ADIÇÃO DE CINZA DE FOLHA DE BANANEIRA EM ARGAMASSAS DE CIMENTO

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1 ADIÇÃO DE CINZA DE FOLHA DE BANANEIRA EM ARGAMASSAS DE CIMENTO Rodrigo Cézar Kanning UTFPR / IFPR Brasil rckanning@yahoo.com.br Suelen Patrício Maria - Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR RESUMO O seguinte artigo apresenta o estudo da viabilidade técnica do uso da cinza de folha de bananeira como pozolana em argamassas de cimento, com adições de 0%; 5%; 10%; 15%; 20%; 25% e 30% comparadas com uma argamassa referência. As propriedades das argamassas foram avaliadas no estado fresco e endurecido, efetuando-se ensaios no estado fresco de consistência pelo método Flow Table, teor de ar incorporado e densidade de massa. O ensaios em estado endurecido contemplaram resistência à compressão, resistência à tração na flexão e absorção de água por capilaridade. Os ensaios laboratoriais comprovaram que a cinza de folha de bananeira apresenta atividade pozolânica podendo ser ser adicionada parcialmente em argamassas com proporções de até 30%, atendendo aos requisitos técnicos estabelecidos nas normas brasileiras vigentes. Palavras-chave: cinza de folha de bananeira, argamassa, pozolana. 1. INTRODUÇÃO A utilização de materiais alternativos na construção civil está sendo cada vez mais empregado, pois, podem melhorar a durabilidade e o desempenho dos concretos e argamassas. Com isso a grande necessidade pelo uso de resíduos e subprodutos faz com que o estudo de suas utilidades seja necessário, contribuindo como um beneficio ecológico, social e econômico. O aproveitamento de resíduos na indústria da construção civil tem sido intenso, em virtude da construção civil ser uma grande consumidora de materiais naturais agregados em seus processos. Dentre esses resíduos destacam-se: a cinza de casca de caju. (1); o bagaço de cana-de-açúcar (2; 3; 4 e 5) a cinza de casca de arroz (6; 7 e 8). A utilização dessas cinzas, também conhecidas como adições minerais, foram difundidas por

2 todo império romano na execução de diversas construções como material cimentante (9). As adições minerais como matéria-prima nos materiais de construção originaram-se na Grécia no período de 1500 a.c no qual adotava-se um material oriundo de erupções vulcânicas que ocorreram na Ilha de Santorini (MALHOTRA e METHA, 1996). Neste contexto, é de grande importância a busca por novas tecnologias, o desenvolvimento de pesquisas contemplando o uso de novos materiais como pozolanas que possam ser utilizadas como matérias primas para o emprego na indústria da construção civil. Sendo assim é que se verifica a necessidade da utilização da cinza da folha de bananeira como adição na produção de argamassas, tendo como base a pesquisa desenvolvida por KANNING (2010). A folha de bananeira é adquirida através da desfolha do bananal o qual consiste na eliminação das folhas que não são mais úteis a planta (EMBRAPA, 2004). A desfolha da banana traz benefícios ao plantio da mesma, visto que a eliminação das folhas que não são mais úteis a planta, propicia ao bananal melhores condições de luminosidade e arejamento, maior controle de pragas que utilizam a planta como refugio, eliminação das folhas cuja fotossíntese não corresponde às necessidades fisiológicas da planta e melhorias do solo pela sua deposição (EMBRAPA, 2004). Com isso a utilização da cinza oriunda da queima da folha de banana em forno como adição em argamassas pode ser viável, em virtude de não acarretar danos ao meio ambiente podendo colaborar como uma nova tecnologia resultando em sustentabilidade. 2 MATERIAIS E MÉTODOS A metodologia de pesquisa envolveu ensaios nos laboratórios de Construção Civil da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Para realização dos ensaios adotouse uma argamassa de cimento padrão no traço 1 : 3 em massa, utilizando como materiais: cimento CPII-F32; areia natural quartzoza, cinza de folha de bananeira, água e aditivo Plastificante do tipo Muraplast FK91. As etapas dos trabalhos experimentais estão descritos na Figura 1. Caracterização dos agregados Argamassa com adição de 5,0%; 10%; 15%; 20%; 25% e 30% em massa Caracterização da argamassa no estado fresco Caracterização da argamassa no estado endurecido Consistência da argamassa Flow Table NBR13276/05 Ar incorporado NBR13278/05 Densidade de massa NBR13280/05 Resistência à compressão NBR13279/05 Absorção de água por capilaridade NBR15259/05 Figura 1 - Etapas de ensaio do Programa Experimental Resistência à compressão e à tração na flexão NBR13279/05

3 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Caracterização dos agregados A composição granulométrica dos agregados miúdos utilizados teve como base a norma NRB7211/05. A Figura 2 mostra as curvas granulométricas do agregado miúdo e, é observado que praticamente não há variação entre as análises, indicando um procedimento adequado para definição da composição granulométrica, bem como, verifica-se uma distribuição granulométrica contínua, não mostrando picos acumulativos de partículas de agregados entre as peneiras. Figura 2 Curva granulométrica dos agregados miúdos 3.2 Consistência da argamassa Flow Table Através da Figura 3 pode-se observar a variação da consistência para cada porcentagem de adição de cinza de folha de bananeira estando as mesmas dentro dos parâmetros estipulados pela norma NBR 13276/05 em 255 ± 10mm. Figura 3 Consumo de água por metro cúbico

4 Os fatores que influenciam diretamente na trabalhabilidade das argamassas estão relacionados com a água/cimento; a relação cimento/areia; a curva granulométrica do agregado miúdo e a natureza e qualidade do aglomerante (7). Como a relação ao fator a/c definiu-se mediante a consistência desejada, mantendo-se constante para todas as argamassa com o uso do aditivo plastificando do tipo Muraplast FK Massa específica no estado fresco A adição de cinza de folha de bananeira acarreta no aumento da massa específica da argamassa, o que poderá dificultar o trabalho de aplicação pelo operário (8). Pela Figura 4, percebe-se que, em média, quanto maior a porcentagem de adição da cinza de folha de bananeira, maior é a massa específica da argamassa no estado fresco, apresentado um acréscimo de até 4,24% em relação à argamassa de referência. Figura 4 Massa Específica no estado fresco 3.4 Absorção de Água por Capilaridade Na Figura 5, a absorção de água por capilaridade reduz a medida que a percentagem de cinza de folha de bananeira é acrescida a argamassa, chegando a 64,81% menor em relação à argamassa de referência. Como a absorção de água é função da porosidade total da argamassa, pode-se observar que a argamassa com 30% de cinza têm menor índice de vazios, que engloba o ar incorporado e a porosidade intrínseca da ligação entre os componentes da argamassa. O coeficiente de capilaridade das argamassas, onde as argamassas com adição de 30% de cinza de folha de bananeira apresentam valores menores, na ordem de 33,95%.

5 Figura 5 Absorção de água por capilaridade O coeficiente de capilaridade permite avaliar a impermeabilidade da argamassa de revestimento à água, através da movimentação da água pelos capilares (2). Analisando a Figura 6, supõe-se que a medida que é adicionada cinza nas argamassas, estas passa a apresentar melhor desempenho em relação à impermeabilidade. 3.5 Ensaio de Resistência à tração na flexão A Figura 6 apresenta os resultados de resistência à tração na flexão das argamassas estudadas, em ordem decrescente de adição de cinza, onde observa-se um aumento na resistência de até 21,12% em relação ao valor de referência. Figura 6 Resistência à tração na flexão

6 Comparando com a argamassa de referência, os melhores resultados obtidos foram nas argamassas com adição de 20%; 25% e 30%, com um aumento de 4,22%, 7,04% e 21,12%, respectivamente, mas, apesar disso, todas as argamassas ensaiadas atingiram valores altos, se enquadrando na classe R6, mais alta classe de resistência à tração na flexão da norma NBR13281/ Ensaio de Resistência à compressão A Figura 7 mostra que as argamassas com adição de cinza de folha de bananeira tiveram um aumento na resistência à compressão de 19,53%; 27,57%; 53,52%; 47,75%; 61,03% e 77,32% para as adições de 5%; 10%; 15%; 20%; 25% e 30%, em relação à argamassa padrão. Como a resistência à compressão aumentou significativamente, as argamassas ensaiadas atingiram valores altos, ainda se enquadrando na classe P6, mais alta classe de resistência da norma NBR13281/05. Figura 7 Resistência à compressão 3.7 Ensaio de Massa Específica no estado endurecido Os resultados obtidos no ensaio aos 28 dias podem ser visualizados na Figura 8. Nota-se, que, com exceção da argamassa 15% de cinza de folha de bananeira, todas as demais argamassas apresentaram um aumento de massa específica de forma linear. Embora a argamassa com 15% de adição tenha tido uma queda na sua massa específica, esta ainda é superior a argamassa de referência.

7 Figura 8 Massa Específica no estado endurecido 4. CONCLUSÕES Tomando como base os requisitos da norma NBR13281/05, a argamassa de revestimento para apresentar um desempenho aceitável, bem como durabilidade, esta deve ter sua classificação perante a referida norma nas classes mais altas de resistência à compressão, resistência à tração na flexão e retenção de água, ao passo que a densidade de massa no estado fresco, densidade de massa no estado endurecido e coeficiente de capilaridade nas classes mais baixas. Adotando os parâmetros de qualidade descritos acima e dos resultados apresentados, a seguir, as principais conclusões sobre o presente artigo: Os resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão e a tração mostram que todas as argamassas analisadas se enquadram na classe P6, R6, atendendo aos requisitos de qualidade e durabilidade, sendo estas superiores a argamassa de referência. Todas as argamassas estudadas se enquadram na classe D6 da norma no quesito de massa específica no estado fresco e na classe M6 no estado endurecido, sendo estas, as classes mais altas. A argamassa que apresentou o menor coeficiente de capilaridade foi a argamassa com adição de 30% de cinza, sendo classificada como C2 da norma NBR 13281/05. Com base nas considerações descritas, pode-se concluir que a argamassa que apresentou melhor desempenho e durabilidade, conforme os critérios definidos, foi a argamassa com adição de 30% de cinza de folha de bananeira.

8 REFERÊNCIAS [1]. LIMA, S. A.; ROSSIGNOLO, J. A. Análise preliminar da viabilidade do uso da cinza da casca da castanha de caju em produtos para construção civil. Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil, 8., 2007, Bento Gonçalves. Anais. São Paulo: IBRACON, [2]. MACEDO, P. M. Avaliação do desempenho das argamassas com adição de cinza de bagaço de cana-de-açúcar. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Área de conhecimento: Estruturas. São Paulo [3]. ZARDO, A. M. et al. Utilização da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como filer em composto de fibrocimento. In: Conferência Latino-Americana de Construção Sustentável X Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, 1, 2004, São Paulo. Anais. CLACS/ENTAC, p. [4]. PAULA O. M. Potencial da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como material de substituição parcial de cimento Portland. Dissertação de Graduação. Programa de Pós Graduação em Engenharia Agrícola. UFV. Viçosa. Minas Gerais [5]. SANTOS, T. J.; Sales, A.; LIMA, S. A. Caracterização da cinza do bagaço de canade-açúcar visando seu uso como substituto de agregado miúdo. Departamento de Engenharia Civil. Universidade Federal de São Carlos. Congresso de Iniciação Científica, 17. Anais de Eventos da UFSCar, v. 5, p. 22, [6]. SILVEIRA, A. A. A utilização da cinza de casca de arroz com vistas à durabilidade de concretos: estudo do ataque por sulfatos. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, p. [7]. SANTOS, S. Produção e avaliação do uso da pozolana com baixo teor de carbono obtida da cinza de casca de arroz residual para concreto de alto desempenho. Tese de Doutorado. Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. UFSC. Florianópolis, pg. [8]. TASHIMA, M. Cinza de casca de arroz altamente reativa, método de produção, caracterização físico-química e comportamento em matrizes de cimento Portland. Dissertação de mestrado. Faculdade de engenharia. Universidade Estadual de São Paulo. Ilha Solteira. São Paulo, [9]. LEA, F. M. The Chemistry of Cement and Concrete. Third Edition. Chemica Publishing Company Inc., 1971, 727p. [10]. MALOTRA, V. M.; METHA, P.K. Pozzolanic and cementitious materials. Advances in Concrete Technology, v. 1, Gordan and Breach Publishers, [11]. KANNING, R. C. Avaliação do Potencial Pozolânico da Cinza de Folha de Bananeira. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. UTFPR. Curitiba, [12]. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Desfolha do Bananal, EMBRAPA. Nº 53. Bahia, [13]. SABBATINI, F. H; FRANCO. S L.; BARROS, B. S. M. M. Tecnologia de vedações verticais. Notas de Aula Capítulo 3: Argamassa de Assentamento. São Paulo. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, p. 19. [14]. REIS, A. S & TRISTÃO, F. A. Análise de argamassas com resíduo de corte de rochas ornamentais. In: II Congresso Nacional de Argamassas de Construção, Portugal, [15]. ALMEIDA, S. L. M. Aproveitamento de rejeitos de pedreiras de Santo Antônio de Pádua, RJ para produção de brita e areia. Tese (Doutorado) Departamento de Engenharia e Minas, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, p.

9 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para concreto - especificação. Rio de Janeiro, NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos preparo da mistura e determinação de consistência. Rio de Janeiro, NBR 13277: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da retenção de água. Rio de Janeiro, NBR 13278: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Rio de Janeiro, NBR 13279: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, NBR 13280: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de Janeiro, NBR 13281: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos requisitos. Rio de Janeiro, NBR 13749: Revestimentos de paredes e tetos de argamassas inorgânicas especificações. Rio de Janeiro, NBR 15259: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de capilaridade. Rio de Janeiro, 2005.