BR112020017195A2 - Técnicas químicas para cimento - Google Patents

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Abstract

é descrito um método de cura de uma composição de cimento tendo baixo teor de ca / mg, incluindo prover uma predeterminada quantidade da composição de cimento de baixo teor de ca / mg na forma não curada; e reagir a composição de cimento de baixo teor de ca / mg não curada com um reagente químico, durante um tempo suficiente para curar o referido material cimentício, em que o mencionado reagente químico é um composto sintetizado a partir de co2 e compreende ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos ou ácidos alfa-hidroxicarboxílicos.

Description

V13
TÉCNICAS QUÍMICAS PARA CIMENTO CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção se refere em geral a sistemas e processos para fabricar artigos de materiais compósitos, e pode incluir um sistema aglutinante de dois componentes em que o primeiro componente utiliza produtos químicos líquidos ou sólidos, que podem ser derivados de CO, e o segundo componente é constituído por cimento com baixo teor de Ca/Mg.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Nesta especificação, onde um documento, ação ou item de conhecimento é referido ou discutido, esta referência ou discussão não é uma admissão de que o documento, ação ou item de conhecimento, ou qualquer combinação dos mesmos, estava na data de prioridade, estava disponível publicamente, era conhecido pelo público, era parte do conhecimento geral comum, ou de outra forma constitui estado da técnica anterior sob as disposições legais aplicáveis; ou é conhecido por ser relevante como uma tentativa de resolver qualquer problema com o qual esta especificação esteja relacionada.
[003] O concreto é onipresente. Nossas casas provavelmente repousam sobre ele, nossa infraestrutura é construída a partir dele, assim como a maioria de nossos locais de trabalho. O concreto convencional é feito pela mistura de água e agregados, tais como areia e pedra triturada, com cimento Portland comum (CPC), um material sintético feito pela queima de uma mistura de calcário moído e argila, ou materiais de composição semelhante em um forno rotativo, sob temperatura de sinterização de cerca de 1.450 ºC. A fabricação de CPC não é apenas um processo que consome muita energia, mas também libera quantidades consideráveis de gases de efeito estufa (CO>). A indústria de cimento é responsável por aproximadamente 5% das emissões antropogênicas globais de CO. Mais de 60% desse CO, vem da decomposição química ou calcinação do calcário. A produção e o uso do concreto convencional não são ótimos em termos econômicos e de impacto ambiental. Essas tecnologias convencionais de produção de concreto envolvem grande consumo de energia e emissão de dióxido de carbono, levando a uma pegada ecológica de carbono desfavorável. Além disso, a crescente escassez de matéria prima de calcário também afeta negativamente a sustentabilidade do uso contínuo das formulações de cimento hidráulico comuns, tal como o CPC.
[004] O cimento é tipicamente feito de calcário e xisto para formar as fases principais de alita (C3S na notação química do cimento, Ca3SiOs, algumas vezes formulado como 3CaO e SiO>) e belita (C2S na notação química do cimento, CazSiO4s, às vezes formulado como 2CaO e SiO>). Tanto a alita quanto a belita são ricas em cálcio e se hidratam na presença de água. O CPC reage com água para formar fases de hidrato de silicato de cálcio e hidróxido de cálcio. Quanto maior o teor de cálcio em uma fase de silicato de cálcio, mais reativo ele se torna. Por exemplo, CaO e SiO», que pode assumir a forma CaSiO3, o mineral chamado de Wollastonita, não reage com água. 3CaO e 2SiO,, o mineral chamado de Rankinita, também não reage com água. No entanto, quando a proporção entre Ca/Si aumenta para 2, 2CaO e SiO>, esta fase de silicato de cálcio reage com água. Quando essa proporção aumenta para 3, 3CaO e SiO>», a fase resultante reage com água ainda mais rápido. Entretanto, esse aumento de reatividade tem um custo. Quanto mais cálcio usado, mais CO, será emitido porque a fonte de cálcio é o carbonato de cálcio.
[005] Tem havido diversas tentativas de diminuir as emissões de CO7r na produção e cura de CPC. A primeira abordagem consiste em aumentar a eficiência dos fornos de cimento. Hoje, o forno de cimento mais eficiente pode reduzir as emissões de CO, de 1 tonelada para 816 kg por tonelada de CPC. A segunda abordagem consiste em misturar o clínquer de cimento com materiais cimentícios suplementares (“MCS”), que são principalmente cinzas volantes, escória, e às vezes xisto betuminoso queimado. Esses MCS são subprodutos de outros processos. No entanto, o maior problema com os MCS é a variação de fonte para fonte, abundância e dependência geográfica das fontes. O desejo de reduzir o CO; também tem sido um fator que leva ao desenvolvimento de formulações de cimento carbonatável tendo teor de Ca relativamente baixo. O cimento carbonatável se refere a cimento que é curado, principalmente, pela reação com dióxido de carbono, CO», em qualquer uma das suas formas, tal como CO> gasoso na presença de água, CO, sob a forma de ácido carbônico, H2CO3, ou outras formas que permitam a reação do CO7r com o cimento não hidráulico. O processo de cura sequestra gás dióxido de carbono dentro do material curado, proporcionando benefícios ambientais óbvios. A título de exemplo, o cimento Solidia& tem sido anunciado como uma tecnologia inovadora, tendo sido reconhecida, por exemplo, pelo prêmio R&D 100, como uma das 100 melhores novas tecnologias. A produção do cimento Solidia& e seu uso em concreto reduzem a pegada ecológica de CO, desses materiais em até 70%, quando comparados ao cimento Portland e seu uso em concreto hidráulico tradicional. Além disso, 80% da água usada na fabricação de concreto baseado em cimento Solidia& pode ser facilmente recuperada e reutilizada.
[006] Embora o mecanismo de cura de cimento tendo baixo teor de Ca acima descrito, por meio de uma carbonatação através de exposição a dióxido de carbono, seja vantajoso e benéfico em muitos aspectos, em certos ambientes ou aplicações criar uma atmosfera rica em dióxido de carbono, e expor o cimento ou concreto não curado a dióxido de carbono, pode ser impraticável ou indesejável. Portanto, existe a necessidade de prover formulações e composições de cimento que possam, em circunstâncias normais, não possuir reatividade com água, tendo capacidade de cura quando expostas à água, mas que também possuam um perfil ambiental mais favorável do que os produtos químicos do CPC hidráulico convencional.
[007] Embora certos aspectos das tecnologias convencionais tenham sido discutidos para facilitar a descrição da invenção, os Requerentes não negam de forma alguma esses aspectos técnicos, sendo contemplado que a invenção reivindicada pode abranger ou incluir um ou mais dos aspectos técnicos convencionais aqui discutidos.
SUMÁRIO
[008] Na presente invenção, é esperado que seja possível reagir um cimento com baixo teor de Ca / Mg, que normalmente não reage com água, com um reagente químico (por exemplo, que pode ser sintetizado a partir de CO>), para fazer um material curado. À vantagem desta abordagem é a menor emissão de CO, na produção de cimento em cerca de 30%, devido à síntese de cimento de baixo teor de Ca / Mg e ao consumo adicional de CO, durante a reação do reagente químico com o cimento de baixo teor de Ca / Mg.
[009] A reação geral pode ser escrita como: Composição de cimento com baixo teor de Ca / Mg + Reagente químico > Composto de cálcio insolúvel + complexo de SiO,.
[010] Uma série de aspectos da presente invenção serão agora descritos. Deve ser entendido que os inventores contemplam que qualquer uma das características ou aspectos da presente invenção listados abaixo, ou em qualquer outro lugar aqui descrito, podem ser combinados, em qualquer ordem e em qualquer número, com qualquer outra característica ou aspecto da presente invenção.
[011] De acordo com certos aspectos, a invenção provê um método de cura de uma composição de cimento com baixo teor de Ca / Mg, incluindo as etapas de: prover uma predeterminada quantidade da composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg na forma não curada; e reagir a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg não curada com um reagente químico durante um tempo suficiente para curar o referido material cimentício, com o citado reagente químico sendo um composto que compreende um ou mais dentre: ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos, ácidos alfa-hidroxicarboxílicos, sais de ácidos dicarboxílicos, sais de ácidos tricarboxílicos, ou sais de ácidos alfa- hidroxicarboxílicos.
[012] O reagente químico pode ser ácido cítrico ou um sal de ácido cítrico.
[013] O reagente químico pode ser solúvel em água.
[014] O reagente químico pode ter uma solubilidade em água de 20 g/L ou mais.
[015] O método pode incluir ainda controlar a reação entre o material cimentício e o reagente químico através de um ou mais de um dos seguintes procedimentos: uso de aditivos; controle da reatividade do material cimentício, pelo controle da sua cristalinidade; controle do tamanho de partícula das partículas no material cimentício; controle da área de superfície das partículas no material cimentício; ou controle da composição do material cimentício.
[016] A composição de cimento com baixo teor de Ca / Mg pode ser baseada em wollastonita, melilita, anortita, olivina, ou uma combinação das mesmas.
[017] A reação entre a composição de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg e o reagente químico pode formar um composto de cálcio ou de magnésio insolúvel e um complexo de SiO> e / ou de AI2O3 como produtos de reação.
[018] Os produtos de reação podem ter uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
[019] O composto de cálcio ou de magnésio insolúvel pode incluir um ou mais dentre: carboxilato de cálcio anidro, carboxilato de cálcio hidratado, carboxilato de magnésio anidro, carboxilato de magnésio hidratado, carboxilato de alumínio anidro, carboxilato de alumínio hidratado, ou combinações dos mesmos.
[020] O complexo de SiO, e / ou de AIDO3 pode incluir um ou mais dentre: sílica amorfa, alumina amorfa, silicato de alumina amorfo, silicato de alumina, ou suas combinações.
[021] O composto de cálcio ou de magnésio insolúvel e o complexo de SiO> e / ou de Al203 podem ter uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
[022] O cimento de baixo teor de Ca / Mg pode ser à base de wollastonita, o reagente químico pode compreender ácido cítrico ou um sal de ácido cítrico, e a reação entre a composição do cimento de baixo teor de Ca / Mg e o reagente químico pode formar citrato de cálcio, SiO02 e HO como produtos de reação.
[023] O citrato de cálcio e o SiO07 podem ter uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
[024] O método de cura de um material cimentício pode incluir ainda a síntese do reagente químico a partir de CO.
[025] O método de cura de um material cimentício pode incluir ainda a reação da composição de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg não curado com o reagente químico na presença de água.
BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO
[026] Os objetivos e características da invenção podem ser melhor compreendidos com referência ao desenho descrito abaixo e às reivindicações. O desenho não está necessariamente em escala, e em vez disso a ênfase é geralmente direcionada na ilustração dos princípios da invenção.
[027] Afig. 1 é um diagrama de fase para cimento ilustrando certos princípios nos quais a presente invenção está baseada.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[028] Conforme aqui utilizado, as formas singulares "um", "uma" e "o / a" estão destinadas a incluírem também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. O uso de "ou" pretende incluir "e / ou", a menos que o contexto indique claramente o contrário. Além disso, o uso de "e" está destinado a abranger "e/ou", a menos que o contexto indique claramente o contrário.
[029] Conforme aqui utilizado, "cerca de" ou “aproximadamente” é um termo de aproximação que está destinado a incluir pequenas variações nas quantidades literalmente declaradas, como deve ser entendido por aqueles versados na técnica. Tais variações incluem, por exemplo, desvios padrão associados a técnicas comumente usadas para medir os valores recitados.
[030] Todos os valores numéricos contidos nesta descrição devem ser interpretados como sendo caracterizados pelo modificador acima descrito "cerca de" (ou “aproximadamente”), onde também estão destinados a incluírem os valores numéricos exatos aqui descritos. As faixas aqui descritas devem ser interpretadas como abrangendo todos os valores dentro dos limites superior e inferior das faixas, a menos que seja indicado de outra forma. Além disso, todas as faixas incluem os limites superior e inferior.
[031] Conforme aqui utilizado, "material cimentício" significa um material que inclui um material de enchimento reativo como alumino silicato de cálcio vítreo, cinzas volantes, escória e cimento Portland comum (CPC), um material de enchimento não reativo como pó de calcário fino, fumo de sílica e pó de vidro.
[032] Conforme aqui utilizado, "cimento com baixo teor de Ca / Mg" significa cimentos tendo uma proporção atômica entre Ca / Si ou entre Mg / Si inferior a 2.
[033] Conforme aqui utilizado, "com base em" ou “baseado em” significa um componente que constitui mais do que 50% em peso da composição total, ou mais do que 50% em peso de um constituinte distinto da composição total.
[034] Diferentes tipos de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg que endurecem sob ativação com um reagente químico são aqui descritos. Um produto químico está baseado em wollastonita, outro está baseado em melilita (por exemplo, gehlenita), outro está baseado em anortita, e outro está baseado em olivina.
[035] Em algumas formas de incorporação, os materiais iniciais para sintetizar esses novos produtos químicos devem ser matérias primas utilizadas na produção de cimento, tais como calcário e xisto, argila, areia, e similares. A fig. 1 é um diagrama de fase para cimento baseado em silicato de cálcio. Conforme aqui descrito, a reatividade das fases de cimento com água diminui ao longo da progressão ilustrada, a partir de belita para SC (SiO? e CaO) e para SC modificado. No entanto, junto com essa diminuição na reatividade,
uma redução desejável na quantidade de emissões de CO, também é possível. Comportamentos semelhantes podem ser atribuídos aos cimentos à base de silicato de magnésio.
WOLLASTONITA
[036] A wollastonita tem fórmula molecular CaSiO3 e sua composição teórica consiste em 48,28% de CaO e 51,72% de SiO>.
MELILITA
[037] A melilita se refere a um mineral do grupo melilita. Os minerais do grupo são soluções sólidas tendo vários membros de extremidade, com os mais importantes sendo gehlenita e akermaniti A fórmula generalizada para melilita comum é (Ca,Na)2(Al,Mg,Fe?*)[(Al,Si)SiO7]. Para sintetizar a gehlenita (Ca2AI2SiO7), também referida como melilita, é esperado que seja possível ajustar o teor de cálcio, silício e alumínio nas matérias primas, para obter uma composição vantajosa, e queimá-las. Pode ser feita uma análise química nos materiais iniciais, supondo-se que sejam subprodutos que normalmente seriam considerados materiais de resíduos. As composições iniciais podem ser preparadas levando em consideração os resultados da análise química. A análise química pode ser realizada de qualquer maneira conveniente, tal como com técnicas de química úmida, análise por difração de Raios X, e EDAX (Energy Dispersive Analysis X Ray - Análise Dispersiva de Energia por Raios X). Em algumas formas de incorporação, é esperado que haja algumas impurezas, tais como ferro, sódio, potássio e outros materiais. Essa técnica química visada resultará em uma redução de v40% nas emissões de CO, em comparação com o CPC produzido no forno mais eficiente atualmente.
[038] É esperado que, em algumas formas de incorporação, as fases principais que são produzidas sejam gehlenita cristalina e silicato de alumínio e cálcio amorfo. É esperado que, em algumas formas de incorporação, haja fases menores (isto é, com menos de 20% em peso, ou menos de 15% em peso, ou menos de 12% em peso, ou menos de 7% em peso, ou menos de 5% em peso, ou menos de 3% em peso), incluindo um ou mais dentre sílica residual, cal livre, C2S (belita, Ca2SiO4), CS (wollastonita, CaSiO3), e C3S2 (rankinita, Ca3Si207).
ANORTITA
[039] Para sintetizar anortita (CaAl2Si2Os), é esperado que seja possível ajustar o teor de cálcio, silício e alumínio nas matérias primas para obter uma composição vantajosa, e queimá-las. Pode ser feita uma análise química nos materiais iniciais, supondo-se que sejam subprodutos que normalmente seriam considerados materiais de resíduos. As composições iniciais podem ser preparadas levando em consideração os resultados da análise química. A análise química pode ser realizada de qualquer maneira conveniente, tal como com técnicas de química úmida, análise por difração de Raios X, e EDAX. Em algumas formas de incorporação, é esperado que haja algumas impurezas, tais como ferro, sódio, potássio e outros materiais. Essa técnica química visada resultará em uma redução de 60% nas emissões de CO», em comparação com o CPC produzido no forno mais eficiente atualmente.
[040] É esperado que, em algumas formas de incorporação, as fases principais que são produzidas sejam anortita cristalina e silicato de alumínio e cálcio amorfo. É esperado que, em algumas formas de incorporação, haja fases menores (provavelmente com menos de 7%), incluindo um ou mais dentre sílica residual, cal livre, C2S (belita, CaSiOs), CS (wollastonita, CaSiO3), e C3S2 (rankinita, Ca3Si2O7).
OLIVINA
[041] A olivina se refere a um grupo de compostos em que Fe e Mg substituem um ao outro na mesma estrutura cristalina, possuindo a fórmula química geral (Mg,Fe)2SiOs. O cálcio (Ca), o manganês (Mn) ou o níquel (Ni) também podem substituir o Fe e / ou o Mg, portanto existem várias séries no grupo das olivinas maiores, das quais a faialita e a forsterita são os membros mais comuns. COMPOSIÇÕES DE CIMENTO COM BAIXO TEOR DE Ca / Mg
[042] O processo de produção do cimento inclui as reações (por exemplo, através de calcinação) para produzir wollastonita, melilita (por exemplo, gehlenita), anortita, ou olivina.
[043] O material de cimento calcinado com baixo teor de Ca / Mg (isto é, clínquer) pode ser moído, para prover tamanhos de partícula das novas misturas de cimento que são semelhantes aos tamanhos de partícula do CPC, ou menores.
[044] Em formas de incorporação alternativas, a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg baseado em wollastonita, melilita (por exemplo, gehlenita), anortita ou olivina pode compreender ainda Al (alumínio), Si (silício) e / ou Mg (magnésio), impurezas como Sr (estrôncio) ou Ba (bário), e outros íons de metal.
PROCESSO DE CURA
[045] É previsto que seja possível reagir uma composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg, tal como uma ou mais das composições de cimento descritas acima, com um reagente químico (por exemplo, que pode ser sintetizado a partir de CO>), para fazer um material curado. A vantagem desta abordagem é a menor emissão de CO, na produção de cimento em cerca de 30%, devido à síntese do cimento tendo baixo teor de Ca / Mg e ao consumo adicional de CO,7 durante a reação do reagente químico com o cimento de baixo teor de Ca / Mg.
[046] A reação geral pode ser escrita como: Composição de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg + Reagente químico > Composto de cálcio insolúvel + SiO7 e / ou complexo de AlO;3.
[047] De acordo com outros aspectos, a reação geral pode ser especificada como: Cimento tendo baixo teor de Ca / Mg + Ácido carboxílico ou seu sal > Carboxilato de cálcio anidro e/ou Carboxilato de cálcio hidratado e/ou Carboxilato de magnésio anidro e/ou Carboxilato de magnésio hidratado e/ou Carboxilato de alumínio anidro e/ou Carboxilato de alumínio hidratado e/ou Sílica amorfa e/ou Alumina amorfa e/ou Silicato de alumina amorfa e/ou Silicato de alumina.
[048] Em algumas formas de incorporação, a reação ocorre na presença de água. Em várias formas de incorporação, a água pode ou não ser consumida durante a reação, dependendo do produto formado.
[049] O reagente químico pode possuir uma certa solubilidade mínima em água. Por exemplo, a solubilidade do reagente químico é maior ou igual a 20 g de reagente químico para 1 L de água (20 g/L). Além disso, o reagente químico pode ser selecionado de modo a que os produtos da reação com composições de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg sejam iguais ou inferiores a 4 g de produtos da reação para 1 L de água (4 g/L).
[050] Exemplos de reagentes químicos também incluem ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos e ácidos alfa-hidroxicarboxílicos, bem como seus sais.
[051] Exemplos de ácidos dicarboxílicos incluem: Co Nomecomem — | NomeluPAe | Ácido malônico Ácido propanodióico Ácido pimélico Ácido heptanodióico Ácido nonametilenodicarboxílico Ácido undecanodióico
[052] Exemplos de ácidos tricarboxílicos incluem: Co Nomecmem | NomeluPRE | Ácido cítrico Ácido 2-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico Ácido isocítrico Ácido 1-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico
[053] Um exemplo específico de uma reação química reagente é: CaSiO3 + Ácido cítrico — Citrato de cálcio + SIO2 + HO
[054] Esta reação tem lugar na presença de água.
[055] O ácido cítrico é um composto orgânico com a fórmula Cs;Hs8sO; e fórmula estrutural:
HO OH OH
[056] Em geral, para operar de acordo com os princípios da invenção, preferivelmente o reagente químico é suficientemente solúvel em água para reagir com o cimento tendo baixo teor de Ca / Mg, e um produto de reação deve preferencialmente ser um composto de cálcio insolúvel.
[057] Em certas formas de incorporação, o reagente químico está presente na composição de cimento em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou mais em relação ao peso total da composição de cimento com baixo teor de Ca / Mg.
[058] Em certas formas de incorporação, o reagente químico está presente na composição de cimento em uma quantidade de cerca de 1% em peso a aproximadamente 5% em peso em relação ao peso total da composição de cimento tendo baixo teor de Ca/Mg.
[059] Em certas formas de incorporação, o reagente químico está presente na composição de cimento em uma quantidade de cerca de 5% em peso a aproximadamente 10% em peso em relação ao peso total da composição de cimento de baixo teor de Ca/Mg.
[060] Em certas formas de incorporação, o reagente químico está presente na composição de cimento em uma quantidade de cerca de 10% em peso a aproximadamente 25% em peso em relação ao peso total da composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg.
[061] Em formas de incorporação alternativas, a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg pode compreender Al (alumínio), Si (silício) e / ou Mg (magnésio), impurezas como Sr (estrôncio) ou Ba (bário) e outros íons metálicos, e o produto da reação é um composto insolúvel contendo um ou mais dentre Al, Si, Mg, Sr e Ba.
[062] Para reações que podem ser exotérmicas, acredita-se que o controle de tais reações possa ser realizado por um ou mais dos seguintes procedimentos: uso de aditivos; controle da reatividade do material cimentício, pelo controle da sua cristalinidade; controle do tamanho de partícula das partículas no material cimentício; e / ou controle da área de superfície das partículas no material cimentício.
[063] Para controlar a taxa de reação, uma abordagem consiste em diminuir a reatividade do cimento aumentando-se o teor de melilita (ou seja, gehlenita), aumentando-se o teor de Al e / ou Mg e / ou Fe do cimento.
EXEMPLO
[064] Um cilindro de 4" x 8" (10,16 cm x 20,32 cm) foi feito com cimento composto principalmente por 80% de uma fase cristalina de melilita (ou seja, gehlenita), 5% de larnita, e 12% de uma fase amorfa. A distribuição do tamanho de partícula do cimento é dio 3 mícrons, dso 11 mícrons, e dao 75 mícrons. A mistura de cimento, areia e cascalho foi misturada com uma solução saturada de ácido cítrico e colocada em um molde. A amostra foi curada durante dois dias e testada para resistência à compressão de acordo com a norma ASTM C39.
[065] Fazendo tais ajustes no material cimentício, em alguns casos o material cimentício modificado (por exemplo, com adição de Al, Mg e / ou Fe) não curou sob reação apenas com CO, como fonte de dióxido de carbono, enquanto que o material reagiu quando o agente de cura foi ácido cítrico ou algum outro reagente químico, tal como ácido dicarboxílico, ácido tricarboxílico e ácido alfa-hidroxicarboxílico.
[066] Em outras formas de incorporação, o reagente químico pode ser um ácido orgânico, ou um composto que possa ser sintetizado a partir de CO> sozinho ou possivelmente com outros materiais precursores.
[067] A invenção do Requerente é aqui descrita em formas de incorporação preferenciais com referência às figuras, nas quais números semelhantes representam os mesmos elementos ou elementos semelhantes. Ao longo desta especificação, a referência a "uma forma de incorporação" ou algum termo semelhante significa que um aspecto, estrutura ou característica particular, descritos em conexão com a forma de incorporação, estão incluídos em pelo menos uma forma de incorporação da presente invenção. Assim, ao longo desta especificação, o aparecimento das frases "em uma forma de incorporação" ou similares podem todas fazer referência, porém não necessariamente, à mesma forma de incorporação.
[068] Os aspectos, estruturas ou características da invenção do Requerente, aqui descritos, podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais formas de incorporação. Na presente descrição, numerosos detalhes específicos são recitados para proverem uma compreensão completa das formas de incorporação da invenção. Um especialista na técnica relevante reconhecerá, no entanto, que a composição e / ou o método do Requerente podem ser praticados sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros métodos, componentes, materiais, e assim por diante. Em outros casos, estruturas, materiais ou operações bem conhecidos não são mostrados ou descritos em detalhes, para evitar obscurecer aspectos da invenção.
[069] Outras formas de incorporação dentro do escopo das reivindicações serão evidentes para um especialista na técnica a partir da consideração desta especificação ou da prática da invenção conforme aqui descritas. É pretendido que a especificação seja considerada apenas exemplificativa, com o escopo e o espírito sendo indicados pelas reivindicações.
[070] Em vista do que foi exposto acima, será observado que as diversas vantagens são obtidas, e ainda outras vantagens são alcançadas.
[071] Como várias modificações podem ser feitas nos métodos e composições acima, sem fugir do escopo da invenção, é pretendido que todos os assuntos contidos na descrição acima sejam interpretados como ilustrativos e não em um sentido limitativo.
[072] Todas as referências citadas nesta especificação são aqui incorporadas como referência. A discussão das referências tem meramente a intenção de resumir as afirmações feitas pelos autores e nenhuma admissão é feita de que qualquer referência constitua o estado da técnica anterior. Os Requerentes se reservam o direito de contestarem a exatidão e a pertinência das referências citadas.
[073] Quaisquer números que expressem quantidades de ingredientes, constituintes, condições de reação, e assim por diante, usados neste pedido de patente, devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca de". Não obstante as faixas e parâmetros numéricos estabelecidos, o amplo escopo do assunto aqui apresentado são aproximações, e os valores numéricos estabelecidos são indicados com a maior precisão possível. Qualquer valor numérico, no entanto, pode conter inerentemente certos erros ou imprecisões evidentes, por exemplo, a partir do desvio padrão encontrado em suas respectivas técnicas de medição. Nenhuma das características aqui citadas deve ser interpretada de modo a invocar o item de lei 35 USC 8112, 6, a menos que o termo "meio" seja explicitamente usado.

Claims (15)

Reivindicações
1. MÉTODO DE CURA DE UMA COMPOSIÇÃO DE CIMENTO TENDO BAIXO TEOR DE Ca / Mg, compreendendo as etapas de: prover uma predeterminada quantidade da composição de cimento com baixo teor de Ca / Mg na forma não curada; e reagir a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg não curada com um reagente químico, durante um tempo suficiente para curar o referido material cimentício, caracterizado por o citado reagente químico ser um composto que compreende um ou mais dentre: ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos, ácidos alfa-hidroxicarboxílicos, sais de ácidos dicarboxílicos, sais de ácidos tricarboxílicos, ou sais de ácidos alfa- hidroxicarboxílicos.
2. MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reagente químico ser ácido cítrico ou um sal de ácido cítrico.
3. MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reagente químico ser solúvel em água.
4. MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reagente químico ter uma solubilidade em água de 20 g/L ou maior.
5, MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda o controle da reação entre o material cimentício e o reagente químico através de um ou mais dos seguintes procedimentos: uso de aditivos; controle da reatividade do material cimentício, pelo controle da sua cristalinidade; controle do tamanho de partícula das partículas no material cimentício; controle da área de superfície das partículas no material cimentício; ou controle da composição do material cimentício.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg ser baseada em wollastonita, melilita, anortita, olivina, ou uma combinação destas.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a reação entre a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg e o reagente químico formar um composto de cálcio ou de magnésio insolúvel e um complexo de SiO, e / ou de AIÇO3 como produtos de reação.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os produtos de reação terem uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o composto insolúvel de cálcio ou de magnésio compreender um ou mais dentre: carboxilato de cálcio anidro, carboxilato de cálcio hidratado, carboxilato de magnésio anidro, carboxilato de magnésio hidratado, carboxilato de alumínio anidro, carboxilato de alumínio hidratado, ou combinações dos mesmos.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o complexo de SiO7r e / ou de AIO3 compreender um ou mais dentre: sílica amorfa, alumina amorfa, silicato de alumina amorfo, silicato de alumina, ou suas combinações.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o composto insolúvel de cálcio ou de magnésio e o complexo de SiO, e / ou de AIO;3 terem uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cimento de baixo teor de Ca / Mg ser baseado em wollastonita, e o reagente químico compreender ácido cítrico ou um sal de ácido cítrico, em que a reação entre a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg e o reagente químico forma citrato de cálcio, SiO02 e HO como produtos de reação.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o citrato de cálcio e o SiO7 terem uma solubilidade em água de cerca de 4 g/L ou menor.
14. MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a síntese química do reagente a partir de CO.
15. MÉTODO DE CURA DE UM MATERIAL CIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a reação da composição de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg não curada com o reagente químico ser realizada na presença de água.
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V1 Resumo
TÉCNICAS QUÍMICAS PARA CIMENTO É descrito um método de cura de uma composição de cimento tendo baixo teor de Ca / Mg, incluindo prover uma predeterminada quantidade da composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg na forma não curada; e reagir a composição de cimento de baixo teor de Ca / Mg não curada com um reagente químico, durante um tempo suficiente para curar o referido material cimentício, em que o mencionado reagente químico é um composto sintetizado a partir de CO, e compreende ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos ou ácidos alfa-hidroxicarboxílicos.
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