PRODUÇÃO DE ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS

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1 PRODUÇÃO DE ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS Gabriela Ferreira de FRANÇA UFPA, gabidepp@hotmail.com Robson Cardoso de SOUSA - UFPA Paulo André Amaral COUTINHO - UFPA Samira Maria Leão de CARVALHO UFPA Augusta Maria Paulain Ferreira FELIPE UFPA José Antônio da Silva de SOUZA UFPA RESUMO: Este trabalho objetiva avaliar a utilização de Resíduos da Construção Civil (RCC), como agregado miúdo e da Cinza Volante (CV), material alumino-silicato com propriedades pozolânicas, para a produção de argamassa de assentamento. As matérias-primas foram cominuídas e classificadas granulometricamente por peneiramento. Utilizou-se a técnica de Difração de Raios-X (DRX) identificando as principais fases minerais. Foram formulados dois traços com 5% de cimento Portland CP II-E32 variando o RCC em 75 e 80% e a CV em 15 e 20% para conformação dos corpos e análise reológica. Após 28 dias de cura, foram feitos ensaios físico-mecânicos de porosidade, absorção de água, massa específica aparente e resistência à compressão. O produto final apresentou resultados razoáveis seguindo as exigências mecânicas e reológicas para argamassas da NBR 13281, tendo boa capacidade de aderência, endurecimento e retenção de água no traço com maior porcentagem de cinza, resultando em um menor tempo de cura da argamassa. Palavras-Chave: Cinza Volante, Resíduo da Construção Civil, pozolana. 1- INTRODUÇÃO Com o avanço dos setores da indústria e da construção civil, tem-se gerado um crescimento relevante, do ponto de vista social e econômico, e com ele uma temática importante, o resíduo sólido gerado pelos setores e seu destino. Esse resíduo gerado, quando disposto inadequadamente, pode ser uma fonte significativa da degradação do meio ambiente, podendo afetar a qualidade de vida da população, ecossistemas, e, não menos importante, gerar um grande desperdício econômico, pois em muitos casos são compostos por material passível de reciclagem ou reaproveitamento (CARDOSO, 2013). A grande questão é a reutilização desses resíduos gerados, procurando a melhor maneira de reinserir esses materiais novamente na sociedade. Uma opção viável seria no setor de construção civil, devido às características das composições dos materiais residuais (CASTRO, 2013). 502

2 Tendo em vista essas informações, este trabalho, descreve as atividades desenvolvidas com a utilização desses materiais residuais para o desenvolvimento de uma argamassa de assentamento, viabilizando a solução do problema desses resíduos gerados, dando uma nova utilidade aos mesmos. 2- OBJETIVOS Identificar e classificar os resíduos pela utilização apropriada de documentos técnicos: resolução e normas técnicas; Avaliar o potencial de reutilização, reciclagem e disposição final de resíduos, de acordo com sua classificação; Elaborar argamassa de assentamento como alternativa à construção civil, a partir de agregados finos e cinza volante como aglomerante. 3- METODOLOGIA 3.1- COMINUIÇÃO Para dar inicio a etapa de cominuição desta pesquisa, foram coletadas amostras de RCC (Resíduo da Construção Civil), no campus Belém da Universidade Federal do Pará, conforme mostra a Figura 1. Esta coleta foi realizada de acordo com a norma NBR NM 26 Amostragem, Depósitos Comerciais e Obra, se tratando de um material disposto em pilhas. Esta amostra de campo foi composta por três amostras parciais, obtidas do topo, meio e base da pilha. Figura 1- Resíduo da Construção Civil. Após a coleta, o resíduo foi britado pelo britador de mandíbulas, depois dessa etapa o resíduo britado foi moído primeiramente no moinho de discos e posteriormente no moinho de bolas encerrando assim a etapa de cominuição do RCC. Essas etapas foram realizadas na Usina de Materiais (USIMAT) do Laboratório de Engenharia Química (LEQ), na Universidade Federal do Pará (UFPA) CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 3.2.1CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA Para a caracterização química do material residual, foram necessárias duas análises químicas, a Espectrometria de Fluorescência de Raios-X e Difração de Raios-X. As mesmas foram realizadas 503

3 no laboratório de caracterização mineral (LCM), localizado no Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (CASTRO, 2013). A análise de espectrometria de fluorescência de raios-x foi realizada no espectrômetro WDS sequencial, modelo Axios Minerals da marca PANalytical, com tubo de raios-x cerâmico, anodo de ródio(rh) e máximo nível de potência 2,4 KW. Já a análise de DRX foi realizada no difratômetro de raios-x do modelo X PERT Pro MPD (PW 3040/60) PANalytical, com goniômetro PW3050/60(θ-θ) e com tubo de raios-x cerâmico de anodo de Cu (Kα1= 1, Å) modelo PW3373/00, foco fino longo, filtro Kβ de Ni, detector X Celerator RTMS (Real Time Multiple Scanning) no modo scanning e com activelength 2,122º CARACTERIZAÇÃO FÍSICA Para o RCC, foram utilizadas as normas ABNT NBR ISSO 3310, referente às peneiras de ensaio, e a ABNT NBR NM 248, referente à metodologia do ensaio. Tendo as peneiras devidamente limpas e secas, foram pesadas individualmente antes da análise iniciar, após esta etapa estas foram encaixadas de modo a formar um único conjunto em forma de pilha, com abertura de malha em ordem crescente da base até o topo, com a pilha sendo provida de fundo e tampa adequado para o conjunto, assim como mostra a figura. Em seguida o RCC foi inserido no topo da pilha, como a norma prevê, para a execução da análise foi promovida a agitação mecânica do conjunto durante 20 min, com o auxílio do equipamento rot-up, sendo um tempo razoável para permitir a separação dos grãos da amostra. Ao término, as peneiras com as partículas retidas foram novamente pesadas, para a classificação posterior PRODUÇÃO DOS CORPOS DE PROVA A confecção dos corpos de prova foi realizada de acordo com a norma NBR 5738, referente ao procedimento de moldagem e cura dos corpos de prova. Os materiais foram misturados conforme mostra a tabela 1, sendo acrescentado a cada traço 35% de água a ser analisado. Tabela 1- Composição dos traços utilizados na confecção dos corpos de prova TRAÇOS RCC (%) CV (%) CIMENTO (%) TR TR Após a mistura das composições, os corpos de prova foram colocados em uma superfície livre de vibrações ou outras perturbações que pudessem alterar suas formas, tendo os mesmos um período de cura de 28 dias. 504

4 3.4- TESTES FISICO-MECÂNICOS Após 28 dias de cura dos corpos de prova, os mesmos foram submetidos a ensaio físicomecânicos conforme as normas ABNT NBR e ABSORÇÃO APARENTE: Foram utilizados dois corpos de prova para este ensaio, inicialmente pesou-se a massa seca dos mesmos e em seguida imergidos em água e permaneceram assim por 24 horas, até serem retirados e pesados novamente, para a obtenção da massa úmida. A absorção é matematicamente representada pela equação (A). A a (%) = M u M s M s 100 (A) Onde: M u = Massa úmida (g); M s = Massa seca (g). POROSIDADE APARENTE: Assim como na absorção aparente, os corpos foram pesados secos, e após imersão em água por um período de 24 horas, foram pesados novamente. Em seguida estes corpos foram pesados imergidos na água sem encostar-se ao fundo, obtendo-se assim a massa do corpo imersa. Calcula-se em %, de acordo com a equação (B). P a (%) = M u M s M u M i 100 (B) Onde: M i = Massa imersa (g) MASSA ESPECÍFICA APARENTE: É representada pelo quociente da massa, de cada corpo de prova seco, pela diferença da massa úmida com a massa imersa de cada corpo de prova. A massa específica aparente foi calculada através da equação (C). M s MEA = M u M i (C) RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO: Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de resistência à compressão, sendo estes realizados na prensa eletrônica, como mostra a figura 5. Após serem devidamente inseridos no aparelho, sendo comprimidos verticalmente para se analisar a resistência que os corpos teriam ao serem submetidos a certa pressão, essa pressão é repassada eletronicamente para um computador e armazenada para os cálculos posteriores ANÁLISE REOLÓGICA Para esta análise foram preparadas duas amostras de 40 ml cada, referentes aos traços mostrados na tabela 1, devidamente misturadas por cerca de 20 min para a homogeneização das misturas. Em seguida foram inseridas no viscosímetro modelo Haake VT 550, com o acoplamento de um conjunto de cilindros concêntricos copo SV e Spindle SV

5 A análise Torque versus Tempo foi feita a partir da programação do viscosímetro a uma taxa de 53,4s 1, tendo um tempo total de 1h45min tendo intervalos de 15min entre as análises, para a obtenção da curva desejada referente a cada traço. 4- RESULTADOS E DISCUSSÃO DIFRAÇÃO DE RAIOS-X (DR-X) Para identificar as principais fases químicas da composição do RCC, a análise de DR-X foi utilizada. De posse dessa caracterização foi verificada a principal fase sendo a de quartzo, como mostra a figura 2, caracterizando assim o RCC como um dos constituintes das argamassas. Figura 2- Difratograma do RCC Fonte: (CASTRO, 2013) ANÁLISE GRANULOMÉTRICA A figura 3 mostra os resultados da análise granulométrica do RCC. Os valores se encontram na faixa que enquadra o RCC como agregado miúdo, e com um diâmetro médio das partículas (D 50 ) de 135 μm, tendo uma granulometria de boa trabalhabilidade. Porcentagem % Abertura (µm) Retido Acumulado Passante Acumulado Figura 3- Análise granulométrica do RCC. 506

6 TESTES FISICO-MECÂNICOS A tabela 2 mostra os resultados dos testes físico-mecânicos, em que os corpos-de-prova foram submetidos. Tabela 2 Resultado dos Testes Físico-mecânicos TRAÇOS Absorção (%) Porosidade (%) Massa específica Resistência à Compressão TR 1 23,55 30,62 1,30 0,90 MPa TR 2 28,76 36,63 1,27 0,43 MPa Fazendo uma análise desses resultados, pode-se perceber inicialmente que com o aumento do teor de cinza houve um aumento na porcentagem absorção aparente. Esse fato pode ser explicado devido à quantidade de espaços vazios, sendo consequência do aumento de finos no TR 2 em relação ao TR 1, ou seja, o segundo traço absorveu mais água. ANÁLISES REOLÓGICAS Os ensaios reológicos, referente aos traços TR 1 e TR 2 resultaram em curvas de fluxos, como mostra a figura 4. Tensão de cisalhamento (Pa) Traço 1 Traço Taxa de cisalhamento (s-1 ) Figura 4 Curva de fluxo. Analisando as curvas acima, pode se verificar que os traços se comportam como fluidos não newtonianos e que com o aumento da taxa de cisalhamento ocorre uma diminuição da viscosidade da argamassa. O traço dois apresentou maiores valores de tensão de cisalhamento e viscosidade, possivelmente por ter a maior concentração de Cinza Volante. Para o ajuste da curva foram propostos dois modelos reológicos, o de Bingham e Herschel- Bulkley, como mostra a tabela os modelos foram satisfatórios, no entanto o modelo Herschel- Bulkley foi o que apresentou maior coeficiente de correlação, sendo ele o mais adequado para representar a reologia curva. 507

7 Tabela 3: Parâmetros dos modelos reológicos para ajuste da curva referente ao TR 1. Modelo Bingham Herschel-Bulkley Parâmetros τ 0 (Pa) n P (Pa.s) R 2 τ 0 (Pa) K n R 2 TR 1 28,64 0,2169 0, ,53 1,070 0,7632 0, CONCLUSÃO Os ensaios físico-mecânicos de absorção aparente e porosidade mostraram que com o aumento de Cinza Volante, inserida nos traços, houve um aumento na absorção e porosidade dos mesmos. Esse fato pode ser explicado devido a grande quantidade de finos incorporados, aumentando a quantidade de espaços vazios. A análise reológica da argamassa mostrou que os traços se comportavam como não newtonianos, foi feita uma proposta para um melhor ajuste da curva. Analisando os parâmetros, o que mais de adequou foi o modelo Herschel-Bulkley para a representação reológica da argamassa. No geral, os resultados foram considerados razoáveis, usando como parâmetro a NBR 13281, tendo em vista algumas limitações de recursos, apontando como viável a utilização de Resíduo da Construção Civil e Cinza Volante na produção de argamassas de assentamento. A cinza volante, como agente pozolânica diminuiu o tempo de cura da argamassa, se mostrando um bom aglomerante. Possibilitando a inclusão dos mesmos na elaboração de novos produtos, dando também um novo destino para os resíduos industriais que dispostos inadequadamente podem causar prejuízos ao meio ambiente. REFERÊNCIAS CARDOSO D. N. P. Influência do teor de cinza volante na reologia de argamassa de assentamento. Fabricado com reciclagem de resíduos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química). Universidade Federal do Pará. Belém/Pará, CASTRO, K. F. Estudo de parâmetros físico-químicos para a produção de argamassas utilizando resíduos industriais e da construção civil. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química). Universidade Federal do Pará. Belém/Pará, CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução Nº 307 de 05/07/02 Gestão dos Resíduos da Construção Civil, NRB 10004: Resíduos Sólidos Classificação. Rio de Janeiro,

8 NBR NM 26: Agregados Amostragem. Rio de Janeiro, NBR 13281: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Requisitos. Rio de Janeiro, NBR 9778: Argamassa e concreto endurecidos Determinação da absorção de agua por imersão, índice de vazios e massa especifica. Rio de Janeiro, NBR NM ISSO 3310: Peneiras de ensaio- Requisitos técnicos e verificação Parte 1 peneiras de ensaio com tela de tecido metálico. Rio de Janeiro, NBR NM 248: Agregados- Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro,