Discussão da influência do equipamento e da areia de fundição no resultado do

O desempenho dos pavimentos teve como determinante a influência da energia de compactação do equipamento. A tabela 6.9 mostra a influência do resíduo e do processo de fabricação dos pavimentos nas características e propriedades do concreto.

Tabela 6.9 – Influência do equipamento e do resíduo na fabricação do pavimento de concreto.

Fatores Equipamento com vibração Equipamento com vibro-compressão

hidráulica

Compactação

- Pouca acomodação dos agregados com formação de grande volume de vazios no concreto resultando em baixa resistência à compressão.

- Acomodação suficiente com bom empacotamento dos agregados de forma que resulta em um concreto com pouca porosidade.

- A vibro-compressão diminui a distância de transição pasta/agregado aumentando a resistência mecânica.

Ca(OH)2

- Com os grandes vazios no concreto, ocorre formação dos grandes cristais de Ca(OH)2 conforme figura 6.16.

- Os poros formados não possuem espaço suficiente para formação dos grandes cristais de Ca(OH)2 conforme figura 6.19.

Areia de fundição residual

- Aumenta a área específica do agregado e, portanto, a área de transição pasta/agregado.

Conseqüentemente tem-se aumento de vazios e assim maior concentração de cristais de Ca(OH)2 . Portanto, menor resistência com a adição do resíduo.

- Com a vibro-compactação o material mais fino (resíduo) preencheu melhor os vazios dos agregados mais grossos, ou seja, teve-se um melhor empacotamento e, conseqüentemente, uma maior resistência mecânica. A diminuição de cimento por unidade de superfície de agregado não tem influência na resistência mecânica, conforme mostrado na tabela 6.3.

Tabela 6.10 – Análise de massa e de lixiviação da argamassa contendo 25% de resíduo.

Parâmetros Lixiviado Extrato (mg/l) Limite Máximo (mg/l) NBR 10004 Análise de Massa (mg/kg) Limite Máximo (mg/kg) NBR 10004 Alumínio - - 109,80 - Antimônio - - < LQ - Arsênio < LQ 5,0 < LQ 1000 Bário < LQ 100 < LQ - Berílio - - < LQ 100 Cádmio < LQ 0,5 < LQ - Chumbo < LQ 5,0 < LQ 1000 Cianetos - - < LQ 1000 Cobalto - - < LQ - Cobre < LQ - < LQ - Cromo Hexavalente - - < LQ 100 Cromo Total < LQ 5,0 < LQ - Fenol - - < LQ 10 Ferro - - 18,17 - Fluoretos 0,13 150 - - Magnésio - - 809,00 - Manganês - - 2,04 - Mercúrio < LQ 0,1 < LQ 100 Molibdênio - - < LQ - Níquel < LQ - < LQ - Óleos e Graxas - - 0,12% - Prata < LQ 5,0 < LQ - Selênio < LQ 1,0 < LQ 100 Tálio - - < LQ - Vanádio - - < LQ 1000 Zinco 0,03 - 0,99 - LQ Limite de Quantificação

Tabela 6.11 – Extrato solubilizado da argamassa contendo 25% de resíduo. Parâmetros _{(mg/l) NBR 10004} Limite Máximo Extrato Solubilizado (mg/l)

Alumínio 0,20 0,5* Arsênio 0,05 < LQ Bário 1,00 < LQ Cádmio 0,005 < LQ Chumbo 0,05 < LQ Cianetos 0,10 < LQ Cloretos 250,0 51,32 Cobre 1,00 < LQ Cromo Total 0,05 < LQ Dureza (mg CaCO3/l) 500,0 496,00 Fenol 0,001 < LQ Ferro 0,3 0,14 Fluoreto 1,5 0,46 Manganês 0,1 < LQ Mercúrio 0,001 < LQ Nitrato 10,0 < LQ Prata 0,05 < LQ Selênio 0,01 < LQ Sódio 200,0 12,50 Sulfato 400,0 6,72 Surfactantes 0,20 < LQ Zinco 5,0 0,02 LQ Limite de Quantificação

De acordo com a tabela 6.10 nenhum elemento químico apresentou concentração acima do máximo permitido por norma, ao contrário do ensaio de solubilização (tabela 6.11) onde se tem um pequeno excesso de alumínio.

Na argamassa sem resíduo também não foi encontrado nenhum elemento químico com concentração acima do máximo permitido nos ensaios de lixiviação e análise de massa (tabela 6.12). Por outro lado, no ensaio de solubilização da argamassa sem resíduo tem-se um pequeno excesso de alumínio, como na argamassa com resíduo, e também um leve excesso de chumbo. Portando, o excesso de alumínio encontrado na argamassa com resíduo não é proveniente do resíduo. Provavelmente ele é proveniente do cimento.

Parâmetros Extrato Lixiviado _(mg/l) Limite Máximo (mg/l) NBR 10004 Análise de Massa (mg/kg) Limite Máximo (mg/kg) NBR 10004 Alumínio - - 549,20 - Antimônio - - < LQ - Arsênio < LQ 5,0 < LQ 1000 Bário < LQ 100 < LQ - Berílio - - < LQ 100 Cádmio < LQ 0,5 < LQ - Chumbo 0,84 5,0 7,70 1000 Cianetos - - < LQ 1000 Cobalto - - < LQ - Cobre < LQ - < LQ - Cromo Hexavalente - - < LQ 100 Cromo Total < LQ 5,0 < LQ - Fenol - - < LQ 10 Ferro - - 4.767,00 - Fluoretos 0,16 150 - - Magnésio - - 1.900,00 - Manganês - - 29,00 - Mercúrio < LQ 0,1 < LQ 100 Molibdênio - - < LQ - Níquel < LQ - 5,04 - Óleos e Graxas - - 0,02% - Prata < LQ 5,0 < LQ - Selênio < LQ 1,0 < LQ 100 Tálio - - < LQ - Vanádio - - < LQ 1000 Zinco 0,07 - 12,80 - LQ Limite de Quantificação

Tabela 6.13 – Extrato solubilizado da argamassa pura, sem areia de fundição.

Parâmetros _{(mg/l) NBR 10004} Limite Máximo Extrato Solubilizado (mg/l)

Alumínio 0,20 0,47 Arsênio 0,05 < LQ Bário 1,00 < LQ Cádmio 0,005 < LQ Chumbo 0,05 0,08 Cianetos 0,10 < LQ Cloretos 250,0 55,98 Cobre 1,00 < LQ Cromo Total 0,05 < LQ Dureza (mg CaCO3/l) 500,0 520,00 Fenol 0,001 < LQ Ferro 0,3 0,23 Fluoreto 1,5 0,26 Manganês 0,1 < LQ Mercúrio 0,001 < LQ Nitrato 10,0 < LQ Prata 0,05 < LQ Selênio 0,01 < LQ Sódio 200,0 4,37 Sulfato 400,0 4,02 Surfactantes 0,20 < LQ Zinco 5,0 0,02 LQ Limite de Quantificação

O estudo realizado no presente trabalho mostrou que é possível utilizar a areia de fundição residual como agregado para confecção de pavimentos de concreto.

Os dois processos de fabricação estudados tiveram resultados diferentes na resistência dos pavimentos. Pelo processo de vibração, a resistência à compressão tende a diminuir com o aumento da concentração da areia de fundição residual. Para os pavimentos sem resíduo (1 : 2,85 : 31,15 – Cimento : brita 1 : areia comum) o valor da resistência média à compressão foi de 15,47 MPa. Para os pavimentos com 25% de incorporação de areia de fundição em substituição a areia comum (1 : 2,85 : 2,36 : 0,78 - Cimento : brita 1 : areia comum : areia de fundição) a resistência média à compressão foi de 12,37 MPa aos 30 dias de cura, ou seja, 20 % inferior.

Pelo processo de vibro-compressão os resultados dos ensaios mecânicos com a incorporação de 25% de areia de fundição residual em substituição à areia comum mostraram valores mais elevados. Para os pavimentos sem resíduo o valor da resistência média à compressão foi de 25,37 MPa. Para os pavimentos com 25% de incorporação de areia de fundição em substituição à areia comum a resistência média à compressão atingiu 32,23 MPa aos 30 dias de cura. Aos 90 dias de cura a resistência foi de 29,68 e 37,46 MPa, respectivamente.

A análise microestrutural permitiu concluir que a resistência mecânica dos corpos- de-prova está relacionada com o processo de fabricação, formação de vazios e de Ca(OH)2 e módulo de finura da areia de fundição. Isso fica evidente observando-se os corpos-de- prova confeccionados pelo processo em equipamento dotado apenas de vibração que apresentou bastante porosidade decorrente da falta de uma acomodação satisfatória dos agregados, conseqüentemente deixando espaço para formação de grandes cristais hexagonais de hidróxido de cálcio na zona de transição pasta/agregado. Para o processo com equipamento dotado de vibro-compressão hidráulica, a quantidade de vazios e poros é bem menor e não apresentou a formação dos grandes cristais hexagonais de hidróxido de cálcio na zona de transição, o que explica a sua maior resistência à compressão, comparado

com o processo de vibração. Pelo processo de vibro-compressão a presença de 13% de um agregado mais fino na mistura (resíduo) teve comportamento diferente com relação ao processo de vibração. Com a compactação, o material mais fino preencheu melhor os vazios dos agregado mais grossos, ou seja, teve-se um melhor empacotamento das partículas. No processo com vibração o resíduo aumenta a área específica de transição e, portanto, a quantidade de defeitos e de cristais de Ca(OH)2.

A resistência de 35 MPa conforme determina a norma ABNT foi superada em até 49 MPa (tabela 6.6) com o traço 1:6 (cimento: agregado). O processo com equipamento dotado de vibro-compressão satisfez a exigência quanto a resistência à compressão.

O pó de pedra utilizado para substituir 53 % da brita com o objetivo de melhorar o acabamento superficial das peças prejudicou a resistência devido à sua textura superficial (porosidade e aumento da área especifica).

Nos ensaios de lixiviação e análise de massa todos os elementos químicos analisados apresentaram concentração abaixo do máximo estabelecido pela norma. No ensaio de solubilização o excesso de alumínio encontrado no extrato solubilizado não é proveniente do resíduo. Portanto, desses ensaios químico-ambientais pode-se concluir que o resíduo não provoca impacto ambiental.

No anexo 6 mostra-se que a utilização de resíduo na fabricação de pavimentos proporciona um desenvolvimento auto-sustentável garantindo assim um ciclo vantajoso tanto ao meio ambiente como sua viabilidade econômica na construção civil.

Por último, o fabricante de piso de concreto geralmente fabrica algum outro tipo de artefato de concreto, desta forma existe um potencial de aumentar a utilização da areia de fundição residual através do estudo em outros artefatos de concretos tais como abrigo para hidrômetro, aduela de concreto, balaustre de cimento, bebedouro, cocho, blocos de concreto, boca-de-lobo, caixa de água, caixa de inspeção, caixa para ar condicionado, caixilho, canaleta, cerca palito, dormentes ferroviários, elementos vazados, escada, estátuas, fossa séptica, guia e sarjeta, ladrilho hidráulico, lajes, mourão, móveis diversos, painéis para paredes, poste de concreto, prisma para sinalização, tanque de lavar roupa, tubos de concreto para águas pluviais, tubos de concreto para esgoto sanitário, telha e vasos diversos.

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