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Artigo submetido ao Curso de Engenharia Civil da UNESC - como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheiro Civil

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO PORTLAND POR RESÍDUO DE CERÂMICA VERMELHA

NA ARGAMASSA DE REVESTIMENTO

Cleyton de Sá (1), Elaine Guglielmi Pavei Antunes (2);

UNESC – Universidade do Extremo Sul Catarinense (1)[email protected], (2)[email protected]

RESUMO

A crescente produção de resíduos resulta em uma grande preocupação quanto à disposição final dos materiais. Os resíduos da indústria de cerâmica vermelha despertam o interesse para o uso em argamassas e concretos pois são capazes de gerar reação pozolânica devido a sua composição e finura. Neste trabalho, foram realizados testes com os resíduos coletados em uma empresa da região Sul de Santa Catarina, caracterizando-os quanto as suas propriedades pozolânicas e, posteriormente, produzindo argamassas de revestimento com 10%, 20% e 30% de substituição em relação à massa de cimento. Verificou-se a influência do resíduo na resistência à tração na flexão, resistência à compressão, absorção de água por capilaridade, coeficiente de capilaridade e módulo de elasticidade. Com base na análise dos resultados, pôde-se constatar que as argamassas com percentuais de substituição não apresentaram resultados tão significativos quando comparados às argamassas de referência.

Palavras-Chave: Resíduo de Cerâmica Vermelha. Argamassa de Revestimento. Reação Pozolânica.

1. INTRODUÇÃO

As pesquisas sobre os problemas ambientais e econômicos causados pela

disposição de rejeitos e/ou resíduos industriais, comerciais e oriundos da construção

civil, por exemplo, têm se intensificado nos últimos anos, no Brasil e no exterior.

(SOUZA, 2013).

A incorporação desses rejeitos em novos produtos ou componentes se justifica pelo

fato de minimizar a degradação dos recursos naturais. Ademais, há que se

considerar a possibilidade da diversificação de novos produtos no mercado com

diminuição do custo final (MEDEIROS et al., 2010).

A incorporação de adições minerais na produção de cimentos ou concretos confere

maior sustentabilidade na cadeia produtiva do material, pois possibilita a reciclagem

de subprodutos ou resíduos industriais, reduz as emissões perigosas lançadas na

mailto:[email protected]

2 Artigo submetido ao Curso de Engenharia Civil da UNESC - como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheiro Civil

UNESC- Universidade do Extremo Sul Catarinense – 2017/02

atmosfera durante a sua fabricação, bem como minimiza o gasto de energia e, por

vezes, o consumo de recursos naturais não renováveis (GARCIA et al., 2014).

Conforme a definição da Resolução do Conama n. 307 (BRASIL, 2002, p. 1), os

chamados resíduos da construção civil são:

[...] os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica, etc., comumente chamados de entulho de obras, caliça ou metralha.

A viabilidade do uso de resíduos na construção civil depende de sua quantidade e

localização (CINCOTTO, 1988 apud MEDEIROS et al., 2010). Em Santa Catarina,

segundo dados da Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina (FIESC)

de 2014, existem 700 empresas de cerâmica vermelha, sendo que 160 localizam-se

na região sul do estado (DIÁRIO DE NOTÍCIAS, 2015).

Para Sales (2014), a quantidade de resíduos gerados na construção civil varia de

acordo com os métodos de produção. Nas indústrias de cerâmica vermelha, os

resíduos - fragmentos de blocos, tijolos, telhas e lajotas – são geralmente gerados

pela quebra dos materiais, seja na queima , manuseio ou transporte dos mesmos.

No Brasil, em 2013, foi estimada uma produção de 70,8 bilhões de peças de

cerâmica vermelha (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, 2015).

Aproximadamente 30% das empresas em todo o Brasil reduziram suas perdas para

5 a 10%, as demais ultrapassam 15%, segundo relato de Pagnan (2016), presidente

do Sindicato da Indústria da Cerâmica Vermelha (SINDICER).

As adições minerais são constituídas de materiais silicosos finamente fragmentados

que, quando incorporados ao cimento, interagem quimicamente e fisicamente com

os produtos da hidratação do clínquer ou do cimento, transformando a

microestrutura do material. A reação entre a adição mineral e o hidróxido de cálcio

[Ca(OH)2], produzido ao longo dessa hidratação, forma silicato de cálcio hidratado

(CSH), sendo designada como reação pozolânica (DAL MOLIN, 2011).

Materiais pozolânicos são substâncias naturais ou pozolanas industriais, silicosos ou

silicoaluminosos, ou uma combinação destes. Não endurecem por si próprios

quando misturados com água, mas obtêm essa propriedade ao reagir, em

temperatura ambiente, com hidróxido de cálcio dissolvido, para formar compostos de



silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio, que desenvolvem resistência mecânica.

(JACKSON, 2004).

Os resíduos de cerâmica vermelha apresentam propriedades capazes de gerar

reação pozolânica, mas não são empregados no país como pozolanas. A argila

calcinada, principalmente a de composição caulinítica (metacaulinita), é o tipo mais

comum de adição mineral e vem conquistando espaço no mercado brasileiro

(GARCIA et al., 2014).

Os materiais advindos da cerâmica vermelha são submetidos à queima com

temperaturas entre 800ºC e 1000ºC, sendo o processo responsável por diversas

transformações físico-químicas das peças, como perda de massa, desenvolvimento

de novas fases cristalinas, formação da fase vítrea e sinterização dos grãos

(JUNIOR et al., 2013).

As propriedades das cerâmicas fabricadas e, consequentemente, seus resíduos

estão relacionadas com a velocidade em que acontece o aumento de temperatura, a

temperatura máxima atingida durante o processo de queima e o seu tempo de

permanência, a velocidade de resfriamento e a regularidade da temperatura no forno

(KAZMIERCZAK, 2007).

Mehta e Monteiro (2008) destacam algumas vantagens do uso de pozolana em

concreto com cimento Portland, como o aumento da resistência à fissuração pela

redução da reação álcali-agregado, aumento da trabalhabilidade do material,

impermeabilidade e também maior durabilidade.

Os revestimentos exteriores, como as argamassas, desempenham um papel

fundamental para a vida útil de uma estrutura, pois a recobrem como uma pele,

sendo a primeira camada de proteção, estando mais sujeitos as ações de

degradação (ASHWORTH, 1996).

Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho

mecânico na resistência à tração e compressão, testes de absorção da água por

capilaridade, coeficiente de capilaridade e módulo de elasticidade da argamassa de

revestimento com percentuais de 10%, 20% e 30% de substituição da massa de

cimento pelo resíduo de cerâmica vermelha.



2. MATERIAIS E MÉTODOS

As principais etapas do procedimento experimental adotado neste trabalho

encontram-se no fluxograma apresentado na Figura 1.

Figura 1: Fluxograma das etapas do trabalho.

Fonte: Do Autor, 2017.



Para verificar a influência do resíduo de cerâmica vermelha no comportamento das

argamassas, produziram-se misturas com percentuais de substituição em relação à

massa de cimento, de 10%, 20% e 30%.

Os resíduos apresentados na Figura 2 foram coletados de uma empresa da cidade

de Sangão, situada na região sul de Santa Catarina. Para adequar-se à etapa de

moagem, os resíduos foram fragmentados manualmente e, posteriormente,

inseridos no britador de mandíbula. De acordo com a ABNT NBR 12653 (2014), para

o material ser caracterizado como pozolânico, o mesmo deve ter quantidade inferior

a 20% de material retido na peneira com abertura de 45 µm. Para obter essa finura,

os resíduos foram moídos em moinho excêntrico com bolas de alta alumina (marca

Servitech, modelo CT-242) e em seguida, passaram por secagem em estufa a 105 ±

5 ºC. O tamanho da partícula final dos resíduos foi verificado em um granulômetro a

laser Cilas 1064 no Laboratório de Desenvolvimento e Caracterização de Materiais,

pertencente ao Instituto de Engenharia e Tecnologia (IDT/UNESC).

Figura 2: Resíduo de cerâmica vermelha.


As técnicas utilizadas para a caracterização química e micro estrutural foram:

Espectrometria de fluorescência de raios X (FRX): espectrômetro de raios X

por dispersão de comprimento de onda, do Laboratório de Controle de

Qualidade P+D+I (Esmalglass/Morro da Fumaça) e

Difratometria de raios X (DRX): ensaios de difratômetro de raios X, do Instituto

de Engenharia e Tecnologia (IDT/UNESC), marca Shimadzu, modelo XRD-

6000, goniômetro teta-teta, radiação k-α com tubo de cobre de comprimento



de onda (λ) de 1,5406 Å. O passo realizado nas análises foi de 2°/min. O

range de medida foi de 3 a 80°, com 25 kV de voltagem e 25 mA de corrente

elétrica.

A mistura da argamassa foi executada como determina a ABNT NBR 13276 (2016)

no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) do IDT/UNESC. Adotou-se

como traço de referência 1: 3 (cimento: areia) com percentual de substituição de

10%, 20% e 30% de cimento por resíduo de cerâmica vermelha. O índice de

consistência foi fixado em (260 ± 5) mm, como prescreve a ABNT NBR 13276

(2016). Para o índice de consistência fixado, obteve-se uma relação água/cimento

de 0,50 para as amostras de referência. A Tabela 1 apresenta os traços utilizados

nos experimentos. Para as argamassas com percentuais de substituição que não

obtiveram o índice de consistência estabelecido pela referida ABNT NBR,

adicionaram-se aditivos plastificantes. Nas misturas foram utilizados o cimento CP II

Z 32 e areia lavada média, com massa específica de 2600 kg/m³ e finura de 2,4 mm,

determinado pela ABNT NBR NM 248 (2003).

Tabela 1: Traços das composições.

Tipo de Mistura Composição unitária em massa

(cimento: resíduo: areia: relação água/cimento)

Referência 1: 0: 3: 0,50 10% de substituição 0,90: 0,10: 3: 0,50 20% de substituição 0,80: 0,20: 3: 0,50 30% de substituição 0,70: 0,30: 3: 0,50


A realização do ensaio de resistência à tração na flexão foi realizada como

estabelece a ABNT NBR 13279 (2005). Foram moldados três corpos de prova

prismáticos com largura de 4 cm, profundidade de 4cm e comprimento de 16 cm

para cada tipo de mistura e obedeceu-se ao tempo de cura de 28 dias. Para o

rompimento dos corpos de prova utilizou-se a prensa EMIC, modelo DL10000, no

Laboratório de Ensaios Mecânicos e Metalografia/IDT/UNESC, pertencente ao

Instituto de Engenharia e Tecnologia (IDT/UNESC). Baseando-se na mesma ABNT

NBR, aplicou-se uma carga de (50 ± 10) N/s até a ruptura do corpo de prova.

Para o ensaio de resistência à compressão, utilizaram-se as metades dos três

corpos de prova do ensaio da tração na flexão, conforme determina a ABNT NBR



13279 (2005). Os rompimentos dos corpos de prova foram feitos no

LMCC/IDT/UNESC, utilizando a prensa EMIC, modelo PC200CS. A carga aplicada

foi de (500 ± 50) N/s, conforme determina a mesma ABNT NBR.

O ensaio de absorção de água por capilaridade foi realizado como determina a

ABNT NBR 15259 (2005). Moldaram-se cinco corpos de prova com largura de 4 cm,

comprimento de 16 cm e profundidade de 4 cm para cada tipo de mistura,

obedecendo ao tempo de cura de 28 dias.

Para o ensaio da determinação do módulo de elasticidade, utilizaram-se os

parâmetros da ABNT NBR 8522 (2008), porém com adaptações para aplicação em

argamassas. Os ensaios foram feitos no LMCC/IDT/UNESC, utilizando a prensa

EMIC, modelo PC200CS. Os carregamentos e descarregamentos aplicados nos

corpos de prova obedeceram à velocidade de (0,45 ± 0,15) MPa/s, conforme

estabelece a mesma ABNT NBR.

A fim de melhor discutir os resultados obtidos, realizaram-se os ensaios de

Difratometria de Raio X e Termogravimetria de cada traço de argamassa. Para tal,

utilizaram-se os corpos de prova rompidos nos ensaios mencionados acima.

Os corpos de prova foram fragmentados manualmente e encaminhados para as

análises. A análise de termogravimetria foi realizada no Laboratório de Valoração de

Resíduos (LabValora) do IDT/UNESC. O ensaio de Difratometria de raios X foi

realizado no Laboratório de Química Analítica (CECAM), também do IDT/UNESC.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO De acordo com a ABNT NBR 12653 (2014), para um material ser caracterizado

pozolânico, deve seguir algumas exigências quanto à sua composição química: a

soma dos elementos químicos SiO2, Al2O3 e Fe2O3 deve ser igual ou superior a 70%,

a presença dos elementos químicos SO3 e Na2O devem ser menores ou iguais a 4%

e 1,5% respectivamente e o percentual de perda ao fogo deve ser no máximo 10%.

O resíduo apresentou um resultado de 96,42% na soma dos elementos químicos

SiO2, Al2O3 e Fe2O3, atendendo o requisito. Percebe-se que o teor de presença do

elemento químico Na2O foi de 0,09% e perda ao fogo de 0,4%, além de não

apresentar teor do elemento químico SO3, atendendo todas as exigências químicas



propostas pela ABNT NBR 12653 (2014). A análise química do resíduo encontra-se

na Tabela 2.

Tabela 2: Análise química do resíduo de cerâmica vermelha.

Elementos Teor (%)

SiO2 76,63

TiO2 1,4

Al2O3 17,16

Fe2O3 2,63

Mn3O4 -

MgO 0,37

CaO 0,17

Na2O 0,09

K2O 0,57

P2O5 0,04

Perda ao Fogo 0,4


A Figura 3 apresenta o resíduo após o processo de cominuição e secagem.

Figura 3: Resíduo de cerâmica vermelha após o processo de cominuição.


O difratograma de raios X dos resíduos encontra-se na Figura 4. Ele indica que o

resíduo possui como fase cristalina o quartzo, SiO2 (CPS: 46-1045). A intensidade



do pico principal dessa fase (localizado em 26,6º) indica que o quartzo é a fase

cristalina com maior teor no resíduo, confirmando o que foi apresentado na Tabela 2.

No entanto, após análise do difratograma, percebe-se que o resíduo não apresenta

claramente halo de amorfismo, o que pode indicar pequeno potencial pozolânico.

De acordo com Netto (2006), quanto menor a incidência de picos bem definidos no

gráfico resultante do ensaio, maior o amorfismo do material. O mesmo autor ainda

afirma que quanto maior o amorfismo e menor o teor de impurezas, mais reativo o

material é considerado.

No entanto, com base no difratograma apresentado na Figura 4, verifica-se que o

resíduo de cerâmica vermelha apresenta picos bem definidos, e assim pode-se

afirmar que o material apresenta poucas características amórficas.

Figura 4: Difratograma de raio X do resíduo de cerâmica vermelha.


A Figura 5 apresenta a análise de termogravimetria, curvas TG e DTA, do resíduo de

cerâmica vermelha. Observa-se que o resíduo perdeu uma quantidade significativa

de sua massa entre 0ºC e 200ºC, sendo essa perda referente a água evaporável.

Pode-se afirmar que a perda de massa ocorrida nessa faixa é referente a água pois

o resíduo já havia sido submetido a um processo de queima de aproximadamente

900ºC. Tal fato comprova o motivo de não haver perda de massa significativa após

200ºC. O resíduo sofreu uma perde de massa de 0,79% durante o ensaio.



Ao analisar a Figura 5, observa-se também que o material não apresenta picos

endotérmicos ou exotérmicos. Para Ionashiro et al. (2014, p. 44), efeitos

endotérmicos são produzidos por transições de fase, desidratações e reduções. Já

os efeitos exotérmicos são produzidos por cristalizações ou oxidações.

Figura 5: Análise de Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG/DTA) do

resíduo de cerâmica vermelha.

Fonte: Do Autor, 2017. A Figura 6 apresenta as curvas de distribuição de tamanho de partícula do resíduo

de cerâmica vermelha e também do cimento CP II Z 32.

De acordo com a ABNT NBR 12653 (2014), para que um material seja considerado

pozolânico, 80% da amostra deve passar na peneira com abertura de 45 µm. No

resíduo em estudo, 100% das partículas ficaram abaixo desse tamanho. O cimento,

por sua vez, teve 96,75% das partículas passantes na peneira com abertura de 45

µm.

Figura 6: Curva de distribuição de tamanho de partícula: (A) Resíduo e (B) Cimento.

0

2

4

6

8

10

90

92

94

96

98

100

0 200 400 600 800 1000D

TA

(M

w/m

g)

Massa (

%)

Temperatura (ºC)

TG

DTA

exo



A Fonte: Do Autor, 2017.

3.2 ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA E PRESENÇA DE ADITIVOS PLASTIFICANTES

Para que o índice de consistência das argamassas obedecesse ao especificado pela

ABNT NBR 13276 (2016), as argamassas com substituição parcial do cimento

precisaram receber aditivos plastificantes.

De acordo com a ABNT NBR 11768 (2011), uma das principais funções dos aditivos

plastificantes é modificar a consistência, e assim aumentar o abatimento e a fluidez.

A relação agua/cimento foi fixada para que não houvesse influência na alteração nas

resistências das argamassas.

O aditivo utilizado é de base natural, indicado para promover melhor trabalhabilidade

e impermeabilidade em argamassas de assentamento e revestimento.

A relação água/cimento, o índice de consistência e a quantidade de aditivos

plastificantes inseridos nas misturas encontram-se na Tabela 3.

O percentual de aditivos plastificantes presentes na argamassa foi calculado de

acordo com a composição cimento e resíduo e conforme as indicações do

fabricante.

Conforme apresentado na Figura 6, o resíduo apresentou partículas mais finas que o

cimento. De acordo com Neville et al. (2013, p. 80), quanto mais fino o material,

maior será a necessidade de água para envolver todos os grãos, uma vez que o

material terá um maior número de grãos por unidade de volume.

Observa-se tal ocorrência, pois à medida que o teor de substituição aumentou,

houve a necessidade de aumentar-se a quantidade de inserção do aditivo a fim de

manter a relação água/aglomerante fixada, como visualiza-se na Tabela 3.



Tabela 3: Relação água/cimento, índice de consistência e presença de aditivos plastificantes de cada mistura.

Tipo de Mistura Relação

água/aglomerante Índice de Consistência (mm) Aditivos (%)

Referência 0,50 263 0

10% de substituição 0,50 261 2




3.3 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO

Após realizar os ensaios de acordo com a metodologia apresentada na ABNT NBR

13279 (2005), obtiveram-se os resultados de resistência à tração na flexão.

A Tabela 4 demonstra os resultados de resistência à tração na flexão para cada tipo

de mistura.

Tabela 4: Resultados dos ensaios de resistência à tração na flexão.

Tipo de mistura CP Tração na Flexão (MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão (MPa)

Referência 1 4,97

4,83 0,26 2 4,56

3 5,03

10% de substituição

4 4,00

3,79 0,23 5 3,82

6 3,55


7 2,43

2,47 0,06 8 2,44

9 2,54

30% de substituição 10 3,37

3,34 0,07 11 3,40

12 3,26


Após os resultados obtidos, realizou-se a ANOVA de fator único a fim de comparar

estatisticamente se há diferença significativa entre a resistência da argamassa de

referência e as argamassas com percentual de substituição, de forma isolada. Com

base na análise estatística pode-se afirmar, com 95% de confiabilidade, que há

diferença significativa na resistência à tração aos 28 dias para todas as argamassas

com percentual de substituição em relação às argamassas de referência.



Da mesma forma, foi realizado a ANOVA para verificar o efeito significativo da

resistência à tração na flexão entre as argamassas com distintos percentuais de

substituição. Dentre os grupos, todas as argamassas apresentaram diferença

significativa com relação à resistência à tração na flexão.

3.4 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL

O ensaio de resistência à compressão axial foi realizado de acordo com a

metodologia da ABNT NBR 13279 (2005). A Tabela 5 apresenta os resultados

obtidos no ensaio de resistência à compressão para cada tipo de mistura.

Tabela 5: Resultados dos ensaios de resistência à compressão.

Tipo de mistura CP Compressão (MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão (MPa)

Referência

1 17,44

17,59 1,38

2 19,38

3 13,75

4 19,13

5 18,38

6 17,44


7 9,81

11,40 1,42

8 12,31

9 11,44

10 9,94

11 13,50

12 11,38


13 6,06

6,55 0,54

14 7,38

15 5,94

16 7,00

17 6,44

18 6,50


19 9,13

9,87 1,75

20 9,19

21 7,44

22 10,69

23 10,13

24 12,44


Após realizar a ANOVA de fator único observou-se que, com 95% de confiabilidade,

há diferença significativa na resistência à compressão para todas as argamassas

com percentual de substituição em relação às argamassas de referência.

Da mesma forma, foi realizado a ANOVA para verificar o efeito significativo da

resistência à compressão entre as argamassas com distintos percentuais de



substituição. Dentre os grupos, as argamassas com 20% e 30% de substituição não

apresentaram diferença significativa entre si. No entanto, as outras relações entre as

amostras apresentaram diferença significativa com relação à resistência à

compressão.

3.5 DETERMINAÇÃO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE E

COEFICIENTE DE CAPILARIDADE

Para obter a absorção de água por capilaridade, é necessário medir para cada corpo

de prova a sua massa inicial (m0), sua massa aos 10 minutos (m10) e aos 90 minutos

(m90), como determina a ABNT NBR 15259 (2005).

A Figura 7 apresenta os valores de absorção de água por capilaridade, obtidos

através da Equação encontrada na referida ABNT NBR.

Figura 7: Absorção de água por capilaridade.


A Tabela 6 apresenta o coeficiente de capilaridade para cada tipo de mistura. O

coeficiente de capilaridade foi obtido através da Equação 4, da ABNT NBR 15259

(2005).

0,012

0,027

0,052 0,050

0,031

0,058

0,106

0,097

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

Referência 10% desubstituição

20% desubstituição

30% desubstituição

At

(g/c

m²)

10 min

90 min



Tabela 6: Coeficiente de Capilaridade.

Tipo de Mistura CP Coeficiente de Capilaridade (g/dm².min

1/2)

Coeficiente de Capilaridade médio

(g/dm².min1/2

)

Desvio Padrão

Referência

1 0,30

0,30 0,00

2 0,30

3 0,30

4 0,30

5 0,30


6 0,40

0,48 0,08

7 0,50

8 0,40

9 0,50

10 0,60


11 0,60

0,86 0,54

12 0,36

13 1,20

14 1,64

15 0,51


16 0,54

0,75 0,38

17 0,73

18 1,42

19 0,60

20 0,48


Após realizar a ANOVA de fator único, pode-se afirmar que, com 95% de

confiabilidade, há diferença significativa na absorção de água para todas as

argamassas com percentual de substituição em relação às argamassas de

referência.

Da mesma forma, foi realizada a ANOVA para verificar o efeito significativo do

coeficiente de capilaridade aos 28 dias entre as argamassas com percentual de

substituição. Dentre os grupos, nenhum deles apresentou diferença significativa

entre si.

3.6 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE

A Tabela 7 apresenta os valores obtidos no ensaio do módulo de elasticidade para

cada tipo de mistura.



Tabela 7: Resultados obtidos no ensaio do módulo de elasticidade.

Tipo de Mistura CP Módulo de

Elasticidade (GPa)

Média (GPa) Desvio Padrão

Referência 1 30,96

25,34 5,03 2 23,77

3 21,28


4 19,60

20,07 1,35 5 19,01

6 21,59


7 12,43

11,11 1,14 8 10,36

9 10,55


10 13,16

13,13 0,05 11 13,07

12 13,16


A ANOVA de fator único do módulo de elasticidade afirma que, com 95% de

confiabilidade, há diferença significativa no módulo de elasticidade para todas as

argamassas com percentual de substituição em relação às argamassas de

referência.

Da mesma forma, foi realizada a ANOVA para verificar o efeito significativo do

módulo de elasticidade entre as argamassas com percentual de substituição. Dentre

os grupos, todos eles apresentaram diferença significativa entre si.

3.7 DIFRAÇÃO DE RAIOS X

As amostras de referência, 10% de substituição e 20% de substituição apresentaram

como pico principal o composto químico Ca(OH)2, seguido por CaCO3 e SiO2.

Já as amostras com 30% de substituição apresentaram o SiO2 como o composto

químico com maior teor na argamassa, seguido por Ca(OH)2 e CaCO3. Isso

acontece devido a maior presença de resíduo na argamassa, uma vez que,

conforme apresentado na Figura 4 o composto químico responsável pelo pico de

maior intensidade no difratograma do resíduo é o SiO2.

A Figura 8 apresenta as análises de difração de raios X dos corpos de prova para

cada tipo de mistura. Ao analisar a Figura, percebe-se que as amostras com 20% de

substituição apresentaram picos de menor intensidade se comparadas aos outros

traços.



Figura 8: Resultados obtidos nas análises de Difração de Raio X das amostras.


3.8 TERMOGRAVIMETRIA

A Figura 9 apresenta as análises de termogravimetria dos corpos de prova para

cada tipo de mistura.

As análises de termogravimetria mostram que os traços obtiveram reações

endotérmicas semelhantes: liberação da água evaporável entre 90 e 120ºC,

decomposição do Ca(OH)2 no intervalo de temperatura de 400 e 500ºC e

decomposição de fases carbonáticas na faixa de temperatura entre 700 e 800ºC. No

entanto, as amostras com 30% de substituição obtiveram perda de massa de

aproximadamente 1,24% no intervalo de temperatura de 400 e 500ºC, enquanto as

amostras de referência obtiveram perda de massa de 1,53% nesse mesmo intervalo.

As amostras de 10% e 20% de substituição obtiveram perda de massa de 1,64% e

1,79%, respectivamente.



Figura 9: Resultados obtidos nas análises de Termogravimetria (TG/DTA).

Fonte: Do Autor, 2017. Ao analisar os resultados apresentados, observa-se que o resíduo de cerâmica

vermelha não apresentou características de material amorfo, fator que levanta a

hipótese de que o resíduo pode não apresentar atividade pozolânica considerável

com o cimento.

O ensaio de índice de atividade pozolânica não foi realizado. Porém, nos estudos

realizados por Brocker et al. (2017) as argamassas com percentuais de substituição

do cimento por resíduo de cerâmica vermelha não apresentaram índice de atividade

pozolânica, ensaiados de acordo com a ABNT NBR 12653 (2014).

As substituições do cimento por um resíduo que não apresenta potencial pozolânico

podem explicar a redução das resistências das argamassas, uma vez que o resíduo

não interage com o cimento e também não tem, por si só, atividade aglomerante.

Os resultados encontrados seguiram a mesma sequência em todos os ensaios.

No módulo de elasticidade as argamassas com percentuais de substituição também

diminuíram. Porém, falando-se de argamassa de revestimento, é interessante que

os valores obtidos sejam mais baixos, pois resulta em uma argamassa mais flexível.

Para explicar o motivo de as argamassas com 30% de substituição obter resultados

superiores às de 20% de substituição, faz-se necessário repetir os ensaios para

obter uma melhor confiabilidade dos resultados.

Os resultados apresentados neste trabalho eram esperados. Ao comparar com os

resultados de Frohlich et al. (2017), percebe-se que os resultados são equivalentes

aos resultados encontrados no presente estudo.

-2

0

2

4

6

8

10

12

60

70

80

90

100

0 500 1000 1500

DT

A (

Mw

/mg)

Massa (

%)

Temperatura (ºC)

Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG/DTA)

TG Referência

TG 10% desubstituição



Massa residual: Referência: 76,36% 10% de substituição: 76,18% 20% de substituição: 74,89%

exo



Apesar de terem utilizado outros teores, Brocker et al. (2017) também obtiveram

resistências inferiores nas amostras com percentuais de substituição do cimento

pelo resíduo de cerâmica vermelha quando comparadas às amostras de referência.

4. CONCLUSÃO

A partir dos resultados obtidos, são feitas as seguintes considerações finais:

Em relação à característica do resíduo de cerâmica vermelha é possível

observar que o resíduo não possui atividade pozolânica satisfatória, uma vez

que é um material não-amorfo.

Em relação ao desempenho nas resistências à tração na flexão, compressão

e absorção de água é possível observar que nenhum dos traços com

percentuais de substituição atingiram os valores de referência.

Em relação ao desempenho nas resistências do módulo de elasticidade é

possível comentar que, apesar de ser interessante obterem-se argamassas

mais flexíveis nas argamassas de revestimento, faz-se necessário observar

outros fatores como aderência e arrancamento para então, confirmar uma boa

influência da substituição do resíduo de cerâmica vermelha.

5. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Avaliar a influência de outros percentuais de substituição do resíduo de

cerâmica vermelha na argamassa de revestimento.

Avaliar o desempenho de atividade pozolânica do resíduo de cerâmica

vermelha;

Estudar novos traços com a incorporação do resíduo.

6. REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13279: Argamassa para assentamento e revestimento - Determinação da resistência à tração e à compressão. Rio de Janeiro, 2005. _____. NBR 11768: Aditivos químicos para concreto de cimento Portland - Requisitos. Rio de Janeiro, 2011. _____. NBR 12653: Materiais pozolânicos - Requisitos. Rio de Janeiro, 2014.



_____. NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro, 2016. _____. NBR 15259: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de capilaridade. Rio de Janeiro, 2005. _____. NBR 8522: Concreto — Determinação do módulo estático de elasticidade à compressão. Rio de Janeiro, 2008. _____. NBR NM 248: Agregados — Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA). Resolução n. 307, de 05 de julho de 2002. Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res02/res30702.html>. Acesso em: 29 mar. 2017. GARCIA, Eduardo; CABRAL JUNIOR, Marsis; QUARCIONI, Valdecir Ângelo; CHOTOLI, Fabiano Ferreira. Resíduo de Cerâmica Vermelha (RCV): Uma alternativa como Material Pozolânico. Cerâmica Industrial, v. 19, n. 4, p. 31-38, jul./ago. 2014. JACKSON, P. J. Portland Cement: classification and manufacture. In: HEWLETT, P. Lea´s Chemistry of Cement and Concrete. New York: Elsevier Science & Technology Books, 2004. p. 24-94. KAZMIERCZAK, Claudio de Souza. Produtos de Cerâmica Vermelha. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais. São Paulo: IBRACON, 2007. p. 563-585. MACHADO JUNIOR, Olavo; TORQUETTI, Zuleika Stela Chiacchio. Guia técnico ambiental da indústria de cerâmica vermelha. Belo Horizonte, 2013. MEDEIROS, E. N. M. de; SPOSTO, R. M.; NEVES, G. de A.; MENEZES, R. R. Incorporação de cinza de lenha, lodo de estação de tratamento de água e cinza de casca de arroz em massa cerâmica. Cerâmica, v. 56, n. 340, p. 399-404, 2010. NOVO momento para a cerâmica vermelha. Diário de Notícias, Criciúma, 24 nov. 2015. Seção Economia, p.15. SALES, Angela Teresa Costa; ALFERES FILHO, Ricardo dos Santos. Efeito do pó de resíduo cerâmico como adição ativa para o concreto. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 14, n. 1, jan./mar. 2014. ASHWORTH, Allan. Estimating the life expectancies of building components in life-cycle costing calculations. Structural Survey, v. 14, p. 4-8, 1996. MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. Anuário estatístico do setor de transformação de não metálicos. 2015.



DAL MOLIN, Denise Carpena Coitinho. Adições Minerais. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Concreto: ciência e tecnologia. São Paulo: IBRACON, 2011. p. 261-309. MEHTA, Povindar Kumar; MONTEIRO, Paulo J.M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. 3. ed. São Paulo: IBRACON, 2008. 574 p. PAGNAN, Sérgio. Mensagem para: Cleyton de Sá. 31 ago. 2017. SOUZA, Caio Henrique Batista. Desenvolvimento de argamassas de revestimento com adição do resíduo do polimento de porcelanato. 2013. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Caruaru. NETTO, Rafael Mutuano. Materiais Pozolânicos. 2006. 149 f. Monografia (Especialização em Construção Civil) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. BROCKER, Daiandra M.; HANSEN, Débora M.; BREHM, Feliciane A.; KULAKOWSKI, Marlova P. Avaliação da atividade pozolânica de resíduo de cerâmica vermelha gerado na produção de diversos artefatos comparado com metacaulim. In: V ENCONTRO NACIONAL SOBRE APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO, 2017, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ENARC, 2017. FROHLICH, Jéssica; KULAKOWSKI, Marlova P.; ABREU, Aguida Gomes de. Viabilidade de uso de resíduo cerâmico vermelho na produção de cimento ecoeficiente. In: V ENCONTRO NACIONAL SOBRE APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO, 2017, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ENARC, 2017.

IONASHIRO, Massaro; CAIRES, Flávio J.; GOMES, Danilo J. C. Giolito. 1ª ed. Araraquara: Giz Editorial, 2004.

NEVILLE, A. M.; BROOKS, J.J.. Tecnologia do Concreto. 2ª ed. Bookman, 2013. 447 p.

anÁlise da influÊncia da substituiÇÃo parcial do...

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