Estudo de clínquer belítico com adição de lama vermelha
J.I. Marques
Ceramics and Glass Engineering Dept & CICECO. University of Aveiro.3810-193 Aveiro. Portugal
[email protected]
W. Hajjaji
Geobiotec, Geosciences Dept, University of Aveiro.3810-193 Aveiro. Portugal
[email protected]
L. Senff
Ceramics and Glass Engineering Dept & CICECO. University of Aveiro.3810-193 Aveiro. Portugal;
[email protected]
J.A. Labrincha
Ceramics and Glass Engineering Dept & CICECO. University of Aveiro.3810-193 Aveiro. Portugal;
[email protected]
INTRODUÇÃO
Neste trabalho estudou-se a síntese de diferentes formulações de clínquer belítico.
Adicionalmente, utilizou-se um resíduo industrial (lama vermelha gerada no
processo Bayer de produção de alumina/alumínio) como fonte de óxido de ferro.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Formulações de clínqueres/cimentos belíticos,
com proporções bem definidas das fases
maioritárias (C2S, C3S, C4AF e C3A) foram
produzidas
a
partir
da
metodologia
denominada “design of experiments (DOE)”.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Formulações de clínquer - composições teóricas- quantificação de fases a partir dos espectros de raios X (método
de Rietveld). BE – cimento belítico; RM – cimento belítico com lama vermelha.
BE1
BE2
BE3
BE4
RM1
RM2
RM3
RM4
Composição
teórica
C2S
C3S
C4AF
C3A
70,00
20,00
5,00
5,00
30,00
60,00
5,00
5,00
46,30
36,30
8,70
8,70
30,00
45,00
12,50
12,50
70,00
20,00
5,00
5,00
30,00
60,00
5,00
5,00
46,30
36,30
8,70
8,70
30,00
45,00
12,50
12,50
Formulação de
óxidos
CaO
SiO2
Fe2O3
Al2O3
68,05
26,70
2,25
3,00
72,25
22,50
2,25
3,00
68,24
22,62
3,92
5,22
67,60
19,28
5,63
7,50
-
-
-
-
Formulação da
mistura
CaCO3
SiO2
Fe2O3
Al2O3
BM
79,18
17,40
1,47
1,95
-
82,30
14,35
1,44
1,91
-
79,33
14,72
2,55
3,40
-
78,84
12,59
3,67
4,90
-
79,02
17,24
1,42
2,83
82,14
14,20
1,39
2,77
79,04
14,45
2,47
4,92
78,43
12,20
3,56
7,09
Quantificação
Rietveld
C2S
C3S
C4AF
C3A
74,80
15,60
5,00
4,20
35,3
53,5
6,7
4,5
48,40
30,70
10,60
10,80
29,00
45,50
10,90
13,90
69,8
19,8
5,5
4,9
33,3
54,7
7,6
4,4
48
29,2
11
11,8
28,5
50,5
11,9
9,1
A partir dos espectros fez-se a quantificação das fases cristalinas presentes (Tabela 1).Em geral, os
desvios entre os teores previstos na formulação e avaliado experimentalmente não superam 10%. As
formulações contendo lama vermelha desenvolvem teores de fases mais próximos do que era previsto.
A análise de EDS mostrou a fase C2S (CaO=63,3;
SiO2=36,7) e revelou que
tratar-se do polimorfo
desejável
(β-C2S, que cristaliza
no sistema
monoclínico) o que confirma o ajuste das condições
de processamento praticadas.
As
argamassas
foram
preparadas,
usando
agregado arenoso calibrado (areia comercial, com
diâmetro máximo de partículas de 0,6 mm).
As razões ligante/agregado e água/ligante (em massa) foram de 1:3 e 0,6, respectivamente. Moldaram-se provetes cilíndricos com 20x40 mm
(diâmetro e altura, respectivamente) que foram curados durante 7 dias em condições controladas (T = 20°C, HR = 65%).
Nas microestruturas de argamassas endurecidas, observam-se a formação de
hidratos (gel ou agulhas na zona intergranular, bem nítidos em cimentos
Portland curados durante 7 dias]. A lentidão relativa no desenvolvimento do
processo destes cimentos ricos em belite, justifica esta observação.
RM1
BE1
A Figura sugere uma antecipação das reacções de hidratação da amostra
formulada com RM, ainda que noutras composições esta tendência não se
tenha observado.
CONCLUSIONS
A formulação de cimentos belíticos adicionando RM é possível.
O polimorfo β-C2S a forma dominante nos clínqueres, o que
comprova a justeza das condições experimentais testadas.
O uso de lama vermelha como fonte de óxido de ferro gera clínquer com composição
adequada e adjuda a sua reactividade durante o processo térmico.
Com os teores usados, não há riscos de excesso de sódio nos cimentos e também não se notam
efeitos corantes indesejáveis.
Acknowledgement: The work was supported by FCT-Grant SFRH/BPD/72398/2010 and Project PEst-C/CTE/UI4035/2011