Influência da incorporação de resíduo de serragem de rochas ornamentais nas propriedades mecânicas da pasta auto-adensável

Influência da incorporação de resíduo de serragem de rochas ornamentais nas...

Esequiel MESQUITA (1); Carla FROTA (2); Almircélio MARQUES (3); Kelvya MOREIRA (4); Francisco COELHO (5)

(1) Universidade Estadual Vale do Acaraú,Travessa Benjamim, 118 CEP: 62010-620,(088) 3611-6796, email:esequiel_mesquita@hotmail.com (2) Universidade Estadual Vale do Acaraú, e-mail: karlliynha@hotmail.com (3)Universidade Estadual Vale do Acaraú, e-mail:almirceliomarques@hotmail.com (4)Universidade Estadual Vale do Acaraú, e-mail: kelvyamoreira@gmail.com (5)Universidade Estadual Vale do Acaraú, e-mail: carvalhoarruda@yahoo.com.br

O concreto auto-adensável com sua importante característica de fluir sem segregação e sem auxilio mecânico para seu adensamento confere a construção civil o poder de produção de estruturas mais econômicas e duráveis. Estudos realizados por TUTIKIAN (2004) comprova que a utilização de fíler pode conferir ao concreto auto-adensável um valor econômico competitivo, que se torna bem mais evidente ao longo de sua aplicação na obra, reduzindo o tempo e o custo final da construção. Esta pesquisa propõe a utilização do resíduo de serragem de rochas ornamentais, uma vez que o Ceará produz 54 toneladas anuais, na confecção da pasta auto-adensável e a avaliação das propriedades mecânicas da pasta auto-adensável. A pasta confeccionada utiliza cimento, fíler de resíduo de serragem de rochas ornamentais (RSRO), aditivo surperplastificante e água. A relação água/cimento é fixada em 0.4 L / Kg. A quantidade de cimento é mantida constante. O aditivo teve seu ponto de saturação determinado previamente e então se fixou a taxa de 1% sobre a massa do cimento. A incorporação de fíler na pasta de cimento obedece aos índices de 0, 5, 10 e 15 %. Os ensaios de compressão axial e diametral realizados avaliam as propriedades mecânicas, onde para estes foram confeccionadas 32 corpos de prova e ensaiados nas idades de 7 e 28 dias. Os resultados mostram que as propriedades mecânicas das pastas auto-adensáveis sofrem influencia para os diferentes teores de incorporação de resíduos de serragens de rochas ornamentais adicionados.

Palavras-chave: propriedades mecânicas da pasta auto-adensável, reaproveitamento de resíduos, alternativa ecológica, resíduos de rochas ornamentais

Originário do Japão, o concreto auto-adensável, com capacidade de passagem por estruturas densamente armadas sem segregar e preencher totalmente os vazios das formas sem uso de vibradores, proporcionou uma grande evolução nas técnicas construtivas (MESQUITA, et al , 2009). O concreto auto-adensável difere do concreto convencional desde a utilização de dois novos componentes: os finos, que podem ser de natureza pozolânicas ou não e o uso de surperplastificante; e mesmo com a utilização de baixas relações água / cimento, mantém uma fluidez elevada, que proporciona uma diminuição na mão de obra, um ganho na durabilidade e um menor tempo de sua aplicação. O concreto auto-adensável (CAA) já é utilizado em vários países e representa uma dos maiores avanços na tecnologia do concreto das ultimas décadas (CAVALCANTI, 2006).

O fíler oriundo das indústrias de beneficiamento de rochas ornamentais foi o material inerte adicionado as pastas. Nos últimos quinze anos, essas indústrias vêm sendo citadas por ambientalistas como fonte de contaminação e / ou poluição ao meio ambiente, devido a enorme quantidade de resíduos gerados e freqüentemente lançados diretamente nos ecossistemas, sem nenhum processo de tratamento adequado para eliminar ou reduzir os constituintes presentes (NEVES, 2002). A adição do fíler é importante para obtenção de uma viscosidade moderada, fundamental na obtenção da principal característica do CAA: a viscosidade (MESQUITA, et al , 2009). A produção mensal de blocos de rochas ornamentais cearense gira em torno de 4.500 m³ / mês. Podendo assim dizer que a produção estadual de RSRO é de cerca de 2.430 toneladas/ mês.

Figura 1 – Corte de uma rocha ornamentalFigura 2 – Deposição do RSRO no solo
Fonte: Carvalho & Mesquita, 2009Fonte: Carvalho & Mesquita, 2009

As pastas utilizadas nesta pesquisa possuem o percentual de aditivo constante na relação de 1 % sobre a massa do cimento, predefinido de acordo com as recomendações da EN445 (Norma Européia, 1996). A variação da porcentagem do material inerte, fíler de RSRO, se dá na escala de 0, 5, 10 e 15% sobre a massa do cimento. Foram confeccionados 32 corpos de provas, submetidos aos ensaios mecânicos as idades de 7 e 28 dias. Os testes das propriedades mecânicas das pastas auto-adensáveis se deram por conta da determinação da Resistência à Compressão Axial (NBR 5739/94) e Resistência à Tração por Compressão Diametral (NBR 7222/94). O conhecimento das propriedades mecânicas das pastas autoadensáveis (PAA), objetivo da pesquisa, torna-se importante á execução das obras. Pois auxilia na adoção do melhor material para confecção das estruturas, e contribui para a aplicação da mistura cimentícia de modo que ocorra um ganho na durabilidade. Assim, as resistências do concreto são parâmetros importantes a serem estudado, tanto por sua escolha do ponto de vista economicamente quanto pela segurança em seu desempenho.

METODOLOGIA EXPERIMENTAL Foram feitas as escolhas dos materiais segundo os seguintes critérios:

O cimento utilizado foi do tipo Portland Composto, CP I-Z-32, obedecendo às especificações da norma NBR – 5732 (1991), escolhido por ser o mais largamente utilizado nesta região.

A transformação dos blocos de rochas em chapas, nas indústrias de beneficiamento de mármore e granito, gera uma quantidade significativa de resíduo em forma de lama. Esta lama é formada pela utilização de uma polpa nos teares (equipamento usado para o corte dos blocos), com o objetivo de lubrificar e resfriar as lâminas, bem como evitar sua oxidação, impedindo o aparecimento de manchas nas chapas. Essa polpa é geralmente constituída de água, granalha e cal moída (BARROS , 2008).O resíduo foi recolhido em uma industria de corte de rochas ornamentais no município de Sobral, Ceará. Após o recolhimento, o material foi previamente seco em estufa a 105° C por um período de 24 h. Retirado o material da estufa foi feito o destorroamento do material. O passo seguinte foi o peneiramento do material na # 150 μm, e a coleta do passante, utilizado na pesquisa. Realizados estes procedimentos o material foi quarteado segundo a NBR 9.941/87.

O aditivo surperplastificante utilizado é à base de naftaleno sulfonato, cuja densidade é 1,09 g / cm³ e a dosagem recomendada oscila entre 0,3 a 1 % sobre a massa de cimento. Foram realizados traços experimentais para fixação da dosagem do aditivo, que resultou no índice de 1%.

A metodologia selecionada para a confecção da mistura é a mesma descrita por MESQUITA, et al (2009). Consiste na introdução do cimento, fíler de RSRO e 90 % da água por 2 min. em rotação baixa na argamassadeira. Dilui-se o aditivo no restante da água e adiciona à mistura, com a argamassadeira em baixa rotação, por um tempo de 2,5 minutos, e posteriormente 1,5 minutos em rotação alta. Finalmente, os corpos de prova são moldados e submetidos a cura úmida por sete dias.

Os ensaio mecânicos ( figuras 3 e 4) aos quais as pastas foram submetidos estão de acordo com a NBR 5739/94 – Resistência à Compressão Axial, e NBR 7222/94 – Resistência à Tração por Compressão Diametral.

Figura 3 – Ensaio de Resistência à Compressão Axial

Figura 4 – Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

O ensaio de Resistência à Compressão Axial das pastas auto-adensáveis com incorporação de fíler de RSRO, com variações da ordem de 0, 5, 10 e 15% de RSRO, sobre a massa de cimento, são mostrados na figura 5.

Figura 5- Resultado do Ensaio de Resistência à Compressão Axial

Para que fosse observado de maneira mais clara a influencia que a adição mineral, em diferentes quantidades, propicia as pastas auto-adensáveis os resultados da figura 5 foram analisados através da Perca de Fator Resistência (Pf). Os resultados desta análise são mostrados na figura 6.

Figura 6- Resultado do Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Os valores obtidos através do ensaio de Resistência Tração por Compressão Diametral das pastas auto-adensáveis em estudo são mostrados na figura 7, onde podemos perceber que a adição de RSRO nas pastas auto-adensáveis causa uma diminuição na resistência analisada.

Figura 7 – Resultados do Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Percebe-se que o desempenho mecânico das pastas auto-adensáveis caí conforme é feita a incorporação de RSRO. Os resultados de Resistência Compressão Axial evidencia que para as pastas com adição de 5, 10 e 15% de RSRO ocorre perdas de resistência de 23,04%, de 23,93% e de 23,95 %. Um menor rendimento mecânico das pastas estudadas ocorre devido a diferença de granulometia entre as partículas envolvidas na mistura(cimento e fíler). Observando que as partículas de cimento possuem diâmetro bem menor que o diâmetro das partículas do fíler, cerca de 4 vezes. Conclui-se que conforme é feita a adição do RSRO maior a porosidade das pastas auto-adensáveis e assim menor a resistência. Observa-se que neste trabalho as variações das resistências são mínimas devido aos baixos teores de RSRO adicionados a pasta auto-adensável.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). Redução de amostra de campo de agregados para ensaios de laboratório. NBR 9.941. São Paulo,1987.

_. Resistência à Compressão Axial. NBR 5739. São Paulo 1994

_. Resistência à Tração por Compressão Diametral. NBR 7222. São Paulo 1994

BARROS, P. G. S. Avaliação das propriedades de durabilidade do concreto auto-adensável obtido com resíduo de corte de mármore e granito . Dissertação de Mestrado, UFA, Maceió, 2008.

CAVALCANTI, D. J. de Holanda. Contribuição ao Estudo de Propriedades do Concreto Autoadensável Visando sua Aplicação em Elementos Estruturais. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas) – Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2006.

MESQUITA E. F. T.; MARQUES A. S. ;FROTA, C. V. C. ; MOREIRA, K. M. V. ; COELHO, F. C. A. ; Influencia da Incorporação de Resíduos de Serragens de Rochas Ornamentais nas Propriedades de Trabalhabilidade da Pasta Auto-adensável. I Encontro Universitário da UFC campus Cariri. Ceará, Juazeiro do Norte, 2009.

NORMA EUROPÉIA – EN 445, “Lechadas para tendons de pretensado. Métodos de Ensayo” 1996. P.12.

NEVES, G. de A. Reciclagem de resíduos da serragem de granito parauso como matéria prima cerâmica. Tese – Curso de Pós-graduação em Engenharia de Processos. Universidade Federal de Campina Grande,2002.

TUTIKIAN, B.F. Método para dosagem de concretos auto-adensáveis. Dissertação de mestrado, UFRGS, Porto Alegre, 2004.

Ao Instituto de Estudos de Materiais de Construção – IEMAC, à Universidade Estadual Vale do Acaraú. Nosso agradecimento a FUNCAP pelo apoio financeiro.

Comentários