desenvolvimento de blocos intertravados de …

IV EREECJoão Pessoa - PB

19 a 21 de setembro de 2017

DESENVOLVIMENTO DE BLOCOS INTERTRAVADOS DE CONCRETO COM ADIÇÃO DE LODO TÊXTIL GERADO

NO APL DO AGRESTE PERNAMBUCANO

Kalil Ruan Silva da Veiga ([email protected])Vanderlan Vieira dos Santos ([email protected])

Resumo: A indústria de lavanderia têxtil, muito presente na região do agreste pernambucano, possui uma grande problemática: a alta geração de resíduos. Um destes é o lodo têxtil, que precisa de um tratamento prévio antes de ser descartado, além de seu descarte custar muito aos donos das lavanderias, visto que esse resíduo deve ser destinado a um aterro industrial. Outra indústria que se destaca na região, e principalmente em Caruaru-PE (local onde realizou-se a pesquisa), é a indústria de materiais cimentícios, enfatizando a fabricação de blocos de concreto para pavimentação intertravada (pavers), que vem cada vez sendo mais utilizados devido a sua facilidade de aplicação, custo e versatilidade. Diante disso, vimos a oportunidade de utilizar o resíduo lodo têxtil, a priori inútil, na incorporação ao traço de concreto desses blocos, os pavers. Assim a pesquisa tem como intuito o desenvolvimento de blocos intertravados de concreto com adição de lodo têxtil gerado no APL (Arranjo Produtivo Local) pernambucano. A pesquisa teve como testes de propriedades os ensaios de resistência à compressão e resistência à abrasão. Outro fator importante a ressaltar nesse escopo é a utilização de pigmentos, por parte da indústria de materiais cimentícios, na fabricação de pavers, para dar-lhes a coloração desejada. Porém, a adição desses pigmentos prejudica as propriedades do concreto. E como o lodo têxtil tem coloração azulada, a ideia é verifi car a infl uência de sua incorporação na coloração dos pavers produzidos, podendo o lodo tornar-se uma adição ao processo produtivo dos pavers com fi nalidades também estéticas.Palavras-chave: Pavers. Lodo têxtil. Blocos intertravados.

Abstract: The textile laundry industry, very present in the rural region of Pernambuco, has a great problem: the high generation of waste. One of these is textile sludge, which needs to be treated before being discarded, as well as being discarded by laundry owners, since this waste must be destined for an industrial landfi ll. Another industry that stands out in the region, and especially in Caruaru-PE (where the research was carried out), is the cementitious materials industry, emphasizing the manufacture of concrete blocks for interlocking paving (pavers). Most used due to their ease of application, cost and versatility. In view of this, we saw the opportunity to use the waste textile sludge, a priori useless, in the incorporation to the concrete traces of these blocks, the pavers. Thus the research has the purpose of developing interlocking blocks of concrete with the addition of textile sludge generated in APL (Local Productive Arrangement) in Pernambuco. The research had as properties tests the tests of resistance to compression and resistance to abrasion. Another important factor to highlight in this scope is the use of pigments by the cement industry in the manufacture of pavers to give them the desired coloration. However, the addition of these pigments impairs the properties of the concrete. And since the textile sludge has a blue color, the idea is to verify the infl uence of its incorporation in the coloring of the pavers produced, and the sludge can become an addition to the productive process of pavers with also aesthetic purposes.Keywords: Pavers. Textile sludge. Interlocking blocks.

INTRODUÇÃO

Os blocos de concreto para pavimentação, também conhecidos como pavers, consistem em peças pré-moldadas em diferentes medidas, cuja principal função é servir de superfície de rolamento e acabamento para pavimentação ou calçamento (ALCANTARA, 2015).

Os principais benefícios da aplicação do pavimento intertravado com pavers de concreto, tanto para o tráfego de pessoas como para veículos pesados, são:

Revista FENEC - 1(2): 257-267, setembro, 2017 257


Kalil R. S. da V.; Vanderlan V. dos S. Desenvolvimento de blocos intertravados de concreto com adição de lodo têxtil gerado no APL do agreste pernambucano.

y Permeabilidade e conforto térmico: harmonia com o meio-ambiente; y Utilização imediata: liberação para o tráfego logo após sua aplicação; y Facilidade de manutenção: as peças podem ser removidas e reutilizadas; y Segurança: a superfície do paver é antiderrapante; y Versatilidade arquitetônica: vários modelos, cores e combinações; y Fácil assentamento: com equipamentos de pequeno porte ou até manual; y Durabilidade: altamente resistente ao clima e a agentes agressivos; y Possui norma técnica específica: NBR 9781; y Baixo custo de produção.

Por sua vez, a indústria de lavanderia têxtil gera uma grande quantidade de efluentes. Dentre outros re-síduos, as lavanderias geram grandes quantidades de lodo têxtil, provenientes do processo de tratamento físi-co-químico de seus efluentes. De composição variável, este resíduo pode conter concentrações de substâncias químicas agressivas ao ambiente e aos seres vivos (LELOUP, 2013).

Além da alta concentração de lavanderias, Pernambuco conta também com diversas empresas do ramo de materiais cimentícios, ressaltando as fábricas de pavers e blocos de concreto.

Assim, tendo em vista o fato de que, em Caruaru e nas cidades circunvizinhas, há um grande número de lavanderias e várias empresas do ramo de materiais cimentícios, este projeto busca a adição de lodo têxtil em blocos de concreto intertravados.

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo Geral

O objetivo dessa pesquisa é produzir pavers para pavimentação intertravada com a incorporação (como adição) do lodo têxtil gerado no Arranjo Produtivo Local (APL) do Agreste de Pernambuco.

1.2 Objetivos específicos

y Caracterizar fisicamente o lodo têxtil; y Avaliar como a incorporação do lodo têxtil interfere nas propriedades no estado endurecido dos blo-

cos de concreto para pavimentação; y Avaliar visualmente as alterações na coloração dos sistemas produzidos.

2. METODOLOGIA

2.1 Coleta dos materiais

Os materiais utilizados na pesquisa foram coletados em empresas parceiras da UFPE-CAA - Laborató-rio de Construção Civil (LCC) do CAA - onde foi realizada a pesquisa, todos como doação. Foram eles: agre-gados (areia e pedrisco), cimento Portland CP V ARI e o resíduo lodo têxtil (proveniente de lavanderia têxtil).

2.2 Caracterização dos materiais de partida

Os materiais caracterizados foram o cimento portland CP V ARI e os agregados – areia e pedrisco (bri-ta 0), bem como o lodo têxtil. As características físicas e químicas do cimento portland foram fornecidas pelo fabricante. Em laboratório, foram caracterizadas sua finura (%) (ABNT NBR 11579:2012) e massa unitária (g/cm3) (ABNT NBR NM 23:2001).

Já as areias foram caracterizadas em termos de teor de umidade (ABNT NBR 6457:1986), granulome-tria (ABNT NBR NM 248:2003), inchamento (%) (ABNT NBR 6467:2006), massa específica real (g/cm3) (ABNT NBR NM 52:2009), massa específica aparente (g/cm3) (ABNT NBR NM 52:2009) e matéria orgânica



(p.p.m.) para agregados miúdos e graúdos (ABNT NBR NM 49:2001). Como Lelopup (2013) não identificou componentes tóxicos no lodo têxtil da região, o lodo foi caracterizado fisicamente.

2.3 Beneficiamento do resíduo

Para a incorporação do lodo têxtil nos traços de concreto dos pavers, foi necessário o seu beneficiamen-to através de processos físicos, pois o lodo têxtil, in natura, possui muita água e concentração desuniforme. Assim, após a coleta do lodo, sua secagem foi realizada em duas etapas. A primeira etapa consiste em seca-gem ao ar livre por 24 horas. Já a segunda etapa consiste em secagem em estufa a 100ºC ± 10ºC por 24 horas.

Figura 1. Lodo em seu leito de secagem

Figura 2. Lodo secando em estufa



Figura 3. Lodo secando ao ar livre

Após a secagem, o lodo passou por beneficiamento granulométrico em moinho de bolas Sonnex, que possui jarra de porcelana e capacidade de 15kg, com cargas de bolas de alumina. Neste, em cada ciclo, 5kg de resíduo é submetido a moagem durante 2 horas, garantindo a uniformidade do produto final.

Por fim, foi peneirado em agitador elétrico na peneira #200 (abertura de 0,75mm), utilizando apenas o passante, a fim de atingir uma finura adequada à sua incorporação no sistema.

2.4 Formulação e dosagem

O traço do paver padrão foi o utilizado por Alcantara (2015), cuja dosagem seguiu a metodologia da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) para concretos secos. A natureza dos agregados utilizados nesta pesquisa é a mesma utilizada por Alcantara (2015); tal fato garante a reprodutibilidade do traço padrão. Para avaliar a influência da adição do lodo têxtil nas propriedades do paver, serão feitos traços com adições do resíduo lodo têxtil em porcentagens de 0, 5, 10, 20 e 30% (em relação à massa de cimento), para avaliar o bi-nômio cor azulada versus propriedades.

2.5 Testes de propriedades

As propriedades testadas para os pavers desenvolvidos seriam as recomendadas pela NBR 9781 – Peças de Concreto par Pavimentação – Especificação e Métodos de Ensaios (ABNT 2013): resistência à compressão, absorção de água e resistência à abrasão, porém, por problemas infraestruturais, não foi possível a realização do ensaio de absorção de água. Além disso, foi verificada a influência da adição do lodo têxtil na cor dos sis-temas produzidos.

2.5.1 Ensaio de Resistência à Compressão

Corpos de prova do paver padrão e das diversas formulações (6 amostras de cada traço) foram testa-dos em termos de resistência à compressão na Prensa Universal do Laboratório de Construção Civil (LCC) do CAA, aos 7, 14 e 28 dias de idade, seguindo os preceitos da NBR 9781. Buscou-se pavers que possuíam re-sistência à compressão igual ou superior a resistência mínima exigida pela norma (35 MPa) para pavers uti-lizados em tráfego de pedestres e veículos leves. Caso não seja atendida, usos menos nobres estruturalmente serão propostos.



Figura 4. Prensa Universal

2.5.2 Ensaio de Resistência à Abrasão

Corpos de prova do paver padrão e das diversas formulações (3 amostras de cada traço) foram testados em termos de resistência à abrasão, aos 28 dias de idade, seguindo os preceitos da NBR 9781. Vale salientar que o abrasímetro (equipamento utilizado na medição da resistência à abrasão) foi montado no próprio LCC de acordo com a norma citada anteriormente. E foram aprovados os pavers que possuíram resistência à abra-são maior ou igual à resistência à abrasão mínima exigida pela norma (representada por uma cavidade máxima de 23 mm produzida pelo abrasímetro).

Figura 5. Dispositivo Abrasivo (Abrasímetro)



3. RESULTADOS

3.1 Caracterização dos materiais

3.1.1 Caracterização dos Agregados

Todos os agregados utilizados nesse projeto são os mesmos que a empresa parceira de pré-moldados usa em sua fabricação de pavers. Com isso o material foi cedido atenciosamente. Foram dois tipos de agregado miúdo e um tipo de graúdo. Para sua caraterização física, primeiramente, todo o material foi seco em estufa a 105ºC durante um período de 24 horas. De acordo com a norma NBR 7211 (ABNT, 1983), os agregados miú-dos e graúdo empregados foram classificados como areia média, areia muito grossa e pedrisco (brita 0), respec-tivamente (ALCANTARA, 2015). Para caracterização granulométrica com dimensão máxima característica e módulo de finura dos agregados, foram seguidos de acordo com a norma NBR NM 248 (ABNT, 2007); para determinar a massa específica, NBR 9776 (ABNT, 1987) e para determinação da massa unitária, NBR NM 45 (ABNT, 2006). Nas tabelas 1, 2 e 3 estão sendo apresentadas as caracterizações.

Tabela 1. Caracterização física da areia média

Determinações Métodos de ensaio Resultados obtidos

Compsiçãogranulométrica NM 248

Abertura da peneira Porcentagem retidaABNT (mm) Individual Acumulada

4,75 1,01 1,12,36 4,03 5,041,18 8,67 13,710,59 24,70 38,410,30 19,73 58,410,15 15,66 73,80

Fundo 26,04 99,84Dimensão máxima caratctéristca NM 248 2,36 mm

Módulo de finura NM 248 2,90Massa específica NBR 9776 2,54 g/mL ou g/cm3

Massa unitária NM 45 1,44 g/mL ou g/cm3

Tabela 2. Caracterização física da areia muito grossa




4,75 2,87 2,872,36 9,15 12,021,18 16,68 28,700,59 45,87 74,570,30 18,14 92,710,15 5,81 98,52






Tabela 3. Caracterização física do pedrisco (brita 0)




9,50 0,13 0,134,75 73,32 73,452,36 24,51 97,951,18 0,42 98,370,59 0,08 98,450,30 0,08 98,530,15 0,16 98,69




3.1.2 Caracterização do Cimento CP V ARI

De acordo com Fernandes (2013) para a produção de blocos intertravados de concreto, devido a neces-sidade de manipular no dia seguinte, são indicados os cimentos do tipo II (composto) e do tipo V (ARI), por expressarem maior resistência nas primeiras idades, quando comparados a outros tipos de cimento (tipos III e IV). O cimento CP V ARI, nas idades iniciais, chega a alcançar o dobro da resistência do cimento CP II, mesmo o tipo II quando comparado aos outros tipos de cimento (tipos III e IV) tenha uma boa resistência ini-cial. Devido a esses motivos foi escolhido o cimento CP V ARI, damarca MIZU, para execução da presente pesquisa.

As características químicas do cimento CP V ARI, fornecidas através do boletim técnico da empresa de cimento, para o lote utilizado está explícito na Tabela 4, bem como suas características físicas estão mostradas na Tabela 5.

Tabela 4. Caracterização química do cimento

Caracterização química Resultado (%)Perda ao fogo 3,99

Resíduo insolúvel 0,84SO2 3,10

CaO livre 1,71

Tabela 5. Caracterização física do cimento

Caracterização física Unidade Resultado (%)Iníco de pega Minuto 86,67Fim de pega Minuto 134,26

Resitência à compresão (1 dia) MPa 21,00Resitência à compresão (3 dias) MPa 31,96Resitência à compresão (7 dias) MPa 39,43Resitência à compresão (28 dias) MPa 49,26



3.1.3 Caracterização do Resíduo Lodo Têxtil

A caracterização do resíduo lodo têxtil foi feita a partir de sua granulometria, onde pôde-se perceber que se trata de um material com muitos finos e de efeito filler.

Tabela 6. Caracterização física do cimento lodo

Peneira (mm) Massa de lodo (g) % retida % retida acumulada4,75 0,60 0,075376884 0,0753768842,36 7,60 0,954773869 1,0301507541,18 16,60 2,085427136 3,1155778890,50 92,70 11,64572864 14,761306530,30 153,90 19,33417085 34,095477390,15 130,70 16,41959799 50,515075380,075 206,50 25,94221106 76,457286643Funco 187,40 23,54271357 100

Gráfico 1. Curva granulométrica do Lodo Têxtil

Após o ensaio granulométrico, foi possível também o cálculo do módulo de finura e a determinação do diâmetro máximo característico. O módulo de finura calculado foi de aproximadamente 1,04. E o diâmetro má-ximo característico determinado foi de 1,18mm.

3.2 Verificação da coloração dos pavers

A ideia inicial da adição do resíduo lodo têxtil, quanto à coloração do produto final, era dar à mistura a cor azulada, para que, posteriormente, fosse analisada a possibilidade de diminuir ou até mesmo extinguir o uso de pigmentos de cor azulada na adição, para coloração, ao traço dos blocos em questão. Entretanto, infe-lizmente, observou-se que a influência, quanto à coloração, da adição do lodo têxtil na mistura é insignifican-te, visto que os pavers que tiveram adição deste resíduo continuaram praticamente com a mesma cor do paver padrão (sem adição).



3.3 Resistência à Compressão

Como dito na Metodologia, foram testadas 6 amostras de cada traço no Ensaio de Resistência á Com-pressão, aos 7, 14 e 28 dias de idade. E teve-se como resultados as seguintes resistências médias:

3.3.1 Resistência à compressão aos 7 dias

y T0: 79,97 MPA y T5: 43,25 MPA y T10: 21,32 MPA y T20: 20,67 MPA y T30: 8,22 MPA

Onde T0 é o traço com 0% de adição de lodo têxtil, T5 é o traço com 5% de adição de lodo têxtil, e as-

sim por diante.

3.3.2 Resistência à compressão aos 14 dias


3.3 Resistência à compressão aos 28 dias


Gráfico 2. Resistência á Compressão



3.4 Resistência à Abrasão

Como também explicado na Metodologia, foram testadas 3 amostras de cada traço em termos de resis-tência à abrasão, aos 28 dias de idade. E obtiveram-se os seguintes resultados de cavidades médias:

3.4.1 Resistência à abrasão aos 28 dias

y T0: 16,76mm y T5: 18,54mm y T10: 18,99mm y T20: 21,82mm y T30: 22,16mm

Gráfico 3. Resistência á Abrasão

CONCLUSÕES

No ensaio de resistência à compressão, seguindo os preceitos da NBR 9781, teve-se traços aprovados e outros reprovados em relação à resistência à compressão mínima exigida pela norma (35 MPa). Assim, os traços com adições de lodo têxtil em 0, 5 e 10% atingiram a resistência mínima de 35MPA, servindo para a produção de pavers utilizados em tráfego de pedestres e veículos leves. Já os traços com 20 e 30% de adição de lodo têxtil tiveram resistência à compressão inferior à mínima, servindo apensas para usos menos nobres estruturalmente.

E no ensaio de resistência à abrasão, seriam aprovados os pavers com cavidade inferior a 23mm, que corresponde à resistência à abrasão mínima exigida pela norma NBR 9781. E, por fim, todos os traços utiliza-dos nessa pesquisa foram aprovados, visto que, para as adições de 0, 5, 10, 20 e 30% de lodo têxtil, as cavida-des médias das amostras foram todas inferiores à cavidade máxima de 23mm prevista em norma.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRÁFICAS

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[7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6467: Agregados – Determinação do in-chamento de agregado miúdo – Método de ensaio, 2006.

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