BRPI0903120A2

BRPI0903120A2 - os métodos de utilização de gesso para fabricação de materiais de construção civil

Info

Publication number: BRPI0903120A2
Authority: BR
Inventors: Vsevolod Mymrine
Original assignee: Vsevolod Mymrine
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-04-19

Abstract

OS MéTODOS DE UTILIZAçãO DE GESSO PARA FABRICAçãO DE MATERIAIS DE CONSTRUçãO CIVIL. Refere-se a métodos (composições e tecnologias) para aplicação na construção civil, à base de gesso com alto valor de umidade (até 60% ou mais) e com teor de gesso residual de até 80% ou mais. Como outros componentes de materiais foram usados os seguintes materiais: 1. Materiais- ligantes: resíduos de produção de cal, ou cal virgem de mercado, ou gesso, ou outros materiais localmente disponíveis com propriedades ligantes; 2. Materiais de enchimento ou decorativos (colorantes): areia, argila, lodo de polimento de diferentes rochas naturais, cinzas de diferentes tipos de combustíveis, etc. Nesta patente foram usados os dois diferentes métodos (composições e tecnologias) de utilização do gesso residual como matéria-prima principal para produção de materiais de construção civil: 1. a produção de placas de gesso através de mistura de gesso residual (até 80% de peso) com gesso virgem (20%); 2. a produção de materiais através de compactação em vibra-prensa ou prensa de mistura de resíduos de gesso com resíduos de produção de cal, ou com cal virgem de mercado, ou com misturas deles com gesso virgem em diferentes proporções para atingir as propriedades mecânicas desejáveis e economicamente agradáveis.

Description

OS MÉTODOS DE UTILIZAÇÃO DE GESSO PARA FABRICAÇÃO DEMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVÍL.

A presente Patente de Invenção refere-se os métodos (composições etecnologias) de utilização de resíduos de gesso proveniente de fabricação demateriais de construção civil de gesso. Cada empresa - produtora de mercadoriasde gesso - tem aproximadamente 15-20% de resíduos deste material pordiferentes razões: defeitos de produção, erros de composições, imperfeições demoldes, etc. Este gesso hidratado com valor de umidade até 60% ou mais,praticamente perdeu sua propriedade Iigante e se acumula nos aterros sanitáriosdas empresas, criando problemas tecnológicos e ambientais. As empresas sofremgrandes e irreparáveis perdas para comprar e transportar gesso virgem, coletar osrejeitos de gesso hidratado, transportá-los aos aterros especializados e pagar pelouso destes aterros.

Os objetivos da presente patente são:

1. desenvolver as novas composições de materiais de construção civil com uso derejeito de gesso hidratado como matéria-prima principal (até 80% ou mais) emcombinações com outros resíduos industriais locais ou materiais de mercadopara torná-los materiais de construção civil com propriedades característicassuficientes de acordo com NBR;

2. desenvolver novas tecnologias de aproveitamento destes materiais paraaplicação na construção civil com maior efeito econômico e contribuir para adefesa do meio ambiente em concordância com normas NBR.

Na base desta patente as empresas podem retornar os próprios resíduos degesso hidratado como componente de seu processo tecnológico de produção demateriais de construção civil ou produzir materiais novos com altos teores desteresíduo.

Como outros componentes de materiais da patente foram usados os seguintesmateriais:

1. Materiais-ligantes: gesso virgem, resíduos de produção de cal, ou cal virgem demercado, ou escorias siderúrgicas, ou cimento Portland, ou outros materiaislocalmente disponíveis com propriedades ligantes. Os resíduos de produção decal são compostos por cal com óxidos totais na base não volátil (CaO+MgO) <88%, i.e. com teor total de outros elementos químicos, calcário mal queimado,etc., mais do que 12% (NBR-6453). Resíduos de produção de cal usado nesteestudo têm mais do que 18% de CaCO3. Porém, o teor de CaCO3 pode serdiferente e depende de qualidade da queima de calcário, do tempo após afabricação da cal e das condições de sua armazenagem. O destino final desseresíduo tem gerado grandes problemas ambientais e econômicos;

2. Materiais de enchimento ou decorativos (colorantes) podem ser usados areia,argila, lodo de polimento de diferentes rochas naturais, cinzas de diferentestipos de combustíveis, ou outros materiais relativamente baratos e localmentedisponíveis.

Neste patente foram usados os dois diferentes métodos (composições etecnologias) de utilização de gesso hidratado como matéria-prima de produção demateriais de construção civil:

1. a produção de placas de gesso através de mistura de gesso residuais (até80% de peso) com gesso virgem (20%). Ambos componentes foram bemhomogeneizados e hidratados. A secagem da mistura foi em formas ao arlivre durante um tempo convencional;

2. a produção de materiais através de compactação em vibra-prensa ou prensade mistura de resíduos de gesso com resíduos de produção de cal, ou comcal virgem de mercado, ou com misturas deles com gesso virgem emdiferentes proporções para atingir as propriedades mecânicas desejáveis eeconomicamente agradáveis. A mistura homogeneizada será compactadapelo método de prensagem com diferentes esforços de compactação de umlado ou (muito melhor) de dois lados. A compactação da mistura pronta emambos os lados aumenta os valores das propriedades mecânicas do produtofinal. A força de compactação neste estudo foi 10 MPa com pressãotradicional uniaxial de um lado. Os valores de propriedades mecânicasaumentam com tempo de cura ao ar livre.

A quantidade de água foi 10-15% maior do que se precisa na quantidade dosligantes (gesso virgem ou cal residual ou cal virgem) para hidratação completa edepende do nível de umidade do gesso residual e do teor de Iigantes nasmisturas. Materiais de enchimento ou decorativos (colorantes) podem ser usadoscom ambos os métodos acima citados.

O teor de gesso como componente principal das misturas iniciais pode atingir onível de 80% ou mais, depende da umidade do rejeito, das propriedades dosligantes usados, métodos de compactação, relação de água/sólidos nas misturas,condições de cura e de exigências às propriedades mecânicas dos materiaisfabricados.

Os valores das propriedades mecânicas dos materiais desta patente com gessovirgem são praticamente iguais às propriedades dos materiais convencionais. Osmateriais com uso de resíduos de produção de cal, ou com cal virgem têmpropriedades mecânicos superiores aos materiais convencionais de gesso.

Os processos tecnológicos de fabricação de materiais desta patente incluem asseguintes operações:

1. dosagem dos componentes da mistura em percentagem desejável, quedepende de valores das propriedades esperáveis dos produtos finais;

2. hidratação, dependente da umidade de matéria-prima gesso residual equantidades e propriedades de ligantes;

3. homogeneização de mistura de componentes;

4. distribuição da mistura em formas ou moldes e compactação da misturahomogeneizada com pressão experimentalmente determinada, depende demétodo (1 ou 2 acima citados) escolhido;

5. depósito dos materiais distribuídos ou compactados ao ar livre comtemperatura ambiente.

A resistência à compressão uniaxial de amostras de diferentes composições desteestudo no 3o dia de cura usualmente oscila entre 2 e 6 MPA, no 14° dia -4-10MPa e no 28° dia entre 6-15 MPa. A resistência continua crescer até um ano oumais.

Os valores de resistência deste material podem ser aumentados com a mudançade percentagem dos componentes de misturas iniciais, especialmente de teor deresíduos de produção de cal, de cal comercial ou de cimento Portland, ou escoriassiderúrgicas, ou de outros materiais ligantes, ou com mudança de processostecnológicos (aumento do grau de finura na moagem de resíduos de produção decal ou escorias siderúrgicas, pressão de formação, ou o uso de método deprensagem de materiais de dois lados, etc.), análogo ao concreto.Conforme a NBR 7170 (1983) a resistência uniaxial dos tijolos maciços deve seras seguintes:

Classe A < 2,5 MPa;Classe B 2,5 < 4,0 MPa;Classe C > 4,0 MPa.

Os materiais têm altos valores da resistência à água e baixo coeficiente dedilatação.

Os valores de propriedades mecânicas aumentam com tempo de cura, mas elessempre ficam dentro ou muito acima das exigências da NBR.

As diferenças principais deste patente de outros métodos são:

1. aproveitamento de gesso residual com umidade de aterros (com teor de águaaté 60% ou mais) sem secagem preliminar e sem queima (sem poluição de arpor enxofre, fósforo e ouros elementos);

2. a tecnologia de fabricação de produtos finais inclui compactação com prensauniaxial de um ou (melhor) de dois lados. É possível também o uso de vibro -prensa ou outros métodos de compactação;

3. como materiais Iigantes nestas pesquisas foram usados só resíduos deprodução de cal ou (caso falta de cal residual) cal de mercado, ou gesso. Masé possível também o uso de cimento Portland ou outros materiais localmentedisponíveis com propriedades ligantes. O uso de cimento Portland aumenta osvalores de propriedades mecânicas, mas também aumenta significativamente opreço de custo dos materiais.

As maiores vantagens dos materiais desta patente em comparação com métodostradicionais de produção de materiais de construção civil são:

1. energético: para produção de materiais desenvolvidos não necessárias altastemperaturas de fabricação de tijolos maciços através de métodosconvencionais com a perda de grande energia;

2. econômica: um custo muito baixo de matérias-primas - de gesso com resíduosindustriais usados nesta pesquisa - garantindo um alto efeito econômico deprodução destes materiais;

4. ambiental: o método desenvolvido nesta patente é baseado na utilizaçãomáxima de vários resíduos industriais e por isso tem forte contribuição para asquestões que envolvem a proteção do meio ambiente;

5. social: a utilização de todos os resíduos de aterros industriais de gesso comocomponentes de novos materiais sem dúvida pode melhorar a qualidade devida de população local. Além disso, para a produção dos novos materiaisdesenvolvidos é necessário criar uma rede de novas empresas com geraçãode novos empregos.

Claims

1. OS MÉTODOS DE UTILIZAÇÃO DE GESSO PARA FABRICAÇÃO DE,MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVÍL são caracterizados por váriascomposições dos seguintes materiais:- rejeitos de gesso com valor de umidade até 60% ou mais,- gesso virgem de mercado,- ou resíduos de produção de cal,- ou cal virgem de mercado,- ou cimento Portland- ou outros materiais localmente disponíveis com propriedades ligantes,- água.