Cimentos de Resíduos? Sim, é possível!

Dezembro 18, 2020

O cimento Portland é um dos materiais mais utilizados na construção civil, sendo componente do concreto, estando presente desde a etapa de fundação até o revestimento das edificações. No entanto, a indústria cimenteira é uma das principais responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa. A argila e o calcário, matérias-primas para fabricação do cimento Portland, devem ser queimadas em fornos rotativos com temperaturas de até 1500°C para fabricar o clínquer, principal componente do cimento Portland. A queima de combustíveis nessa etapa é o principal responsável pelas emissões de CO2 da indústria cimenteira que representa de 5% a 8% da emissão total global de CO2.

Indústria cimenteira continua trajetória de desenvolvimento em Mato Grosso  - Votorantim Cimentos - Institucional

Figura 1 - Foto de uma indústria cimenteira. Fonte: Votorantim Cimentos

 

Existem diversas alternativas para minimizar os impactos da indústria cimenteira como a utilização de materiais cimentícios suplementares em substituição parcial do clínquer. No Brasil essa prática já é adotada há mais de 50 anos produzindo cimentos Portland com adição de escória de alto forno, pozolanas e filler calcário em porcentagens que chegam a até 70%. Outra alternativa são os cimentos belíticos que por possuírem temperatura de queima menor (até 1250°C) tem menor consumo de energia e emissão de gases de efeito estufa.

Além de todo o impacto da indústria cimenteira que é uma constante existe a questão da geração e disposição de resíduos indústrias. Existe uma busca pela otimização de processos para minimizar essa geração e uma demanda por alternativas que reincorporem esses resíduos na cadeia produtiva.

Assim, nessa pesquisa foi avaliado o potencial de um cimento belítico de baixo impacto ambiental produzido pela combinação de três resíduos indústrias. Os resíduos utilizados foram grits (proveniente da indústria da celulose), escória de aciaria (proveniente de indústria siderúrgica) e resíduo da mineração do quartzito. Esses resíduos foram escolhidos pela sua disponibilidade e por apresentarem uma composição química favorável que permitiria criar um produto final com composição similar ao cimento Portland. Assim, o cimento belítico de resíduo foi produzido com 70% de grits, 20.7% de resíduo da mineração do quartzito e 9.3% de escória de aciaria. Os resíduos foram moídos até granulometria ideal e depois homogeneizados produzindo pellets que seriam queimados em temperatura de até 1200°C. Após a queima os pellets eram resfriados rapidamente e moídos a finura necessária para uso.

 

Figura 2 - Imagem dos 3 resíduos utilizados na pesquisa

 

Em laboratório o cimento belítico de resíduo foi avaliado quanto suas características físicas e mecânicas. Destaca-se que esse material atendeu a todas as especificações para cimento Portland estabelecida pela NBR com relação sua área específica, finura e tempo de início de fim de pega.

Com relação à resistência à compressão, o cimento de resíduo teve um ganho de resistência compatível com o esperado para cimentos belíticos. Os cimentos belíticos possuem uma composição característica em que o ganho de resistência é mais lento, sendo demandado até 1 ano para se atingir resistências compatíveis com o cimento Portland. O cimento de resíduo obteve uma resistência comparável ao cimento Portland no período de 180 dias.

O uso de superplastificantes e dosagens otimizadas foi empregado para minimizar esse tempo de hidratação, sem grandes sucessos. Apesar do longo tempo para o completo ganho de resistência é importante ressaltar que nesse trabalho foi apresentado mais uma alternativa de reaproveitamento de resíduos como matéria-prima buscando processos mais eficientes, com menor desperdício e impacto ambiental.

As discussões apresentadas aqui são apenas uma resenha de estudos mais aprofundados, para mais informações e citações observe o artigo original.