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Evaluation of portland cement from X-ray diffraction associated with cluster analysis
Avaliação de cimento portland a partir da difração de raios x associada à análise por agrupamento
Registro en:
10.5935/0100-929X.20130008
Autor
Gobbo, Luciano de Andrade
Montanheiro, Tarcisio José
Montanheiro, Filipe
Sant'agostino, Lília Mascarenhas
Institución
Resumen
The Brazilian cement industry produced 64 million tons of cement in 2012, with noteworthy contribution of CP-II (slag), CP-III (blast furnace) and CP-IV (pozzolanic) cements. The industrial pole comprises about 80 factories that utilize raw materials of different origins and chemical compositions that require enhanced analytical technologies to optimize production in order to gain space in the growing consumer market in Brazil. This paper assesses the sensitivity of mineralogical analysis by X-ray diffraction associated with cluster analysis to distinguish different kinds of cements with different additions. This technique can be applied, for example, in the prospection of different types of limestone (calcitic, dolomitic and siliceous) as well as in the qualification of different clinkers. The cluster analysis does not require any specific knowledge of the mineralogical composition of the diffractograms to be clustered; rather, it is based on their similarity. The materials tested for addition have different origins: fly ashes from different power stations from South Brazil and slag from different steel plants in the Southeast. Cement with different additions of limestone and white Portland cement were also used. The Rietveld method of qualitative and quantitative analysis was used for measuring the results generated by the cluster analysis technique. A indústria cimenteira do Brasil produziu 64 milhões de toneladas de cimento no ano de 2012, com destaque para os tipos CP-II (escória), CP-III (alto-forno) e CP-IV (pozolânico). O polo industrial é composto por cerca de 80 fábricas abastecidas por matérias primas de origem e composição química diferentes, que exigem tecnologias de análise aprimoradas para otimizar seu processo produtivo na conquista do crescente mercado consumidor brasileiro. O presente trabalho avalia a sensibilidade do método de análise mineralógica por difração de raios X, associado à análise por agrupamento, na distinção dos diversos tipos de cimentos com diferentes adições. Essa técnica pode ser aplicada, por exemplo, para a prospecção de tipos de calcários (calcíticos, dolomíticos e silicosos), bem como para qualificar diferentes tipos de clínqueres. A análise por agrupamento não exige interpretação mineralógica prévia dos difratogramas, uma vez que ela se baseia na similaridade numérica dos mesmos. Os materiais testados como adições possuem origens distintas: as cinzas volantes são provenientes de diferentes termelétricas do sul do Brasil, enquanto as escórias são de algumas indústrias siderúrgicas da região sudeste. Também utilizou-se cimentos com variação nas proporções de calcário e amostras de cimento branco. Para aferição dos resultados foram realizadas análises qualitativas e quantitativas pelo método de Rietveld.