PROPOSTA DE BENEFICIAMENTO E REAPROVEITAMENTO DE LAMA ABRASIVA DE MARMORARIAS DE CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM PARA PRODUÇÃO DE ARGAMASSA

Transcrição

1 PROPOSTA DE BENEFICIAMENTO E REAPROVEITAMENTO DE LAMA ABRASIVA DE MARMORARIAS DE CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM PARA PRODUÇÃO DE ARGAMASSA Miriel Bonadiman Zanol (1) Licenciatura em Química pelo Centro Universitário São Camilo - ES. Otoniel de Aquino Azevedo (2) Licenciado em Química, Licenciado em Biologia, mestrando em ciências naturais UENF. Endereço (1) : Av. Tuffy David, 1039 Centro Vargem Alta - ES - CEP: Brasil - Tel: (28) mirielzanolbonadiman@gmail.com.br INTRODUÇÃO O Brasil é um dos países em desenvolvimento que enfrenta dificuldades com os resíduos provenientes das indústrias de rochas ornamentais que uma vez dispostos, inadequadamente, causam danos ambientais. O estado do Espírito Santo tem como grande impulsionador de sua economia a indústria de rochas Ornamentais, sendo considerado hoje o maior pólo de beneficiamento da América Latina. Como rochas ornamentais, temos o mármore, o granito, ardósia, arenitos, basaltos, gnaisses e quartzitos que são beneficiados em indústrias próprias instaladas em todo o estado do Espírito Santo principalmente em Cachoeiro de Itapemirim maior pólo beneficiador do estado. (PREZOTTI, etall, 2006) No Brasil, a quantidade estimada da geração conjunta do resíduo de corte de mármore e granito é de toneladas\ano, aproximadamente distribuídas entre o Espírito Santo, Bahia, ceará, Paraíba entre outros estados. O estado do Espírito Santo produz cerca de t\ano de pó de granito (GONÇALVES, 2000). Esses resíduos em sua grande maioria são lançados em lagoas de decantação e aterros. Além da contaminação direta dos aqüíferos superficiais, os rejeitos da industria de rochas ornamentais descaracterizam a paisagem e preocupam as autoridades públicas, órgãos sanitários e a população localizada no entorno das serrarias e áreas da extração (SOUZA et. Al.,2010).O desenvolvimento da reciclagem vem buscando assiduamente uma melhoria na qualidade de vida do ponto de vista ambiental, reduzindo assim, os resíduos gerados pela atividade industrial. No meio empresarial inicia-se a conscientização de que a geração de resíduos gera custo, pois requer seu tratamento e disposição em locais devidamente regulares e apropriados. Sendo assim, as diversas indústrias vêm buscando opções para diminuir os custos visando à redução dos impactos ambientais e o aumento da credibilidade perante o mercado consumidor (SILVA, 2005). O mercado da construção civil se apresenta como uma das mais eficazes alternativas para consumir materiais reciclados. Alem disso, grande parte dos componentes necessários á produção de edificações pode ser produzidos sem grande sofisticação técnica, (JOHN, 1996). A construção civil é um dos maiores consumidores de matérias-primas naturais. Estima-se que consome entre 20 a 50 % do total de recursos naturais consumido pela sociedade (SJÖSTROM apud JOHN, 1998). No Brasil, o consumo estimado de agregados naturais, somente na produção de concreto e argamassas, é de aproximadamente 220 milhões de toneladas (JOHN, 2000). SMOLCZYK aput JOHN (1995) afirma que a produção de 1 tonelada de cimento implica a mineração de 1,5 toneladas de matéria-prima, principalmente argila e calcário. Segundo o ENBRI (European Network of Building Research Institute), a construção civil consome cerca de 4% do total de energia consumido no planeta sendo, 84% na fase de produção destes materiais (JOHN, 1998). Na ultima década, em especial, a construção civil vem buscando fazer uso de materiais que sejam duráveis, essa característica deve ser avaliada com a mesma atenção que as propriedades mecânicas e custo inicial. Esse fato faz com que pesquisas sejam realizadas buscando materiais resistentes e capazes de atender satisfatoriamente o desempenho e características importantes e desejáveis a cada material. A utilização de resíduos minerais tem demonstrado ser muito importante no desempenho dos materiais que possuem matrizes cimentícias, tanto nas propriedades no estado fresco quanto no endurecido, como no aspecto da durabilidade. A incorporação de resíduos na produção desses materiais pode proporcionar economia de energia e contribuir para o IV Expociência Universitária Sul Capixaba

2 desenvolvimento sustentável (SILVA, 2005). O volume de subprodutos industriais, com propriedades pozolâmicas, produzidos mundialmente, é superior á demanda na reciclagem. Portanto, é de grande importância o trabalho da substituição de parte da argamassa ou cimento por resíduos com propriedades pozolânicas ou de preenchimento. MATERIAIS E MÉTODOS As argamassas são essenciais para a execução das construções e são compostas, em geral, por uma mistura de cimento Portland, cal hidratada, areia e água. As funções das argamassas de revestimento são: (i) proteção contra ruído e calor, (ii) aumento de durabilidade, (iii) estéticas, (iv) para servirem de base para acabamentos mais nobres, como revestimentos cerâmicos, pinturas, etc. (GUIMARÃES 2004). A inserção do resíduo desencadeia discussão do estudo dos materiais constituintes das argamassas, bem como a sua dosagem a partir de estudos experimentais em laboratório. Em Geral, a especificação e dosagem dos materiais que formam as argamassas são definidas a partir de critérios empíricos, resultando muitas vezes em patologias nos revestimentos (BAUER 2005) Nesse sentido, os parâmetros utilizados para aferir a correta dosagem dos componentes são as propriedades das argamassas. No estado fresco são avaliadas várias propriedades, tais como: consistência e retenção de consistência, coesão, tixotropia, plasticidade, retenção de água massa específica, conteúdo de ar incorporado, adesão inicial, trabalhabilidade. Também devem ser analisadas as propriedades das argamassas no estado endurecido: resistência mecânica compressão, tração, desgaste superficial, resistência ao fogo, resistência ao ataque por sulfatos ou outros agentes químicos, capacidade de deformação, retração, aderência, permeabilidade, condutividade térmica. O estudo só ficaria completo analisando também as propriedades das argamassas no período de uso, como: durabilidade, resistência ao congelamento. O desenvolvimento deste trabalho seguiu a seguinte ordem I Estudo laboratorial caracterizando o resíduo proveniente de beneficiamento do mármore e granito. II Estudo bibliográfico da agregação de resíduos de mármore e granito para argamassa. III Análise laboratorial da argamassa. Foram coletadas amostras que demonstrassem uma mistura de resíduo proveniente de várias empresas, para tal escolhemos a AAMOL (Associação Ambiental Monte Líbano). Foram analisados os resíduos provenientes do beneficiamento do mármore e granito nos primeiros seguintes métodos; fazendo uma média entre seis amostras para minimizar qualquer erro retira-se a água livre a 100c em uma estufa, quantificamos seu teor de humidade em torno de 24% em massa, após essa secagem levamos a uma mufla e elevamos sua temperatura a 700c para retirada da água ligada que se tinha retido em torno de 4% em massa, com a amostra seca utilizamos um aparelho de raios-x modelo PANalytical, quantificando o teor de óxidos contido na massa resultante mostrando 59,72% de teor de SiO2, o que é determinante para prosseguir com os estudos sobre seu uso em argamassas (CALMON, 1997). O cimento utilizado foi do tipo CP II Z As propriedades químicas do cimento estão apresentadas na análise química do cimento descrita pelo fabricante. A areia utilizada foi de rio geralmente utilizado na construção civil. O andamento da pesquisa se baseou no estudo do traço de referência 1: 2: 9, em massa, cujo ensaio do Índice de Consistência (NBR 13276) objetivou um fator água/aglomerantes (a/ag) ideal, a fim de que a argamassa tivesse bom rendimento e boa trabalhabilidade. Para as condições citadas, o Índice de consistência considerado adequado foi de 256,06 mm para um fator a/ag = 1,29. Com o traço já conhecido, determinou-se a porcentagem a ser utilizada para substituição da cal pelo resíduo de mármore. As porcentagens definidas foram 50% e 100%.Os traços estudados e quantidades dos materiais constituintes suficientes para moldagem de 09 (nove) corpos-de-prova prismáticos de 4 cm x 4 cm x 16 cm, sendo 03 (três) corpos-de-prova moldados para cada formulação citada. Para cada grupo de ensaios a serem realizados, moldavam-se novas amostras nas quantidades especificadas. As amostras, após moldagem e desforma (após 48h), foram deixadas ao ar em temperatura ambiente de laboratório (27 oc ± 3 oc) durante 28 dias e depois submetidas ao ensaio de determinação da densidade de massa aparente, módulo de elasticidade e resistência à tração na flexão (NBR 13528). As argamassas são essenciais para a execução das construções e são compostas, em geral, por uma mistura de cimento Portland, cal hidratada, areia e água. As funções das 2 IV Expociência Universitária Sul Capixaba 2012

3 argamassas de revestimento são: (i) proteção contra ruído e calor, (ii) aumento de durabilidade, (iii) estéticas, (iv) para servirem de base para acabamentos mais nobres, como revestimentos cerâmicos, pinturas, etc (GUIMARÃES 2004). A inserção do resíduo desencadeia discussão do estudo dos materiais constituintes das argamassas, bem como a sua dosagem a partir de estudos experimentais em laboratório. Em Geral, a especificação e dosagem dos materiais que formam as argamassas são definidas a partir de critérios empíricos, resultando muitas vezes em patologias nos revestimentos (BAUER 2005) Nesse sentido, os parâmetros utilizados para aferir a correta dosagem dos componentes são as propriedades das argamassas. No estado fresco são avaliadas várias propriedades, tais como: consistência e retenção de consistência, coesão, tixotropia, plasticidade, retenção de água massa específica, conteúdo de ar incorporado, adesão inicial, trabalhabilidade. Também devem ser analisadas as propriedades das argamassas no estado endurecido: resistência mecânica compressão, tração, desgaste superficial, resistência ao fogo, resistência ao ataque por sulfatos ou outros agentes químicos, capacidade de deformação, retração, aderência, permeabilidade, condutividade térmica. O estudo só ficaria completo analisando também as propriedades das argamassas no período de uso, como: durabilidade, resistência ao congelamento. RESULTADOS Durante o desenvolvimento da pesquisa, realizaram-se ensaios tecnológicos exigidos pelas normas brasileiras no estado fresco e no estado endurecido. Esses ensaios têm por objetivo caracterizar a argamassa em estudo, bem como averiguar suas propriedades para concordância com as normas técnicas. O resíduo de lama abrasiva, extremamente fina, age preenchendo poros da argamassa, melhorando sua densidade, ou seja, diminuindo a porosidade. Esse efeito de preenchimento nas propriedades da argamassa é associado ao aumento de densidade de mistura e uma aceleração de hidratação do cimento Portlande, este fato foi confirmado no estudo de Bonavetti e Irassar, Segundo SÉBAÏBI et Al. (2003), a retenção de água está intimamente relacionada com a morfologia dos poros, afirmando que quanto maior o volume de poros, menor a retenção de água, nesses resultados de retenção de água, em porcentagem, das misturas estudadas. Percebe-se que a mistura 50% foi a que apresentou maior retenção de água, inferindose uma menor quantidade de volume de poros. A NBR (2001),considera como normal às argamassas que apresentarem valores entre 80% a 90%, fato este que enquadra as misturas estudadas como normais. A consistência permaneceu dentro dos limites da NBR 13276\1995, que é de mm. A retenção de água (NBR13277\1995) foi acima de 80 % para todos os traços quantitativos. Quanto á exsudação (MR ), esta foi maior nos traços 1:1:6, que possuem relação cal\cimento menor,o que pode prejudicar a trabalhabilidade.tal fato indicia que a cal diminui a exsudação das argamassas (TRISTÃO, 1995). (A absorção por imersão, o índice de vazios (NBR 9778\1987) e as absorções por capilaridade (NBR 9779\1987) diminuíram, enquanto a massa específica (NBR 13278\1995) aumentou nas argamassas com adição de resíduo, devido a sua elevada área específica (1295m³\kg) A resistência á compressão axial (NBR 13279\1995) e a resistência á tração por compressão diametral (NBR 7222\1983), elevaram-se com o aumento da quantidade do resíduo. De acordo com a NBR13281\1995, as argamassas de traço 1: 1: 6 foram classificadas como do tipo I (proteção contra ruído e calor), e as argamassas de traço 1 :2:8 foram classificadas como tipo II (aumento de durabilidade), pelos resultados obtidos no estudo, o resíduo mostra-se viável substituindo a cal em até 100% na argamassa (CALMOM, 1997) IV Expociência Universitária Sul Capixaba

4 A finura do resíduo é semelhante à do cimento Portland. A reactividade pozolânica do resíduo foi avaliada pelo índice de atividade pozolânica com cimento e com cal, não sendo constatada reatividade, o que já era esperado pelo resultado do ensaio de difração de raios-x, que apresentou o resíduo tipicamente na forma cristalina. Quanto à resistência à compressão axial das argamassas, em geral, elevou-se da idade de sete dias até a idade de 28 dias com a inserção do resíduo. Os melhores resultados de resistência à compressão axial foram obtidos em duas amostras com percentuais de substituição de resíduo de 15% e de 20% respectivamente. Os módulos de elasticidade se elevaram até ao percentual de substituição do resíduo de 15% e, para 20%, houve diminuição desses valores (CRUZ 2003) Foi realizada a determinação da medida do índice de plasticidade (IP) do resíduo, obtendose IP=14,1, que é um valor considerado alto (TENÓRIO 2005). Para índices de plasticidade menores que 4, espera-se que o material não afete a demanda de água, a trabalhabilidade ou a retração por secagem da mistura (BONAVETTI 1994). Os resultados de resistência à tração na flexão, média aritmética de 04 (quatro) amostras para cada formulação, obtidos para as argamassas em estudo encontram-se com pontos positivos. Pode-se afirmar que as resistências à tração na flexão foram próximas para as argamassas AR0% e AR%50% e para a argamassa AR100% este valor diminui em aproximadamente 10%. A diminuição na resistência à tração na flexão pode ser atribuída ao aumento do teor de ar incorporado para as misturas com resíduo, ocasionando um efeito direto nas propriedades mecânicas das misturas. CONCLUSÕES O trabalho aqui apresentado foi desenvolvido em escala de experimentos e ensaios feitos em laboratório a fim de observar o potencial de uso de resíduos provenientes da extração e confecção de rochas ornamentais como o mármore e granito, sendo utilizado como material de substituição parcial na confecção da argamassa de revestimento, visando avaliar possibilidade de uso na indústria de construção civil. Apesar dos escassos estudos sobre o efeito do uso do resíduo de corte de rochas ornamentais nas argamassas, sabe-se que de fato existe minimização sobre impacto ambiental quando se trata de um resíduo reaproveitado, hora pela diminuição no consumo de materiais com propriedades cimentícias hora com a diminuição da extração de areia, materiais extraídos diretamente da natureza. Conclui-se, portanto que, o uso do resíduo em traços em argamassas constitui-se uma boa opção de reaproveitamento de resíduo proveniente do mármore e granito, sendo uma forma de ação que busca desenvolver-se de modo sustentável tanto para construção civil para exploração de rochas ornamentais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAUER, Elton; SOUSA, Jose Getulio Gomes de. Materiais constituintes e suas funções cap. 02. In: BAUER, Elton (Editor) Revestimentos de argamassa: características e peculiaridades. Brasília LEM-UnB. Sinduscon p BONAVETTI, V. L.; IRASSAR, E.F. The effect of stone dust content in sand. Cement and Concrete Research. n. 3, v. 24, p CALMON, João Luiz; TRISTÃO, Fernando A.; LORDÊLLO, Fernando. S. S.; DA SILVA, Sérgio A. C.; MATTOS, Flávio. V. Aproveitamento do resíduo de corte de granito para a produção de argamassas de assentamento. In: II Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas. Anais. Salvador. Bahia. ANTAC. p ª CRUZ, Daniel Fontan Maia da; LAMEIRAS, Rodrigo de Melo; BARBOZA, Aline da Silva Ramos; LIMA, Luciana Amaral de. Estudo das propriedades mecânicas de argamassas produzidas utilizando-se resíduo do corte de mármore e granito. In: VI Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil. São Paulo IBRACON (Instituto Brasileiro do Concreto) CT 206 Meio Ambiente. GONÇALVES, Jardel Pereira. Utilização do resíduo de corte de granito (RCG) como adição para produção de concreto f. Dissertação (Mestrado em engenharia civil) Programa de pós- graduação em engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, IV Expociência Universitária Sul Capixaba 2012

5 GUIMARÃES, José Epitácio Passos; GOMES, Rubens Donizeti; SEABRA, Mauro Adamo. Guia das argamassas nas construções. ABPC (Associação Brasileira dos Produtores de Cal). São Paulo. 8ª edição p. JOHN, V.M., Cimentos de escória de alto forno ativada com silicatos de sódio. São Paulo: EPUSP. 112P (tese de Doutorado). JOHN, V. M., Reciclagem de Resíduos sólidos na construção civil: Contribuição á Metodologia de pesquisa e desenvolvimento (tese de livre docência). São Paulo: EPUSP JOHN, V.M. Panorama da reciclagem na construção Civil. In: Revista Qualidade na Construção Sinduscon/SP; n 20, Ano III, SP, JOHN, V. M., Pesquisa e desenvolvimento de mercado para resíduos. In: Workshop sobre Reciclagem e Reutilização de Resíduos como Materiais de construção, 1996, São Paulo: PCC- USP, Departamento de Engenharia Civil, p NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da retenção de água. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro, PREZZOTTI J. C. S. Resultados de Monitoramento de Estações de Tratamento de Efluentes Líquidos de Indústrias de Beneficiamento de Mármore e Granito, Implantadas no Município de Cachoeiro de Itapemirim. S.d. SILVA, N.G; CAMPITELI, V.C.; GLEIZE, P.J.P. A influência dos finos de areia de britagem de rocha calcária nas propriedades da argamassa de revestimento. UTFPR. Curitiba-PR SOUZA, J.N., RODRIGUES, J.K.G. NETO, O.N de S. utilização do Resíduo Proveniente da Serragem de Rochas Granítica como Material de Enchimento em Concretos Asfálticos Usinados a Quente SÉBAÏBI, Y.; DHEILLY, R. M.; QUÉNEUDEC, M. Study of the water-retention capacity of a lime sand mortar: Influence of the physicochemical characteristics of the lime. Cement and Concrete Research, vol 33 p , TRISTÃO, Fernando Avancini. Influência da composição granulométrica da areia nas propriedades das argamassas de revestimento f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil Curso de Pós-Graduação Engenharia Civil da Universidade Federal de (Santa Catarina), Santa Catarina, IV Expociência Universitária Sul Capixaba