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24/11/2016

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Cimento Aluminoso

Origem, um breve histórico

� A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU

Designava na velha Roma, espécie de pedra natural de rochedos e não esquadrejada

N5

� A cerca de 4.500 anos, os imponentes monumentos do Egito antigo já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado

Origem, um breve histórico Origem, um breve histórico

� As grandes obras gregas e romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de terras de origem vulcânica que possuem propriedades de endurecimento sob a ação da água


� Em 1756,o inglês John Smeaton consegue um produto de alta resistência por meio de calcinação de calcários moles e argilosos

� Em 1818, o francês Vicat obtém resultados semelhantes aos de Smeaton, pela mistura de componentes argilosos e calcários. Considerado o inventor do cimento artificial

� Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin desenvolveu o cimento Portland


� Com o crescente desenvolvimento mundial, o concreto deverá ser cada vez mais aproveitado e aperfeiçoado para acompanhar tal progresso. Uma forma de buscar um produto melhor e mais adequado é a utilização dos cimentos aluminosos como constituintes do concreto

N5 RenataNatalia; 26/09/2016

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� O cimento aluminoso foi desenvolvido na França no começo do século XX como uma alternativa ao problema de ataque de estruturas de concreto por águas sulfatadas

Região da Raviera Francesa


� A sua comercialização teve sucesso após a patente de Bied em 1908, e durante o auge da primeira guerra mundial, o que levou ao uso substancial desse material em estruturas de concreto maciço exposto ao mar e fundações em solos com alto teor de sulfatos.

Composição química

O Cimento aluminoso é constituído essencialmente por:

� 40% alumina

� 40% óxido de cálcio

� 15% óxido de ferro

� 5% sílica

Deve apresentar um teor de óxido de alumínio na faixa de 40% a 80%.

Matéria prima:

� Calcário

� Bauxita Rica em alumínio: • alumina hidratada • óxidos de ferro e titânio • sílica

� Elevado consumo de energia de produção e elevado desgaste na moagem Custo Elevado

Cimento aluminoso hidratado

� Composição:

• Aluminatos cálcicos hidratados (CAH10)

• Pequenas quantidades de C2AH8

• Gel aluminoso (Al2O3.aq)

� Conversão : 3CAH10 → C3AH6 + 2AH3 + 18H

Características físicas

� Resistência ao calor dos concretos ou argamassas prontas até 1200°C

� Alta resistência a abrasão e corrosão

� Endurecimento normal a baixas temperaturas

� Pega lenta

� Cura rápida

� Altíssimo calor de hidratação

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Extração das matérias primas

� Calcário

Britagem Transporte

Estocagem em silos

Produção - EtapasN1N2

Produção

� Bauxita

N3

Proporções das matérias primas

�Calcário ≤ 70%

�Bauxita ≥ 30%

Produção Processos

� 1. Fusão; . As matérias-primas são moídas, dosadas e levadas ao forno para fusão. O material fundido é descarregado e resfriado

� 2. Sinterização; . As matérias-primas são secas, dosadas e moídas em moinho de bolas até uma granulometria próxima a do cimento. Em seguida este pó é pelotizado, calcinado em fornos rotativos e resfriado, obtendose o clinquer.

* O clinquer de ambos os processos é britado e moído até a granulometria desejada, obtendo-se dessa forma o cimento.

Desafios ambientais causados pela extração de calcário e lavra da bauxita.

� Mudança da paisagem e impacto sob a biodiversidade, causados pela remoção e restabelecimento da vegetação.

� Controle de erosão e drenagem superficial pela retirada de rochas e solo.

� Distúrbios hidrológicos relacionados com a alteração do curso, qualidade e distribuição das águas.

� Eliminação de resíduos.

� Poeira e ruídos causados pela mineração e transporte.

� Acesso a desmatamento e caça ilegal, além de outros desafios, com a abertura de novas áreas.

� Reservas finitas

N1 Natalia; 25/09/2016

N2 Extração do calcário: detalhes do processo e impacto ambiental resultanteNatalia; 25/09/2016

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N3 PESQUISAR sobre processo de extração da bauxitaNatalia; 25/09/2016

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Principais Jazidas no Brasil

� Calcário: O Rio Grande do Norte detém as maiores reservas de calcário do Brasil. Localizadas nas regiões Mato Grande, Vale do açu e Mossoró. Totalizando mais de 20 mil km² de rocha calcário com espessura variando entre 50 e 400 metros.

Principais Jazidas no Brasil

� Bauxita: O Brasil tem a terceira maior jazida de bauxita do mundo, e é o segundo maior produtor de bauxita. Principais jazidas: Barcarena (PA), Poços de Caldas (MG), São luis (MA), Ouro preto (MG).

N7

Aplicações do Cimento Aluminoso


� Alta resistência química e térmica.

� Altamente flexível e aderente.

� Indicada para assentamento de cerâmicas anticorrosivas em pisos e paredes de ambientes que entram em contato direto com ácidos e bases, tráfego pesado e altas temperaturas.

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� Usado em pisos industriais por resistir a ataques químicos.

� Devido a sua resistência química pode ser usada no interior de tubos de FFD (ferro fundido dúctil) para esgoto

N7 E outros paisesNatalia; 26/09/2016

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N6 Motivos para a pequena quantidade de usoNatalia; 26/09/2016

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Argamassa de Cimento Aluminoso

� Alta resistência química e térmica.

� Altamente flexível e aderente.

� Indicada para assentamento de cerâmicas anticorrosivas em pisos e paredes de ambientes que entram em contato direto com ácidos e bases, tráfego pesado e altas temperaturas.

Uso na odontologia - EndoBinder

� Desenvolvido pela Ufscar e testado pela USP

� Reduz o custo do tratamento

� Causou menor inflamação no tecido do que o produto atual no mercado

� Manchou menos o dente, em um mesmo intervalo de tempo


� Em resumo são indicados para obras em siderúrgicas, construção de barragens, aeroportos, estradas e áreas de mineração.

� Em razão do seu preço elevado, seu uso em construções no país é reduzido.

Outras aplicações

� Mistura de cimentos

• Acima de todas as vantagens dos cimentos aluminosos está a flexibilidade de utilização com uma variedade de outros tipos de cimentos, minerais e aditivos, de forma a obter materiais com propriedades distintas.

• O custo desse material significa que não é um substituto para o cimento Portland, pelo contrário, onde seu custo seja justificado por suas propriedades especiais isto estenderá o campo de aplicações de materiais cimentícios em geral.

Outras aplicações

� Trabalhabilidade em misturas

• Caso a mineralogia do cimento não seja controlada durante a sua fabricação, poderá ocorrer um rápido enrijecimento e então a perda de trabalhabilidade no concreto.

• De qualquer forma, para equivalentes relações água/cimento, concretos produzidos com boa qualidade de cimentos aluminosos têm características de plasticidade comparáveis aos produzidos com cimento Portland.

Outras aplicações

• Os concretos de cimentos aluminosos tendem a ser mais tixotrópicos, parecendo ser mais rígidos antes de serem vibrados, mas rapidamente fluidificados durante a vibração.

• Os tipos clássicos de superplastificantes para cimento Portland têm somente um efeito modesto nos concretos de cimentos aluminosos.

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Outras aplicações

� Fire Training Facilities (FTFs)

• Edificações especiais, paredes, ou pavimentos de superfície plana projetados para resistir à deterioração quando expostos ao calor e contato direto com o fogo.

• Dessa forma, o cimento aluminoso é o material normalmente escolhido como aglomerante para tal aplicação.

Outras aplicações

� Formação de etringita

• Outro uso dos cimentos aluminosos é como precursor da formação de etringita.

• Feita pela aglutinação de partículas de cimento com anidrita ou gipsita, ou ambos.

• Produtos baseados em etringita têm um vasto campo de aplicação, são largamente utilizados em pavimentos, sistemas de reparo, além, de suporte do teto para minas.

Artigos científicos sobre cimento aluminoso

Correlação entre o mecanismo de hidratação e medições ultrassônicas no cimento aluminoso

� Early hydration (começo da hidratação 0-24h)

� Pastas de cimento aluminoso (Secar 71) com relações água/cimento e temperaturas de hidratação diferentes

� Medições da velocidade da onda ultrassônica V e coeficiente de reflexão R

Correlação entre o mecanismo de hidratação e medições ultrassônicas no cimento aluminoso

� Resultados indicam uma relação entre a temperatura de exposição e os tempos de início do aumento de temperatura e de mudanças em V

� Período de variação de velocidade de propagação = duração do enrijecimento da pasta

� Estudo permite afirmar que o mecanismo de hidratação é um processo de dissolução-precipitação

� O parâmetro R parece ter ligação com a mudança morfológica dos produtos da hidratação (cristalização)

Influência de materiais pozolânicos na estabilidade mecânica do cimento aluminoso

� Muito utilizado em construções em regiões expostas ao mar em 1960

� Percebeu-se a diminuição da resistência do cimento com o tempo

� Relações a/c e temperaturas de cura muito altas causavam o problema

� Conversão de hidratos de cálcio hexagonais (CAH10 e C2AH8) em hidratos cúbios (C3AH6)

� Menor peso específico maior porosidade menor resistência

� Norma francesa adotou a/c máxima de 0,4

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� Pasta sem adições pozolânicas

� Temperatura de cura é determinante na conversão dos hidratos


� Pasta com adição de cinza volante

� Linha de tendência similar à pasta sem adições, porém as resistências máximas diminuem


� Pasta com adição de 15% de sílica ativa

� Adição dá resultado pois inibe a conversão dos cristais e forma outro produto C2ASH8

� Pasta com 30% de adição não perde resistência, porém não atinge a máxima

Referências� http://noticias.r7.com/saude/noticias/cimento-de-calcio-melhora-

recuperacao-de-tratamento-de-canal-e-reduz-custo-20110704.html

� http://www.quartzobras.com.br/pdfs/cola-forte.pdf

� http://civil.fe.up.pt/pub/apoio/ano3/mc2/Aulas/Aula10.pdf

� http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-cimento-aluminoso.html

� http://engiobra.com/cimento-de-aluminato-de-calcio/

� http://acervodigital.ufpr.br/bitstream/handle/1884/2570/Disserta%C3%A7%C3%A3oRaeder.pdf?sequence=1&isAllowed=y

� https://s3.amazonaws.com/mfrural-produtos-us/202360-213717-1108459-vende-jazidas-minerio-de-ferro-calcario-ouro-diamantes-brasil.jpg

OBRIGADA!

Anna Júlia Pfitzener, Ana rafaela de Lara, Gustavo Braga, Júlio César Frandoloso, Natália Longen, Pedro Augusto, Renata Kuradomi.

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