RECICLAGEM DE REJEITOS DE CERÂMICA BRANCA PARA OBTENÇÃO DE ARGAMASSAS

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1 RECICLAGEM DE REJEITOS DE CERÂMICA BRANCA PARA OBTENÇÃO DE ARGAMASSAS J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. V. Benini; J. S. Costa, J. B. Baldo; C. A. Martins. Rodovia Washington Luiz km 235 CEP São Carlos - SP cmartins@power.ufscar.br Universidade Federal de São Carlos Departamento de Engenharia de Materiais RESUMO O objetivo desse estudo foi a reciclagem de rejeitos das indústrias de cerâmica branca, no desenvolvimento de argamassas para uso na indústria da construção civil. Foi desenvolvida uma argamassa com composição volumétrica 1:2:9 (cimento:cal:agregado) cujas características em várias idades foram comparadas com uma argamassa obtida no canteiro de uma obra, e com uma argamassa similar à última, produzida em laboratório, de mesma composição volumétrica. A argamassa obtida na obra e a reproduzida em laboratório utilizaram como agregado a areia média, enquanto que na desenvolvida com a reciclagem, foi utilizado o rejeito de cerâmica branca artística descartado no final do processo de produção, moído em granulometria apropriada para simular um tipo genérico de areia. Foram utilizadas normas da ABNT para a caracterização e comparações de resultados, que em alguns casos da argamassa desenvolvida, resultaram em valores equivalentes aos encontrados nas argamassas convencionais. Além de mecanismos possíveis de reações envolvidas, concluiu-se que a argamassa desenvolvida pode ser utilizada em substituição às argamassas convencionais, com benefícios de custo e ambientais. Palavras-Chaves: reciclagem, argamassa, cerâmica branca INTRODUÇÃO Os resíduos industriais são gerados praticamente em todas as atividades que envolvem transformação de materiais primas [1]. Em muitos casos, as quantidades geradas são em grande volume, e dependendo da classificação organizada pela ABNT [2], são descartados como lixo, ocasionando problemas para a gestão no futuro. Quando são classificados como perigosos, a legislação determina a disposição em aterro sanitário com normas rígidas para prevenção de contaminação do meio ambiente. No caso de resíduos inertes, como é o caso do entulho da construção civil, nenhum cuidado adicional é exigido, apesar da quantidade desse resíduo já representar o dobro do peso do lixo urbano [3]. Um fator relevante a ser considerado na disposição de resíduos sólidos é justamente o meio que propiciam para a proliferação de insetos e animais nocivos, já que servem como abrigo conveniente para tal. Também, o volume de resíduos sólidos, quando dispostos em aterro sanitário, envolve custos consideráveis para essa disposição, que nem sempre são incluídos nos benefícios econômicos da reciclagem. Um tipo de resíduo extensamente estudado é o entulho proveniente de demolições e perdas em obras de construção civil, cuja reciclagem tem sido estudada por grupos de pesquisa já estabelecidos [4]. Esse resíduo engloba frações de materiais de Cerâmica Vermelha, pisos, revestimentos, argamassas e concretos, e todos os trabalhos desenvolvidos consideram a mistura desses componentes. Propriedades típicas têm sido comentadas, como atividade pozolânica [5] e efeitos relativos à distribuição granulométrica [4]. Também já ocorreu a caracterização da atividade pozolânica de resíduos de Cerâmica Vermelha preparados propositalmente [5] pela moagem de peças obtidas no mercado. Esse resíduo pode estar incorporado em resíduos de demolição, mas ainda não é essencialmente o resíduo encontrado nas linhas de produção desses produtos. O segmento de Cerâmica Artística ou Branca engloba uma quantidade muito grande de produtos para fins decorativos e peças utilitárias. No Brasil estima-se a existência de cerca de

2 empresas, em sua grande maioria micro ou de pequeno porte, concentradas nas cidades de Porto Ferreira e Pedreira no Estado de São Paulo, e na cidade de Campo Largo no Estado do Paraná [6]. Nesse segmento são incluidas as canecas utilizadas em festas da cerveja. A produção nacional está concentrada em um fabricante que produz 1,8 milhões de canecas por ano e exporta praticamente toda produção. Existem, ainda, diversos fabricantes cuja produção total é cerca de 360 mil canecas por ano, consumidas, quase todas elas, no mercado interno [6]. No caso dos resíduos gerados nas indústrias de Cerâmica Artística ou Branca, não foram realizados estudos relativos à caracterização e reciclagem desses materiais logo após a sua geração. Existem aspectos de controle de qualidade durante cada ciclo de produção, e mesmo de reciclagem, que as indústrias podem aplicar visando reduzir o volume de rejeitos, mas essa prática ainda não tem sido extensamente observada. A caracterização dos resíduos industriais desse setor, e a metodologia para a obtenção de produtos incorporando os resíduos preparados, ainda não foi efetivada de modo a poder estabelecer as possibilidades de reciclagem. Ainda, as possibilidades de reciclagem, no momento, estão vinculadas ao aspecto econômico de investimentos, que em alguns casos não é o interesse imediato. No presente estudo, os resíduos serão preliminarmente avaliados em termos da possibilidade de reciclagem para obtenção de argamassas para uso na indústria da construção civil. MATERIAIS E MÉTODOS A argamassa produzida corresponde a argamassa utilizada para o revestimento de paredes de alvenaria, comumente denominada argamassa para reboco, mas pode também ser utilizada para o assentamento de elementos de alvenaria. Foi incluída para comparação, uma argamassa de revestimento obtida diretamente do canteiro de uma grande obra, que foi realizada na cidade de São Carlos-SP. COMPOSIÇÕES ESTUDADAS Foi produzida uma composição denominada C2, correspondente a cimento-cal-resíduo, na proporção em volume de 1:2:9. A composição da argamassa obtida no canteiro de obra é constituída de cimento-cal-areia de rio na proporção 1:2:9, e foi denominada C1. CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS O cimento e a cal foram caracterizados através do ensaio de finura [7], e foi determinada a massa unitária para cada um [8], incluindo a do resíduo. O resíduo utilizado é proveniente da moagem de peças de Cerâmica Artística, descartadas no processo de produção após a queima, de indústrias da região de Porto Ferreira/SP. As peças foram inicialmente fragmentadas com o uso de um britador de mandíbulas, e posteriormente moídas por moinho de martelos. O material obtido foi separado em frações granulométricas de interesse. Para a preparação da argamassa, foi utilizado o material que passou integralmente pela peneira de abertura nominal da malha de 4,8 mm. O resíduo industrial utilizado na preparação da composição foi classificado de acordo com a distribuição granulométrica, conforme a normalização da ABNT [9]. PREPARAÇÃO DA ARGAMASSA A composição C1 foi obtida diretamente do canteiro de uma obra que estava sendo realizada na cidade de São Carlos, SP, e foi preparada utilizando os métodos tradicionais de preparo de grandes quantidades em obras, ou seja, com auxílio de uma betoneira. A composição C2 foi preparada em laboratório utilizando um misturador planetário. O tempo de mistura foi cerca de 5 minutos na fase final, sendo que os materiais foram introduzidos com o misturador em funcionamento. O teor de água na composição corresponde à consistência padrão, utilizada na caracterização de argamassas para revestimento. CORPOS DE PROVA Foram confeccionados corpos de prova para cada uma das argamassas, no formato cilíndrico, de acordo com a normalização da ABNT [10]. Os corpos de prova das composições foram submetidos ao ensaio para verificação da resistência à compressão, após as idades de 7, 14, 28, 63 e 91 dias, cura ao ar, conforme a ABNT [10]. 1187

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela I mostra as propriedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e argamassa produzida. A Figura 1 mostra os corpos de prova após capeamento, ruptura e desmoldagem, após a cura. A Figura 2 os valores da resistência à compressão determinados em várias idades, para as duas argamassas. Tabela I- Propriedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e argamassa produzida. Característica Cimento Cal Resíduo Massas produzidas Tipo CP II-F-32 Cerâmica Artística Cimento-cal-resíduo Finura (%) 3 13 x x Massa unitária (g/cm 3 ) 1,15 0,70 1,10 x Distribuição granulométrica 97%< #200 87%< #200 Similar à Areia média + finos x Densidade de massa (g/cm 3 ) X X X 1,83 Figura 1- Corpos de prova após cura, composição C2. Respectivamente, da esquerda para direita: capeado, após ensaio para determinação da resistência à compressão, e após desmoldagem. O resíduo industrial foi classificado, como tendo a distribuição granulométrica similar a areia média, quando retirados os fragmentos finos, (diâmetro médio menor que 0,15 mm). Entretanto, a análise desses finos mostrou que não são similares ao silte ou argilas em termos de granulometria, estando as dimensões médias concentradas perto da faixa de 0,15 mm. 1188

4 3 Resistência à Compressão x Idade RC (MPa) ,92 1,83 1,55 1,85 1,24 1,80 1,17 2,07 1,35 C1 C t (dias) Figura 2- Resistência à compressão em várias idades, das argamassas C1 (obra) e C2 (confeccionada com o uso de resíduo industrial). Os valores de resistência mecânica em compressão obtidos para a argamassa confeccionada com o uso do resíduo industrial, superam aqueles obtidos com a argamassa obtida no canteiro de obra. Os fatores determinantes para essa ocorrência podem ser, em conjunto, a diferença no teor de água utilizado na confecção das argamassas (mesmo estando na consistência padrão, ocorre pequena diferença entre os teores), a natureza dos agregados utilizados e a presença de finos no resíduo industrial. A somatória dessas influencias pode ter resultado na melhor resistência mecânica da argamassa desenvolvida com o resíduo. A classificação granulométrica, utilizada para caracterizar os materiais utilizados, não é de utilidade quando queremos comparar ou prever o comportamento de argamassas. Uma visão da possibilidade de comportamento é a utilização do modelo de máximo empacotamento de Andreassen [11] (Equação 1), com os quais podemos ter noção sobre a fluidez das argamassas preparadas. P %<D = ( D/D max ) q (1) onde P %<D é a porcentagem acumulada em volume menor do que um certo diâmetro equivalente D, Dmáx é o máximo diâmetro disponível no agregado e q é o módulo da distribuição. Utilizando esses critérios [11], as granulometrias resultantes para cada uma das composições, estão expressas na Figura 3. As curvas representadas por q=0,20 e q=0,40 na Figura 3 representam os limites dentro dos quais a fluidez das argamassas estaria otimizada. A curva da composição C2 referente à argamassa produzida com o resíduo industrial se encontra nesta faixa, indicando que a fluidez esperada para essa argamassa pode ser melhor que a fluidez da outra composição. 1189

5 100 % Acumulada < D 10 R A q=0,39 até #0,15mm q=0,20 q=0,40 1 0,01 0,1 1 Tamanho de Partícula D (mm) Figura 3 Distribuição Granulométrica das composições C1(curva A) e C2 (curva R) utilizando o critério de Andreasen [11]. CONCLUSÕES Foi possível preparar argamassa utilizando resíduos industriais da indústria de Cerâmica Artística ou Branca como agregados, com valores de resistência mecânica em compressão normalmente mais elevados do que os encontrados em argamassas convencionais, que utilizam areia como agregado. Os fatores determinantes para esse comportamento podem ser a natureza do agregado e a sua distribuição granulométrica, que favorece a fluidez da argamassa. A facilidade de execução para obtenção da argamassa, as propriedades desenvolvidas, a disponibilidade dos resíduos e os ganhos em custos (pela redução de resíduos e do aterro sanitário), além do gerenciamento ambiental, indicam a viabilidade do processo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Compam.com.br Portal da Reciclagem e do Meio Ambiente Disponível em acesso em 22/03/2002. [2] ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. Resíduos Sólidos Classificação (ABNT NBR ). [3] JOHN, V. M. Panorama sobre a reciclagem de resíduos na construção civil. In: II Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil. São Paulo, IBRACON, p [4] RECICLAR PARA CONSTRUIR. Disponível em < Acesso em 20/12/2000. [5] FERREIRA, H. C. et al. Avaliação da atividade pozolânica de resíduos cerâmicos na construção civil. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 43., 1999, Florianópolis. Anais...Florianópolis: ABC, 1999, trab [6] ABC- Panoramas Setoriais- Cerâmica Artística. Disponível em acesso em 10/09/2002. [7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1985). NBR.9289 Cal hidratada para argamassas- Determinação da Finura Método de Ensaio- Rio de Janeiro- ABNT. 1190

6 [8] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR.7251 Agregado no estado solto- Determinação da massa unitária- Rio de Janeiro- ABNT. [9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR.7217 Agregados- Determinação da composição granulométrica - Rio de Janeiro- ABNT. [10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1994). NBR Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e tetos- Determinação da resistência à compressão - Rio de Janeiro- ABNT. [11] MYHRE, B. e HUNDERE, A. M. The use of particle size distribution in development of refractory castables. In Congresso da ALAFAR, XXV, 1996, San Carlos de Bariloche, Argentina. Elkem Refractories,

7 RECYCLING OF COMMINUTED FAIANCE CERAMICS SCRAP IN MORTAR FOR MASONRY APPLICATIONS J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. V. Benini; J. S. Costa, J. B. Baldo; C. A. Martins. Rodovia Washington Luiz km 235 CEP São Carlos - SP cmartins@power.ufscar.br Universidade Federal de São Carlos Departamento de Engenharia de Materiais ABSTRACT In this study it was investigated the potential use of crushed and screened faiance ceramics scrap, as a substitute for river sand aggregate in regular cement, slaked lime, containing mortar, for either brick laying or wall mortar. A composition based on cement:slaked lime:faiance scrap aggregate under a ratio of 1:2:9 was compared to similar compositions using river sand instead, one of which was field produced while the other was laboratory made. The prepared mortars were evaluated using ABNT standards recomended for mortars.the results in all cases indicated good mechanical properties of the mortar containing recycled faiance scrap, indicating a promissing potential of use of the mentioned industrial waste, bringing additional envirommental benefits. Key-words: recycling, mortar, masonry. 1192