Estudo da razão água-aglomerante (a/ag)

O consumo de água em concretos e argamassas com adições minerais depende da forma e superfície específica de suas partículas e da quantidade utilizada como incorporação em substituição ao cimento (DAL MOLIN et al, 2004).

As argamassas tiveram traços variando nos teores de cinza e de areia em relação à proporção de cimento. Dessa forma, fez-se necessário um estudo preliminar da relação água-

aglomerante para cada traço, com a finalidade de definir a quantidade de água ideal para a moldagem dos corpos de prova de argamassas convencionais e alternativas, com a incorporação de resíduos.

Para a determinação da relação água-aglomerante a ser empregada, confeccionou-se quatro corpos de prova cilíndricos (50 mm x 100 mm) para cada traço de argamassa, variando

o fator água/aglomerante, de um valor mínimo a um valor onde atingisse a máxima RCmáx.

Adotou-se como relação água/aglomerante para cada traço o que apresentasse maior resistência à compressão simples aos 28 dias de cura. A Tabela 3.2 apresenta exemplo de como foi realizada essa avaliação. Nessa metodologia não se considerou o parâmetro trabalhabilidade.

Tabela 3.2 – Estudo do fator água-aglomerante (a/ag).

Traços Corpos de prova (Q) Água/Aglomerante (a/ag)

1:3 4 0,4 4 0,6 4 0,8 1:4 4 0,4 4 0,6 4 0,8 1:6 4 0,4 4 0,6 4 0,8 1:8 4 0,4 4 0,6 4 0,8

Legenda: a/ag = razão água/aglomerante. Fonte: Autor.

A variação da relação água/aglomerante adotada inicialmente foi fundamentada em dados da literatura, principalmente em estudos de Oliveira (2004), onde os teores adotados estão dentro destas faixas de variação, para os mesmos traços estudados. Para cada traço, realizou-se o estudo com três razões água-aglomerante ou mais, dependendo do comportamento da resistência à compressão simples aos 28 dias de cura. Os resultados e análises dos traços encontram-se no capítulo IV.

3.4.5.1 Moldagem e rompimento dos corpos de prova de argamassa, para definição de dosagens

Após o estudo e a definição da razão água/aglomerante, os corpos de prova foram moldados em forma cilíndrica com dimensões de 50 x 100 mm com e sem substituição dos resíduos, de acordo com a norma NBR 7215:2019. Em seguida, foram curados por períodos de 28, 91 e 180 dias. Para preparação das argamassas, foi utilizado um misturador mecânico com uma bacia de aço inoxidável de capacidade de três litros, conforme Figura 3.3 (A e B).

Figura 3.3 – Argamassadeiras utilizadas para preparação das argamassas.

(a) (b)

(a) – para dosagem inicial; (b) – detalhes do modelo três litros. Fonte: Autor.

Após a cura foram determinadas as propriedades físico-mecânicas: massa específica aparente (MAp) e resistência à compressão simples (RC) dos corpos de prova de argamassas de acordo com as NBR 9778:2009 e NBR 7215:2019. A Figura 3.4 (A, B e C) mostra as moldagens e rompimentos na investigação dos traços utilizados. Foram rompidos em Prensa Hidráulica (AMSLER, n° de série 599/644, calibrada na escala de 10 kN).

Figura 3.4 – Etapas da investigação dos traços utilizados na investigação inicial.

(a) (b) (c)

(a) – moldagem dos corpos de prova; (b) – identificação do traço; (c) – ensaio de compressão dos corpos de prova. Fonte: Autor.

3.4.5.2 Procedimentos e técnicas para os ensaios

A argamassa composta por cimento, cinza e areia foi incrementada por quantidades de CA e Cal. A cal hidratada tem várias propriedades que favorecem a sua utilização como, por exemplo, a trabalhabilidade, boa aderência e rendimento. Acrescenta-se que com valores menores que 20% para a CA, a mistura tornou-se mais homogênea. A relação a/agl apresentou- se mais plástica e a RC apresentou resultados satisfatórios. Souza (2008) pesquisou a viabilidade da utilização da CA em argamassas como substituto de parte do agregado miúdo (areia), buscando-se melhorias quanto às propriedades físicas e mecânicas. Concluiu-se, assim, que as argamassas com CA apresentaram bom comportamento mecânico com relação às argamassas sem a CA, concluindo-se que a utilização desse produto é viável do ponto de vista físico e mecânico do produto, porém recomendando-se percentuais inferiores a 20%. A investigação constatou que o índice de 12% de casca e 15% de cal, foram as que melhor se adequaram.

A cinza de casca de arroz (CCA) passou por um processo de peneiramento, passando em peneira ABN T nº 200 (0,074 mm). Na Figura 3.5 e Tabela 3.3 estão apresentados o fluxograma da divisão dos traços e os traços utilizados nas moldagens dos corpos de prova de argamassas incorporados com resíduos, sendo quatro corpos de prova para cada traço, totalizando 20 corpos de prova: quatro convencionais (sem incorporação do resíduo), 16 alternativos com CCA e com CA.

Figura 3.5 – Fluxograma da composição dos traços utilizados. Esquema:

Legenda: CIM = cimento; CCA = cinza de Casca de Arroz; AM = agregado Miúdo; CA = casca de Arroz; CAL = cal. Fonte: Autor.

Tabela 3.3 – Traços em volume.

Traços Cinza (%) C:CCA:AM:CA:CAL

1:3 (CIM:CCA:AM:CA:CAL) 0 (1:0):1,92:0,48:0,6 5 (0,95:0,05):1,92:0,48:0,6 10 (0,90:0,10):1,92:0,48:0,6 15 (0,85:0,15):1,92:0,48:0,6 20 (0,8:0,20):1,92:0,48:0,6 1:4 0 1:0:2,56:0,64:0,8 5 (0,95:0,05):2,56:0,64:0,8 10 (0,90:0,10):2,56:0,64:0,8 15 (0,85:0,15):2,56:0,64:0,8 20 (0,8:0,20):2,56:0,64:0,8 1:6 0 1:0:4,14:0,86:1,0 5 (0,95:0,05):4,14:0,86:1,0 10 (0,90:0,10):4,14:0,86:1,0 15 (0,85:0,15):4,14:0,86:1,0 20 (0,80:0,20):4,14:0,86:1,0 1:8 0 1:0:5,64:1,09:1,37 5 (0,95:0,05):5,64:1,09:1,37 10 (0,90:0,105):5,64:1,09:1,37 15 (0,85:0,15):5,64:1,09:1,37 20 (0,80:0,20):5,64:1,09:1,37

Legenda: C = cimento; CCA = cinza de casca de arroz; AM = agregado miúdo; CA = casca de arroz; CAL = cal. Fonte: Autor. CAL + 15% TRAÇOS 1:3 1:4 CCA + AM + CA + CIM PURO 5% 10% 15% 20% 25% 20% 15% 12% 48% 53% 58% 61% 12% 1:6 1:8

3.4.5.3 Preparação das argamassas

Beraldo (1997) citou a reação pozolânica como um meio de avaliar a coexistência química entre a biomassa vegetal e o cimento Portland; outras formas são as seguintes: lavagem

em água fria (imersão por 24 h); lavagem em água quente (2 h a 80 oC); imersão em solução a

5% de cal (imersão por 24 h) e imersão em solução a 5% de soda cáustica (imersão por 24 h). Em todos os casos, depois de tratadas, as fibras devem ser lavadas em água corrente e colocadas para secar ao sol.

Nos corpos de prova das argamassas convencionais e alternativas foram incorporados teores de 5, 10, 15 e 20 de CCA. Percentuais de 5 e 10% foram empregados em estudos de Costa Filho (2005), de resíduos de cinza de casca de arroz (CCA) em substituição ao aglomerante. Foram preparados inicialmente nos traços 1:3, 1:4, 1:6 e 1:8 (cimento, CCA, areia, CA e cal) com relação água-aglomerante variando de acordo com o estudo realizado anteriormente. Foi realizada uma preparação para os materiais (areia, CA, cal) com 24 h de antecedência na qual

denominou-se como descanso4_{. A Figura 3.6 apresenta a sequência desde a preparação da}

argamassa até o rompimento.

Figura 3.6 – Argamassa desde o preparo até o rompimento.

(a) descanso; (b) homogeneização; (c) moldagem; (d) cura; (e) rompimento. Fonte: Autor.

Na fase seguinte do experimento, foram realizados os ensaios com os materiais, os ensaios de trabalhabilidade com a argamassa e a moldagem definitiva dos corpos de prova de diâmetro 50 mm x100 mm (28, 91 e 180 dias).

4 _{Descanso: consiste em deixar por 24 h a parcela (areia, casca, cal) do traço, homogeneizada com 60% da água} da mistura, acondicionada em um recipiente hermeticamente fechado. Após é colocada juntamente com os materiais cimentíceos a parte restante da água, e executado uma outra homogeneização.

3.4.5.4 Conclusão parcial relevante

Um dos aspectos principais para o processo de produção da argamassa é de que a mesma tenha uma adequada homogeneização de seus componentes, caso contrário a mistura não se comportará satisfatoriamente. Este trabalho tem propósito de analisar a constituição de blocos em caráter semi-industrial, ou seja, que se consiga com certa facilidade fabricar diversos blocos, elevando o ritmo de produção.

O estudo dos traços apresentou dados satisfatórios, não somente em valores de resistência como também a argamassa se apresentou plástica e homogênea, face a metodologia desenvolvida, procedeu-se fixar um traço para a moldagem dos blocos. Assim decidiu-se fixar valores baseado nos traços anteriormente estudados, mas que deveriam atender normativas de blocos similares aos de concreto e cerâmico.

Constituiu-se um traço para moldagem com: cimento, CCA, agregado miúdo, CA e cal, com as seguintes proporções: uma medida de cimento; 0,14 de cinzas; 2,09 de areia; 0,52 de CA e 0,65 de cal (em volume), sendo que, o fator água/cimento que dá a liga desses materiais deve ser iguala 0,63, ou seja, a água corresponde a 63% em relação ao peso do cimento.