FABRICAÇÃO DE BLOCOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL A PARTIR DE UM COMPÓSITO QUE UTILIZA DOS RESÍDUOS DA QUEIMA DE DENDÊ

Transcrição

1 FABRICAÇÃO DE BLOCOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL A PARTIR DE UM COMPÓSITO QUE UTILIZA DOS RESÍDUOS DA QUEIMA DE DENDÊ Souza, L.G.M.S. (1); Silva, C. R. R. (1); Gomes, J. W. (1); Mota, M.K.F. (1); Neto, J. A. M. (1), Queiroz, J.C.A. (1); Marques, M.S.(1) Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil RESUMO Apresenta-se um bloco de material compósito obtido a partir da utilização de cimento, gesso, EPS triturado, areia, cinzas em pó proveniente da queima do resíduo da extração do óleo de dendê em caldeiras e água, tendo como uma das suas utilidades a fabricação dos blocos a serem utilizados na construção de residência para famílias de baixa renda. O modelo de bloco fabricado escolhido apresentou as dimensões: L = 800mm, H = 260mm e B = 100mm. Garrafas pets, latas de bebidas e placas de isopor podem preencher o interior do bloco para aumentar sua resistência térmica. O compósito pode apresentar várias formulações, Ensaios mecânicos e térmicos atestaram a viabilidade do compósito estudado. Apresentou em uma das formulações condutividade térmica de 0,26 W/m.k, massa específica de 1233 kg/m³ e resistência à compressão de 2,25 MPa. Palavras-chaves: compósito, resíduos de dendê, construção civil, reutilização de materiais. INTRODUÇÃO A busca por materiais que possibilitem seu uso em edificações combinando adequadas resistências mecânicas, térmica e acústica tem merecido destaque em recentes pesquisas científicas notado pelo crescente número de publicações em eventos científicos nacionais e internacionais. Com esse propósito os compósitos têm sido utilizados em larga escala, principalmente aqueles que utilizam resíduos. Essa vertente deve-se à busca de minimizar os efeitos danosos da exposição desses resíduos na natureza, causando danos irreparáveis. Na procura de um modo de diminuir o custo de construção de uma habitação foi produzido um compósito de matriz mineral, constituído de cinzas da queima do resíduo de dendê, gesso, EPS, cimento, areia e água. 3960

2 O compósito foi estudado para diferentes formulações entre seus componentes e depois foram fabricados diferentes tipos de blocos que podem vir a ser utilizados em processos construtivos de residências para famílias de baixa renda, contribuindo para a minimização do grave déficit habitacional do nosso país. A proposta apresentada tem como principal inovação a utilização das cinzas provenientes da queima dos resíduos de dendê gerados pela extração da amêndoa para obtenção do óleo largamente utilizado na culinária brasileira. MATERIAIS E MÉTODOS As cinzas provenientes da queima dos resíduos primeiramente foi triturada manualmente, em seguida peneirada por duas vezes obtendo-se resíduos de 1,2 mm e 0,6mm. Para a fabricação dos blocos foram utilizadas os seguintes materiais: pó fino, pó grosso, cimento, areia, gesso; eps triturado (ISO). Foram utilizadas as seguintes formulações para o compósito: 1,0 PF + 1,0 C + 1,0 A; 1,0 PG +1,0 G + 1,0 C; 1,0 PF + 1,0 C + 1,0 G; 1,0 PG + 1,0 C + 1,0 G + 1,0 I; 1,0 PF + 1,0 C + 1,0 G + 1,0 I. Adicionou-se 40% de água em volume à mistura total para a formulação final do compósito tornando-o líquido pastoso apropriado para ser moldado. Com base nas proporções feitas, foi realizado um estudo comparativo do comportamento do compósito, em relação às resistências mecânica e térmica. O EPS utilizado para compor o compósito foi proveniente do descarte de embalagens de eletrodomésticos, material cujo destino final seria o lixo. Tal material foi triturado em partes menores, na faixa de 8,0 a 12,0 mesh (2,38 mm a 1,68 mm) para facilitar sua mistura ao compósito. Definidas as formulações do compósito, construíram-se vários modelos de blocos de modo a escolher o mais indicado a ser utilizado para a construção de uma unidade habitacional. Testou-se também a homogeneidade das misturas, em função das proporções dos elementos constituintes. Avaliou-se, além disso, a colocação de diferentes tipos de recheios no interior dos blocos. Os diferentes modelos de blocos estão mostrados na Fig

3 Figura 1. Diferentes modelos de blocos fabricados. Um dos blocos fabricados foi colocado na janela de uma unidade habitacional construída com outros blocos de compósitos para se avaliar o conforto térmico gerado pela sua utilização. O bloco utilizado com recheio de PET e formulação de 1,0PF +1,0C + 1,0G + 1,0A encontra-se mostrado na Figura 2. Bloco utilizado para ensaio de avaliação térmica Figura 2. Bloco utilizado para ensaio de avaliação térmica. Após avaliação dos modelos dos blocos fabricados, escolheu-se aquele que possibilitava a colocação de recheios com três materiais: placas de EPS recicladas, latas de bebidas, e garrafas PETS de água mineral de 500 ml, cujas dimensões eram: C = 80 cm; L = 26cm e e = 10 cm, com área de 0,21 m² e volume de 0,021 m³. A proporção de mistura escolhida para a fabricação dos blocos é: 2,0 PF + 1,0 C + 0,5 G + 1,0 A. As Figuras que seguem mostram o processo de fabricação do bloco proposto com recheio de placas de EPS de embalagens de ar condicionado. Figura 3. Processo de fabricação do bloco escolhido. 3962

4 Na indisponibilidade de uso de um equipamento de medição direta para condutividade térmica desenvolveu-se e construiu-se um equipamento para medir indiretamente o parâmetro pretendido. Foram realizados vários ensaios para as diferentes formulações. Com o uso de um medidor de radiação da Instrutherm, media-se a radiação incidente na amostra. A temperatura das faces interna e externado corpo de prova de espessura correspondente a 10 mm foram medidas utilizando termopares de cromel-alumel acoplados a um termômetro digital. Acompanha-se a temperatura da amostra, até a estabilização. Os ensaios de resistência à compressão foram realizados no Laboratório de Concreto da UFRN utilizando-se uma prensa hidráulica com carga máxima de 300 toneladas. As normas utilizadas como referência foram a NBR 6461 (ABNT, 1983a) e a NBR 7171 (ABNT, 1983b) de blocos cerâmicos, para aplicação em vedação. Tal ensaio verifica a capacidade de carga que os blocos cerâmicos suportam quando submetidos a forças exercidas perpendicularmente sobre suas faces opostas e determina se as amostras oferecem resistência mecânica adequada, simulando a pressão exercida pelo peso da construção sobre os blocos. Para a determinação da massa específica do compósito foram feitos corpos de prova usando corpos descartáveis de 150cm 3, devidamente aferidos usando uma proveta de precisão. Depois de curados os CPs tiveram suas massas medidas. A análise do desempenho térmico das unidades residenciais foi feita durante o dia, período considerado crítico para o desempenho térmico das edificações considerando as características do clima local. Foram medidas as temperaturas interna e externa do bloco quando submetido a radiação solar no período crítico de insolação. Termômetro digital com faixa de medição de temperatura entre 200,0 e +1200,0ºC e termopares de cromelalumelforam utilizados para as medidas. Mediu-se também a temperatura ambiente e a radiação solar global incidente. Para o ensaio de absorção de água utilizou-se a Norma NBR 9778 versão corrigida 2006 que exige que os corpos de prova para várias formulações do compósito (D = 50mm e H = 100mm) sejam imersos em água por um período de 72 horas, para em seguida determinar-se a quantidade de água absorvida pelas amostras. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3963

5 A Tabela 1 apresenta os valores médios dos ensaios de condutividade térmica para todas as proporções de mistura estudadas. Tabela 1. Valores médios de condutividade térmica para as formulações estudadas. FORMULAÇÕES K (W/m.C) 1,0PG + 0,5C + 0,5A 0,26 1,0PG + 1,0G + 1,0C 0,28 1,0PF + 1,0G + 1,0C 0,30 Quando se analisa a condutividade térmica todas as formulações estudadas mostraram-se viáveis, pois os resultados obtidos indicam a viabilidade do bloco proposto para a fabricação de blocos capaz de proporcionar conforto térmico no interior de uma residência. Em relação a outros compósitos estudados, o compósito proposto apresentou condutividade térmica inferior, com os mesmos elementos básicos, cimento, gesso e areia (LIMA, 2012). Em comparação com os materiais tradicionalmente utilizados em edificações percebe-se que o compósito produzido apresenta uma maior capacidade para geração de um melhor conforto térmico, em função de sua inferior condutividade térmica. A Tabela 2 apresenta os valores da massa específica do compósito para várias de suas formulações. Tabela 2. Massa final do compósito após processo de secagem para cada formulação testada e as massas específicas de cada formulação. FOORMULAÇÕES MASSA (g) MASSA ESPECÍFICA (kg/m³) 1,0PF + 1,0C + 1,0A ,3 1,0PG + 1,0C+1,0G ,3 1,0PF+1,0C + 1,0G ,0 PG + 1,0C+1,0G + 1,0 I ,3 1,0 PF + 1,0C+1,0G + 1,0 I Observou-se que o compósito para todas as formulações testadas apresentavam massa específica baixa, com o seu valor mais elevado 23,3% superior à massa específica da água. O compósito é mais leve que o concreto apresentando massa específica na faixa entre kg/mm 3, esse fato representa uma vantagem durante o processo de assentamento dos blocos. 3964

6 As formulações que apresentam as menores massas específicas são as possuem em sua composição o isopor. Esse fato já era esperado, porém, como já mencionado existe problema de homogeneidade. A Tabela 3 apresenta os valores médios da resistência à compressão para todas as formulações do compósito estudadas. Tabela 3. Valores médios da resistência à compressão para todas as formulações do compósito estudadas. FORMULAÇÕES RC (MPa) 1,0 PG + 1,0C + 1,0G + 1,0 I 1,64 1,0 PF + 1,0C + 1,0G + 1,0 I 1,99 1,0 PF + 1,0C + 1,0G 2,25 1,0 PG + 1,0C + 1,0G 2,06 1,0 PF + 1,0C + 1,0A 8,13 A formulação que apresentou uma maior resistência à compressão foi 1,0PF + 1,0C + 1,0A. Esse fato pode está associado a maior homogeneidade entre os elementos da mistura: pó fino, cimento e areia. Esse aumento de resistência deve estar associado a adição de areia grossa de construção na formulação. Todas as formulações ensaiadas mostraram-se viáveis para alvenaria de vedação e a formulação com 1,0 PF + 1,0C + 1,0A seria viável para alvenarias de vedação e estrutural. Foram coletadas de forma direta no bloco construído e colocado numa janela de uma residência alternativa construída com blocos de outro material compósito as temperaturas das superfícies interna e externas a cada 15 minutos, de 10:00 17:00. Foram medidas também a sensação térmica, a umidade relativa do ar e a radiação solar global. A Tabela 4 apresenta os dados horários médios para o ensaio realizado. Os valores de temperatura foram medidos através de termopares acoplados a um termômetro digital e os outros parâmetros foram obtidos da central meteorológica Davis instalada no LMHES, situado no NTI da UFRN. Tabela Dados do ensaio térmico no bloco - 1,0 PF + 1,0 C + 1,0 G + 1,0 A. Tempo (hora) Tamb ST Umidade (%) Radiação (W/m²) Tpext Tpint T ,5 31,6 68, ,0 28,9 5, ,6 31,6 68, ,2 29,9 6, ,9 32,0 66, ,4 30,5 6, ,9 31,6 65, ,3 30,5 6, ,8 31,1 67, ,0 30,2 5,8 3965

7 ,8 30,0 68, ,6 29,6 4, ,8 27,5 69, ,6 28,0 2,6 Média 28,2 30,8 67,5 616,4 35,0 29,7 5,4 A maior diferença de temperatura medida ficou em média 7,0 C, considerando as médias das radiações em torno de 850 W/m². Este resultado sugere que o bloco testado apresenta viabilidade de utilização como elemento estrutural de uma residência, propiciando conforto térmico adequado uma vez que mesmo em um dia com condições solarimétricas mais baixas que a média obtida em nossa cidade, com radiações máximas de até 1200 W/m². CONCLUSÕES 1. O compósito estudado é viável para ser utilizado como material de construção; 3. O processo tecnológico de fabricação do bloco proposto é simples podendo ser repassado para as comunidades para fabricar tais unidades em regime de mutirão; 4. O aproveitamento da cinza como matéria prima representa um aproveitamento ecologicamente correto, evitando seu descarte em lixões; 5. Dentre as formulações estudadas a que se mostrou mais viável, combinando as resistências mecânica e térmica, foi a 1,0 PF + 1,0 C + 1,0 A; 6. Todos os blocos criados foram viáveis para serem utilizados na construção de civil, porém o que se entende mais viável é o que apresenta área de 0,21m², 7. A formulação 1,0PF + 1,0C + 1,0A apresentou resistência mecânica à compressão para ser utilizada na fabricação de blocos para alvenaria estrutural; 9. Uma vantagem da utilização do compósito é que após a edificação das paredes não é necessário acabamento por reboco, o que minimiza o custo de mão de obra; REFERÊNCIAS GOMES, I. R. B.; Viabilidade de utilização de um compósito a partir de resíduos para a construção de casas populares a baixo custo, Dissertação de Mestrado do PPGEM, UFRN, Natal,

8 SANTOS, R. D.; Estudo térmico e de materiais de um compósito a base de gesso e EPS para construção de casas populares ; Programa de Pós- Graduação em Engenharia Mecânica da UFRN, Natal RN, SILVA, A. R.; Estudo térmico e de materiais de um bloco para construção de casas populares, confeccionado a partir de um compósito a base de gesso, EPS e raspa de pneu ; PPGEM/UFRN, LIMA, F.A.S.; Estudo de um compósito de matriz cerâmica com cargas de eps e raspa de pneu para construção de casas populares ; PPGEM/UFRN, RODRIGUES, S.M.; Estudo de um compósito de matriz cerâmica com cargas de recicláveis para o uso na construção civil ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFRN, Natal RN, LEITE, J. M. C. C.; Compósito para a fabricação de blocos para construção de casas: Estudo Térmico e de materiais,. Dissertação do PPGEM/UFRN, Natal MACEDO M. C. et. al.; Materiais compósitos à base de gesso e isopor para construção de casas populares, In: HOLOS - ISSN , ABSTRACT Presents a block of composite material obtained from the use of cement, plaster, crushed EPS, sand, ashes from the burning powder residue from the extraction of palm oil in boilers and water, having as one of its utilities to manufacturing of blocks to be used in the construction of residence for low-income families. The block model manufactured selected represents the dimensions: L = 800mm, H = 260mm and 100mm B =. Plastic bottles, beverage cans and Styrofoam plates can fill the inside of the block to increase its thermal resistance. The composite can present various formulations, mechanical and thermal tests confirmed the viability of the composite studied. The formulations presented in a thermal conductivity of 0.26 W / m. K, density 1233 kg/m³ and compressive strength of 2.25 MPa. Keywords: composite, palm waste, construction, reuse of materials. 3967