estudo da viabilidade da reciclagem de resÍduo do gesso aplicado comorevestimento de alvenaria

Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 <código do artigo> 1

ESTUDO DA VIABILIDADE DA RECICLAGEM DE RESÍDUO DO GESSO APLICADO COMO REVESTIMENTO DE ALVENARIA

Harada, Eric (1); Fiano, Maria Beatriz (2); De Sá, Natalia Haluska R. (3); Pimentel, Lia Lorena (4)

(1) Graduando, Fac de Arquitetura e Urbanismo, PUC - Campinas, [email protected] (2) Graduanda, Fac de Arquitetura e Urbanismo, PUC - Campinas, [email protected] (3) Graduando, Fac de Arquitetura e Urbanismo, PUC - Campinas, [email protected] (4) Profa. Dra., Fac. de Engenharia Civil, PUC - Campinas, Brasil, [email protected]

RESUMO O gesso é obtido pelo aquecimento da matéria prima, a gipsita, a cerca de 160º C, seguido de moagem. A hidratação do gesso se da no momento de sua utilização na presença de água, reconstituindo rapidamente o sulfato bi-hidratado original. A rapidez com que a reação ocorre proporciona um grande desperdício de material, nas aplicações dele como revestimento. O resíduo de gesso é um material tóxico, que libera íons Ca2+ e SO42- alterando a alcalinidade do solo e contaminando lençóis freáticos. Em grandes obras essa quantidade pode ser muito expressiva por isso um estudo da viabilidade do reaproveitamento pode gerar uma economia significativa além de um novo mercado. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade da reciclagem do resíduo de gesso. A metodologia consistiu na coleta, moagem e requeima do resíduo utilizando temperaturas entre 160º C e 200º C, diversos tempos de queima também foram avaliados. O material obtido foi submetido a ensaios de caracterização física e mecânica conforme NBR 12127, NBR 12128 e NBR 12129. Os resultados obtidos foram comparados com as características mínimas exigidas pela NBR 13207, que especifica os tipos de gesso usados na construção civil. Os resultados apontam para viabilidade técnica de este material reciclado ser utilizado como gesso para fundição. Palavras-chave: Gesso, materiais alternativos e componentes da construção.

ABSTRACT The plaster is obtained by heating the raw material, the gypsum, around 160 ° C, followed by grinding. The hydration of plaster occurs in the moment of its use in the presence of water, reconstructing the original bi-sulfate hydrate quickly. The speed with the reaction occurs provides a great waste of material, in its applications as coatings. The residue of plaster is a toxic material, which releases ions Ca2+ and SO42- changing the alkalinity of the soil and contaminating groundwater. In builts this quantity can be very expressive hence a study of the viability of reuse can generate a significant saving besides the addition to a new market. The objective was to verify the viability of recycling of waste plaster. The methodology consisted on collecting, grinding and residues’ burn using temperatures between 160 ° C and 200 ° C, several times of burning were also evaluated. The obtained material was submitted to tests of physical and mechanical characterization as NBR 12127, NBR 12128 and NBR 12129. The results were compared with the minimum required characteristics by the NBR 13207, which specifies the type of plaster used in civil construction. The results point the technical viability of this recycled material be used as thick plaster to molding. Key-words: plaster, alternative materials, construction elements.


1. INTRODUÇÃO

1.1. Uso do gesso na construção. O gesso tem sido uma das alternativas mais usadas na construção civil, devido ao seu custo e praticidade. Contudo, ele é um dos materiais mais antigos que o homem utilizou. Com o passar dos anos o gesso vem sendo cada vez mais utilizado. O uso como revestimento interno vem crescendo rapidamente por proporcionar um acabamento fino quando bem aplicado e poder ser aplicado diretamente sobre o substrato quando do uso de blocos, dispensando o revestimento de argamassa, diminuindo custo e agilizando o processo. (De Milito, 2007).

1.2. Perdas de gesso Segundo dados do Sindusgesso (2006), são geradas 12.000 toneladas por ano de resíduos de gesso na Grande São Paulo, o que resulta num custo para as prefeituras de R$ 2,5 milhões/ ano. Estima-se que 5% do gesso acartonado é transformado em resíduos durante a construção. Já o gesso aplicado como revestimento, diretamente sobre alvenaria, gera uma quantidade maior de resíduos, em torno de 35%. (Munhoz, 2008)

Dados sobre a perda típica de materiais na construção civil, medida pelo projeto FINEP HABITARE, estimou que o desperdício de gesso na construção civil é de 45%, enquanto os fabricantes do gesso em pó estimam perdas em torno de 30% da massa de gesso. (John e Cincotto, 2003)

Estes resíduos sólidos que acabam em aterros sanitários ou são depositados de forma irregular em terrenos baldios contaminam o meio ambiente pois o gesso é um material tóxico que libera íons Ca2+ e SO42- que alteram a alcalinidade do solo e contaminam lençóis freáticos. A resolução CONAMA nº. 307 de 2002 atribui responsabilidades aos geradores, um plano de gestão para cada empreendimento; transportadores e gestores públicos uma política municipal, com relação ao resíduo de construção e demolição. Os RCD são classificados como: Classe A - agregados, materiais minerais como concretos, argamassas, tijolos e telhas cerâmicas, rochas naturais, solos entre outros, constituindo-se essa a maior fração de resíduos gerados; Classe B - recicláveis em outras cadeias produtivas, nesta classe enquadram-se os plásticos, vidros, papelão e aço. Classe C - sem tecnologia de reciclagem economicamente viável, neste item enquadra-se o gesso; Classe D – materiais tóxicos como, por exemplo, os resíduos, tintas, solventes. É necessário ser viabilizado o processo de reciclagem do gesso, uma vez que o custo para deposição dos resíduos é elevado.

1.3. Reciclagem de gesso A gipsita (CaSO4.2H2O) um mineral encontrado na natureza é a matéria prima na produção de gesso, a reciclagem pode reduzir o consumo dessa matéria prima, amenizando os efeitos causados por sua extração. O aquecimento desse material a 160º C é conhecido como calcinação reação essa que da origem a um composto de sulfato de cálcio hemi-hidratado com impurezas, como sílica, alumina, óxido de ferro, carbonatos de cálcio e magnésio. Após a calcinação o material e reduzido a pó. Basicamente todo o processo de produção de gesso se resume em britagem, moagem, peneiramento, calcinação, pulverização e estabilização. (Pereira, 1973 citado por De Milito, 2007). A hidratação do gesso se da no momento de sua utilização na presença de água, conforme reação indicada abaixo:

CaSO4. ½ H2O + 1 ½ H2O ► CaSO4. 2H2O + calor


A rapidez com que a reação ocorre proporciona um grande desperdício de material, por esse motivo pesquisas vem sendo desenvolvidas no sentido de viabilizar a reutilização deste resíduo (Nita et al 2004, Roque et al, 2005, Munhoz, 2008).

2. METODOLOGIA Foram coletados resíduos de gesso aplicado como revestimento tomando-se o cuidado para evitar sua contaminação. O processo de reciclagem consistiu em, após secagem ao ar, moer o material preparando-o para queima. O processo de moagem foi executado em equipamento Abrasão Los Angeles, marca Durant, modelo 5s971cl com 1200 RPM com carga de 12 kg de esferas de aço, sendo a carga de gesso de 15 kg. O período de moagem adotado foi de 8 horas e em seguida o material foi passado pela peneira de abertura 0,6 mm. A Figura 1 apresenta o equipamento utilizado para moagem do gesso e a Figura 2 mostra o material antes e após o processo de peneiramento.

Figura 1. Abrasão Los Angeles

Figura 2. Gesso moído antes e após peneiramento.

O processo de requeima foi feito testando-se varias temperaturas e períodos de queima. Foi utilizada para este processo a estufa marca Nova Ética com controle de temperatura constante. Para a queima, o material foi dividido em 3 badejas com 1 kg em cada, para garantir uma distribuição homogenia do material em 3 finas camadas.


A Tabela 1 apresenta os tempos de queima e temperatura utilizados para produção do gesso reciclado.

Tabela 1. Identificação dos gessos reciclados em função do tempo e temperatura de queima.

Gesso Reciclado Tempo de Queima (horas)

Temperatura (°C)

GR 1 4 160 GR 2 4 200 GR 3 8 160 GR 4 8 200 GR 5 24 160 GR 6 24 200 GR 7 24 180

Após a preparação dos gessos reciclados iniciou-se o processo de avaliação de suas características. Foram avaliadas as características físicas do pó (Massa unitária e Módulo de Finura) conforme ABNT 1991a, as características mecânicas pela determinação da dureza e da resistência à compressão conforme ABNT 1991b e a determinação das propriedades físicas da pasta (Tempos de Inicio e Fim de Pega). A Figura 3 apresenta o ensaio de determinação da pasta de consistência normal (aparelho de VIcat modificado) e a moldagem dos corpos de prova para o ensaio de dureza e resistência a compressão.

Figura 3. Aparelho de VIcat modificado e moldagem dos corpos-de-prova.

A Figura 4 apresenta os ensaios de determinação da massa unitária e do tempo de pega. Após a determinação das características físicas do pó e da pasta e das características mecânicas da pasta endurecida do gesso reciclado este foi avaliado conforme ABNT 1994 que especifica as características do gesso para construção civil.


Figura 4. Determinação da massa unitária e do tempo de pega.

3. RESULTADOS

3.1 Característica físicas do pó A Tabela 2 apresenta os resultados de Modulo de Finura e Massa Unitária para os gessos reciclados produzidos.

Tabela 2. Características físicas do gesso reciclado.

Gesso Reciclado Módulo de Finura Massa Unitária (g/cm3)

GR 1 - 0,55 GR 2 - 0,77 GR 3 0,48 0,64 GR 4 0.47 0,59 GR 5 0,66 0,58 GR 6 0,69 0,62 GR 7 0,72 0,53

Todos os gessos reciclados têm MF inferior a 1,1 podendo ser classificados como gesso fino. Em relação à massa unitária apenas o GR2 atende a especificação da NBR 13207 que especifica a mínima massa unitária em 0,7 g/cm3.

3.2 Características físicas da pasta A Tabela 3 mostra a relação água/gesso obtido para a pasta de consistência normal e os tempos de Inicio e Fim de pega obtidos para os gessos reciclados produzidos. Podemos observar na Tabela 3, que as amostras GR1, GR2 e GR3 não apresentaram reação. Isso provavelmente aponta para o fato de o tempo e a temperatura de requeima adotados para essas amostras terem sido insuficientes para desidratar o gesso a ponto de propiciar a ocorrência de uma nova reação.


Tabela 3 Características Físicas da Pasta.

Gesso Reciclado Início de pega (min’ seg’’)

Fim de pega (min’ seg’’)

Relação água/gesso

GR 1 NR* NR* 0,6 GR 2 NR* NR* 0,6 GR 3 NR* NR* 0,6 GR 4 8’ 00’’ 27’ 28’’ 0,6 GR 5 5’ 12’’ 16’ 49’’ 0,6 GR 6 2’ 27’’ 12’ 20’’ 0,6 GR 7 14’ 06’’ 34’ 36’’ 0,6

*NR – Não houve reação

Podemos observar então para os gessos reciclados produzidos que o tempo mínimo de queima deve ser de 8 horas. A NBR 13207 especifica o tempo mínimo de IP para o gesso de revestimento em 10 minutos e para o gesso de fundição entre 4 e 10 minutos, com isso apenas o GR 7 poderia se classificar como gesso de revestimento, essa amostra foi queimada por 24 horas a 180°C, os gessos reciclados GR 4 e 5 atendem a classificação de gesso para fundição e o GR 6 não atende a nenhuma classificação. O gesso reciclado GR 4 (8 horas à 200°C) apresentou o inicio de pega em 8 minutos e seu final de pega em de 27 minutos e 28 segundos a massa unitária de 0,59 g/cm³ , Dentre os gessos reciclados produzidos, estes resultados indicam que para um tempo de queima de 8 horas a temperatura mínima de queima deva ser de 200°C. A amostra GR 6 queimada a 200°C durante 24 horas obteve um inicio de pega muito mais rápido que o esperado.

3.3 Características mecânicas A Tabela 4 apresenta os resultados obtidos nos ensaios de dureza (calculada pela profundidade de penetração de uma esfera no corpo-de-prova sob uma determinada carga) e a resistência à compressão ( calculada pela a carga da ruptura dos corpos de prova dividida pela área da seção transversal do corpo-de-prova).

Tabela 4 Características Mecânicas da pasta endurecida.

Gesso Reciclado Dureza (N/mm2)

Resistência à compressão (MPa)

GR 4 26,07 6,45 GR 5 38,80 6,41 GR 6 41,77 4,96 GR 7 39,31 6,22

A NBR 13207, especifica a resistência mínima de 8,4 MPa e a dureza mínima de 30 N/mm2. Observa-se então que os gessos reciclados produzidos GR 5, GR6 e GR 7 atendem à Dureza mínima especificada pela norma porém nenhum deles atinge a resistência mínima especificada pela norma. Bardella e Camarini, 2006 estudaram a viabilidade de reciclagem do gesso à temperatura de 160 °C concluindo que o resíduo pode ser aproveitado como gesso comum. Roque et al, 2005 analisaram a reciclagem de gesso pela queima a 200 °C pelo período de 24 horas, concluindo que este apresentava características próximas as do gesso comercial.


Nita et al obtiveram resultados satisfatórios para gesso reciclado obtido pela requeima a temperatura de 140 °C.

4. CONCLUSÃO Após os testes realizados com gesso desperdiçados em obras civis, que passou pela moagem e requeima com varias temperaturas - 160º 180º e 200º - em períodos de 4 h, 8h e 24 h as características mecânicas e físicas observadas apontam para viabilidade da utilização do gesso reciclado para moldagem. O tempo mínimo de queima nas condições de execução do ensaio é no mínimo de 8 horas. Dentro das variações de queima analisados podemos concluir que o melhor resultado obtido foi à temperatura de 180º durante 24 horas, pois seu tempo de pega foi maior que 10 minutos (14 minutos e 6 segundos), contudo este valor é mais aproximado da norma. E seu fim de pega foi o mais próximo do valor estimado, 45 minutos (34 minutos e 36 segundos). Analisando o resultado de massa unitária do material pode recomendá-lo para utilização em fundição. Novos ensaios precisam ser realizados visando avaliação química do gesso reciclado.

5. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12127. Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó. Rio de Janeiro, 1991a.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12128. Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas da pasta. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12129. Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 13207. Gesso para construção civil. Rio de Janeiro, 1994.

BARDELLA, P. CAMARINI, G. Propriedades de gesso reciclado para utilização na construção civil. Anais do 17° Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciências dos Materiais, Foz do Iguaçu, 2006

CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº. 307,5 Julho de 2002. http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res02/res30702.html Acessado em 03/02/2009 12h04min.

DE MILITO, J.A. Avaliação do desempenho de Aglomerante á Base de Gesso com Cimento Portland de alto forno e sílica ativa. Tese de doutorado Faculdade Engenharia Civil – Unicamp, 2007. Capitulo três.

JOHN, V. M.; CINCOTTO, M. A. Alternativas da gestão de resíduos de gesso. Contribuição para reformulação da Resolução CONAMA 307, São Paulo, Julho 2003. 9 p.

http://www.reciclagem.pcc.usp.br/artigos1.htm

MUNHOZ, F. C. Utilização do gesso para fabricação de artefatos alternativos, no contexto de produção mais limpa Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Estadual Paulista, Bauru Agosto/2008.


NITA, C.; PILEGGI, R. G.; CINCOTTO, M.A.; JOHN, V. M. Estudo da reciclagem do gesso de construção Anais da I CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL e X ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2004, São Paulo. ISBN 85-89478-08-4.

ROQUE, J. A.; LIMA, M.M.T.M.; CAMARINI,G. Características Químicas e Propriedades Físicas e Mecânicas do gesso reciclado calcinado a 200 C. Anais do 49 Congresso Brasileiro de Cerâmica, São Pedro, 2005

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