USO DE RESÍDUOS AGRÍCOLAS EM PAINÉIS LEVES PARA VEDAÇÃO

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1 USO DE RESÍDUOS AGRÍCOLAS EM PAINÉIS LEVES PARA VEDAÇÃO 1. INTRODUÇÃO Diante da elevada produção de arroz no Rio Grande do Sul, em especial nas regiões sul e oeste do estado, há a geração de grandes quantias de subprodutos provenientes do processamento e beneficiamento do grão. Nesse sentido, é crescente a procura por aplicações tecnológicas alternativas para os mesmos, como a produção de sílica e energia elétrica, uma vez que atualmente a grande maioria desses resquícios são descartados de forma inadequada. Paralelamente a esse contexto, após a criação da norma que regulamenta o desempenho das edificações (NBR 15575/2013), o desenvolvimento de novos materiais para o setor da construção civil que ofereçam maior conforto aos usuários das habitações, seja ele acústico, térmico, tátil, funcional, lumínico ou outros, tornouse imprescindível. Ademais, existe uma tendência atual pelo uso de materiais compósitos, uma vez que esses apresentam propriedades superiores aos seus constituintes individualmente, ampliando dessa forma a aplicabilidade e a qualidade desses produtos. Nessa perspectiva, Souza (2015) destaca que o isolamento acústico está relacionado com a capacidade de alguns materiais de impossibilitar ou dificultar que o ruído se transporte entre os recintos. Gerges (2000) explicou ainda que em materiais porosos a energia sonora penetra nesses poros e dissipa-se em energia térmica devido as diversas reflexões e do atrito viscoso que sofre. De maneira semelhante em materiais fibrosos essa energia entra no interior das fibras e gera sua vibração, isto é, as fibras excitadas atritam-se dissipando energia térmica. Além disso, segundo Rossignolo (2009) a principal característica dos concretos leves é a massa específica diminuta em comparação aos concretos convencionais. Por sua vez, Teixeira (1992) diz que em razão de sua reduzida massa específica, o concreto celular apresenta condições simples de fabricação, sem a necessidade do emprego de equipamentos sofisticados (com exceção do gerador de espuma) ou mão de obra específica, além do mais é autonivelante, dispensando qualquer tipo de vibração, e sua cura pode ser realizada em condições ambientais normais. Dessa forma, o presente trabalho visou desenvolver compósitos de matriz cimentícia leve (concreto celular) contendo casca e palha do arroz - como uma forma de concomitantemente abrandar os impactos ambientais relacionados ao depósito inadequado dessas fibras vegetais, aprimorar as características do material e reduzir custos de produção - para serem utilizados como elementos de vedação com um bom isolamento acústico. 2. METODOLOGIA Foram analisadas um total de quatro composições, sendo uma delas tomada como referência, a qual continha apenas casca do arroz, e outras três com substituição em um percentual de 5% de volume de casca por palha do arroz em três diferentes comprimentos 1 cm, 2 cm e 3 cm. A dosagem tomada como referência originou-se do traço de melhor desempenho acústico de um trabalho de conclusão do curso de Engenharia Civil da Unipampa intitulado Desenvolvimento de compósitos de concreto celular e casca do arroz: Caracterização física, mecânica e acústica, de Pachla (2015).

2 Para a fabricação dos compósitos foram necessários água, cimento Portland CPV-ARI-RS (utilizado em razão da pouca disponibilidade na cidade de Alegrete-RS de cimento CPV-ARI), aditivo incorporador de ar da marca ECOAIR MIX de origem químico artificial (para geração da espuma), casca e palha do arroz. Os resíduos foram conservados em ambiente seco e fechado, e não receberam nenhum tipo de tratamento químico ou físico, foram usados de forma inteiramente natural. A Tabela 1 a seguir apresenta os traços utilizados. Tabela 1: Traços utilizados TRAÇO Cimento (kg) Casca Palha Água na Mistura Espuma Água na Espuma Fator a/c Traço Referência 1 0,3500-0,4 2,8 0,1 0,5 Traço1-5% -1 cm 1 0,3325 0,018 0,4 2,8 0,1 0,5 Traço2-5% -2 cm 1 0,3325 0,018 0,4 2,8 0,1 0,5 Traço3-5% -3 cm 1 0,3325 0,018 0,4 2,8 0,1 0,5 A espuma, responsável pela incorporação de ar na mistura foi gerada usandose a proporção de 1 (um) quilograma de aditivo para cada 40 (quarenta) litros de água, com essa proporção água/aditivo gera-se cerca de 550 litros de espuma com uma densidade em torno de 75 g/l. O processo de fabricação é bastante simples e consistiu na pesagem da massa de água necessária para cada traço e a junção em um mesmo recipiente com a quantia correspondente de aditivo. Em seguida, utilizouse apenas um equipamento gerador de espuma da marca ECOFOAMER-100W- 10BP que trabalha com uma bomba hidráulica de recalque. As amostras permaneceram em estufa com temperatura de 65º C durante um período de 24 horas para uniformização da umidade. A resistência à compressão axial foi aferida aos 28 dias de cura de acordo com a NBR (ABNT, 2013), utilizando-se uma máquina de ensaio universal da marca EMIC com capacidade para 200 kn. Os ensaios de isolamento acústico foram efetivados com o auxílio de um tubo de impedância a partir dos 56 dias de cura e teve como base os procedimentos de ensaio da ISO (1996). 3. RESULTADOS e DISCUSSÃO Os resultados de resistência mecânica alcançados no ensaio de compressão axial são apresentados pela Tabela 2 a seguir, sendo os mesmos provenientes do tratamento estatístico de três amostras representativas de cada um dos traços. Verifica-se que todos os compósitos apresentaram resistência à compressão superior ao mínimo estabelecido pelas normas NBR 6136/2014 que é de 3 MPa e NBR 15270/2015 que é de 1,5 MPa. Além disso, a Tabela 3 apresenta os resultados encontrados pelo teste de Tukey das diferenças significativas para as médias dos valores de resistência à compressão no que diz respeito a influência dos comprimentos utilizados.

3 Tabela 2- Resultados dos ensaios de compressão axial simples aos 28 dias de cura Traço Resistência média à Desvio compressão aos 28 Variância Padrão dias de cura (MPa) C.V. (%) Traço Referência 2,85 0,07 4,90E-03 2,46 Traço1-5% - 1 cm 3,42 0,28 7,80E-02 8,16 Traço2-5% - 2 cm 3,18 0,11 1,27E-02 3,54 Traço3-5% - 3 cm 3,13 0,09 7,60E-03 2,79 Tabela 3- Teste de Tukey das diferenças significativas Comprimento da Palha A diferença é significativa? 2 cm 1 cm Não 3 cm 1 cm Não 3 cm 2 cm Não Com base nesse teste pôde-se observar que não houveram diferenças significativas entre os comprimentos de palha utilizados em um nível de 5% de significância, logo o comprimento não foi um fator determinante para o desempenho dos painéis. Todavia, o objetivo do trabalho era desenvolver painéis com bom desempenho acústico e com uma resistência mínima somente para o manuseio e transporte, o qual foi alcançado. Figura 1- Curvas características dos ensaios de isolamento acústico. A Figura 1 apresenta as curvas características dos ensaios de isolamento acústico para cada uma das composições analisadas. Observa-se que as curvas seguiram uma certa tendência, ou seja, foram análogas a própria curva do traço referência, impossibilitando nesse caso afirmar que um compósito teve desempenho superior ao outro. Dessa forma, não foi possível determinar qual composição obteve melhor desempenho frente ao isolamento acústico. Esse fato provavelmente ocorreu em razão da escala utilizada para as amostras, as quais foram determinadas em função do equipamento de ensaio utilizado. A palha da planta Oryza sativa (arroz) é uma fibra vegetal fina e foi empregue em pequenos comprimentos depositados aleatoriamente na matriz, logo, talvez a quantia de fibras depositadas nas amostras

4 não tenha sido suficiente para ocorrer alterações significantes em comparação ao traço referência que possui adição apenas de fibras de casca de arroz. Figura 2- Comparação do compósito referência com outros materiais de mesma aplicação. Entretanto, em contrapartida, comparando os resultados de isolamento acústico do compósito de referência analisado com os valores de isolamento do bloco de concreto celular autoclavado, do painel de concreto e do tijolo cerâmico, apresentados por Garcia (2004) através da Figura 2, nota-se que para as frequências menores, os três materiais mostraram desempenho superior que os compósitos produzidos, já para as frequências mais elevadas, o desempenho do compósito de referência foi melhor que o do tijolo cerâmico e que do painel de concreto em todos os pontos e que o do CCA em quatro pontos. É importante destacar que o CCA apresenta um procedimento de cura mais sofisticado, logo seu custo benefício é inferior que o concreto celular convencional. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS As conclusões do trabalho foram as seguintes: O uso de forma conjunta das fibras de casca e palha do arroz aumentou o desempenho mecânico dos compósitos de matriz cimentícia leve no que diz respeito à compressão axial; Comprovou-se que o comprimento da palha não influenciou na performance dos compósitos; Em comparação com outros componentes do mercado utilizados para vedação de ambientes os compósitos exibiram desempenho acústico superior ou semelhante para as faixas de frequência maiores. Não se pode determinar a composição de melhor desempenho acústico, uma vez que as amostras não foram representativas; Para o uso de fibras vegetais de dimensões pequenas o uso de tubo de impedância não é recomendado para a realização dos ensaios, devendo-se procurar outras maneiras de determinar a capacidade de isolamento do material;

5 Em trabalhos futuros a influência da porcentagem de substituição deve ser verificada. 5. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13440: Blocos de concreto celular autoclavado Métodos de ensaio. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria estrutural Métodos de ensaio. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15270: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação Terminologia e Requisitos: Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações habitacionais Desempenho. Requisitos gerais. Rio de Janeiro, GARCIA, D. - Análise do Isolamento Sonoro de Sistemas Construtivos Residenciais Estruturados em Aço. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, GERGES, S. N. Y. Ruído: Fundamentos e Controle. 3ed. Florianópolis: NR Editora, INTERNATIONAL STANDARD. ISO :1996: Acoustics - Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes-- Part 1: Method using standing wave ratio, PACHLA, E.C. Desenvolvimento de compósitos de concreto celular e casca de arroz: caracterização física, mecânica e acústica f. Trabalho de Conclusão de Curso Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), Alegrete-RS, ROSSIGNOLO, J.A. Concreto leve estrutural. São Paulo, PINI, SOUZA, F.J.R. Obtenção e caracterização de um eco-compósito à base de látex e bainha da palha do coqueiro para isolamento térmico e acústico. Tese (Doutorado em Tecnologia dos materiais). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, TEIXEIRA, F. J.; TEZUKA, Y. Considerações sobre algumas propriedades dos concretos celulares espumosos. Boletim técnico da escola politécnica da USP. São Paulo, 1992.