PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Mercado Mundial de Gipsita TR Tecnologia dos Revestimentos Aula 8 Revestimento de gesso Profa. Dra. Yêda Vieira Póvoas Produção em 2013 160.000.000t (SUMÁRIO MINERAL, 2014) Países Produção (10 3 t) 1º China 50.000 2º EUA 16.300 3º Irã 14.000 4º Tailândia 9.000 5º Espanha 7.100 6º Russia 6.000 7º Japão 5.500 8º México 5.000 9º Itália 4.100 10º Índia 3.600 11º Brasil 3.330 Mercado Brasileiro de Gipsita Mercado Brasileiro de Gesso Reserva Lavrável 228.410.716 t Pernambuco (87,3%) Produção Brasileira 3.332.991 t Redução de 11,1% em relação a 2013 (SUMÁRIO MINERAL, 2014) (ATECEL/ADENE, 2006) Maior produtor de gesso Pólo Gesseiro do Araripe - PE (87,6%) Maranhão 9,1% Ceará 2,5 % Amazonas 0,6 % Produção Início do processo com Gás Natural Comprimido (GNC) Lenha (90%) (CONDEPE/FIDEM APUD ADENE/ATECEL, 2006) (SUMÁRIO MINERAL, 2014) O que é o gesso Gesso para construção Gipsita Material moído em forma de pó, obtido da calcinação da gipsita, constituído predominantemente de sulfato de cálcio, podendo conter aditivos controladores do tempo de pega Sulfato de cálcio dihidratado natural Produção NBR 13207/94 CaSO 4.2H 2 O + calor CaSO 4.1/2H 2 O + 3/2H 2 O NBR 13207/94 1
Utilização do gesso Utilização do gesso Forros de gesso Decoração Fotos: Progesso e Divisoria Fotos: Divisoria; gesso rosarinho Utilização do gesso Paredes divisórias gesso acartonado gesso reforçado com fibras Utilização do gesso Blocos Placa padrão (standard - branca ou marfim) Placa resistente à umidade (verde) Placa resistente ao fogo (rosa) Fotos: Divisoria; placo Fotos: Supergesso; gesso requint;e; Sindusgesso Utilização do gesso Colas Utilização do gesso Revestimentos pastas e argamassas Foto: Supergesso Fotos: Supergesso; lamare 2
Produção do gesso Produção do gesso (ATECEL/ADENE, 2006) (ATECEL/ADENE, 2006) 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 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) 3
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 Composição química CONAMA 314/2011 Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras e gesso 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 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) 4
Tempo de pega Tempo de pega método de campo Água para trabalhabilidade Bolacha de 0,5 cm de espessura Corte com a espátula separação Justificativa para o uso do gesso Pasta de gesso - material alternativo de qualidade e de baixo custo Grande geração de resíduo durante fase de aplicação grande velocidade de endurecimento Desperdício gerado 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) 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) 5
Construtoras exigem comprovação de destinação correta do resíduo Reaproveitamento do resíduo por algumas empresas aplicadoras de gesso 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) Proteção do piso 6
RI = 2,1 % Determinações Limites da NBR 13207 (ABNT, 1994) (%) Resultados (%) Gesso Obra 1 Obra 2 Obra 3 Obra 4 Água Livre máx. 1,3 0,64 14,91 9,22 0,15 0,44 Anidrido Sulfúrico (SO 3 ) mín. 53,0 53,79 44,91 44,38 46,18 38,00 RI = 17,7 % Óxido Cálcio (CaO) mín. 38,0 38,16 32,12 32,05 32,87 27,91 Resíduos insolúveis - 0,92 2,10 4,6 17,70 0,93 Beneficiamento (BERNHOEFT, 2010) % de resíduo 7
% de resíduo Tempo de pega Dureza Resistência à compressão Curvas de calor de hidratação da obra 2 Curvas de calor de hidratação da obra 3 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 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 Dmáx Valor recomendado pela NBR 13528 (ABNT, 1995), para revestimentos internos de parede de argamassas inorgânicas 8
Temperatura ( C ) Dmáx do resíduo Temperatura ( C) 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 Tempo de pega 5 0 0 10 20 30 40 50 Tempo (min) Início de pega Fim de pega Resistência à compressão 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 0,6mm 0 0 10 20 30 40 50 Tempo (min) Início de pega Mistura de gesso Quantidade de resíduo Resistência à compressão (MPa) Pasta 0% 12,88 Argamassa da obra 1 (0,6mm) 10% 10,53 Argamassa da obra 4 (0,6mm) 10% 10,74 Argamassa da obra 1 (1,2cm) 10% 6,39 Argamassa da obra 4 (1,2cm) 10% 7,56 Espessura do revestimento PERDA X DESPERDÍCIO 3 mm 1,2 cm??? Estudar Dmáx 9
Relação a/g Tempo de pega Dureza Relação a/g Resistência à compressão a/g = 0,8 Resistência de aderência Forma e tempo de mistura (SOBRINHO, 2009) Preparo da pasta de gesso com resíduo seco 1/3 da masseira - aplicação + 1/3 da masseira aplicação 1/3 da masseira - acabamento Aplicação de aditivo retardador de pega? Resolve? É economicamente viável? 10
Tempo (min) Resistência Mecânica Retardadores de pega Citrato de sódio (0,045%) Bórax (0,7%) Fosfato de amônio (0,40%) Fosfato de potássio (0,25%) Peptona (0,01%) Resistência mecânica? (HINCAPIÉ, 1997). Mudança na MICROESTRUTURA Hincapie (1997) Tempos de pega 200 180 160 175 180 140 120 100 80 60 40 27 20 120 56 93 33 115 125 Início de pega Fim de pega Amplia o período de indução causando o deslocamento da curva de calor de hidratação 13,38 0 0,00% 0,02% 0,04% 0,06% 0,08% 0,10% Percentual de aditivo Efeito do citrato de sódio 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 (ALVES, 2012) 11
Temperatura em C Temperatura em C Temperatura em C Temperatura em C Temperatura em C 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 68 52 47 42 37 20 20 21 22 26 0% Resíduo 10% Resíduo 50% Resíduo 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 47 42 37 32 22 26 24 29 27 5 15 25 35 Tempo em minutos 52 10% 69 47 21 22 50% 42 20 20 90% 37 32 100% 27 5 10 15 20 25 30 35 40 Tempo em minutos 10% de resíduo 50% de resíduo 90% de resíduo 100% de resíduo (RIBEIRO, MESQUITA, PÓVOAS, 2015) Calor de hidratação 3 ciclo de reciclagem Sem aditivo 51 46 41 36 18 18 22 26 31 5 10 15 20 25 30 35 Tempo em minutos 47 42 37 32 27 24 22 26 29 5 15 25 35 Tempo em minutos 10% 50% 90% 100% 70 10% DE 50% DE 90% DE 100% DE (RIBEIRO, MESQUITA, PÓVOAS, 2015) Referências 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. 12