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USO DE RESÍDUOS LIGNOCELULÓSICOS EM MATRIZES CIMENTÍCIAS: ESTADO DA ARTE
RESUMO
Resíduos lignocelulósicos originados das indústrias madeireira, moveleira e da construção civil podem ser considerados
passivos ambientais, além de fontes de poluição e custos se não houver adequada destinação final. Uma alternativa
viável que tem ganhado espaço na construção civil é a adição destas fibras em compósitos de matrizes cimentícias.
Estudos demonstram grande potencial de utilização como painéis de vedação e acústicos, pisos elevados, forros, blocos
de cofragem, entre outros. São necessárias mais pesquisas para aferir a compatibilidade, resistência, durabilidade, custo,
respectivas dosagens e análises de ciclo de vida. O objetivo deste artigo é construir um estado da arte, baseando-se em
pesquisas recentes sobre o uso destes resíduos na fabricação de compósitos de madeira-cimento, visando à produção de
materiais de construção. Serão analisados benefícios, limitações, além da necessidade de pré-tratamento dos resíduos.
1. INTRODUÇÃO
A construção civil possui grande potencial para reciclar e reutilizar resíduos gerados, uma vez que até 75% dos recursos
que a construção civil consome são de fontes naturais [3]. Soma-se a isso o fato de que existe muita perda na produção e
beneficiamento de madeira, podendo-se destacar que no ano de 2011 foram produzidos no Brasil cerca de 9,1 milhões
de m³, o que indica que um enorme volume de resíduo gerado no período [3]. A utilização destes resíduos na fabricação
de materiais de construção, ao serem incorporados em matrizes cimentícias, pode reduzir a magnitude destes problemas.
Entretanto, é necessário estudar as possíveis restrições desta mistura, como a compatibilidade destes resíduos com o
cimento, sua toxicidade, e a resistência que será obtida no compósito [1,12].
O concreto de cimento Portland é um dos materiais de construção mais utilizados em todo o mundo, por ser durável e
barato, porém sua produção gera muita emissão de CO2 na atmosfera. É um material dotado de adequada resistência à
compressão e rigidez; apresenta ruptura frágil; baixa resistência à tração; pequena capacidade de deformação [4]. A
adição de fibras curtas confere ao concreto: maior resistência à tração; maior resistência ao impacto e à fadiga;
tenacidade e ductilidade [4].
Possíveis limitações ao utilizar as fibras vegetais no concreto: variabilidade dos resíduos pode dar origem a variações na
qualidade do composto; efeitos inibidores sobre a hidratação do cimento; baixo módulo de elasticidade das fibras
vegetais [1,7]. As propriedades físicas e químicas dos resíduos variam consideravelmente com o seu local de origem,
condições de armazenamento e com o passar do tempo. As principais fontes de resíduos lignocelulósicos são: agrícola,
J. L. CALMON
Prof. Dr. Ing. Civil
PPGEC, UFES
Espírito Santo; Brasil
R. GIACOMIN
Arquiteta e Urbanista
PPGEC, UFES
Espírito Santo, Brasil
L. RABBI
Arquiteta e Urbanista
PPGEC, UFES
Espírito Santo, Brasil
L. Rabbi, R. Giacomin, J.L.Calmon. Uso de resíduos lignocelulósicos em matrizes cimentícias: Estado da arte.
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restos do corte e beneficiamento de madeira natural, resíduos de madeira de construção e demolição, além de resíduos
da indústria moveleira [1, 2, 3, 7].
O objetivo deste artigo é construir um estado da arte, baseando-se em pesquisas sobre o uso destes resíduos na
fabricação de compósitos de madeira-cimento, visando à produção de materiais. Serão analisadas propriedades físicas,
mecânicas, térmicas, químicas, microestrutura e questões relativas à durabilidade, tais como: benefícios, limitações, uso
de aditivos químicos e a necessidade de pré-tratamento dos resíduos.
2. TIPOS DOS RESÍDUOS
As fibras vegetais são compostos naturais, com uma estrutura celular constituída por diferentes camadas de celulose,
hemicelulose e lignina [1,12]. As fibras naturais têm uma elevada resistência à tração e baixo módulo de elasticidade
[1]. A durabilidade da fibra vegetal utilizada como reforço nos compósitos com cimento está relacionada com a
capacidade de resistir tanto externamente (variações de temperatura e umidade, ataque por sulfato ou cloreto) quanto
aos danos internos (grau de compatibilidade entre as fibras e matriz de cimento, alterações volumétricas) [1,12]. É
importante destacar algumas características deste tipo de resíduos, tais como: baixa densidade, poucos requisitos de
equipamentos de processamento, abrasão insignificante para as máquinas de processamento e grande disponibilidade de
matéria-prima [2]. Outra vantagem, é que madeira e fibras de origem vegetal têm s ido utilizadas de forma bem
sucedida com ligantes inorgânicos como o cimento Portland, gesso e magnesita desde o início do século XX [2]. Neste
artigo, os resíduos serão divididos em: Resíduos Agrícolas e Florestais e Resíduos de Madeiras Industrializadas.
2.1. Resíduos Agrícolas e Florestais
Segundo Castro [8], compõem a biomassa vegetal: florestas, produtos agrícolas, gramíneas com alto rendimento em
fibras (bambu, sisal, juta, rami) e resíduos agroindustriais (bagaço de cana de açúcar, palha de milho, palha de arroz,
dentre outras). O Brasil tem um alto potencial agrícola e de reflorestamento. Espécies exóticas como Pinus ssp e
Eucalyptus ssp adaptaram-se bem às condições climáticas tropicais e subtropicais, características do território brasileiro,
principalmente devido às avançadas tecnologias de reflorestamento. Tratando-se de importantes recursos renováveis e
de rápido crescimento. Destaca-se que no Brasil, os pinheiros e eucaliptos representam 93% da colheita total, sendo que
a região Sul do país chega a produzir cerca de 80% de toda a safra [10].
As fibras, provenientes de zonas agrícolas de várias regiões brasileiras e processos industriais, fazem parte de pesquisas
de desenvolvimento de produtos para a utilização como: painéis pré-fabricados para vedação, materiais cerâmicos e
fibrocimento [17]. Resíduos de celulose de eucalipto, fibras de sisal e fibras de coco têm sido estudadas como possíveis
substitutos para o amianto, em componentes de coberturas [2,7]. As fibras de eucalipto podem ser consideradas mais
resistentes que as de pinus [1]. Pinus é adequada para produção de celulose, para utilização em serrarias e indústrias
moveleiras. É importante destacar que as madeiras do gênero Pinus spp geram, durante seu processamento mecânico,
grande quantidade de resíduos. Estes resíduos costumam ser tratados muito mais como um problema para a indústria
madeireira do que como uma possível solução em outras atividades [3]. Devido a este fato associado ao rápido
crescimento das referidas espécies, vários pesquisadores dedicam-se à busca de novos materiais de construção com
concretos leves. Resíduos com diâmetros entre 2 a 6mm de Pinus banksiana obtidos em uma serraria de Quebec,
Canadá, foram utilizados na fabricação de chapas na intenção de substituir o gesso utilizado no sistema dry-wall,
apresentando bons resultados, como baixa condutividade térmica e comportamento dúctil. São sugeridos ensaios de
resistência ao fogo, isolamento acústico, estabilidade dimensional, resistência à água e análise do ciclo de vida [15].
Devem ser inclusas neste grupo as Madeiras Nativas, recursos não renováveis. Estudos com fibras de espécies
dicotiledôneas da Amazônia brasileira, como cedro (Cedrela odorata L.), jatobá (Hymenaea courbaril L.) e quaruba
(Vochysia maxima Ducke), apresentaram características físico-mecânicas adequadas à produção de chapas de cimento
leve [13]. Em Camarões, 15 espécies de madeiras tropicais comerciáveis foram pesquisadas, verificando-se
compatibilidade em matrizes cimentícias [14]. No entanto, Agopyan e Savastano [7 e 16], importantes referências na
pesquisa sobre compósitos com fibras vegetais, alertam que as características físicas, mecânicas e químicas das fibras
vegetais dependem do clima e solo da região de onde foram coletadas, além do período de extração e desfibramento;
assim, as propriedades desses resíduos podem possuir grandes coeficientes de variação, consequentemente refletindo-se
nos produtos desenvolvidos, havendo necessidade de pesquisas em função do material e região onde serão coletados os
resíduos a serem utilizados em produção de materiais de construção.
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2.2. Resíduos de Madeiras Industrializadas
A indústria moveleira pode gerar aproximadamente 41 tipos de resíduos, com destaque aos característicos do setor: o
pó-de-serra (granulometria fina e grossa), cavaco, lenha, plástico, papelão. Segundo a NBR 10004:2004 [26], estes são
classificados como Classe II (não perigosos), por possuírem características menos agravantes que os perigosos. Os
resíduos do tipo Classe I (perigosos), como: solvente, diluente, borra contaminada gerada no processo de pintura e do
sistema de imunização, lixa abrasiva, latas contaminadas dentre outros, contém materiais tóxicos ou poliméricos e não
são facilmente biodegradáveis [1,6,17].
Em geral, os principais tipos de madeiras industrializadas utilizadas são: chapas de madeira reconstituída, MDP
(Medium Density Particleboard ou Painel de Partículas de Média Densidade), MDF (Medium Density Fiberboard ou
Painel de Fibras de Média Densidade), compensado, OSB (Oriented Strand Board ou Painel de Cavacos Orientados),
aglomerados e Duratree. As chapas de madeira reconstituída são chapas obtidas pelo processamento da madeira natural,
que transformada em fibras, partículas ou lâminas, é reconstituída em forma de painéis planos, de grandes dimensões e
espessuras variadas. Chapas como MDF, MDP e OSB são obtidas em processos secos, a quente e aglutinadas com
resinas uréicas, utilizando em sua produção partículas de madeira de Pinus e Eucalyptus. A Duratree: é a chapa de fibra
sem qualquer revestimento e que pode ser estampada, pintada, laqueada e revestida de diversas formas [6].
A utilização de painéis de MDF tem aumentado na indústria moveleira e na construção civil em geral, devido às suas
boas propriedades mecânicas, à facilidade de ser usinado e sua capacidade para receber inúmeros acabamentos.
Atualmente, a taxa de produção mundial é de cerca de 22 milhões de m³ por ano e está crescendo dia a dia. Além disso,
o MDF possui outras vantagens, como: ter dimensões homogêneas, estético (devido à sua fina textura), mais barato do
que a madeira a granel e está disponível em várias espessuras [2,6,9]. Durante a segunda metade do século XX, uma
grande quantidade de chapas de fibras de média densidade (MDF) foi utilizada nas construções, e as mesmas precisarão
ser substituídas por novas chapas, pois em comparação com outros materiais de construção como tijolos, concreto ou
madeira, o MDF possui menor vida útil [2]. A presença de resinas em sua composição é mais uma questão a ser gerida
ao serem descartadas e/ou recicladas. Estas chapas a serem descartadas, unidas com os resíduos do corte e
beneficiamento do MDF também não podem ser queimadas ou depositadas em aterros [2].
3. FABRICAÇÃO DE COMPÓSITOS DE MADEIRA-CIMENTO
A definição de compósito está ligada a um material multifásico obtido de forma artificial e que tem suas propriedades
determinadas pelas propriedades dos materiais que o compõem [5]. No geral os compósitos podem ser classificados
como bifásicos. Entretanto, compósitos com madeira incluem vazios, umidade e aditivos. Apesar dessa característica
pode-se considerar a madeira como um compósito natural, pois a lignina age como uma cola, aglutinando as fibras [3].
A utilização de pó de madeira no lugar da serragem atribui ao compósito uma melhor resistência à tração na flexão,
porém perde-se resistência na aderência. Esse é um resultado que já era esperado, pois a serragem possui partículas
maiores e mais alongadas do que o pó de madeira [1,3].
Vantagens obtidas com a adição de fibras no concreto: Redução de emissão de CO2 por encapsular o material
lignocelulósico, que contém cerca de 50% de carbono; Eliminação eficiente e segura dos resíduos; Redução no uso da
terra para aterros [12]. A produção de painéis compostos por cimento Portland e madeira se torna atraente não somente
por utilizar resíduos até então sem valor agregado, mas também por se tratar de material resistente ao fogo, com
propriedades de isolamento térmico e acústico e devido a maior resistência aos ataques de insetos e fungos quando
comparados com a madeira natural [3].
Visando a criação de materiais de construção que sejam competitivos e de qualidade similar aos existentes no mercado,
podem ser utilizados alguns tipos de tratamentos dos resíduos antes da incorporação na matriz cimentícia. Para a
fabricação de compósitos de madeira-cimento utilizando resíduos de MDF, alguns pesquisadores adotaram o método de
injeção de dióxido de carbono para o rápido endurecimento do compósito [2,11]. Segundo relatos dos mesmos, após 3-5
minutos de injecção de dióxido de carbono, foi alcançada cerca de 50-70% da resistência final esperada aos 28 dias.
Resultados indicaram que os compósitos utilizando fibras de MDF apresentaram menores valores de absorção de água
[2,11,12]. A Tabela 1 apresenta composições de matrizes cimentícias com incorporação de resíduos lignocelulósicos
pesquisados em diferentes partes do mundo, nos últimos anos.
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Tabela 1 – Composições das matrizes cimentícias com incorporação de resíduos lignocelulósicos das publicações pesquisadas.
Pesquis
a
Referência País, ano Resíduo
lignocelulósico
Resíduo
tratado
Cimento Aditivo no
Compósito
Outro
elemento
P01 FAN et al. [14] Reino
Unido e
África,
2012
15 Madeiras
Tropicais, 5%
Sim.
Ca(OH)₂,
MeOH,
H₂O e CaCl₂
CP I, ASTM C 150 Não Não
P02 MACÊDO, COSTA e
SOUZA, POMPEU
NETO [13]
Brasil,
2012
6 dicotiledôneas da
Amazônia brasileira.
Peneira vibratória
0,6mm.
Sim: água
quente 80ºC.
CP V – ARI PLUS, NBR
5733 [27]
CaCl₂ e
Al₂(SO4)₃
Não
P03 SÁ et al. [12] Brasil,
2010
Cedro australiano
(Toona ciliata M.
Roem. var.
australis). Peneira
vibratória 0,6mm.
Sim: água. CP V – ARI, NBR 5733
[27]
CaCl₂ Não
P04 TURGUT [22] Turquia,
2007
Serragem local.
30%. Diâm= 0 a
1,18mm.
Não TS EN 197-1-CEM II / AL
42,5 R (TURKISH, 2004)
Não Pó de
calcário
P05 BEDERINA et al. [19] Argélia e
França,
2007
Abeto (conífera),
Diâm= 0,1 a 0,8mm.
Não CP II, classe 45, CPJ-CEM
II/A (ALGERIAN, 2003)
Superplastifican
te:
‘‘MEDAPLAS
T SP40’’
Areia e pedra
calcária
P06 BEDERINA et al. [20] Argélia e
França,
2009
Abeto (conífera),
Diâm= 0,1 a 0,8mm.
Sim:
Cimento.
CP II, classe 45, CPJ-CEM
II/A (ALGERIAN, 2003)
Superplastifican
te:
‘‘MEDAPLAS
T SP40’’
Areia e pedra
calcária
P07 FARIA et al. [21] Portugal,
2013
Pinus (pinaster ou
pinea), 20,7%.
Espessura entre 0,25
e 0,32mm.
Não CP II, CEM II/A–L 42,5 R,
EN 197-1 (EUROPEAN,
2000)
Na₂SiO₃ e
Al₂(SO4)₃
Não
P08 STANCATO, BURKE e
BERALDO [18]
Brasil,
2005
Pinus caribaea, 5%.
Peneira 4,8mm.
Sim: Ca(OH)₂ CP II-E, NBR 11578 [28] Não Borracha de
estireno-
butadieno e
escória
P09 TITTELEIN, CLOUTIER
e BISSONNETTE [15]
França e
Canadá,
2012
Pinus banksiana.
Diâm =2 a 6mm.
Sim:
“EucoNivo®”
Cimento Portland normal,
CSA A5-98 (CANADIAN,
2000)
Redutor do
tempo de
endurecimento:
Polarset,
Grace®
Não
P10 KRÜGER et al. [25] Brasil,
2009
Pinus spp. 36%.
Peneira 0,75mm.
Não CP V – ARI, NBR 5733
[27]
CaCl₂ Não
P11 ASHORI, TABARSA e
AMOSI [24]
Iran, 2012 Dormente de
madeira usados
Sim: CaCl₂. CP II, ASTM C 150
Não Não
P12 QI, COOPER e WAN
[11]
Canadá,
2005
MDF (Medium-
Density Fiberboard).
Comp= 0,79-
1,13mm. Diâm=
0.075mm
Sim: vapor. Cimento Portland normal,
CSA A5-98 (CANADIAN,
2000)
Injeção de CO₂. Não
A porcentagem de resíduo a ser incorporado é calculada de acordo com o tipo de fibra utilizada, seu comprimento e
aderência à matriz, o que influencia de modo significativo no resultado final do compósito, considerando inclusive que
a adição de fibras ao concreto convencional reduz a trabalhabilidade [12,13,23]. Em relação à absorção de água,
observou-se que tende a crescer com o aumento da porcentagem de fibras adicionadas e é reduzida com a aplicação de
CO2 injetado [2,11], além de atender aos valores especificados na literatura e normas. Deve ser mensurada através do
ensaio de ciclos de molhagem e secagem sucessivas, onde se mede a quantidade de água absorvida e se o tamanho das
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fibras aumentou [1,3,12]. Podem ocorrer trincas/fissuras no concreto, devido ao aumento do volume das fibras. Alguns
pré-tratamentos dos resíduos que podem reduzir a absorção de água ou de soluções alcalinas são: a carbonatação
artificial (visando obter CaCO3 do Ca(OH)2, o que aumenta a resistência e reduz a absorção de água); o revestimento
das fibras com hidrorrepelentes; saturação da fibra em silicato de sódio, sulfito de sódio, sulfato de magnésio ou lama
sílica [1,2,7,12]. O Pulping Process (formação de pasta obtida por processo químico - kraft - ou mecânico) é um dos
tratamentos que melhoram a adesão da fibra à matriz de cimento e à resistência ao ataque alcalino, além de melhor
desempenho mecânico [1]. De acordo com Pacheco-Torgal e Jalali [1], apenas recentemente está sendo dada a devida
atenção ao fato de que os compostos liberados a partir das fibras como açúcares, hemicelulose e lignina, retardam ou
impedem a pega da pasta de cimento. Pesquisas utilizam com sucesso o pré-tratamento dos resíduos e/ou aditivo no
compósito, visando à aceleração da pega. Alguns exemplos desses aditivos são CaCl2 ou Al2(SO4)3, sendo o primeiro
mais utilizado pelos pesquisadores, devido a eficiência e ao baixo custo, quando utilizado na proporção de até 5% [12,
13, 14]. Outras opções são a solução de NaOH a 1%, modificador de viscosidade [12], adição de materiais pozolânicos
à mistura, aumentando a durabilidade de compósitos cimento-madeira, pois com o consumo de hidróxido de cálcio
presente na zona de transição ocorre um aumento da aderência entre as fibras da madeira e a pasta [1,12]. A
especificação do cimento a ser utilizado no compósito também deve ser estudada. O CP V ARI/PLUS - NBR 5.733 [28]
tem sido frequentemente utilizado por pesquisadores, pois, além das elevadas resistências iniciais, há redução do tempo
de manipulação de pré-moldados e é utilizado também na indústria de painéis [12, 13]. O CP V ARI RS [28] também é
muito utilizado por sua resistência a sulfatos, principalmente em pesquisas desenvolvidas em áreas litorâneas. São
testados outros tipos de cimento, de acordo com os locais e normas de onde se desenvolvem as pesquisas, conforme
apresentados na tabela 1 [14,18,19,20,21,22].
Tabela 2 – Ensaios para caracterização dos resíduos lignocelulósicos in natura e nas argamassas em estado fresco, realizados nas
publicações pesquisadas.
Pesquisa Produto Caracterização dos resíduos lignocelulósicos Ensaios realizados no estado fresco
AVA UMI
[29]
GRA
[30]
MU
[31]
ME
[32]
DEN
[33]
DEN
[34]
AR
[34]
ST
[35]
CH IC
[36]
RA
[37]
P01 Compósito x x
P02 Chapas 25mm x x x x x x
P03 Painéis 15mm x x x
P04 Tijolo de concreto leve x x x
P05 Concreto leve x x x
P06 Concreto leve x x x x
P07 Pequenas colunas de chapas x x
P08 Compósito x x x x x
P09 Chapa acartonada 14mm x x
P10 Painéis 15mm x
P11 Placas 15mm x
P12 Compósito x x
Notas: AVA - Avaliação dos Extrativos Solúveis, UMI - Umidade, GRA - Granulometria, MU - Massa Unitária, ME - Massa Específica, DEN -Densidade,
AR- Ar Incorporado, ST - Slump test (abatimento de tronco de cone), CH - Calor de hidratação, IC- Índice de Consistência e RA - Retenção de Água.
Os ensaios para caracterização dos resíduos, tabela 2, são importantes, pois a compatibilidade de compósitos madeira-
cimento varia por espécie e tipo de resíduo, devido à maior quantidade de hemicelulose solúvel, além disso, em alguns
casos, resíduos de madeira podem conter algum grau de contaminação: fatores que podem influenciar a capacidade de
reciclagem em geral de resíduos de madeira. Muitas pesquisas estão sendo feitas com a finalidade de buscar melhor
compreensão sobre as ligações mecânicas e químicas dos compósitos de madeira e cimento, sendo os ensaios de
caracterização mais utilizados: Avaliação dos Extrativos Solúveis, Granulometria e Densidade [13,14,21,22,24]. Os
ensaios de calor de hidratação indicam correlação entre processo de mistura, relação água-cimento e tempo para atingir
a temperatura máxima de hidratação. Indicam também inibição substancial da hidratação do cimento pela adição de
fibras de madeira [11,14]. Conforme Stancato, Burke e Beraldo [18], a etapa de testes em estado fresco permite planejar
a metodologia de preparação e a dosagem dos componentes do compósito, otimizando o tempo de manipulação da
mistura e facilitando a moldagem da amostra, porém poucas pesquisas dedicam-se a estudos em estado fresco.
Conforme ensaios apresentados na tabela 3 devem ser extraídos corpos de prova, após o tempo determinado pela
pesquisa, e realizados os experimentos nas argamassas em estado endurecido para avaliar: as propriedades físicas,
mecânicas, térmicas, químicas e durabilidade pertinentes. De modo geral, a massa específica do resíduo interfere na
densidade da chapa, ou seja, madeiras com menor densidade permitem maior taxa de compressão em chapas de
partículas de média densidade, contribuindo para elevação das propriedades de resistência dos painéis. Os resultados
encontrados nas pesquisas, em sua maioria, estão dentro dos valores utilizados pela Federação da Indústria de
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Fabricantes de Chapas, que estabelece a densidade mínima de 1.100 kg/m3 [12,13,24]. Uma chapa com maior
densidade significa menor presença de vazios, menor porosidade, atendendo às aplicações na construção civil: produto
com baixa absorção de água e boa estabilidade dimensional [18,24]. Em geral, as pesquisas atendem as médias exigidas
pelo fabricante de chapas Bison Wood-Cement Board (1978), que é de 1,8% [12,13,21,24].
Tabela 3 – Resumos dos ensaios feitos nas argamassas em estado endurecido, segundo as publicações pesquisadas.
Pesquisa Produto Ensaios realizados no compósito em estado endurecido
RC
[38]
RCP FX RT RP CTT
[39]
DEN UMI INC POR MIC
P01 Compósito x
P02 Chapas 25mm x x x x x x
P03 Painéis 15mm x x x x
P04 Tijolo de concreto leve x x x x
P05 Concreto leve x x x
P06 Concreto leve x x
P07 Pequenas colunas de chapas x x
P08 Compósito x x x x x
P09 Chapa acartonada 14mm x x x x
P10 Painéis 15mm x x x x x
P11 Placas 15mm x x
P12 Compósito x x
Notas: RC - Resistência à Compressão, RCP - Resistência à Compressão Paralela, FX -Resistência a Flexão, RT - Resistência à Tração Perpendicular, RP -
Retirada de Parafusos, CTT - Condutividade e Transmitância Térmica, DEN - Densidade, UMI - Umidade, INC - Inchamento e Índice de absorção, POR-
Porosidade e Permeabilidade e MIC - Microestrutura.
O Módulo de Elasticidade (MOE) e o Módulo de Ruptura (MOR), obtidos no ensaio de flexão estática, geralmente
apresentam valores médios satisfatórios aos comumente encontrados na literatura; o processo Bison (Bison Wood-
Cement Board) estabelece valores mínimos de 2.942,0 Mpa para MOE e 8,8 Mpa para MOR. Observando que os
esforços na flexão são influenciados mais pela compactação do que pela granulometria das partículas [12,13]. Nota-se
que as placas de madeira-cimento aglomeradas têm um comportamento dúctil [15]. Observa-se nas pesquisas estudadas
que o ensaio de resistência à tração perpendicular, conforme tabela 3, também é denominado de ligação interna e
aderência; os painéis exibiram alta resistência, sendo seus resultados superiores aos encontrados na literatura, de 0,39
MPa [12,13]. As aparas de madeira aderem bem ao cimento, no entanto, defeitos nas bordas das partículas da madeira
podem ser observados com o tempo, provavelmente devido à retração dos agregados após evaporação da água
absorvida pelas aparas [19,20]. A condutividade térmica do painel depende de vários fatores, tais como: idade do
compósito, proporção de agregados, a relação madeira/cimento, estado de umidade, etc. Por exemplo: a água por si só,
em virtude da criação de poros durante a sua evaporação, pode aumentar a capacidade de isolamento e a maior
densidade do produto pode ser responsável pelo aumento da condutividade térmica [19, 20,25].
No geral, as avaliações dos resultados dos ensaios das propriedades físico-mecânicas dos produtos de cimento-madeira
são compatíveis ou superiores em comparação aos valores referenciais da literatura. Pode-se afirmar, baseado nas
considerações supracitadas, sobre os ensaios realizados em estado endurecido, que as propriedades físicas e mecânicas
dos compósitos de madeira-cimento mostram diferença significativa entre produtos com tratamentos e sua interação,
apresentando os problemas encontrados na compatibilidade madeira-cimento e as possíveis soluções viáveis. Deve ser
considerado o tipo de resíduo lignocelulósico e a finalidade do produto desenvolvido, conforme tabela 1 [19, 24]. As
tabelas 1, 2 e 3 sintetizam os produtos desenvolvidos, as composições utilizadas e ensaios realizados pelos respectivos
pesquisadores e auxiliam às futuras pesquisas na elaboração do seu programa experimental.
4. PRODUÇÃO DE NOVOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Vários são os possíveis produtos a serem desenvolvidos e testados: Telhas, Painéis de vedação tipo cartonados,
Tapumes para obras, Blocos estruturais ou de vedação, Placas de isolamento térmico ou acústico, Materiais de
construção para construções de baixo custo ou itinerantes [7,12]. Pesquisadores de diversos países, inclusive do Brasil,
são motivados a desenvolverem novos materiais para a indústria da construção civil, pois esta possui capacidade ampla
de utilização de subprodutos e resíduos gerados tanto pelo seu próprio setor como por outros setores industriais e
agrícolas [17]. O uso de resíduos lignocelulósicos na fabricação de compósitos de cimento-madeira é uma opção viável
para dar uma destinação adequada aos mesmos. Se comparados aos compósitos de resina colada, possui vantagens
como: baixa temperatura de processamento, aglutinante de baixo custo e o produto final com melhor resistência à água,
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ao fogo e à biodegradação [12]. A produção de painéis relativamente grandes fabricados com fibras vegetais possui
viabilidade técnica e econômica, sendo materiais que não apresentam qualidade inferior aos convencionais [16].
5. CONCLUSÃO
A falta de metodologia padronizada para avaliar o grau de compatibilidade dos materiais lignocelulósicos com o
cimento gera dúvidas na escolha dos resíduos e do tipo de cimento a ser utilizado, além de questionamentos sobre a real
influência e necessidade do pré-tratamento dos resíduos ou sobre o uso de aditivos químicos. Existem algumas possíveis
limitações ao trabalhar com resíduos lignocelulósicos, tais como: baixo módulo de elasticidade, alta absorção de
umidade, a decomposição das fibras em meio alcalino, a instabilidade dimensional e variações fisico-mecânicas. Estas
questões não podem ser ignoradas, porém são necessários mais estudos visando à redução da magnitude das mesmas.
As principais conclusões sobre os resultados obtidos nos ensaios, foram descritas de forma mais detalhada no item 3
deste artigo. Algumas considerações adicionais importantes devem ser feitas, tais como o fato de que a incorporação de
madeira no concreto sempre inibe ou retarda a pega do cimento devido à presença de amidos, açúcares, ácidos
hidroxicarboxílicos, hemicelulose e tanino. Pode ser feito o uso de madeira tratada através da lavagem das partículas de
madeira, utilizar aditivos como cloreto de cálcio e silicato de sódio ou a injeção de dióxido de carbono na mistura. É
necessário considerar a influência considerável da espécie ou tipo de resíduo de madeira e que a madeira reduz
consideravelmente o calor liberado na hidratação do composto. Os resultados dos ensaios de forma geral não
justificaram submeter a madeira ao processo de redução dos açucares, uma vez que não houve influência significativa e
o grande volume de água utilizado pode ser inviável economicamente e ecologicamente.
Em relação à perda da resistência, pode ocorrer devido a migração de resinas para a superfície da madeira, formando
uma camada hidrófoba e por consequência prejudicando a formação de pontes de hidrogênio entre os materiais. A água
de poro presente na pasta reage com a hemicelulose e com a lignina, deixando o meio alcalino. Com isso tem-se o
enfraquecimento da ligação das células das fibras da madeira. O pH da pasta hidratada é de aproximadamente 12,5 (um
meio bastante agressivo para a madeira), que nestas condições incha, se degrada e se dissolve. São necessárias muitas
pesquisas para compreender as ligações físicas, mecânicas e, principalmente, químicas do concreto e madeira. Estudos
recentes comprovam que é viável a utilização destes resíduos na fabricação de materiais compósitos de cimento, que
podem ser usados para a fabricação de vários componentes de construção. No entanto, em alguns casos, são
recomendados o pré-tratamento dos resíduos e/ou o uso de aceleradores químicos, conhecidos como aditivos. Estes
compósitos de cimento-madeira são mais leves que o concreto de peso normal e como resultado, eles não possuem a
mesma resistência e durabilidade. A literatura pesquisada está relacionada principalmente com o comportamento
mecânico dos materiais de construção feitos com cimento e fibras vegetais. São necessárias novas investigações a fim
de esclarecer outros aspectos como: interações químicas entre a matriz de cimento e as fibras naturais; formas de
mitigar a degradação alcalina da fibra; tratamentos para melhorar a compatibilidade entre fibra e cimento; além da
durabilidade do compósito. Mais pesquisas para melhorar a resistência dos compósitos, sem perder o benefício da
menor densidade, irão contribuir para a efetiva utilização dos resíduos lignocelulósicos, tornando-os valiosos recursos,
além de gerar economia de recursos naturais. A investigação deve ser conduzida no que diz respeito às questões de
compatibilidade, os métodos de produção dos compósitos e sua durabilidade, sendo de grande valia para o
desenvolvimento sustentável. É importante ressaltar a escassez de pesquisas que utilizam resíduos de madeira
industrializada, principalmente MDF, incorporados em matrizes cimentícias.
6. AGRADECIMENTOS
Expressamos nossos agradecimentos à FAPES – Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo - Brasil pelo
fomento da pesquisa.
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