Processo de Produção do Cimento

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).


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


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.


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).


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)


Matéria Prima:Matéria Prima:


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


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


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


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.


Extração da Matéria-PrimaExtração da Matéria-Prima

Mina extração de Calcário


BritagemBritagemO material, após extração, apresenta-se em blocos, sendo necessário reduzir o seu tamanho a uma granulometria adequada.

Transporte e britagem de Calcário


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.


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


Pré-homogeneização e DosagemPré-homogeneização e Dosagem

Armazém Horizontal

Silos Verticais


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.


Moagem do “Cru”Moagem do “Cru”

Moinho de cru vertical


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.


HomogeneizaçãoHomogeneização

Silo de Homogeneização

400 ºC

900 ºC1450 ºC

Temperatura da chama é de 2000 ºC

Mistura Crua

Gás

Forno

Arrefecimentode Clínquer

150 ºC


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.


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.


CozeduraCozedura

Torre de Ciclone: Pré-aquecimento

Forno: Cozedura


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.


ResfriamentoResfriamento

Arrefecedor

Clínquer


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.





Moinho de Bolas

Moinho de Bolas


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.


Embalagem e ExpediçãoEmbalagem e ExpediçãoSilo de ArmazenagemSilo de Armazenagem

Imagens de expedição e transporte do cimento (granel e sacos paletizados)


Embalagem e ExpediçãoEmbalagem e Expedição

O cimento estraga?O cimento estraga?


O processo de fabricação:O processo de fabricação:

Cimento: O filme


Tipos de Cimento Portland:Tipos de Cimento Portland:






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.


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.


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.


O mercado de cimento:O mercado de cimento:





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