BRPI1104435A2 - production process of sticky mortar based on calcareous rock residues and their formulations - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE PRODUÇçO DE ARGAMASSAS COLANTES À BASE DE RESÍDUOS DE ROCHAS CALCÁRIAS E RESPECTIVAS FORMULAÇÕES. O invento diz respeito a um processo de produção de argamassas colantes à base de resíduo de rocha calcária, bem como, a uma série de formulações contendo o referido resíduo. Mais especificamente, esta patente propõe o uso dos resíduos calcários resultante dos processos de produção de britas de rocha calcária em substituição parcial ou total às areias de sílica (areias silicosas - formadas predominantemente pelo óxido de silício - SiO~ 2~ - na forma de quartzo) que são tradicionalmente utilizadas em composições de argamassas colantes comerciais. Equivalentemente, esta patente propõe a adequação do resíduo de rocha calcária para uso como uma areia calcária apropriada para a substituição parcial ou total das areias silicosas (areias de sílica - SiO~ 2~) tradicionalmente utilizadas em formulações de composições de argamassas colantes.PROCESS OF PRODUCTION OF COLLAR WASTE COLOR MIXTURES AND RESPECTIVE FORMULATIONS. The invention relates to a process for producing limestone based adhesive mortar as well as to a series of formulations containing said residue. More specifically, this patent proposes the use of limestone residues resulting from the production processes of limestone gravel in partial or total substitution of silica sands (predominantly formed by silicon oxide - SiO ~ 2 ~ - in quartz form ) which are traditionally used in commercial adhesive mortar compositions. Equivalently, this patent proposes the suitability of the limestone residue for use as a suitable limestone sand for the partial or total replacement of the silica sands (SiO2 - 2 ~ sands) traditionally used in adhesive mortar composition formulations.
Description
"PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ARGAMASSAS COLANTES À BASE DE RESÍDUOS DE ROCHAS CALCÁRIAS E RESPECTIVAS FORMULAÇÕES" Campo da invençãoBACKGROUND OF THE INVENTION Field of the invention "Invention of adhesive mortar based on residues based on limestone rock residues and formulas"
Refere-se a presente patente a um processo de produçãoThis patent relates to a production process
de argamassas colantes à base de resíduo de rocha calcária, bem como, a uma série de formulações contendo o referido resíduo. Mais especificamente, esta patente propõe o uso dos resíduos calcários resultantes dos processos de produção de britas de rocha calcária em substituição parcial ou total às areias de sílica (areias silicosas - formadas predominantemente pelo óxido de silício - SiO2 - na forma de quartzo) que são tradicionalmente utilizadas em composições de argamassas colantes comerciais. Equivalentemente, esta patente propõe a adequação do resíduo de rocha calcária para uso como uma areia calcária apropriada para a substituição parcial ou total das areias silicosas (areias de sílica - SiO2) tradicionalmente utilizadas em formulações de composições de argamassas colantes. Fundamentos da invençãoof adhesive mortars based on limestone residue, as well as a series of formulations containing said residue. More specifically, this patent proposes the use of limestone residues resulting from the production processes of limestone gravel in partial or total substitution to silica sands (silica sands - formed predominantly by silicon oxide - SiO2 - in the form of quartz) that are traditionally used in commercial adhesive mortar compositions. Equivalently, this patent proposes the suitability of limestone residue for use as a suitable limestone sand for the partial or total substitution of silica sands (silica sands - SiO2) traditionally used in formulations of adhesive mortar compositions. Fundamentals of the invention
A busca por novas matérias-primas é um dos grandes desafios tecnológicos que vem sendo enfrentados pelo setor da construção civil. Um dos desafios mais difíceis de ser solucionado é o desenvolvimento de novos agregados (graúdos ou britas e miúdosThe search for new raw materials is one of the major technological challenges facing the construction sector. One of the most difficult challenges to solve is the development of new aggregates
ou areias) para substituição dos tradicionalmente utilizados por esteor sands) to replace those traditionally used by this
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setor, motivado principalmente por preocupações com a qualidade, segurança, custo e por questões ambientais. Neste sentido, o maior interesse está no desenvolvimento de agregados miúdos, visto que, a demanda por areias naturais (à base de sílica - SiO2) vem crescendo enormemente e as restrições econômicas e ambientais se tornaram muito fortes, visto que, este minério tem sua ocorrência em reservas situadas em várzeas e leitos de rios, especialmente no território brasileiro.driven primarily by concerns about quality, safety, cost and environmental issues. In this sense, the major interest is in the development of small aggregates, since the demand for natural sands (silica-based - SiO2) has been growing enormously and the economic and environmental restrictions have become very strong, since this ore has its occurrence in reserves located in floodplains and river beds, especially in the Brazilian territory.
Uma das alternativas que vem sendo pesquisadas é a produção de areias artificiais, visto que, as tecnologias de britagem têm evoluído para a construção de equipamentos que permitem a obtenção de grãos com formato aproximadamente arredondado, e que, portanto, desenvolvem um excelente empacotamento e trabalhabilidade em concretos e argamassas.One of the alternatives that has been researched is the production of artificial sands, since crushing technologies have evolved to the construction of equipments that allow to obtain approximately rounded grains, and therefore, they develop an excellent packing and workability. in concrete and mortar.
Uma alternativa muito visada é a adequação de resíduos, notadamente aqueles oriundos de plantas de britagem de rochas graníticas, calcárias, gnaisses, basaltos etc, para substituição parcial ou total das areias de sílica (SiO2) utilizadas nas muitas aplicações dentro da construção civil, tais como, argamassas para assentamento, argamassas para emboço, argamassas para reboco, argamassas colantes, argamassas para contrapiso e para piso, bem como, em concretos. O processo objeto da presente patente tem como diferencial a adequação do resíduo proveniente do processo de britagem de rochas calcárias para aplicação em argamassas colantes.A well-targeted alternative is the suitability of waste, notably those from granite, limestone, gneiss, basalt, etc. crushing plants for partial or total replacement of silica sands (SiO2) used in many applications within the building industry, such as as mortars for laying, mortars for plaster, mortars for plaster, adhesive mortars, mortars for flooring and flooring, as well as in concrete. The process object of the present patent has as its differential the suitability of the residue from the limestone crushing process for application in adhesive mortars.
Neste documento, a "adequação do resíduo de rochaIn this document, the "suitability of rock waste
calcário" deve ser conceituada como: ajuste granulométrico, eliminação ou redução da umidade e eliminação ou redução da matéria orgânica (compostos orgânicos). O ajuste granulométrico é fundamental para permitir um melhor empacotamento dos grãos, bem como, um controle mais refinado do comportamento reológico da argamassa no estado plástico. A redução ou eliminação da água e dos orgânicos é fundamental para o controle de processo, prolongamento do tempo de prateleira da argamassa ensacada e para eliminar a influência das impurezas orgânicas que podem provocar efeitos deletérios sobre os aditivos utilizados nas formulações. Resulta que, o resíduo de rocha calcária, livre de úmida e impurezas, e com sua granulometria ajustada, pode ser utilizado como uma "areia calcária" (resíduo beneficiado) para uso em argamassas colantes, conforme apresentado neste documento.limestone "should be conceptualized as: particle size adjustment, elimination or reduction of moisture and elimination or reduction of organic matter (organic compounds). Particle size adjustment is fundamental to allow better grain packing as well as a more refined control of rheological behavior The reduction or elimination of water and organics is essential for process control, prolonging the shelf life of bagged mortar and to eliminate the influence of organic impurities that may have deleterious effects on additives used in formulations. It follows that the limestone rock residue, free from damp and impurities, and with its adjusted particle size can be used as a "limestone sand" (beneficiated waste) for use in sticking mortars as presented herein.
Deste modo, este invento estabelece que o "resíduo de rocha calcária" oriundo das plantas de britagem deve ser preliminarmente submetido a um processo de beneficiamento. Este processo consiste em duas etapas principais: i- Tratamento térmico em secadores contínuos rotativos,Accordingly, this invention provides that "limestone rock residue" from crushing plants must first undergo a beneficiation process. This process consists of two main steps: i- Heat treatment in continuous rotary dryers,
com temperatura de operação na faixa de 150 0C até 700 0C na região de patamar de máxima temperatura, dependendo da produtividade desejada;with operating temperature in the range of 150 ° C to 700 ° C in the maximum temperature threshold region, depending on the desired productivity;
ii- Classificação granulométrica em peneiradores mecânicos vibratórios, com tamanhos de abertura livre de tela superior a 0,833 mm (equivalente a peneira 20 mesh).(ii) Particle size grading on vibrating mechanical sieves with free mesh size exceeding 0,833 mm (equivalent to 20 mesh sieve).
Resulta deste procedimento de beneficiamento do resíduo bruto de rocha calcária, em um produto com características físicas, químicas e granulométricas dentro de uma faixa de parâmetros específicos. Evidentemente que as características apresentadas e discutidas neste documento, dependem fundamentalmente das características da rocha de partida (minério calcário), bem como, dos parâmetros de processamento adotados na planta de britagem (concepção técnica dos equipamentos da planta de britagem). Reforçando a idéia, os aspectos apresentados e discutidos neste documento, são específicos para o minério (minério calcário proveniente da região de Mossoró no Estado do Rio Grande do Norte) e para a planta de britagem (Planta de processamento de minérios da empresa BQMIL - Brasil Química e Mineração Industrial Ltda) empregadas durante a etapa de pesquisa e desenvolvimento que foram idealizadas, realizadas e concluídas e que resultaram e motivaram a composição deste documento.It results from this procedure of beneficiation of the raw residue of limestone, in a product with physical, chemical and particle size characteristics within a specific parameter range. Of course, the characteristics presented and discussed in this document depend fundamentally on the characteristics of the starting rock (limestone ore) as well as the processing parameters adopted in the crushing plant (technical design of the crushing plant equipment). Reinforcing the idea, the aspects presented and discussed in this document are specific for the ore (limestone ore from the Mossoró region of the state of Rio Grande do Norte) and the crushing plant (BQMIL - Brazil ore processing plant Química e Mineração Industrial Ltda) employed during the research and development phase that were conceived, carried out and concluded and that resulted and motivated the composition of this document.
Quando ao estado da técnica, não se tem conhecimento de outros produtos e/ou processos que sejam similares ao ora reivindicado, entretanto apresentamos, a seguir, uma revisão de patentes a cerca de alguns produtos e/processos para efeitos comparativos e demonstração da novidade do invento ora proposto:As far as the state of the art is not known of other products and / or processes that are similar to the one claimed herein, however, we present below a patent review on some products and / or processes for comparative purposes and demonstration of the novelty of the product. proposed invention:
O documento GB 635354 (A), de 05/04/1950, refere-se a substituição parcial dos agregados convencionais utilizados em argamassas por calcita, sendo que, o referido minério pode ser moído conjuntamente com o clinker, mas não excedendo 10% em peso em relação ao cimento. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.GB 635354 (A), of 05/04/1950, refers to the partial replacement of the conventional aggregates used in mortars by calcite, being that this ore can be ground together with the clinker, but not exceeding 10% by weight. weight relative to cement. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI9103298 A, de 01/08/1981, refere-se a uma composição para utilização na construção contendo pó de serra, como um resíduo industrial, em uma mistura (seca, úmida ou molhada) contendo aglomerantes aéreos ou hidráulicos, com ou sem agregado miúdo e em diversos traços, resultando em um produto para aplicação diversas, tais como, argamassas, blocos, placas, tijolos, recheios de entre placas de argamassa armada, de cimento e amianto, e de madeira. Portanto, a presente invenção difere do referido documento em especial na composição física e química do resíduo utilizado.Document PI9103298 A of 08/01/1981 relates to a composition for use in the construction containing saw dust as an industrial waste in a mixture (dry, wet or wet) containing air or hydraulic binders, with or without without fine aggregate and in various strokes, resulting in a diverse application product such as mortars, blocks, slabs, bricks, fillings between reinforced mortar, cement and asbestos slabs, and wood. Therefore, the present invention differs from said particular document in the physical and chemical composition of the waste used.
O documento US 5,178,455, de 19/06/1991, refere-se a um método e a um sistema para reciclagem de borra de cimento. A referida borra é resultante das águas de lavagem dos equipamentos e moldes utilizados para a produção de componente de concreto. Os inventores propõem um método para determinar as propriedades cimentantes residuais da referida borra, para, a partir deste dado, definir a contribuição da mesma quando adicionada em uma nova carga de concreto. Portanto, a presente invenção difere do referido documento na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, bem como, na aplicação pretendida.US 5,178,455, 6/19/1991, relates to a method and system for recycling cement sludge. This sludge is the result of the washing water of equipment and molds used for the production of concrete component. The inventors propose a method to determine the residual cementing properties of said sludge, from this data, to define its contribution when added to a new concrete load. Therefore, the present invention differs from said document in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used as well as in the intended application.
O documento US 5,346,548, de 04/01/1993, refere-se a uma composição particularmente apropriada para o uso em produtos à base de concreto ou de argamassa. O inventor propõe o uso de resíduos oriundos de plantas de co-geração de energia, mais especificamente as cinzas de sílica resultantes da incineração de plantas ricas em sílica. O referido resíduo em combinação com cimento Portland (ou misturas) resulta numa base cimentante para argamassas e concretos. Portanto, a presente invenção difere do referido documento na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados.US 5,346,548 of January 4, 1993 refers to a composition particularly suitable for use in concrete or mortar based products. The inventor proposes the use of waste from power cogeneration plants, specifically silica ash resulting from the incineration of silica-rich plants. Said residue in combination with Portland cement (or mixtures) results in a cementitious base for mortars and concretes. Therefore, the present invention differs from said document in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used.
O documento PI9402311-5 A, de 26/07/1994, refere-se a um processo de encapsulamento de resíduos industriais, voltando-se especificamente para os resíduos considerados perigosos ou não inertes e enquadrados na classe III. O inventor propõe que os resíduos industriais desagregados sejam combinados com cimento, areia, pedra, aditivos (opcionais) e água, compondo uma argamassa para conformação em moldes, resultando após a cura e um encapsulamento sólido. Refere-se, portanto, a um processo para reduzir ou atenuar o aspecto de periculosidade ao meio ambiente em geral, conforme expresso textualmente no referido documento. Portanto, a presente invenção difere do referido documento, tanto na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, como na aplicação e uso final.Document PI9402311-5 A, of July 26, 1994, refers to a process of encapsulating industrial waste, specifically focusing on waste considered hazardous or non-inert and falling within Class III. The inventor proposes that the disaggregated industrial waste be combined with cement, sand, stone, (optional) additives and water to form a mold forming mortar, resulting after curing and a solid encapsulation. It therefore relates to a process for reducing or alleviating the aspect of environmental hazard in general as expressed verbatim in said document. Therefore, the present invention differs from said document both in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used, as well as in the application and end use.
O documento PI9705734-7 A, de 03/07/1997, refere-se ao reaproveitamento racional de alguns resíduos sólidos da indústria de celulose resultantes do processo Kraft, especificamente os resíduos denominados de cinzas, dregs e grifts. O inventor propõe o uso combinado dos referidos resíduos em traços à base de cimento, areia, pedra e água, visando à estabilização dos referidos resíduos em matrizes de concreto, melhorando assim o seu gerenciamento e/ou manuseio em aterros industriais. Portanto, a presente invenção difere do referido documento, tanto na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, como na aplicação e uso final.The document PI9705734-7 A, of 07/03/1997, refers to the rational reuse of some solid waste from the pulp industry resulting from the Kraft process, specifically the residues called ashes, dregs and grifts. The inventor proposes the combined use of these residues in traces based on cement, sand, stone and water, aiming at the stabilization of said residues in concrete matrices, thus improving their management and / or handling in industrial landfills. Therefore, the present invention differs from said document both in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used, as well as in the application and end use.
O documento PI0418333-9 A, de 29/11/2004, refere-se a uma argamassa resistente a manchas. Os inventores propõem a realização de misturas de um ou mais compostos de isocianato polifuncionais, um ou mais polióis, um ou mais monoálcoois fluoroquímicos, um ou mais silanos, e opcionalmente um ou mais estabilizantes grupos reativos de isocianatos e um ou mais absorvedores de UV. Resultam as formulações propostas em misturas de moléculas de uretano, que compreendem um ou mais oligômeros, que juntamente com aditivos específicos provêm um polímero de grande repelência a manchas. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.Document PI0418333-9 A of 11/29/2004 refers to a stain resistant mortar. The inventors propose blending one or more polyfunctional isocyanate compounds, one or more polyols, one or more fluorochemical monoalcohols, one or more silanes, and optionally one or more isocyanate reactive group stabilizers and one or more UV absorbers. The proposed formulations result in mixtures of urethane molecules comprising one or more oligomers which together with specific additives provide a highly stain-repellent polymer. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0505847-3 A, de 05/12/2005, refere-se a um concentrado completo e diferenciado disposto em sacos no estado físico em pó destinando-se à obtenção de argamassas colantes após a mistura e homogeneização com quantidades específicas de areia no próprio locai de aplicação. O referido concentrado se utiliza de cimento portland CP-32 combinado com aditivos amplamente disponíveis no mercado, tais como, Wallocel MW 40000 PFV1 Methyl Hidroxyethyl Cellulose, Starlose OP1 Hidroxy Propil Amido, Vinnapas 5010, Topcel 40000 e Es-2002-Hidroxy Etil Celulose Compound. O inventor ressalta que este concentrado tem como vantagem a redução dos custos com transporte, visto que, não incorpora areia na sua formulação. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.Document PI0505847-3 A, of 05/12/2005, refers to a complete and differentiated concentrate disposed in sacks in powder form for the purpose of obtaining adhesive mortars after mixing and homogenization with specific amounts of sand in the own application site. Said concentrate uses portland CP-32 cement combined with widely available additives such as Wallocel MW 40000 PFV1 Methyl Hydroxyethyl Cellulose, Starlose OP1 Hydroxy Propyl Starch, Vinnapas 5010, Topcel 40000 and Es-2002-Hydroxy Ethyl Cellulose Compound. . The inventor points out that this concentrate has the advantage of reducing transportation costs as it does not incorporate sand in its formulation. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0517874-6 A, de 24/11/2005, refere-se a um aditivo para concretos ou argamassas autocompactantes, bem como, ao processo de preparação e uso do mesmo. O referido aditivo consiste de uma suspensão aquosa de argilas do grupo das esmectitas, vermiculitas e/ou cloritas, com ajuste de pH entre 6,5 a 8 . A presente invenção difere do referido documento, visto que, o aditivo proposto destina-se a reduzir os efeitos de segregação à presença de finos, reduzindo o teor de aditivos superplastificantes e melhorando as propriedades reológicas dos referidos produtos. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.Document PI0517874-6 A, dated 11/24/2005, refers to an additive for self-compacting concretes and mortars, as well as to the process of preparation and use thereof. Said additive consists of an aqueous suspension of clays of the group of smectites, vermiculites and / or chlorites, with pH adjustment between 6.5 and 8. The present invention differs from said document in that the proposed additive is intended to reduce segregation effects to the presence of fines, reducing the content of superplasticizing additives and improving the rheological properties of said products. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0601521-2 A, de 09/05/2006, refere-se aDocument PI0601521-2 A of 05/09/2006 refers to
uma composição de argamassa, seu e produto obtido a partir da mesma, para aplicação em peças para a construção civil, em especial caixilhos de ar condicionado. O inventor propõe o uso das matérias-primas argila expandida britada, cimento estrutural (CP5 ARI), pó de pedra, impermeabilizante (não especificado) e fibra de polipropileno multifilamento, com a finalidade de obter um material de menor densidade específica, resultando em peças mais leves. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.a mortar composition, its and product obtained from it, for application in parts for construction, in particular air conditioning frames. The inventor proposes to use the raw materials expanded crushed clay, structural cement (CP5 ARI), stone powder, waterproofing (unspecified) and multifilament polypropylene fiber, in order to obtain a material of lower specific density, resulting in pieces. lighter. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0603410-1 A, de 06/04/2006, refere-se a uma argamassa impermeável para piscinas e seu respectivo método de preparação. O inventor propõe uma composição formada pela combinação de cimento branco, cristais de quartzo colorido, pó de mármore, aditivos plastificantes (não especificados), não oferecendo detalhes das faixas granulométricas utilizadas do quartzo e do pó de mármore. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.Document PI0603410-1 A, of 06/04/2006, refers to an impermeable swimming pool mortar and its method of preparation. The inventor proposes a composition formed by the combination of white cement, colored quartz crystals, marble dust, plasticizer additives (unspecified), not offering details of the particle size ranges used of quartz and marble dust. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0605181-2 A, de 06/12/2006, refere-se a um aglomerante para argamassas, e seus procedimentos de fabricação, para ser utilizado como substituto das cais tradicionais em aplicações de alvenarias. O inventor propõe a combinação de cal aérea ou hidráulica com um "filler" carbônico (rochas carbônicas moídas) e aditivos (incorporador de ar ou retentor de água). O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.Document PI0605181-2 A, of 06/12/2006, refers to a mortar binder, and its manufacturing procedures, to be used as a substitute for traditional limes in masonry applications. The inventor proposes combining air or hydraulic lime with a carbonic filler (ground carbonic rocks) and additives (air trap or water trap). Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0701465-1 A2, de 19/04/2007, refere-se a um compósito cimentício com lodo de ETE (Estação de Tratamento de Efluentes) proveniente de indústria de papel, visando o seu uso para a produção de blocos (estruturais e não estruturais), painéis (estruturais e divisórios), placas para forro, isolantes termo-acústico. O inventor descreve que utilizou um resíduo constituído predominantemente por caulim e celulose, contento traços de amido, anilinas, cola de breu, alvejantes ópticos e sulfato de alumínio, propondo a sua combinação com diferentes traços de areia/cimento, nos quais a quantidade de resíduo de ETE varia de acordo com a exigência físico-mecânica do componente pretendido. Portanto, a presente invenção difere do referido documento, tanto na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, como na aplicação e uso final.The document PI0701465-1 A2, of 19/04/2007, refers to a cementitious composite with effluent treatment plant (ETE) sludge cement, aiming at its use for the production of blocks (structural and non-structural), panels (structural and partitions), ceiling tiles, thermo-acoustic insulators. The inventor describes that he used a residue consisting predominantly of kaolin and cellulose containing traces of starch, anilines, pitch glue, optical bleaches and aluminum sulfate, proposing their combination with different traces of sand / cement, in which the amount of residue ETE varies according to the physical-mechanical requirement of the intended component. Therefore, the present invention differs from said document both in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used, as well as in the application and end use.
O documento PI0702594-7 A2, de 08/06/2007, refere-se a uma composição sólida granulada para ser utilizada como uma argamassa para revestimento de paredes. Os inventores propõem o uso de uma formulação específica à base de areia grossa, cal, cimento branco, cimento, amianto e cerâmica (pó), mencionando que a combinação de amianto e cimento possibilitou a diminuição do cimento, no entanto, não fazem nenhuma menção, no descritivo do referido documento, sobre a natureza e o uso de cerâmica (pó) o que é indicado unicamente na formulação reivindicada. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.PI0702594-7 A2 of 06/08/2007 relates to a granular solid composition for use as a wall covering mortar. The inventors propose the use of a specific formulation based on coarse sand, lime, white cement, cement, asbestos and ceramics (powder), mentioning that the combination of asbestos and cement made it possible to decrease the cement, however, they make no mention. , in the specification of said document, on the nature and use of ceramic (powder) which is indicated solely in the claimed formulation. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento PI0705063-1 A2, de 19/03/2007, refere-se a uma formulação de argamassa baritada, visando a aplicação como barreira física para proteção radiológica. O inventor reivindica uma formulação específica à base de sílica quartzosa, sulfato de bário bruto, catalisador (não especificado) e fibra sintética. O referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial, portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composição física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.The document PI0705063-1 A2, of 19/03/2007, refers to a barred mortar formulation, aiming at its application as a physical barrier for radiological protection. The inventor claims a specific formulation based on quartz silica, crude barium sulfate, catalyst (unspecified) and synthetic fiber. Said document does not make use of any kind of industrial waste, therefore, differing from the present invention with respect to the physical, chemical and mineralogical composition of the raw materials used and the final product.
O documento ES 2283202 (A1), de 16/10/2007, refere-se ao uso de resíduos provenientes dos processos de fabricação de couro. Os autores propõem a obtenção de fibras a partir do referido resíduo, para substituição das fibras de celulose tradicionalmente usadas em concretos e argamassas. Portanto, a presente invenção difere do referido documento na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, bem como, na aplicação pretendida.Document ES 2283202 (A1), 10/16/2007, refers to the use of waste from leather manufacturing processes. The authors propose to obtain fibers from this residue, to replace the cellulose fibers traditionally used in concrete and mortar. Therefore, the present invention differs from said document in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used as well as in the intended application.
O documento MU8802517-9 U2, de 04/11/2008, refere-se a uma formulação para fabricação de argamassas acrílicas, utilizando- se uma quantidade específica dos produtos: aditivo CC-583, éter sulfúrico, sílex 250, pó de pedra refinado branco, Wallocel 60.000 e resina acrílica Fort Cola. O inventor não destaca a aplicação pretendida para o referido produto, nem menciona o uso de algum tipo de resíduo industrial, apesar de adotar na formulação reivindicada o constituinte pó de pedra refinado branco sem, no entanto, fazer nenhuma menção a sua composição física, química ou mineralógica. Portanto, a presente invenção difere do referido documento em sua composição física, química e mineralógica, bem como, na aplicação.Document MU8802517-9 U2, 11/04/2008, relates to a formulation for the manufacture of acrylic mortars using a specific amount of the products: additive CC-583, sulfuric ether, flint 250, refined stone powder white, Wallocel 60,000 and Fort Cola acrylic resin. The inventor does not highlight the intended application for said product, nor does he mention the use of any kind of industrial waste, although he adopts the white refined stone powder constituent in the claimed formulation without, however, making any mention of its physical, chemical composition. or mineralogical. Therefore, the present invention differs from said document in its physical, chemical and mineralogical composition as well as in its application.
O documento PI0801020-0 A2, de 19/03/2008, refere-se a uma argamassa leve autoadensável e ao método de obtenção da mesma, enfatizando o seu emprego em sistemas construtivos em fôrmas metálicas que requerem melhor fluidez do composto. O inventor reivindica uma formulação específica à base de cimento portland (tipo CPIV-32), areia natural (média-grossa), incorporador de ar (não especificado) e um superplastificante (policarboxilato). O inventor não destaca o uso de nenhum tipo de resíduo industrial, apesar de adotar na formulação reivindicada o constituinte pó de pedra (proveniente de britagem de rocha) enfatizando que estes devem atender as especificações técnicas da NBR 7211 e NBR-NM 248 sem, no entanto, fazer nenhuma menção a sua composição química ou mineralógica. Portanto, a presente invenção difere do referido documento em sua composição física, química e mineralógica, bem como, na aplicação.Document PI0801020-0 A2, of 19/03/2008, refers to a self-adhesive light mortar and the method of obtaining it, emphasizing its use in construction systems in metal formwork that require better flowability of the compound. The inventor claims a specific portland cement-based formulation (type CPIV-32), natural sand (medium coarse), air incorporator (unspecified) and a superplasticizer (polycarboxylate). The inventor does not emphasize the use of any type of industrial waste, although adopting in the claimed formulation the constituent stone dust (coming from rock crushing) emphasizing that these must meet the technical specifications of NBR 7211 and NBR-NM 248 without, However, make no mention of its chemical or mineralogical composition. Therefore, the present invention differs from said document in its physical, chemical and mineralogical composition as well as in its application.
O documento PI0803948-8 A2, de 17/09/2008, refere-se aDocument PI0803948-8 A2 of 09/17/2008 refers to
uma argamassa isolante térmica para revestimentos de paredes ea thermal insulating mortar for wall coverings and
lajes. O inventor propõe formulações à base de vermiculitaslabs. The inventor proposes vermiculite formulations
(expandida), argila (Montmorilonítica), óxido de ferro (não(expanded), clay (Montmorillonite), iron oxide (not
especificado), cimento Portland (não especificado) e cal hidratada. Ospecified), Portland cement (unspecified) and hydrated lime. THE
referido documento não faz uso de nenhum tipo de resíduo industrial,This document does not use any type of industrial waste,
portanto, diferindo da presente invenção relativamente à composiçãotherefore, differing from the present invention with respect to the composition
física, química e mineralógica das matérias-primas utilizadas e do produto final.physics, chemistry and mineralogy of the raw materials used and the final product.
O documento PI0804203-9 A2, de 10/09/2008, refere-se a uma argamassa plástica constituída de material reciclado plástico. O inventor propõe o uso de sacolinhas plásticas que, após serem derretidas, são transformadas numa areia pela adição de pequenas quantidades de metasilicato; ao material obtido é adicionado cimento para promover uma secagem mais rápida. O documento não deixa claro o uso pretendido para a referida argamassa, e não especifica nenhuma formulação com valores definidos ou faixas de valores para as matérias-primas citadas. Portanto, a presente invenção difere do referido documento, tanto na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados, como na aplicação e uso final.Document PI0804203-9 A2, of 10/09/2008, refers to a plastic mortar made of recycled plastic material. The inventor proposes the use of plastic bags that, after being melted, are transformed into a sand by the addition of small amounts of metasilicate; Cement is added to the material obtained to promote faster drying. The document does not make clear the intended use of said mortar, and does not specify any formulation with definite values or value ranges for the cited raw materials. Therefore, the present invention differs from said document both in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used, as well as in the application and end use.
O documento PI0804601-8 A2, de 18/06/2008, refere-se a um aditivo para argamassa e concreto, com a finalidade de proporcionar melhorias das propriedades tecnológicas de compostos à base de cimento Portland. O inventor propõe que o referido aditivo seja produzido a partir de rejeitos de tijolos cerâmicos de olarias, que após moagem, até granulometria abaixo de 4 mm, seja calcinado preferencialmente na faixa temperaturas de 450 0C a 750 0C, pretendendo-se obter uma argila calcinada capaz de reagir com o Ca(OH)2, produzido durante os processo de hidratação do cimento Portland, resultando em um produto com propriedades cimentícias (C-S-H). O inventor não destaca o uso de nenhum tipo de resíduo industrial, apesar de adotar na formulação reivindicada rejeitos de tijolos cerâmicos sem, no entanto, especificar detalhadamente a composição química ou mineralógica do mesmo. Portanto, a presente invenção difere do referido documento em sua composição física, química e mineralógica, bem como, na aplicação.Document PI0804601-8 A2 of 06/18/2008 relates to a mortar and concrete additive for the purpose of providing improvements in the technological properties of Portland cement-based compounds. The inventor proposes that said additive be produced from pottery ceramic brick tailings, which after grinding to a particle size below 4 mm is preferably calcined in the range of temperatures from 450 ° C to 750 ° C, with the aim of obtaining a calcined clay. able to react with Ca (OH) 2, produced during the Portland cement hydration process, resulting in a product with cementitious properties (CSH). The inventor does not emphasize the use of any kind of industrial waste, although adopting in the claimed formulation ceramic brick tailings without, however, specifying in detail the chemical or mineralogical composition of the same. Therefore, the present invention differs from said document in its physical, chemical and mineralogical composition as well as in its application.
O documento PI0805709-5 A2, de 19/03/2008, refere-se a uma argamassa obtida a partir de escória de aciaria para aplicação em assentamentos de alvenaria, revestimentos, rejuntes, ligação e regularização. Os inventores propõem a substituição parcial ou.total do agregado natural inerte miúdo (areia) por agregado reciclado do processo siderúrgico, especificamente a escória de aciaria, e especificam uma formulação base. Portanto, a presente invenção difere do referido documento na composição física, química e mineralógica dos resíduos utilizados. Breve descrição das figurasDocument PI0805709-5 A2, of 19/03/2008, refers to a mortar obtained from steel slag for application in masonry settlements, coatings, grouts, bonding and regularization. The inventors propose the partial or total replacement of the inert natural aggregate (sand) with recycled aggregate from the steelmaking process, specifically the steel slag, and specify a base formulation. Therefore, the present invention differs from said document in the physical, chemical and mineralogical composition of the waste used. Brief Description of the Figures
A figura 1 ilustra a curva termomogravimétrica (TG) da referida amostra, submetida a uma taxa de aquecimento de 10 °C/minuto.Figure 1 illustrates the thermomogravimetric (TG) curve of said sample, subjected to a heating rate of 10 ° C / min.
A figura 2 ilustra os dados de análise granulométrica,Figure 2 illustrates the particle size analysis data,
realizado por classificação granulométrica em peneiras padronizadas.performed by particle size classification in standardized sieves.
A figura 3 ilustra a análise granulométrica de uma amostra representativa da areia silicosa (formada predominantemente por sílica - SiO2) utilizada na composição das referidas argamassas.Figure 3 illustrates the particle size analysis of a representative sample of silica sand (predominantly silica - SiO2) used in the composition of said mortars.
A figura 4 ilustra o difratograma de raios X (DRX) de uma amostra representativa do resíduo calcário (areia calcária).Figure 4 illustrates the X-ray diffractogram (XRD) of a representative sample of limestone residue (limestone sand).
A Figura 5 ilustra o difratograma de raios X (DRX) de uma amostra representativa da areia silicosa (areia de sílica). Descrição detalhada da invençãoFigure 5 illustrates the X-ray diffractogram (XRD) of a representative sample of silica sand (silica sand). Detailed Description of the Invention
O processo de produção compreende as seguintes etapas principais, sendo a 1a etapa: tratamento térmico de calcinação do resíduo de rocha calcária, proveniente do processo de britagem, visando à redução ou eliminação de umidade e a eliminação ou redução de matéria orgânica; cujo tratamento térmico é feito em secadores contínuos rotativos, com temperatura de operação na faixa de 150 0C até 700 0C na região de patamar de máxima temperatura, dependendo da produtividade desejada; a 2a etapa: peneiramento mecânico visando o ajuste granulométrico do resíduo calcário calcinado ou não calcinado, cuja classificação granulométrica é feita em peneiradores mecânicos vibratórios, com tamanhos de abertura livre superior a 0,833 mm (equivalente a peneira 20 mesh); a 3a etapa: dosagem volumétrica ou mássica da areia calcária, da areia silicosa, do cimento tipo Portland e dos aditivos químicos; e a 4a etapa: mistura mecânica para homogeneização dos constituintes da composição da argamassa juntamente com o resíduo calcário processado. Alternativamente, a 1a etapa e a 2a etapa são intercambiáveis, sem comprometer a qualidade ou produtividade do processo produtivo, ressaltando-se que a 1a etapa e a 2a etapa correspondem à referida adequação do resíduo de rocha calcária. A presente invenção tem como campo de atuação as argamassas colantes especificadas na Norma Técnica da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) NBR 14081/98, na qual estão estabelecidas as seguintes designações: ACI - argamassa colante para uso interno; ACII - argamassa colante para uso externo; ACIII - argamassa colante de alta resistência; e ACIIIE - argamassa colante especial.The production process comprises the following main stages, the first stage being: heat treatment of calcination of limestone waste from the crushing process, aiming at the reduction or elimination of moisture and the elimination or reduction of organic matter; whose heat treatment is done in continuous rotary dryers, with operating temperature in the range of 150 ° C to 700 ° C in the maximum temperature threshold region, depending on the desired productivity; 2nd stage: mechanical sieving aiming at the particle size adjustment of the calcined or non-calcined limestone residue, whose particle size classification is made in vibrating mechanical sieves, with free opening sizes greater than 0.833 mm (equivalent to 20 mesh sieve); the third stage: volumetric or mass dosing of limestone sand, silica sand, Portland cement and chemical additives; and the 4th step: mechanical mixing for homogenization of the mortar composition constituents together with the processed limestone residue. Alternatively, the 1st stage and the 2nd stage are interchangeable, without compromising the quality or productivity of the production process, emphasizing that the 1st stage and the 2nd stage correspond to the referred adequacy of the limestone residue. The present invention has as its performance the adhesive mortars specified in the Technical Standard of ABNT (Brazilian Association of Technical Standards) NBR 14081/98, in which the following designations are established: ACI - adhesive mortar for internal use; ACII - adhesive mortar for external use; ACIII - high strength adhesive mortar; and ACIIIE - special adhesive mortar.
O processo objeto da presente invenção foi aplicado em formulações de argamassas colantes, considerando as especificações contidas na NBR 14081/98, e mostrou-se plenamente satisfatório para a produção de argamassas colantes confiáveis tecnicamente. Esta verificação foi feita mediante um estudo sistemático realizado em bases técnicas e científicas apropriadas para a determinação das propriedades físicas, químicas e dos atributos tecnológicos das referidas classes de argamassas colantes.The process object of the present invention was applied in adhesive mortar formulations, considering the specifications contained in NBR 14081/98, and was fully satisfactory for the production of technically reliable adhesive mortars. This verification was made through a systematic study carried out in appropriate technical and scientific bases for the determination of the physical, chemical properties and technological attributes of the mentioned adhesive mortar classes.
O referido processo foi testado em escala industrial e mostrou-se plenamente ajustável e controlável, demonstrando confiabilidade para a produção de argamassas colantes com elevados atributos tecnológicos, alta produtividade, menor custo de matérias-primas e respeitando o meio ambiente. Neste sentido, este invento surge como uma alternativa para atender as demandas das empresas que utilizam ou produzem britas de rochas calcárias e que não encontraram uma solução economicamente viável, ambientalmente correta e tecnicamente adequada para os resíduos calcários oriundos de seus processos. Adicionalmente, este invento surge como uma alternativa para as empresas produtoras de argamassas colantes, que demandam por uma matéria-prima capaz de substituir parcialmente ou totalmente as tradicionais areias silicosas, atendendo as exigências ambientais, econômicas e técnicas pertinentes a esta classe de produtos.This process was tested on an industrial scale and was fully adjustable and controllable, demonstrating reliability for the production of adhesive mortars with high technological attributes, high productivity, lower cost of raw materials and respecting the environment. In this sense, this invention emerges as an alternative to meet the demands of companies that use or produce limestone gravel and that have not found an economically viable, environmentally correct and technically suitable solution for the limestone residues from their processes. Additionally, this invention emerges as an alternative for companies that produce adhesive mortars, which demand a raw material capable of partially or totally replacing the traditional silica sands, meeting the environmental, economic and technical requirements of this product class.
Resíduo Beneficiado: características físicas, química e granulométricasBenefited Residue: physical, chemical and particle size characteristics
Ressalta-se que os procedimentos utilizados para o beneficiamento do resíduo calcário são plenamente estabelecidos e de uso corrente em diversos processos de beneficiamento de matérias-primas naturais ou sintéticas.It is noteworthy that the procedures used for beneficiation of limestone waste are fully established and commonly used in various processes of beneficiation of natural or synthetic raw materials.
Os procedimentos de beneficiamento utilizados, nominados neste documento como 1a etapa e 2a etapa do processo de produção, mostraram-se bastante efetivos no sentido de transformar o "resíduo de rocha calcária" em uma matéria-prima com características reprodutíveis e, portanto, adequada ao uso como "areia calcária" em processos industriais de fabricação de argamassas colantes. A constância nas características físicas e químicas desta matéria-prima é fundamental para o controle do processo produtivo de fabricação e, portanto, para garantir a qualidade dos produtos finais.The beneficiation procedures used, named in this document as 1st and 2nd stage of the production process, were very effective in transforming the "limestone residue" into a raw material with reproducible characteristics and, therefore, suitable for use as "limestone sand" in industrial processes for manufacturing adhesive mortars. The constancy in the physical and chemical characteristics of this raw material is fundamental for the control of the productive process of manufacture and, therefore, to guarantee the quality of the final products.
Os dados de análise gravimétrica (gravimetria) do resíduo calcário não beneficiado, determinados a partir de um conjunto de 10 amostras, mostraram que os mesmos apresentam um teor de 8,3 +/- 0,8 % de perda de massa após tratamento térmico, realizado em um forno do tipo mufla, sob uma taxa de aquecimento de 5 °C/minuto até um patamar temperatura de 500 0C por um período de tempo de 30 minutos. Este resultado pode ser associado à eliminação da água de hidratação, contida na microporosidade do minério de origem, e a água de adsorção ligada à superfície dos grãos, bem como, a eventual oxidação da matéria orgânica associada ao referido resíduo. Adicionalmente, foram realizados ensaios com o resíduo calcinado não beneficiado em uma termo-balança, visando estabelecer o intervalo de decomposição térmica da rocha calcária. A Figura 1 corresponde à curva termomogravimétrica (TG) da referida amostra, submetida a uma taxa de aquecimento de 10°C/minuto. Os resultados apontados pela curva TG revelam uma perda de massa acentuada no intervalo de temperatura entre 750°C e 900°C, ratificando a presença de calcário dolomítico na formação da amostra (resíduo de rocha calcária). Este resultando é fundamental para estabelecer o limite máximo de temperatura para o tratamento térmico em calcinadores contínuos rotativos, conforme estabelecido nos procedimentos de beneficiamento utilizados, nominados neste documento como 1a etapa e 2a etapa do processo de produção.The gravimetric analysis (gravimetry) data of the non-beneficiated limestone residue, determined from a set of 10 samples, showed that they have a content of 8.3 +/- 0.8% mass loss after heat treatment, carried out in a muffle furnace at a heating rate of 5 ° C / min to a temperature of 500 ° C for a period of 30 minutes. This result can be associated with the elimination of the hydration water contained in the microporosity of the source ore and the adsorption water bound to the grain surface, as well as the eventual oxidation of the organic matter associated with said residue. Additionally, tests were performed with the non-benefited calcined residue in a thermal scale, aiming to establish the thermal decomposition interval of the limestone. Figure 1 corresponds to the thermomogravimetric (TG) curve of said sample, subjected to a heating rate of 10 ° C / min. The results shown by the TG curve reveal a marked mass loss in the temperature range between 750 ° C and 900 ° C, confirming the presence of dolomitic limestone in the sample formation (limestone residue). This result is fundamental to establish the maximum temperature limit for the thermal treatment in continuous rotary calciner, as established in the beneficiation procedures used, named in this document as step 1 and step 2 of the production process.
Os dados de análise granulométrica, realizado por classificação granulométrica em peneiras padronizadas, permitiram verificar que o resíduo calcinado e posteriormente processado em peneira 20 mesh está isento de partículas com tamanhos equivalentes superiores a 0,833 mm, conforme apresentado na Figura 2. Deste modo, estes dados ratificam que a associação das operações de tratamento térmico e de peneiramento vibratório são efetivas para a adequação do resíduo de rocha calcária à referida aplicação, ou seja, estabilizam a massa eliminando umidade e orgânicos, conforme verificado por gravimetria, e ajustam a granulometria, eliminando a presença de partículas com tamanhos equivalentes superiores a 0,833 mm, conforme verificado pelo ensaio de análise granulométrica. A partir deste conjunto de operações de processamento o resíduo calcário pode ser referido e considerado como uma "areia calcária".The granulometric analysis data, performed by grading in standardized sieves, allowed to verify that the calcined residue and later processed in 20 mesh sieve is free of particles with equivalent sizes larger than 0.833 mm, as shown in Figure 2. Thus, these data ratify that the combination of the heat treatment and vibratory screening operations are effective for the adaptation of the limestone residue to that application, that is, they stabilize the mass eliminating moisture and organics, as verified by gravimetry, and adjust the granulometry, eliminating the presence of particles of equivalent size greater than 0.833 mm as verified by the particle size analysis test. From this set of processing operations limestone residue can be referred to and considered as a "limestone sand".
A Figura 3 corresponde à análise granulométrica de uma amostra representativa da areia silicosa (formada predominantemente por sílica - SiO2) utilizada na composição das referidas argamassas. Ressalta-se que a composição granulométrica da areia silicosa apresentada na Figura 3 corresponde, em média, a composição granulométrica das areias silicosas normalmente empregadas em formulações de argamassas colantes, ou seja, com uma predominância da composição de tamanhos de partículas com tamanhos equivalentes às peneiras 28, 48 e 80 mesh.Figure 3 corresponds to the particle size analysis of a representative sample of silica sand (predominantly formed by silica - SiO2) used in the composition of said mortars. It is noteworthy that the particle size composition of the silica sand presented in Figure 3 corresponds, on average, to the particle size composition of the silica sands normally used in adhesive mortar formulations, that is, with a predominance of particle size composition with sieve size. 28, 48 and 80 mesh.
A comparação das Figuras 2 e 3 permite verificar claramente que, embora o processo de separação granulométrica seja efetivo na eliminação de partículas com tamanhos superiores à 1 mm, a areia calcária dispõe de uma composição granulométrica muito mais fina do que à da referida areia silicosa utilizada na composição de argamassas colantes idealizada neste documento. A presença de uma fração elevada de partículas finas a partir da malha 100 mesh, ou seja, acima de 50 % em peso da areia calcária, comparativamente com aproximadamente 20 % em peso da areia silicosa, é justificada pelo processo de produção de brita calcária, que se utiliza de britadores que desenvolvem altíssimas energias de impacto, conduzindo a uma dispersão muito grande de tamanhos de partículas e, também, a uma geração de uma população predominante de partículas finas na faixa de tamanhos equivalentes entre às peneiras 100 mesh e 325 mesh. Uma segunda peneira entre a faixa de tamanhos mencionada anteriormente pode ser utilizada, para prover uma redução da contribuição das partículas calcárias na composição granulométrica global, visando à redução do excesso de finos. No entanto, esta prática tem como desvantagem o aumento do número de etapas de processamento, a geração de um resíduo calcário secundário (conduzindo a um menor aproveitamento do resíduo de rocha calcária) com características de elevada reatividade (tamanhos de partículas muito finas) e que, conseqüentemente, provoca uma maior agressividade ao meio ambiente, visto que, o referido resíduo apresenta uma elevada basicidade.The comparison of Figures 2 and 3 makes it clear that although the particle size separation process is effective in eliminating particles larger than 1 mm, the limestone sand has a much finer particle size composition than that of the used silica sand. in the composition of adhesive mortars idealized in this document. The presence of a high fraction of fine particles from the 100 mesh, ie above 50% by weight of limestone compared to approximately 20% by weight of silica sand, is justified by the process of producing limestone, which uses crushers that develop very high impact energies, leading to a very large dispersion of particle sizes and also to the generation of a predominant fine particle population in the equivalent size range between 100 mesh and 325 mesh sieves. A second sieve between the aforementioned size range may be used to provide a reduction in the contribution of limestone particles to the overall particle size composition in order to reduce excess fines. However, this practice has the disadvantage of increasing the number of processing steps, the generation of a secondary limestone residue (leading to less use of limestone residue) with high reactivity characteristics (very fine particle sizes) and consequently, it causes greater aggressiveness to the environment, since the said residue presents a high basicity.
Outro aspecto relevante é a composição de fases mineralógicas do resíduo de rocha calcária (areia calcária) e da areia silicosa utilizadas na pesquisa e desenvolvimento do produto e do processo reportados neste documento.Another relevant aspect is the composition of mineralogical phases of the limestone rock residue (limestone sand) and silica sand used in the research and development of the product and process reported in this document.
A Figura 4 corresponde ao difratograma de raios X (DRX) de uma amostra representativa do resíduo calcário (areia calcária). Os resultados mostram claramente que o resíduo calcário utilizado na etapa de pesquisa e desenvolvimento deste invento (areia calcária) é constituído por calcário dolomítico, como fase majoritária, sílica na forma de quartzo, como fase secundária, e albita (feldspato sódico - NaAISi3O8), ortoclásio (KAISi3O8) e boehmita (γ-ΑΙΟ(ΟΗ)) como fases minoritárias. Estes resultados são reforçados pelos dados de análise química da referida amostra, obtidos pela técnica de fluorescência de raios X (FRX), apresentados na Tabela 1 e expressos em base de óxidos. Os resultados de análise química mostram que o resíduo calcário é constituído predominantemente por cálcio, que combinado a uma pequena quantidade de magnésio ratifica a presença de calcário dolomítico verificado no DRX. Os resultados de análise química revelam também a presença de oxido de silício, ratificando a determinação de quartzo, de oxido de sódio, ratificando a determinação de albita (feldspato sódico - NaAISi3O8), de oxido de potássio, ratificando a determinação de ortoclásio (KAISi3O8)1 e de óxido de alumínio, ratificando a presença de boehmita (γ-ΑΙΟ(ΟΗ)). É importante ressar que a presença dos elementos químicos ferro, titânio e estrondo, identificados por FRX, podem estar associados tanto na forma de impurezas (contaminantes) como na forma de cátions substituintes nas referidas estruturas cristalinas dos minerais que compõem o resíduo calcário.Figure 4 is the X-ray diffractogram (XRD) of a representative sample of limestone residue (limestone sand). The results clearly show that the limestone residue used in the research and development stage of this invention (limestone sand) consists of dolomitic limestone as the major phase, quartz silica as the secondary phase, and albite (sodium feldspar - NaAISi3O8), orthoclase (KAISi3O8) and boehmite (γ-ΑΙΟ (ΟΗ)) as minority phases. These results are reinforced by the chemical analysis data of said sample obtained by the X-ray fluorescence technique (FRX), presented in Table 1 and expressed in oxide base. The chemical analysis results show that the limestone residue is predominantly composed of calcium, which combined with a small amount of magnesium ratifies the presence of dolomitic limestone found in the XRD. Chemical analysis results also reveal the presence of silicon oxide, ratifying the determination of quartz, sodium oxide, ratifying the determination of albite (sodium feldspar - NaAISi3O8), ratifying the determination of orthoclase (KAISi3O8). 1 and aluminum oxide, ratifying the presence of boehmite (γ-ΑΙΟ (ΟΗ)). It is important to note that the presence of the chemical elements iron, titanium and bang, identified by FRX, may be associated both in the form of impurities (contaminants) and in the form of substituting cations in the said crystalline structures of the minerals that make up the limestone residue.
Resíduo CalcárioLimestone Residue
Óxidos <*) CaO 25,59 Al2O3 24,68 MgQ 5,51 MasO 4,88 K2O 2.96 SiO2 2,12 Fe?Oa 1,56 TiQ2 0,25 SiO P.F. 0,04 32,43Oxides (*) CaO 25.59 Al2O3 24.68 MgQ 5.51 MasO 4.88 K2O 2.96 SiO2 2.12 Fe? Oa 1.56 TiQ2 0.25 SiO MP 0.04 32.43
TABELA. 1TABLE. 1
A Figura 5 corresponde ao difratograma de raios X (DRX)Figure 5 corresponds to the X-ray diffractogram (XRD).
de uma amostra representativa da areia silicosa (areia de sílica). Os resultados mostram claramente que a areia de sílica é constituído por quartzo (a-Si02 - quartzo alfa), como fase majoritária, e caulinita (2SiO2.AI2O3.2H2O) como fase secundária. Estes resultados são reforçados pelos dados de análise química da referida amostra, obtidos pela técnica de fluorescência de raios X (FRX), apresentados na Tabela 2 e expressos em base de óxidos. Os resultados de análise química mostram que a areia silicosa é constituído predominantemente por sílica, que ratifica a presença de quartzo (a- SiO2) verificado no DRX. Os resultados de análise química revelam também a presença de óxido de alumínio, ratificando a determinação de caulinita (2SiO2.AI2O3.2H2O). Deve-se ressaltar que, os elementos químicos ferro, titânio, potássio e cálcio, identificados por FRX, podem estar associados tanto na forma de impurezas (contaminantes) como na forma de cátions substituintes nas referidas estruturas cristalinas dos minerais que compõem a areia silicosa. Verificou-se ainda a presença de traços de enxofre, zircônio, fósforo, cobre e zinco.from a representative sample of silica sand (silica sand). The results clearly show that silica sand is composed of quartz (α-Si02 - quartz alpha) as the major phase and kaolinite (2SiO2.AI2O3.2H2O) as a secondary phase. These results are reinforced by the chemical analysis data of said sample obtained by the X-ray fluorescence technique (FRX), presented in Table 2 and expressed in oxide base. Chemical analysis results show that silica sand is predominantly silica, which ratifies the presence of quartz (a-SiO2) in XRD. Chemical analysis results also reveal the presence of aluminum oxide, ratifying the determination of kaolinite (2SiO2.AI2O3.2H2O). It should be noted that the chemical elements iron, titanium, potassium and calcium, identified by FRX, may be associated both as impurities (contaminants) and as substituting cations in the said crystalline structures of the minerals that make up the silica sand. Traces of sulfur, zirconium, phosphorus, copper and zinc were also found.
Areia BQMILBQMIL sand
Òxidos m SiO2 67.74 AfeO3 26,76 Fe2Cb 2,37 TiCfe 0,34 K2O 0.48 GaO 0,32 SOs 7 rfU 0,07 P2Os 0.04 CuO 0,03 ZnO VC P.F. 1.18Oxides m SiO2 67.74 AfeO3 26.76 Fe2Cb 2.37 TiCfe 0.34 K2O 0.48 GaO 0.32 SOs 7 rfU 0.07 P2Os 0.04 CuO 0.03 ZnO VC mp 1.18
TAB E LA. 2TABLE. 2
Outro atributo técnico importante é a comparação entre asAnother important technical attribute is the comparison between
densidades aparentes da areia silicosa (areia de sílica) e o resíduo calcário processado (areia calcária), conforme apresentado na Tabela 3. Os resultados mostram que as duas areias são comparáveis sob o referido aspecto, apresentando valores dentro dos limites esperados para estes tipos de minérios, ou seja, 1,69 +/_ 0,2 g/cm3 para a areia silicosa e 1,54 +/_ 0,3 g/cm3 para a areia calcária. Poderia se esperar que o resíduo calcário apresenta-se um valor de densidade ligeiramente maior que a areia calcária, visto que, a densidade relativa do mineral calcário dolomítico é aproximadamente 2,85 g/cm3 e do mineral quartzo é de aproximadamente 2,65 g/cm3. Este resultado pode ser explicado levando em conta que a rocha calcária utilizada apresenta uma porosidade interna intrínseca à mesma, e ainda uma elevada quantidade de finos, comparativamente a areia de sílica, o que também contribui para diminuição da densidade aparente devido à maior dificuldade de empacotamento das partículas. Mas, o aspecto mais importante é a pequena diferença relativa entre os valores de densidade, ou seja, aproximadamente 0,15 g/cm3, permitindo que as duas matérias-primas sejam homogeneizadas em misturadores mecânicos intensivos, sem que haja risco de segregação entre as mesmas devido a elevadas diferenças de inércia mecânica.apparent densities of silica sand (silica sand) and the processed limestone residue (limestone sand), as shown in Table 3. The results show that the two sands are comparable in this respect, presenting values within the expected limits for these types of silica sand. ores, ie 1.69 ± 0.2 g / cm3 for silica sand and 1.54 ± 0.3 g / cm3 for limestone. The limestone residue could be expected to have a slightly higher density value than limestone since the relative density of dolomitic limestone is approximately 2.85 g / cm3 and quartz is approximately 2.65 g. / cm3. This result can be explained by taking into account that the limestone used has an intrinsic internal porosity, and also a high amount of fines, compared to silica sand, which also contributes to the decrease in bulk density due to the greater difficulty of packing. of the particles. But the most important aspect is the small relative difference between the density values, ie approximately 0.15 g / cm3, allowing the two raw materials to be homogenized in intensive mechanical mixers without risk of segregation between the two. due to high differences in mechanical inertia.
Matéria-Prima Densidade Aparente (g/cm3) Areia Silicosa 1,69 +L 0,2 Areia Calcário 1,54 +/_ 0,3Raw Material Bulk Density (g / cm3) Silica Sand 1.69 + L 0.2 Limestone Sand 1.54 + / _ 0.3
TABELA. 3TABLE. 3
Exemplos relacionados ao "Processo de Produção de Argamassas Colantes à Base de Resíduos de Rochas Calcárias e Respectivas Formulações", descritos como detalhes ilustrativos da presente invenção, que não devem ser entendidos como limitadores dos campos de abrangências da presente patente:Examples relating to the "Limestone Residue-Based Adhesive Mortar Production Process and Formulations" thereof, described as illustrative details of the present invention, which are not to be construed as limiting the scope of the present invention:
Exemplo 1: Para efeito comparativo, duas composições típicas para argamassa colante do tipo ACI (argamassa colante para uso interno - NBR 14081/98), com e sem resíduo calcário (areia calcária) serão apresentadas neste exemplo.Example 1: For comparative purposes, two typical ACI type adhesive mortar compositions (internal adhesive mortar - NBR 14081/98), with and without limestone residue (limestone sand) will be presented in this example.
Na Tabela 4 a formulação "Padrão" corresponde a uma composição de argamassa contendo areia silicosa, servindo de referência no exemplo aqui apresentado. A formulação "F1" corresponde à composição de argamassa contento "resíduo calcário - areia silicosa" em substituição parcial (45 % em peso) da areia silicosa utilizada no "Padrão", ilustrando um valor que pode ser adotado para esta tipologia de argamassas colantes. O cimento Portland apontado nas duas formulações deve ser do tipo "CP Il-Z 32 RS" (Composto Pozolânico) ou "CP Il-F 32 RS" (Composto Filler), apropriados para o uso em argamassas colante ou em rejuntes, devido as suas habilidades de ancoramento e de infiltração nas microporosidades tanto do substrato (piso ou reboco) como do revestimento.In Table 4 the formulation "Standard" corresponds to a mortar composition containing silica sand, serving as a reference in the example presented here. The formulation "F1" corresponds to the mortar composition containing "limestone residue - silica sand" in partial substitution (45% by weight) of the silica sand used in the "Standard", illustrating a value that can be adopted for this typology of adhesive mortars. The Portland cement indicated in both formulations should be of type "CP Il-Z 32 RS" (Pozzolanic Compound) or "CP Il-F 32 RS" (Compound Filler), suitable for use in adhesive mortars or grouts, due to the their ability to anchor and infiltrate the microporosities of both the substrate (floor or plaster) and the coating.
O "Aditivo 1", no presente invento, se refere aos compostos químicos da classe do "Hidroxietilcelulose", que tem a característica de atuar simultaneamente como agentes espessantes e ligantes, conferindo as argamassas colantes elevada trabalhabilidade e aderência."Additive 1" in the present invention refers to chemical compounds of the "Hydroxyethylcellulose" class, which has the characteristic of acting simultaneously as thickening agents and binders, giving the adhesive mortars high workability and adhesion.
A composição "F1" satisfez todas as exigências expressas no conjunto de Normas da ABNT referentes a esta classe de produtos. Enfatizando que a referida formulação apresentou valores de resistência de aderência a tração aos 28 dias de cura, sob condições normais, superior a 0,50 MPa, bem como, as exigências de deslizamento inferior a 0,7 mm e de tempo em aberto maior do que 15 minutos.The composition "F1" has met all requirements expressed in the ABNT Standards set for this product class. Emphasizing that this formulation presented values of tensile strength at 28 days of cure, under normal conditions, greater than 0.50 MPa, as well as sliding requirements of less than 0.7 mm and open time greater than than 15 minutes.
Formulações AC-I ......>■..........<■ ' fS Matérias-Primas (% em peso) Padrão F1 Areia Silicosa (SiO2) 85 40 Resíduo Calcário -- - 45 Cimento Portland 15 15 10C % Aditivo 1 (sobre 100%) 0,15 0,15Formulations AC-I ......> ■ .......... <■ 'fS Raw Materials (% by weight) Standard F1 Silica Sand (SiO2) 85 40 Limestone Residue - - 45 Cement Portland 15 15 10C% Additive 1 (over 100%) 0.15 0.15
TABELA.4TABLE.4
Exemplo 2: Para efeito comparativo, duas composições típicas para argamassa colante do tipo ACIIIE (argamassa colante especial - NBR 14081/98), com e sem resíduo calcário (areia calcária) serão apresentadas neste exemplo.Example 2: For comparison purposes, two typical ACIIIE type adhesive mortar compositions (special adhesive mortar - NBR 14081/98), with and without limestone residue (limestone sand) will be presented in this example.
Na Tabela 5 a formulação "Padrão" corresponde a uma composição de argamassa contendo areia silicosa, servindo de referência no exemplo aqui apresentado. A formulação "F2" corresponde à composição de argamassa contento "resíduo calcário - areia silicosa" em substituição parcial (45 % em peso) da areia silicosa utilizada no "Padrão", ilustrando um valor que pode ser adotado para esta tipologia de argamassas colantes. O cimento Portland apontado nas duas formulações deveIn Table 5 the formulation "Standard" corresponds to a mortar composition containing silica sand, serving as a reference in the example presented here. The formulation "F2" corresponds to the mortar composition containing "limestone residue - silica sand" in partial substitution (45% by weight) of the silica sand used in the "Standard", illustrating a value that can be adopted for this type of adhesive mortars. Portland cement pointed out in both formulations should
ser do tipo "CP Il-Z 32 RS" (Composto Pozolânico) ou "CP Il-F 32 RS" (Composto Filler), apropriados para o uso em argamassas coIante ou em rejuntes, devido as suas habilidades de ancoramento e de infiltração nas microporosidades tanto do substrato (piso ou reboco) como do revestimento.be of the type "CP Il-Z 32 RS" (Pozzolanic Compound) or "CP Il-F 32 RS" (Compound Filler), suitable for use in grouting mortar or grout due to their anchoring and infiltration microporosities of both the substrate (floor or plaster) and the coating.
O "Aditivo 2", no presente invento, se refere aos compostos químicos da classe do "Hidroxipropilmetilcelulose", que tem a característica de atuar simultaneamente como agentes espessantes, Iigantes e retentores de água, conferindo as argamassas colantes elevada trabalhabilidade, aderência e resistência a tração."Additive 2" in the present invention refers to the chemical compounds of the "Hydroxypropyl methylcellulose" class, which has the characteristic of acting simultaneously as thickeners, binders and water retainers, giving the adhesive mortars high workability, adhesion and resistance to traction.
O "Aditivo 3", no presente invento, se refere aos compostos químicos da classe dos "Estearatos", tanto de cálcio como de zinco, que tem a característica de atuar simultaneamente como agentes impermeabilizantes de superfície (reduzindo a perda de água e aumentando o tempo em aberto) e como redutores de atrito interno e externo (atuando como lubrificantes). Opcionalmente podem ser utilizados "Policarboxilatos"."Additive 3" in the present invention relates to both calcium and zinc "Stearate" class chemical compounds which have the characteristic of simultaneously acting as surface sealing agents (reducing water loss and increasing open time) and as internal and external friction reducers (acting as lubricants). Optionally "polycarboxylates" may be used.
O "Aditivo 4", no presente invento, se refere aos compostos químicos da classe dos "Copolímeros de Etileno e Acetato de Vinilan1 que tem a característica de promover um melhor acomplamento químico entre a argamassa/revestimento, aumentam a inércia química e conferem altas flexibilidades as argamassas. Adicionalmente promovem uma elevação substancial da fluidez, melhorando a trabalhabilidade."Additive 4" in the present invention refers to the chemical compounds of the "Ethylene and Vinylan Acetate1 Copolymers" class which has the characteristic of promoting better chemical bonding between the mortar / coating, increasing chemical inertia and conferring high flexibility. Mortars also promote a substantial increase in fluidity, improving workability.
A composição "F2" satisfez todas as exigências expressas no conjunto de Normas da ABNT referentes a esta classe de produtos. Enfatizando que a referida formulação apresentou valores de resistência de aderência a tração aos 28 dias de cura, sob condições normais, superior a 1,00 MPa, bem como, as exigências de deslizamento inferior a 0,7 mm e de tempo em aberto maior do que 30 minutos.The composition "F2" has met all requirements expressed in the ABNT Standards set for this product class. Emphasizing that this formulation presented values of tensile strength at 28 days of cure under normal conditions, greater than 1.00 MPa, as well as sliding requirements of less than 0.7 mm and greater open time than than 30 minutes.
Formulações AC-IIIE Matérias-Primas (% em peso) Padrão F2 Areia Silicosa (SiO2) 75 30 Resíduo Calcário - 45 Cimento 25 25 10C )% : ADITIVO 2 0,20 0,20 ADITIVO 3 0,08 0,08 ADITIVO 4 0,80 0,80Formulations AC-IIIE Raw Materials (% by weight) Standard F2 Silica Sand (SiO2) 75 30 Limestone Residue - 45 Cement 25 25 10C)%: ADDITIVE 2 0.20 0.20 ADDITIVE 3 0.08 0.08 ADDITIVE 4 0.80 0.80
TABELA.5TABLE.5
Como já mencionado, a exposição do presente invento é apenas ilustrativa e mudanças podem ser feitas nos detalhes, especialmente no que tange ao tamanho, forma, dimensão, produção, disposição industrial e visual, mas sempre dentro do princípio idealizador, até a extensão indicada pelo conhecimento da reivindicação apresentada com o presente pedido de patente.As already mentioned, the disclosure of the present invention is illustrative only and changes can be made in the details, especially regarding size, shape, dimension, production, industrial and visual layout, but always within the idealizing principle, to the extent indicated by the present invention. acknowledgment of the claim filed with the present patent application.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1104435 BRPI1104435A2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | production process of sticky mortar based on calcareous rock residues and their formulations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1104435 BRPI1104435A2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | production process of sticky mortar based on calcareous rock residues and their formulations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI1104435A2 true BRPI1104435A2 (en) | 2013-08-13 |
Family
ID=48917826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI1104435 BRPI1104435A2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | production process of sticky mortar based on calcareous rock residues and their formulations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI1104435A2 (en) |
-
2011
- 2011-09-22 BR BRPI1104435 patent/BRPI1104435A2/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according art. 34 industrial property law | ||
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