TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO DESENVOLVIDOS COM A INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS

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1 TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO DESENVOLVIDOS COM A INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS Bruna Hister N. de Sousa 1 Gustavo de Azevedo F. Vieira 2 Brenda dos Santos Paiva 3 Taynara de Sales Oliveira Moraes 4 Jefferson Maia Lima 5 Diego Tome Gomes 6 RESUMO O crescimento acelerado e desorganizado das Cidades provocou a extração desordenada de produtos naturais finitos que, consequentemente, gerou impactos negativos ambientais e sociais, por este motivo, cada vez mais a população tem buscado práticas e tecnologias sustentáveis. Partindo deste princípio, de que a sociedade necessita de alternativas sustentáveis, houve a necessidade de realizar este estudo, que consiste em verificar a viabilidade da incorporação de resíduos na fabricação de tijolos de solo-cimento, material este que já é comprovadamente ecologicamente correto. Para tanto, este trabalho consiste de uma revisão bibliográfica, realizado por meios de artigos técnico-acadêmicos desenvolvidos em centros de pesquisa, com o intuito de abordar as características de tijolos de solo-cimento desenvolvidos a partir da incorporação de resíduos industriais e agroindustriais. De forma geral, estudos apontam a viabilidade de incorporação de resíduos em tijolos à base de solocimento, com benefícios técnicos e ecológicos. Porém, destaca-se que, não são todos os resíduos e, nem toda e qualquer substância que são compatíveis com os elementos base para a construção desses tijolos. A realização de pesquisas e experiências acerca de alternativas sustentáveis, sendo essa uma tendência atual, pode ser considerada uma forma simples e eficaz para se alcançar critérios que garantam a preservação de recursos naturais. PALAVRAS-CHAVE: Resíduo; ecológico; solo-cimento. 1 Aluna de Engenharia Civil FACI DEVRY brunahister@yahoo.com.br 2 Aluno de Engenharia Civil FACI DEVRY af.gustavo@gmail.com 3 Aluna de Engenharia Civil FACI DEVRY contatobrendapaiva@outlook.com 4 Aluna de Engenharia Civil FACI DEVRY taynaramoraes2@live.com 5 Professor de Engenharia Civil FACI DEVRY jefferson.lima@faculdadeideal.edu.br 6 Técnico de Laboratório FACI DEVRY dgomes4@faculdadeideal.edu.br

2 1 1. INTRODUÇÃO Preocupados com os recursos naturais finitos, alguns profissionais buscam desenvolver novos produtos e técnicas construtivas, que gerem menos impactos ambientais, visando minimizar os problemas causados pela extração desordenada de matéria prima e emissão de gases poluentes na fabricação de determinados materiais para a construção. Diante desse cenário, o tijolo de solo-cimento ganhou um grande destaque no mercado, principalmente pelo seu método de fabricação ecologicamente correto, na qual não é necessária a realização de queima do produto, proporcionando com isso o ar mais limpo. A técnica é o resultado da mistura homogênea de solo, cimento e água em proporções previamente determinadas, depois compactadas na forma de tijolos, blocos ou paredes. Desde que bem executado, o componente apresenta boa durabilidade e resistência à compressão OBJETIVOS Diante desse contexto, pretende-se apresentar, através de revisões bibliográficas, uma pesquisa acadêmica que demonstre alternativas para a reciclagem de resíduos industriais para a produção de tijolos de solo-cimento para a indústria de construção civil. 2. SOLO-CIMENTO O solo-cimento é um material obtido através da mistura homogênea de solo (areia e argila), cimento e água, em proporções adequadas. E que, após compactação e cura úmida chega a ser considerado um material com boa resistência à compressão, baixo índice de retração volumétrica e boa durabilidade. No Brasil, a partir de 1960, o solo-cimento passa a ser estudado com mais abrangência, iniciando uma grande quantidade de pesquisas e estudos científicos. Como principais instituições responsáveis pelo incentivo e divulgação dessas pesquisas, podemos citar: IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo e a ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland.

3 2 Os tijolos podem ser fabricados com qualquer tipo de solo, mas sendo o mais indicado o solo arenoso tendo como principais características uma faixa de 60 à 80% de areia e 40 à 20% de argila (ECOMAQUINAS, 2016). O fluxo do processo de fabricação dos tijolos de solo-cimento pode ser melhor compreendido por meio da Figura 01. Figura 01: Fluxograma do processo de fabricação dos tijolos de solo-cimento Fonte: Lima (2010) 3. SOLO-CIMENTOS COM A INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS Cordeiro et al. (2004) apud Lima (2010) ressalta que uma das principais vantagens dos solo-cimentos é a possibilidade de incorporar a ele diversos resíduos (agregados de entulho reciclado, sílica ativa, cinzas volantes, escórias de alto forno). Dessa forma, diversos tipos de resíduos (agroindustriais, de mineração, de construção e demolição) têm sido estudados em conjunto com os tijolos de solo-cimento.

4 3 Este artigo busca verificar as vantagens e desvantagens do uso de alguns resíduos na fabricação dos tijolos de solo-cimento, tais como os resíduos de granito e resíduos vegetais advindos da casca de arroz e da braquiária. Para tanto foram utilizados alguns trabalhos técnico-científicos sobre resíduos incorporados em tijolos de solo-cimento TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO COM RESÍDUOS DE GRANITO Granito O granito é um tipo comum de rocha ígnea ou rocha magmática, intrusiva ou plutónica de grão fino não metamórfico, médio ou grosseiro (TODA MATÉRIA, 2017). Esta rocha é composta por um conjunto de minerais, que em essência são eles: Quartzo - um mineral incolor, geralmente translúcido, muito comum nos granitos. Feldspato (ortoclase, sanidina e microclina) - são os principais condicionantes do padrão cromático das rochas silicáticas, responsável pela variedade de cores, dentre elas: avermelhada, rosada e creme-acinzentada. Mica (biotite e moscovite) - que confere o brilho à rocha Obtenção de resíduos de mármore e granito O resíduo advém de indústrias que utilizam o mármore e granito em seu processo de produção. Os resíduos são constituídos basicamente de água, cal moída, granalha e pó de granito. O resíduo em forma de lama abrasiva (que se forma na serragem dos blocos, em forma de polpa, após passar pelo filtro prensa) é submetido a um processo de secagem com o auxilio de uma estufa ou em temperatura ambiente por um período de pelo menos 7 dias (LIMA, 2010). A Figura 02 mostra o aspecto geral do resíduo.

5 4 Figura 02: Lama abrasiva Fonte: Lima (2010) Incorporação do resíduo de mármore e granito no solo-cimento Estudos recentes avaliam a utilização do resíduo de serragem de granito em tijolos de solo-cimento e parede monolítica. Moreira et al. (2003) apud Lima (2010) avaliou a utilização do resíduo de serragem de granito, proveniente da indústria de pedras ornamentais do estado do Espírito Santo, como aditivo na fabricação de solo-cimento para construção civil. As misturas foram preparadas contendo até 10% em peso de resíduo, e sintetizadas em sete diferentes temperaturas entre 850ºC e 1150ºC. A evolução na formação de fases cristalinas nos corpos cerâmicos durante a sinterização foi acompanhada por Difração de Raio-X. As propriedades físico-mecânicas foram determinadas em função da temperatura de sinterização e porcentagem de resíduo adicionado. Os resultados indicaram que o resíduo de granito é um material polimineral não plástico constituído basicamente por sílica, feldspatos, mica e calcita. Diversas transformações de fases ocorreram durante a sinterização. Observou-se ainda que o resíduo de serragem de granito tem uso provável em cerâmica vermelha, contribuindo para a minimização de resíduos e desenvolvimento sustentável. Miranda (2007) desenvolveu um trabalho com o objetivo de comprovar a viabilidade técnica da aplicação de resíduo gerado no beneficiamento de mármore e granito em tijolos maciços de solo-cimento, produzidos em uma prensa manual. Para tanto, adicionou o resíduo ao solo nas proporções de 0%, 10%, 15% e 30%, para os teores de cimento de 5%, 10% e 15%.

6 5 Figura 03: Comportamento da absorção de água dos tijolos Fonte: Miranda (2007). Figura 04: Comportamento da resistência à compressão dos tijolos Fonte: Miranda (2007). Todos os tijolos fabricados com os teores de 10% e 15% de cimento ultrapassaram os valores mínimos estabelecidos na normalização brasileira para as análises física do solo, de compactação do solo-cimento, de absorção de água e resistência à compressão dos tijolos. Destacam-se os tijolos moldados com 15% de cimento atingiram, em média, o valor mínimo de 4,5 MPa de resistência à compressão, aos 28 dias. Apenas as composições elaboradas com o

7 traço pobre em cimento (5%) não atingiram os resultados exigidos em norma. Verificou-se, principalmente, que o emprego do resíduo possibilita a economia de cimento TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO COM RESÍDUOS DA CASCA DE ARROZ Incorporação do resíduo da casca de arroz no solo-cimento A utilização de biomassa vegetal vem apresentando grande potencial de reaproveitamento na área da construção civil, requerendo avaliação não só nos aspectos econômicos como nos aspectos tecnológicos (resistência mecânica, módulo de elasticidade, afinidade com os aglomerantes minerais, estabilidade química e geométrica, durabilidade e destino final do produto) (MILANI; FREIRE, 2006). Entre esses materiais, o uso da casca de arroz, recentemente, apresenta-se como objeto de diversas pesquisas com o intuito de melhorar as características físico-mecânicas de argamassas e/ou de materiais de construção baseados em terra crua. Segundo Beraldo & Tojal (2002) apud Ferreira (2010), a grande vantagem do emprego da casca de arroz como agregado opcional consiste no fato de que a sua produção e concentrada em poucos locais, o que simplifica a sua comercialização. Além disso, a granulometria do material é moderadamente uniforme, o que simplifica a dosagem do compósito. Há pouco tempo, Milani & Freire (2006) analisaram os efeitos da adição da casca de arroz nas características físico-mecânicas (capacidade de absorção de água e resistências à compressão simples e diametral) da combinação de solo-cimento, desejando obter composições de solo-cimento-casca de arroz com a possibilidade para fabricação de matérias opcional de construção. Os grupos de solo-cimento-casca de arroz foram submetidos aos ensaios de compressão simples, aos 7, 28 e 56 dias, e de absorção de água, aos 7 dias. Posteriormente a determinação das características físicas e mecânicas examinadas, concluiu-se que as misturas de solo associados ao teor combinado de cimento e casca de arroz em 12% se mostraram adequadas à fabricação de materiais para aplicação na produção de elementos construtivos em construções e instalações rurais. Em outra pesquisa, com o intuito de avaliar os teores máximos de resíduos de casca de arroz a serem incorporados em tijolos de solo-cimentos, sem o comprometimento de sua resistência mecânica à compressão simples, módulo de deformação, massa específica e

8 7 absorção de umidade, os teores de cimento e casca de arroz variaram desde 100% de cimento e 0% de resíduo, até 60% de cimento e 40% de resíduo. Além da casca de arroz, resíduos agrícolas oriundos das usinas de beneficiamento de sementes de forrageiras, como as do capim braquiária (Brachiaria brizantha) foram utilizadas. A casca que envolve a semente é, na maioria das vezes, descartada, pela inexistência de aproveitamento mais adequado. As composições finais das misturas solo-cimentoresíduos agrícolas são as seguintes: Fonte: Ferreira e Oliveira (2006) apud Ferreira (2008). Com relação a tijolos ou blocos não normalizados pela ABNT, tal como é o caso do material em análise (tijolos de solo-cimento adicionados de resíduos vegetais), a NBR 8491 determina para a resistência à compressão o valor mínimo de 1,5 MPa. Nos outros casos a NBR 8491 determina que a quantidade de cimento a ser utilizada para a confecção de tijolos de solo-cimento, será aquela que conferir a resistência à compressão simples mínima de 2,0 MPa e capacidade de absorção de água máxima de 20%, ambos aos 7 dias de idade. As Figuras 05 e 06 mostram os resultados dos ensaios físicos e mecânicos para todas as formulações na idade de 7 dias de cura. As referidas figuras demonstram que os melhores resultados, em termos de resistência à compressão simples e de absorção de água, foram obtidos pelos tratamentos com substituição de 10% de resíduos vegetais em relação ao teor de cimento. De forma geral, os resultados sugerem a possibilidade do uso desses resíduos no teor de 10%, sem o comprometimento das propriedades mecânicas relacionadas à resistência e à absorção de água dos tijolos de solo-cimento. No entanto como era de se esperar, à medida que se aumentaram o teor de resíduo vegetal, os valores de resistência à compressão simples reduziram significamente.

9 8 Figura 05: Comportamento da resistência à compressão e massa específica dos tijolos. Fonte: Ferreira (2008). Figura 06: Comportamento da absorção de umidade e massa específica dos tijolos. Fonte: Ferreira (2008). Os resultados relacionados ao módulo de deformação apontam para acréscimos nas deformações quando do aumento dos teores de cascas, para ambos os resíduos. Isso

10 representa que a maior capacidade de absorção de esforços mecânicos dos tijolos foi promovida pela presença de fibras vegetais CONSIDERAÇÕES FINAIS Com a apuração dos resultados, apesar de trabalhos com materiais e proporções distintas, nota-se que os resíduos do granito tiveram desempenho mais satisfatório quando comparado ao dos resíduos da casca de arroz e braquiária. É importante ressaltar a importância da realização de estudos complementares com os resíduos apresentados, para que se possam verificar novas metodologias, com o intuito de influenciar positivamente nos resultados. Ressalta-se a importância, para fins de recomendações práticas, testes mecânicos de resistência à tração de modo a verificar a provável acréscimo de resistência proporcionada pela presença dos resíduos. 6. REFERÊNCIAS ECOMAQUINAS, Tijolo ecológico como produzir?. Disponível em: < Acesso em: 28/04/2016. FERREIRA, Régis de C., et al. Incorporação de casca de arroz e de braquiária e seus efeitos nas propriedades físicas e mecânicas de tijolos de solo-cimento. Artigo Acadêmico Setor de Engenharia Rural, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, Goiânia, LIMA, Rosa do Carmo de Oliveira. Estudo da durabilidade de paredes monolíticas e tijolos de solo-cimento incorporados com resíduo de granito. Dissertação (Pós Graduação em Engenharia Geotécnica) Centro de Tecnologia de Recursos Naturais da Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, [Orientadores: Prof. Dr. Gelmires de Araújo Neves e Prof. Dr. João Batista Queiroz de Carvalho]. MILANI, A.P. da S.; FREIRE, W.J. Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e casca de arroz. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.26, n.1, p.1-10, 2006.

11 10 MIRANDA, Rita Angélica Cardoso, et al. Estudo da aplicação de resíduo de beneficiamento de mármore e granito em tijolo de solo-cimento. IV Encontro Nacional e II Encontro Latino-americano sobre Edificações e Comunidades Sustentáveis. ELECS, TODA MATÉRIA. Tipos de granito, características e composição. Disponível em < Acesso em 03/05/2017.