BRPI0802008A2 - processo de fabricação de compósitos de fibrocimento utilizando materiais cimentìcios reforçados com fibras inorgánicas quimicamente modificadas por organosilanos - Google Patents
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Abstract
Revela-se um processo inovador de fabricação de produtos para indústria da construção civil à base de compósitos de fibrocimento utilizando fibras inorgânicas em conjunto ou separadamente, com fibras poliméricas, naturais ou sintéticas. A presente invenção oferece um processo original de tratamento termo-químico de fibras inorgânicas de base vítrea, derivadas da escória de indústrias siderúrgicas e similares, tratadas e estabilizadas quimicamente com agentes organosilanos, aditivos e catalisadores, para fabricação de compósitos fibrocimento em uma matriz de cimento do tipo portland, podendo ser descrito basicamente das seguintes etapas: a) Preparação de uma mistura com fibras de origem escória siderúrgica predominantemente vitrea em um meio líquido alcoólico-aquoso, formando uma suspensão sob agitação para obtenção de uma polpa; b) Tratamento termoquímico sob agitação com agentes desengraxantes e ativadores de superfície hidrofílica; c) Tratamento termoquímico com reagentes hidrofugantes à base de organosilanos, oxidantes, dispersantes, reticuladores na faixa de emperatura de 20-50 <198>C; d) Reticulação e secagem das fibras à temperatura na faixa de 80 a 150<198>, por um período de 1 a 4 horas; e) Adição dos materiais cimenticios, agregados, adições e aditivos (areia, pó calcário, metacaulim, microsílica, pó de quartzo) formando uma pasta; f) Entrada no processo Hatscheck em uma esteira de manta porosa com sistema de tração por cilindros; g) Secagem do material por sucção a vácuo, conformação e corte da chapa na forma final do produto. A presente invenção refere-se a um método totalmente original de utilização de fibras de escória derivadas das indústrias siderúrgicas e similares que são quimicamente alteradas para incrementar sua resistência alcalina de matrizes cimenticias do tipo Portland com adições. Estas fibras foram utilizadas na fabricação de compósitos de fibrocimento como telhas onduladas, telhas planas, painéis, chapas e produtos derivados para diferentes aplicações nas indústrias da construção civil e arquitetura.
Description
"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE COMPÓSITOS DE FIBROCIMENTOUTILIZANDO MATERIAIS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS COM FIBRASINORGÂNICAS QUIMICAMENTE MODIFICADAS POR ORGANOSILANOS"
A presente invenção refere-se a um processo inovador de fabricação deprodutos para construção civil à base de compósitos de fibrocimento utilizandofibras inorgânicas de escória vítreas, em conjunto ou separadamente, comfibras orgânicas poliméricas naturais ou sintéticas. Mais especificamente, apresente invenção refere-se a um método totalmente original de emprego demateriais cimentícios do tipo cimento Portland reforçados por fibras inorgânicasde origem industrial, de base predominantemente vítrea, em substituição àsfibras de amianto crisotila, através do reaproveitamento de rejeitos ereciclagem de resíduos sólidos de escória da área de siderurgia e metalurgia,tratados e estabilizados quimicamente atribuindo resistência à alcalinidade demateriais cimentícios, para fabricação de compósitos de fibrocimento comotelhas, painéis e produtos derivados para diversas aplicações nas indústrias daconstrução civil e arquitetura. Entende-se por compósito um material formadopor uma ou mais fibras, embebidas em uma fase contínua, chamada matriz. Atenacidade e a ductilidade são duas propriedades muito importantes para oselementos esbeltos utilizados na construção civil, pois facilitam o manuseio,tanto na fase de produção e transporte quanto na instalação, minimizando suafissuração, ou até mesmo evitando sua quebra. As fibras ampliam acapacidade de deformação do material e aumentam a sua capacidade desuporte de carga, principalmente quando submetida a esforços de tração, flexo-tração e impacto.
Na indústria de materiais de construção civil, os produtos à base decimento Portland reforçados com fibras inorgânicas de amianto sãogenericamente denominados de fibrocimentos. O cimento amianto, nomepopular do fibrocimento, é um material de construção geralmente composto pormais de 90% (em peso) de cimento e material carbonático ("filer") e menos de10% (em peso) de fibras de amianto crisotila, desenvolvido no final do séculoXIX pelo industrial austríaco Ludwig Hatschek. Desde então, esse material temsido largamente utilizado na fabricação de telhas, caixas d'água e peçasacessórias para telhados. O amianto, também conhecido como asbesto, é umafibra mineral natural inorgânica largamente utilizada na produção de materiaisfibrocimento tais como telhas e caixas d'água. O seu uso foi limitado em váriospaíses o que promoveu a busca por fibras de reforço alternativas.
O principal objetivo deste processo foi a produção de uma inovadoratecnologia de produção de telhas de cimento reforçado com fibras inorgânicasde base de escória derivada das indústrias siderúrgicas e metalúrgicas tratadasquimicamente e resistentes ao ataque alcalino de materiais cimentícios, paraprodução de telhas de fibrocimento e outros materiais pelo processo Hatschek,mas não limitada a este.
A tendência internacional no mercado de construção civil é decompetição com base em novas tecnologias de compósitos. Entre os diversostipos de materiais utilizados para o reforço de argamassas de cimento Portland,tais como as fibras de aço, náilon, carbono, vegetais, estão as fibras cerâmicase as fibras de vidro. A fibra de vidro convencional, tipo E, sofre degradação daspropriedades físicas com o tempo, devido ao ataque do meio alcalino da matrizde cimento Portland, o que afeta, principalmente, a tenacidade, diminuindoprogressivamente sua flexibilidade, tornando-a frágil. A fibra de vidro álcalis-resistente (AR) foi desenvolvida, nos últimos anos, pela presença de cerca de16% de oxido de zircônio (Zr02) na composição do vidro (TEZUKA, 1989;PARDELA e AGUILA, 1998), apresentando melhor desempenho em relação àdurabilidade em meios alcalinos, se comparada à fibra de vidro convencional.
O custo da fibra de vidro AR é alto, cerca de três a cinco vezes o valor da fibraconvencional, limitando em larga extensão sua viabilidade de uso emaplicações de habitações sociais e população de baixa renda. Por outro lado, aconstrução civil brasileira, nos setores habitacional, industrial e agrícola,apresenta forte demanda para sistemas de baixo custo, com uso racional damão-de-obra e redução de desperdícios. Observa-se, também, a propensãomundial de utilização de materiais reforçados com fibras na construção, pelapossibilidade de produção de componentes delgados, além de elevadaabsorção de energia frente a esforços dinâmicos, sendo economicamenteinteressante viabilizar a utilização de fibras alternativas em argamassas decimento Portland. Para tanto, é necessário proteger as fibras do ataquequímico do meio alcalino do cimento Portland. Geralmente isto é feito por meioda modificação das argamassas com látex, da adição de sílica ativa ou, ainda,da proteção superficial destas fibras.
As fibras derivadas de resíduos sólidos constituem matéria-primarenovável e com elevado potencial de aplicação na redução de impactoambiental. Nos países industrializados e também nos países emdesenvolvimento, as fibras e os resíduos naturais ou sintéticos têm despertadointeresse como materiais reciclados. Vários fatores podem ser citados para apesquisa, tais como a imobilização de rejeitos em compósitos e reforço emmatrizes frágeis à base de cimento, o seu valor relativamente reduzido, adisponibilidade a partir de processamento de resíduos de outras indústrias,possibilidade de uso de fibras consideradas subprodutos, com economia deenergia e ainda por questões de redução no impacto ambiental. Estas fibrasmodificadas quimicamente são adequadas à produção em equipamentosHatscheck, com necessidade de nenhuma ou mínimas adaptações.
O conceito de reforço com fibras nos materiais de construção não é algonovo. As fibras têm sido aplicadas em construções desde o início da história dohomem, havendo evidências que fibras de asbesto foram usadas para reforçarpostes de argila há 5 mil anos. Outros exemplos se referem a materiaisreforçados com fibras como pêlos de origem animal utilizados em argamassade enchimento de paredes, tijolos de barro produzidos pelos egípcios comargila cozida e reforçados com palha. Entretanto, a adição de fibras parareforço do concreto é uma técnica de construção relativamente nova. Oemprego de fibras descontínuas adicionadas ao concreto desenvolveu-se apartir de 1960, quando surgiram no mercado novos produtos tais como fibrasmetálicas, minerais e de vidro. No Brasil, a utilização de fibras alternativascomo fibras sintéticas poliméricas, como as fibras de poli (álcool vinílico) (PVA)e polipropileno (pp), fibras de vidro, fibras de aço, e também fibras naturais deorigem vegetal, como coco, sisal, bambu e outras, com a finalidade de reforçode matrizes iniciou-se ao final da década de 70, com alguns estudosacadêmicos, onde foram pesquisadas suas potencialidades reforçando a matrizde cimento. O interesse pelo uso das fibras naturais como reforço estávinculado ao seu baixo custo, disponibilidade e por questões ambientais eeconômicas, já que os materiais tradicionais de construção apresentam umcusto bastante elevado, explicado pelo alto consumo de energia e transporte.
Em relação a sua composição, as fibras podem ser classificadas comoorgânicas ou inorgânicas. Podem ainda ser divididas em naturais ou sintéticas.
Existem na literatura mundial controvérsias relativas a alguns tipos de fibras esua classificação, principalmente no que se refere às fibras de origem vegetalou de base celulósica e as fibras de origem animal tais como resíduos sólidosde curtumes, serragem de couro, aparas de couro, pêlos etc. Apesar deprovenientes da natureza, isto é, dos tecidos de animais, o tratamento químico,térmico e mecânico antes de sua utilização em compósitos ainda despertaopiniões contraditórias. Neste texto, por questões de clareza inequívoca,denominamos por fibra inorgânica natural aquela que tem origem semtratamento prévio industrial, em forma de fibras e aglomerado, como o amiantocrisotila. Já a fibra inorgânica sintética ou artificial é decorrente de um ou maisprocessos de fabricação onde ocorrem transformações físicas, químicas ouambas (físico-químicas) na sua produção, por exemplo, a fibra de vidro, fibracerâmica e a fibra de escória, esta última objeto específico deste trabalho.
As fibras de escória são denominadas inorgânicas por seremquimicamente constituídas, principalmente, por óxidos metálicos, como oxidode silício (sílica, SÍO2), oxido de cálcio (cálcia, CaO), oxido de alumínio(alumina, AI2O3), oxido de magnésio (magnésia, MgO), oxido de ferro (Fe203),óxidos de sódio (Na2Ü) e potássio (K20), entre outros. Suas dimensões físicasvariam em ampla faixa, sendo mais comumente encontradas comcomprimentos de 1,0 a 20 mm e diâmetro de 1 a 50 |a,m, com densidade nafaixa de 2,0 a 2,8 g/cm3 (2,0-2,8 t/m3). Dependendo do processamento deobtenção a partir do resfriamento a escória industrial, pode-se apresentar,ainda, na forma agrupada de feixes ou aglomerados emaranhados na forma denovelos. A utilização na indústria de compósitos de fibrocimento produzidoscom fibras de origem inorgânica vítrea, como fibras de escória e fibras de vidro,tem como grande barreira a sua degradação em meio alcalino associado aocimento do tipo Portland. Uma visão ampla de sustentabilidade (social-econômica-ambiental) e uma busca de melhoria contínua do processo demanufatura com competitividade em escala global têm promovido o uso deresíduos da indústria siderúrgica e metalúrgica, principalmente aquelesutilizados como substituição ao clínquer na indústria de cimento e derivados demateriais cimentícios, mas sempre encontram sua limitação associada à suaestabilidade ou reatividade. Contudo, ainda assim, não foi encontrado nenhumregistro nacional ou mundial de utilização bem sucedida de resíduos de escóriana forma de fibras, provenientes das indústrias siderúrgicas, metalúrgicas e defundição, para utilização como material de reforço em compósitos defibrocimento com matriz cimento Portland, onde a durabilidade em médios elongos prazos tenha sido plenamente atingida.
Reagentes químicos específicos da classe dos organosilanos sãoutilizados como modificadores de propriedades superficiais em todas as áreasda ciência. Ressalta-se que o controle científico-tecnológico do processo e aseleção de um sistema adequado pode promover importantes alteraçõessuperficiais da fibra através da seleção dos grupos químicos funcionais, comoaminas, tiol, isocianato, éster, éter, epóxi, vinil e outros, além da probabilidadeda combinação de 2 ou mais grupos simultaneamente. Portanto, apresenta-sepraticamente ilimitada a possibilidade de produzir sistemas quimicamentemodificados para uma determinada aplicação projetada. As característicasquímicas destes grupos, como hidrofilicidade, hidrofobicidade, acidez oubasicidade, servem como possíveis sítios de interações e reações químicas.
Neste trabalho foi utilizado, pela primeira vez e em caráter inovador, a escóriade indústria siderúrgica em fibras, cuja superfície foi quimicamente modificadapara resistência alcalina, como material de reforço na fabricação de compósitosde fibrocimento para construção civil e produtos derivados.
De uma forma geral, as propriedades finais do compósito são fortementeinfluenciadas pelas características individuais de seus componentes e pelométodo de produção. A teoria de compósitos de materiais cimentíciosreforçados por fibras é bastante extensa, com alguns aspectos das fibras quesão importantes, como mostrado a seguir:- Tipo de fibras;
- Condição de uso das fibras;
- Arranjo e distribuição das fibras;
- Forma e geometria das fibras;
- Grau de aderência entre fibra e matriz;
- Fração volumétrica das fibras;
- Propriedades das fibras;
- Superfície das fibras;
- Processo de mistura;
- Método de cura;
- Estabilidade dimensional;
- Estabilidade química da fibra dispersa na matriz do compósito;
Dentre os processos empregados para produção de fibrocimento emescala comercial, destaca-se o Hatscheck, desenvolvido pelo pesquisador demesmo nome no ano de 1900 e usualmente utilizado até os dias de hoje pelasindústrias. Este processo baseia-se no uso de misturas bastante fluídas emmeio aquoso, permitindo a dispersão adequada das fibras no interior da matrizcimentícia, com formação de uma polpa. Em seguida, a mistura é drenada pararemoção do excesso de água, formando uma lâmina de diversas camadas,tipicamente na faixa de 1-10 mm de espessura.
O processo Hatscheck de fabricação de compósito de fibrocimento abase de cimento Portland e fibras pode ser dividido nas seguintes partes:
- Dispersão da fibra de reforço em um meio aquoso para formação de umapolpa fluída homogênea;
- Incorporação de cimento, isoladamente, ou com adição de material de carga,como por exemplo, material carbonático, na mistura;
- Homogeneização da mistura com adequação de viscosidade e dispersão dasfibras;
- Drenagem por sucção do excesso de água em mantas porosas com aformação de uma lâmina de diversas camadas;
- Extrusão por cilindro e formação de uma lâmina multicamada da ordem de 1 a10 mm de espessura;- Conformação mecânica por prensagem em molde para adequação do produtono formato;
- Tratamento térmico para cura, acelerado para desenvolvimento depropriedades químicas e mecânicas do produto;
A substituição de fibras de amianto e fibras poliméricas sintéticas porfibras naturais, tipicamente fibras celulósicas, tem sido proposta em diversospaíses, sendo depositado elevado número de patentes. Nos Estados Unidos,através da consulta a base de patentes, foram encontradas as seguintespatentes concedidas associadas à utilização de fibras de celulose em reforçode matriz de cimento para fabricação de compósito fibrocimento: (US6,942,726) (US 6,872,246) (US 6,811,879) (US 6,676,745) (US 6,676,744) (US6,572,697) (US 6,138,430) (US 5,785,419) (US 5,641,584) (US 4,985,119).Também no Brasil, diversos pedidos de patentes foram depositados junto aoINPI, nos últimos anos, sob o tema de fibras orgânicas a base de celulosesimilar como, por exemplo: (PI0313982-4),(PI0104440-0), (PI0109283-9),(PI9503532-0), (PI9507048-6), (PI8503236-0), (PI0508132-7). Maisespecificamente, relativo à modificação de fibras inorgânicas naturais ousintéticas tem-se patentes concedidas em sua grande maioria para aquelesprodutos com base fibras de vidro (E-glass, AR-glass, A-glass, S-glass e ECR-glass), fibras minerais naturais como wollastonita, utilizando-se como camadasprotetoras de resistência alcalina as resinas estirenadas associadas ou não aooxido de zircônio (zircônia), como exemplo (US 4118239), (US 4118239), (US6582511), (US 7354876), (US 4652535), (US 4105492), (US 4910076) (US4454285). Além destes, alguns itens foram encontrados onde a estratégia demodificação de fibras seguiu a utilização de reagentes da classe dos silicones,silanos e derivados, combinados ou não a outros aditivos, visando a fabricaçãode superfícies geralmente denominadas de hidrorepelentes ou hidrofugantes:(US 7311964), (US 6410626), (US 6147156), (US 6176920), (US 6322888),(US 5916361), (US 5332428). Contudo, não foram encontradas ocorrências dautilização de fibras inorgânicas ou resíduos sólidos de indústria siderúrgica oumetalúrgica, especificamente escória, quimicamente modificada na superfície,através de um processo de reação com organosilanos e aditivos, produzindosistema resistente ao ataque alcalino, como material de reforço em matriz decimento Portland nas bases de patentes nacionais e mundiais pesquisadas.
O grande desafio tecnológico, econômico e comercial e ainda semprecedentes até esta presente invenção, é o desenvolvimento de uma fibratecnologicamente viável para substituição integral do amianto. Esta fibra deveser obrigatoriamente estabilizada quimicamente para resistir ao meio alcalinoda matriz cimentícia, durável dimensionalmente, em escala industrial ecompetitiva, econômica e comercialmente, no mercado com as demaistecnologias existentes. Sabe-se há várias décadas que as fibras de origemnatural como a celulósica, obtidas principalmente a partir do processamento damadeira de eucalipto, pinho ou mesmo outros vegetais inferiores, apresentamdegradação em médios e longos prazos de sua estrutura em meio alcalino,causando redução de propriedades mecânicas e, portanto, prejudicandocatastroficamente sua aplicação como material de reforço estrutural.
Entretanto, as alternativas para fibras inorgânicas de amianto têm sidopropostas em diversos países, tais como as fibras de vidro (AR-glass) e fibraspoliméricas sintéticas, principalmente polipropileno e PVA. Como mencionadoanteriormente, o custo elevado associado a estas fibras tem impedido suadifusão em países como o Brasil e outros com perfil habitacional de grandedemanda em populações de baixa renda. Outra corrente de pesquisa temdesenvolvido matrizes cimentícias com baixos teores de cimento Portland eadição de agentes pozolânicos para redução da alcalinidade da matrizdecorrente da formação de fases de cálcio hidratadas como a Portlandita ouCa(OH)2, minimizando o ataque às fibras de origem natural, vegetal ou animal.
Ainda, como alternativa de contornar a degradação em meio alcalino, algumasindústrias realizam um processo de tratamento de carbonatação dofibrocimento em um ambiente rico em C02, após a fabricação, no sentido detransformar a Portlandita ou hidróxido de cálcio em carbonato de cálcio(CaCC>3), reduzindo as possibilidades de degradação. A utilização deprocedimento de autoclave com atmosfera gasosa controlada para tratamentode compósitos à base de cimento reforçados com fibras naturais tambémpotencializa uma melhoria de desempenho do produto em matriz cimentícia.Geralmente esta operação é realizada na faixa de temperatura de 150 a 190°C, e pressão autógena de 0,5 a 1,5 MPa. São soluções não-definitivas quetêm limitado em grande extensão a utilização de fibras naturais em compósitosda construção civil.
A presente invenção oferece um processo original de tratamentotérmico-químico fibras inorgânicas de escória, preferencialmente derivadas deprocessamento metalúrgico e siderúrgico (semi-processadas, processadas ousub-produtos) caracterizadas por sua composição química elevados teores deóxidos de silício, cálcio, alumínio e menores teores de outros óxidos (ferrita,rutilo, Na20, K20 e S03), com a constituição de uma matriz vítrea ousemicristalina, modificadas através de um processo de reação comoorganosilanos e aditivos, produzindo um sistema de elevada resistência aoataque alcalino. Estas fibras quimicamente modificadas são utilizadas comomaterial de reforço mecânico em matriz de cimento Portland, na produção decompósitos fibrocimento. Entre os vários processos de obtenção de telhasplanas, onduladas ou painéis via rota aquosa, utiliza-se nesta invenção, a títulode exemplo, mas não limitado a este, a fabricação a partir do processoHatscheck. O processo inovador desenvolvido pode ser descrito basicamentepor três fases principais: Fase-I, denominada de tratamento termoquímico dedesengraxe-oxidativo e expansão das fibras; Fase-ll, denominada detratamento termoquímico de modificação superficial associado à reticulaçãoestrutural e proteção álcali-resistente; Fase-lll, denominada de processo defabricação Hatscheck modificado. Estas 3 fases estão exemplificadas edetalhadas a seguir:
- Recomenda-se utilizar como referência do processo uma massa de100kg de fibra de escória. As proporções de reagentes, solventes e demaisprodutos terão como base a massa de fibra inicial.
A) FASE-I - Tratamento termoquímico de desengraxe-oxidativo e expansão dasfibras:
- Realizar a etapa de pré-tratamento das fibras minerais de inorgânicaescória, mais especificamente escória de processamento siderúrgico oumetalúrgico, através da adição de reagentes desengraxantes (tenso-ativos)com concentração na faixa de 0,1% a 5,0% (em relação volume total dasolução), sob agitação moderada e aquecimento à temperatura aproximada de(40 ± 20) °C, por um período de 5 a 60 minutos, na proporção de 5% a 50% defibra para volume total de solução. Depois de decorrido o tempo de reação,proceder à drenagem completa do líquido do recipiente, separando as fibraspré-tratadas para próxima etapa de tratamento termo-químico.
B) FASE-II - Tratamento termoquímico de modificação superficialassociado a reticulação estrutural e proteção álcali-resistente:
- Preparação de uma solução de água em álcool etílico (etanol), naproporção de 50% a 95% de etanol, ajustando o pH da solução com ácidoacético, ácido clorídrico ou ácido nítrico, para a faixa aproximada de pH=4,0 a6,5; Proceder à adição dos reagentes organosilanos, especificamente ostrialquilsilanos de grupo amino como o APTES (3-aminopropiltrietoxisilano) etiol (mercapto) como o MPTMS (mercaptopropiltrimetoxisilano) na fração de 0,1a 20,0% (% volume) relativa ao volume da solução etanol-água preparada.
Este processo de reação químico denominado de pré-hidrólise dos alcóxidosdeve ser conduzido sob agitação moderada, constante e aquecimento deaproximadamente (20 - 40) °C, por um período de aproximadamente 5 a 60minutos;
- Em seqüência, preparar uma mistura com as fibras de escória pré-tratadas na etapa anterior (solução desengraxante), utilizando como meiodispersante a solução etanol-água com reagente organosilanos pré-hidrolisados (trialquilsilanos, APTES e MPTMS), na proporção de fibraescória/solução aproximada de 1% a 30%, (percentual em massa), formandouma suspensão homogeneamente dispersa sob agitação moderada; Esteprocesso de reação química deve ser conduzido sob agitação moderada,constante e aquecimento de aproximadamente (20 - 50) °C, por um período deaproximadamente 5 a 180 minutos; Depois de decorrido metade do tempo deprocessamento, deve ser adicionado o poli(álcool vinílico) (PVA) na proporçãode 0,1 a 1,0% (% massa de fibra de escória) e agente reticulante a base dealdeído (glutaraldeído-GA) na proporção de 0,1 a 1,0% (% massa de fibra deescória). Estas adições permitem a estabilização do agente modificador à basede organosilanos e reticulação química cruzada na superfície da fibrainorgânica, através de ligações Si-OH, Si-O-Ca, -Si-O-Ca-OH-, fibra escória-NH-Glutaradeído-fibra escória e outras. Como agente iniciador-reticulante ecatalisador o processo associado aos grupos acetatos presentes no PVAutiliza-se o peróxido de dicumila ou o peróxido de dibenzoila na proporção de0,1% a 0,5% em relação à massa de fibra de escória.
- Drenagem do líquido do reator de processamento químico. As fibrastratadas devem ser submetidas à etapa final de secagem e reticulação atravésde um aquecimento de 80 a 150 °C por um período aproximado de 1-4 horas.
A fibra após tratamento termoquímico e secagem encontra-seestabilizada e deve prosseguir para FASE-III no processo Hatscheck;C) FASE-III - Processo de fabricação Hatscheck modificado:
1- Preparação de uma polpa de fibras modificadas quimicamente eestabilizados após FASE-I e FASE-II, em meio aquoso, na faixa de 5 a 30% empeso com relação ao volume total de líquido;
2- Adição de cimento Portland, agregados (areia, carbonatos comoCaC03, MgC03 e outros) formando uma massa fluida homogeneamentedispersa sob agitação com teor de fibras de 1 a 15% em relação ao peso decimento; Pode-se utilizar outras fibras orgânicas, naturais ou sintéticas, einorgânicas, em conjunto para modificar e melhorar as propriedades mecânicasdos produtos fabricados.
3- Entrada no processo Hatscheck em uma esteira de manta porosa comsistema de tração por cilindros;
4- Secagem do material por sucção a vácuo para promover remoção doexcesso de água;
5- Extrusão por cilindro e formação de uma lamina multicamada daordem de 1 a 10 mm de espessura;
6- Corte e conformação da chapa na forma final do produto;
7- Estação de secagem e cura acelerada do produto;
8 - Empilhamento e armazenagem dos produtos.
Estas etapas de modificação da fibra inorgânica de escória podem serobservadas no diagrama ilustrativo da FIGURA.1. Neste diagrama apresenta-se um esquema onde os números representam: (1) Feixe de fibras de escóriarecebidas sem tratamento; (2) Ampliação ilustrativa dos óxidos principaispresentes na superfície da fibra, exemplificando com grupo silanol (Si-OH);ressalta-se que ocorrem também interações com AI-OH e Ca-OH presentes nasuperfície das fibras de escória; (3) representação química genérica deorganosilanos modificadores reagindo com moléculas de água, sendo grupo"R" a entidade funcional do reagente, como por exemplo, amino, tiol, e outros;(4) Produtos de hidrólise do organosilano que irão ligar com a superfície dafibra (silanóis, siloxanes, oligômeros); (5) Representação estrutural da fibra deescória quimicamente modificada por grupos amino (NH2), APTES (3-aminopropiltrietoxisilano).
O diagrama do processo de fabricação Hatscheck está mostrado naFIGURA.2, adaptada a partir de COUTTS, 1992. Nesta figura há um esquemasimplificado onde os números representam: (1) misturador, agitador; (2)cilindro; (3) correia transportadora; (4) sentido de rotação da esteira; (5)sistema de vácuo; (6) cilindro de extrusão indicando sentido de rotação; (7)sistema de corte da chapa; (8) chapa saindo da calandra.
Os produtos obtidos após o processo de fabricação de telhas onduladaspossuem diversas formas semelhantes aos moldes utilizados na prensagem noprocesso de conformação. A FIGURA.3 mostra uma pequena parte da grandediversidade de formas de produtos possíveis de serem obtidos através destatécnica, não se limitando, contudo, aos exemplos mostrados.
Existem especificações técnicas para produção de telhas defibrocimento à base de amianto, de acordo com as normas vigentes daAssociação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Também as especificaçõestécnicas de fibras naturais vegetais para aplicações em compósitos defibrocimento na indústria da construção civil devem obrigatoriamente estar deacordo com as normas vigentes da ABNT. Todavia, inexiste um sistema deregulamentação, normatização e legislação nacional específica para avaliaçãode compósitos de fibrocimento com utilização de material de origem inorgânicamineral ou sintética à base de escória. Neste sentido, visando uma qualificaçãodas propriedades comparativamente com tecnologias similares, até quenormas e procedimentos específicos sejam publicados pelos órgãosreguladores, as matérias-primas e os produtos fibrocimentos desenvolvidos efabricados neste processo original e inovador encontram-se aprovados nasseguintes normas e procedimentos de avaliação de propriedades, desempenhoe durabilidade:
NBR 9778/1987 - Argamassa e concreto endurecidos - Determinaçãoda absorção de água por imersão - índice de vazios e massa específicaadaptada para as características das fibras;
NBR 13998/1997 - Determinação do teor de massa seca - Método porsecagem em estufa;
NBR 14590/2000 - Determinação da resistência a soluções de hidróxidode sódio;
NBR 15210-1 - Telha ondulada de fibrocimento sem amianto e seusacessórios - Parte 1: Classificação e requisitos;
NBR 15210-2 - Telha ondulada de fibrocimento e seus acessórios -Parte 2: Ensaios;
NBR 7581 - Telha ondulada de fibrocimento -Especificações;Vale ressaltar que algumas normas e procedimentos devem ser adaptadospara adequarem ao processo proposto, uma vez que podem não ser aplicáveisdiretamente a qualquer tipo de fibrocimento.
Exemplos e Exemplos Comparativos
A invenção será agora descrita detalhadamente por intermédio deexemplos práticos e exemplos comparativos. Entretanto, a invenção não ficalimitada aos exemplos.
Como matéria-prima utilizaram-se vários tipos de escórias das indústriassiderúrgica e metalúrgica, fornecidas como fibras. Para simplificação serãoapresentados resultados práticos de somente um tipo de fibra de escória,denominadas doravante simplesmente de fibra de escória (FE). Estas fibrasserão sempre comparadas com a amostra de fibra inorgânica de referênciaconstituída pelo amianto crisotila. Enfatiza-se que tal exemplo não apresentaum fator de limitação ou restrição de aplicação da tecnologia desenvolvida paraoutras fibras de origem inorgânica, como fibras de vidro, fibras mineraisnaturais ou sintéticas como wolastonita (CaSi03) e zeólitas, mas tão somente aapresentação de um modelo para ilustrar e comprovar os resultados obtidos. Adescrição do processo de fabricação de compósitos de fibrocimentos foi dividaem duas seções principais para facilitar o entendimento e compreensão dosprodutos obtidos. A primeira etapa constituiu da preparação e tratamento dafibra de escória; A segunda descreve a produção em processo Hatscheck detelhas onduladas de fibrocimento reforçadas com as fibras de escória tratadasnesta invenção. Foram produzidos compósitos de fibrocimento com fibras deescória derivadas de indústrias siderúrgicas sem qualquer tratamento e com asmesmas fibras tratadas e modificadas quimicamente, para serem comparadasentre si, quanto à melhoria de propriedades. Além disto, fibras de escóriatratadas e não tratadas quimicamente foram utilizadas na fabricação decompósitos de fibrocimento e comparadas com compósitos similares fabricadosutilizando fibras inorgânicas de amianto crisotila, denominada FA. Este estudocomparativo permite a avaliação de propriedades da tecnologia inovadora demodificação da fibra de escória bem como a comparação dos compósitos decimento produzidos com o material utilizado atualmente como referência(amianto). As características das fibras utilizadas antes do tratamento químico(não tratadas) estão descritas a seguir.
Análise Dimensional: As medidas de comprimento e diâmetro médio(espessura) das fibras foram realizadas a partir de imagens obtidas emmicroscópio óptico de luz refletida e também microscopia eletrônica devarredura. As medidas foram realizadas sobre as imagens obtidas utilizandoprograma de tratamento de imagem.
Os resultados da análise dimensional das fibras podem ser visualizadosna Tabela 1.
As fibras de escória (FE) em avaliação apresentaram dimensões namesma faixa típica do valor observado para as fibras de amianto crisotila (FA)utilizadas como referência na fabricação de fibrocimento. Contudo, ressalta-seque as fibras de amianto apresentam-se mais concentradas em diâmetrospróximos de 1-2 pm, enquanto as fibras de escória distribuem-se entre 1-15jim.Tabela 1 - Análise dimensional das amostras em estudo.
Tipo de Fibra Largura (e) Comprimento (I)
FE (1-15 )\im (1,0-15,0) mm
FA <10^m (1,0 a 10,0) mm
Absorção de Água: Método de Avaliação: ABNT NBR 9778/1987 -Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água porimersão. Ressalta-se que esta norma não se aplica imediatamente ao sistemaem questão. Contudo, pode-se utilizá-la de forma adaptada em função dacaracterística das fibras. O processo de saturação utilizado foi imersão emágua por 72 horas (temperatura ambiente).
Os resultados obtidos para a absorção de água estão anotados naTabela 2. As fibras de escória (FE) recebidas sem tratamento químicosuperficial apresentaram valores de absorção de água bastante similares oupróximos aos observados para as fibras de amianto (FA) crisotila utilizadoscomo referência na fabricação de fibrocimento.
Tabela 2 - Absorção de água para as fibras em estudo.
Tipo de Fibra Absorção de água
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Resistência das Fibras às Soluções de Hidróxido de Sódio: Método deavaliação: NBR 14590/2000 (pasta celulósica). Os resultados obtidos para ada resistência a soluções de hidróxido de sódio estão anotados na Tabela 3.
Tabela 3 - Resultados da resistência a soluções de hidróxido de sódio.
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As fibras de origem inorgânicas de escória sem tratamento (FE) emavaliação segundo a norma da ABNT, apresentaram valores de Resistência àsolução de hidróxido de sódio (R-m e R-is) inferiores aos observados para asfibras de amianto, principalmente nos valores de R-is, onde houve significativocomprometimento da estabilidade em meio alcalino. Deve-se alertar que estesvalores não são comparáveis diretamente uma vez que o método desenvolvidooriginalmente para fibras de celulose e derivadas requer lavagem durante aavaliação com solução de ácido acético glacial que promove umasuperestimação da quantidade de massa perdida no ensaio, em outraspalavras, os índices reais deverão ser mais superiores ao obtidos na tabela 3.
A Análise Morfológica utilizando-se microscopia eletrônica de varredura(Jeol JSM 6360LV Noran) permitiu a investigação da dispersão, forma edistribuição das fibras de escória, bem como acompanhar seu comportamentode estabilidade submetido ao ataque alcalino. A FIGURA 4 mostra afotomicrografia obtida para fibra de escória (FE) produzida com escória deindústria siderúrgica. A FIGURA 5 mostra a fotomicrografia obtida para fibrainorgânica de amianto crisotila usada como referência (FA). Asfotomicrografias para avaliação das fibras de escória antes e após o tratamentoquímico de modificação superficial estão mostradas nas FIGURA 6A e FIGURA6B, respectivamente. As fibras de escória tratadas e não tratadas apresentammorfologia muito similares àquelas observadas para as fibras amianto(arredondadas), além de possuírem diâmetros médios e comprimentos namesma faixa das fibras de amianto. Ainda, nenhuma alteração dimensionalpode ser observada nas fibras de escória antes e após o tratamento, semqualquer indício de falhas, poros ou trincas após o tratamento de modificaçãosuperficial.
As características e propriedades das fibras inorgânicas derivadas deescória utilizadas após o tratamento químico (tratadas) estão descritas aseguir.
Absorção de Água: Método de Avaliação: ABNT NBR 9778/1987 -Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água porimersão. Em função da característica das fibras, o processo de saturaçãoutilizado foi imersão em água por 72 horas (temperatura ambiente).
Os resultados obtidos para a absorção de água estão anotados naTabela 4.Tabela 4 - Absorção de água para as fibras em estudo - Variação daabsorção de água da fibra antes e após o tratamento químico modificador emrelação à fibra de amianto de referência (FA).
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Observa-se um comportamento satisfatório das fibras de escória nãotratadas e tratadas quimicamente, em relação à absorção de água quandocomparadas às fibras de amianto utilizadas como referência. Nota-se uma clararedução da absorção das fibras de escória (FE) tratadas, fato que evidencia aocorrência da modificação química desta superfície no sentido de reduzir suahidratação e, conseqüentemente, minimizar a degradação em meio alcalino.
Ainda assim, considera-se o resultado obtido adequado como potencial paraaplicação no processo HATSCHEK que utiliza elevada quantidade de águapara fabricação com compósito de fibrocimento, compatibilizandocomportamento híbrido parcialmente hidrofílico e hidrofóbico.
As fibras de escória analisadas antes do tratamento termoquímico (FEnão tratadas) apresentaram resistência ao ataque a soluções de hidróxido desódio bastante inferiores à da fibra de amianto crisotila, conforme se podeverificar nos resultados da Tabela 5. Segundo procedimento da norma NBR14590/2000, nota-se que a modificação química das fibras inorgânicasprovenientes de escória promoveu um aumento significativo na resistência aoataque e degradação alcalina em ambos os resultados de R-io e R-is quandocomparado à fibra original (FE) não tratada. O valor obtido (R-is) encontra-seacima de 80%, em média, bastante superiores ao das fibras de escóriaoriginais (sem tratamento), e mais próximos aos valores observados para fibrasde amianto utilizadas como referência (~ 95%). Este resultado indica que foidesenvolvida e produzida fibra de origem de escória que, quando tratadaquimicamente apresenta um comportamento semelhante à fibra inorgânica deamianto, no aspecto de resistência à degradação alcalina possibilitando seuuso como reforço em matrizes de materiais cimentícios e produção decompósitos.
Tabela 5- Resultados da resistência a soluções de hidróxido de sódio de fibra de escória (FE) com e sem tratamento químico modificador. <table>table see original document page 19</column></row><table>
Na segunda etapa do processo de avaliação, foi utilizado o processoHATSCHEK para fabricação de compósitos fibrocimento na produção de telhasonduladas. Produziram-se amostras de telhas de fibrocimento com espessuratipicamente na faixa de 3 a 8 mm, ondas curtas e ondas largas, comprimentode 1,22 m; 2,44 m até 3,66 m, largura típica variando de 0,5 a 1,5 m, sendo quecomo material cimentício foram testados cimentos tipo Portland das classesCP-II, CP-III e CP-V (CPII E 32,CPIII 40 RS.CP V ARI, CPV ARI-RS) com esem adições e agregados como, por exemplo, metacaulim, microsílica, sílicaativa, sílica, areia e material carbonático ("pó calcário ou filer calcário"). Fibrasde escória sem tratamento e fibras de escória tratadas foram utilizadas comomaterial de reforço dos compósitos. A composição química típica das fibras deescórias testadas está mostrada na Tabela 6.
A Tabela 7 mostra a composição típica das adições utilizadas na matrizcimentícia para fabricação dos compósitos. Ressalta-se que somente sãoapresentados estes materiais como adições como exemplos e não podem serconsiderados como limitantes ou fatores de restrição para a presente invenção.Estas amostras de fibrocimento foram alvo de extensas análises depropriedades e desempenho comparativo. Portanto, estas amostras foramsubmetidas a vários ensaios de vida acelerada para avaliação da estabilidadefísica e química em ambiente alcalino provocado pela matriz cimentícia docompósito de fibrocimento produzido.Tabela 6- Análise química típica das fibras de escória.
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Foram utilizadas ampliações de 50 vezes a 10.000 vezes para asanálises de microscopia no sentido de permitir a identificação dos processos deintegração, desgaste e degradação das fibras ensaiadas na matriz cimentícia.
A FIGURA.7 mostra a fotomicrografia das fibras de escória com tratamentoquímico inovador desenvolvido neste trabalho incorporadas na matriz docompósito de fibrocimento depois de decorridos 28 dias na proporção de 4,0%em peso em uma matriz de cimento Portland CP-II (especificamente, CP-II-E-42). Esta imagem ilustra evidências incontestáveis da estabilidade física equímica destas fibras no meio de elevada alcalinidade da matriz cimentícia docompósito de fibrocimento, uma vez que se apresentam sem redução da seçãoresistente e sem sinais de hidratação e com característica de ruptura frágil evítrea das fibras de escória.
Outros exemplos estão mostrados nas imagens de microscopiaeletrônica nas FIGURA.8A e FIGURA.8B, onde telhas produzidas de fibras deescória na proporção de 6% imersas na matriz de cimento Portland CP-V ARIapós 28 dias de ensaio estão sem sinais de hidratação das fibras. Observa-setambém um modo frágil de ruptura na superfície de fratura do compósitoindicando reduzida integração/hidratação na interface fibra de escória-matriz decimento. Ao contrário, as fibras de escória não tratadas para modificaçãoquímica foram totalmente desintegradas e incorporadas a matriz de cimentoPortland, através do processo de hidratação formando os compostos desilicatos de cálcio hidratados (C-S-H), mostrado na FIGURA 9A (ampliação250x) e FIGURA 9B (matriz com ampliação 50x). Portanto, as fibrasinorgânicas provenientes de escória de indústria siderúrgica e metalúrgicatratadas quimicamente neste estudo apresentaram-se estáveis física equimicamente em meio cimentício Portland, permitindo sua utilização paraprodução de materiais de construção a base de compósitos de fibrocimento.
Tabela 7 - Análise química das adições.
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Espectros de FTIR foram obtidos a partir de fibras de escória semtratamento (referencia) e tratadas quimicamente no processo para identificar apresença do modificador na superfície da fibra. Para potencializar a verificaçãode características superficiais foi utilizada a técnica de reflectância difusa(DRIFT) utilizando KBr como dispersante (20:1, KBr:fibra) e as fibras semcominuição. A FIGURA 10 mostra a diferença observada entre os espectrosdas fibras de escória tratadas (curva 1) e não tratadas (curva 2), onde asregiões típicas associadas à presença do grupo químico amina e derivados,especificamente na faixa de número de onda de 3000-3400 cm"1 e na região de1600-1650 cm"1. A FIGURA 11 ilustra o comportamento das fibras de escóriasem tratamento antes de incorporação na matriz de cimento (C1), apósincorporação na matriz de cimento (C3) e a fibra de escória submetida aotratamento químico de modificação após incorporação na matriz (C2). Observa-se inequivocamente a redução do processo de hidratação na matriz associadaao aparecimento de uma banda típica na região de 960-970 cm"1. Portanto,conclui-se que a fibra de escória tratada superficialmente apresenta resistênciaao ataque alcalino decorrente principalmente das reações de hidratação.
Em última instância, evidencia-se a similaridade do produto desenvolvidonesta invenção em equivalência a propriedade mecânica do fibrocimento comsubstituição total das fibras de amianto crisotila pelas fibras de escória tratadase modificadas quimicamente. A FIGURA. 12 mostra os resultados do ensaio deflexão no produto convencional com 6% (% em massa) de fibras de amianto(FA) comparado ao produto desta invenção com fibras de escória modificadasquimicamente (FE). Observa-se claramente que os valores do limite de rupturana flexão estão próximos e estatisticamente iguais no grupo amostrai (13-13,5MPa).
Uma vez mais se ressalta que os resultados apresentados nesteexemplo não se limitam às fibras de escória, mas a todas as fibras inorgânicassimilares à escória na sua composição química de óxidos metálicos, parareforço em diversos tipos de produtos de matrizes cimentícias para indústria daconstrução civil.
Claims (2)
1.
"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE COMPÓSITOS DEFIBROCIMENTO UTILIZANDO MATERIAIS CIMENTÍCIOS REFORÇADOSCOM FIBRAS INORGÂNICAS QUIMICAMENTE MODIFICADAS PORORGANOSILANOS" a partir de fibras inorgânicas de escória, caracterizado porutilizar uma etapa de desengraxe proporcionando o pré-tratamento de limpezadestas fibras, através da adição de agentes tensoativos com concentração nafaixa de 0,1% a 5,0% (relação volume total da solução), sob agitaçãomoderada e aquecimento à temperatura aproximada de (40 ± 20) °C, por umperíodo de 5 a 60 minutos, seguida do tratamento de modificação superficial,através da utilização de reagentes químicos modificadores da classe dosorganosilanos principalmente, aminosilanos e mercaptosilanos, na faixa deconcentração de 1% a 20% em relação à massa de fibra, associados a agentesreticulantes da classe dos aldeídos, oxidantes, aditivos protetores como poli(álcool vinílico) e catalisadores, em um processo termoquímico (pH = 4 ± 2)com aquecimento da mistura na faixa de temperatura de 20 a 50 °C, por umperíodo reação de 5 a 180 minutos, seguido da etapa de reticulação e secagemà temperatura na faixa de 80 a 150°C, por um período de 1 a 4 horas,promovendo a obtenção de uma superfície de fibra inorgânica de escória deelevada resistência ao ataque alcalino e conseqüente estabilidade em matriz àbase de cimento Portland, sendo estas fibras incorporadas na razão de massade 1 a 20% de fibras em relação ao total de sólidos, no processamentodenominado de Hatscheck para a fabricação de compósitos fibrocimentos,como telhas planas, telhas onduladas, pranchas e painéis.
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| CN115477516B (zh) * | 2022-09-26 | 2023-07-11 | 华新水泥股份有限公司 | 一种基于钢纤维表面改性的超高性能混凝土及制备方法 |
| CN115806421A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-17 | 嘉华特种水泥股份有限公司 | 一种改性复合纤维增强降碱水泥基材料体系及其制备方法 |
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| JPS5824386B2 (ja) * | 1976-02-10 | 1983-05-20 | 富士フアイバ−グラス株式会社 | 耐アルカリ性処理ガラス繊維 |
| WO2005115942A2 (en) * | 2004-05-17 | 2005-12-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Sizing compositions for glass fibers and sized fiber glass products |
| DE102006062733B4 (de) * | 2006-07-27 | 2010-08-05 | S.D.R. Biotec Verfahrenstechnik Gmbh | R- E- und ECR-Glasfasern mit wässriger Schlichte und deren Verwendung |
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