PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Mercado Mundial de Gipsita Produção em 2015 258.000.000t TR Tecnologia dos Revestimentos Aula 8 Revestimento de gesso Profa. Dra. Yêda Vieira Póvoas (SUMÁRIO MINERAL, 2016) Mercado Brasileiro de Gipsita Mercado Brasileiro de Gesso Reserva Lavrável 228.410.716 t Pernambuco (84,3%) Produção Brasileira 3.130.000 t Queda de 8,5% em relação a 2014 (SUMÁRIO MINERAL, 2017) (ATECEL/ADENE, 2006) Maior produtor de gesso Pólo Gesseiro do Araripe - PE (82,5%) Maranhão 12,3% Ceará 2,5% Tocantins 2,1% Produção Início do processo com Gás Natural Comprimido (GNC) Lenha (90%) (CONDEPE/FIDEM APUD ADENE/ATECEL, 2006) (SUMÁRIO MINERAL, 2016) O que é o gesso Gesso para construção Gipsita Material proveniente da gipsita ou resíduos de gesso, constituído predominantemente de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO 4.2H 2 O), calcinado e reduzido a pó, podendo conter adições e/ou aditivos Minério de sulfato de cálcio di-hidratado Produção NBR 13207 (ABNT, 2017) CaSO 4.2H 2 O + calor CaSO 4.1/2H 2 O + 3/2H 2 O NBR 13207 (ABNT, 2017) 1
Utilização do gesso Utilização do gesso Forros de gesso Decoração Fotos: Progesso e Divisoria Fotos: Divisoria; gesso rosarinho Utilização do gesso Decoração Utilização do gesso Paredes divisórias gesso acartonado gesso reforçado com fibras Placa padrão (standard - branca ou marfim) Placa resistente à umidade (verde) Placa resistente ao fogo (rosa) Fotos: Divisoria; placo Utilização do gesso Utilização do gesso Blocos Colas Fotos: Supergesso; gesso requint;e; Sindusgesso Fotos: Supergesso; lamare 2
Utilização do gesso Produção do gesso Revestimentos pastas e argamassas Foto: Supergesso (ATECEL/ADENE, 2006) Produção do gesso Produção do gesso Tipos de gipsita Cocadinha. Gipsita estratificada com raros filmes de argila verde Johnson. Gipsita mais pura, com coloração variando de branco a creme com uma estrutura com nódulos e estrelas https://www.youtube.com/wa tch?v=54el1sxpns8 Alabastro. Gipsita de aspecto fibroso que desdobra crepitação e má qualidade ao gesso Selenita. Forma de placas (ATECEL/ADENE, 2006) Oliveira et al. (2012) Produção do gesso Extração Gipsita Britagem/moagem/ peneiramento Calcinação 150~350 o C Pulverização Gesso CaSO 4.2H 2 O 1,5 a 2 H 2 O CaSO 4 xh 2 O Fases Calcinação heterogênea 110 ~ 140 o C Hemidrato CaSO 4.1/2H 2 O 150 ~ 250 o C Anidrita III - solúvel CaSO 4. H 2 O > 300 o C Anidrita II - insolúvel CaSO 4 3
Fases Impacto ambiental Hemidrato - autoclave - odontologia - pressão atmosférica construção civil Anidrita solúvel Transforma-se no hemidrato com a umidade do ar Anidrita insolúvel 350 C supercalcinada > 700 C - inerte Consumo de energia dentre aglomerantes Poluição do ar CO 2 libera H 2 O Lenha extraída da caatinga Resíduo classificação B (CONAMA 307/02 431/11) CONAMA 307/2002 Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso CONAMA 314/2011 Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras e gesso Composição química Determinações químicas Limites (%) Obs. Água livre Máx. 1,3 40 C Água de cristalização 4,2 a 6,2 230 C Óxido de cálcio (CaO) Mín. 38,0 Anidrido sulfúrico (SO3) Mín. 53,0 NBR 13207 (ABNT, 2017) Mecanismo de hidratação Calor de hidratação CaSO 4.1/2 H 2 O dissolução 3/2 H 2 O precipitação Cristais ~ 15mm CaSO 4.2H 2 O 4
Calor de hidratação Tempo de pega Pequena hidratação Período de indução Taxa de elevação da temperatura ultrapassa 0,1 C/min - início de pega Rápida elevação da temperatura Reação atinge Temperatura máxima - conclusão da hidratação - fim de pega Depende: Finura e pureza do hemidrato Relação água/gesso Velocidade e tempo de mistura Temperatura da água de amassamento Impurezas Aditivos modificadores de pega Antunes; Oliveira; John (1999) Tempo de pega Tempo de pega método de campo Ensaios Tempo de pega (min) Água para trabalhabilidade Bolacha de 0,5 cm de espessura Início Fim Gesso para fundição 10 20 Gesso para revestimento (sem aditivos) 10 35 Corte com a espátula separação Gesso para revestimento (com aditivos) 4 50 NBR 13207 (ABNT, 2017) Aparelhagem Propriedades físicas do pó Massa unitária Funil cônico Tripé Peneira de 2 mm Recipiente com (1000 ± 20) cm³ Balança 5
Procedimento Tarar o recipiente de medida vazio e colocá-lo sob o funil Colocar gesso sobre a peneira Realizar peneiramento até o gesso transbordar o recipiente de medida Rasar a superfície do recipiente com cuidado para não compactar o gesso Pesar o recipiente cheio Resultado Calcular a massa unitária Mu = M x 1000 V Onde: Mu = massa unitária (kg/m³) M = massa do gesso (g) V = volume do recipiente (cm³) Critério 600 kg/m³ Aparelhagem Propriedades físicas da pasta Consistência normal Aparelho de Vicat modificado Sonda cônica Molde tronco cônico Placa de vidro Cronômetro Balança Procedimento Dissolver 20g de citrato de sódio em 1000mL de água destilada e transferir 10mL para um recipiente, adicionando água destilada até 150g Aplicar óleo lubrificante na placa de vidro e no molde Pesar uma determinada massa de gesso e polvilhar, por 1min, sobre a água com o retardador Deixar em repouso por 2min e misturar por 1min (um movimento circular por segundo) Procedimento Preencher o molde com a pasta e rasar o topo Umedecer a sonda e baixar até a superfície da pasta, no centro do molde Ler a escala e deixar descer lentamente a haste. Ler novamente a escala Para confirmação imediata, limpar e umedecer a sonda, completar a pasta do molde, rasar e efetuar nova leitura A consistência é considerada normal quando obter penetração de (30 ± 2) mm 6
Aparelhagem Molde metálico com 50 mm de aresta Durômetro shore C Prensa de ensaio à compressão Balança Propriedades mecânicas Dureza e resistência à compressão Preparação do corpo de prova Passar óleo lubrificante no molde Calcular a massa de gesso (Mg) necessária para preenchimento do molde Mg (g) = 480/(0,4 + C) Onde: C = relação a/g Calcular a massa de água (Ma) para a mistura Ma (g) = Mg x C Preparação do corpo de prova Colocar a água em um recipiente e polvilhar o gesso por 1min Deixar a mistura em repouso por 2min e misturar por mais 1min Colocar a pasta no molde, em duas camadas, retirando as bolhas de ar por meio de batidas nas laterais com uma espátula Após o início de pega, rasar e nivelar a superfície dos corpos de prova Preparação do corpo de prova Procedimento Desmoldar após completo endurecimento Deixar os corpos de prova secarem até massa constante Colocar os corpos de prova em dessecador por no mínimo 24h e retirá-los imediatamente antes dos ensaios Dureza Selecionar a face inferior de moldagem e duas outras faces laterais opostas de cada cp Encostar o durômetro no centro de cada face e proceder à leitura Resistência à compressão Posicionar uma das faces, que não a superior, no centro da placa de ensaio Aplicar carga contínua numa razão de 250N/s a 750N/s até a ruptura 7
Resultado Resistência à compressão R (MPa) = P (N) / S (mm²) A resistência média dos 3 cp s é considerada a da série se cada resultado individual não diferir mais de 15% da média. Se houver divergência, esta não deve ser incluída no cálculo Se mais de um resultado diferir de 15% da média, repetir o ensaio Critério: > 8,40MPa Justificativa para o uso do gesso Pasta de gesso - material alternativo de qualidade e de baixo custo Desperdício gerado Grande geração de resíduo durante fase de aplicação grande velocidade de endurecimento Características da Obra Tipos de cômodos IPA (kg/m²) IPR (%) Referência da Obra 1 2 3 Parede e teto 4,78 (média) 38 (média) Parede e teto 4,20 (média) 33 (média) Parede e teto 8,94 (média) 71 (média) Construtoras exigem comprovação de destinação correta do resíduo Reaproveitamento do resíduo por algumas empresas aplicadoras de gesso IPA = Índice de perda por área = R/A IPR = Índice de perda relativa = (IPA/RT).100 IPA médio = 5,97 kg/m² IPR médio = 47 % (GUSMÃO, 2008) 8
Como diminuir resíduos Misturas de gesso com adição de 13 % de cal - relação a/g = 0,69 (ANTUNES, 1999) Recalcinação a 140 C, seguida de moagem OU moagem do resíduo e adição de 0 %, 1 %, 2 % e 4 % à pasta de gesso (NITA et al., 2004) Estudo das características reológicas do gesso para compreender os efeitos da cinética de sua reação e possibilitar o controle do seu tempo de pega e a redução das perdas Squeeze flow (AGOPYAN et al., 2005) Como diminuir resíduos Utilização de 100% do resíduo calcinado até 6 reutilizações, após estudo de tempo e temperatura de calcinação (SAYONARA, 2011) Misturas de gesso com adição de 0%, 5% e 10% de seu resíduo utilizado com composição granulométrica contínua (CAVALCANTI; PÓVOAS, 2012) Adição de 0,06% de citrato de sódio em misturas de gesso com adição de 0%, 5% e 10% de seu resíduo utilizado com composição granulométrica contínua (ARAÚJO; PÓVOAS, 2013) Como diminuir resíduos Misturas de gesso com adição de 0%, 10%, 50% e 100% do resíduo calcinado até 3 reutilizações com composição granulométrica retificada (RIBEIRO; MESQUITA; PÓVOAS, 2015) Misturas de gesso com adição de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% do resíduo da fábrica calcinado para fabricação de blocos (SANTANA; PÓVOAS, 2017) Reciclando o Resíduo Beneficiamento (SHMITZ; PÓVOAS, 2009) (BERNHOEFT, 2010) 9
% de resíduo (Foto: SANTANA, 2016) (SHMITZ; PÓVOAS, 2009) Recalcinação Tempo de pega Dureza Reciclando o Resíduo % de resíduo Resistência à compressão Curvas de calor de hidratação da obra 2 Curvas de calor de hidratação da obra 3 (SHMITZ; PÓVOAS, 2009) 10
Temperatura ( C ) Temperatura ( C) Dmáx do resíduo Mistura de gesso Quantidade de resíduo Resistência à compressão (MPa) Dureza (u.s.c) Pasta 0% 12,88 85,3 Argamassa da obra 1 Argamassa da obra 2 Argamassa da obra 3 Argamassa da obra 4 (SHMITZ; PÓVOAS, 2009) 5% 11,71 84,7 10% 10,53 81,3 5% 11,61 83,6 10% 9,82 82,6 5% 11,59 84,7 10% 10,42 81,4 5% 11,6 82,2 10% 10,74 81,3 Valor recomendado pela NBR 13528 (ABNT, 1995), para revestimentos internos de parede de argamassas inorgânicas Tempo de pega Reciclando o Resíduo Dmáx Resistência à compressão 25 20 15 10 Curva de calor de hidratação da pasta com 5% de resíduo da amostra 1 com 1,2cm Curva de calor de hidratação da pasta de gesso natural Curva de calor de hidratação da pasta com 10% de resíduo da amostra 1 com 1,2cm 1,2cm Mistura de gesso Quantidade de resíduo Resistência à compressão (MPa) Pasta 0% 12,88 5 0 0 10 20 30 40 50 Tempo (min) Início de pega Fim de pega Argamassa da obra 1 (0,6mm) 10% 10,53 Argamassa da obra 4 (0,6mm) 10% 10,74 25 20 15 10 5 Curva de calor de hidratação da pasta de gesso natural Curva de calor de hidratação da argamassa com 5% de resíduo da amostra 2 Curva de calor de hidratação da argamassa com 10% de resíduo da amostra 2 Fim de pega Argamassa da obra 1 (1,2cm) 10% 6,39 Argamassa da obra 4 (1,2cm) 10% 7,56 0,6mm 0 0 10 20 30 40 50 Tempo (min) Início de pega (SHMITZ; PÓVOAS, 2009) 11
Relação a/g PERDA X DESPERDÍCIO Reciclando o Resíduo Espessura do revestimento 3 mm 1,2 cm??? Estudar Dmáx Reciclando o Resíduo Relação a/g Tempo de pega Dureza Resistência à compressão a/g = 0,8 Resistência de aderência (SOBRINHO, 2009) 12
Tempo (min) Resistência Mecânica Preparo da pasta de gesso com resíduo seco 1/3 da masseira - aplicação + 1/3 da masseira aplicação 1/3 da masseira - acabamento Reciclando o Resíduo Forma e tempo de mistura Aplicação de aditivo retardador de pega? Resolve? É economicamente viável? (HINCAPIÉ, 1997). Retardadores de pega 200 180 Tempos de pega 175 180 160 Citrato de sódio (0,045%) Bórax (0,7%) Fosfato de amônio (0,40%) Fosfato de potássio (0,25%) Peptona (0,01%) Resistência mecânica? 140 120 120 125 100 115 80 56 93 60 40 27 20 33 13,38 0 0,00% 0,02% 0,04% 0,06% 0,08% 0,10% Percentual de aditivo Início de pega Fim de pega Mudança na MICROESTRUTURA Efeito do citrato de sódio (ALVES, 2012) Efeito do bórax Resíduo Bórax 0% 5% 10% Início (min) Fim (min) Início (min) Fim (min) Início (min) Fim (min) 16,75 40 4,5 10,5 5 7 0,0% 0,4% 30 54 6 12,5 4,5 7,5 0,6% 45 75 9 17,5 7,5 13 0,8% 105 142 15 28,5 15,5 29 Hincapie (1997) 13
Temperatura em C Temperatura em C Temperatura em C Amplia o período de indução causando o deslocamento da curva de calor de hidratação na pasta Efeito do citrato de sódio (ALVES, 2012) Utilização de 100% de resíduo calcinado com diâmetro máximo de 0,6 mm Calor de hidratação 1 ciclo de reciclagem Sem aditivo Devido ao tempo de mistura (4 min) e a preparação da amostra (1 min), as temperaturas começaram a ser anotadas com 5 min 82 Propriedades Resistência à compressão (MPa) Massa unitária (Kg/m³) Tempo de pega (min) Harada e Pimentel (2009) Pimentel e Nascimento (2010) 180 C/24h 160 C/6h 150 C/1h Sayonara (2012) NBR 13207 (2017) 6,22 2,33 8,67-530 1033 470,65 > 600 Início 14,1 17,42 12 10 Fim 34,6 50,55 25 35 Dureza (N/mm²) 39,31 57,52 22,24 > 20 52 26 0% Resíduo 47 21 22 10% Resíduo 42 20 20 50% Resíduo 37 90% Resíduo 32 100% Resíduo 27 5 10 15 20 25 30 35 40 Tempo em minutos (RIBEIRO, MESQUITA, PÓVOAS, 2015) Calor de hidratação 2 ciclo de reciclagem Sem aditivo 52 47 42 37 21 20 20 22 10% 83 RESÍDUO 50% RESÍDUO 90% RESÍDUO Referências 32 100% RESÍDUO 47 22 26 24 27 5 10 15 20 25 30 35 40 Tempo em minutos 10% de resíduo 42 29 37 32 27 5 15 25 35 Tempo em minutos 50% de resíduo 90% de resíduo 100% de resíduo (RIBEIRO, MESQUITA, PÓVOAS, 2015) RIBEIRO, A.; MESQUITA, L.S.; PÓVOAS, Y.P. Calor de hidratação de pastas com resíduo de gesso em três ciclos de reciclagem. In: EURO ELECS 2015. Anais.. Guimarães Portugal, 2015. 14