BR112016028666B1

BR112016028666B1 - Método para produção de um composto de cimento

Info

Publication number: BR112016028666B1
Application number: BR112016028666-9A
Authority: BR
Inventors: Anja BUCHWALD; Johannes Albertus Louis Marie Wiercx; Bart Johannes Wilhelmus Maria Van Melick
Original assignee: Ascem B.V.
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2022-05-24
Also published as: EP3152176B1; AU2015268986A1; CA2953279A1; PL3152176T3; CN114560638A; MY186508A; CY1123399T1; KR20170041679A; AU2019202929A1; SG11201610235QA; EP3152176A1; SI3152176T1; AU2019202929B2; EA201692407A1; CA2953279C; HUE050722T2; WO2015187022A1; LT3152176T; DK3152176T5; CN106573841A

Abstract

COMPOSTO DE CIMENTO E UM MÉTODO PARA PRODUÇÃO DESTE. A presente invenção se refere a um composto de cimento. A invenção também se refere a um método para produção de tal composto de cimento. Mais em particular, a presente invenção se refere a um composto de cimento compreendendo, pelo menos, um composto de vidro reagente, um ativador alcalino e uma carga, e, opcionalmente, aditivos, o dito composto de vidro reagente compreendendo, pelo menos, 35% em peso de CaO, pelo menos, 25% em peso de SiO2 e, pelo menos, 10% em peso de Al2O3 e, opcionalmente, outros óxidos.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a um composto de cimento. A invenção também se refere a um método para produção de tal composto de cimento. Mais em particular, a presente invenção se refere a um composto de cimento compreendendo, pelo menos, um composto de vidro reagente, um ativador alcalino e uma carga, e, opcionalmente, aditivos, o dito composto de vidro reagente compreendendo, pelo menos, 35% em peso de CaO, pelo menos, 25% em peso de SiO2 e, pelo menos, 10% em peso de Al2O3, e, opcionalmente, também outros óxidos.

[0002] Tal composto de cimento e um método para pré-preparar este composto é conhecido por si de NL1001242, cujo documento se refere à preparação de uma matéria-prima de cimento por derretimento dos produtos residuais com um componente inorgânico sob condições de redução de modo que o zinco seja volatilizado e a fração de óxido de ferro na escória seja mantida entre 0,5 e 10% m/mm em temperaturas acima da temperatura de fusão da escória produzida, o composto de escória contendo óxido de cálcio (CaO), óxido de alumínio (Al2O3) e dióxido de silicone (SiO2) como seus componentes principais, mais um máximo de 25% m/m de outros óxidos e sulfuretos, opcionalmente, que ajustam a composição adicionando matérias- primas minerais, resfriamento por choque da escória produzida para obter uma massa vítrea amorfa, moendo a e utilizando a como cimento em uma mistura contendo ativador e/ou gesso ou reboco. O cimento Portland ou cálcio é utilizado como o ativador, enquanto o gesso deve ser referido como sulfato de cálcio.

[0003] É conhecido a partir de German Offenlegungsschrift DE 26 11 889 é um método para preparação de aglutinantes utilizando, por exemplo, escória de alto forno, a escória de alto forno sendo derretida sob condições de oxidação com cálcio em uma relação de peso de 60 a 90% de escória de alto forno e 40 a 10% de cálcio, após a fusão ser resfriada de modo que, finalmente, seja moída com 3 a 8% em peso de gesso, com relação à quantidade total, onde o gesso deve ser referido como sulfato de cálcio.

[0004] O cimento é um aglutinante que, ao reagir com água, age como um aglutinante para argamassa e concreto, produtos reforçados por fibra e outras aplicações que requerem uma ligação de longo prazo. Tipos conhecidos de cimento consistem em grande parte de silicato de cálcio e, quando misturados com água, formam uma massa plástica que pode ser facilmente aplicada aos materiais. O cimento, subsequentemente, endurece em uma reação química, com sua resistência à compressão aumentando com o tempo até que o enrijecimento esteja completo. No enrijecimento, o material se torna menos poroso.

[0005] Vários tipos de cimento foram padronizados de acordo com EN 197; eles são referidos como CEM I a CEM V, tendo concentrações de clínquer de cimento Portland entre 95% (CEM I) e 5% (CEM lll/C), o resto sendo complementado com escória de alto forno, pozolana e/ou cargas inertes. O clínquer de cimento Portland é feito de pedra calcária.

[0006] Cimentos são classificados de acordo com EN 197 com base na resistência à compressão medida após um período de 28 dias (32,5 MPa; 42,5 MPa e 52,5 MPa), as classes variam e cimento com uma baixa resistência inicial após 2 dias (lento enrijecimento do cimento) ao cimento com uma alta resistência inicial após 2 dias (rápido enrijecimento do cimento). Cimentos com uma alta resistência inicial são necessários para a produção, como dito, elementos concretos pré-fabricados.

[0007] Um aspecto do cimento Portland é que grandes quantidades de CO2 são liberadas durante sua produção, parcialmente como um resultado do aquecimento a altas temperaturas, mas principalmente por causa da matéria- prima - cal - ter sido calcinada, o que significa que a adição de calor faz com que o mineral original CaCO3 separe-se em CaO e CO2.

[0008] Cimentos Portland são adequados para uso geral, mas menos adequados para aplicações nas quais o produto concreto entra em contato com ácidos. Em tais aplicações, o concreto terá uma vida útil mais curta. As matérias-primas secundárias são materiais residuais, por exemplo, resíduo produzidos nos processos industriais como escória de alto forno e cinzas volantes, cuja composição torna-os adequados para a produção de cimento. As matérias-primas primárias são mais puras do que as matérias-primas secundárias, como um resultado de que os compostos de cimento com base nas matérias-primas primárias são mais reprodutíveis.

[0009] Uma alternativa para o cimento Portland são cimentos ativados por alcalino, conhecidos também como geopolímeros. Eles têm como base uma substância sólida reagente que enrijece sob a influência de um ativador alcalino.

[0010] Um aspecto dos conhecidos cimentos ativados por alcalino ou geopolímeros é que é difícil perceber uma qualidade constante devido à qualidade variável e composição das matérias-primas. Esse é um problema em particular quando as matérias-primas secundárias são utilizadas.

[0011] Outro aspecto da presente invenção é prover um composto de cimento que exibe um rápido aumento na resistência e, em particular, tem uma alta resistência inicial.

[0012] A presente invenção então provê um composto de cimento compreendendo, pelo menos, um composto de vidro reagente, um ativador alcalino e uma carga, e, opcionalmente, aditivos, o dito composto de vidro reagente compreendendo, pelo menos, 35% em peso de CaO, pelo menos, 25% em peso de SiO2 e, pelo menos, 10% em peso de Al2O3, e, opcionalmente, outros óxidos, caracterizados por esse composto de vidro reagente ser obtido de uma ou mais matérias-primas secundárias, o composto de cimento compreendendo: - pelo menos 10% em peso de composto de vidro reagente; - pelo menos 10% em peso de carga; - pelo menos 1% em peso de ativador alcalino, e - opcionalmente, aditivos, a dita porcentagem em peso sendo com base no peso total do dito composto de cimento e o ativador alcalino compreendendo uma ou mais partes selecionadas do grupo que consiste em sais de sulfato de sódio ou potássio, carbonato, fosfato, silicato, oxalato, formiato, lactato, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, CEM I, clínquer de cimento Portland, clínquer de belita e clínquer de sulfoaluminato de cálcio.

[0013] Os presentes inventores observaram que uma boa resistência inicial é obtida com tal composto de cimento, em particular em combinação com uma resistência à compressão após 28 dias de enrijecimento de, pelo menos, 30 MPa medidos de acordo com EN 197.

[0014] A qualidade do presente composto de cimento é reprodutível, em vez do fato que as matérias-primas secundárias são utilizadas para o composto de vidro reagente. O composto de cimento tem uma resistência inicial relativamente alta, tornando o particularmente adequado para uso na produção de elementos concretos pré-fabricados. O composto de vidro reagente é produzido separadamente para a produção do composto de cimento. O composto de vidro é obtido ampla ou totalmente de matérias-primas secundárias, mas pode, opcionalmente, consistir em uma mistura compreendendo quantidades relativamente pequenas de matérias-primas primárias ou matéria-prima purificada. O composto de vidro reagente é o composto que, após a adição do ativador alcalino e água, passa por uma reação química que resulta no enrijecimento do cimento. A carga pode afetar as propriedades químicas, físicas e mecânicas do cimento antes ou após o enrijecimento, mas não é essencial para o processo de enrijecimento.

[0015] O termo “ativador alcalino” é entendido para significar substâncias que ativam ou iniciam o processo de enrijecimento do composto de vidro reagente após ter sido misturado com água. Se o ativador alcalino for omitido, o processo de enrijecimento sob a influência da água continuará muito mais lento, resultando em uma resistência à compressão inferior medida após 28 dias.

[0016] O composto de cimento de acordo com o presente pedido compreende, pelo menos, 10% em peso de composto de vidro reagente; pelo menos, 10% em peso de carga; pelo menos, 1% em peso de ativador alcalino e, opcionalmente, aditivos, a dita porcentagem em peso sendo com base no peso total do dito composto de cimento.

[0017] O presente composto de cimento preferivelmente compreende 30 a 70% em peso de composto de vidro reagente; 30 a 70% em peso de carga; 3 a 20% em peso de ativador alcalino e, opcionalmente, 0,5 a 10% em peso de aditivos, a dita porcentagem em peso sendo com base no peso total do dito composto de cimento.

[0018] Após o enrijecimento por 28 dias, o composto de cimento deveria, preferivelmente, ter uma resistência à compressão de, pelo menos, 32,5 MPa (de acordo com EN 197). EN 197 é o padrão europeu para cimento no qual, por exemplo, as especificações de diferentes classes de resistência são definidas para o cimento, por exemplo, implementadas pelo Instituto de Padronização Holandês NEN. Aqui o uso é feito da versão NEN - EN 197 - 1:201 1 (Cement - Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements).

[0019] É vantajoso para o composto de vidro reagente compreender 35 a 50% em peso de CaO, 25 a 45% em peso de SiO2 e 10 a 25% em peso de Al2O3, e, opcionalmente, outros óxidos, preferivelmente 40 a 45% em peso de CaO, 28 a 35% em peso de SiO2 e 13 a 20% em peso de Al2O3, a dita porcentagem em peso sendo com base no peso total do dito composto de vidro reagente.

[0020] É favorável para o peso de uma ou mais matérias-primas secundárias das quais o composto de vidro reagente é obtido para ser, pelo menos, metade da massa total do composto de vidro. Dessa forma, o uso eficaz é feito das matérias-primas secundárias e as economias são percebidas em matérias-primas primárias relativamente caras. Uma ou mais matérias- primas secundárias são preferivelmente selecionadas do grupo que consiste em: • cinzas (cinzas volantes e cinzas de solo) liberadas na combustão de carvão (por exemplo, hulha ou lignito), madeira, biomassa, resíduo de arroz, lama de papel, resíduo; • substâncias liberadas na reciclagem de concreto e produtos de concreto, placas de fibra ligadas por cimento, lã de vidro, lã de rocha; • substâncias de filtro do processamento de rocha, produção de cimento ou produção de cal; • substâncias residuais da indústria de metal, em particular escória, mais em particular escória de alto forno; • substâncias residuais da indústria de papel; • substâncias residuais da purificação de água (potável ou de esgoto); • solo ou lodo termicamente tratado; • substâncias residuais da recuperação de matérias-primas primárias como bauxita, tijolo de argila e corindo; ou misturas desses.

[0021] O ativador alcalino no presente composto de cimento pode, assim, ser selecionado do grupo que consiste em sais de sulfato de sódio ou potássio, carbonato, fosfato, silicato, oxalato, formiato, lactato, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, CEM I, clínquer de cimento Portland, clínquer de belita e clínquer de sulfoaluminato de cálcio, ou uma combinação desses. Esses ativadores podem ser bem misturados e garantem enrijecimento relativamente rápido do cimento após ter sido misturado com água.

[0022] Em uma realização preferida, o ativador alcalino é utilizado em uma combinação de, pelo menos, dois ativadores alcalinos, cujas combinações são selecionadas do grupo que consiste em Na2CO3 e Ca(OH)2; Na2CO3 e CEM I; Na2CO3 e Ba(OH)2; Na2CO3 e cimento belita; K2CO3 e Ca(OH)2; K2CO3 e CEM I; K2CO3 e Ba(OH)2; K2CO3 e cimento belita; Na2SO4 e Ca(OH)2; Na2SO4 e CEM I; Na2SO4 e Ba(OH)2; Na2SO4 e cimento belita; K2SO4 e Ca(OH)2; K2SO4 e CEM I; K2SO4 e Ba(OH)2; K2SO4 e cimento belita; NaOH e silicato de sódio; KOH e silicato de sódio; NaOH e silicato de potássio; KOH e silicato de potássio; Na3PO4 e Ca(OH)2; K3PO4 e Ca(OH)2; Na3PO4 e Ba(OH)2; K3PO4 e Ba(OH)2; oxalato de sódio e Ca(OH)2; oxalato de potássio e Ca(OH)2; oxalato de sódio e Ba(OH)2; oxalato de potássio e Ba(OH)2.

[0023] Em particular, é preferível para o ativador alcalino ser selecionado de, pelo menos, um dentre Na2CO3, K2CO3, Na2SO4 e K2SO4 em combinação com, pelo menos, um dentre Ca(OH)2, CEM I, Ba(OH)2 e cimento belita, ou para o ativador alcalino ser selecionado de, pelo menos, um dentre NaOH e KOH em combinação com, pelo menos, um dentre silicato de sódio e silicato de potássio.

[0024] O aditivo é preferivelmente selecionado do grupo que consiste em Ca(OH)2, Ba(OH)2, CaCI2; BaCI2, polifosfato e tartarato, ou combinações desses.

[0025] A carga é preferivelmente selecionada do grupo que consiste em substâncias de filtro: cinzas volantes, em particular cinzas volantes de carvão pulverizado; microssílica; resíduo de esmagamento e pó de pedra; argila ou lodo termicamente ativado; substâncias residuais da indústria de metal, em particular escória, mais em particular escória de alto forno, e pozolana, ou uma combinação desses.

[0026] A carga e uma ou mais matérias-primas secundárias preferivelmente derivam-se da mesma fonte. Isso torna logisticamente mais fácil produzir cimento e reduz o número de inspeções de qualidade e análises químicas dos ingredientes a serem utilizados.

[0027] A presente invenção também provê um método para a produção de um composto de cimento, cujo composto de cimento compreende, pelo menos, um composto de vidro reagente, um ativador alcalino e uma carga, e, opcionalmente, aditivos, o dito composto de vidro reagente compreendendo, pelo menos, 35% em peso de CaO, pelo menos, 25% em peso de SiO2 e, pelo menos, 10% em peso de Al2O3, e, opcionalmente, outros óxidos, cujo método compreende i) a produção do composto de vidro reagente de uma ou mais matérias-primas e ii) a mistura do composto de vidro reagente com, pelo menos, uma carga e um ativador alcalino para obter o dito composto de cimento, caracterizado pela etapa i) compreender várias subetapas: a) provisão de uma ou mais matérias-primas, compreendendo, principalmente, matérias-primas secundárias; b) tratamento térmico de uma ou mais matérias-primas para obter um composto de vidro reagente; c) opcionalmente, calcinação das matérias-primas; na qual na etapa a) opcionalmente, uma ou mais substâncias corretivas são adicionadas às matérias-primas, o ativador alcalino compreendendo uma ou mais partes selecionadas do grupo que consiste em sais de sulfato de sódio ou potássio, carbonato, fosfato, silicato, oxalato, formiato, lactato, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, CEM I, clínquer de cimento Portland, clínquer de belita e clínquer de sulfoalimuminato de cálcio, após a etapa ii) ser realizada.

[0028] Este método torna possível produzir um composto de cimento de qualidade reprodutível, em vez do uso de matérias-primas secundárias.

[0029] As matérias-primas podem ser fornecidas em diferentes formas; pode ser vantajoso pré-tratá-los, por exemplo, através de moagem, granulação, compressão ou peletização.

[0030] Vários agregados derretidos conhecidos podem ser utilizados para o aquecimento em subetapas a), b) ou c), opcionalmente, em combinação com um pré-aquecedor e/ou calcinador. Na indústria de vidro, gás natural ou petróleo é geralmente utilizado como combustível para as instalações de aquecimento, em combinação com ar ou oxigênio puro. Pode ser necessário granular as matérias-primas, dependendo do tipo de forno utilizado.

[0031] Durante a calcinação opcional antes da fusão, o combustível é adicionado às matérias-primas, fazendo com que a temperatura eleve a 800 °C. CO2 é então liberado, em particular, na conversão química de carbonato de cálcio em óxido de cálcio. Esta etapa do processo pede uma quantidade de energia relativamente grande, e depende das matérias-primas se a calcinação for necessária.

[0032] O tratamento térmico de acordo com etapa b) envolve o pré- aquecimento de 600 a 800 °C. Isto é, opcionalmente, seguido pela calcinação. A temperatura é, então, elevada a acima do ponto de fusão da composição, por exemplo, de 1200 a 1500 °C, após o vidro fundido pode ser coletado do forno em uma forma líquida para processamento adicional.

[0033] O vidro fundido é primeiro resfriado em uma substância sólida. Isto pode ocorrer no ar aberto ou com a ajuda de água ou outros agentes de resfriamento. A taxa de resfriamento tem uma influência nas propriedades do vidro finalmente obtido. O composto de vidro reagente solidificado pode, então, ser processado, por exemplo, por moagem, para obter um tamanho do grânulo que pode ser melhor manuseado e dosado. O composto de vidro reagente pode, subsequentemente, ser misturado com os outros ingredientes do composto de cimento.

[0034] Uma ou mais substâncias corretivas são preferivelmente selecionadas do grupo compreendendo óxidos de cálcio, carbonatos de cálcio, óxidos de silício e óxidos de alumínio. Estas substâncias corretivas tornam simples obter a composição desejada.

[0035] Preferivelmente, o combustível sólido, em particular combustível sólido orgânico, mais em particular lignito, hulha ou biomassa, é utilizado como o combustível para realizar a etapa i). Surpreendentemente, tais combustíveis provam realizar satisfatoriamente como uma fonte de calor para o processo.

[0036] Em uma realização preferida, o tratamento térmico em uma subetapa b) é conduzido com o resfriamento brusco do composto de vidro reagente. O resfriamento brusco é entendido como o resfriamento forçado do composto de vidro formado na subetapa b), por exemplo, introduzindo o composto de vidro em um meio mais frio (água, ar). O rápido resfriamento resulta em uma porcentagem mais alta de caráter vítreo. Por resfriamento brusco, a temperatura do vidro líquido com uma temperatura acima de 1000 °C pode, por exemplo, ser reduzida a menos do que 100 °C dentro de alguns minutos. Preferivelmente, o caráter vítreo obtido é 60% em peso, com base no composto de vidro reagente total, mais preferivelmente mais do que 96% em peso.

[0037] A invenção também compreende um método para processar um composto de cimento de acordo com a invenção, compreendendo a mistura do composto de cimento com água, na qual o ativador alcalino é, opcionalmente, adicionado apenas após a mistura do composto de vidro reagente, a carga e aditivos opcionais. Isto torna mais fácil perceber o enrijecimento sob condições controladas. Tal método pode ser facilitado embalando o ativador alcalino separado de outros ingredientes, por exemplo, em um compartimento separado da embalagem, ou uma subembalagem separada.

[0038] A embalagem separada também torna o composto de cimento menos suscetível à exposição não intencional à água durante o transporte ou o armazenamento. A embalagem de todo o composto em uma única embalagem ao contrário implica a vantagem que o ativador alcalino, neste caso, já será eficientemente misturado com os outros ingredientes para um enrijecimento homogêneo.

[0039] A invenção agora será esclarecida com referência aos seguintes exemplos não limitativos.

[0040] Exemplo 1: produção de vidro

[0041] Vários compostos de vidro para uso em um composto de cimento foram produzidos com base no método descrito na presente invenção.

[0042] Tabela 1: compostos da matéria-prima para a produção de vidro reagente

[0043] Duas misturas diferentes de cinzas volantes e calcário foram produzidas, conforme mostrado na Tabela 1. Com base na análise do elemento das cinzas volantes, 5,9% em peso de óxido de alumínio foram adicionados ao segundo lote como uma substância corretiva. As porcentagens são com base no composto de vidro total.

[0044] O composto foi processado em vidro de acordo com a invenção. As matérias-primas foram moídas em grânulos e misturadas. Em uma primeira etapa, a mistura foi pré-aquecida e calcinada a 800 °C em um pré-aquecedor e calcinador. Em uma etapa subsequente a mistura foi, ainda, aquecida a 1450°C, resultando em um vidro fundido. A mistura de vidro fundido foi rapidamente resfriada em água ou ar (resfriamento brusco). A difração por raio- X mostrou que o vidro reagente obtido teve aproximadamente 98% de caráter vítreo. A Tabela 2 mostra a composição do vidro obtido com base na análise de fluorescência por raio-X (XRF, X-Ray Fluorescence analysis). XRF é um método bem conhecido para a análise de substâncias sólidas e foi utilizado de acordo com NEN-EN 15309:2007, “Characterisation of waste and soil - Determination of elemental composition by X-ray fluorescence”. O método para determinação do teor de vidro é descrito em, por exemplo, T. Westphal, T. Fullmann, H. Pollmann, Rietveld quantification of amorphous portions an internal standard — mathematical consequences of the experimental approach, Powder Diffract. 24 (2009) 239-243. As medições foram realizadas utilizando um Seifert XRD 3003 TT, com ZnO como a referência de padrão interno.

[0045] Tabela 2: compostos de vidro reagente

[0046] O índice da massa da matéria-prima secundária (cinzas volantes neste caso) e a massa de vidro foi 0,63 no caso do lote g1 e 0,50 no caso do lote g2.

[0047] O mesmo método foi utilizado para preparar mais alguns lotes, cujos resultados são apresentados na Tabela 3. A composição química foi determinada com a ajuda de XRF, o tamanho médio da partícula com a ajuda de granulometria a laser utilizando um Analisador de Partícula HORIBA LA-300 em água. A granulometria a laser é um método bem conhecido para determinação de tamanhos médios da partícula.

[0048] Tabela 3: Composição (% em massa) e tamanho médio da partícula do vidro (μm)

[0049] Exemplo 2: Compostos de cimento

[0050] Os seguintes compostos de cimento foram preparados com base nos compostos de vidro descritos acima.

[0051] O composto de cimento c1 foi preparado utilizando 44% em peso de composto de vidro g5, 44% em peso de cinzas volantes como carga e uma combinação de 7% de Na2CO3 e 5% de Ca(OH)2 como ativador alcalino. Outros aditivos poderiam, opcionalmente, ser adicionados a este composto. Em 3 testes, as argamassas foram preparadas utilizando o cimento em diferentes índices de cimento/água. Os índices de água/cimento (w/c) foram 0,5, 0,45 e 0,4, respectivamente, com 0,05% em peso de ácido tartárico, com base no cimento, sendo adicionado à água para o último lote. A resistência à compressão do cimento foi então medida em diferentes momentos por 28 dias de acordo com EN196, utilizando uma prensa adequada para esta finalidade. A figura 1 mostra o desenvolvimento da resistência à compressão conforme medido de acordo com EN196. Após 28 dias, o cimento com w/c = 0,45 mostrou a maior resistência à compressão, de 55 M Pa. Isto torna este cimento particularmente adequado para pedidos que demandam um cimento que enrijece relativamente de forma rápida, como produtos de concreto pré- fabricados. O teste de resistência à compressão é descrito em NEN-EN 1961:2005 (Methods of testing cement - Part 1: Determination of strength). A resistência é determinada utilizando uma amostra de argamassa com um índice de areia/cimento predefinido e wcf de 0,5 para a classificação como resistência padrão. A resistência à compressão é medida utilizando uma prensa (Forma+Tipo de teste 506/100/10 D-S).

[0052] O composto de cimento c2 foi preparado utilizando 49% em peso de composto de vidro g5, 49% em peso de cinzas volantes e 3% de NaOH como o ativador. A carga e outros aditivos poderiam, opcionalmente, ser adicionados a este composto. Este composto de cimento foi misturado 1:1 com água. A figura 2 mostra o desenvolvimento da resistência à compressão, medido de acordo com EN196.

[0053] Exemplo 3

[0054] No exemplo 3, vários compostos de cimento, de acordo com NL1001242, foram preparados e comparados com os compostos de cimento de acordo com a presente invenção.

[0055] A seguir, a Tabela 4 mostra os compostos de exemplos 1 a 4 de acordo com NL1001242.

[0056] Tabela 4: compostos de exemplos 1 a 4, de acordo com NL1001242

[0057] Os compostos foram preparados para os exemplos 2 e 4 de NL1001242, ou seja, compostos 728 e 730, para poderem determinar a resistência inicial, cujos valores em NL1001242 não são mencionados para os exemplos 2 e 4 de NL1001242. Os resultados são mostrados na Tabela 5.

[0058] Tabela 5: resistência inicial nos exemplos 2 e 4 de NL1001242 e compostos 728 e 730.

[0059] Surpreendentemente, foi observado que a boas resistências à compressão podem ser obtidas mesmo com 50% da escória empregada e substituição dela com carga menos reagente ou não reagente (aqui cinzas volantes), conforme mostrado na Tabela 6.

[0060] Tabela 6: resistência à compressão no exemplo 4 de N L1001242 e compostos 728 e 725.

[0061] A seguinte Tabela 7 mostra a influência da substituição de escória/vidro por uma mistura de escória/vidro e cinzas volantes.

[0062] Tabela 7: resistência à compressão no exemplo 2 de NL1001242 e compostos 730, 726 e 727.

[0063] Na Tabela 8, os presentes inventores constatam que os resultados surpreendentes podem ser obtidos quando o sulfato de sódio for utilizado como o componente de sulfato em vez de sulfato de cálcio. A resistência inicial pode ser mais do que o dobro.

[0064] Tabela 8: resistência à compressão no exemplo 4 de N L1001242 e compostos 724 e 725.

[0065] A Tabela 9 mostra que a substituição de sulfato de sódio por sulfato de cálcio reduz ambas a resistência inicial e a resistência final. Os valores do composto especificados para os exemplos 713 e 726 correspondem entre si desde que a análise de óxido seja dita. O mesmo mantém para os exemplos 715 e 727.

[0066] Tabela 9: resistência à compressão no exemplo 2 de NL1001242 e compostos 713, 726, 715 e 727.

[0067] Os presentes inventores também concluíram (veja a Tabela 10) que o desenvolvimento de resistência pode ser gerado para o desenvolvimento de resistência necessário no pedido utilizando outros índices de sulfato/clínquer.

[0068] Tabela 10: resistência à compressão dos compostos 710, 712, 714, 71 1 e 715.

Claims

1. Método para produção de um composto de cimento, cujo composto de cimento compreende um composto de vidro reagente, um ativador alcalino e uma carga, e, opcionalmente, aditivos, o dito composto de vidro reagente compreendendo, pelo menos, 35% em peso de CaO, pelo menos, 25% em peso de SiO2 e, pelo menos, 10% em peso de Al2O3 e, opcionalmente, outros óxidos, cujo método caracterizado por compreender i) produção do composto de vidro reagente de uma ou mais matérias- primas, e ii) mistura do composto de vidro reagente com, pelo menos, uma carga e um ativador alcalino para obter o dito composto de cimento, em que a etapa i) compreender várias subetapas: a) provisão de uma ou mais matérias-primas, compreendendo predominantemente matérias-primas secundárias; b) tratamento térmico de uma ou mais matérias-primas para obter um composto de vidro reagente; c) opcionalmente, calcinação das matérias-primas; em que o referido composto de cimento compreende em 10-70% em peso de composto de vidro reagente, 10-70% em peso de carga, 1-20% em peso de ativador alcalino e opcionalmente 0,5-10% em peso de aditivos, sendo a porcentagem com base no peso total do referido composto de cimento, tendo o referido composto de cimento uma resistência à compressão de, pelo menos 30 MPa, medida de acordo com a EM 197, após 28 dias de endurecimento em que na etapa a) uma ou mais substâncias corretivas podem ser adicionadas às matérias-primas, em que o ativador alcalino é selecionado dentre pelo menos um de Na2CO3, K2CO3, Na2SO4 e K2SO4 em combinação com pelo menos um de Ca(OH)2, CEM I, Ba(OH)2 e cimento belita, após a etapa ii) ser realizada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma ou mais substâncias corretivas serem selecionadas do grupo que consiste em óxidos de cálcio, carbonatos de cálcio, dióxidos de silício e óxidos de alumínio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo combustível sólido ser utilizado como o combustível para realizar a etapa i), em particular, combustível sólido orgânico, mais em particular lignito, hulha ou carvão vegetal.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo tratamento térmico na subetapa b) ser concluído com o resfriamento térmico do composto de vidro reagente.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender, ainda, a mistura do composto de cimento com água, em que o ativador alcalino é, opcionalmente, adicionado apenas após a mistura do composto de vidro reagente, a carga e aditivos opcionais.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o composto de vidro reativo compreende em 35-50% em peso de CaO, 25-45% em peso de SiO2 e 10-25% em peso de Al2O3 e, opcionalmente, outros óxidos, preferencialmente 40-45% em peso de CaO, 28-35% em peso de SiO2 e 13-20% em peso de Al2O3, sendo a referida porcentagem com base no peso total do referido composto de vidro reagente.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo peso de uma ou mais matérias-primas secundárias, das quais o composto de vidro reagente é obtido, ser pelo menos, metade da massa total do composto de vidro.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma ou mais matérias-primas secundárias serem selecionadas do grupo que consiste em cinzas, incluindo cinzas volantes e cinzas do solo liberadas na combustão de carvão, madeira, biomassa, resíduo de arroz, lama de papel, resíduo; substâncias liberadas na reciclagem de concreto e produtos de concreto, placas de fibra ligadas por cimento, lã de vidro, lã de rocha; substâncias de filtro do processamento de pedra, produção de cimento ou produção de cal; substâncias residuais da indústria de metal, em particular escória, mais em particular escória de alto forno; substâncias residuais da indústria de papel; substâncias residuais de purificação de água (potável ou de esgoto); solo ou lodo tratado termicamente; substâncias residuais da recuperação de matérias-primas primárias, como bauxita, tijolo de argila e corindo; ou misturas desses.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo aditivo ser selecionado do grupo que consiste em Ca(OH)2, Ba(OH)2, CaCl2; BaCl2, polifosfato e tartarato, ou combinações dos desses.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela carga ser selecionada do grupo que consiste em substâncias de filtro; cinzas volantes, em particular cinzas volantes de carvão pulverizado; microssílica; resíduo de esmagamento e pó de pedra; argila ou lodo termicamente ativado; substâncias residuais da indústria de meta, em particular escória, mais em particular escória de alto forno; e pozolana, ou uma combinação desses, especialmente em que a carga e uma ou mais matérias- primas secundárias terem a mesma fonte.