RITA DE CÁSSIA BRONZONI MIRANDA
INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO POR
RESÍDUO DA BRITAGEM DE PLACAS DE REVESTIMENTOS
PÉTREOS EM ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
Ijuí 2019
RITA DE CÁSSIA BRONZONI MIRANDA
INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO POR
RESÍDUO DA BRITAGEM DE PLACAS DE REVESTIMENTOS
PÉTREOS EM ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador(a): Prof. Me Lucas Fernando Krug
Ijuí /RS 2019
RITA DE CÁSSIA BRONZONI MIRANDA
INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO POR
RESÍDUO DA BRITAGEM DE PLACAS DE REVESTIMENTOS
PÉTREOS EM ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.
Ijuí, 18 de dezembro de 2019
Prof. Lucas Fernando Krug Mestre pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos - Orientador Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ
BANCA EXAMINADORA
Prof. Diorges Carlos Lopes (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria Prof. Lucas Fernando Krug Mestre pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNIJUÍ)
Dedico este trabalho a minha mãe Rosemeri, mãe-avó Edite e pai-avô Ramão Anael.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus, por me dar forças nos momentos difíceis nesses 5 anos e fazer com que eu não desistisse dos meus sonhos.
À minha mãe Rosemeri por todo o esforço e trabalho ao longo desses anos dedicados ao meu sonho, que me incentiva e acredita no meu potencial, que esteve ao meu lado em todos os momentos, sem você nada disso poderia ser realizado, você é incrível, essa vitória é nossa.
Aos meus pais-avós Edite e Anael, irmãos Estefani e Alex, sobrinho Thaian, tios Betiane, Gilmar e Gilberto, padrasto Adilson à família, agradeço por todo o amor e carinho que sempre tiveram comigo, vocês me motivaram a realizar esse sonho, acreditando muitas vezes no meu potencial mais do que eu mesma, eu cheguei até aqui graças ao apoio de vocês.
Ao Wendel, por me incentivar a buscar o meu melhor e não desistir nos momentos difíceis, pelo amor e cuidado que tiveste e por ter aceitado ser meu parceiro de laboratório e ajudado desde o início da pesquisa, isso só se tornou possível graças a você.
Às minhas amigas Renata e Flávia, Renata que me acompanhou nesses 5 anos, esteve sempre do meu lado, quantos momentos maravilhosos e de sufoco passamos juntas, você tornou essa caminhada mais leve, grata por ter você comigo nessa nossa conquista. Flávia que me despertou o interesse na pesquisa, e que ajudou nessa pesquisa nos momentos que precisei, desejo que sua vida seja tão abençoada quanto você. E também a todos os amigos pela parceria, ajuda e momentos de descontração, vocês tornaram essa caminhada mais leve e prazerosa.
Ao meu orientador Lucas F. Krug por ter sido um professor incrível, por acreditar sempre no meu potencial e pela confiança para a realização deste trabalho, estando sempre disposto a sanar todas as minhas dúvidas, que Deus te abençoe, serei eternamente grata.
Aos funcionários do LEC Luiz e Sabrina pela ajuda durante os processos experimentais. Às empresas Funicalha Fábrica de calhas Ijuí Ltda e 2K2 Engenharia diagnóstica pelos equipamentos fornecidos para a realização deste estudo. Assim como à Granimax pelos resíduos fornecidos para a pesquisa.
Enfim, por todos que de alguma forma contribuíram nesta caminhada.
“O que podemos ou não fazer, o que consideramos possível ou impossível, é raramente uma função de nossa verdadeira capacidade. Trata-se mais provavelmente de uma função de nossas crenças sobre quem nós somos.”
RESUMO
MIRANDA, Rita de Cássia Bronzoni. Influência da substituição parcial do cimento por
resíduo da britagem de placas de revestimentos pétreos em argamassas de revestimento. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do
Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
A construção civil é a principal geradora de resíduos e do alto impacto ambiental que causa na produção de seus materiais, com isso a busca para reduzir o consumo de recursos naturais e reutilizar esses resíduos vem se tornando uma forma de contribuir beneficamente para a sociedade e o meio ambiente. O cimento é considerado o material de construção mais utilizado nos canteiros de obra, seu pó fino possui propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, e quando utilizado em argamassas é responsável pelo desempenho mecânico e também influência na retenção de água e na plasticidade. Entretanto na sua produção são geradas altas emissões de CO2 um dos principais causadores do efeito estufa, além de sua utilização de recursos naturais. Com a seu vasto uso e o impacto causado na sua produção buscou-se nesse trabalho substituir esse aglomerante por resíduos de revestimentos pétreos, já que na fabricação desses, são gerados resíduos, como os cacos, que após os cortes ficam dispostos em lugares indevidos sem poder ser reutilizado. Empregou-se seu uso por apresentar enumeras vantagens como a preservação dos recursos naturais, redução do volume de aterros e diminuição na poluição. A partir desse estudo foi produzida a argamassa de revestimento mista, constituída de cimento, cal, areia e água no traço 1:1:6 com substituição parcial do cimento por resíduo de revestimento pétreos britados e peneirados, nas porcentagens de 10% e 20%, analisando seus desempenhos frente a essa substituição com a realização de ensaios no estado endurecido. Verificou-se então, a resistência à tração na flexão, a resistência à compressão e carbonatação através de corpos de prova moldados e ensaiados aos 7, 28 e 56 dias. Também analisou-se aos 28 dias a absorção de água por capilaridade e a resistência aderência da argamassa pelo ensaio de arrancamento. Posteriormente com os resultados do estudo percebeu-se que as substituições de 10% e 20% ficaram inferiores ao traço referência, sendo que o traço com 10% foi o que mais se aproximou, sendo até superior na resistência a compressão.
ABSTRACT
MIRANDA, Rita de Cássia Bronzoni. Influência da substituição parcial do cimento por
resíduo da britagem de placas de revestimentos pétreos em argamassas de revestimento. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do
Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
Civil construction is the main generator of waste and the high environmental impact it causes in the production of its materials, thus the search to reduce the consumption of native resources and reuse this waste has become a way to contribute to society and the environment. environment. Cement is considered the most commonly used building construction material sites, its fine powder has binder, binder or binder properties, and when used in mortar is responsible for mechanical performance and also influence on water retention and plasticity. However in its production are generated high CO2 emissions one of the main causes of the greenhouse effect, in addition to its use of native resources. With its wide use and the impact caused in its production, this work sought to replace this binder with residues of stone coatings, since in the manufacture of these, residues such as shards are generated, which after the cuts are placed in undue places without can be reused. Its use was used because it presents numerous advantages such as the preservation of native resources, reduction of landfill volume and decrease in pollution. From this study was produced the mixed coating mortar, consisting of cement, lime, sand and water in the 1: 1: 6 trait with partial replacement of cement by crushed and sieved stone coating residue, in percentages of 10% and 20%, analyzing their performances in face of this substitution with the performance of hardened state tests. The flexural tensile strength, the compressive and carbonation resistance through molded and tested specimens at 7, 28 and 56 days were verified. At 28 days the water absorption by capillarity and the mortar adherence resistance were also analyzed by the pullout test. Later with the results of the study it was noticed that the substitutions of 10% and 20% were less to the reference trait, and the trait with 10% was the closest one, being even higher in the compressive strength.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Camadas de revestimento, (A) Camada mista (Chapisco, Emboço, Reboco e Pintura), (B) Camada única (chapisco e pintura), (C) Revestimento decorativo
monocamada (RDM) ... 24
Figura 2: Teores de cimento ... 27
Figura 3: Variação da retenção em função da composição da argamassa ... 33
Figura 4: Fissuração da argamassa por retração na secagem ... 34
Figura 5: Adesão adequada entre o revestimento e o substrato ... 37
Figura 6: Efeito da adição mineral na espessura da camada hidratada nas partículas de cimento Portland ... 40
Figura 7: Delineamento da pesquisa ... 47
Figura 8: Ensaio da massa unitária solta ... 48
Figura 9: Materiais para ensaio da massa específica ... 48
Figura 10: Colocação do cimento no frasco ... 49
Figura 11: Peneiramento do RRP ... 55
Figura 12: Equipamentos para ensaio de consistência ... 55
Figura 13: Leitura das distâncias diagonais ... 56
Figura 14: Argamassadeira mecânica ... 57
Figura 15: Preenchimento dos moldes... 58
Figura 16: Corpos de prova prismáticos recém-moldados ... 59
Figura 17: Corpos de prova em processo de cura ... 59
Figura 18: Rompimento dos corpos de prova na prensa hidráulica ... 60
Figura 19: Ensaio de compressão na prensa hidráulica ... 61
Figura 20: Ensaio de absorção de água por capilaridade ... 62
Figura 21: Medida de profundidade de carbonatação no AutoCAD ... 64
Figura 22: Placa de substrato padrão ABCP ... 65
Figura 23: Posicionamento do gabarito nas placas de substrato padrão... 65
Figura 24: Aplicação da argamassa nas placas de substrato padrão... 66
Figura 25: Remoção do gabarito metálico ... 66
Figura 26: Perfuração mecânica nas placas de argamassa ... 67
Figura 28: Tabela para apresentação dos resultados do ensaio de arrancamento ... 68
Figura 29: Rompimentos dos corpos de prova ... 79
Figura 30: Desagregação da argamassa ... 80
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Aspectos a serem considerados na definição do traço da argamassa ... 25
Tabela 2: Tipos de cimento ... 26
Tabela 3: Influência das características da areia nas propriedades da argamassa ... 29
Tabela 4: Massa específica e massa unitária solta da cal hidratada ... 50
Tabela 5: Ensaios de caracterização granulométrica da areia ... 50
Tabela 6: Classificação da areia quanto ao módulo de finura ... 51
Tabela 7: Massa unitária e massa específica ... 51
Tabela 8: Ensaios de massa específica absoluta e massa unitária solta... 52
Tabela 9: Ensaios e suas normas regulamentadoras ... 52
Tabela 10: Número de corpos de prova para cada traço aos 7, 28 e 56 dias ... 53
Tabela 11: Nomenclatura utilizada na pesquisa ... 53
Tabela 12: Caracterização dos materiais ... 54
Tabela 13: Limites de resistência de aderência à tração ... 69
Tabela 14: Quantidade de material em massa ... 70
Tabela 15: Quantidade de materiais e espalhamento da argamassa ... 71
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Resistência à tração na flexão 1:1:6 ... 72
Gráfico 2: Resistência à compressão 1:1:6 ... 73
Gráfico 3: Absorção de água por capilaridade ... 75
Gráfico 4: Profundidade de Carbonatação... 76
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Resistência à tração na flexão………60
Equação 2: Resistência á compressão ………...61
Equação 3: Absorção de água por capilaridade………..63
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS
ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Ca(OH)2 Hidróxido de cálcio
cm Centímetro
cm³ Centímetro cúbico
CO₂ Dióxido de carbono
CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente
CP Corpo de prova
CP II F-32 Cimento Portland composto com flíler C-S-H Silicato de cálcio hidratado
dm³ Decímetro cúbico
g Grama
h Hora
kg Quilograma
L Litros
LEC Laboratório de Engenharia Civil
m³ Metro cúbico
min Minuto
mm Milímetro
MPa Mega Pascal
REF Traço de referência
RRP Resíduo de Revestimento Pétreo
s Segundo
UNIJUÍ Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul
ºC Grau Celsius
______________________________________________________________________________
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 17 1.1 CONTEXTO ... 19 1.2 PROBLEMA ... 20 1.2.1 Questão de estudo... 20 1.2.2 Objetivos da pesquisa ... 20 1.2.3 Delimitação ... 21 2 EMBASAMENTO TEÓRICO ... 222.1 ARGAMASSA DE CIMENTO PORTLAND ... 22
2.1.1 Materiais constituintes... 25
2.2 INFLUÊNCIA DOS AGLOMERANTES NAS PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO ... 31
2.2.1 No estado fresco ... 31
2.2.2 No estado endurecido ... 35
2.3 RESÍDUO DE REVESTIMENTO PÉTREO ... 38
2.3.1 Argamassas de revestimento produzidas com resíduo de revestimentos pétreos ... ... 39 3 METODOLOGIA ... 44 3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM ... 44 3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA ... 44 3.2.1 Pesquisa bibliográfica ... 45 3.2.2 Pesquisa experimental ... 46 3.3 DELINEAMENTO DA PESQUISA ... 46 3.4 MATERIAIS ... 47 3.4.1 Cimento ... 47 3.4.2 Cal hidratada ... 49 3.4.3 Areia ... 50 3.4.4 Água ... 51
3.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS... 52
3.5.1 Definição dos traços e dosagem ... 54
3.5.2 Preparação do RRP... 54
3.5.3 Determinação da consistência ... 55
3.5.4 Moldagem e cura ... 57
3.5.5 Resistência à tração na flexão ... 60
3.5.6 Resistência à compressão simples ... 61
3.5.7 Absorção de água por capilaridade ... 62
3.5.8 Carbonatação ... 63
3.5.9 Aderência ... 64
4 RESULTADOS ... 70
4.1 DOSAGEM DOS MATERIAIS ... 70
4.2 DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA ... 70
4.3 RESISTENCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO ... 71
4.4 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES ... 73
4.5 ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE ... 74
4.6 CARBONATAÇÃO... 76
4.7 ADERÊNCIA ... 77
4.8 ANÁLISE GERAL DOS RESULTADOS ... 80
5 CONCLUSÃO ... 82
______________________________________________________________________________
1 INTRODUÇÃO
Atualmente a uma clara preocupação da sociedade em relação ao meio ambiente, percebe-se a constante busca por inovações tecnológicas sustentáveis na realização das atividades industriais, possibilitando a melhoria de processos e produtos, afim de promover a otimização do uso de energia e recursos naturais. Segundo Mehta; Monteiro (2008) a indústria da construção civil é considerada a maior consumidora de recursos naturais, cujos produtos e atividades abrangem o uso significativo de materiais, por suas peculiaridades e dimensões.
Além do setor da construção civil causar um impacto ambiental proporcional ao seu tamanho, é a maior geradora de resíduos da sociedade. A reciclagem de resíduos é vista como uma das possibilidades de aumentar a sustentabilidade da economia, já que a geração desses é inevitável. Algumas das enumeras vantagens potenciais da reciclagem são: a preservação de recursos naturais, redução do volume de aterros, economia de energia, geração de empregos, redução da poluição e diminuição de custo do controle ambiental. A construção civil tem potencial de reciclar seus próprios resíduos, sendo uma forma do setor de contribuir na redução do impacto ambiental que gera (JOHN, 2000).
Afim de regulamentar a utilização de resíduos, em 2002 foi publicada a resolução CONAMA nº 307, a qual estabelece critérios diretrizes, e procedimentos para a gestão dos resíduos sólidos da construção civil, também voltada na gestão de resíduos sólidos, porém de maneira mais ampla e abrangente, em 2010 foi sancionada a Lei nº 12.305, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos.
A partir da década de 1990, notou-se uma considerável concentração das atividades do setor de rochas ornamentais e de revestimento no Brasil. Esses avanços foram resultado do aumento das exportações, que expressaram uma potente evolução qualitativa e quantitativa. A produção mundial de rochas ornamentais e de revestimento evoluiu de 1,8 Mt/ano, na década de 1920, para um aumento atual de 145 Mt/ano. No mercado internacional em 2016 foram comercializadas aproximadamente 53,5 Mt de rochas brutas e beneficiadas, isso representa, 790 milhões m²
equivalentes de chapas com 2 cm de espessura. A participação no total do faturamento de exportações do Brasil em 2017 pela indústria de rochas ornamentais foi de 0,51% (ABIROCHAS, 2018).
As rochas ornamentais permanecem como o 5° produto de base mineral com maior número de exportação pelo Brasil, atrás somente do minério de ferro, ferro-ligas, ouro e minério de cobre (ABIROCHAS, 2018).
O processo de produção das rochas ornamentais destaca-se por três importantes fases: a lavra ou extração, o beneficiamento primário e o beneficiamento. Na lavra acontece a retirada da matéria prima, o produto dessa lavra são os blocos de formato retangulares e medidas variadas. No beneficiamento primário ocorre a serragem ou desdobramento, processo em que o bloco é transformado em chapas, esse estágio marca a primeira etapa do beneficiamento. A terceira etapa, o beneficiamento final, em que o beneficiador fará a última correção, conforme a necessidade do cliente, que poderá ser polida, cortada e trabalhada aos detalhes (ALTOÉ, 2013).
Segundo Manual de Revestimento de Argamassa (ABCP, 2002) o cimento Portland é um aglomerante hidráulico desenvolvido pela reação de seus constituintes com a água. Nas propriedades das argamassas, esse aglomerante tem papel principal no que diz respeito a resistência mecânica, também por ser composto por partículas finas auxilia na retenção da água da mistura e para a plasticidade.
De acordo com a ABCP (2002) o revestimento de argamassa é considerado a proteção de uma superfície porosa com uma ou mais camadas superpostas, sua espessura é normalmente uniforme, tornando-se uma superfície pronta para receber uma decoração final de forma apropriada. A argamassa é um material de construção composto por uma mistura homogênea de um ou mais aglomerantes (cimento ou cal), agregado miúdo (areia) e água, ainda podem ser incorporados alguns produtos especiais (aditivos ou adições) com o intuito de melhorar ou atribuir determinadas propriedades ao produto final.
No Brasil o consumo de argamassa nas obras chega em torno de 0,145m³ por m² de construção, tratando-se de 0,075 entre revestimento interno e externo, 0040m³ para contrapiso e
______________________________________________________________________________
0,030m³ para alvenaria. O consumo de cimento por m² é de aproximadamente 26,05 kg/m², no qual 11,73kg são utilizados na execução dos revestimentos (SANTOS, 2008).
1.1 CONTEXTO
O cimento é considerado o material de construção produzido pelo homem com maior consumo no mundo, utiliza-se esse insumo do início ao fim de uma obra. Segundo o Sindicato Nacional da Indústria do Cimento em 2016 o Brasil possuía 100 fábricas produtoras de cimento, controlados por 24 grupos industriais, a produção e consumo chegou a marca de 57 milhões de toneladas.
A fabricação do cimento pode ser dividida em duas etapas principais. Inicia com a produção do clínquer, em fornos de alta temperatura, sendo registrada nessa etapa a ocorrência de emissões diretas de CO2. Geralmente, a queima de combustíveis corresponde de 30% a 40% das emissões diretas de CO2, e os 60% a 70% restantes são ligados ao processamento e sucedem da reação química envolvida na transformação de calcário em óxido de cálcio (calcinação), precursor da formação do clínquer. Outros 5% das emissões de CO2, resultam do consumo elétrico da planta industrial e ocorrem de forma indireta (SNIC, 2019).
Conforme SNIC (2019) no Brasil a queima de combustíveis corresponde a 36% das emissões totais, enquanto os outros 63% contribuem com as emissões da calcinação. O país possui uma matriz elétrica limpa, onde 74% é renovável, com isso, a participação da energia elétrica é de aproximadamente 1%, bem inferior à média mundial.
A partir dos dados apresentados é notável que a demanda por materiais cimentícios é muito grande, ressaltando sua alta emissão de CO2 gerada na sua produção. Reciclar os resíduos de rochas ornamentais, do ponto de vista sustentável pode apresentar muitas vantagens, como a preservação dos recursos naturais, economia de energia necessária na produção do bem, diminuição da poluição, redução do volume de aterros e incinerações, preservação do meio ambiente.
1.2 PROBLEMA
De acordo com Paldés (2009) o beneficiamento das rochas ornamentais provoca muito desperdício sobre a matéria prima usada, que são chamados de lixo industrial ou cacos. Os blocos saem da pedreira com as superfícies irregulares pelo corte feito com martelos pneumáticos sem a utilização de prumo e esquadro. Após o beneficiamento, essas superfícies irregulares geram perdas na área útil da chapa e nas laterais do bloco que não foram serradas.
Sousa (2007) também descreve que esses cacos de pedra do beneficiamento que se transformam em material irregular, não podem ser utilizados na última etapa do beneficiamento, portanto acabam sendo descartados ao uso comercial. Esses fragmentos de rochas são gerados desde o processo de serragem do bloco até o corte das chapas. Essa atividade representa um desafio para o desenvolvimento sustentável, já que se trata da exploração de recursos naturais, onde há alta quantidade de geração de resíduos, os quais não tem destinação correta, acumulando montanhas de lixos nas indústrias fabricantes. Mas para que o uso seja benéfico é fundamental que surjam progressivamente estudos e pesquisas sobre o comportamento em argamassas, quando são incorporados em sua constituição materiais reciclados alternativos, comprovando assim sua eficiência. Busca-se nesse trabalho de conclusão de curso, analisar a influência da susbtitução do resíduo de revestimentos pétreos como uma nova alternativa ao cimento.
1.2.1 Questão de estudo
Qual a influência da substituição parcial do cimento por resíduo da britagem de placas de revestimentos pétreos em argamassas de revestimento?
1.2.2 Objetivos da pesquisa
▪ Objetivo Geral
Analisar a substituição parcial do cimento por resíduos pétreos para produção de argamassas de revestimento, usando corpos de prova para realizar os ensaios, com o objetivo de avaliar a influência comparando a um traço de argamassa referência, sem adição do resíduo.
______________________________________________________________________________
Verificar a influência da substituição parcial do cimento por resíduo de britagem de mármores e granitos em argamassas de revestimento, quanto à:
• resistência mecânica, através da tração por flexão e compressão; • aderência através do ensaio de arrancamento à tração;
• absorção de água por capilaridade; • profundidade da carbonatação;
1.2.3 Delimitação
Influência da substituição parcial do cimento por resíduo da britagem de placas de revestimentos pétreos em argamassas de revestimento.
2 EMBASAMENTO TEÓRICO
2.1 ARGAMASSA DE CIMENTO PORTLAND
De acordo com Fiorito (2009), define-se argamassa como a mistura de agregados, aglomerantes e água, tendo como características principais a aderência e o endurecimento. No canteiro de obras emprega-se geralmente para essa composição o agregado de areia natural lavada e como aglomerantes a cal hidratada e o cimento Portland.
Conforme a NBR 13281 (2005) a classificação das argamassas se dá por meio da sua aplicação, ou seja, argamassas de revestimento e argamassas de assentamento. Nas quais, as de revestimento são indicadas para cobrimento de emboço, revestimento de fachadas, revestimento interno como camada de regularização, bem como acabamentos com fins decorativos, enquanto as de assentamento são utilizadas na ligação de blocos e tijolos com função de vedação ou estrutural.
O sistema de revestimento é definido pela NBR 13529 (2013), como sendo um conjunto formado pela argamassa de revestimento e acabamento decorativo, seguindo as especificações do projeto e levando em conta fatores como base de aplicação, fatores de exposição, acabamento e desempenho final. Conforme a NBR 13749 (1996) o revestimento de argamassa deve apresentar textura uniforme, sem imperfeições, tais como: fissuras, cavidades, manchas e eflorescência, tendo que ser previsto em projeto a rejeição ou aceitação, de acordo com os níveis de tolerâncias admitidas.
Para ABCP (2002) o revestimento de argamassa tem como principais funções: proteger a base, frequentemente de alvenaria e a estrutura da ação direta dos agentes agressivos contribuindo para um isolamento térmico e acústico de qualidade, e fornecendo a estanqueidade à água e aos gases, e também deve proporcionar que o acabamento final resulte numa base regular, apropriada ao recebimento de outros revestimentos, em conformidade com o projeto arquitetônico, por meio da regularização dos elementos de vedação.
O mesmo autor citado anteriormente diz que através de números pode-se observar a importância do revestimento como elemento isolante, um revestimento de argamassa com espessura entre 30 a 40% da espessura da parede, pode ser responsável por 30% do isolamento
______________________________________________________________________________
térmico, 50% do isolamento acústico e contribui 100% para a estanqueidade de uma vedação de alvenaria comum.
As argamassas de revestimento são constituídas à base de cimento, à base de cal, ou com os dois aglomerantes, sendo assim conhecidas como argamassa mista. Conforme NBR 13529 (2013) o revestimento é composto por diversas camadas conforme Figura 1, dependendo dos materiais empregados e sua aplicação recebem diferentes nomes em seu emprego, com funções específicas:
▪ Chapisco: Camada responsável pelo preparo da base, formada da mistura do cimento, areia e aditivos, empregue de maneira contínua ou descontínua, com o objetivo de melhorar a aderência do revestimento e uniformizar a superfície quanto à absorção.
▪ Emboço: Camada de revestimento realizada para cobrir e regularizar a superfície da base que contém ou não chapisco, possibilitando que a superfície receba outra camada de reboco ou de revestimento decorativo, ou propiciando o acabamento final.
▪ Reboco: Camada de revestimento aplicada para dar cobrimento ao emboço, gerando uma superfície apta a receber o revestimento decorativo ou até mesmo que seja o acabamento final.
▪ Para Carasek (2007) o revestimento pode ser executado por outros dois tipos de camadas únicas, conhecidas como:
▪ Camada única ou massa única: revestimento preparado por um único tipo de argamassa, cumprindo a função do emboço e reboco, sobre o qual é aplicada uma camada decorativa; ▪ Revestimento decorativo monocamada (RDM): revestimento utilizado principalmente na
Europa, é aplicado em uma única camada que desempenha a função de regularização e também de decoração. Na Figura 1 pode ser visulaizados todos os componentes.
Figura 1: Camadas de revestimento, (A) Camada mista (Chapisco, Emboço, Reboco e Pintura), (B) Camada única (chapisco e pintura), (C) Revestimento decorativo monocamada (RDM)
Fonte: Carasek 2007
De acordo com Carasek (2007) as argamassas podem ser classificadas por outros critérios, quanto à:
• natureza do aglomerante (argamassa hidráulica e aérea);
• tipo de aglomerante (argamassa de cimento; argamassa de cal; argamassa de cimento e cal; argamassa de gesso e de cal e gesso);
• número de aglomerantes (argamassa simples e mista);
• consistência da argamassa (argamassa plástica; argamassa fluida e argamassa seca); • plasticidade da argamassa (argamassa pobre ou magra, argamassa média ou cheia e
argamassa rica ou gorda)
• densidade de massa da argamassa (argamassa leve; argamassa normal e argamassa pesada);
• forma de preparo ou fornecimento (misturas semiprontas para argamassa, argamassa preparada em obra, argamassa industrializada e argamassa dosada em central).
______________________________________________________________________________
2.1.1 Materiais constituintes
Antes de usar a argamassa na obra é definido a sua composição e dosagem. A composição é definida em função dos materiais constituintes, e a dosagem, que também pode ser denominada por traço, é relacionado às quantidades dos materiais utilizados. Os materiais que são utilizados no revestimento possuem características específicas que interferem nas suas propriedades, necessitando de análises no decorrer da caracterização da argamassa (BAÍA; SABBATINI, 2008). Na Tabela 1 observa-se os aspectos de cada material a serem analisados no processo de composição e dosagem desse material.
Tabela 1: Aspectos a serem considerados na definição do traço da argamassa
Materiais Aspectos a serem considerados na composição e dosagem
Cimento
Tipo de cimento (característica) e classe de resistência Disponibilidade e custo
Comportamento da argamassa produzida com o cimento
Cal
Tipo de cal
Forma de produção Massa unitária
Disponibilidade e custo
Comportamento da argamassa produzida com cal
Areia
Granulometria
Dimensões do agregado
Forma e rugosidade superficial dos grãos Massa unitária
Inchamento
Impurezas orgânicas
Comportamento da argamassa produzida com areia
Água Características dos componentes da água, quando essa não for potável
Aditivos
Tipo de aditivo (características) Finalidade
Comportamento da argamassa produzida com a adição Disponibilidade, manutenção das características e custo.
2.1.1.1 Cimento
O cimento Portland é formado de clínquer e adições minerais. Por sua composição ser versátil viabiliza a produção de vários tipos de cimentos com diferentes propriedades mecânicas e químicas. O clínquer é gerado a partir da fusão entre 1400°C a 1500°C das matérias primas utilizadas na composição do cimento como argila, calcário, óxido de ferro (BAÍA; SABBATINI, 2000).
Segundo ABCP (2002) o cimento Portland é uma aglomerante hidráulico, pois dispõe de propriedade aglomerante desenvolvida pela reação de seus componentes com a água. Nas propriedades da argamassa o cimento tem seu beneficiamento voltado especialmente à resistência mecânica, além disso, ele contribui para a retenção de água de mistura e para a plasticidade por ser composto de finas partículas. Os cimentos são classificados em diferentes tipos por normas específicas conforme suas características, relacionadas na Tabela 2 abaixo:
Tabela 2: Tipos de cimento
Fonte: ABCP(2002)
De acordo com Carasek (2011), o cimento Portland é um material industrializado, que possui um bom controle de qualidade, então se torna pouco responsável pelas patologias encontradas nos revestimentos de argamassa. Os problemas nos cimentos que são utilizados nos revestimentos acontecem em consequência do traço adotado e não da baixa qualidade dos materiais. Um traço rico em cimento é capaz de levar a uma alta rigidez, fissuração, retração e
______________________________________________________________________________
descolamento do revestimento; ou, de outra forma, um traço muito pobre, à desagregação do revestimento.
Desde de que se tenha atenção com a finura do cimento, qualquer tipo pode ser adotado no preparo de argamassas para revestimento. Cimentos com alta finura podem gerar maior retração plástica levando ao desenvolvimento de fissuras, que facilitam a entrada de água, comprometendo completamente a durabilidade dos revestimentos (CARASEK, 2011).
O teor de cimento tem grande influência na argamassa, quando utilizado um alto teor provoca fissuras na superfície, devido a retração por secagem, e por outro lado, um baixo teor do aglomerante causa falhas na interface pasta/agregado, como pode ser visto na Figura 2.
Figura 2: Teores de cimento
2.1.1.2 Cal
A NBR 11172 (1990) define a cal hidratada como um pó seco, obtida através da hidratação apropriada de cal virgem, composta essencialmente de hidróxido de cálcio ou de uma mistura hidróxido de magnésio e hidróxido de cálcio, ou ainda, de uma mistura de hidróxido de magnésio, hidróxido de cálcio e óxido de magnésio.
Em argamassas que somente tem presença de cal, sua finalidade principal é servir como aglomerante da mistura. Neste tipo de argamassa, sobressaem as propriedades de trabalhabilidade e a capacidade de absorver deformações. No entanto, são reduzidas as suas características de aderência e resistência mecânica (ABCP, 2002).
Conforme ABCP (2002) em argamassas mistas, de cal e cimento, acontece retenção de água em volta de suas partículas, devido a finura da cal, como resultado há uma maior retenção de água na argamassa. Sendo assim, a cal consegue favorecer uma melhor hidratação do cimento, além de contribuir expressivamente para a trabalhabilidade e capacidade de absorver deformações.
Bauer (2005) salienta que a cal hidratada age como plastificante e um bom retentor de água em argamassa de revestimento, ocupando parcialmente o substrato, impedindo desse modo futuras fissuras e retrações. Segundo Guimarães (2002) a cal atua como um ligante na argamassa, tendo como principal função a união com os blocos eficientemente de maneira duradoura, seja no assentamento ou no revestimento. Outra atribuição da cal na argamassa é penetrar nos vazios dos blocos, cimentando-os, pela reação química com o anidrido carbônico do ar e pelo processo de recristalização dos hidróxidos, oferecendo a aderência da argamassa nos blocos.
2.1.1.3 Areia
A NBR 7211 (1983) define como agregado miúdo as areias de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a combinação de ambas, quanto a classificação granulométrica, os grãos de areia são passantes pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 mm.
Segundo ABCP (2002) as areias empregadas na produção de argamassas podem ser originadas de rios, cava ou britagem. De acordo com Dubaj (2000), a areia de rio é o agregado mais
______________________________________________________________________________
aplicado nas misturas de argamassas. Esse material tem como funções principais reduzir o consumo de aglomerantes, diminuir a retração, aumentar a resistência à compressão e auxiliar no preenchimento dos vazios.
A granulometria do agregado miúdo influência nas quantidades de aglomerantes e água da mistura. Deste modo, quando a curva granulométrica não é contínua ou possui excesso de finos, passa-se a ter um maior consumo de água de amassamento, causando maior retração por secagem na argamassa e reduzindo a resistência mecânica. Na Tabela 3 percebe-se a influência do material fino, da granulometria e angulosidade dos grãos da areia, nas propriedades da argamassa (ABCP,2002).
Tabela 3: Influência das características da areia nas propriedades da argamassa
Fonte: ABCP (2002, p. 14)
2.1.1.4 Água
Conforme ABCP (2002) a água proporciona continuidade à mistura, possibilitando que ocorra as reações entre os diversos componentes, especialmente as do cimento. Por mais que a água seja o processo diretamente operado pelo pedreiro, afim de regular a consistência da mistura, adicionando até atingir a trabalhabilidade desejada, é necessário ter o seu teor atendendo ao traço pré-estabelecido, tanto para argamassa dosada em obra quanto na indústria.
É preciso estabelecer cuidados com a água usada no amassamento da argamassa, não devendo apresentar impurezas que venham acarretar prejuízos nas reações entre ela e os compostos do cimento e que não exista nesse procedimento, a renovação de agentes agressivos à argamassa (PETRUCCI, 1998).
2.1.1.5 Adições
De acordo com Almeida (2010) adição é considerado um material inorgânico, inerte finamente dividido, que é adicionado na argamassa com o intuito de melhorar propriedades específicas. Conforme Ribeiro (2007) as adições são materiais extremamente finos, que possibilitam a redução do volume de vazios, fornecendo uma menor porosidade, reduzem a permeabilidade e, consequentemente, melhoram a resistência mecânica.
Para Silveira (1996) esses materiais possuem propriedades pozolanicas ou cimentantes que podem ser empregadas de duas formas diferentes: a primeira como substituição de parte do cimento e a segunda como adição em percentuais proporcionais ao peso do cimento.
Os materiais pozolanicos são classificados pela NBR 12653 (1992) como materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si só apresentam pouca ou nenhuma atividade aglomerante, porém quando finamente divididos e na presença da água, acontece uma reação com o hidróxido de cálcio à temperatura ambiente para desenvolver compostos com propriedades aglomerantes. Esta reação é conhecida como reação pozolânica.
Conforme Dal Molin (2011) os materiais cimentantes são aqueles que não necessitam da presença de hidróxido de cálcio no cimento para formar produtos como C-S-H. Entretanto, a hidratação acontece num processo lento e a qualidade dos produtos cimentantes compostos não se torna ideal para o emprego do material com fins estruturais.
O fíler é considerado um material finamente dividido sem atividade química, sua reação é baseada ao efeito físico de empacotamento granulométrico, possuem pontos de nucleação para a hidratação do cimento (DAL MOLIN, 2011). De acordo com o DNER-EM 367/97 é necessário que o fíler seja um material mineral inerte em comparação aos demais componentes da mistura, onde o material passante seja no mínimo 65% na peneira de 0,075 mm de abertura. Entre as
______________________________________________________________________________
propriedades de melhor desempenho do fíler pode-se citar: a trabalhabilidade, a massa 45 específica, a permeabilidade, a exsudação e a tendência à fissuração (DAL MOLIN, 2005).
Segundo Isaia (2007) encontram-se enumeras vantagens na utilização das adições minerais como, aumento da durabilidade as condições de serviço, benefícios econômicos e sustentabilidade no ramo da construção civil.
2.2 INFLUÊNCIA DOS AGLOMERANTES NAS PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
2.2.1 No estado fresco
De acordo com Costa (2016), o estado fresco das argamassas é considerado o período entre sua produção e a sua aplicação no substrato. As propriedades nesse estado influência de modo direto no resultado final do revestimento, na ocorrência de alguns problemas nas propriedades do estado fresco é possível alterar a dosagem da argamassa, para que se possa evitar problemas futuros.
2.2.1.1 Adesão inicial
Conforme Carasek (2007), a adesão inicial, também chamada de “pegajosidade” é a capacidade de união inicial da argamassa no estado fresco a uma base. Essa propriedade está associada com as características reológicas da pasta aglomerante, especificamente a sua tensão superficial. A redução da tensão superficial da pasta beneficia o umedecimento do substrato, assim reduz o ângulo de contato entre as superfícies e implementação da adesão. Com isso, proporciona um melhor contato físico da pasta com os grãos de agregado e também com sua base, aumentando a adesão.
2.2.1.2 Trabalhabilidade
Para Carasek (2007), trabalhabilidade é a propriedade da argamassa no estado fresco que indica a facilidade com que a mesma pode ser misturada, transportada, aplicada, consolidada e acabada em condição homogênea. A trabalhabilidade é considerada complexa, pois resulta da
combinação de variadas propriedades, como: plasticidade, consistência, retenção de água, exsudação, coesão, densidade de massa e adesão inicial.
De acordo com a ABCP (2002) quando se obtém uma trabalhabilidade correta, a argamassa apresentará um contato mais extenso com a base por meio de um melhor espalhamento. O procedimento de aplicação tende a ampliar a extensão de contato, através da prensagem contra a base e das operações de compactação.
A alteração na trabalhabilidade está ligada à quantidade de água inserida no preparo da argamassa, desde que tenha quantidade suficiente de aglomerante para reter a água adicionada assegurando a estabilidade de volume e coesão na sua aplicação. No entanto, quando existir excesso de água na argamassa em consequência da perda de coesão ela se tornará fluída e menos trabalhável, incapacitando a sua utilização (RECENA, 2015).
2.2.1.3 Capacidade de retenção de água
De acordo com Maciel et al. (1998), retenção de água é a propriedade da argamassa que apresenta a capacidade de reter a água de amassamento contra a evaporação ou contra a sucção da base. A retenção propicia que as reações de endurecimento da argamassa se tornem mais gradativa, viabilizando a correta hidratação do cimento, resultando no ganho de resistência.
A determinação da retenção de água pode ser analisada através do método encontrado da norma NBR 13277 (2005) – Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da retenção de água.
Para Carasek (2007), quando a massa argamassada é aplicada sobre substratos com alta sucção de água ou há predominância de altas temperaturas, baixas umidades relativas e ventos fortes é fundamental compreender esta propriedade. Um dos fatores que alteram a menor ou maior retenção de água é a composição do material. A Figura 3 ilustra o aumento da retenção para diferentes argamassas.
______________________________________________________________________________
Figura 3: Variação da retenção em função da composição da argamassa
Fonte: Carasek (2007, p.16)
2.2.1.4 Consistência
Segundo Carasek (2007), a consistência é uma propriedade na qual a argamassa tem uma menor ou maior facilidade de se deformar por efeito de ação das cargas impostas. As argamassas mais fluidas apresentam misturas com tensão de escoamento mais baixas. O mesmo autor classifica a massa argamassada em:
• Argamassa seca: a pasta de aglomerante preenche os vazios entre os agregados, possibilitando o contato entre os grãos;
• Argamassa plástica: a camada de pasta aglomerante “molha” a superfície dos agregados, estabelecendo uma boa adesão entre eles;
• Argamassa fluída: as partículas do agregado encontram-se submersas na pasta de aglomerante, sem coesão interna, sujeitas a segregação. Os grãos de agregado não possuem resistência ao deslizamento e a argamassa por ser muito líquida não propicia a adequada execução do trabalho.
Sousa e Filho (2013) ressaltam que a consistência e a plasticidade são as principais propriedades que indicam a condição de trabalhabilidade das argamassas de revestimento. Em determinados momentos, essa condição vira sinônimo dessas duas propriedades.
A Determinação da consistência pode ser avaliada pelo método de ensaio da norma NBR- 13276 (2005) - Argamassa para assentamento de paredes e revestimento de paredes e tetos - Determinação do teor de água para obtenção do índice de consistência-padrão.
2.2.1.5 Retração
Segundo Santos (2008b) a retração em argamassas acontece por causa da perda rápida de água de amassamento e também pelas reações na hidratação dos aglomerantes, originando as fissuras nos revestimentos. As argamassas ricas em cimento possuem maiores chances de ocorrer o surgimento de fissuras durante a secagem. Conforme Maciel et al. (1998), nas argamassas consideradas fortes que são aquelas com um alto teor de cimento, com espessuras superiores a 2,5 cm e argamassas em que o sarrafeamento e desempeno foram executados antes do tempo a fim de conseguir a umidade adequada a essas operações, as fissuras prejudiciais surgem com frequência. Na Figura4 pode ser observado o fissuramento em argamassas fortes e fracas.
Figura 4: Fissuração da argamassa por retração na secagem
Fonte: Maciel et al. (1998)
O teor de materiais pulverulentos e o teor de água das argamassas também influenciam na retração. Assim sendo, quanto maior o teor de finos, maior a retração, pois necessita de maior quantidade de água de amassamento. A variação do volume da pasta aglomerante acarreta na perda
______________________________________________________________________________
de desempenho das argamassas aplicadas, principalmente no que se refere à durabilidade e estanqueidade (CARASEK, 2010).
2.2.1.6 Calor de hidratação
No decorrer do processo de hidratação do cimento os constituintes que reagem com a água liberam energia em forma de calor, essa quantidade de calor é conhecida como calor de hidratação. Em regiões quentes o acúmulo de calor provoca fissuração de origem térmica, em contrapartida os lugares com baixas temperaturas fornecem energia de ativação para as reações de hidratação. Por consequência disso, ao trabalhar em locais com temperaturas menores que 15°C, ou com água de dosagem com temperaturas menores que 20 °C provoca baixo calor de hidratação ocasionando o retardamento das resistências iniciais (MEHTA E MONTEIRO, 1994).
2.2.2 No estado endurecido
As argamassas no estado endurecido dispõem de propriedades que podem ser analisadas diretamente em corpos de prova, já outras propriedades devem ser avaliadas agregando estas argamassas em um substrato (TREVISOL, 2015).
2.2.2.1 Resistência mecânica
Conforme Carasek (2007), a resistência mecânica corresponde à capacidade dos revestimentos de apresentar um estado de consolidação interna que suporta esforços mecânicos das mais diversas naturezas que correspondem, em geral, por tensões simultâneas de compressão, tração e cisalhamento.
De acordo com a ABCP (2002) alguns exemplos das solicitações de compressão, tração e cisalhamento são os esforços de abrasão superficial, cargas de impacto e movimentos de contração e expansão dos revestimentos por efeitos de umidade.
Para Baía e Sabbatini (2008) a resistência mecânica está associada aos aglomerantes e agregados que constituem a argamassa, portanto quanto maior a quantidade de aglomerante mais
resistência possui a argamassa, outro fator que também interfere nas propriedades é a forma de execução.
2.2.2.2 Capilaridade
Conforme Pinto (1998), a capilaridade é definida como a propriedade de um material em possibilitar a sucção de água quando em contato com ela e depende de diversas condições, como a dimensão dos raios capilares, as forças de tensão superficial água/material e o ângulo de contato capilar. Yazigi (2009, p.516) descreve que:
A água é conduzida, através de canais capilares existentes no material, pela tensão superficial. Caso a água seja absorvida permanentemente pelo material de construção em região em contato direto com o terreno, e não seja eliminada por ventilação, será transportada gradualmente para cima, pela capilaridade. Esse é o mecanismo típico de umidade ascendente.
A passagem de umidade está condicionada as características do material assim como fatores externos que estão relacionados à condição de temperatura, chuvas, umidade relativa, incidência de radiação solar e pressão do vento (PEIXOTO, et al., 2008).
2.2.2.3 Durabilidade e Carbonatação
De acordo com a ABCP (2002) a durabilidade dos revestimentos de argamassa pode ser definida como a capacidade de preservar o desempenho de suas funções, é uma propriedade complexa e é necessário adotar procedimentos apropriados desde o projeto até o uso final. Assim sendo, na fase de projeto precisa-se detalhar os materiais para que haja a compatibilização do revestimento com as condições a que será exposto ao longo da sua vida útil. Já para a etapa de uso, é recomendado um programa de manutenção regular afim de ter especificações coerentes. As causas mais frequentes que comprometem a durabilidade dos revestimentos são as movimentações de origem térmica, higroscópica ou imposta por forças externas, a espessura dos revestimentos e a cultura e proliferação de microrganismos.
Silva (2002) afirma que a maioria das pesquisas relacionadas a durabilidade em argamassas é referente ao entendimento do processo de carbonatação e os fatores que interferem nesse caso:
______________________________________________________________________________
cura, composição, cimento, fator água cimento e porosidade. Neves (2005) complementa que além dos fatores citados as condições de umidade, concentração de gás carbônico (CO2), teor e tipo de adições influenciam na velocidade de carbonatação.
Bauer (2012) salienta que a carbonatação é uma reação química que acontece de modo previsto nas argamassas. Essa reação ocorre pela cal presente na mistura, que em contato com o gás carbônico existente na atmosfera leva ao endurecimento dos grãos por recombinação química entre o hidróxido de cálcio e o gás carbônico. Essa reação necessita de água e acontece em temperatura ambiente, em um processo que precisa ocorrer de maneira lenta, caso contrário resulta na insuficiência dos cristais de carbonatos, afetando a durabilidade do produto final. A desagregação da camada de reboco é uma das causas da insuficiência de carbonatação da cal. Com o propósito de assegurar o tempo de carbonatação da cal é aplicada uma película de pintura com intervalo maior que 30 dias depois da execução do reboco.
2.2.2.4 Resistência de aderência
A ABCP (2002) conceitua a aderência como a propriedade que garante à camada de revestimento suportar às tensões normais e tangenciais que atuam na interface com a base. A aderência se desenvolve principalmente por meio da ancoragem da pasta aglomerante nos poros da base, momento em que parte da água de amassamento que possui aglomerantes é absorvida pelos poros da base onde acontece seu endurecimento, e também pela ancoragem mecânica da argamassa nas reentrâncias e saliências macroscópicas da região que será revestida. A Figura 5 mostra como deve ser uma adesão correta entre o revestimento e o substrato:
Figura 5: Adesão adequada entre o revestimento e o substrato
Maciel et al. (1998) complementam que a aderência é resultante da extensão de aderência da argamassa, da resistência de aderência à tração e da resistência de aderência ao cisalhamento. As propriedades da argamassa no estado fresco influenciam na aderência, como também o sistema de execução do revestimento, as características e natureza da base e da sua limpeza superficial. Consegue-se medir a resistência de aderência à tração do revestimento através do ensaio de arrancamento por tração.
2.3 RESÍDUO DE REVESTIMENTO PÉTREO
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (NBR 15012, 2013) define rocha ornamental como um material pétreo natural que pode ser empregue em revestimentos internos e externos, elementos de composição arquitetônica, estruturas, decoração e arte funerária.
O processo de extração e as atividades industriais do setor de rochas ornamentais geram com frequência resíduos de diversos volumes e graus de aproveitamento. As chamadas marmorarias também produzem resíduos, cujo a maioria são fragmentos de vários tipos de rochas, de formas irregulares e de diversas espessuras, comumente encontrando-se descartados de maneira irregular (FRASCÁ; QUEIROZ, 2008).
Os dados da ABIROCHAS (2013) indicaram um montante relativo aos rejeitos de processamento de 41% da fabricação de rochas ornamentais, em 2012 o Brasil totalizou uma produção de 9,3 milhões de toneladas de rochas, formando 3,35 milhões de toneladas de resíduo, considerando os resíduos desde a extração até o esquadrejamento das peças.
A primeira fase da produção de rochas ornamentais é a extração e limita-se a remover o material útil ou economicamente aproveitável de maciços rochosos ou matacões. Na lavra, se obtém blocos prismáticos de várias dimensões, com volume variando de 5 m³ a 10 m³ (REIS E SOUZA, 2003).
De acordo com Vazzoler (2015) os resíduos do beneficiamento produzidos pelos processos de desdobramento dos blocos em placas e de tratamento de superfícies de rochas ornamentais, pode ou não possuir traços de granalha, isso depende do tipo de tear usado no processo de desdobramento. O desdobramento das rochas, que é a etapa de corte em placas semiacabadas a partir de blocos, sendo a primeira etapa do beneficiamento das rochas ornamentais. As placas
______________________________________________________________________________
semiacabadas são cortadas em espessuras que variam de 1 cm a 3 cm com a ajuda de máquinas de corte denominadas teares.
Segundo Uliana (2014), no processo de beneficiamento, que diz respeito ao desdobramento dos blocos e polimento superficial das chapas, é produzido uma quantidade expressiva de rejeito na forma de lama, que é denominado pelo IEMA ES como Lama do Beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO). Na etapa de beneficiamento também é gerado resíduos de pedaços de chapas que se rompem ao longo do processo de fabricação e que ultrapassam os limites dos tamanhos dos blocos, com essas dimensões fora de padrão e irregularidades não é possível que sejam utilizadas como placas, sendo chamadas então de cascalhos, os quais serão objeto deste estudo.
2.3.1 Argamassas de revestimento produzidas com resíduo de revestimentos pétreos
Os resíduos de revestimento pétreo utilizados como adição ou substituição na realização de materiais alternativos, visa principalmente a preservação de recursos naturais e consequente redução dos impactos ambientais que a produção e má disposição desses rejeitos gera. De acordo com Uliana (2014), para que seja possível empregar esses rejeitos industriais é preciso fazer sua completa caracterização, de forma que se possa analisar as suas reais condições de utilização. Neste contexto, vários pesquisadores já estudaram os resíduos pétreos, identificando suas características típicas e determinando a viabilidade de sua aplicação como materiais de construção, procurando mitigar seus impactos ambientais.
Devido à utilização de adições minerais em matrizes cimentícias acontecem algumas modificações originadas por efeitos físicos e químicos. Podem ser citados três efeitos físicos: efeito fíler, diluição do cimento Portland e nucleação (DESTEFANI E HOLANDA, 2011). O efeito fíler refere-se ao desempenho provocado por uma adição mineral inerte finamente moída inserida à matriz cimentícia. O fíler ocasiona empacotamento granulométrico, colmatando poros (CARMO E PORTELLA, 2008). A diluição é um efeito da substituição de uma parcela do cimento por uma mesma quantidade de material mineral. Uma vez que o material mineral utilizado não possibilitar a reação química na matriz cimentícia, a quantidade menor de cimento acarretará na redução na quantidade de produtos hidratados (LAWRENCE, CYR E RINGOT, 2003). No interior de uma
mistura cimentícia as partículas finas da adição servem como pontos de nucleação, sendo capaz de agilizar o processo de hidratação do cimento Portland pela redução da película hidratada desenvolvida em torno dos grãos de cimento, como indicado na Figura 6 (GONÇALVES, 2000; MORAES, 2001; LAWRENCE, CYR E RINGOT, 2003).
Figura 6: Efeito da adição mineral na espessura da camada hidratada nas partículas de cimento Portland
Fonte: Lawrence, Cyr e Ringot (2003)
Com relação às propriedades físicas dos resíduos utilizados, Calmon et al. (2005), Alyamaç e Ince (2009), Al-Akhras, Ababneh e Alaraji (2010), Topçu, Bilir e Uygunoglu (2009), Corinaldesi, Moriconi e Naik (2010) e Mármol et al. (2010) salientam que a baixa granulometria e a área específica são as propriedades mais relevantes para a aplicação em matrizes cimentícias quando atuando como fíler, incorporado ou substituindo o cimento, já que podem melhorar o desempenho mecânico do materiais com o preenchimento dos poros e os efeitos de nucleação.
Ramos et al. (2013) investigaram argamassas preparadas com substituição parcial do cimento Portland por resíduo do corte de granito, quanto à resistência à compressão e à durabilidade dessas argamassas. O resíduo foi analisado em diferentes níveis de finura. Onde os resultados revelaram que a substituição em até 38% de cimento por resíduo de granito suficientemente moído, gerou matrizes mais densas, se comparadas com matrizes sem substituição aumentou a resistência a cloretos e reduziu a expansão álcali-sílica em mais de 60%. Já referente à resistência à compressão, a substituição do cimento Portland pelo resíduo em 10% provocou uma redução em
______________________________________________________________________________
torno de 10% dessa resistência, enquanto a resistência à compressão da argamassa com 5% de substituição encontrou-se muito próxima à atingida pela argamassa de controle.
Segundo Uliana (2014), no estado fresco as matrizes cimentícias são diretamente influenciadas pela ação de adições minerais. Quando possuem baixa granulometria tendem a elevar o consumo de água à proporção que são adicionadas, assim para maiores teores de incorporação/substituição da adição resultam em menores trabalhabilidades. Referindo-se a materiais de alta finura, os resíduos de rochas tendem a reduzir a trabalhabilidade e exige maior quantidade de água.
Alzboon e Mahasneh (2009) em sua pesquisa fizeram a substituição da água do traço do concreto pela lama gerada no corte dos blocos, em seu estado úmido, logo depois do uso nos teares. Concluíram que esta substituição acima de 25% não atinge bons resultados quanto à trabalhabilidade pela grande quantidade de finos que prejudicam a fluidez das misturas, sendo essa a principal diferença entre os concretos referência e com substituição. Em contrapartida, Hameed e Sekar (2009), Corinaldesi, Moriconi e Naik (2010), Colangelo, Marroccoli e Cioffi (2010) que analisaram especificamente as argamassas verificaram maior trabalhabilidade das matrizes, especialmente com a redução da demanda por aditivos, comprovado por uma maior resistência à segregação.
De acordo com Uliana (2014) as propriedades analisadas no estado endurecido, como a resistência à compressão axial e o módulo de elasticidade, são importantes para viabilizar a aplicação de materiais residuais para a construção civil, pois se estas propriedades não tiver o desempenho necessário, pode impossibilitar a sua utilização.
O emprego do resíduo como substituição do cimento apresentou que, para percentuais, o efeito fíler não é suficiente para compensar a ação aglomerante, onde os resultados das substituições acima de 10% obtiveram uma redução significativa da resistência à compressão como comprovam Corinaldesi, Moriconi e Naik (2010), Colangelo, Marroccoli e Cioffi (2010) e Mármol et al. (2010). Porém com exceção de Al-Akhras, Ababneh e Alaraji (2010) que identificou na sua pesquisa que em teores de até 15% de substituição de cimento por resíduo há uma tendência do
aumento da resistência à compressão, o que explicado pelos autores, dado ao processo de queima feito no material antes da aplicação (temperatura de 700º C). Os autores recomendam que a substituição de cimento por resíduos atinge resultados aproximados aos de referência quando em teores de 5%.
Para Uliana (2014), o módulo de elasticidade é considerado uma propriedade significativa que indica a rigidez de um material, então, quando os valores são altos, apresentam dificuldade de deformação. Almeida et al. (2007), Almeida, Branco e Santos (2007), e Gencel et al. (2012) notaram uma tendência de redução do módulo de elasticidade dos concretos preparados com o aumento do teor de resíduo aplicado na substituição de agregado miúdo, já que são materiais com granulometrias distintas.
Uliana (2014) examinou a potencialidade de substituição parcial do cimento Portland (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) na fabricação de argamassas por material gerado do tratamento térmico aplicado. Avaliou-se a potencialidade pozolânica do resíduo preparado por Uliana (2014) a partir do método de Luxán, medição da variação da condutividade elétrica, para cada tipo de tratamento térmico aplicado em diversas temperaturas máximas: 1.200 ºC com resfriamento lento; 1.300 ºC com resfriamento rápido, 1.400 ºC com resfriamento rápido; 1.500 ºC com resfriamento rápido. O ensaio de Luxán revelou que o resíduo termicamente tratado teve variação na condutividade elétrica constantemente superior ao resíduo sem tratamento térmico. Entre os tratamentos aplicados, os resultados obtidos para os tratamentos a 1.200 ºC e a 1.500 ºC apontaram material de pozolanicidade moderada, enquanto os de 1.300 ºC e 1.400 ºC não proporcionaram resultados que mostrassem material pozolânico. A autora apresentou que no tratamento a 1.200 ºC, embora o resfriamento do material ser longo e não brusco, características de amorfismo foram detectadas, possivelmente por causa da alta viscosidade do material aquecido, que complicou a reorganização da estrutura cristalina.
O tratamento térmico promove a reorganização da estrutura cristalina do material e o RBRO, que se compõe principalmente de dióxido de silício após tratamento térmico, torna-se um material ainda rico em sílica (CALMON ET AL., 1997; ULIANA, 2014). Uliana (2014) constatou que o tratamento térmico que foi adotado ao seu resíduo transformou a estrutura cristalina do material, produzindo halo amorfo, vistos em difração de Raios X, também em corpos de prova com
______________________________________________________________________________
idade de 91 dias foi permitido observar preenchimento dos poros por produtos das reações pozolânicas.
De modo geral, os resultados apontados pelas pesquisas acima mencionadas evidenciam que com o adequado controle dos parâmetros, o resíduo do beneficiamento de rochas ornamentais é uma opção eficiente no que diz respeito ao desempenho mecânico dos materiais ao ser empregue à matrizes cimentícias, o que o torna tecnicamente viável na produção de argamassas.
3 METODOLOGIA
Neste item será descrita a metodologia de pesquisa utilizada, assim como as estratégias para a realização da pesquisa, os materiais e métodos empregados e o cronograma das atividades que serão executadas ao longo do trabalho.
3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM
O método é o caminho a ser seguido pelo pesquisador desde o início, com a formulação do problema, até a comprovação da hipótese no final da pesquisa. Segundo Gil (2008) para um conhecimento ser considerado científico, é necessário determinar os métodos que possibilitaram chegar a essa compreensão.
Conforme Mazzotti e Gewandsznajder (1999) o método cientifico é considerado pra muitos filósofos um método capaz de testar e selecionar as melhores hipóteses e teorias. O mesmo autor ainda salienta que uma das características fundamentais do método científico é a tentativa de solucionar problemas através de hipóteses, que possam ser avaliadas por meio de observações ou experiências.
De acordo com Gil (2008) o método de abordagem explica os procedimentos lógicos que precisarão ser seguidos no método de investigação científica da natureza, da sociedade e dos fatos. Nele o pesquisador decide a abrangência de sua pesquisa, validade de suas generalizações e das regras de explicação dos fatos. Os métodos incluídos nesse grupo são: dedutivo, indutivo, hipotético-dedutivo, dialético e fenomenológico. Onde cada um deles associa-se a uma das correntes filosóficas que se compromete a explicar como se procede o conhecimento da realidade.
3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA
Para cada tipo de pesquisa há um método, uma técnica específica para o seu desenvolvimento. Então o pesquisador delimita o assunto que será investigado e busca instrumentos que irão ajudar na coleta e interpretação dos dados. Geralmente a pesquisa é qualitativa, que visa o aprofundamento do dado; ou quantitativa, que procura trabalhar o dado imediato, quantificando, medindo e mensurando. Assim segundo Knechtel (2014), destacam-se algumas modalidades de pesquisa:
______________________________________________________________________________
• Pesquisa bibliográfica: estudo sistematizado desenvolvido por meio de material escrito, filmado ou gravado, de acesso ao público em geral de materiais já publicados.
• Pesquisa documental: seu estudo é dado com base em documentos; tudo que pode ser registrado serve de objeto desta pesquisa; objetivando o registro de dados e a organização destes.
• Pesquisa de campo: investigação que coleta dados in loco, em que se procura informações sobre algum objeto, a fim de conferir os dados coletados com o referencial teórico sobre o dado.
• Pesquisa participante: de cunho social, que envolve várias pessoas da sociedade para examinar sua própria realidade; é uma atividade de ação social e educativa. • Pesquisa experimental: reprodução de maneira monitorada de um fato ou fenômeno,
a qual pretende descobrir os fatores que o produzem ou que por ele são produzidos. • Pesquisa-ação: a que envolve mais de um pesquisador, de áreas distintas, estudando
sobre o mesmo problema, sugerindo soluções diversas.
• Estudo de caso: procura-se detalhar e aprofundar um caso determinado já acontecido ou observado in loco, a partir de algumas fontes teóricas.
Neste trabalho serão utilizados dois procedimentos técnicos para análise da substituição do cimento Portland por resíduos de revestimentos pétreos: o primeiro conhecido como pesquisa bibliográfica e o segundo como pesquisa experimental.
3.2.1 Pesquisa bibliográfica
Para Gil (2008) a pesquisa bibliográfica é desenvolvida a partir de material já elaborado, formado especialmente de livros e artigos científicos. O principal benefício dessa pesquisa é possibilitar ao investigador a abrangência de muitos fatos, mais ampla comparada à que poderia
ser diretamente pesquisada. De acordo com Marconi e Lakatus (2003) em meio aos tipos de fontes bibliográficas destacam-se:
• Publicações: livros, teses, monografias; • Imprensa escrita: revistas e jornais;
• Meios audiovisuais: televisão, rádios, filmes; • Material cartográfico.
3.2.2 Pesquisa experimental
Conforme Gil (2008) de maneira geral, o experimento é o que melhor retrata o modelo de pesquisa científica. Fundamentalmente a pesquisa experimental baseia-se em determinar um item de estudo, escolher as variáveis que podem influenciá-lo, definir os modos de controle e de observação das consequências que a variável provoca no objeto.
Segundo Mazzotti, Gewandsznajder (1999) na ciência é preciso estar consciente e admitir que nem sempre as opiniões sobre determinado assunto estarão corretas, para isso é necessário e de grande importância que as hipóteses sejam testadas experimentalmente, a fim de provocar menos erros possíveis.
3.3 DELINEAMENTO DA PESQUISA
O estudo da substituição parcial do cimento por resíduos de granito finos em argamassa de revestimento foi delimitado em sete etapas principais, conforme Figura 7. A primeira etapa foi a escolha do tema, assim como a metodologia que seria aplicada, então realizou-se uma pesquisa bibliográfica sobre o assunto, observando que há poucos trabalhos semelhantes por se tratar da trituração do resíduo. Após a parte teórica de pesquisa, iniciou-se a preparação e caracterização dos materiais, assim permitindo o começo das moldagens dos corpos de prova. Com os ensaios finalizados e com os resultados dos mesmos analisaram-se os dados e elaborou-se, portanto, a conclusão.
