ESTUDO DA SUBSTITUIÇÃO DA AREIA PELO PÓ DE PEDRA COMO AGREGADO MIÚDO EM ARGAMASSA

Transcrição

1 ESTUDO DA SUBSTITUIÇÃO DA AREIA PELO PÓ DE PEDRA COMO AGREGADO MIÚDO EM ARGAMASSA Karyn Ferreira Antunes Ribeiro Professora, IFMT - Campus Cel. Octayde Jorge da Silva Marcos Patrik Vieira Branco (patrikvieira@live.com) Aluno, IFMT - Campus Cel. Octayde Jorge da Silva Marcos de Oliveira Valin Jr (marcos.valin@cba.ifmt.edu.br) Professor, IFMT - Campus Cel. Octayde Jorge da Silva Éder Sousa de Almeida (eder.almeida@cba.ifmt.edu.br) Técnico de Laboratório, IFMT - Campus Cel. Octayde Jorge da Silva RESUMO: O objetivo desta pesquisa é estudar a substituição da areia natural existente nas argamassas pelo pó de pedra, analisando suas características e propriedades mecânicas. A substituição de agregados miúdos naturais pelos artificiais, como o pó de pedra em argamassas, proporciona benefícios ambientais, pela redução da extração da areia nos rios. Neste estudo foram produzidas três misturas de argamassas, onde as proporções de substituição do pó de pedra pela areia natural em massa foram de 0%, 50% e 100%. A metodologia para determinação da caracterização dos materiais em estudo foi desenvolvida conforme as normas da ABNT vigentes. Os resultados dos ensaios de caracterização dos materiais que compõem a argamassa, ou seja, agregado miúdo (areia e pó de pedra) e cimento, foram próximos dos valores comumente encontrados. O traço que obteve o melhor desempenho na resistência à compressão axial e na resistência à tração na flexão foi da substituição parcial da areia pelo pó de pedra, mostrando ser viável a sua utilização. Este estudo visou contribuir para o melhor entendimento das propriedades de argamassas com substituição parcial e/ou total de materiais naturais por alternativos. Palavras-chave: Argamassa. Pó de pedra. Areia natural. THE STUDY OF REPLACING SAND FOR DUST STONE AS AGGREGATE FINE IN MORTAR ABSTRACT: The objective of this research is to study the replacement of existing natural sand mortar for stone dust, analyzing its characteristics and mechanical properties. Replacement of fine aggregate by natural artificial stone as powder mortar provides environmental benefits by reducing the extraction of sand in rivers. In this study three mixtures were produced mortars, where substitution by the proportions of the natural sand stone dust mass were 0%, 50% and 100%. The methodology for determining the characterization of materials under study was developed according to the norms of current ABNT. The results of the characterization tests of the material in the mortar, namely, fine aggregate (sand and stone dust) and cement were close to those commonly found. The trait that had the best performance in resistance to axial compression and tensile strength in bending was the partial replacement of sand by stone dust, showing to be feasible to use. This study aimed to contribute to a better understanding plaster properties with partial replacement and / or full of natural materials for alternative. Keywords: Mortar. Stone dust. Natural sand.

2 1_INTRODUÇÃO Referente a construção, os impactos dela causados ao meio ambiente são vários desde a extração das matérias-primas até o término da vida útil dos produtos construídos, envolvendo a reutilização, reciclagem ou descarte dos mesmos (CBIC, 2012). Na composição e produção de argamassa estão presente matéria-prima encontrada na natureza, com isso contribuindo para ocorrência desse problema. Segundo a Almeida e Silva (2005), 90% da produção nacional de areia natural, no Brasil, é obtida a partir da extração em leito de rios e os 10% restantes, de outras fontes (várzeas, depósitos lacustres, mantos de decomposição de rochas, pegmatitos e arenitos decompostos). A escassez de areia natural é uma realidade nos dias de hoje, por isso é importante a busca por materiais alternativos. O pó de pedra é uma opção para a substituição do material natural. Segundo Holsbach (2004) a introdução da areia artificial no mercado da construção civil tende a diminuir os danos causados pela extração da areia natural dos lagos e leitos de rios, além ainda, de a areia artificial ter um custo menor em relação a areia natural, pois o seu processo de produção é proveniente de britagem de rochas, o qual não agrega nenhum custo adicional a esta produção Segundo Menossi (2004), o aproveitamento dos finos gerados pelos processos de britagem não é um assunto inovador. Na década de 80 já era utilizado por alguns países, como Estados Unidos e Canadá. Atualmente sua utilização possui diversas finalidades como na produção de blocos de concreto, camadas de sub-base asfáltica e de camadas de concreto compactado a rolo (CCR). A incorporação do pó de pedra tem mostrado ser uma solução viável para questões ambientais e com resultados satisfatórios. A utilização do pó de pedra em grande escala, pode trazer as seguintes vantagens, não só as próprias pedreiras e concreteiras, como também o próprio consumidor, conforme Menossi (2004) são: aproveitamento integral das pedreiras sem descarte de efluentes; obtenção de uma areia com características físicas e químicas constantes; menor consumo de cimento na preparação do concreto; solução de problemas ambientais e custo final reduzido do concreto e Os estudos da utilização de materiais alternativos e da dosagem de argamassa são imprescindíveis devido à fatores relacionados à variação dos materiais de região para região e à importância econômica na obra. As principais utilizações das argamassas em obras de edificações são para o revestimento (chapisco, reboco e assentamentos de cerâmicas) e para o assentamento de blocos (alvenaria de vedação e estrutural). Neste contexto, o objetivo geral deste artigo é estudar a utilização do pó de pedra em substituição de até 100% da areia natural na mistura da 2_MATERIAIS E MÉTODOS Os materiais que compõem a argamassa foram analisados separadamente e em conjunto com objetivo de conhecer suas características e propriedades, conforme a Tabela 1.

3 O traço utilizado foi 1:6 (cimento: agregado miúdo), esse traço foi escolhido por ser uma composição usada tradicionalmente na construção civil. A quantidade de água foi por tentativa até obter 250±5 mm de diâmetro no espalhamento da argamassa na mesa de consistência nas três misturas de Os agregados e o aglomerante utilizados foram materiais comercialmente encontrados na cidade de Cuiabá. Tabela 1 Ensaios realizados Materiais Ensaios Normas Areia e Massa específica NBR 9776 Pó de pedra Granulometria NBR NM 248 Cimento Massa específica NBR NM 23 Argamassas Frescas Argamassas Endurecidas Índice de consistência NBR 7215 Moldagem corpo de provas NBR 7215 Resistência à compressão axial NBR 7215 Absorção por capilaridade NBR 9779 Absorção por imersão NBR 9778 Resistência à tração na flexão NBR A substituição do agregado miúdo natural (areia) pelo artificial (pó de pedra) foram de 50% e 100%, e tendo uma outra como referência com 100% de areia (0% de pó de pedra), que é tradicionalmente utilizada nas construções. A Figura 1, apresenta três amostras de argamassas produzida com substituições total (A), parcial (B) e nula (C) da areia pelo pó de pedra. Figura 1 Amostras das argamassas com proporção de substituição da areia pelo pó de pedra em 100% (A) 50% (B) e 0% (C) respectivamente. A B C 3_RESULTADOS E DISCUSSÕES A Tabela 2 apresenta o resultado do ensaio da massa específica dos materiais utilizados. Como esperado, existiram algumas diferenças entre os resultados do pó de pedra em relação da areia, pois o pó de pedra apresenta maior quantidade de materiais nas frações finas (1,2 0,15 mm), conforme o gráfico da curva granulométrica (Figura 2).

4 Tabela 2 - Dados dos ensaios realizados com os agregados miúdos e com cimento Materiais Massa específica (g/cm³) Areia 2,62 Pó de pedra 2,75 Pó de pedra + areia 2,68 Cimento CP II F ,22 Figura 2 - Curvas granulométricas dos agregados miúdos - pó de pedra e areia (nas proporções de 100% e 50% de cada material) A curva granulométrica do agregado miúdo pó de pedra, ficou dentro dos limites de zona ótima e zona utilizável, somente no intervalo que compreende o percentual do material retido entre as peneiras de malha com 4,8 mm e 2,4 mm de abertura, devido a elevada quantidade de material fino presente. Na curva granulométrica da areia, observa-se que a amostra ficou preponderantemente esboçados no intervalo dos limites entre a zona utilizável inferior e zona ótima, sendo adequada sua utilização em A curva granulométrica do pó de pedra+areia, majoritariamente ficou na zona ótima, demonstrando melhor arranjo entre as pequenas frações dos dois materiais. Os índices de consistência das argamassas estudadas estão apresentados na Tabela 3, onde é possível verificar que a argamassa constituída de pó de pedra+areia utilizou uma quantidade menor de água para atingir o mesmo espalhamento que os traços que possui apenas um agregado miúdo, fato que influência na resistência, permeabilidade e durabilidade das argamassas (HANAI, 1992).

5 Tabela 3 Resultados dos ensaios dos índices de consistências das argamassas com diferentes traços e o fator água/cimento Material Fator água/cimento Espalhamento (mm) Areia 1.2 Pó de pedra ±5 Pó de pedra + areia 1.07 Na Figura 3, é apresentado os valores de resistência à compressão, onde verifica-se que o empacotamento (mistura) dos agregados miúdos reduziu os vazios, aumentado a massa específica da argamassa e consequentemente aumentando a resistência. Da mesma maneira ocorreu com a resistência à tração por flexão. A diminuição no fator água/cimento no traço utilizando a mistura de areia + pó de brita, conforme a Tabela 3, aliado a maior massa específica apresentada pela mistura (Tabela 2) influenciou também no aumento da resistência. Figura 3 Resistência à compressão axial e à tração na flexão dos diferentes traços A resistência à compressão axial da argamassa com substituição parcial aos 28 dias, apresentou um aumento de 7,22 MPa (146,75%) que em relação a argamassa tradicional (referência - areia), já a resistência à tração na flexão o aumento foi de 0,76 MPa (50%), mostrando ser eficiente sua utilização. A diferença da resistência foi expressiva devido a menor quantidade de água presente na argamassa (pó de pedra + areia), relação as demais, influenciando diretamente no resultado da resistência. Em argamassas para revestimentos espera-se que tenha um bom desempenho quanto a aderência e a resistência à flexão. Enquanto que para a argamassa de assentamento de alvenaria a principal propriedade solicitada é resistência à compressão, por meio dos resultados pode-se observar que para as ambas situações a argamassa mista (pó de pedra e areia) apresentou resultados superiores. A Tabela 3 indica os resultados obtidos no ensaio de absorção por imersão, expressando a capacidade de absorção, o índice de vazios e a massa específica seca e saturada de cada corpode-prova composto pelos agregados estudados. A absorção por imersão do pó de pedra apresentou um decréscimo de 1,36% em relação a argamassa de referência.

6 Tabela 3 Dados do ensaio de absorção por imersão Resultados dos Ensaios Materiais Absorção por imersão (%) Índice de vazios (%) Massa específica Seca Saturada Areia 13,51 25,14 1,86 2,11 Pó de pedra 14,79 28,88 1,95 2,24 Pó de pedra + Areia 12,15 24,59 2,02 2,27 A absorção por imersão e por capilaridade (respectivamente as Tabelas 3 e 4), revelam que os corpos-de-prova em estudo, compostos por pó de pedra+areia, apresentam menores valores do que as outras amostras estudadas, o que demonstra a sua baixa capacidade de absorção. Tabela 4 Dados do ensaio de absorção por capilaridade Resultados dos Ensaios Materiais Absorção por capilaridade (g/cm²) 3hs 6hs 24hs 48hs 72hs Areia 0,74 1,14 1,98 2,07 2,11 Pó de pedra 0,72 1,22 2,51 2,58 2,62 Pó de pedra + areia 0,50 0,80 1,68 2,05 2,14 Os revestimentos das vedações verticais (alvenarias) exteriores e as suas várias camadas são elementos importantes da estrutura edificada e por isto, estes revestimentos devem abranger conceitos básicos de qualidade e desempenho. A durabilidade da argamassa, bem como da alvenaria em que ela esteja sendo usada como revestimento, está relacionada a sua menor absorção de água, sendo então que os menores valores obtidos na mistura de areia + pó de pedra tornam mais duráveis do que os agregados individualmente. 4_CONSIDERAÇÕES FINAIS Com base nos resultados dos estudos realizados foi possível concluir a viabilidade da substituição da areia pelo pó de pedra em argamassas, pois os resultados obtidos comprovam o melhor desempenho apresentado pelas argamassas na substituição, principalmente parcial, e também total, do material em estudo, no que se refere à resistência mecânica, na qual o traço de substituição parcial (areia + pó de pedra), apresentou os melhores resultados, em relação ao traço convencional de argamassa, e também em função das características de absorção, em que o traço (areia + pó de pedra), apresentou o menor absorção. Em relação à absorção tanto por capilaridade, quanto por imersão, o traço que apresentou menor absorção foi do pó de pedra + areia, significando um resultado positivo, pois quanto menor a absorção de água, mais durável e resistente será a A substituição da areia, principal agregado miúdo utilizado na região de Cuiabá, por outros tipos como o pó de pedra pode ser vantajosa, tanto nos aspectos ambientais quanto nos técnicos,

7 conforme demonstrado neste estudo do melhor entendimento das suas propriedades quando utilizadas em argamassas. Complementarmente recomenda-se dar continuidade avaliando diferentes teores de mistura de agregados, estudar sua utilização em argamassa de assentamento e verificar a possível diminuição do consumo de cimento em traços com elevados teores de pó de pedra. 5_ AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq e IFMT pelo incentivo e auxílio financeiro. 6_REFERÊNCIAS ALMEIDA, S. L. M.; SAMPAIO, J. A. Obtenção de Areia Artificial com base em finos de pedreiras. Revista Areia & Brita, ALMEIDA, S. L. M.; SILVA, V. S. ALMEIDA, S. L. M. SILVA, V. S. Areia artificial: uma alternativa econômica e ambiental para o mercado nacional de agregados. In: Anais do II SUFFIB SEMINÁRIO: O uso da fração fina da britagem. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DENORMAS TÉCNICAS. NBR7215: Cimento Portland Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, NBR 9776-Agregado Determinação da Massa Especifica de Agregados Miúdos por meio de Frasco de Chapman. Rio de Janeiro, NBR Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão axial. Rio de Janeiro, NBRNM 23: Cimento Portland e outros materiais em pó Determinação de massa específica. Rio de Janeiro, NBRNM 30: Agregados - Agregado miúdo: Determinação da absorção de água. Rio de Janeiro, NBRNM 45: Agregados - Determinação da Massa Unitária e do Volume de Vazios. Rio de Janeiro, NBRNM NBR NM 248:Agregados - determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, NBR 7211: Agregados para concreto - Especificação. Rio de Janeiro, BAÍA, L. L. M; SABBATINI, F. H. Projeto e execução de revestimentos de 4ª edição. Editora O Nome da Rosa. Setembro de BASTOS, S. R. B. Estudo da substituição de agregados miúdos naturais por agregados miúdos britados em concretos de cimento Portland Dissertação (Mestrado em

8 Construção Civil) - rograma de Pós-Graduação em Construção Civil, Universidade Federal do Paraná, CBIC - Câmara Brasileira da Indústria da Construção. Boas Práticas em Sustentabilidade na Indústria da Construção. Nova Lima: Fundação Dom Cabral, EMO - "EMOdico - Dicionário Técnico". European Mortar Industry Organization. 3º Edição HANAI, J.B (1992). Construções de argamassa armada: fundamentos tecnológicos para projeto e execução. São Paulo, Pini. HOLSBACH, T. S. Avaliação da substituição da areia natural por areia artificial em argamassa de cimento cal e areia para assentamento. Trabalho de conclusão de curso (Curso de Engenharia Civil, do Departamento de Tecnologia da UNIJUI) - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Ijuí, LANZINHA, J. Propriedades higrotérmicas de materiais de construção Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil. Coimbra: FCTUC, LODI, V. H., PRUDÊNCIO JÚNIOR, L. R. Viabilidade técnica e econômica do uso de areia de britagem em concretos de cimento Portland na região de Chapecó - SC. In: Workshop Desempenho de Sistemas Construtivos, Uno Chapecó, Chapecó, SC, novembro de MARQUES, M. L.; CAMPOS, K. (2012). Estudo da adição do pó de pedra em argamassas de revestimento e assentamento. Pindorama-Revista Eletrônica Científica do IFBA (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia) v, 3, MENOSSI, R. T. Utilização do pó de pedra basáltica em substituição à areia natural do concreto.dissertação (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Faculdade de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista, São Paulo, PEREIRA, T. A. Optimização das características de humedecimento e secagem de argamassas. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil. Lisboa: Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 137 p SILVA, N.; CAMPITELI, V.; GLEIZE, P. J. P. Argamassa de revestimento de cimento, cal e areia de britagem de rocha calcária. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS ARGAMASSAS, 7., 2007, Recife.Anais Recife: ANTAC, 2007.