AVALIAÇÃO DO COMPÓRTAMENTO TÉRMICO DE ARGILAS DA REGIÃO DE PASSOS, MG, VISANDO SUA APLICAÇÃO...
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7/29/2019 AVALIAO DO COMPRTAMENTO TRMICO DE ARGILAS DA REGIO DE PASSOS, MG, VISANDO SUA APLICAO COMO POZOLANAS
1/2
AVALIAO DO COMPORTAMENTO TRMICO DEARGILAS DA REGIO DE PASSOS-MG, VISANDO
SUA APLICAO COMO POZOLANASPinho, Deyna
1; SantAgostino, Llia Mascarenhas
2
1. INTRODUO
O trabalho tem como objetivo caracterizar tecnologicamente argilas como fonte de material pozolnico,
a fim de obter sua composio mineralgica, detalhando os argilominerais presentes, e definir a temperatura
tima de ativao trmica do material. Foram estudadas argilas provenientes de dois depsitos localizados no
municpio de Ita de Minas, Regio do Alto Rio Grande no sudoeste de Minas Gerais, cujos direitos minerrios
pertencem Companhia de Cimento Portland Ita (grupo Votorantim).
As duas reas contm argilas
caulinticas, sendo que uma delas est
associada ao Grupo Bambu assim compondo
uma jazida (Jazida do Eucalipto) onde a
empresa explora tambm calcrio (Mina
Taboca) para fabricao de cimento, argamassa
e cal. Uma parte dessas argilas utilizada na
composio da farinha para fabricao de
cimento, outra parte utilizada na fabricao de
cimento pozolnico, aps sua calcinao a
800C, restando ainda uma parcela de recursos
de argila considerada at o momento material
estril que destinado a bota-foras.
O outro depsito mineral em estudo
denominado Fazenda da Lagoa e se encontra
atualmente sob avaliao tcnico-econmica
pela Empresa.2. CONTEXTO GEOLGICO
Os dois depsitos so compostos por argilas essencialmente caulinticas, sendo ambos sotapostos ao
Grupo Bambu. Na jazida do Eucalipto ocorrem tanto argilas residuais quanto sedimentares, dentre as
residuais esto algumas argilas vermelhas e cinza claro meio esverdeadas que apresentam nitidamente a
foliao residual das rochas do Grupo Arax, sendo que tambm se pode incluir as argilas marrom escuras
que so resultado da alterao dos mrmores do Grupo Bambu. Dentre as sedimentares esto as argilas de
cor roxa com fragmentos de mrmore e as brancas com fragmentos de quartzito indicando transporte fluvial,
com rea fonte prxima, possivelmente rochas do complexo Campos Gerais.
Na Fazenda da Lagoa as argilas so essencialmente de carter sedimentar e acredita-se que estas argilas
sedimentares sejam resultado de um ambiente sedimentar fluvial-lacustre de idade Terciria a Quaternria.
3. POZOLANAS
Neste trabalho, pozolanas so definidas segundo a norma NBR12653 (ABNT, 1992), como Materiais
silicosos ou slico-aluminosos que, por si ss, possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que
quando finamente divididos e na presena de gua , reagem com o hidrxido de clcio temperatura
ambiente para formar compostos com propriedades aglomerantes. Com relao s argilas, raramente se
comporta como pozolana, mas ao ser aquecida entre 550 a 900oC, sofre alteraes dos minerais
componentes podendo adquirir propriedades pozolnicas, a este processo chama-se calcinao.
A calcinao promove a transformao do argilomineral caulinita presente nas argilas, em um
composto de slica e alumina com estrutura amorfa, chamado de metacaulinita, que se forma graas a perda
da hidroxila na forma de gua atravs de aquecimento temperaturas de 550 a 900C. Essas transformaes
trmicas so possveis de serem determinadas atravs de Anlises Termodiferenciais e Gravimtricas.
4. AMOSTRAGEM e DESCRIO
A amostragem foi feita nos dois depsitos de argila da Cimento Ita, tanto na Jazida do Eucalipto
quanto no depsito da Fazenda da Lagoa, atravs de sondagem a trado mecnico de dimetro de 3 e furos
de de 16 a 18 m de profundidade em mdia, arranjados segundo malhas quadrticas.
Os testemunhos de argilas foram, ento,
descritos novamente levando em considerao os
critrios estabelecidos que se apoiaram
principalmente na sua cor natural, mas tambm napresena ou no de foliao ou outra estrutura
residual, ou presena de areia ou gros de seixos etc.
Assim foram descritas argilas de diferentes
tonalidades, e que foram agrupadas de acordo com
um gabarito de tonalidades.
EUCALIPTO
FAZENDA DA LAGOA
AMARELA BRANCA
CINZA VERMELHA
MARROM PRETAEROXA
GABARITO DE CORES E TONALIDADES
5. ANLISES QUMICAS
0
1
2
3
4
5
6
15 20 25 30 35 40
Al2O3
K2O
Argilas Brancas Amostra EcBrA1 Amostra EcBrA2 Amostra EcBrB1 Amostra EcBrB2
A
B
Al2O3 x K2O
0
1
2
3
4
5
6
40 45 50 55 60 65 70 75 80
SiO2
K2O
Argilas Brancas Amostra EcBrA1 Amostra EcBrA2 Amostra EcBrB1 Amostra EcBrB2
A
B
K2O x SiO2
EUCALIPTO
FAZENDA DA LAGOA
0
1
2
3
4
5
6
10 15 20 25 30 35
Al2O3
K2O
Argilas Amarelas Amostra LgAmC Amostra LgAmA Amostra LgAmB
A
B
0
1
2
3
4
5
6
7
8
20 22 24 26 28 30 32
Al2O3
Fe2O3
Argilas Cinzas Amostra LgCzD Amostra LgCzA Amostra LgCzC Amostra LgCzB
AB
C
DAl2O3 x K2O Al2O3 x Fe2O3
ARGILAS AMARELAS ARGILAS BRANCAS
Instituto de Geocincias, Universidade de So Paulo. 2003. Apoio Financeiro: Cimento Portland Ita, Votoramtim Cimentos
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected] -
7/29/2019 AVALIAO DO COMPRTAMENTO TRMICO DE ARGILAS DA REGIO DE PASSOS, MG, VISANDO SUA APLICAO COMO POZOLANAS
2/2
EcBrA2
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00
Abertura (um)
FreqnciaAcumuladaAbaixo
(%)
6. AMOSTRAS SELECIONADAS
EUCALIPTO
4 amostras brancas
EcBrA1 EcBrA2
EcBrB1 EcBrB2
FAZENDA DA LAGOA
2 amostras amarelas 4 amostras cinzas
LgAmYA LgAmYB LgCzXA LgCzXB
LgCzXC LgCzXD
Foram escolhidas as amostras com estas caractersticas de cor, por apresentarem uma cor de
queima que no interfere na cor original do cimento o que representa uma caractrstica de interesse
importante e determinate para o uso de determinadas argilas pela indstria de cimento.
7. ANLISES GRANULOMTRICAS
Tanto para as amostras do Eucalipto quanto para as amostras da Fazenda da Lagoa, todas
apresentaram dois tipos distintos de distri buio granulomtrica: uma Log-Normal, apresentando
somente uma pupulao, e outra trimodal, apresentando trs populaes distintas.
8. ANLISES TERMODIFERENCIAIS E TERMOGRAVIMTRICAS
LgAmYA
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00
Abertura (um)
FreqnciaAcumuladaAbaixo(
puderam ser percebidas pelos patamares de perdas de massa mas que no se expressaram por picos
de consumo/liberao de energia nos termogramas. A partir desses resultados foram definidas as
temperaturas de calcinao para as amostras.
AMOSTRASESCOLHIDA
STEMPERATURA DE CALCINAO (C)
LgAmYA - 450 550 900 -
LgCzXC 100 300 500 900 970
EcBrA2 100 410 550 700 970
EcBrB1 - - 550 860 900
Os resultados esto expressos nas
formas de curvas termodiferenciais e
termogravimtricas, conforme os grficos
acima. Em alguns grficos, especialmente das
amostras EcBrA1, EcBrB1, EcBrB2 e LgAmYA,
as transformaes minerais
9. DIFRAO DE RAIOS X
A partir das difraes de raios X das amostras, determinou-se a composio mineralgica
principal para todas as amostras selecionadas, que so basicamente compostas de quartzo e caulinita,
com bastante presena de feldspato e muscovita, e em algumas amostras h a presena tambm de
clorita, goethita e titanita.
Nota-se que os silicatos como o quartzo e o feldspatos, mantiveram-se intactos em todas as
temperaturas de calcinao, como tambm a titanita e a goetita. As micas como a clorita e a muscovita
resistem at 970C quando ento so desestruturadas. A caulinita entretanto varia seu comportamento,
sendo na amostra EcBrA2 no aparencendo a 410C, mas nas demais aparece at 500C.
FASES MINERAIS PRESENTES NOS DIFRATOGRMAS PARA AS AMOSTRAS CALCINADAS
AMOSTRAS EcBrA2 EcBrB1 LgAmYA LgCzXC
TEMPERATURAS DECALCINAO (C)
100 410 550 700 970 550 860 900 450 550 900 100 300 500 900 970
MINERAIS
Quartzo Quartzo Quartzo Quartzo
Caulinita Caulinita Caulinita Caulinita
Muscovita MuscovitaMuscovita
Clorita
Feldspato Titanita Goetita Feldspato
DIFRATOGRAMAS DAS DIVERSAS TEMPERATURAS DE CALCINAO PARAA AMOSTRA EcBrA2
10. CONCLUSES
Em relao composio qumica, observou-se um excesso de slica e baixo alumnio frente ao
esperado pela estequiometria da caolinita (46,5% SiO2 e 39,5% Al2O3), indicando provvel presena de
quartzo. Os teores de potssio so expressivos em alguns grupos de amostras sugerindo ocorrncia de
minerais micceos associados, o que fato em algumas amostras, reforado pelos teores de magnsio
mais elevados (micas magnesianas?). Os teores de ferro no se correlacionam com a colorao das
amostras, existem amostras brancas com valores da ordem de 3% Fe2O3, amostras amarelas da ordem
de 2%, e amostras cinzas da ordem de 6%. Sendo assim, a separao das argilas pelo critrio cor
importante, mas no deve ser nico j que as argilas possuem um comportamento qumico muito
diversificado. E Em relao granulometria, as amostras parecem no guardar correlao entre a
granulometria, e a composio qumica, mesmo no que se relaciona a indicao de presena de quartzo.
Para os dois depsitos estudados a mineralogia dos maiores constituintes foi semelhante: caulinita e
quartzo, sendo que em ambos ocorre muscovita associada, seja como maior, menor ou trao e ortoclsio
idem, com maior freqncia na Fazenda da Lagoa. Pela difrao de raios x foi detectada presena de
clorita nas amostras da Fazenda, j ustificando o magnsio associado, e embora tambm ocorram teores
significativos de MgO no Eucalipto a difrao no acusou um mineral especfico portador.
Pode-se dizer a respeito das transformaes minerais que a caulinita inicia a sua desestruturao a
450C e se desestrutura totalmente 550C, enquanto que as micas resi stem at 970C, quando tambm se
desestruturam. Sendo a 970C o possvel incio da nucleao de mulita.
A partir dos resultados do DRX e ATD-ATG a temperatura de ativao trmica seria a partir de
600C, fato que no observado nos resultados dos ensaios de pozolanicidade com algumas amostras
apresentando melhores resultados a temperaturas de 800 e 900C, em estgios avanados a finais de
desestruturao da caulinita. Ou seja, o uso de ATD-ATG para ambos os depsitos como mtodo de
definio das temperaturas de ativao trmica no se mostrou como ferramenta eficiente.
11. REFERNCIAS BIBL IOGRFICAS
Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT. 1992. Materiais Pozolnicos NBR 12653/1992. 3p.