BR112021008275A2 - método de fabricação de aglutinante hidráulico, composto de aluminato de cálcio e usos para um composto de aluminato de cálcio - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE AGLUTINANTE HIDRÁULICO, COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO E USOS PARA UM COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO. A invenção se refere a um método para a fabricação de um aglutinante hidráulico compreendendo um aluminato de cálcio, que envolve: a) fornecer uma composição compreendendo um composto fonte de cal C e um composto fonte de alumina, a composição compreendendo no máximo 95% de cal C e alumina, e pelo menos 23% de alumina, em peso em relação ao peso total de matéria seca da composição; b) colocar a composição fornecida na etapa a) em um ambiente saturado de umidade, a uma temperatura de hidratação entre 40 °C e 150 °C, de modo a precipitar as fases hidratadas contendo pelo menos um óxido de alumínio combinado com um óxido de cálcio e com água; c) submeter os precipitados obtidos na etapa b) a uma temperatura de cozimento entre 200 °C e 1300 °C, por pelo menos 15 minutos.

Description

“MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE AGLUTINANTE HIDRÁULICO, COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO E USOS PARA UM COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere de modo geral ao campo de métodos de fabricação para fabricar aglutinantes hidráulicos.

[002] Mais particularmente, refere-se a um método de fabricação de aglutinante hidráulico para fabricar um aglutinante hidráulico compreendendo um aluminato de cálcio.

[003] A invenção também se refere a um composto de aluminato de cálcio e um uso para este composto de aluminato de cálcio.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004] Métodos de fabricação para fabricar aglutinantes hidráulicos que compreendem um aluminato de cálcio já são conhecidos, em particular os métodos por fusão total, que são implementados em fornos elétricos ou fornos reverberatórios, e os métodos de sinterização ou vitrificação (frittage) que são implementados em fornos rotativos. Estes métodos conhecidos incluem uma etapa de queima em alta temperatura, ou seja, a uma temperatura acima de 1300 °C, permitindo assim que as matérias-primas reajam entre si. No entanto, esta etapa de queima em alta temperatura leva a um alto consumo de energia.

[005] Os métodos de fabricação acima mencionados também incluem uma etapa de moagem final consistindo no produto, conhecido como clínquer, que é obtido na conclusão da etapa de queima em alta temperatura, sendo reduzido a um pó fino. Esta etapa de moagem também permite adicionar outros compostos ao cimento para funcionalizá-lo, em particular para controlar a reatividade ou retardar o seu envelhecimento. No entanto, a eficiência energética da moagem por um moinho de bolas convencional é de apenas cerca de 5%, a grande maioria da energia utilizada nesta etapa sendo dissipada na forma de calor.

[006] Assim, as etapas de queima e moagem nos métodos de fabricação mencionados acima são ambas altamente intensivas em energia e os métodos para a fabricação de aglutinantes hidráulicos conhecidos são, portanto, caros em termos de consumo de energia.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] A fim de remediar as desvantagens acima mencionadas no que diz respeito ao estado da técnica, a presente invenção fornece um método de fabricação para fabricar aluminato de cálcio que é mais eficiente em termos de energia.

[008] Mais particularmente, um método de fabricação de aglutinante hidráulico é fornecido, de acordo com a invenção, para fabricar um aglutinante hidráulico, compreendendo um aluminato de cálcio, o método incluindo as seguintes etapas: a) fornecer uma composição compreendendo um composto fonte de cal e um composto fonte de alumina, a referida composição compreendendo um máximo de 95% de cal e alumina e um mínimo de 23% de alumina, em massa em relação à massa total de matéria seca da composição; b) colocar a composição fornecida na etapa a) em um ambiente (meio) saturado de umidade, a uma temperatura de hidratação compreendida entre 40 °C e 150 °C, de modo a precipitar as fases hidratadas compreendendo pelo menos um óxido de alumínio combinado com um óxido de cálcio e com água; c) submeter os precipitados obtidos na etapa b) a uma temperatura de queima compreendida entre 200 °C e 1300 °C, mantendo-os nas mesmas por pelo menos 15 minutos.

[009] Assim, o método de acordo com a invenção é baseado em uma reação em duas etapas, uma primeira etapa de hidratação e uma segunda etapa de queima a uma temperatura mais baixa.

[010] Este método gera um nível razoável de consumo de energia, com os compostos da composição reagindo, na etapa b), a uma temperatura baixa compreendida entre 40 °C e 150 °C apenas, e os precipitados assim obtidos posteriormente sendo desidratados a uma temperatura compreendida entre 200 °C e 1300 °C.

[011] Além disso, o material obtido no final da etapa c) é muito friável, de modo que pode ser facilmente reduzido a pó. Assim, apenas uma energia bastante baixa é necessária para a moagem deste material.

[012] Por outro lado, na etapa a), a composição inclui um máximo de 95% de cal C e alumina, de modo que compreende compostos que estão naturalmente disponíveis e, portanto, menos caros do que os compostos sintéticos puros.

[013] O objeto da invenção também se refere à produção de aglutinantes hidráulicos em que as fases são ricas em alumina. Uma composição compreendendo menos de 23% de alumina tende a gerar uma quantidade significativa de cal residual não combinada no final da etapa c).

[014] Outros aspectos característicos não limitativos e vantajosos do método de acordo com a invenção, levados em consideração individualmente ou de acordo com qualquer combinação tecnicamente possível, são os seguintes: - Na etapa a), a composição tem uma razão molar de cal para alumina C/A entre 0,5 e 3; - Na etapa a), a composição tem uma razão molar de cal para tri- hidrato de alumina C/AH3 entre 0,5 e 3; - Na etapa a), a composição está na forma de um conjunto de partículas cuja distribuição de tamanho de partícula é definida por um diâmetro de referência d80 que é menor ou igual a 100 micrômetros;

- Na etapa a), a composição compreende pelo menos 5% de compostos selecionados a partir da seguinte lista: mono-hidrato de alumina AH,

tal como boemita, óxidos de ferro, sílica SiO2, calcita CaCO3, óxido de titânio

TiO2; sais hidratados ou não hidratados que combinam, como ânion: sulfatos,

silicatos, carbonatos, nitratos, fosfatos; e como cátion: cálcio, magnésio, ferro,

em particular sais de cálcio hidratados ou não hidratados, tais como sulfatos de cálcio e carbonato de cálcio; sais de alumínio hidratados ou não hidratados,

tais como silicatos de alumínio e em particular caulim; sulfatos de alumínio; sais de cloro ou resíduos clorados; sais de magnésio, ou mesmo sais de sódio, tais como cloreto de sódio, disponíveis em particular na água do mar;

- Na etapa a), a composição não compreende mais de 20% de sílica;

- Na etapa a), a composição não compreende mais de 15% de sílica;

- Na etapa a), a composição não compreende mais de 10% de sílica;

- Na etapa a), a composição não compreende mais de 8% de sílica;

- Na etapa a), a composição não compreende mais de 6% de sílica;

- Na etapa b), a composição é colocada em excesso de água líquida ou em uma atmosfera de vapor saturado;

- Na etapa b), a composição é colocada no ambiente (meio)

saturado de umidade por um período entre 15 minutos e 48 horas;

- Na etapa c), os precipitados são submetidos à temperatura de queima, sendo nela mantidos por menos de 240 minutos;

- Na etapa c), a temperatura de queima está compreendida entre

400 °C e 1200 °C, de preferência entre 900 °C e 1000 °C, na verdade mais preferencialmente entre 930 °C e 970 °C;

- Na etapa c), a temperatura de queima está compreendida entre

300 °C e 750 °C, de preferência entre 350 °C e 700 °C;

- Na etapa b), a temperatura de hidratação é inferior a 100 °C;

- O composto fonte de alumina da etapa a) está na forma seca, de preferência na forma cristalizada, ou seja, não está na forma de gel;

- O composto fonte de alumina da etapa a) é selecionado a partir da seguinte lista: bauxita, tal como tri-hidrato de bauxita (bauxita compreendendo principalmente alumina na forma de AH3), tri-hidrato de bauxita branca, tri-hidrato de bauxita vermelha, hidróxidos, subprodutos da indústria de alumínio e produtos que não estão em conformidade com os padrões de fabricação e com alto teor de alumina ou uma mistura dos mesmos,

tri-hidrato de bauxita rica em ferro, tri-hidrato de bauxita pobre em ferro,

aluminossilicatos hidratados, tais como caulim, ou tri-hidrato de alumina sintético AH3;

- A composição da etapa a) é formada pela mistura de pelo menos dois compostos selecionados a partir da seguinte lista: tri-hidrato de bauxita (bauxita compreendendo principalmente alumina na forma de AH3) que é rica em ferro, tri-hidrato de bauxita pobre em ferro, cal viva ou cal hidratada,

sulfato de cálcio, carbonato de cálcio, aluminossilicatos hidratados, tais como caulim, tri-hidrato de alumina sintético AH3, sais ou resíduos clorados, tais como cloreto de sódio NaCl ou água do mar, ou mesmo sais ou resíduos nitrados, tais como nitrato de cálcio CaNO3 ou lama de estrume de porco;

- A composição da etapa a) compreende um máximo de 0,4% em peso de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6, em relação ao peso da composição seca da etapa a);

alternativamente, a composição da etapa a) compreende um máximo de 0,3%

em peso, por exemplo, um máximo de 0,2% em peso de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6, em relação ao peso da composição seca da etapa a); por exemplo, a composição da etapa a) não compreende compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6; - O método de acordo com a invenção não inclui a adição de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6.

[015] A invenção também fornece um composto de aluminato de cálcio obtido de acordo com o método da invenção.

[016] A invenção também fornece um uso para este composto de aluminato de cálcio como um aglutinante hidráulico, sozinho ou combinado com sulfato de cálcio e possivelmente cimento Portland, por exemplo, nas seguintes aplicações: - na química de construção, para a produção de argamassas tais como argamassas de reparação, adesivos para ladrilhos e rebocos ou juntas, betonilhas e revestimentos de alisamento ou acabamento, ou mesmo gessos ou revestimentos decorativos; - como um aglutinante para concreto refratário; - como um aglutinante para concreto de engenharia civil; - como um aglutinante para qualquer método de tipo de pré- fabricação; - como aglutinantes para cimentação de poços; - como um aglutinante para concreto pulverizado seco ou úmido (concreto projetado); - como um aglutinante para inertização de resíduos sólidos ou efluentes líquidos; - como um aglutinante para a produção de espumas minerais/inorgânicas; - como um reagente para aprisionamento de ânions e/ou cátions.

[017] A invenção finalmente fornece um uso para este composto de aluminato de cálcio, sozinho ou combinado com sulfato de cálcio e possivelmente cimento Portland, por exemplo, nas seguintes aplicações: - como um fluxo metalúrgico; - como uma carga mineral; - como um catalisador ou suporte de catalisador; - como um pigmento; - como um abrasivo.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[018] A descrição e os exemplos de formas de realização apresentados aqui abaixo, sem limitação, servirão para fornecer uma melhor compreensão da invenção em termos do que consiste e como ela pode ser implementada.

[019] Por convenção, no restante da descrição e a menos que especificado de outra forma, a indicação de uma faixa de valores “de X a Y” ou “entre X e Y” é entendida como incluindo os valores X e Y. Pelo contrário, uma faixa de valores que se estendem “estritamente de X a Y” ou “estritamente entre X e Y” é entendida como excluindo os valores X e Y.

[020] No restante da descrição, o termo “aglutinante hidráulico” é usado para se referir a um material que endurece quando misturado com água, sem a adição de outro corpo reativo, tanto no ar quanto na água. O fenômeno de “fixação” ou “fixação hidráulica” refere-se ao aglutinante hidráulico que está em processo de endurecimento após ser colocado em contato e misturado com água.

[021] Por convenção, no restante da descrição, o termo “aluminato de cálcio” é entendido como referindo-se a um aluminato de cálcio não dopado, bem como um aluminato de cálcio dopado com um ou mais compostos selecionados a partir de: mono-hidrato de alumina AH, tal como boemita, óxidos de ferro, sílica SiO2, calcita CaCO3, óxido de titânio TiO2; sais hidratados ou não hidratados que combinam, como ânion: sulfatos, silicatos, carbonatos, nitratos, fosfatos; e como cátion: cálcio, magnésio, ferro, em particular sais de cálcio hidratados ou não hidratados, tais como sulfatos de cálcio e carbonato de cálcio; sais de alumínio hidratados ou não hidratados, tais como silicatos de alumínio e em particular caulim; sulfatos de alumínio; sais de cloro ou resíduos clorados; sais de magnésio, ou mesmo sais de sódio, tais como cloreto de sódio, disponíveis em particular na água do mar. Por exemplo, um silicoaluminato de cálcio é um exemplo particular de aluminato de cálcio dopado com sílica. Assim, um cimento de aluminato de cálcio refere-se a um pó que compreende essencialmente um ou mais aluminatos de cálcio e forma um tipo particular de aglutinante hidráulico.

[022] Também por convenção, nas seções a seguir, o termo “tri- hidrato de alumina AH3” será usado para se referir ao composto que compreende uma molécula de alumina AI2O3 para três moléculas de água H2O e “mono-hidrato de alumina AH” será usado para se referir ao composto que compreende uma molécula de alumina AI2O3 para uma molécula de água H2O.

[023] Finalmente, como é comum na química do cimento, as seguintes abreviações serão usadas: A para alumina AI2O3, C para cal CaO, S para sílica SiO2, H para água H2O, $ para óxido de enxofre SO3 e F para óxido de ferro Fe2O3.

[024] O método de acordo com a invenção consiste na fabricação de um aglutinante hidráulico que compreende um aluminato de cálcio, primeiro pela combinação dos compostos por meio de uma reação de hidratação que leva à formação das fases hidratadas na forma de precipitados, seguida pela calcinação das fases hidratadas obtidas.

[025] O método de acordo com a invenção inclui mais precisamente as seguintes etapas: a) fornecer uma composição compreendendo um composto fonte de cal C e um composto fonte de alumina, a referida composição compreendendo um máximo de 95% de cal C e alumina e um mínimo de 23% de alumina, em massa em relação à massa total de matéria seca da composição; b) colocar a composição fornecida na etapa a) em um ambiente (meio) saturado de umidade, a uma temperatura de hidratação compreendida entre 40 °C e 150 °C, de modo a precipitar as fases hidratadas compreendendo pelo menos um óxido de alumínio combinado com um óxido de cálcio e com água; c) submeter os precipitados obtidos na etapa b) a uma temperatura de queima compreendida entre 200 °C e 1300 °C, mantendo-os nas mesmas por pelo menos 15 minutos.

[026] O princípio geral subjacente ao método de acordo com a invenção é o seguinte. Na etapa b), a composição é colocada no ambiente (meio) saturado de umidade, de forma que os compostos desta composição liberem íons (ou seja, se dissolvem). Estes íons recombinam-se entre si na forma de fases hidratadas compreendendo pelo menos um óxido de alumínio combinado com um óxido de cálcio e com água. Após a saturação, as fases hidratadas precipitam (ou seja, cristalizam). A precipitação das fases hidratadas induz uma queda nas concentrações iônicas no meio saturado de umidade, o que novamente causa a liberação de íons dos compostos na composição. As reações de dissolução/precipitação continuam até que os compostos na composição estejam totalmente esgotados. Isso é o que chamamos de “reação de hidratação” na etapa b).

[027] Estas reações de dissolução/precipitação permitem combinar (na forma de óxidos) os elementos cálcio Ca e alumínio Al com um aporte de energia muito baixo e a uma temperatura baixa.

[028] Na etapa c) de queima, um dos objetivos é quebrar as ligações atômicas entre os íons cálcio e alumínio e as moléculas de água das fases cristalizadas hidratadas formadas na etapa b). Essas quebras nas ligações da molécula de água levam à formação de aluminatos de cálcio amorfos e/ou cristalinos. Outro objetivo pode ser recombinar, de forma controlada, a espécie desidratada.

[029] As etapas a), b) e c) são explicadas em mais detalhes abaixo.

ETAPA A)

[030] Para que a reação de hidratação possa ocorrer na etapa b) e levar à formação, na etapa c), do aglutinante hidráulico compreendendo pelo menos um aluminato de cálcio, é necessário que os compostos da etapa a) sejam capazes de liberar pelo menos íons que compreendem cálcio e íons que compreendem alumínio.

[031] O composto que libera, na água, pelo menos um íon compreendendo cálcio é, neste caso, o composto fonte de cal, enquanto o composto que libera, na água, pelo menos um íon compreendendo alumínio é o composto fonte de alumina, por exemplo, um composto fonte de tri-hidrato de alumina AH3.

[032] A fim de permanecer vantajoso do ponto de vista econômico, é necessário que a composição da etapa a) compreenda no máximo 95% em massa de cal e alumina em relação à massa total de matéria seca da composição, ou seja, os compostos desta composição não precisam ser todos puros. Este nível de concentração de massa é medido com base na matéria seca, ou seja, na ausência de água livre (por exemplo, após uma secagem de 24 horas a 110 °C).

[033] O método permite a utilização de matérias-primas naturais contendo impurezas, ao mesmo tempo que limita os efeitos negativos dessas impurezas no desempenho do aglutinante hidráulico (ao contrário dos métodos convencionalmente usados).

[034] Usar produtos puros seria menos interessante econômica e ecologicamente (visto que eles próprios são derivados de métodos industriais intensivos em energia).

[035] É vantajoso para a composição fornecida na etapa a) conter pelo menos 23% de alumina Al2O3 porque isso torna possível limitar a quantidade de cal residual que não é combinada na conclusão da etapa c).

[036] De preferência, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 25% de alumina. De um modo preferido, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 27% de alumina; alternativamente, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 30% de alumina.

[037] De preferência, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 25% de tri-hidrato de alumina AH3. De um modo preferido, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 27% de tri-hidrato de alumina AH3; alternativamente, a composição fornecida na etapa a) contém pelo menos 30% de tri-hidrato de alumina AH3.

[038] De acordo com um aspecto característico vantajoso da invenção, a razão molar de cal para tri-hidrato de alumina “C/AH3” da composição da etapa a) está entre 0,5 e 3. Alternativamente, a razão molar de cal para alumina “C/A “da composição da etapa a) está entre 0,5 e 3. A seleção de um valor de razão C/AH3 entre 0,5 e 3 garante a formação, na etapa b), da fase hidratada C3AH6 que compreende uma molécula de alumina por seis moléculas de água e três moléculas de cal. Esta fase hidratada C3AH6, quando é desidratada na etapa c), fornece aluminatos de cálcio com uma química geral caracterizada por uma razão molar C/A de 3, e mineralogicamente várias espécies podem coexistir, por exemplo, principalmente aluminato de cálcio C12A7 e cal (hidratado ou não hidratado).

[039] De preferência, a composição fornecida na etapa a) contém menos de 20% de sílica SiO2. Por exemplo, a composição fornecida na etapa a) contém menos de 15% de sílica SiO2. Alternativamente, a composição fornecida na etapa a) contém menos de 10% de sílica SiO2. Por exemplo, a composição fornecida na etapa a) contém menos de 8% de sílica SiO 2.

Alternativamente, a composição fornecida na etapa a) contém menos de 6% de sílica SiO2. Um nível maior de teor de sílica tende a favorecer o aparecimento de fases livres de alumina, tais como C2S e C3S, fases que são encontradas, por exemplo, no cimento Portland. Essas fases são menos reativas do que as fases contendo alumina, tais como os compostos de aluminato de cálcio.

[040] Vantajosamente também, a composição da etapa a) é, neste caso, formada pela mistura de pelo menos dois compostos selecionados a partir da seguinte lista: bauxita rica em ferro, bauxita pobre em ferro, cal viva ou cal hidratada, sulfato de cálcio, carbonato de cálcio, aluminossilicatos hidratados, tais como caulim, tri-hidrato de alumina sintético AH3, sais ou resíduos clorados tais como cloreto de sódio NaCl ou água do mar, ou mesmo sais ou resíduos nitrados como nitrato de cálcio CaNO3 ou lama de estrume de porco. A maioria desses compostos existe em seu estado natural, o que é vantajoso do ponto de vista econômico.

[041] De preferência, a título de fonte de tri-hidrato de alumina, utiliza-se uma bauxita que compreende principalmente tri-hidrato de alumina.

Isso é vantajoso porque as reservas naturais dessa bauxita são abundantes.

[042] De preferência, a título de composto fonte de cal, utiliza-se cal hidratada ou cal viva. Por exemplo, cal hidratada é usada como fonte de cal. O uso de cal hidratada é mais fácil de manusear em condições seguras.

[043] Vantajosamente, a composição da etapa a) compreende pelo menos 5% de compostos selecionados a partir da seguinte lista: mono- hidrato de alumina AH, tal como boemita, óxidos de ferro, sílica SiO2, calcita CaCO3, óxido de titânio TiO2, sais (hidratados ou não hidratado) que combinam, como ânion: sulfatos, silicatos, carbonatos, nitratos, fosfatos; e como cátion: cálcio, magnésio, ferro, em particular sais de cálcio hidratados ou não hidratados, tais como sulfatos de cálcio e carbonato de cálcio; sais de alumínio hidratados ou não hidratados, tais como silicatos de alumínio e em particular caulim; sulfatos de alumínio; sais de cloro ou resíduos clorados; sais de magnésio, ou mesmo sais de sódio, tais como cloreto de sódio, disponíveis em particular na água do mar.

[044] Por exemplo, a composição da etapa a) compreende pelo menos 5% de cloretos. Por exemplo, a composição da etapa a) compreende pelo menos 5% de silicatos, por exemplo, pelo menos 5% de silicato de alumínio, por exemplo, pelo menos 5% de caulim. Por exemplo, a composição da etapa a) compreende pelo menos 5% de sulfatos de cálcio e/ou sulfatos de alumínio.

[045] Os pelo menos 5% de compostos precipitados permitem conferir aspectos característicos funcionais ao aglutinante hidráulico que é finalmente obtido. A título de exemplos não limitativos, os cloretos, que formam os sais de Friedel com aluminatos de cálcio, tornam possível reduzir a penetração dos sais no meio. Já os silicatos, junto com os aluminatos de cálcio, promovem a formação de estratlingita, que não é submetida à conversão. E os sulfatos promovem a formação de etringita ou monossulfoaluminato, com bom desempenho mecânico e/ou desempenho relacionado à compensação de retração, secagem rápida, etc.

[046] A composição da etapa a) pode estar na forma de um pó seco, livre ou compactado, ou mesmo pode estar na forma de uma composição em um meio aquoso, tal como uma suspensão aquosa.

[047] A distribuição do tamanho de partícula dos compostos que constituem a composição da etapa a) influencia a velocidade da etapa b) de hidratação. De fato, na etapa b), a combinação, por meio de dissolução e depois precipitação na forma de hidratos, dos compostos da composição da etapa a), é facilitada e acelerada através de um aumento da superfície reativa destes compostos.

[048] Assim, vantajosamente, todo o conjunto de partículas da composição da etapa a) tem uma distribuição de tamanho de partícula definida por um diâmetro de referência d80 que é menor ou igual a 100 micrômetros.

[049] A distribuição de tamanho de partícula definida por este diâmetro de referência d80 que é menor ou igual a 100 micrômetros garante que a velocidade de reação na etapa b) seja aceitável, nas condições de operação de pressão e temperatura selecionadas.

[050] O diâmetro de referência d80 de qualquer conjunto de partículas é uma quantidade que é representativa da distribuição estatística dos tamanhos dessas partículas, ou seja, do tamanho de partícula desse conjunto de partículas.

[051] O diâmetro de referência d80 é um diâmetro de referência definido como o diâmetro (limiar) abaixo do qual seriam encontrados 80% das partículas utilizadas, em volume em relação ao volume total de todo o conjunto das referidas partículas.

[052] Em outras palavras, para um conjunto de partículas com um determinado diâmetro de referência d80, 80% em volume dessas partículas teriam um diâmetro que é menor do que este diâmetro de referência dado d80, e 20% em volume dessas partículas teriam um diâmetro que é maior do que este diâmetro de referência dado d80.

[053] O termo “diâmetro” neste caso é entendido como se referindo à maior dimensão da partícula, qualquer que seja sua forma.

[054] O diâmetro de referência d80 para um conjunto de partículas é obtido a partir de uma curva de tamanho de partícula que representa a distribuição estatística do tamanho de cada uma das partículas neste conjunto.

[055] Na prática, o diâmetro de referência d80 de um conjunto de partículas pode ser determinado por várias técnicas, tais como o método de sedimentação (detecção por absortometria de raios X) ou o método de difração a laser (norma ISO 13320). No contexto da presente invenção, o tamanho de partícula é medido de acordo com a norma ISO 13320 por meio do método de difração a laser, por exemplo, com um analisador de tamanho de partícula do tipo difração a laser - Mastersizer 2000 ou 3000 comercializado pela empresa Malvern, sob uma pressão de 3 bar.

[056] A fim de atingir este diâmetro de referência d80, os compostos da composição fornecida na etapa a) podem ser moídos. Em particular, é possível considerar a moagem dos compostos separadamente e depois misturá-los para formar a composição, ou a co-moagem dos compostos, isto é, moê-los todos juntos, para formar diretamente a composição.

[057] Esta moagem preliminar ou co-moagem pode ser realizada em um meio úmido ou seco. Em particular, é possível utilizar para este efeito um moinho de bolas de recipiente de tambor rotativo com bolas de moagem, em que a massa de água introduzida é tal que evita a aglutinação dos materiais secos a serem moídos. Esta massa de água pode ser, por exemplo, maior ou igual à massa de matéria seca introduzida no recipiente.

[058] A moagem preliminar dos compostos da composição da etapa a), em meio aquoso, é geralmente acompanhada por aquecimento, natural ou imposto, do moedor utilizado, de modo que a reação de hidratação possa começar após a ocorrência da moagem. Assim, é possível implementar as etapas a) e b) do método de forma parcialmente simultânea. Isso resulta em economia de tempo e/ou energia em comparação com um método em que as etapas a) e b) são implementadas de uma maneira inteiramente sequencial.

Quando as etapas a) e b) são realizadas de maneira parcialmente simultânea, a água necessária para a reação de hidratação é colocada em contato com a composição da etapa a) após a ocorrência da moagem. Neste caso, a água utilizada para a moagem deve ser introduzida em quantidade excessiva em relação à composição a ser moída, de modo que, ao ser moída, o meio em que a composição é colocada fique saturado de umidade.

ETAPA B)

[059] O meio saturado de umidade no qual a composição é colocada na etapa b) é formado por excesso de água líquida. Em particular, a composição é colocada em uma quantidade de água que é pelo menos igual à quantidade de água necessária para a hidratação total dos compostos na etapa a). A água pode ser fornecida pela quantidade de água necessária ao manuseio e manipulação dos produtos, por exemplo durante a moagem da fase úmida ou para o transporte dos produtos da etapa b) para a etapa c).

[060] Por exemplo, no caso de moagem de fase úmida, a quantidade de água necessária para obter uma pasta que seja suficientemente fluida para ser manuseada e manipulada em um método industrial (a fim de evitar aglutinação, etc.) é amplamente suficiente para também permitir a hidratação das matérias-primas ao longo da etapa b). O técnico no assunto saberá como determinar a quantidade necessária de água, verificando se a água não é um fator que limita o processo de hidratação, por exemplo, usando uma medição mineralógica nos produtos resultantes obtidos na etapa b).

[061] Para isso, a composição da etapa a) é colocada com o excesso de água líquida em um recipiente, por exemplo, feito de material plástico ou metal, no qual é aquecida. A composição é dispersa em água líquida, por exemplo, por meio de um agitador de pá quando a composição está seca antes de ser colocada em contato com água, ou por meio do recipiente de tambor rotativo quando a composição está úmida após a moagem úmida dos compostos iniciais em meio úmido.

[062] Quando a temperatura de hidratação é selecionada para ser superior a 100 °C, a composição da etapa a) misturada com água líquida é colocada em uma autoclave ou qualquer outra instalação industrial que forneça os meios para satisfazer as condições requeridas de temperatura e pressão.

[063] A título de variante, pode ser previsto que a composição seja colocada em atmosfera úmida, à pressão de vapor saturado da água.

Essa atmosfera é então considerada um ambiente saturado de umidade.

[064] Em ambos os casos, o ambiente/ meio saturado de umidade inclui excesso de água. Na verdade, a água não deve ser um fator que limite a reação de hidratação. Além disso, a presença de água após a reação de hidratação da etapa b) facilita o manuseio e manipulação das fases hidratadas obtidas.

[065] Na etapa b), os íons que podem ser obtidos pela colocação da composição da etapa a) no meio saturado de umidade são, em particular, os seguintes: íons de cálcio Ca2+, ânions de hidróxido de alumínio em meio básico Al(OH)4-, íons sulfato SO42-, ânions de silicato em meio básico SiO(OH)3-, íons carbonato CO32, íons cloreto Cl- e íons nitrato NO32-.

[066] As fases hidratadas que podem ser obtidas são, então, as seguintes: CAH10, C2AH8, C3AH6, C4AH9-13, C2ASH8, C3A(CaSO4)H19, C3A(CaSO4)3H32, C3A(CaCO3)H19, C3A(CaNO3)H19, C3A(CaCl2)H19, em que CaSO4, CaCO3, CaNO3 e CaCl2, respectivamente, representam sulfato de cálcio, carbonato de cálcio (ou calcita), nitrato de cálcio e cloreto de cálcio.

[067] Vantajosamente, a composição é colocada neste meio saturado de umidade por um período de entre 15 minutos e 48 horas. Este período de tempo é relativamente curto, o que é uma vantagem tanto em relação à velocidade de produção quanto em termos de economia de energia.

[068] Como foi explicado acima, o aumento da superfície reativa dos compostos da composição fornecida na etapa a), torna possível facilitar e/ou acelerar a reação de hidratação da etapa b).

[069] Além do aumento da superfície reativa dos compostos iniciais, a reação de hidratação da etapa b) também pode ser facilitada por um aumento na temperatura da reação, ou mesmo na pressão.

[070] É por isso que a temperatura de hidratação neste caso é selecionada para estar na faixa que se estende entre 40 °C e 150 °C.

[071] Do ponto de vista prático, qualquer meio que sirva para aumentar a temperatura pode ser utilizado para atingir a temperatura de hidratação desejada na etapa b). Por exemplo, podem ser usados meios de aquecimento convencionais (forno de túnel, resistências elétricas etc.).

[072] Uma temperatura inferior a 100 °C, ou seja, neste caso compreendida entre 40 °C e 100 °C, é particularmente vantajosa porque permite realizar a etapa b) à pressão atmosférica, o que é fácil e vantajoso do ponto de vista econômico e de segurança em uma instalação industrial.

[073] Uma reação de hidratação sob condições hidrotérmicas fornece a capacidade de acelerar ainda mais a referida reação de hidratação.

O termo “condições hidrotérmicas” é entendido como referindo-se a uma temperatura que está acima da temperatura de ebulição e uma pressão que é suficiente para garantir um meio/ambiente saturado de umidade (isto é, por exemplo, maior que 100 °C, sob uma pressão de 1 atm). Para uma determinada temperatura, a pressão deve ser superior à pressão de vapor saturado. Para uma temperatura selecionada, o técnico no assunto poderia usar, por exemplo, a fórmula de Duperray (válida entre 90 °C e 140 °C), P = (T/100)4, com P a pressão em atmosferas, e T a temperatura em °C.

[074] A duração da etapa b) é selecionada em função da temperatura de hidratação. Mais especificamente, quanto mais alta a temperatura de hidratação, menor será a duração da etapa b). Assim, por exemplo, no caso da cal hidratada e tri-hidrato de bauxita moído até um d80 de 80 µm, a taxa de progresso da reação de hidratação é próxima a 90% após 8 minutos a uma temperatura de hidratação de 150 °C, com esta taxa de progresso sendo alcançada após 25 minutos a 100 °C, após 90 minutos a 85 °C e após 20 horas a 40 °C.

[075] De forma preferencial, será selecionada uma temperatura de hidratação compreendida entre 80 °C e 90 °C, por exemplo 85 °C. Será selecionada uma duração de hidratação compreendida entre 15 minutos e 48 horas. Por exemplo, a duração da hidratação está entre 18 horas e 30 horas, por exemplo, entre 20 horas e 28 horas. Por exemplo, a duração da hidratação está entre 22 horas e 26 horas. Por exemplo, a duração da hidratação é de 24 horas.

[076] As fases hidratadas resultantes da reação de hidratação da etapa b) estão na forma de precipitados. Estão na forma de um sólido seco, ou seja, sem água livre, ou em suspensão. Quando estão em suspensão, devem ser separadas da água livre que as rodeia, pois, a evaporação subsequente dessa água livre, durante a etapa c) de queima, representa um custo energético adicional. Essa separação pode ser feita por vários meios, em particular por filtração, prensagem ou mesmo evaporação.

[077] A eventual secagem dos precipitados recuperados pode ser considerada, sem, no entanto, ser necessária. Esta secagem pode ser realizada entre 80 °C e 260 °C aproximadamente, sob atmosfera seca, por exemplo colocando os precipitados no forno a 85 °C, por um período de 24 horas. De modo mais geral, a secagem é simultânea com a implementação da etapa c) de queima.

ETAPA C)

[078] Na etapa c), as fases hidratadas precipitadas são submetidas a um tratamento de queima.

[079] Na conclusão da etapa c), o material obtido apresenta capacidade reativa com a água, o que o torna um aglutinante hidráulico.

[080] A temperatura de queima selecionada para a implementação da etapa c) depende, por um lado, das fases hidratadas formadas na etapa b), e, por outro lado, dos aluminatos de cálcio que se pretende obter na conclusão da etapa c).

[081] Por exemplo, à pressão atmosférica, o precipitado CAH10 desidrata a 200 °C, enquanto o precipitado C3AH6 desidrata a 400 °C. As temperaturas de desidratação das fases hidratadas usuais são referenciadas nas tabelas de dados termodinâmicos FactSage ou Minimização da Energia de Gibbs (GEM).

[082] Na prática, a fase C3AH6, que é a fase de aluminato de cálcio hidratado mais estável obtida na etapa b), é completamente desidratada a 400 °C. No entanto, pode ser benéfico usar uma temperatura de queima superior a 400 °C para controlar as proporções relativas das outras fases desidratadas e a reatividade geral do aglutinante hidráulico finalmente obtido.

[083] Tanto a mineralogia como a cristalinidade dos aluminatos de cálcio que podem ser obtidos na conclusão da etapa c) dependem da duração e da temperatura de queima selecionadas. Da mesma forma, as proporções desses diferentes aluminatos de cálcio no aglutinante hidráulico final dependem da duração e da temperatura de queima - também chamada de temperatura de desidratação - selecionada. Por exemplo, para um aluminato de cálcio não dopado, os seguintes fenômenos geralmente ocorrerão. Para uma temperatura de queima compreendida entre aproximadamente 400 °C e aproximadamente 500 °C, o C3AH6 se decompõe em C12A7 e cal hidratada Ca(OH)2. Para uma temperatura de queima compreendida entre aproximadamente 500 °C e aproximadamente 600 °C, a cal hidratada desidrata e o aluminato de cálcio, portanto, compreende uma fase cristalina de C12A7 e cal desidratada CaO. Para uma temperatura de queima compreendida entre aproximadamente 600 °C e aproximadamente 800 °C: se estiverem presentes carbonatos, eles são descarbonatados. Para uma temperatura de queima compreendida entre aproximadamente 800 °C e aproximadamente 900 °C: resulta na recristalização das espécies, principalmente C12A7 e cal CaO. A partir de 900 °C em diante, resulta na recombinação das fases de aluminato de cálcio e cal, evoluindo para o equilíbrio químico da composição inicial. A partir de 950 °C em diante: resulta na recombinação de ferro e sílica com as fases de aluminatos de cálcio, a quantidade de ferro e sílica recombinantes aumentando com a temperatura.

[084] Em particular, do ponto de vista cristalográfico, após a etapa c) de desidratação, as substâncias obtidas constituem uma mistura mais ou menos amorfa. O grau de cristalinidade, a proporção relativa das fases cristalinas e a água residual cristalizada dependem da duração e da temperatura da etapa c) de desidratação.

[085] Em particular, uma temperatura de queima mais elevada tem o efeito de reduzir a parte amorfa e desenvolver as fases cristalizadas. A quantidade de água residual cristalizada diminui à medida que a temperatura de desidratação aumenta. Outros fenômenos, tais como recristalização ou recombinação, também podem ocorrer com o aumento da temperatura, mas esses fenômenos não aparecem necessariamente em ordem sequencial. Cada um desses fenômenos de desidratação, recristalização ou recombinação tem sua própria cinética, que também depende da espécie considerada. A uma dada temperatura usada na etapa c) de queima, todas as reações que podem ocorrer a esta temperatura, ou então a uma temperatura mais baixa, podem de fato ocorrer e, assim, aumentar a duração da etapa c) permite que as reações se aproximem do estado de equilíbrio.

[086] Assim, é possível, com uma temperatura de queima e período de tempo bem selecionados, orientar a composição mineralógica final.

Se a temperatura for suficientemente elevada, o aumento da duração da etapa c) de queima tem o efeito de reduzir, consequentemente, a parte amorfa, desenvolvendo as fases cristalizadas e diminuindo a quantidade de água residual cristalizada.

[087] Os aluminatos de cálcio que podem ser obtidos na forma cristalina são os seguintes: C3A (3CaO.Al2O3), C12A7 (12CaO.7Al2O3), CA (CaO.Al2O3), CA2 (CaO.2Al2O3) ou CA6 (CaO.6Al2O3) para as fases contendo apenas cal e alumina, bem como C4A3$ (4CaO.3Al2O3.SO3) ou C2AS (2CaO.Al2O3.SiO2) para as fases contendo óxidos de enxofre ou óxidos de sílica. A reatividade hidráulica desses aluminatos de cálcio, ou seja, sua capacidade e velocidade de reação com água, é variável. Em geral, a reatividade hidráulica das fases de aluminato de cálcio “puro” diminui quando a razão C/A, ou seja, a razão molar (ou massa) entre cal e alumina, diminui.

[088] Por exemplo, no caso em que o precipitado formado na etapa b) é C3AH6, a escolha de uma temperatura de queima de 400 °C na etapa c) leva à obtenção da fase cristalizada C12A7 e cal hidratada no estado amorfo ou pobremente cristalizado, bem como quaisquer produtos em excesso que não tenham reagido na etapa b), nomeadamente Portlandita CH no caso de excesso de cal e mono-hidrato de alumina AH no caso de excesso de alumina. As proporções relativas das fases cristalizadas e amorfas obtidas dependem da química geral das substâncias de partida, em particular da razão C/A da composição da etapa a).

[089] O tratamento em temperaturas mais elevadas induz uma redução da parte amorfa, um aumento das fases já cristalizadas, bem como o aparecimento de novas fases cristalizadas não observadas a 400 °C, tal como as fases cristalizadas CA, CA2, C4A3$, C2AS.

[090] A duração e a temperatura de queima na etapa c) devem, portanto, ser definidas de acordo com a aplicação e a reatividade almejada para o aglutinante hidráulico produzido.

[091] Neste caso, a temperatura de queima é selecionada dentro de uma faixa que se estende entre 200 °C e 1300 °C.

[092] Em particular, a temperatura de queima está preferencialmente compreendida entre 400 °C e 1200 °C, mais preferencialmente entre 900 °C e 1000 °C, na verdade, ainda mais preferencialmente entre 930 °C e 970 °C.

[093] Esta temperatura de queima é significativamente mais baixa do que as temperaturas usuais usadas em métodos de fabricação de aluminato de cálcio conhecidos, em particular aquelas usadas em métodos de sinterização ou fusão conhecidos.

[094] Quando a etapa c) é realizada a uma pressão que está abaixo da pressão atmosférica, a temperatura de queima pode possivelmente ser reduzida, por exemplo, para uma temperatura de queima que é inferior a 600 °C, sem alterar as propriedades do aglutinante hidráulico final obtido.

[095] Do ponto de vista prático, qualquer meio que sirva para aumentar a temperatura pode ser utilizado para atingir a temperatura de queima desejada na etapa c). Por exemplo, podem ser usados meios de aquecimento convencionais ou aquecimento por micro-ondas. Em particular, a queima pode ser realizada em um forno elétrico, com uma taxa de rampa de temperatura de 300 °C por hora, até atingir a temperatura de queima desejada, essa temperatura de queima sendo então mantida durante um tempo de queima desejado. O resfriamento é posteriormente controlado por meio de ventilação do forno com uma taxa de rampa de -300 °C por hora, até atingir uma temperatura próxima a 110 °C que permite o manuseio e manipulação do produto final.

[096] Vantajosamente, na etapa c), a duração do tempo de queima, ou seja, o período de tempo durante o qual as fases hidratadas são colocadas à temperatura de queima, está compreendida entre 15 minutos e

240 minutos. Esta duração, sendo inferior ou igual a 4 horas, é bastante razoável e permite limitar o consumo de energia. De preferência, a duração do tempo de queima é igual a 3 horas ou menos.

[097] De acordo com um aspecto característico particularmente vantajoso do método de acordo com a invenção, quando se utiliza matérias- primas que contêm fases secundárias compreendendo ferro e/ou sílica, é possível controlar a formação de certas fases cristalinas, em particular Gehlenita C2AS e as ferritas C2F e/ou C4AF. Isto é vantajoso porque a presença das ferritas C2F e/ou C4AF e/ou Gehlenita C2AS no aglutinante hidráulico final nem sempre é desejável, dependendo da aplicação a que se destina este aglutinante hidráulico. Na verdade, as ferritas C2F, C4AF e a Gehlenita C2AS resultam em um aglutinante hidráulico que tem uma reatividade mais lenta porque seu potencial hidráulico é inferior ao dos aluminatos de cálcio puro (fases CA ou C12A7), mas elas também podem exibir comportamentos de resistência mecânica notáveis a longo prazo - especialmente C4AF. Assim, a limitação da formação das fases compreendendo ferrita e Gehlenita permite obter, na conclusão da etapa c), um aglutinante hidráulico com reatividade rápida, ou seja, um aglutinante hidráulico exibindo fixação rápida e/ou aumento rápido em sua resistência inicial; ao passo que promove o desenvolvimento do mesmo, entretanto, resulta em um aglutinante hidráulico que fornecerá um cimento que embora menos reativo, no entanto, exibe bons comportamentos de resistência mecânica a longo prazo.

[098] Na prática, mesmo quando compostos naturais contendo elementos tais como ferro ou óxidos dos mesmos (por exemplo, certas bauxitas), ou contendo sílica, são usados como compostos na composição fornecida na etapa a), as condições operacionais para a etapa b) do método de acordo com da invenção são tais que não conduzem à obtenção de novas fases hidratadas de aluminatos de cálcio contendo ferro ou sílica. De fato,

quando estão presentes na etapa a), o ferro, seus óxidos ou a sílica permanecem na forma livre e não recombinante na conclusão da etapa b). É assim possível, dependendo da temperatura de queima selecionada na etapa c), incluir ou não, ferro, seus óxidos ou sílica, nas fases desidratadas finais.

Mais precisamente, por ser colocado na etapa c), a uma temperatura de queima inferior a 900 °C, nenhuma das fases cristalinas C2F e/ou C4AF e/ou C2AS é formada. Por outro lado, toda a cal residual presente no sistema após a etapa b) permanece na forma de cal hidratada ou cal viva CaO, esta última exibindo uma alta higroscopia e reatividade excessivamente alta, que são prejudiciais às aplicações previstas.

[099] Inversamente, ao ser colocada na etapa c) a uma temperatura de queima compreendida entre 930 °C e 970 °C, por exemplo perto de 950 °C, por cerca de 3 horas, a cal é encontrada totalmente combinada em fases de aluminatos de cálcio, e o ferro e/ou óxidos do mesmo, apenas começam a reagir com as fases presentes a fim de se combinar com as fases cristalinas de aluminato de cálcio e formar as fases cristalizadas de C2F e/ou C4AF.

[0100] Em torno de uma temperatura de 1000 °C, as ferritas parecem se formar na forma de C2F e/ou C4AF, enquanto a sílica está apenas começando a se combinar com fases de aluminatos de cálcio em C2AS; no entanto, essas fases são menos reativas do que os aluminatos de cálcio.

[0101] É, portanto, vantajoso manter uma temperatura de queima inferior a 1000 °C, a fim de limitar a dispendiosa mobilização da alumina pelo ferro e/ou sílica. Por exemplo, a temperatura de queima estará compreendida entre 200 °C e 750 °C; alternativamente, entre 200 °C e 700 °C.

[0102] Também é vantajoso para a composição da etapa a) compreender um máximo de 0,4% em peso de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6, em relação ao peso da composição seca da etapa a); alternativamente, a composição da etapa a) compreende um máximo de 0,3% em peso, por exemplo, um máximo de 0,2% em peso de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6, em relação ao peso da composição seca da etapa a); por exemplo, a composição da etapa a) não compreende compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6.

[0103] Da mesma forma, é vantajoso para o método de acordo com a invenção não incluir a adição de compostos fluorados selecionados a partir de uma fonte de CaF2 e/ou criolita Na3AlF6.

[0104] Na verdade, o uso desses compostos em um método de fabricação de aluminato de cálcio envolve a formação de um gás, HF, que é corrosivo, perigoso para os operadores e tóxico para o meio ambiente. Esses compostos são mais caros e não compatíveis com um método econômico.

[0105] O método de acordo com a invenção sempre resulta na obtenção de um composto de aluminato de cálcio que é muito friável ou quebradiço. Quando necessário, o composto de aluminato de cálcio pode ser facilmente reduzido a um pó, por exemplo por meio de um almofariz e pilão, ou por meio de 5 a 10 minutos de processamento em um moedor, tal como um recipiente de tambor rotativo.

[0106] Portanto, não é necessário usar moinhos de alta energia, tais como moinhos de bolas. Onde tais moedores são contudo usados, eles seriam usados por um período de tempo muito curto.

[0107] O método de acordo com a invenção também sempre resulta na obtenção de um composto de aluminato de cálcio com uma área superficial específica elevada (de acordo com o método Brunauer-Emmett- Teller ou BET). Assim, o composto de aluminato de cálcio obtido pelo método de acordo com a invenção tem, por exemplo, uma área superficial específica superior a 7 m2/g; ou ainda mais de 20 m2/g. Por exemplo, o composto de aluminato de cálcio obtido pelo método de acordo com a invenção tem uma área superficial específica superior a 40 m2/g.

[0108] Vantajosamente, o composto de aluminato de cálcio obtido pode ser usado como um aglutinante hidráulico.

[0109] Mais precisamente, o composto de aluminato de cálcio obtido pode ser usado sozinho ou combinado com sulfato de cálcio e, possivelmente, com cimento Portland de modo a formar um aglutinante hidráulico.

[0110] O aglutinante hidráulico assim formado pode, por exemplo, ser usado nas seguintes aplicações: - na química de construção, para a produção de argamassas, tais como argamassas de reparação, adesivos para ladrilhos e rebocos ou juntas, betonilhas e revestimentos de alisamento ou acabamento, ou mesmo gessos ou revestimentos decorativos; - como um aglutinante para concreto refratário; - como um aglutinante para concreto de engenharia civil; - como um aglutinante para qualquer método de tipo de pré- fabricação; - como aglutinantes para cimentação de poços; - como um aglutinante para concreto pulverizado seco ou úmido (concreto projetado).

[0111] O composto de aluminato de cálcio obtido também pode ser usado nas seguintes aplicações: - como um fluxo metalúrgico; - como uma carga mineral; - como um catalisador ou suporte de catalisador; - como um pigmento; - como um abrasivo.

[0112] Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção, no entanto sem qualquer limitação pretendida.

EXEMPLOS A - PREPARAÇÃO DE AGLUTINANTES HIDRÁULICOS DE ACORDO COM A INVENÇÃO A1. MATÉRIAS-PRIMAS

[0113] As matérias-primas listadas nas Tabelas 1-1 e 1-2 abaixo são usadas para fabricar, de acordo com o método da invenção, os compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11.

TABELA 1-1 Composição Química Composição Química Al2O3 CaO SiO2 Fe2O3 SO3 Impurezas LOI TOTAL Bauxita A Wépa 61 0 0,7 3,5 0 3,9 31 100 Bauxita B (Boké lote A) 53,1 0 8,9 11,25 0 3,15 24 100 Bauxita C (Boké lote B) 52,3 0 2,2 19,5 0 3,7 22 100 Cal Ca(OH)2 0,4 77 0,8 0,4 0 1,3 20 100 AH3 (Gibbsita Altéo SH500) 65 0 0 0 0 0,6 34 100 Gesso (CaSO4.0,5H2O) Gipsita (CaSO4.2H2O) 0,3 31 1,9 0,3 45 1,6 20 100 TABELA 1-2 Mineralogia CaSO4. CH AH3 xH2O Impurezas Bauxita A Wépa 87,2 8,1 Bauxita B (Boké lote A) 61,9 23,9 Bauxita C (Boké lote B) 71,4 28,6 Cal Ca(OH)2 98,2 1,8 AH3 (Gibbsita Altéo SH500) 99,7 0,3 Gesso (CaSO4.0,5H2O) 96,1 3,9 Gipsita (CaSO4.2H2O) 95,9 4,1

[0114] A perda por ignição LOI aqui representa principalmente o teor de umidade das matérias-primas, medido pela perda de peso relativa após a secagem a 110 °C por um período de 24 horas.

[0115] Em particular, três bauxitas ricas em tri-hidrato de alumina AH3 são avaliadas, apresentando vários níveis de impurezas (representadas principalmente por óxidos de ferro e sílica): a bauxita A (australiana) é pobre em óxido de ferro e sílica, enquanto a bauxita B ou bauxita C (guianense, conhecida como Boke) são mais ricas em óxidos de ferro. O gesso de gipsita é um sulfato de cálcio hemi-hidratado, a gipsita é um sulfato de cálcio di- hidratado, tendo em mente que tudo será encontrado na forma de di-hidrato durante a etapa b).

[0116] Os compostos de aluminato de cálcio LH2 a LH7 obtidos de acordo com o método da invenção são eles próprios usados como aglutinantes hidráulicos a fim de formar as pastas puras denominadas P1 a P10 e P*, e as argamassas M1, M11, M12, M13 e M14, bem como as argamassas comparativas MC1 e MC2. Entre as matérias-primas utilizadas para a formação das referidas argamassas estão incluídas as seguintes: anidrito FF®, que é um sulfato de cálcio anidro comercializado pela empresa Francis Flower, cimento Portland ordinário, abreviado como “OPC” que é o cimento Portland comercializado pela empresa Milke (referência OPC 52.5R), areia NE14 (areia de sílica padrão AFNOR), ácidos cítrico e tartárico, carbonato de sódio Na 2CO3.

A2. COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO OBTIDO DE ACORDO COM O MÉTODO DA

INVENÇÃO

[0117] A Tabela 2 abaixo agrupa as várias composições iniciais, bem como as condições operacionais do método da invenção efetivamente implementado a fim de obter os compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH

11. Nesta tabela 2, na etapa a), as porcentagens em massa são dadas pela massa em relação à massa total da composição úmida ou em relação à massa total de matéria seca da composição.

TABELA 2 Composição Etapa a) Composição Seca Úmida Al2O3+CaO calculado massa) calculado AH3 + CH (% em (% em massa) (% em massa) (% em massa) (% em massa) (% em massa) Razão molar Bauxita B Bauxita C AH3 + CH Gipsita Cal CH Gesso AH3 C/A - LH1 - 56 44 - 2,3 - 83,2 47,4 33,5 - LH2 - 75 25 - 1 - 78,1 44,5 30,5 - LH3 - 68 32 - 1,4 - 80 45,6 31,7 - LH4 - 62 38 - 1,8 - 81,6 46,5 32,6 - LH5 - 75 25 - 1 - 78,1 44,5 30,5 LH6 - - 25,7 - 0,98 20 54,3 80 n.d. n.d.

LH7 - - 25,7 - 0,98 20 54,3 80 n.d. n.d.

LH8 57,3 - 38,6 4,1 2,3 - - 73,4 n.d. n.d.

LH9 63 - 33,2 3,8 1,8 - - 71,6 n.d. n.d.

- LH10 56,7 - 43,3 - 2,6 - 77,6 n.d. n.d.

- LH11 62,2 - 37,8 - 2,0 - 75,6 n.d. n.d.

n.d. - não determinado TABELA 2 - CONTINUAÇÃO Etapa b) Hidratação Etapa c) Queima Diâmetro d80 (µm) Diâmetro d80 (µm) Área superficial BET - Cimento (% em massa) Temperatura Temperatura Final (m2/g) Al2O3+CaO calculado Duração Duração (horas) (horas) Sílica (°C) (°C) LH1 33,5 0,4 85 24 5,5 400 3 9,3 24

Etapa b) Hidratação Etapa c) Queima Diâmetro d80 (µm) Diâmetro d80 (µm) Área superficial BET - Cimento (% em massa) Temperatura Temperatura Final (m2/g) Al2O3+CaO calculado Duração Duração (horas) (horas) Sílica (°C) (°C) LH2 30,5 0,5 85 24 n.d. 400 3 8,7 120 LH3 31,7 0,5 85 24 n.d. 400 3 8,1 85 LH4 32,6 0,4 85 24 n.d. 400 3 8 59 LH5 30,5 0,5 85 24 n.d. 900 3 7,1 26 LH6 - - 80 24 n.d. 400 3 13,5 87,4 LH7 - - 80 24 n.d. 950 3 12,8 7,8 LH8 - 3,14 100 24 n.d. 1200 4 n.d. n.d.

LH9 - 3,44 100 24 n.d. 1200 4 n.d. n.d.

LH10 - 3,1 100 24 n.d. 1200 4 n.d. n.d.

LH11 - 3,28 100 24 n.d. 1200 4 n.d. n.d.

n.d. - não determinado A3. ANÁLISE DOS COMPOSTOS DE ALUMINATO DE CÁLCIO OBTIDOS A3.1 FINURA

[0118] A finura dos compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11 é medida em bancada óptica, pelo método de difração a laser, conforme norma ISO 13320, com um analisador de tamanho de partícula do tipo difração a laser - Mastersizer 2000, comercializado pela empresa Malvern, modelo óptico “Fraunhofer”, sob pressão de 3 bar.

[0119] A Tabela 3 abaixo resume a finura dos compostos de aluminato de cálcio LH2 a LH7 obtidos de acordo com o método da invenção,

nas condições operacionais apresentadas na Tabela 2. Mais precisamente, esta Tabela 3 indica os diâmetros de referência d10, d50, d80 e d90 dos vários compostos diferentes obtidos. Esses diâmetros de referência definem a distribuição do tamanho de partícula de todo o conjunto de partículas que constitui cada composto obtido. Em particular, o diâmetro de referência d10 é um diâmetro de referência definido como o diâmetro (limiar) abaixo do qual seriam encontrados 10% das partículas utilizadas, em massa em relação à massa total de todo o conjunto das referidas partículas. O diâmetro de referência d50 é um diâmetro de referência definido como o diâmetro abaixo do qual seriam encontrados 50% das partículas utilizadas, em massa em relação à massa total de todo o conjunto das referidas partículas. E, o diâmetro de referência d90 é um diâmetro de referência definido como o diâmetro abaixo do qual seriam encontrados 90% das partículas utilizadas, em massa em relação à massa total de todo o conjunto das referidas partículas.

[0120] A finura é obtida após a moagem dos compostos obtidos no final da etapa c), com um pilão e almofariz por 5 minutos (LH3, LH4, LH5, LH6 e LH7), ou por 10 minutos (LH2).

TABELA 3 Composto de aluminato de LH2 LH3 LH4 LH5 LH6 LH7 cálcio Diâmetro d10 (µm) 1,23 1,48 1,84 0,54 1,98 1,2 Diâmetro d50 (µm) 5,01 4,83 4,49 3,67 7,93 6,19 Diâmetro d80 (µm) 8,72 8,11 8 7,13 13,49 12,79 Diâmetro d90 (µm) 11,08 10,24 10,63 9,36 16,99 17,16

[0121] A finura dos compostos de aluminato de cálcio LH2 a LH7 corresponde à de um cimento fino. A título de comparação, um aluminato de cálcio convencional disponível comercialmente, fabricado pelo método de fusão seguido de moagem em um moinho de bolas, por exemplo do tipo Ternal® RG- S ou Ternal® EP comercializado pela empresa Kerneos, tem um diâmetro d80 da ordem de 65 µm.

[0122] Assim, os produtos obtidos de acordo com o método da invenção, após uma moagem leve e rápida, são tão finos, na verdade ainda mais finos, do que os aglutinantes hidráulicos convencionais que são moídos por meios convencionais intensivos em energia, tais como moinhos de bolas ou de rolos.

[0123] Além disso, o composto LH2, que é moído por um período duas vezes mais longo, não é particularmente mais fino do que os compostos LH3 a LH7. Isto, de fato, mostra claramente que uma moagem leve é suficiente para obter um cimento fino usando o método de acordo com a invenção.

[0124] Além disso, os produtos obtidos pelo método da invenção apresentam a particularidade de possuírem uma área superficial específica de acordo com o método BET que é superior aos cimentos existentes no mercado, o que é particularmente vantajoso.

A3.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA

[0125] A composição química dos compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11 pode ser analisada de maneira equivalente por vários métodos diferentes a partir dos quais um técnico no assunto seria capaz de escolher facilmente, por exemplo, por meio de difração de raios-X, ou mesmo por um método de análise termogravimétrica (TGA). Neste caso, a análise de fluorescência de raios-X usando contas de vidro é selecionada. O protocolo é o seguinte: misturar 0,85 g de material calcinado e 5,15 g de tetraborato de lítio; preparar a conta usando o sistema Perl'x3 da marca PANalytical (perfil de fusão: 50 segundos a 900 °C, depois 230 segundos a 1050 °C, depois 230 segundos a 1100 °C e fundição); analisar a conta usando o aparelho espectrômetro S4 Pioneer XRF da marca BRUKER, por meio do programa Perle.

[0126] A Tabela 4 abaixo resume a composição mineralógica dos compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11 obtidos.

TABELA 4 LH1 LH2 LH3 LH4 LH5 LH6 LH7 LH8 LH9 LH10 LH11 Boemita, AH (% em massa) 8,8 7,8 6,6 5,4 2,3 Gibbsita, AH3 (% em massa) 0 Goetita Fe3+O(OH) (% em massa) 0 Hematita, Fe2O3 (% em massa) 14,5 11,3 10,7 9,1 10,9 Rutilo,TiO2 (% em massa) 0 0 0 0 0,1 Anatase, TiO2 (% em massa) 1,4 1 0,8 0,7 Quartzo, SiO2 (% em massa) 1,8 0,9 1,1 0,7 0,7 Portlandita, CH (% em massa) 2,1 Calcita, CaCO3 (% em massa) 7 2,4 2,1 1,7 3,8 C12A7 (% em massa) 14,2 17,4 18,7 11,1 13,3 (72) (68) (115) (87) C12A7 mal cristalizado (% em massa) 63 61,4 60 62,1 30,4 C$A químico amorfo 91,1 Portlandita, CH (% em massa) 3,5 0,5 0,9 1,4 CA 32,7 46,7 (38) (54) (24) (11) C3A 2,3 0 C2F 5,7 tr (8) (5) (5) C2AS tr tr Tr Tr CA2 5,1 C4A3$ 22,2 (12) (50) - - Corindon Al2O3 4,8 Cal livre CaO 0,3 0,2 0,2 1,2 0,7 3,5 1,4 6 4,8 Anidrito CaSO4 12 22 15 TOTAL 100 99,8 99,8 100 99,9 99,3 100 tr: traços (x): intensidade relativa dos picos de difração de X; % em massa não calculada

[0127] Assim, como mostrado na Tabela 4, os compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11 obtidos, todos compreendem pelo menos um aluminato de cálcio.

[0128] Dependendo do grau de queima, é possível obter: aglutinantes muito ricos em C12A7, semelhante ao Ternal® EP distribuído pela empresa Kerneos; ou aglutinantes muito ricos em fase CA, semelhantes ao Ternal® RG; ou um novo aglutinante com uma fase C4A3$ de sulfoaluminato de cálcio, cujo potencial hidráulico é reconhecido.

B - PROPRIEDADES DA ARGAMASSA FORMADA A PARTIR DOS AGLUTINANTES

HIDRÁULICOS OBTIDOS DE ACORDO COM O MÉTODO DA INVENÇÃO B1. COMPOSIÇÃO DAS ARGAMASSAS

[0129] Os compostos de aluminato de cálcio LH1 a LH11 são usados, em combinação com sulfato de cálcio e/ou cimento Portland, como um aglutinante hidráulico a fim de formar as pastas numeradas de P1 a P10, também, quando areia é adicionada à fase de ligação, para formar as argamassas numeradas M1, M11, M12, M13 e M14, bem como as argamassas comparativas MC1 e MC2 usando aluminatos de cálcio comercialmente disponíveis. P* é um ensaio com 100% de LH6, ou seja, sem adição de cimento Portland ou sulfato de cálcio.

[0130] As composições são fornecidas nas Tabelas 5 e 6 abaixo.

Na Tabela 5, as composições são fornecidas pela massa de cada composto em relação à massa total da pasta, enquanto na Tabela 6, são fornecidas pela massa de cada composto em relação à massa total da argamassa (% em massa).

[0131] A argamassa MC1 é uma argamassa comparativa feita para comparar as propriedades da argamassa M1 com as de uma argamassa obtida a partir de um cimento aluminoso existente, o cimento Ternal EP® (TEP*) comercializado pela empresa Kerneos. Este cimento, obtido de acordo com o método de fusão a partir de matérias-primas naturais (mono-hidrato de bauxita e calcário) contém principalmente cal e alumina de acordo com uma razão molar C/A de 1,77, aproximadamente 8% de óxido de ferro, e apresenta como principal fase mineralógica C12A7. É utilizado como uma fase de ligação em combinação com sulfato de cálcio, para a produção de argamassas.

[0132] A argamassa MC2 é obtida com o produto comercialmente disponível Ciment Fondu® (CF*), cuja produção é semelhante à do Ternal EP, possui apenas uma razão molar C/A em torno de 1,73 e um nível de teor de óxido de ferro em torno de 15%, e tem como principal fase mineralógica o CA.

[0133] Na prática, as formulações P1 a P10, P*, M1, M11, M12, M13, M14, MC1, MC2 são pesadas e depois homogeneizadas por 15 minutos em um misturador do tipo “Turbulat”.

[0134] Os pós misturados são então introduzidos na tigela de um misturador de argamassa do tipo como um misturador “Rayneri” e, após mistura a seco, por 30 segundos a 60 rotações por minuto (rpm), uma quantidade de água, denominada água de mistura, é adicionada de uma só vez, então a mistura continua por 30 segundos a 60 rpm e depois por mais 30 segundos a 120 rpm.

TABELA 5 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P* Composto de aluminato de LH1 LH1 LH1 LH1 LH2 LH3 LH4 LH5 LH6 LH7 LH6 cálcio (% em massa) 8,8 11,7 13,2 14,6 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 100 Anidrito FF® (% em massa) 20,5 17,6 16,1 14,6 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 - Cimento OPC (% em massa) 69,7 69,7 69,7 69,7 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 - Pó Areia NE14 - - - - - - - - - - - (% em massa) Ácido tartárico (% em massa) - - - - - - - - 0,16 0,0 - Na2CO3 0,90 0,90 0,90 0,90 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 - (% em massa) Ácido cítrico (% em massa) 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,0 0,16 - Água (% em massa sobre o 45,5 45,5 45,5 45,5 46 46 46 46 46 46 46 aglutinante) TABELA 6 M1 MC1 M11 M12 M13 M14 MC2 Composição de Composto de aluminato de LH1 TEP* LH8 LH9 LH10 LH11 CF* Argamassa cálcio Seca (% em massa) 11,9 11,9 35,7 35,7 35,7 35,7 35,7 Anidrito FF® 17,9 17,9 (% em massa)

M1 MC1 M11 M12 M13 M14 MC2 Cimento OPC (% em massa) Areia NE14 69,5 69,5 64,3 64,3 64,3 64,3 64,3 (% em massa) Ácido tartárico 0,18 0,38 (% em massa) Na2CO3 0,57 0,28 (% em massa) Ácido cítrico (% em massa) Água (% em massa sobre o 49 49 40 40 40 40 40 aglutinante)

[0135] Os compostos de aluminato de cálcio LH8 a LH11, respectivamente, são utilizados isoladamente como aglutinantes hidráulicos para a formação das argamassas M11 a M14, de acordo com a norma AFNOR.

[0136] Mais precisamente, de acordo com esta norma AFNOR, 1350 g de areia e 750 g de aglutinante hidráulico são primeiro misturados e, em seguida, é adicionada água, com uma razão de água de mistura/ aglutinante hidráulico igual a 0,4.

[0137] A argamassa MC2 é uma argamassa comparativa formada segundo esta norma AFNOR, da Ciment Fondu® (CF*) comercializada pela empresa Kerneos. O Ciment Fondu® é obtido de acordo com um método convencional de fusão em alta temperatura, a partir de bauxita rica em mono- hidrato de alumina e calcário.

B2. TEMPO DE ABERTURA PARA ARGAMASSAS

[0138] O tempo de abertura para algumas das argamassas assim obtidas é dado na Tabela 7. O tempo de abertura corresponde ao tempo durante o qual a argamassa apresenta uma viscosidade que é adequada ao seu manuseamento e manipulação e posicionamento. Em outras palavras, o tempo de abertura corresponde ao tempo que decorre entre o instante de tempo em que a água é adicionada ao aglutinante hidráulico e o instante de tempo em que começa a fixação do aglutinante, que é identificado por um aumento na temperatura da água – mistura de aglutinante hidráulico.

TABELA 7 Argamassas M1 MC1 M11 M12 M13 M14 MC2 Tempo de abertura 42 minutos 38 minutos 3h30 6h50 1h50 3h30 2h10

[0139] A Tabela 7 mostra que os tempos de abertura para as argamassas M1 e M11 a M14, respectivamente, obtidas a partir de aglutinantes hidráulicos produzidos de acordo com o método da invenção, são equivalentes aos tempos de abertura para as argamassas comparativas MC1, MC2, respectivamente.

[0140] O ensaio P* resulta em uma fixação rápida, ou seja, a fixação é realizada prontamente ao ser misturado com água, com um valor de tempo de abertura igual a zero. Isso é indicativo de um potencial hidráulico significativo.

B3. FABRICAÇÃO DE PRISMAS DE ARGAMASSA

[0141] As argamassas M1, M11 a M14 e MC1, e as pastas P1 a P10 são colocadas em um molde de metal no qual são deixadas pelo tempo necessário para fixar. As dimensões do molde são as seguintes: 20×20×160 mm3, de forma a produzir um prisma de argamassa com as mesmas dimensões do molde. O molde é mantido a 20 °C, a uma umidade relativa de 80%, por um período de 1 hora, 2 horas, 4 horas, 5 horas, 6 horas ou mesmo 24 horas, antes que o material endurecido seja removido do molde e testado. A umidade relativa, também conhecida como nível de teor de umidade, é definida como a razão da pressão parcial de vapor de água contido no ar para a pressão de vapor saturado (ou pressão de vapor) na mesma temperatura. Em outras palavras, a umidade relativa indica a razão entre o teor de vapor de água do ar em que o molde é mantido e a capacidade máxima desse ar em conter água sob condições de temperatura predeterminadas.

B4. DETERMINAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS MECÂNICAS DE PRISMAS DE CIMENTO

[0142] As resistências mecânicas, incluindo resistência à flexão e resistência à compressão, são testadas em amostras de prova prismáticas de material endurecido obtidas em vários intervalos de tempo, 1 hora, 5 horas ou mesmo 24 horas após realizar o contato do pó (aglutinante + aditivos + possivelmente areia) com a água.

[0143] As resistências mecânicas são avaliadas de acordo com a norma francesa de ensaio de cimento NF EN 196-1, utilizando uma prensa conhecida como Presse 3R. Mais precisamente, a resistência à flexão (FS) é avaliada primeiro e, em seguida, a resistência à compressão (CS) é avaliada usando as duas meia-amostras de prova resultantes derivadas do teste de flexão. A força aplicada à amostra de prova até que ocorra a falha (ruptura) permite que a tensão de ruptura seja calculada (em MegaPascal, denominado MPa), tanto em relação à resistência à flexão quanto à compressão, conforme a norma NF EN 196-1.

[0144] As Tabelas 8 a 10 abaixo resumem os diferentes valores de resistência mecânica obtidos para os prismas de argamassa, a 20 °C, após 2 horas, 6 horas ou 24 horas de fixação (argamassas M1 ou MC1); após 1 hora, 5 horas ou 24 horas de fixação (pasta P1 a P10); ou após 4 horas, 6 horas e 24 horas de fixação (argamassas M11 a M14 e MC2).

TABELA 8 Argamassas M1 MC1 Resistência à flexão (MPa) 2h 1,8 0 6h 2,6 1,06 24h 3,4 3,1 Resistência à compressão (MPa) 2h 9,6 0,9 6h 18,6 2,5 24h 24,5 19,2

[0145] Os valores de resistência mecânica para a argamassa M1 obtida a partir do aglutinante hidráulico que compreende o composto de aluminato de cálcio LH2 produzido de acordo com o método da invenção são de fato muito maiores do que aqueles obtidos para a argamassa MC1 produzida a partir do aglutinante hidráulico disponível comercialmente Ternal EP® obtido de acordo com um método convencional.

TABELA 9 P1 P2 P3 P4 P7 P8 P9 P10 FS - 1h (MPa) 0,9 1,6 1,7 2,1 - - - - FS - 5h (MPa) 1 1,7 2,5 P2 - - - - FS - 24h (MPa) 3,4 4,3 5 5,5 - - - - CS - 1h (MPa) 1,9 3,5 3,3 4,3 2 3 3,1 2,1 CS - 5h (MPa) 2,3 4,3 4,6 5,7 2,5 4 3,2 10,4 CS - 24h (MPa) 11,3 20,2 17,9 26,4 18 20 25,8 24,8

[0146] Esta avaliação da resistência mecânica prova que os compostos de aluminato de cálcio produzidos de acordo com o método da invenção podem ser usados como aglutinantes hidráulicos em numerosas aplicações onde aglutinantes que são baseados em aluminatos de cálcio já são usados.

[0147] Com formulações não otimizadas dos chamados aglutinantes à base de etringita, resultados muito interessantes já são obtidos em termos de resistências mecânicas de curto prazo, atestando seu potencial para uso em todas as aplicações onde os aluminatos de cálcio convencionais são atualmente usados como aglutinantes à base de etringita.

TABELA 10 Argamassas M11 M12 M13 M14 MC2 Resistência à flexão (MPa) 4h 3 - 7,6 6,9 3,5 6h 5,6 - 9,8 8,4 6 24h 11,8 8,9 12,2 10,7 7,9 Resistência à compressão (MPa) 4h 8 - 67 54,6 21,5 6h 37,6 - 80,3 72,5 48 24h 96,8 70,7 91,2 88,2 61,5

[0148] Os resultados na Tabela 10 acima mostram que as argamassas M11 a M14 obtidas a partir dos aglutinantes hidráulicos LH8 a

LH11, produzidos de acordo com o método da invenção, têm resistências mecânicas em termos de resistência à flexão e à compressão da mesma ordem de grandeza que aquelas da argamassa comparativa MC2 obtida a partir do Ciment Fondu®. Os aglutinantes hidráulicos LH8 a LH11, produzidos de acordo com o método da invenção, podem, portanto, ser usados em aplicações semelhantes àquelas em que Ciment Fondu® é usado, tendo em mente que neste caso o uso é feito de aglutinante de cimento de aluminato de cálcio puro (CAC) (sem sulfato de cálcio ou OPC adicionado).

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE AGLUTINANTE HIDRÁULICO para fabricar um aglutinante hidráulico compreendendo um aluminato de cálcio, caracterizado pelo método incluir as seguintes etapas: a) fornecer uma composição compreendendo um composto fonte de cal e um composto fonte de alumina, a referida composição compreendendo um máximo de 95% de cal e alumina e um mínimo de 23% de alumina, em massa em relação à massa total de matéria seca da composição; b) colocar a composição fornecida na etapa a) em um ambiente (meio) saturado de umidade, a uma temperatura de hidratação compreendida entre 40 °C e 150 °C, de modo a precipitar as fases hidratadas compreendendo pelo menos um óxido de alumínio combinado com um óxido de cálcio e com água; c) submeter os precipitados obtidos na etapa b) a uma temperatura de queima compreendida entre 200 °C e 1300 °C, mantendo-os nas mesmas por pelo menos 15 minutos.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, na etapa a), o composto fonte de alumina ser um composto fonte de tri- hidrato de alumina AH3.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por, na etapa a), a composição possuir uma razão molar de cal para tri-hidrato de alumina C/AH3 entre 0,5 e 3.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, na etapa a), a composição estar na forma de um conjunto de partículas cuja distribuição de tamanho de partícula é definida por um diâmetro de referência d80 que é menor ou igual a 100 micrômetros.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, na etapa a), a composição compreender pelo menos

5% de compostos selecionados a partir da seguinte lista: mono-hidrato de alumina AH, tal como boemita, óxidos de ferro, sílica SiO2, calcita CaCO3, óxido de titânio TiO2; sais hidratados ou não hidratados que combinam, como ânion: sulfatos, silicatos, carbonatos, nitratos, fosfatos; e como cátion: cálcio, magnésio, ferro, em particular sais de cálcio hidratados ou não hidratados, tais como sulfatos de cálcio e carbonato de cálcio; sais de alumínio hidratados ou não hidratados, tais como silicatos de alumínio e em particular caulim; sulfatos de alumínio; sais de cloro ou resíduos clorados; sais de magnésio, ou mesmo sais de sódio, tais como cloreto de sódio, disponíveis em particular na água do mar.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, na etapa b), a composição ser colocada em excesso de água líquida ou em uma atmosfera à pressão de vapor saturado de água.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, na etapa b), a composição ser colocada no ambiente (meio) saturado de umidade por um período entre 15 minutos e 48 horas.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, na etapa c), os precipitados serem submetidos à temperatura de queima, sendo nela mantidos por menos de 240 minutos.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, na etapa c), a temperatura de queima estar compreendida entre 400 °C e 1200 °C, de preferência entre 900 °C e 1000 °C, na verdade mais preferencialmente entre 930 °C e 970 °C.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por, na etapa b), a temperatura de hidratação ser inferior a 100 °C.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pela composição da etapa a) ser formada pela mistura de pelo menos dois compostos selecionados a partir da seguinte lista: bauxita rica em ferro, bauxita pobre em ferro, cal viva ou cal hidratada, sulfato de cálcio, carbonato de cálcio, aluminossilicatos hidratados, tais como caulim, tri-hidrato de alumina sintético AH3, sais ou resíduos clorados, tais como cloreto de sódio NaCl ou água do mar, ou mesmo sais ou resíduos nitrados, tais como nitrato de cálcio CaNO3 ou lama de estrume de porco.

12. COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO, caracterizado por ser capaz de ser obtido pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. USO PARA UM COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO, conforme definido na reivindicação 12, caracterizado por ser como um aglutinante hidráulico, sozinho ou combinado com sulfato de cálcio e possivelmente com cimento Portland, por exemplo, nas seguintes aplicações: - na química de construção, para a produção de argamassas tais como argamassas de reparação, adesivos para ladrilhos e rebocos ou juntas, betonilhas e revestimentos de alisamento ou acabamento, ou mesmo gessos ou revestimentos decorativos; - como um aglutinante para concreto refratário; - como um aglutinante para concreto de engenharia civil; - como um aglutinante para qualquer método de tipo de pré- fabricação; - como aglutinantes para cimentação de poços; - como um aglutinante para concreto pulverizado seco ou úmido (concreto projetado); - como um aglutinante para inertização de resíduos sólidos ou efluentes líquidos; - como um aglutinante para a produção de espumas minerais/inorgânicas;

- como um reagente para aprisionamento de ânions e/ou cátions.

14. USO PARA UM COMPOSTO DE ALUMINATO DE CÁLCIO, conforme definido na reivindicação 12, sozinho ou combinado com sulfato de cálcio e possivelmente com cimento Portland, caracterizado por ser, por exemplo, nas seguintes aplicações: - como um fluxo metalúrgico; - como uma carga mineral; - como um catalisador ou suporte de catalisador; - como um pigmento; - como um abrasivo.