MARIANA CIARINI CANAVER, Viabilidade técnica da utilização de resíduo da indústria ceramista na produção de blocos cerâmicos

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Viabilidade técnica da utilização de resíduo da indústria ceramista na produção de

blocos cerâmicos

Technical viability of using the residue of the ceramics industry in the production of

ceramic blocks

Canaver, Mariana Ciarini 1_{; Straub, Karen Schineider}2

Resumo: A produção de resíduos da indústria da construção civil existe antes do início de uma obra e muitas vezes não é contabilizada. Ela, está presente em todo o processo de fabricação dos materiais necessários para a execução da edificação e deve ser contemplada durante o processo de gerenciamento de resíduos do setor. Como no Brasil, a técnica construtiva mais empregada nos fechamentos das edificações é a de blocos cerâmicos de vedação, a preocupação com a destinação adequada dos rejeitos de suas indústrias deve existir. O intuito do estudo, é verificar a viabilidade da incorporação dos rejeitos da indústria ceramista em seu próprio processo produtivo. Os ensaios utilizados para aferição da substituição parcial da matéria prima pelos rejeitos produzidos no processo fabril, foram realizados de acordo com a normativa vigente, ABNT 15270-1/2005 – Componentes cerâmicos parte 1: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação- Terminologias e requisitos. Com os resultados obtidos, observou-se que o estudo tem potencial de aprimoramento, pois as substituições não alteraram as características físicas do produto final. Entretanto, estudos com relação a resistência à compressão devem ser realizados de maneira mais aprofundada, pois em revisão bibliográfica foi constatado que a maioria das indústrias oleiras do município onde o estudo foi realizado, não atendem o mínimo de resistência exigido pela normativa. Palavras-chave: tijolo, gerenciamento de resíduos, sustentabilidade.

Abstract: The production of waste from the construction industry is prior to the commencement of a work and is often not accounted for. It is present throughout the manufacturing process of the materials necessary for the execution of the building and should be considered during the waste management process of the sector. As in Brazil, the constructive technique most used in the closures of the buildings is that of ceramic tile blocke, the concern with the adequate destination of the tailings of their industries must exist. The purpose of the study is to verify the feasibility of the incorporation of tailings from the ceramics industry in its own production process. The tests used to measure the partial replacement of the raw material by the tailings produced in the manufacturing process were carried out in accordance with the current legislation, ABNT 15270-1 / 2005 - Ceramic components part 1: Ceramic blocks for masonry of fence - Terminologies and requirements. With the obtained results, it was observed that the study has potential of improvement, however studies with respect to the resistance to compression should be realized in a more thorough way..

Keywords: brick, waste management, sustainability.

1 Introdução

As olarias no Brasil representam 4,8% da indústria da construção civil, possuindo cerca de 6.903 indústrias com faturamento anual de R$ 18 bilhões (ANICER, 2018). E este cenário tende a crescer cada vez mais com o desenvolvimento econômico do país.

Um estudo realizado pelo Ministério de Minas e Energia denominado Caracterização do Cenário Macroeconômico para os próximos 10 anos (2017), diz que o setor da construção civil apresenta grande potencial de crescimento devido ao déficit habitacional e a precariedade da infraestrutura do Brasil, quando comparado à países desenvolvidos.

Com este grande número de indústrias a quantidade de resíduos gerados, por consequência, também é elevada. Sendo que, a maioria das indústrias do setor não dão a destinação adequada para os mesmos, depositando-os em aterros ilegais ou acumulando-os nos seus pátios. Por mais que sejam considerados inertes, deve-se existir uma preocupação em diminuir seu descarte em locais impróprios.

As olarias possuem grande influência na produção de rejeitos, podendo ter perdas no pós queima que variam de 5% (em indústrias mais estruturadas e com mais tecnologia) à 20% (indústrias mais desorganizadas e o processo produtivo mais arcaico). Sendo estas, por quebra durante carregamento e transporte em caminhões ou inconformidades na geometria,

impedindo sua comercialização de acordo com as normas vigentes (CALAES, 2009).

Preservação do meio ambiente e da qualidade de vida da população, são temas relevantes e recorrentes. Hoje, as indústrias estão buscando cada vez mais a atualização dos sistemas produtivos voltados a sustentabilidade, investindo em técnicas de minimização da produção de resíduos ou no reaproveitamento destes. A indústria da cerâmica vermelha, já emprega o pó de serra como combustível para o processo de queima de seus produtos, entretanto, os resíduos sólidos gerados ao longo desta fabricação não são reaproveitados, sendo destinados de maneira incorreta.

Sendo que, a técnica de execução de alvenarias mais empregada no Brasil é a convencional, que utiliza tijolos cerâmicos furados (SOUZA, 2013), a reciclagem destes materiais, através da reincorporação no sistema produtivo de tijolos cerâmicos de vedação, pode reduzir as perdas e eliminar os resíduos existentes, diminuindo o impacto ambiental gerado por essas indústrias de transformação.

Ademais, no município de Sinop (onde a pesquisa será realizada) foi constatado de acordo com o documento que descreve os impactos ambientais causados pela usina hidrelétrica que será implantada na região, grande probabilidade de alagamento das duas jazidas que fornecem matéria prima para olarias instaladas aos arredores. Isto, incentiva ainda mais a busca por

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métodos de diminuir o consumo de argila na fabricação das peças (FURTADO, 2012).

A proposta deste trabalho, de reutilização desses rejeitos, visa destinar adequadamente esse material, minimizando o impacto nas áreas irregulares de deposição e em aterros sanitários. Além disso, buscar diminuir o volume extraído de matéria prima nas jazidas de argila, que gera diversos impactos ambientais durante o processo.

2 Fundamentação teórica 2.1Argila para cerâmica vermelha

Popularmente conhecida por barro, a argila é uma matéria prima em abundância na natureza, fácil de ser moldada quando misturada a determinadas quantidades de água e rija quando seca. Esses aspectos forneceram à ela a funcionalidade de pedra artificial (BAUER, 1994).

Utilizada desde os primórdios, é possível constatar sua durabilidade através de descobertas arqueológicas feitas ao longo dos anos. Povos como caldeus e assírios, já usavam a alvenaria de tijolos cerâmicos em suas construções em torno de 4000 a.C. (NAPOLI, 2018).

Ao longo dos anos as técnicas de fabricação dos blocos foram se aperfeiçoando e tornando o sistema produtivo mais tecnológico. Atualmente, são moldados através de uma máquina extrusora e não mais manualmente, fazendo com que as empresas sejam mais eficientes e o processo seja mais rápido.

A principal matéria prima para a fabricação de peças cerâmicas, é constituída por partículas extremamente pequenas denominadas argilominerais, que são constituídos por: silicatos hidratados de alumínio e ferro, podendo conter elementos alcalinos (sódio e potássio) e alcalinos terrosos (cálcio e magnésio). Entretanto, na natureza estas substâncias estão geralmente relacionadas a outros materiais, como matéria orgânica, partículas de quartzo, calcita e outros minerais residuais (INSTITUTO DE TERRAS, 2018). Solos que possuem partículas muito pequenas indicam que foram muito intemperizados ao longo dos anos. Intemperismo é a atuação de agentes físicos e químicos que fazem a alteração das rochas presentes na crosta terrestre (PINTO, 2006).

Sabe-se que em regiões tropicais os agentes intempéricos atuam com maior intensidade, por conta das temperaturas elevadas e maior incidência de chuvas. Os agentes físicos agem sobre as rochas abrindo caminho para que reações químicas ocorram, principalmente quando em contato com a água (maior agente químico intempérico).

A maior parte do Brasil pertence à zona tropical,criando assim, um cenário propício para a formação de grandes regiões residuais intempéricas, justificando o grande número de jazidas de argila distribuídas em todo território nacional (figura 1) (CABRAL JÚNIOR , TANNO, et al., 2012).

Figura 1 - Distribuição das principais bacias sedimentares brasileiras portadoras de depósitos de argila para uso de cerâmica vermelha. Fonte: (CABRAL JÚNIOR , TANNO, et al., 2012)

No país, de acordo com o Plano Nacional de Mineração 2030 (2011), a extração de argila para cerâmica vermelha é a quarta maior produção da mineração em termos de volume. Em 2008, foi estimada a fabricação de 70 bilhões de peças cerâmicas e para isso, foram utilizadas aproximadamente 140 Mt de argila.

Apesar da grande disponibilidade desta matéria prima no país, sua extração é limitada. Existem diversos fatores que dificultam o acesso às reservas de maneira expressiva, entre eles estão: leis restritivas que possibilitaram a criação de diversas áreas de conservação (áreas de proteção ambiental, parques e reservas) interferindo diretamente ao acesso do material para a sua remoção, ocupações agrícolas e urbanas, como também a demanda por recursos hídricos para irrigação, geração de energia e abastecimento. Fatores estes, demonstram que o número de jazidas para fornecimento do material é muito limitado (CABRAL JÚNIOR, 2014).

Na região em que o estudo será realizado, a Secretaria de Estado do Meio Ambiente do Governo do Estado de Mato Grosso, elaborou um parecer técnico para a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) que contém os dados sobre a viabilidade ambiental do empreendimento Hidrelétrico UHE Sinop. Neste, foram identificadas duas jazidas de argila cadastras que estão em atividade e fornecem matéria prima para todas as olarias do município de Sinop e região, estas são: Mineração Itubiara e Mineração Davilandia. Ambas estão presentes na Área de Influência Direta, onde os estudos e levantamentos realizados investigaram os impactos na área a ser inundada pelo

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futuro reservatório em sua cota máxima normal de operação (FURTADO, 2012).

Este cenário é complexo para a indústria ceramista, visto que a técnica construtiva para alvenarias mais empregada é a convencional: tijolos cerâmicos furados (SOUZA, 2013). A diminuição do fornecimento de matéria prima acarretará um aumento no custo do produto final, pois esta deverá ser extraída de jazidas mais distantes do município.

2.2 Cadeia Produtiva

O processo de fabricação dos blocos de cerâmica vermelha para alvenaria de vedação, não possui muita variação em seu sistema produtivo entre as empresas. Apenas alguns métodos de organização e armazenamento são distintos, bem como algumas características da matéria prima utilizada (variação de acordo com a jazida que é extraída) e por consequência, alguns aspectos do produto final (FERREIRA, 2012).

2.2.1 Extração da matéria prima

Como já citado anteriormente, existem duas jazidas de argila no município de Sinop. Sendo que a pertencente a mineração Davilândia fica paralisada do período de novembro a maio e a pertencente a mineração Itumbiara opera no período de junho a novembro. Isso ocorre devido a inundação das mesmas durante o período de chuvas intensas que ocorrem na região (FURTADO, 2012).

Esta situação obriga os proprietários das olarias realizarem estoques da matéria prima, para que assim o funcionamento das industrias ocorra durante o ano todo e não apenas no período de funcionamento das jazidas.

O processo de extração da argila é na maioria dos casos terceirizado pelos proprietários das olarias. Este, é realizado com o uso de tratores de esteira, retro-escavadeiras, enchedeiras e caminhões caçamba. Sendo que os caminhões que realizam o transporte até as indústrias de transformação (CARVALHO, 2003).

Figura 2 - Homogeinização feita através de pá-carregadeira. Fonte: Acervo Pessoal (2018).

Quando a argila já se encontra na empresa, é necessário realizar a homogeneização da matéria prima e isso é feito por equipamentos mecânicos, como retroescavadeiras, para facilitar este processo é necessário o umedecimento com água da massa. Após esta etapa, a mistura já possui um aspecto de uma pasta consistente e está pronta para a moldagem dos blocos (GALASSI e TAVARES, 2013).

2.2.2 Moldagem das peças

O processo de moldagem dos blocos cerâmicos ocorre por extrusão na maioria das indústrias do setor, técnica onde a extrusora, também conhecida por maromba, tem a função em compactar a massa plástica de argila numa câmara de alta pressão (equipada com um sistema de vácuo) contra um molde denominado boquilha, que fornece o formato final do produto (BACCELLI JÚNIOR, 2010).

Figura 3 - Máquina extrusora (maromba) com boquilha de tijolos 9 furos. Fonte: Construções Mecânicas LTDA (2011). O sistema de corte das peças ocorre logo a após a moldagem. Este, pode ser feito de forma manual ou mecanizado acoplado á extrusora. O sistema mecanizado consiste em um fio metálico, onde é efetuado o corte do produto de acordo com as medidas estabelecidas na ABNT NBR 15 270, ele opera em sincronia com o deslocamento do bloco na saída da extrusora. O corte automático é mais eficiente e prático, pois possibilita melhor acabamento e agilidade ao processo de produção. (BACCELLI JÚNIOR, 2010).

Figura 4 - Máquina de corte de uma indústria cerâmica situada em Campo Limpo/GO. Fonte: (MEDEIROS, 2006)

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2.2.3 Secagem

A secagem consiste na eliminação da água, utilizada no preparo da massa de argila para facilitar a passagem na máquina extrusora. O processo natural é realizado de forma lenta e em local fechado para evitar o surgimento de fissuras superficiais e contato com a chuva, os blocos ficam armazenados dentro de barracões onde não existe incidência direta de ventos e luz solar (GALASSI e TAVARES, 2013).

Figura 5 – Processo de secagem dos tijolos. Fonte: Acervo pessoal (2018).

O procedimento artificial compreende da fabricação de túneis que devem canalizar o calor proveniente dos fornos de queima e funcione como uma estufa. Nesse tipo de processo, a secagem pode ocorrer em até 24 horas (CARVALHO, 2003).

Figura 6 - Túneis para secagem artificial dos produtos. Fonte: ANICER (2018).

Durante esta etapa, são raras as ocorrências de as peças fabricadas apresentarem algum tipo de defeito. Entretanto, caso isto venha a ocorrer, os tijolos voltam a etapa inicial de fabricação, a argila é reidratada e moldada novamente. (PEREZ, MELCHIADES e BOSCHI, 2008).

2.2.4 Queima

De acordo com Bauer (1994), o processo de queima pode ser considerado o mais importante durante todo o processo de fabricação. Neste, a principal preocupação é manter a uniformidade do calor dentro do forno para evitar que existam peças mais queimadas que outras. A temperatura a ser atingida durante o cozimento de tijolos é da ordem de 750 a 900°C.

As temperaturas elevadas fazem com que a água que não foi evaporada durante o processo de secagem seja retirada. Conferindo assim às peças, a coloração final, bem como a resistência e rigidez necessária para sua aplicação na construção civil. Estas, dependendo do nível de tecnologia presente na empresa, são

controladas em tempo real por termômetros instalados dentro dos fornos que possibilitam um maior controle de qualidade do produto final.

O forno abóbada é o mais difundido durante o processo de queima. Nele, os gases sobem ao longo das paredes interiores até a parte superior, distribuindo o calor uniformemente entre as peças de forma descendente. Após isto, os gases atravessam os orifícios da soleira, chamados crivos, e são conduzidos para as chaminés através de dutos subterrâneos. O seu consumo de lenha ou pó de serragem é da ordem de 0,7 𝑚 por tonelada de massa queimada (BACCELLI JÚNIOR, 2010).

2.2.5 Expedição

Os colaboradores responsáveis pelo setor realizam a retirada do produto final dos fornos e neste momento as peças que não atendem os requisitos pré-definidos em norma são descartados. Como este processo é feito de forma manual, quebras ocorrem de forma constante, gerando assim um grande número de peças rejeitadas. Geralmente, o transporte é realizado por meio de caminhões que são carregados pelos funcionários da indústria e assim enviados aos consumidores. (FERREIRA, 2012).

2.3 Geração de resíduos

Para maior compreensão da geração de resíduos na indústria ceramista, as etapas de fabricação devem ser analisadas. Durante todo o processo, existem dois tipos de resíduos, os reversíveis e os irreversíveis. As perdas ocorrem durante as etapas de conformação, secagem, queima e expedição das peças (FERREIRA, 2012).

Como mostrado na figura 8, os rejeitos produzidos antes da queima voltam à linha de produção de forma simplificada, apenas a reidratação da argila deve ser feita para que as peças possam voltar ao início do processo. Entretanto, as perdas geradas após esta etapa não são reincorporadas ao sistema, visto que o produto já adquiriu resistência.

Figura 7 - Esquema da geração dos resíduos cerâmicos. Fonte: (FERREIRA, 2012)

“As perdas no pós-queima podem variar de 5% (nas cerâmicas mais estruturadas e com tecnologia mais moderna) a 20% (nas cerâmicas mais desorganizadas e defasadas tecnologicamente)” (CALAES, 2009).

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De acordo com Ferreira (2012), os principais motivos para que os produtos finais possuam inconformidades são:

 Matéria prima: homogeneização feita de forma inadequada. Caso ela esteja com um índice de plasticidade elevado ou grande número de impurezas (raízes e pedras) o produto apresentará fissuras e trincas;

 Secagem: as peças irem para o processo de queima com alto índice de umidade prejudica a calcinação, acarretando a ocorrência de trincas, quebras e a queima não uniforme;

 Queima: a não uniformidade de calor dentro dos fornos gera deformação nos produtos ou a queima inadequada, o que não proporciona a resistência esperada e interfere diretamente na qualidade do produto.

 Expedição: a falta de mão de obra qualificada e falta de treinamento, provoca o manuseio inadequado das peças durante a desforma, carregamento de caminhões e no transporte, fazendo que as perdas por quebra sejam altas. 3 Materiais e métodos

Nesta pesquisa, foram produzidos tijolos 6 furos (9 cm x 14 cm x 19 cm), substituindo uma porcentagem da argila utilizada em sua fabricação por peças que já passaram pelo processo de queima e foram descartadas por defeitos físicos. As porcentagens escolhidas foram 0%, 3%, 5% e 7% de substituição em massa, da matéria prima utilizada para a execução de cada unidade. Assim, foi verificado se o produto atendeu as especificações da norma ABNT NBR 15 270 (2005).

3.1 Área de Estudo

A indústria de transformação onde o estudo foi desenvolvido, se localiza no município de Sinop ao norte do estado do Mato Grosso. Este, possui extensão territorial 3.942,229 𝑘𝑚 e sua população estimada para os dias de hoje é de 139.935 pessoas, com densidade demográfica de 28,69 hab/ 𝑘𝑚 (IBGE, 2018).

3.2 Materiais 3.2.1 Argila

Foi utilizada a matéria prima da própria indústria, esta é pertencente à Mineração Davilândia. A caracterização do material extraído nas proximidades do município de Sinop, refere-se à argila como cinza escura com concreções ferruginosas amareladas, para a Mineração Davilândia e argila cinza escura, para a Mineração Itumbiara. Sendo classificado como de ótima qualidade para produção de peças de cerâmica vermelha. (FURTADO, 2012).

3.2.2 Água

A água para a hidratação da mistura foi a proveniente de um poço que se localiza nas dependências da indústria.

3.2.3 Resíduos

Foram utilizadas as peças de cerâmica vermelha que sofreram descarte. Estas, foram coletadas e armazenadas no pátio da indústria que a pesquisa foi realizada, a fim de evitar contaminações com outros materiais que ali estão presentes. Posteriormente,

foram destinadas à fragmentação. Este processo foi realizado na própria indústria com o uso de um pilão metálico. Os grãos utilizados, foram as partículas com diâmetro dentro do intervalo de 0,05 mm à 0,3 mm, pois estes se assemelham a areia fina de acordo com Pinto (2006). A escolha desta dimensão foi para que houvesse uma melhor homogeneização da mistura.

Figura 8 - Pilão metálico utilizado para a frangmentação dos tijolos. Fonte: Acervo pessoal (2019).

3.2.4 Escala indústrial

Para viabilizar a fragmentação dos resíduos em escala indústrial, é necessário o uso de um triturador específico para este tipo de material, por ser mais rígido.

Como estudo objetiva-se em saber se o emprego deste resíduos será satisfatório, optou-se à primeiro momento realizar o processo de fragmentação em ecala reduzida. Entretanto, no mercado já existem trituradores para a realização desta etapa de forma eficiente, fazendo com que a mesma granulometria seja atingida.

Figura 9 - Moinho triturador de tijolos e telhas. Fonte: Moinhos Tigre (2019).

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3.3 Dosagem

Nesta pesquisa, as proporções que foram adotadas são 0%, 3%, 5% e 7% da quantidade de matéria prima utilizada para a produção de cada unidade. Acredita-se que assim, existe um panorama mais abrangente do comportamento das misturas e observa-se o potencial de substituição existente. Para que não haja interferência da massa de água quando as proporções foram executadas, a argila foi disposta sobre lona e secou em temperatura ambiente.

3.4 Confecção dos corpos de prova

De acordo com a norma ABNT NBR 15 270-1, são necessários amostras de 13 corpos de prova para os ensaios de determinação de características geométricas e resistência a compressão, já para determinação do índice de absorção d’água, a amostra é constituída de 6 corpos de prova, totalizando 32 tijolos.

Entretanto, 50 peças de cada dosagem foram fabricadas para possuir uma margem de segurança. As peças são tijolos de seis furos (9 cm x 14 cm x 19 cm).

A homogeneização da mistura foi feita do mesmo modo quando feito o preparo da matéria prima para início da moldagem das peças, foi adicionado água de forma

gradativa e com o auxilio de uma enxada, amolgou-se a mescla dos dois componentes até que se obteve uma massa homogênea.

Deste modo,as quatro misturas passaram separadamente pelo processo de extrusão para que não existisse um contato entre elas e as proporções extraviassem. Quando as peças saíram da maromba,

passaram por um processo de etiquetagem, onde a porcentagem de resíduos presentes e a data de sua produção foram anotadas para acompanhamento da secagem das mesmas.

Por fim, as peças passaram pelo processo de queima com temperatura controlada, com variação de temperatura de 700° à 900°. Todos os fornos onde a pesquisa foi desenvolvida são equipados de termômetros digitais para que o acompanhamento fosse feito.

Figura 12 - Homogeneização da mistura: argila mais resíduo. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Figura 11 - Peças produzidas com as três porcentagens de substituição. Fonte: Acervo Pessoal (2019). Figura 10 - Argila disposta sobre lona para secagem.

Fonte: Acervo pessoal (2019).

Figura 13 - Passagem na extrusora da mistura contendo 3% de substituição da matéria prima por resíduos. Fonte: Acervo Pessoal

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3.5 Ensaios

3.5.1 Ensaio de granulometria

Após o processo de fragmentação, os resíduos foram recolhidos e passaram pelo ensaio de granulometria. Como não existem normas específicas para adição de agregados em blocos cerâmicos, foi utilizada a norma que rege o ensaio granulométrico para solos, pelo fato que os resíduos serão incorporados a argila. O ensaio seguiu as disposições da ABNT NBR 7181/1984 –Solo: Análise Granulométrica.

Para o peneiramento das amostras realizado, primeiramente estas foram secas em estufa com temperatura entre 105 e 110 °C. Após este processo, o material foi passado pelas peneiras e foram contabilizadas suas porcentagens retidas em cada uma do jogo, os materiais utilizados foram os passantes na peneira n° 40. Toda a aparelhagem que será utilizada está disponível no laboratório de solos da Universidade Estadual do Mato Grosso (UNEMAT). 3.5.2 Características visuais

A normativa ABNT 15270-1/2005 – Componentes cerâmicos parte 1: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação- Terminologias e requisitos, estabelece que os blocos não devem apresentar defeitos sistemáticos, tais como quebras, superfícies irregulares ou qualquer tipo de defeito que impeça que o componente desenvolva sua função. As peças que apresentarem os mesmos, devem ser descartadas. Todos os corpos de prova que foram utilizados para a realização dos ensaios, passaram por esta inspeção visual.

3.5.3 Determinação das características gemométricas De acordo com a ABNT NBR 15270-3/2005, este método de ensaio objetiva-se determinar as seguintes características geométricas:

 Medida das faces – dimensões efetivas;  Espessura dos septos e paredes externas dos

blocos;

 Desvio com relação ao esquadro (D);  Planeza das faces (F).

A aparelhagem que foi utilizada durante a execução é:

 Paquímetro com sensibilidade mínima de 0,05 mm;

 Escalímetro com sensibilidade mínima de 0,5 mm;

 Esquadro metálico de 90 ± 0,5°;  Balança com resolução de até 10 g.

A normativa ABNT NBR 15270-1/2005, determina que para a execução deste ensaio, a amostra deve ser constituída de 13 corpos de prova. Desta forma, estes foram ser recebidos, identificados, limpos, ter as rebarbas retiradas e armazenados em ambiente protegido que possibilite a conservação de suas características originais.

Para a determinação das medidas das faces, os blocos foram colocados sobre uma superfície que não sofresse deformação. Através dos pontos fornecidos pelas figuras presentes na normativa, os valores das dimensões foram ser coletados.

A partir dos resultados coletados, a norma define que as dimensões não devem estar fora do intervalo de ±5 mm, sabendo- se que as dimensões pré-determinadas foram 9 cm x 14 cm x 19 cm.

A medida da espessura das paredes externas deve foi realizada nos pontos onde a mesma apresentou menor medida.

Para os septos os blocos cerâmicos de vedação, a medida dos septos deve ser de no mínimo 6 mm e para as paredes externas, no mínimo 7 mm.

Para o ensaio de desvio com relação ao esquadro, a medida deve ser de no máximo 3 mm, e deve ser realizada em relação ao esquadro entre uma das faces destinadas ao assentamento e a maior face destinada ao revestimento do bloco.

Figura 14 - Medida das faces do blobo cerâmico de vedação. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Figura 15 - Medição das paredes externas do bloco cerâmico de vedação. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Figura 16 - Medida do desvio com relaçã ao esquadro do bloco cerâmico de vedação. Fonte: Acervo Pessoal (2019). Figura 17 - Medição da planeza das faces do bloco cerâmico

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O proximo ensaio, determinação da planeza das faces, é realizado nas laterais que receberão o revestimento, o esquadro é posicionado de forma diagonal e a flecha formada deve ser de no máximo 3 mm.

3.5.4 Determinação da massa seca, massa úmida e do índice de absorção de água

 Serão utilizadas as seguintes aparelhagens:  Balança com resolução de até ±10 gramas;  Estufa.

O recebimento e preparação dos corpos de prova foi realizado do mesmo modo dos ensaios anteriores. Para a determinação da massa seca dos corpos de prova, todo pó e partículas soltas foram retiradas dos blocos, após esta limpeza estes foram levados à estufa e secaram à temperatura de 105 ± 5°C. Em intervalos de 1 hora, a massa de cada uma das peças foi determinada até que duas pesagens consecutivas difiriram em no máximo 0,25%. Esta pesagem foi realizada imediatamente após a remoção da estufa para que não houvesse alteração nos dados.

Com a estabilização das pesagens, a massa seca (𝑚 ) foi determinada e deve ser expressa em gramas. Os mesmos corpos de prova utilizados no ensaio, anterior foram utilizados para a determinação da massa úmida. Estes, foram colocados em um recipiente que possuia dimensões que os permitiam estar totalmente

imersos em água. Existem duas opções disponíveis em norma para a realização deste:

1°) O líquido será aquecido até que chegue em seu ponto de ebulição, as peças permanecerão imersas em água fervente por 2 horas. Para isso, o volume evaporado será reposto para que a condição pré-estabelecida permaneça constante durante todo o processo. Após duas horas de fervura, a operação será interrompida e o resfriamento dos corpos de prova deverá ser realizado por substituição gradativa da água fervente por outra à temperatura ambiente.

2°) Os corpos de prova deverão ser imersos completamente em água à temperatura ambiente durante 24 horas.

A segunda opção foi a escolhida para a realização do ensaio, devido a disponibilidade de tempo durante todo o processo.

Com as peças saturadas, estas foram retiradas da imersão e colocadas em uma bancada para que o excesso de água escorresse. Com o auxílio de um pano úmido e limpo o excesso do líquido foi removido. Este processo foi realizado em no máximo 15 minutos, para que assim a pesagem fosse feita. A massa úmida foi determinada pela pesagem de cada um dos tijolos (𝑚 ).

Por fim o índice de absorção de água foi determinado para cada um dos corpos de prova através da seguinte formulação:

𝐴𝐴(%) = ∗ 100

Onde o intervalo permitido por norma é: 8%≤ 𝐴𝐴 (%) ≤ 22 %.

Figura 19 - Tijolos imersos em água por 24 horas. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Figura 18 - Tijolos dispostos na estufa para a determinação da messa seca. Fonte: Acervo

Pessoal (2019).

Figura 17 - Medida da planeza das facezdo bloco cerâmico de vedação. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

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3.5.5 Determinação da resistencia a compressão dos blocos de vedação

O ensaio foi executado em uma prensa hidráulica que permite que a carga seja aplicada de forma gradativa. Foi realizado um capeamento dos corpos de prova com argamassa comprada pronta, que possui resistência a compressão superior às resistências dos blocos na área bruta e sua espessura não foi superior a 3 mm, isto foi realizado em ambas as faces de assentamento.

A pasta de cimento, foi recoberta por uma folha de papel umedecida. Após o endurecimento da argamassa, os corpos de prova foram ser imersos em água por 6 horas.

Os blocos foram ensaiados na condição saturada e a carga foi aplicada de forma que simulou-se a atuação dos esforços que a peça suportaria em seu emprego, ou seja, perpendicular ao comprimento e na face destinada ao assentamento. A tensão aplicada foi elevada de forma progressiva e na razão de 0,05± 0,01 MPa/s.

A resistência a compressão a ser atingida, é expressa na Tabela 1. Variando assim, com o posicionamento dos furos durante o ensaio.

Posição dos furos 𝑓 MPa Para blocos usados com

furos na horizontal. ≥ 1,5 Para blocos usados com

furos na vertical. ≥ 3,0

4. Resultados e discussões 4.1 Características geométricas

Os dados obtidos através de medições realizadas, estão demonstrados nas tabelas à seguir. Estes, são expressos em: média, desvio padrão amostral, amplitude e valores máximos e mínimos.

As avaliações foram realizadas em treze amostras, onde foram aferidos a altura, largura e comprimento. De acordo com os valores apresentados nas tabelas à seguir, os corpos de prova utilizados como amostra estão dentro dos padrões estabelecidos por normativa. Como já citado anteriormente, o intervalo permitido é de ± 5 mm.

Tabela 2 – Análise das medições realizadas em corpos de prova com substiuição de 0% de matéria prima.

Medida das faces Altura (mm) Largura (mm) Comprimento (mm) Média 138 90,67 192,5 Valor mínimo 135,59 89,37 190,00 Valor máximo 140,26 93,14 195,00 Amplitude 4,67 3,77 5,00 Desvio Padrão Amostral 1,66 3,77 1,98

Tabela 3 - Análise das medições realizadas em corpos de prova com substiuição de 3% de matéria prima.

Medida das faces Altura (mm) Largura (mm) Comprimento (mm) Média 139,82 90,99 190,69 Valor mínimo 136,65 88,42 18,85 Valor máximo 142,6 93,45 19,25 Amplitude 5,95 5,03 5,03 Desvio Padrão Amostral 1,85 1,57 1,35 Figura 20 - Capeamento em ambas as faces da peça de

tijolo. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Figura 21 - Tijolos recobertos por folha de papel umedecida. Fonte: Acervo Pessoal (2019).

Tabela 1 Resistência a compressão. Fonte: Adaptado de ABNT NBR 15 270 (2005).

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Tabela 4 - Análise das medições realizadas em corpos de prova com substiuição de 5% de matéria prima.

Medida das faces Altura (mm) Largura (mm) Comprimento (mm) Média 140,07 90,835 191,96 Valor mínimo 136,55 88,54 194,50 Valor máximo 143,41 93,66 189,00 Amplitude 6,86 5,12 5,50 Desvio Padrão Amostral 1,99 1,63 1,63

Tabela 5 - Dimensões das amostras com 7% de substituição de matéria prima.

Medida das faces Altura (mm) Largura (mm) Comprimen to (mm) Média 140,38 90,41 191,61 Valor mínimo 138,96 88,41 188,00 Valor máximo 141,55 92,26 195,00 Amplitude 3,19 3,85 7,00 Desvio Padrão Amostral 0,96 1,06 1,74

Também foram realizadas aferições de espessura dos septos e paredes externas dos blocos cerâmicos de vedação. Do mesmo modo que o ensaio anterior, foram utilizados treze amostras para as medições.

Os resultados obtidos estão dentro dos padrões exigidos por norma, de forma que os septos devem possuir no mínimo 6 mm de espessura e as paredes externas 7 mm.

Os dados também estão expressos nas tabelas à seguir em média, desvio padrão amostral, amplitude e valores máximos e mínimos.

Tabela 6 – Análise das medições realizadas nas espessuras de paredes externas e septos dos corpos de prova com 0%

de substituição de matéria prima.

de substituição de matéria prima. Espessura dos septos Superior (mm) Lateral 1 (mm) Lateral 2 (mm) Inferior (mm) Septo (mm) Média 8,62 7,76 7,78 7,64 6,86 Valor Mínimo 7,55 7,00 7,03 7,04 6,05 Valor Máximo 10,33 8,31 9,82 8,41 8,21 Amplitude 2,78 1,31 2,79 1,37 2,16 Desvio Padrão Amostral 0,86 0,45 0,75 0,48 0,58 Espessura dos septos

Superior (mm) Lateral 1 (mm) Lateral 2 (mm) Inferior (mm) Septo (mm) Média 9,30 7,57 7,62 7,47 6,47 Valor Mínimo 8,10 7,27 7,10 7,10 6,20 Valor Máximo 10,9 8,10 7,97 7,94 6,84 Amplitude 2,80 0,83 0,87 0,84 0,64 Desvio Padrão Amostral 0,68 0,22 0,26 0,29 0,22

Espessura dos septos Superior (mm) Lateral 1 (mm) Lateral 2 (mm) Inferior (mm) Septo (mm) Média 8,96 7,79 7,39 7,37 6,35 Valor Mínimo 8,15 7,25 7,18 7,14 6,05 Valor Máximo 9,41 8,31 7,97 7,88 6,64 Amplitude 1,26 1,06 0,79 0,74 0,59 Desvio Padrão Amostral 0,39 0,39 0,23 0,22 0,15

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de substituição de matéria prima. Espessura dos septos Superior (mm) Lateral 1 (mm) Lateral 2 (mm) Inferior (mm) Septo (mm) Média 8,59 7,69 7,49 7,52 1,01 Valor Mínimo 7,25 6,50 7,12 7,12 6,03 Valor Máximo 9,41 8,92 8,51 8,42 7,65 Amplitude 2,16 2,42 1,39 1,30 1,62 Desvio Padrão Amostral 0,69 0,68 0,41 0,35 0,50

Para o desvio com relação ao esquadro e planeza das faces, estão expressos na tabela à seguir em: média, desvio padrão, amplitude e valor máximo e mínimo. Alguns dos valores obtidos não estão dentro do mínimo exgido por norma ( 3 mm) , isso pode ter ocorrido durante o acondicionamento dos blocos durante o processo de secagem. Entretanto, os valores de forma geral foram os esperados e exigidos pela normativa. Tabela 10 – Análise das medições de desvio com relação ao

esquadro e planeza das faces para os corpos de prova com 0% de substituição. Desvio com Relação ao Esquadro (mm) Planeza das faces (mm) Face 1 Face 2 Face 1 Face 2 Média 0,01 0,74 0,00 1,50 Valor Mínimo 0,00 0,00 0,00 0,00 Valor Máximo 0,20 9,67 0,00 7,17 Amplitude 0,20 9,67 0,00 7,17 Desvio Padrão Amostral 0,05 2,68 0,00 2,87

Tabela 11 - Análise das medições de desvio com relação ao esquadro e planeza das faces para os corpos de prova com

3% de substituição. Desvio com Relação ao Esquadro (mm) Planeza das faces (mm) Face 1 Face 2 Face 1 Face 2 Média 0,01 0,01 0,02 0,01 Valor Mínimo 0,00 0,00 0,00 0,00 Valor Máximo 0,15 0,20 0,30 0,15 Amplitude 0,15 0,20 0,30 0,15 Desvio Padrão Amostral 0,04 0,05 0,09 0,04

As tabelas abaixo apresentam os valores obtidos nos ensaios que determinam o índice de absorção de água em: média, desvio padrão, amplitudee valor máximo e mpinimo. Neste ensaio realizado, são necessários seis corpos de prova de cada uma das quatro porcentagens de substituição de matéria prima.

Foi observado, que alguns corpos de prova ultrapassaram o intervalo permitido de 8%≤ í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟çã𝑜 (%) ≤ 22 %. Entretanto, às médias de cada porcentagem de substiuição ficaram dentro do intervalo citado anteriormente.

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Tabela 14 - Análise do valor obtido para o índice de absorção de água para os corpos de prova com 0% de

substituição de matéria prima.

Índice de absorção de água (%) Média 21,93 Valor Mínimo 18,39 Valor Máximo 25 Amplitude 6,61 Desvio Padrão Amostral 2,13

Índice de absorção de água (%) Média 21,64 Valor Mínimo 21,18 Valor Máximo 22,09 Amplitude 0,92 Desvio Padrão Amostral 0,40

Entretanto, o Instituto nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO,2001), diz se aceitável o intervalo de 8% à 25%. Sendo assim, apenas a amostra com 5% de substituição não se enquadra nos padrões necessários.

Como apenas um corpo de prova apresentou valor acima de 30% em seu índice de absorção de água, mais ensaios devem ser realizados para ter a confirmação se não foi falha durante o processo de fabricação do bloco cerâmico de vedação ou durante a realização do ensaio.

4.2 Resistência à compressão:

Para os ensaios de resistência, os corpos de prova foram rompidos com os furos em posição vertical e deste modo, a norma determina que a resistênia deve ser maior ou igual à 3 MPa. Entretanto, nenhum corpo de prova atendeu esta exigência, até mesmo os que possuiam 0% de substituição de matéria prima. Contudo, as resistências aferidas são semelhantes entre todos os corpos de prova que passaram pelo ensaio, como demonstrado na tabela abaixo.

Tabela 17 - Resistência a compressão dos blocos com substituição de: 0%, 3%, 5% e 7%. Amostras 0% (MPa) 3% (MPa) 5% (MPa) 7% (MPa) Média 0,95 0,51 0,70 0,74 Valor Mínimo 0,51 0,26 0,31 0,46 Valor Máximo 2,13 0,78 1,43 1,27 Amplitude 1,62 0,52 1,12 0,81 Desvio Padrão Amostral 0,52 0,14 0,33 0,29

Acredita-se, que uma das justificativas dos blocos cerâmicos de vedação não terem atingido a resistência mínima esperada, é que o calor não foi distribuido uniformemente dentro do forno onde a queima ocorreu, por alguma falha durante o processo.

Como a norma exige que as amostras sejam recolhidas de forma aleatória, verificou-se durante o ensaio, que tijolos de coloração mais clara apresetaram uma maior resistência e estes, estavam posicionados de forma mais central na fornalha. Já as peças de coloração mais avermelhada se encontravam nas partes periféricas do forno e possuiram uma resistência reduzida.

Ferreira Junior e Dias (2017), aferiram através de análises realizadas nos produtos de cinco empresas do segmento de fabricação de blocos cerâmicos de vedação, localizadas no município de Sinop, que todos os tijolos ensaiados não atingiram a resistência mínima esperada por norma. Concluindo assim, que esta falha pode estar relacionada à argila utilizada para a fabricação dos blocos, bem como algum fator presente no processo de fabricação.

5. Conclusão

Testemunhou-se através dos ensaios realizados o potencial de aprimoramento do estudo. Pois, as porcentagens de substituição de matéria prima

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escolhidas para primeira análise, não acarretaram mudanças fisícas e comportamentais nas peças de blocos cerâmicos de vedação, quando comparadas aos resultados obtidos nos ensaios efetuados em produtos sem substituição alguma.

A aparência dos blocos fabricados com alteração do traço convencional de confecção, se assemelhou à dos blocos comercializados. Este fato, foi comprovado com a realização dos ensaios de características geométricas exigido por norma, que apresentou bons resultados e atendeu o que foi solicitado. Os agregados foram incorporados de forma homogênea, sendo imperceptível sua identicação no produto final. O índice de absorção de água, está dentro dos níveis permitidos por norma. Apenas um corpo de prova ultapassou a porcentagem limite estabelecida pela ABNT 15270-1/2005 – Componentes cerâmicos parte 1: Blocos cerâmicos para alvenaria de vedação- Terminologias e requisitos. Mais ensaios devem ser realizados para a verificação da veracidade do fato. Caso isso seja constatado, peças como esta não devem ser utilizadas, pelo fato de quando entrarem em contato com água a absorção será elevada e a vedação aplicará uma sorecarga não esperada na estutura da edificação. Já para a resistência à compressão, uma análise mais ampla dos fatos deve ser realizada.

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