Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Metalurgia Extrativa Avenida Prof. Mello Moraes, 2463 - CEP 05508-030 - São Paulo, SP - BRASIL. Telefone: +55 11 3091 5240

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Imagine, numa construção, poder escolher a densidade dos blocos de vedação e do

contrapiso.

Neste sentido, está sendo desenvolvido um agente expansor à base de escórias de

alumínio, de baixo custo, para a incorporação em argamassas, visando a substituição de pó

de alumínio (utilizado na fabricação de concreto celular autoclavado) e de agente

espumígeno (usado em concreto celular moldado “in loco”). Este agente expansor pode

ser produzido a partir da moagem de escória primária. O material resultante contém

alumínio metálico finamente dividido e carbonetos de alumínio que liberam, quando em

meio alcalino, hidrogênio e metano. Estes gases são responsáveis pela expansão da

argamassa, diminuindo sua densidade.

Ensaios foram realizados para a determinação das propriedades do concreto celular

autoclavado com a adição de agente expansor (densidade aparente seca – NBR 13440 e

resistência à compressão NBR 13439), mantendo-se as mesmas condições industriais do

processamento. No concreto não autoclavado foi avaliado o desempenho de ruptura por

compressão (NBR 5739), para densidades entre 500 e 1400 kg/m3 e idades de 7, 14 e 28

dias.

Em termos financeiros, esta técnica representa uma alternativa viável para a

substituição dos expansores comuns.

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Concretos leves

Em relação aos blocos de vedação de concreto, o principal critério de aceitação é a

obtenção de uma resistência à compressão da ordem de 2,5 MPa(1), com a menor

densidade possível. No que se refere a contrapisos de residências, a grande maioria deles

podem ter a metade da densidade normalmente utilizada.

Ao se utilizar a tecnologia de incorporação de ar em concretos leves, o ganho em

material e na diminuição dos esforços aos quais as estruturas estão sujeitas são muito

significativos. No entanto, atualmente, poucas opções estão disponíveis no mercado para a

produção de argamassas leves, sendo as principais o concreto celular autoclavado e o

concreto celular espumoso.

O concreto celular autoclavado é um material que parte da mistura de areia fina,

cal micro

adicionado pó fino de alumínio metálico. O alumínio quando em meio básico reage com a

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cal liberando o gás hidrogênio (2Al +2OH- -

pela expansão da argamassa. Esta argamassa expandida é autoclavada, ou seja, é

processamento faz com que ocorra uma transformação de fase, surgindo um componente

altamente resistente: a tobermorita. Os blocos de concreto celular autoclavado alcançam

os 2,5 MPa de resistência à compressão com densidade da ordem de 550 kg/m3 (este valor

de densidade corresponde a 30% da densidade das argamassas convencionais).

No concreto celular espumoso, a incorporação de ar é conseguida pela adição de

espuma, obtida num gerador. Em seguida essa espuma é misturada à argamassa. O

concreto espumoso é moldado “in loco”, sua densidade varia de 1000 a 1800 kg/m3 e a

respectiva resistência à compressão, após 28 dias, de 4 a 25 MPa(2). Assim, só é possível a

obtenção de produtos à base de concreto espumoso com resistência de 2,5 MPa com o

dobro da densidade do concreto autoclavado, ou seja, 1100 kg/m3. Neste caso, não é

realizada a autoclavagem, mas é necessário um gerador de espuma.

A Reciclagem de escórias de alumínio

As escórias decorrentes da produção de alumínio podem ser classificadas em dois

tipos:

• Primária, proveniente do processamento da bauxita, cujos principais

constituintes são: a alumina (Al2O3), o nitreto de alumínio (AlN), o espinélio

(MgAl2O4) e o alumínio metálico (Al) de 20 a 80% em peso. O teor de sais é baixo,

da ordem de 2%.

• Secundária, que tanto pode ser advinda da reciclagem da escória primária quanto

da reciclagem de sucata de alumínio, contém KCl, NaCl e sílica, além dos

constituintes presentes na escória primária. O teor de alumínio varia de 5 a 20% em

peso.

Os sais contidos na escória secundária são facilmente lixiviáveis pela água e, por

isso devem ser depositados em aterros industriais. Devido ao elevado custo desta

operação, cerca de US$ 50/ton, essa prática nem sempre é observada, principalmente por

pequenas empresas do setor.

Além dos sais, outros resíduos são gerados no processo de reciclagem, que envolve

moagem e lavagem de escórias. Esses resíduos são, de modo geral, uma mistura que

contém metais livres, óxidos metálicos, carbetos e nitretos, entre outros, e ao entrarem

em contato com a água produzem gases como acetileno (C2H2), metano (CH4) e amônia

(NH3), além de hidrogênio (H2). As principais reações que ocorrem durante a lixiviação da

escória são:

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2AlN (s) + 6H2O (l) 2Al(OH)3 (aq) + 2NH3 (g) (1)

2NH3 (g) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH-

(aq) (2)

2Al + 2H2O (l) + 4OH- (aq) 2Al(OH)3 (aq) + H2 (g) (3)

Al4C3 (s) + 12H2O (l) 4Al(OH)3 (aq) + 3 CH4 (g) (4)

CaC2 (s) + 2H2O (l) Ca(OH)2 (s) +C2H2 (g) (5)

As reações (1) e (2) promovem um aumento na concentração de íons hidroxila,

aumentando o pH da solução para valores superiores a 8, o que favorece a ocorrência da

reação (3). Esta reação, além de liberar um grande volume de hidrogênio, é fortemente

exotérmica e eleva a temperatura do sistema, favorecendo o aumento da liberação dos

gases das reações (1), (4) e (5).