ARGAMASSAS OBTIDAS A PARTIR DA RECICLAGEM DE LOUÇA SANITÁRIA

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1 ARGAMASSAS OBTIDAS A PARTIR DA RECICLAGEM DE LOUÇA SANITÁRIA J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. A. V. Benini; 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 louça sanitária devidamente cominuida, 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 louça sanitária 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 ou superiores 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, louça sanitária INTRODUÇÃO Os resíduos [1] gerados nas atividades industriais normalmente envolvem grandes quantidades de materiais, que dependendo da classificação organizada pela ABNT [2], são descartados como lixo, gerando 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]. Existem nove empresas com dezesseis fábricas localizadas em diversas regiões do país, sendo seis em São Paulo, duas em Minas Gerais, três em Pernambuco, duas na Paraíba e uma em cada um dos seguintes estados: Espírito Santo, Rio Grande do Sul e Rio de Janeiro. Duas fábricas estão sendo construídas em Minas Gerais. Nos dados de 1999, a indústria brasileira produziu peças grandes, sendo a maioria na região Sudeste [4]. O volume de material descartado pelo setor de louça sanitária é considerável. Não existem estudos sobre a disposição adequada desse resíduo sólido e não se conhece a solubilidade dos materiais constituintes, ao longo do tempo e no meio ambiente. A reciclagem dentro do próprio sistema de produção ainda não é realizada extensivamente, já que não existem estudos correlatos. A perda média relatada pela indústria situa-se em 3%, significando que 426 mil peças são descartadas para aterros, anualmente. Uma indústria da região de Minas Gerais produz cerca de 170 mil peças mensais, de peso médio 14 quilos, com perda de 3%, descartando mais de 60 toneladas mensais. Isso significa que apenas essa indústria pode fornecer cerca de 700 toneladas de material por ano, ou aproximadamente 600 metros cúbicos de um agregado similar a uma areia média. Estudos com agregados reciclados já foram desenvolvidos com sucesso [5-8], e apesar da natureza diferente do agregado a ser utilizado, as propriedades e desempenho das argamassas constituídas não devem diferir significativamente das argamassas convencionais, como observado em outros casos. 818

2 A reciclagem de resíduos industriais na indústria da construção civil é uma opção viável [9] pois esse segmento consome grandes volumes de matérias primas e está distribuída em todas as regiões do país. Os benefícios gerais da reciclagem já foram muito discutidos, como a preservação e o prolongamento da vida útil de recursos naturais, e a lei 9605 de 12/02/98 referente à ISO [10] contempla esses aspectos, pois determina que as empresas geradoras de resíduos devem buscar alternativas de controle da poluição ambiental. 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 [11]. 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 [12] e efeitos relativos à distribuição granulométrica [11]. Entretanto, devido às variações das quantidades relativas de Cerâmica Vermelha e as diferentes granulometrias nos diversos modos de preparação, o aproveitamento dessas propriedades fica dificultado, ou seja, o efeito esperado pode variar muito. Também já ocorreu a caracterização da atividade pozolânica de resíduos de Cerâmica Vermelha preparados propositalmente [12] pela moagem de peças obtidas no mercado. Esse resíd uo pode estar incorporado em resíduos de demolição, mas ainda não é essencialmente o resíduo encontrado nas linhas de produção desses produtos. Em relação a esse material descartado disponível, alguns aspectos podem contextualizar o problema, já que não ex istem sistemas para recuperação desses resíduos nem qualquer controle sobre a sua disposição. 1- Se não ocorre a disposição adequada dos resíduos gerados nas empresas da região, existe o problema ambiental. Ainda que a NBR classifique materiais desse tipo como inertes, não existem estudos sobre a solubilidade do resíduo no meio a que ficará exposto; 2- Se ocorre a disposição em aterros, os custos para manutenção e prevenção de contaminação futura de lençóis freáticos são maiores do que aqueles associados à reciclagem desses materiais; 3- As empresas deverão atender ao preconizado na ISO , em relação ao Gerenciamento Ambiental e proteção ao meio ambiente; 4- Para cada metro cúbico de material reciclado, um metro cúbico de material não estará ocupando local em aterro sanitário, além de que um metro cúbico de material deixará de ser extraído do meio ambiente, no caso, areias; A possibilidade de uso como agregado artificial em argamassas para uso na indústria da construção civil, através da preparação granulométrica adequada, pode ser um método eficiente para reduzir o volume disposto no meio ambiente, e contribuir para que agregados naturais não sejam retirados através de mineração. A redução de custos de componentes contendo o agregado obtido dos descartes também é possível, influenciando toda a cadeia da indústria da construção civil. A caracterização dos resíduos industriais desse importante setor, e a metodologia para a obtenção de produtos incorporando os resíduos preparados, ainda não foi efetiv ada de modo a poder estabelecer as possibilidades de reciclagem. No presente estudo, os resíduos serão preliminarmente avaliados em termos da possibilidade de reciclagem para obtenção de argamassas de revestimento e de assentamento, utilizadas na indústria da construção civil. MATERIAIS E MÉTODOS Foi produzida uma argamassa de pega ao ar e pega hidráulica, utilizando resíduos industriais, cal e cimento. O resíduo industrial utilizado foi o rejeito da indústria de louça sanitária, descartado no final do processo de produção, tendo sido cominuido em granulometria adequada para a confecção da argamassa. A argamassa foi produzida com a composição volumétrica 1:2:9 (cimento:cal:agregado) na consistência padrão para argamassas de revestimento. Os corpos de prova foram confeccionados com dimensões padronizadas pela ABNT. Foram utilizadas as normas da ABNT para a caracterização e comparações de valores de propriedades. 819

3 COMPOSIÇÕES ESTUDADAS Foram estudadas duas composições: composição C1, na proporção em volume de 1:2:9, contituida de cimento:cal:areia de rio, a qual foi obtida diretamente de uma grande obra na cidade de São Carlos, SP, e composição C2, correspondente a proporção de 1:2:9 constituída de cimento-calresíduo, preparada em laboratório. CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS O cimento e a cal foram caracterizados através do ensaio de finura [13], e foi determinada a massa unitária para cada um [14], incluindo a do resíduo. O resíduo utilizado é proveniente da moagem de louça sanitária, descartada no processo de produção após a queima, de uma indústria do estado de Minas Gerais. As peças foram inicialmente fragmentadas com o uso de um britador de mandíbulas, e o material obtido foi moído por moinho de martelos, e 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 das composições foi classificado, de acordo com a distribuição granulométrica, conforme a normalização da ABNT [15]. PREPARAÇÃO DA ARGAMASSA A composição 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. CORPOS DE PROVA Foram confeccionados corpos de prova para cada uma das massas, utilizando molde de cavidade com dimensões nominais de 100 mm de altura e 50 mm de diâmetro. Os corpos de prova das composições preparadas foram submetidos ao ensaio para verificação da resistência à compressão, após a idades de 28 dias, conforme a ABNT [16]. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela I mostra as propriedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e massas produzidas. A Figura 1 mostra corpos de prova capeados e não capeados, aguardando testes, e um corpo de prova após cura e ruptura. 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. A Figura 2 mostra os valores da resis tência à compressão determinados em várias idades, para as argamassas. 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 [17] (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 [17], as granulometrias resultantes para cada uma das composições, 820

4 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. A natureza do agregado influenciou significativamente, como pode ser visto comparando as composições C1 (obra -areias) e C2 (laboratório-resíduo). Tabela I- Propriedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e massas produzidas Característica Cimento Cal Resíduo Massas produzidas Tipo CP II-F-32 CH III Louça sanitária Cimento-cal-resíduo Finura (%) 3 13 x x Massa unitária (g/cm 3 ) 1,15 0,70 1,53 x Distribuição granulométrica 97%< #200 87%< #200 Similar à Areia média + finos x Densidade de massa (g/cm 3 ) X X X 2,0 Figura 1- Na esquerda, corpos de prova capeados e não capeados aguardam testes; na direita, corpo de prova com ruptura a 45 o, após a determinação da resistência à compressão. A Figura 2 mostra os valores da resistência à compressão determinados em várias idades, para as argamassas. 821

5 4 Resistência à Compressão x Idade RC (MPa) ,92 2,10 1,55 2,30 1,24 2,44 1,17 2,95 1,35 C1 C t (dias) Figura 2- Resistência à compressão em diversas idades. C1 é a argamassa obtida na obra (utilizando areia de rio); C2 foi produzida no laboratório (utilizando resíduo industrial) 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 Granulométric a das composições C1(curva A) e C2 (curva R) o critério de Andreasen [15]. CONCLUSÕES Foi possível preparar argamassa utilizando resíduos industriais da indústria de louça sanitária como agregados, com valores de resistência mecânica em compressão normalmente mais elevados do que os encontrados em argamassas convencionais, que utilizam areia como agregado. A facilidade de execução para obtenção da argamassa, as propriedades desenvolvidas, a 822

6 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] CERÂMICA NO BRASIL- PANORAMAS SETORIAIS-LOUÇAS SANITÁRIAS. Disponível em acesso em 20/06/2002. [5] MARTINS, C. A.; SORDI, V. L.; SILVA, A. D.; SANTOS, J. L. Reciclagem de Rejeitos de Cerâmica Vermelha para Produção de Argamassas. In: CIC ASSER, IV.,1999, São Carlos, SP. Anais...São Carlos: ASSER, p [6] SILVA Jr., J. E. S.; BALDO, J. B.; MARTINS, C. A. Desenvolvimento de Argamassas de Revestimento Utilizando Resíduos da Indústria de Cerâmica Vermelha. In: CIC ASSER, VI.,2001, São Carlos, SP. Anais...São Carlos: ASSER, p [7] SILVA Jr., J. E. S.; BALDO, J. B.;. MARTINS, C. A.; SORDI, V. L. Reciclagem de Cerâmica Vermelha para uso na Indústria da Construção Civil. In: CIC UFSCar, IX.,2001, São Carlos, SP. Anais...São Carlos: UFSCar, Trab. 356, 1 CD. [8] SILVA Jr., J. E. S.; BALDO, J. B., MARTINS, C. A. Desenvolvimento de argamassas para revestimento utilizando resíduos industriais In: 46 CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 2002, São Paulo-SP. Anais do 46 Congresso Brasileiro de Cerâmica. São Paulo-SP: Tecart Editora Ltda, p [9] JOHN, V. M. Pesquisa e desenvolvimento de mercado para resíduos. In: Reciclagem e Reutilização de resíduos como materiais de construção. São Paulo, São Paulo, ANTAC, PCC- USP, p [10] BRESSIANI, J. C. et al. Aproveitamento de resíduo do processo de fabricação de papel em massas de revestimento tipo semi grés. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂ MICA, 43., 1999, Florianópolis. Anais...Florianópolis: ABC, trab [11] RECICLAR PARA CONSTRUIR. Disponível em < Acesso em 20/12/2000. [12] 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 [13] ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. Resíduos Sólidos Classificação (ABNT NBR ). [14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1985). NBR.9289 Cal hidratada para argamassas- Determinação da Finura Método de Ensaio- Rio de Janeiro- ABNT. [15] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR.7251 Agregado no estado solto - Determinação da massa unitária- Rio de Janeiro- ABNT. [16] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR.7217 Agregados- Determinação da composição granulométrica - Rio de Janeiro- ABNT. [17] 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. [18] 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 GLAZED SANITARY PORCELAIN SCRAP AS FINE AGGREGATE IN MASONRY MORTAR J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. A. V. Benini; 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 cr ushed and screened glazed sanitary porcelain 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: slakedlime: glazed sanitary porcelain scrap aggregate under a ratio of 1:2:9 was compared to a similar composition using river sand instead, one which was field produced while the other was laboratory made. The prepared mortar were evaluated using ABNT standards recomended for mortars. The results in all cases indicated good mechanical properties of the mortar containing recycled glazed sanitary porcelain scrap, indicating a promissing potential of use of the mentioned industrial waste, bringing additional envirommental benefits. Key-words: recycling, mortar, masonry. 824