeneização
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.
400 ºC
900 ºC1450 ºC
Temperatura da chama é de 2000 ºC
Mistura Crua
Gás
Forno
Arrefecimentode Clínquer
150 ºC
Fabricação do Cimento
Pré-aquecimentoPré-aquecimentoAntes 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.
Fabricação do Cimento
CozeduraCozeduraCom 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.
Fabricação do Cimento
ResfriamentoResfriamento
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
Moagem e AdiçõesMoagem e Adições
O cimento resulta da moagem do Clínquer, Gesso 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.
Fabricação do Cimento
Embalagem e ExpediçãoEmbalagem e Expedição
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.
Fabricação do Cimento
Embalagem e ExpediçãoEmbalagem e ExpediçãoSilo de ArmazenagemSilo de Armazenagem
Imagens de expedição e transporte do cimento (granel e sacos paletizados)
Fabricação do Cimento
Embalagem e ExpediçãoEmbalagem e Expedição
O cimento estraga?O cimento estraga?
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland: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-F
Obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos prémoldados e artefatos de cimento.
Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) com adições de escória Alto-Forno
Obras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes a gressivos tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares
de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos.
Cimento Portland Pozolânico (CP IV) com ad pozolânico (????)Obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:Tipos de Cimento Portland: Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Alterações
nas proporções das fases do ClínquerBlocos 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 de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento.
Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS) Alterações nas proporções das fases do Clínquer
Em ambientes submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas.
Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland:Tipos de Cimento Portland: Cimento Portland Branco (CPB) A cor branca é obtida a partir de
matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e moagem do produto 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
não estruturais.