BR202019021126U2 - produto obtido, tendo por base o emprego de escória metálica granulada e/ou cinzas de estação de queima e gnaisse no campo da construção civil - Google Patents

Abstract

O produto obtido em questão trata-se do cimento, da argamassa e do concreto, sendo que no processo de sua fabricação emprega-se a escória metálica nas proporções que variam entre 1% e 50% de acordo com as necessidades operacionais e aplicativas desse produto, visando a aceleração das reações do cimento com sua redução de tempo de cura ou pega, bem como a inibição do álcali agregado, como também com a redução do calor dessa hidratação e no tocante ao emprego da cinza oriunda das estações de queima, o processo de obtenção do cimento, auxiliado pelo álcaris presente na escória de aciaria com acréscimo de silício por meio do gnaisse compõe melhorias significantes nas propriedades de todos os materiais, transformando-os em uma boa pozolana para o uso no cimento.

Description

PRODUTO OBTIDO, TENDO POR BASE O EMPREGO DE ESCÓRIA METÁLICA GRANULADA E/OU CINZAS DE ESTAÇÃO DE QUEIMA E GNAISSE NO CAMPO DA CONSTRUÇÃO CIVIL

001 Como é de conhecimento dentro da construção civil de uma forme geral, a engenharia nos dias atuais vem empreendendo conquistas cada vez mais surpreendente, através do emprego de diversos recursos bem como através do apuramento de novas técnicas que abre as portas para possibilidades de trabalhar com formas e dimensões voltadas para promoverem construções arquitetônicas cada vez mais ousadas.

002 Contudo, para que isso possa se realizar foi, de maneira extremamente importante, necessário que o homem inventasse algo que pudesse romper as barreiras impostas pelas rudimentares construções até então empregando barro e pedra, foi justamente pela necessidade de construções mais arrojadas que o cimento acabou se transformando num dos mais importantes recursos dentro da engenharia civil, em suma, o cimento é um pó extremamente fino e portador de propriedades de aglomeração que se enrijece logo que entra em contato com a água.

003 Uma das mais antigas evidências de uso do cimento aparece nas pirâmides do antigo Egito, sendo que naquela época, preocupados em ergues suntuosos monumentos, os egípcios desenvolveram um tipo de cimento produzido a partir da mistura de gesso calcinado. Já entre os gregos, pode-se observar o uso de terras vulcanizadas que também endureciam quando acrescido água.

004 Para que fosse possível erguer o famoso Coliseu, assim como o não menos famoso Panteão de Agripa, os romanos conceberam um tipo de cimento um pouco mais sofisticado, possivelmente, os construtores urbanos de Roma desenvolveram uma mistura de areia com pedaços de telha, calcário calcinado e cinzas vulcânicas. De fato, as informações disponíveis sobre essa resistente argamassa criada pelos romanos são mínimas, assim como a fórmula do cimento romano era um segredo tão importante que acabou sumindo com a própria queda ou a desarticulação do império.

005 Assim sendo, ao longo do tempo, novas misturas e o aprimoramento dos fornos determinaram a obtenção de novos tipos de cimento, onde o estudo sistemático dos mecanismos mecânico-químico do cimento acabou por abrir novos caminhos para o ramo de construções capaz de almejar novas conquistas, garantindo com isso maior qualidade do produto, mais resistência físico-mecânica, sem contar a durabilidade as intempéries e/ou outros agentes e principalmente o fator segurança.

006 Por outro lado, dada a avançada tecnologia na área de fabricação do cimento, o emprego de resíduos, escórias e outros elemento na composição do cimento vem procurando sanar um grave problema no campo da siderurgia de um modo geram, ou seja, como resolver o problema da escória resultante do processo de fundição, pois para ser ter uma ideia, para cada tonelada de aço produzido nas usinas, 330 kg de resíduos escorre como lava de vulcão a 1600° C de torres com mais de 30m de altura, os alto fornos, resfriando bruscamente, tornando-se uma espécie de “areia”, denominada escória. Esta formada pela argila do minério de ferro misturada ao silício e alumínio.

007 Comercialmente observando, as indústrias siderúrgicas não encontravam, até então, aplicabilidade comercial, levando-as a estocarem essa sobra em grandes áreas como “despejo”. A final, uma usina de grande porte produz algo em torno de 1.2 milhões de toneladas de escória granulada por ano, o equivalente a 3.000 tonelada/dia, volume suficiente para carregar 20 caminhões a cada 24 horas.

008 O não uso desse material ao ar livre depois de certo tempo de acúmulo acaba se tornando rochas artificiais por causa da ausência de solo, não permitindo o crescimento de vegetação, sem contar o desconforto que vai bem além do impacto visual, essa “areia” pouco ecológica acaba por poluir o solo, lenções freáticos, sem contar no fato de gerar elevado custos ao ocupar áreas que poderiam ter outros destinos bem mais nobres.

009 É exatamente a partir desse ponto que entra o presente pedido de patente, uma vez que é a partir da escória metálica acima descrita que pode ser elaborado e desenvolvido um novo tipo de cimento, no qual a escória é a base de sua composição, além de outro agentes, para produção não só do cimento, mas também da argamassa e do concreto, como por exemplo a cinzas de estação de queima e gnaisse por intermédio do processo de ativação da mencionada escória de aciaria granuladas com cinzas.

010 Essa evolução tecnológica vai muito além de reaproveitar um produto outrora sem valor comercial, vai mito além de recuperar o meio ambiente com a eliminação do impacto visual e a preservação do solo de uma forma geral, essa evolução tecnológica traz vantagens revolucionárias e ampla aplicação dentro do campo da construção civil.

011 Salienta-se que a escória de ferro silício de manganês classificada como II A de acordo com a ABNT NBR 1004 apresenta restrições para seu uso no mercado, levando as aciarias a uma situação delicada por não ter uma destinação final em diversos segmentos, inclusive na área da agricultura, o que acabou a resultando na criação de aterros controlados pela SETESB, fato esse que contribuiu no desenvolvimento do presente pedido de patente, uma vez que foi possível, dada a tecnologia aplicada nesse caso, na obtenção de um novo tipo de cimento, assim como de argamassa e de concreto usando esse subproduto (escória bruta).

012 Por outro lado, com a ativação da mencionada cinza através dos álcaris presentes na dita escória metálica, na composição do cimento, argamassa e do concreto, agregando a esse produto o silício por meio de um gnaisse de modo a melhorar as propriedades de todos os materiais, acabou pela obtenção de uma boa pozolana para aplicação no cimento, na argamassa e concreto o que acabou pela reutilização da dita escória metálica, outrora sem uso prático e/ou comercial, num fator primordial na fabricação do cimento, da argamassa e do concreto.

013 Em linha geral, o presente pedido de patente que tem por objetivo a fabricação de cimento, argamassa e concreto utiliza tanto escória metálica granulada, assim como cinzas de estação de queima, cujas principais características podem ser salientadas, como:

• - melhora a reologia do cimento, da argamassa e do concreto acelerando as reações de hidratação;
• - reduz consideravelmente o custo de fabricação desses produtos;
• - elimina o emprego de aterros, preservando com isso o meio ambiente;
• - reduz a porcentagem de C02 na fabricação de cimento;
• - amplia de modo significativo a vida útil das jazidas de calcário;
• - aumenta a resistência à compressão do cimento;
• - tem sua resistência a ataques químicos aumentada; - diminui o tempo de pega;
• - inibe a reação álcali/agregado;
• - possibilita a reciclagem de resíduos siderúrgicos, evitando com isso a formação de passivos ambientais e os inconvenientes dos aterros;
• - reduz a emissão de poluentes atmosféricos;
• - favorece e bastante a economia de energia de combustível e energia elétrica;
• - amplia a resistência mecânica do cimento, da argamassa e do concreto; e
• - aumenta a durabilidade do cimento.

014 No tocante ao emprego das cinzas de estação de queima e gnaisse pela ativação da escória de aciaria granulada com cinzas pode-se afirmar que:

• - todas as misturas de escória de aciaria e cinzas atendem as especificações da norma NBR 12653, sendo as mesmas empregadas diretamente no cimento;
• - tais misturas podem ser utilizadas em concreto, desde que moídas finamente e com relevante redução de custos;
• - usa sistema mecânico de mistura para garantir a homogeneização e garante a qualidade final do produto;
• - a mistura de escória de aciaria e escória de alto forno tem por finalidade de averiguar o efeito de ativação provocado pela mistura quando adicionada a um cimento mais puro.

015 Para demonstração desse processo encontra-se a anexo a ilustração exemplificativa, na qual a:
FIG. 1.1 - mostra o organograma operacional aplicado na obtenção do cimento, desde a retirada do calcário das pedreiras até a saída do produto final para o consumo.

016 O produto obtido, tendo por base o emprego de escória metálica granulada e/ou cinzas de estação de queima e gnaisse no campo da construção civil, motivo do presente pedido, no tocante ao uso da escória metálica voltado a produção do cimento, argamassa e do concreto consiste na inclusão de escória metálica na ordem entre 1% a 50% de acordo com as necessidade operacionais desse produto visando a aceleração das reações de hidratação com a diminuição de tempo de pega ou cura, visando a ampliação da resistência final, assim como a inibição da reação álcali agregado e redução do calor dessa hidratação, considerando-se os procedimentos conhecidos quanto a inclusão de silos de clínquer, gesso, pozolana, a escória e calcário e demais procedimento conhecidos dentro do estado da técnica.

017 Quanto o uso das cinzas proveniente das estações de queima e gnaisse visa efetivar a ativação da cinza por meio do álcali existente na escória de aciaria, agregando silício por meio de gnaisse de tal modo a compor melhorias nas propriedades de todos os materiais, transformando-o numa boa pozolana para aplicação no cimento, concreto e argamassa, tornando assim a escória antes sem utilidade em algo de importância significativa na composição do cimento. A função do uso da cinza consiste na melhoria do trabalho, sendo que todas as conclusões resultantes de ensaios atendem a especificação da norma NBR 12653 nesse aspecto.

018 O uso da referida cinza na composição do cimento, da argamassa e do concreto oferece, na prática, a possibilidade de ser usada no cimento, desde que finamente moída em substituição ao cimento apresenta vantagens de redução de custo, pode ser empregado sistema mecânico de mistura para garantir a homogeneização dos materiais, assegurando com isso a qualidade final do produto, sendo que no caso da mistura da escória de aciaria de alto forno tem por finalidade verificar o efeito de ativação causada pela mistura quando adicionada a um cimento mais puro.

019 Finalmente, a obtenção do cimento, da argamassa e do concreto através do uso da escória metálica, assim como da cinza proveniente das estações de queima com auxílio de gnaisse é um passo importante na evolução da fabricação do cimento assim como sua aplicabilidade.

Claims (2)

1. “PRODUTO OBTIDO, TENDO POR BASE O EMPREGO DE ESCÓRIA METÁLICA GRANULADA E/OU CINZAS DE ESTAÇÃO DE QUEIMA E GNAISSE NO CAMPO DA CONSTRUÇÃO CIVIL”, constituído na obtenção do cimento, argamassa e concreto, caracterizado pelo fato da fabricação de cimento, argamassa e concreto empregar escória metálica em proporções que variam ente 1% a 50% de acordo com as necessidades operacionais e quanto a sua aplicabilidade, sendo dita aplicação voltada a aceleração das reações de hidratação do cimento com a redução de tempo de cura ou de pega com elevada resistência mecânica final, assim como a inibição do álcali agregado, além da redução do calor dessa hidratação.
2. “PRODUTO OBTIDO, TENDO POR BASE O EMPREGO DE ESCÓRIA METÁLICA GRANULADA E/OU CINZAS DE ESTAÇÃO DE QUEIMA E GNAISSE NO CAMPO DA CONSTRUÇÃO CIVIL”, aplicado na produção de cimento, da argamassa e do concreto, caracterizado pelo fato de efetivar a ativação da cinza resultante das estações de queima, auxiliado pelos álcaris presente na escória de aciaria, acrescentando silício através de um gnaisse de tal maneira a compor melhorias nas propriedades de todos os materiais, transformando-o numa boa pozolana para aplicação no cimento, argamassa e concreto, transformando um produto outrora não utilizado comercialmente em principal matéria prima desenvolvida obedecendo o que determina a norma NBR 12653.

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