Estágio na Cimpor - Estudo do efeito de incorporação de aditivos nas propriedades reológicas e de desempenho do cimento

Palavras-chave: Cimento,clinquer,substituição,aditivo,parâmetro de processo;Cement,clinker,substitution,additive,process parameter

O cimento é o material de construção mais utilizado a nível mundial, constituindo-se como um ligante hidráulico, material fundamental para a infraestrutura da sociedade em todo o mundo. O processo de produção deste material tem uma pegada ecológica significativa resultante da grande utilização de energia, bem como da geração de GEE, o que faz com que a procura agressiva de medidas de mitigação de emissões de carbono seja considerada como imperativa para o futuro sustentável da indústria cimenteira. Como tal, a substituição parcial do clinquer por outro tipo de materiais, aditivos, apresenta-se como uma das principais formas de combater esta problemática. O presente trabalho enquadra-se num estágio curricular proposto pela CIMPOR, Indústria de Cimentos S.A., desenvolvido no seu Centro de Produção de Souselas (CPS). O seu principal objetivo centrou-se na identificação do parâmetro de processo que permite avaliar, da forma mais expedita possível, a presença de um determinado aditivo na constituição do cimento. Para tal, efetuou-se o estudo do efeito de incorporação do aditivo nas propriedades reológicas e de desempenho do cimento, i.e., propriedades químicas, físicas e mecânicas. Através da realização de moagens laboratoriais, foi possível recolher amostras das matérias-primas (calcário, clinquer e gesso) e do respetivo cimento resultante, tendo sido posteriormente realizadas diferentes substituições parciais de clinquer em massa (1, 2, 3, 4, 5 e 10%) pelo aditivo em estudo. Dos diferentes tipos de caracterização efetuados, à medida que se aumentou a incorporação do aditivo nas misturas de cimento, foi possível verificar, entre o Branco (Mistura de controlo) e a Mistura E (5% de substituição em massa), que: i) a perda ao fogo, a cal livre, os cloretos e o teor em CaO total e SO3 diminuíram 1, 5, 7, 5 e 5%, respetivamente; ii) o resíduo insolúvel e o teor em SiO2, Al2O3 e Fe2O3 aumentaram 237, 10, 15 e 11%, respetivamente; iii) a massa volúmica diminuiu 1.9%; o valor de Blaine e do resíduo de peneiração aumentaram 8.7 e 14.3%, respetivamente; iv) a distribuição granulométrica demonstrou que o aditivo possui uma maior percentagem de partículas finas na gama até 3μm; v) o valor de início e fim de presa e de expansibilidade diminuiu, cerca de 9, 8 e 75%, respetivamente; vi) o valor de espalhamento das pastas e argamassas aumentou 3 e 7%, respetivamente; vii) o principal parâmetro de controlo de qualidade do cimento, a resistência à compressão, revelou um crescimento menor nos primeiros estágios de cura (- 4%), enquanto em estágios finais se obtiveram valores similares aos da mistura de referência; viii) o ponto ótimo de substituição parcial de clinquer pelo aditivo situou-se entre as Misturas C e D (3 e 4%). Como forma de responder ao objetivo principal do trabalho, revelou-se promissor estudar o sistema ternário SiO2, Al2O3 e Fe2O3. Para tal foi efetuado um programa analítico, CIMADITIVO, que permitisse analisar quantitativamente este sistema, por pastilha prensada, num difratómetro de raios-X.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias