ESTUDOS PRELIMINARES DA APLICAÇÃO DE RESÍDUO DE MINÉRIO DE COBRE SULFETADO NA ELABORAÇÃO DE ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO

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1 ESTUDOS PRELIMINARES DA APLICAÇÃO DE RESÍDUO DE MINÉRIO DE COBRE SULFETADO NA ELABORAÇÃO DE ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO J. A. Rodrigues 1 D. N. P. Cardoso 1 A. J. R. Ferreira 2 A. L. M. F. Silva 1 J. A. da S. Souza 1 E. J. da S. Cunha 1 1 Universidade Federal do Pará (UFPA) 2 Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA) Campus Universitário do Guamá, Rua Augusto Corrêa, 01, , Belém, PA, Brasil. rodriguesjulialves@gmail.com RESUMO O trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades físicas e químicas de argamassa elaborada com elevadas adição resíduo de Minério de Cobre Sulfetado, nas proporções de (90,93 e 95%) e com isso apresentar um modo de utilização para esses resíduos. A caracterização química das matériasprimas foram realizadas através de técnica de fluorescência de raio x, espectroscopia na região do infravermelho e EDS. Para produção da argamassa foi formulado três traços, sendo que para cada traço foram feitos 10 corpos de prova, num total de 30 CP s com a utilização mínima de (5, 7 e 10%) de cimento Portland CP II E 32. Após a cura de 28 dias, os corpos de prova foram submetidos a ensaios físicos: absorção, porosidade e ensaio de resistência à compressão. Os resultados mostraram que os traços com teores de 90% de minério de cobre apresentaram melhores resultados de resistência à compressão. Palavras-chave: Argamassas, Resíduos, Minério de Cobre Sulfetado. INTRODUÇÃO A utilização de resíduos sólidos urbanos e industriais, para produção de novos materiais de construção, pode contribuir para redução do impacto ambiental, através da diminuição do consumo de recursos naturais e energia, da redução da poluição gerada e do consumo de energia para sua produção. As argamassas 2007

2 colantes são formadas pela composição de agregados, aglomerantes, água e eventualmente adições e aditivos. No estado fresco, assume-se que estas composições são suspensões concentradas de partículas sólidas (agregados) imersas em um líquido viscoso (pasta ou matriz). O cimento é o principal aglomerante presente nas misturas, sendo este composto por clínquer e ainda por um teor adição como filer calcário, cinza volante ou escória de alto forno, dependendo do tipo comercial do cimento. Os agregados utilizados em argamassas são os agregados miúdos (1,2). Estes agregados podem ser de origem natural ou industrializados. Os agregados naturais são aqueles que já se encontram em forma particulada na natureza, pela ação do intemperismo e de abrasão, enquanto que os industrializados, também denominados artificiais, tem a sua composição particulada obtida por processos industriais (2,3). Desta forma, o presente trabalho tem finalidade principal a avaliação das propriedades mecânicas das argamassas no estado endurecido, que possuem em sua composição diferentes teores de resíduo de minério de cobre sulfetado (RMCS) e cimento Portland como aglomerante. MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização deste estudo, foram utilizados os seguintes materiais: Cimento Portland tipo CP II E-32 e resíduo de minério de cobre sulfetado (RMCS) bruto, para ser empregado como agregado miúdo. A morfologia das partículas, que constituem os traços das argamassas, foi obtida através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) realizada em equipamento LEO, modelo 1450VP, acoplado a um sistema de obtenção e identificação de padrões de difração de elétrons retro espalhados, que forneceu através da Espectroscopia de Raios-X Dispersivos em Energia (EDS), obtidos no laboratório de geociências da Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA). 2008

3 Análise Granulométrica A analise Granulométrica foi realizada de acordo com as respectivas normas da Associação Brasileira de Normas Técnica (ABNT), para verificação do d50 de cada amostra de material utilizado (4,5). Após a análise granulométrica do RMCS bruto, foi utilizado na mistura o resíduo passante da peneira 100# (149 mm/μm). Elaboração dos Corpos-de-Prova Na elaboração dos corpos de prova, foi desenvolvida uma relação água aglomerante (a/ag) através da Equação (A) abaixo: (A) Foi estabelecida a utilização de 23% de água na mistura. A argamassa foi feita de acordo com os traços determinados, inicialmente misturando os sólidos e em seguida adicionando os líquidos. Para a completa homogeneização das misturas utilizou-se um misturador mecânico da marca SOLDTEST com capacidade de 130 Litros. Os traços da mistura de argamassa estão apresentados de acordo com a Tabela 1 abaixo: Tabela 1: Traços sem PVA Traço Cimento (%) RMCS(%) Ensaios Após a cura de 28 dias dos corpos de prova, foram executados os ensaios de absorção aparente, porosidade aparente, massa específica aparente de acordo com a ABNT NBR 9778 e (6,7). 2009

4 Os ensaios de resistências à compressão dos corpos de provas de argamassas foram em uma máquina PRENSA EMIC SSH300 no Laboratório de Materiais de Engenharia Civil (LEC) da Universidade Federal do Pará. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidas através da microscopia de varredura (MEV) estão demonstrados na Figura 01, apresenta três imagens (A), (B) e (C), em que nelas pode se observar que as amostras das argamassas possuem diversos formato e com formações de porções aglomeradas entre si, essas aglomerações são formadas devido o RMCS possuir uma granulometria bastante diversificada com partículas de tamanhos variados o que pode influenciar nas diversas analises e resultados no estado endurecido como também no aumento ou diminuição da trabalhabilidade no estado fresco. Figura 01: MEV das analises das amostras dos traços das argamassas. O EDS, mostrado na Figura 02, realizada durante o ensaio de microscopia confirma a presença do cálcio, silício e Ferro como elementos principal da composição química das argamassas utilizadas neste 2010

5 Figura 02: EDS das analises das amostras dos traços das argamassas. Análise Granulométrica Pelos resultados demonstrados na Figura 03, referente a analise granulométrica dos materiais utilizada neste trabalho, observa-se que o cimento a CP II- E 32 e o RMCS possuem valores de diâmetros médios (d50) no valor 60 e de 150μm respectivamente, o que neste caso de acordo com a norma NBR 7217, tanto o cimento quanto o resíduo se enquadram como agregados miúdos em argamassas. Figura 03: Análise granulométrica dos constituintes das argamassas. 2011

6 Absorção Aparente Pelas analises apresentadas na Figura 04, observa-se que ocorreu um acentuado aumento na absorção aparente para os traços com menor teor de resíduo. Pode-se afirmar que uma justificativa para isso é que o RMCS, mesmo apresentando uma acentuada granulometria apresenta ainda bastante finos que com um teor de 10% de cimento para o traço 3, não é o suficiente para que ocorra uma completa formação de hidratos, o que contribui para formação de vazios na matriz cimentícias das argamassas no estado endurecido. Figura 04: Gráfico de absorção de água dos traços com e sem PVA. Porosidade Aparente Observa-se, na Figura 05, que houve um aumento da porosidade em cada traço de argamassa com o aumento da adição do RMCS, isso é devido à quantidade de maiores espaços livres entre as partículas formados durante o processo de cura, resultando em uma maior porosidade aparente. Figura 05: Gráfico de porosidade para os traços das argamassas. 2012

7 Resistência à Compressão Observa-se, na figura 06, que em todos os traços houve um aumento significativo da resistência, principalmente no terceiro traço apresentando na média 1,745 MPa de resistência, um ganho de 32,37% em relação ao primeiro traço. Esse aumento se deve principalmente pelo fato desse traço apresentar um maior teor maior de cimento e segundo estudos de literatura o RMCS apresentar atividade pozolânica o que atribuiu um maior reforço na estrutura dos corpos de prova, e além do mais, essas resistências são compatíveis com os requisitos para a fabricação de elementos pré-moldados. Com isso, se comparado com argamassas convencionais, o traço 3, fabricado com um teor de RMCS 90% de rejeito já é um ganho significativo em termos de consumo bem menor de cimento em comparação com as argamassas convencionais o que implica em um menor custo de produção. Figura 06: Gráfico da resistência à compressão para os traços das argamassas. REFERÊNCIAS (1) - MOURA, W.; GONÇALVES, J.; LEITE, M. Avaliação de propriedades mecânicas de concretos contendo escória de cobre como agregado miúdo. R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(2): , abr. jun (2) - MATTANA, A.; PEREIRA, E.; COSTA, M. Influência dos constituintes do revestimento de argamassa do revestimento de argamassa sobre suas propriedades. Publ. UEPG Ci. Exatas Terra, Ci. Agr. Eng., Ponta Grossa, 19 (1): 33-44, jan/jun

8 (3) - MANSUR, A. Mecanismos Físico-Químicos de aderência na interface argamassa modificada com polímeros/cerâmica de revestimento. Belo Horizonte: UFMG, p. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, (4) - NBR 6457 : Amostra de solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, (5) - NBR 7217: Determinação de composição granulométrica dos agregados. Rio de Janeiro, (6) - NBR 9778 : Argamassa e concreto endurecidos Determinação da absorção de agua por imersão, índice de vazios e massa especifica. Rio de Janeiro, (7) - NBR 13280: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de Janeiro,

9 PRELIMINARY STUDIES OF THE APPLICATION OF SULPHIDE COPPER ORE WASTE IN THE PREPARATION OF LAYING MORTARS AND COATING ABSTRACT The study aims to evaluate the physical and chemical properties of mortar prepared with high added residue of copper sulphide ore, the proportions of (90.93 and 95%) and thus provide a method of use for such waste. The chemical characterizations of raw materials were made using x-ray fluorescence technique, spectroscopy in the infrared region and EDS. For production of the mortar was made three matrices, and for each trace 10 samples were made for a total of 30 samples with minimum use of (5, 7, and 10%) of Portland cement II CP E 32. After curing 28 days, the samples were subjected to physical testing: absorption, porosity and compressive strength test. The results showed that the mixtures with concentrations of 90% copper ore showed better compressive strength results. Key-words: Mortar, Waste, Copper Sulphide Ore. 2015