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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

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO PORTLAND POR RESÍDUO DE ROCHA ORNAMENTAL

EM ARGAMASSA Gabriel Furlanetto De Nes (1), Elaine Guglielmi Pavei Antunes (2)

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

RESUMO

A construção civil é um grande consumidor de recursos naturais e, portanto, a utilização de materiais alternativos pode contribuir para minimizar os impactos ambientais do setor. Neste trabalho, avalia-se o comportamento do resíduo de rocha ornamental (RRO), quando substituído parcialmente ao cimento Portland nos teores de 7%, 12%, 17% e 22%. Utiliza-se o traço de referência de 1:0,5:4 (cimento:cal:areia) e fixa-se a relação água/aglomerante em 0,52, sendo acrescentado um aditivo plastificante quando necessário. As argamassas são analisadas no estado fresco, através do índice de consistência. No estado endurecido, realizam-se os ensaios para a determinação das propriedades mecânicas de resistência à tração na flexão, resistência à compressão e o módulo de elasticidade. Avalia-se também o uso do RRO como um material pozolânico, para tal, verifica-se o atendimento dos requisitos mínimos repassados pela ABNT NBR 12653:2014. Os resultados indicam que o teor de substituição de 7% apresenta resistências mecânicas superiores, enquanto os traços de 17% e 22% se equiparam ao de referência. Em relação à adequação do RRO, perante a ABNT NBR 12653:2014, constata-se que alguns dos requisitos não são atendidos.

Palavras-Chave: Resíduo de rocha ornamental (RRO), Atividade pozolânica, Argamassa.

1 INTRODUÇÃO

Segundo a ABNT NBR 13281:2005 as argamassas são materiais com propriedades

de aderência e endurecimento, obtidas através da mistura de um ou mais

aglomerantes, agregados e água, contendo ou não aditivos. De acordo com Santos

(2008), as argamassas devem possuir algumas propriedades preponderantes, tais

como: plasticidade e aderência, no estado fresco, e, no estado endurecido, resistência

à abrasão, compressão, módulo de elasticidade, entre outras.

As argamassas têm grande uso nas edificações e, conforme o tipo de utilização, são

divididas em dois grandes grupos: as argamassas de assentamento e as argamassas

de revestimento. Conforme Tozzi (2009), a argamassa de assentamento deve ser

preparada para unir blocos, tijolos, pedras, azulejos e pisos cerâmicos. Já, a

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


argamassa de revestimento tem como principal objetivo proteger a edificação contra

as ações externas, além de melhorar o conforto termoacústico.

Segundo John (2000), a indústria da construção civil é uma grande consumidora de

recursos naturais, colocando este setor como o maior consumidor.

De acordo com Hoppe Filho (2016), a incorporação de adições minerais à composição

do cimento Portland é, atualmente, vital para a indústria cimenteira, haja vista as

vantagens econômicas e ambientais permitidas. A redução no consumo de clínquer e

a adequada destinação de resíduos justificam a crescente utilização das adições

minerais, pois insere o cimento Portland nos preceitos da sustentabilidade. Nesta

contextualização, encontram-se os resíduos oriundos do beneficiamento das rochas

ornamentais, que são comumente chamados de RRO (resíduos de rochas

ornamentais). Consoante a Apolinário (2014) a extração de rochas ornamentais

cresce aceleradamente e, consequentemente, há um aumento na quantidade de

resíduos gerados. Estes resíduos podem ficar acumulados em pátios, descartados em

lagos ou córregos, e, por conseguinte, provocar sérios danos ao meio ambiente.

No processo de beneficiamento das rochas ornamentais, segundo Gonçalves et al

(2001), são gerados resíduos na extração do bloco, na serragem, no polimento e no

acabamento. O resíduo RRO gerado nas etapas de serragem, polimento e

acabamento, normalmente são dispostos na forma de lama, pois estas etapas

costumam ser realizadas com água. A lama, conforme Apolinário (2014), quando

fluída pode afogar as plantas e depreciar o solo, e, quando seca, a inalação da poeira

é danosa à saúde. A reutilização do RRO na cadeia produtiva constitui-se em uma

alternativa de fonte de matéria-prima que pode amenizar um problema ambiental.

O RRO, de acordo com sua origem pode ter propriedades aglomerantes quando em

uso conjunto com o cimento Portland, pois pode enquadrar-se como material

pozolânico. A pozolana tem como principal propriedade a capacidade de reagir e se

combinar com o hidróxido de cálcio e, assim, formar compostos estáveis de poder

aglomerante, tais como: silicatos e aluminatos de cálcio hidratados. Em cimento

Portland com a adição de material pozolânico, o hidróxido de cálcio liberado pela

hidratação dos silicatos, reagem a pozolana, resultando em uma produção extra de

silicatos de cálcio hidratados, que são produtos mais estáveis do cimento hidratado.

(OLIVEIRA e BARBOSA, 2006).

Essa pesquisa tem como objetivo analisar a influência da substituição parcial do

cimento Portland por resíduo de rocha ornamental (RRO) em argamassas. Para tal,



avalia-se a atividade pozolânica, através da verificação do atendimento dos requisitos

mínimos repassados pela ABNT NBR 12653:2014. Posteriormente, analisa-se a

influência do RRO nas resistências à tração na flexão, à compressão e o módulo de

elasticidade dinâmico das argamassas.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

A pesquisa foi desenvolvida em cinco etapas que estão apresentadas,

esquematicamente no fluxograma apresentado na Figura 01.

Figura 01 – Fluxograma de metodologia.

Fonte: Do autor, 2017.

A primeira delas consiste na caracterização dos componentes utilizados na confecção

da argamassa, que são: cimento Portland, cal, areia, água, aditivo plastificante e,

principalmente, o RRO. Após, foi definido o traço da argamassa de referência e os

percentuais de substituição do cimento Portland pelo RRO. O terceiro passo, refere-

se aos ensaios, estado fresco e estado endurecido, realizados nas argamassas em



estudo. A quarta etapa refere-se a análise da potencial atividade pozolânica do RRO

e, posteriormente, fez-se à avaliação e análise dos resultados.

2.1 MATERIAIS

2.1.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

O cimento Portland utilizado foi CP II–Z–32, conforme a classificação da ABNT NBR

11578:1991. Com área específica de 1,239m²/g, verificado por meio do equipamento

Quantachrome, modelo Nova 1200e.

A cal hidratada pertence à classe CH III, atendendo aos requisitos da ABNT NBR

7175:2003.

Para a produção de alguns traços de argamassa utilizou-se aditivo plastificante com

intuito de manter-se a relação água/aglomerante. O aditivo é composto por resinato

de sódio, trata-se de um líquido escuro, isento de cloretos e com densidade de 1,03

g/cm³.

O agregado miúdo utilizado trata-se de uma areia média lavada quartzosa com

módulo de finura de 2,37 e diâmetro máximo característico de 2,4 mm, verificados de

acordo com a ABNT NBR NM 248:2003. A massa específica de 2,36 g/cm³, valor

determinado conforme a ABNT NBR NM 52:2009.

Utilizou-se água potável em todas as fases do trabalho, diretamente da rede de água

da concessionária local. A água empregada segue as prescrições da ABNT NBR

15900-1:2009.

2.1.2 RESÍDUO DE ROCHA ORNAMENTAL (RRO)

O resíduo de rocha ornamental (RRO) utilizado foi proveniente de indústrias de

beneficiamento de rochas ornamentais, situadas no vale Araranguá, no extremo sul

do estado de Santa Catarina. Fez-se a coleta do resíduo em algumas empresas do

ramo e, após, efetuou-se a mistura do RRO dos diferentes fornecedores. A Figura 02

(A) apresenta o RRO antes da coleta, no seu local de deposição, e a Figura 02 (B) o

resíduo após secagem.



Figura 02 – RRO na coleta e RRO seco.


2.1.3 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE ROCHA ORNAMENTAL

A análise química do RRO foi realizada através do espectrômetro de fluorescência de

raios X, marca Panalytical, modelo Axios Max. Após a coleta do resíduo, colocou-se

em estufa com temperatura de 105 °C, durante 24 horas, posteriormente, secou-se as

amostras em estufa até massa constante. A amostra (RRO), foi triturada com um rolo

de ágata, homogeneizada e quarteada. Após o quarteamento é moída em moinho

anelar de carbeto de tungstênio para melhor homogeneização.

O ensaio de granulometria foi feito pelo método de difração a laser, por meio de um

granulômetro, modelo CILAS 1064L.

O equipamento utilizado para o ensaio de determinação do índice de desempenho

com cimento Portland aos 28 dias, foi a prensa EMIC, modelo PC200CS. O ensaio

seguiu o procedimento da ABNT NBR 5752:2014, onde visa analisar se o RRO possui

características pozolânicas. A ABNT NBR 12653:2014 especifica que a resistência

mínima da argamassa composta pelo resíduo seja de 90% em relação a argamassa

de referência. A argamassa é composta por cimento CP II-F, quatro frações de areia

(grossa, média grossa, média fina e fina), conforme especificado na ABNT NBR

7214:2015 e água. Foram moldados 12 corpos de prova cilíndricos, com dimensões

5,0 cm x 10,0 cm, sendo que, passaram por processo de cura inicial, nos moldes, a

temperatura de 23 ± 2°C durante as primeiras 24 h, posteriormente curados por

imersão em água até completar os 28 dias.

A determinação da atividade pozolânica com cal aos sete dias foi realizado com a

prensa EMIC, modelo PC200CS, o ensaio seguiu o procedimento preconizado da

A B



ABNT NBR 5751:2015, que visa analisar se o RRO possui características pozolânicas.

A ABNT NBR 12653:2014 especifica que a argamassa, composta por hidróxido de

cálcio P.A., quatro frações de areia (grossa, média grossa, média fina e fina), água e

o resíduo tenha uma resistência mínima de 6 MPa, conforme especificado na ABNT

NBR 7214:2015. Foram moldados 3 corpos de prova cilíndricos, com dimensões 5,0

cm x 10,0 cm, sendo que, passaram por processo de cura inicial, nos moldes, a

temperatura de 23 ± 2°C durante as primeiras 24 h, posteriormente foram mantidos

em estufa com temperatura de 55 ± 2°C, até 4 ± 0,5 h. Sequencialmente, foram

desmoldados e capeados com enxofre para o ensaio de ruptura à compressão.

Para a identificação das fases cristalinas do RRO, utilizou-se a técnica de difração de

raios X (DRX), por meio de um difratômetro Shimadzu, modelo XRD-6000 radiação k-

α com tubo de cobre de comprimento de onda (λ) de 1,5406 Å operando com 25 kV

de voltagem e 25 mA de corrente elétrica.

Realizou-se o ensaio de termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA)

para a identificação de perdas de massa em altas temperaturas, indicativo da

reatividade do resíduo (RRO). Os teores foram submetidos às análises térmicas no

equipamento Netzsch, modelo STA 449 F3 Jupiter. Para o ensaio foram adotadas as

seguintes condições: taxa de aquecimento de 10 °C/min, ar sintético, intervalo de

temperatura de 35 a 1000 °C. A partir dos ensaios foram obtidas curvas de

termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA).

2.2 ARGAMASSA

Foi adotado um traço de 1:0,5:4 (cimento:cal:areia) como referência, com base no

estudo de Santos (2011). A quantidade de água foi definida após o ensaio do índice

de consistência, segundo as diretrizes da ABNT NBR 13276:2016.

Para o estudo adotou-se cinco tipos de traços, sendo um deles o de referência e os

demais com substituições parciais do cimento Portland por RRO. Os teores de

substituição foram de 7%, 12%, 17% e 22% e foram definidos com base em pesquisas

já realizadas com o RRO, dentre os quais destacam-se os trabalhos desenvolvidos

por Apolinário (2014), Gonçalves et al (2001), e Santos et al (2012). De acordo com

os trabalhos estudados os teores de substituição ao cimento Portland oscilam em 5%

a 20%, portanto, adotou-se substituições nestes intervalos, mas em valores pouco

estudados, a fim de aumentar-se o conhecimento nestes pontos. Para facilitar o



entendimento e visualização, codificou-se as argamassas de acordo com o percentual

de substituição, por exemplo, o traço com 22% de substituição é chamado de TS22

(traço com substituição parcial do cimento Portland por 22% de RRO), e assim

respectivamente para os demais, conforme apresenta a Tabela 01.

Tabela 01 – Características das argamassas.

Amostras Traços (Cimento: RRO: Cal: Areia) % de substituição

TS0 1:0:0,5:4 0

TS7 0,93:0,07:0,5:4 7

TS12 0,88:0,12: 0,5:4 12

TS17 0,83:0,17:0,5:4 17

TS22 0,78:0,22:0,5:4 22


2.2.1 ARGAMASSAS NO ESTADO FRESCO

2.2.1.1 ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA

Foi verificado o índice de consistência conforme a ABNT NBR 13276:2016, que

recomenda consistência de 260 ± 5 mm. Através deste ensaio foi possível obter a

relação água/aglomerante para cada traço.

2.2.2 ARGAMASSAS NO ESTADO ENDURECIDO

2.2.2.1 DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECANICAS

O equipamento utilizado para o ensaio à compressão foi a prensa EMIC, modelo

PC200CS e para o ensaio de tração na flexão foi a prensa EMIC, modelo DL10000.

O ensaio para determinação da resistência à tração na flexão e à compressão foi

realizado aos 28 dias e executado de acordo com a ABNT NBR 13279:2005.

Conforme a norma, foram utilizados três corpos de prova de 4 cm x 4 cm x 16 cm para

cada traço utilizado. Aos 28 dias foram realizados os ensaios.

O equipamento empregado para o ensaio do módulo de elasticidade dinâmico, através

da propagação de onda ultrassônica, foi o transdutor de ondas de cisalhamento 250



Khz, da marca Proceq. O ensaio foi realizado aos 28 dias de acordo com ABNT NBR

15630:2008 e utilizou-se três corpos de prova de 4 cm x 4 cm x 16 cm para cada traço.

Fez-se também o ensaio de difração de raios X (DRX), o ensaio de termogravimetria

(TG) e análise térmica diferencial (DTA), com os mesmos equipamentos já

mencionados no item 2.1.3.

2.2.2.2 MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)

O ensaio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), foi realizado com um aumento

que possibilitou a visualização da porosidade das argamassas.

As amostras para a realização deste ensaio foram produzidas a partir de corpos de

prova moldados especificamente para este ensaio, posteriormente cortou-se com

disco diamantado e com isomet e deixou-se em formatos de cubos. Aos 28 dias foi

realizado a análise das amostras com auxílio do microscópio eletrônico de varredura,

modelo EVO MA10, da marca Carl Zeiss.

2.2.2.3 LIXIVIAÇÃO

Efetuou-se o ensaio de lixiviação pelo método de testes de resíduos perigosos SW

846, método 3050B. Analisou-se o TS7, pois foi o traço que obteve os melhores

resultados mecânicos, conforme será abordado no item 3.4. O ensaio visou avaliar a

estabilidade química dos resíduos, quando em contato com soluções aquosas,

permitindo assim verificar o grau de imobilização de contaminantes. (CAUDURO;

ROBERTO, 2002). Este ensaio atendeu as prescrições da ABNT NBR 10004:2004 e

ABNT NBR 10005:2004.

2.2.2.6 ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA - BET

O ensaio de área superficial específica foi obtido por meio do Quantachrome, modelo

Nova 1200e. A amostra passou por um processo de desgaseificação primeiramente

com o objetivo de eliminar possíveis obstruções ou umidade adsorvida na superfície

da partícula. Após, foram conduzidas à condição de temperatura constante em banho

com nitrogênio líquido e submetidas à pressão com nitrogênio gasoso, no qual as

moléculas de nitrogênio são adsorvidas pela superfície da partícula.



3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados obtidos foram apresentados e discutidos, com o intuito de analisar a

influência do RRO quando em substituição parcial por cimento Portland nas

argamassas. Os ensaios de tração na flexão e à compressão, módulo de elasticidade

dinâmico, foram analisados por meio do método de análise de variância (ANOVA). Já,

os outros resultados foram interpretados de forma comparativa e qualitativa.

3.1 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO RRO

3.1.1 ANÁLISE QUÍMICA

Conforme a ABNT NBR 12653:2014 o RRO deve apresentar alguns requisitos

mínimos quanto a sua composição química, tais como: SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 ≥ 50%,

para a classe E, ≥ 70%, para a classe N e C. O resíduo atingiu um resultado de 84,1%,

atendendo a todas as classes. A perda ao fogo, citada na norma, deve ser menor ou

igual a 10% para uma pozolana classe N e ≤ 6% para uma pozolana classe C e E. O

resíduo atingiu um resultado de 1,4%, atendendo a todas as classes. Com base nos

resultados de análise química do RRO, o composto químico SO3 não foi verificado em

sua composição. A análise química é apresentada na Tabela 02.

Tabela 02: Composição química do RRO obtida por FRX.

Análise química realizada em março

Elementos Teor (%) Elementos Teor (%)

Al2O3 14,6 Li2O -

CaO 4,2 BaO 0,2

K2O 3,6 CO2O3 < 0,1

MgO 2,0 Cr2O3 < 0,1

MnO 0,1 PbO < 0,1

Na2O 3,1 SrO 0,1

P2O5 0,4 ZnO < 0,1

SiO2 64,9 ZrO2+HfO2 < 0,1

TiO2 0,8 Perda fogo 1,4

B2O3 - Fe2O3 4,6

Fonte: Autor, 2017.



Álcalis disponíveis (Na2O e K2O) não devem exceder à 1,5%, o resíduo atingiu um

resultado de 5,5%, tal característica o descaracteriza como material pozolânico, no

entanto, a comprovação deve ser realizada através da determinação do teor de álcalis

disponíveis conforme o ensaio da ABNT NBR NM 25:2003. Este ensaio tem a função

de verificar se, de fato, estes álcalis estão ativos. De acordo com Figueiredo (2017) o

alto teor de álcalis (Na2O e K2O) são causadores de eflorescências nas argamassas.

3.1.2 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

Perante a análise granulométrica o RRO atendeu aos parâmetros estabelecidos pela

ABNT NBR 12653:2014 que define um limite mínimo de finura para as pozolanas, em

que o percentual máximo retido na peneira 45μm tem que ser inferior a 20%. A

amostra do resíduo possui 91,09% passante na peneira 45μm.

Através da análise granulométrica, pode-se obter os valores de diâmetros efetivos

passantes nas peneiras, sendo que, 10% das partículas possuem granulometria

inferior de 2,86 µm, 50% inferior a 18,63 µm, 90% inferior a 43,63 µm e o diâmetro

médio de 21,30 µm.

A Figura 03 refere-se a curva de distribuição dos tamanhos das partículas do RRO.

Figura 03 – Curva de distribuição dos tamanhos das partículas do RRO.

Fonte: Do Autor, 2017.



3.1.3 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE DESEMPENHO COM CIMENTO

PORTLAND AOS 28 DIAS

Através dos resultados obtidos, apresentados na Tabela 03, verificou-se que a

argamassa com o RRO não atendeu a especificação normativa quanto o índice de

desempenho com cimento Portland aos 28 dias, da ABNT NBR 12653:2014, que

prescreve uma resistência média, em relação a argamassa de referência, de no

mínimo 90%. A argamassa RRO atingiu uma resistência de 59,30% em relação a

referência.

Tabela 03 – Ensaio de resistência à compressão.

Amostras Média (MPa) Desvio padrão

Argamassa de Referência 28,69 2,73

Argamassa com RRO 18,01 1,91


3.1.4 DETERMINAÇÃO DA ATIVIDADE POZOLÂNICA COM CAL

Através dos resultados obtidos verificou-se que a argamassa com o RRO não atendeu

a especificação normativa quanto a atividade pozolânica com cal aos sete dias, da

ABNT NBR 12653: 2014, que prescreve uma resistência média mínima de 6MPa. A

argamassa com RRO obteve uma resistência média de 1,25 MPa e um desvio padrão

de 0,41.

3.1.5 DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX) DO RRO

A difração de raios X (DRX) do RRO é constituída por fases cristalinas de óxido de

silício (Quartzo) e potássio sódio alumínio silicato (Sanid). Através da Figura 04,

percebe-se que o RRO possui um pequeno halo amorfo na posição característica de

26,7º e, assim, pode-se inferir que o material apresenta poucas características

amórficas. A ausência de uma banda difusa presente no difratograma, halo amorfo,

caracteriza a inexistência de estrutura amorfa, portanto, não passível de atividade

pozolânica, conforme Hoppe Filho (2016).



Figura 04 – Difratograma de raios X (DRX) do RRO.

Fonte: Do autor, 2017

3.1.6 ANÁLISE TÉRMICA DIFERENCIAL E TERMOGRAVIMETRIA (TG/DTA) DO

RRO

Figura 05 – Análise Termogravimétrica (TG/DTA) do RRO.


(µ.a

)



A Figura 05 apresenta a termogravimetria e a análise térmica diferencial, curvas

(TG/DTA), do RRO. Observou-se que o resíduo teve uma perda de massa de

aproximadamente 0,75%, característica típica de um material composto por feldspato,

o que também foi comprovado no ensaio de difração de raios X do RRO, e análise

química com a presença de óxidos alcalinos. Na faixa de temperatura de 620°C a

710°C, ocorre um desprendimento do material, provavelmente a decomposição de

algum carbonato de cálcio com liberação de CO2.

3.2 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA

Através do resultado da relação água/aglomerante de TS22, foi fixada a relação

água/aglomerante de 0,52. Este foi o traço que necessitou menor quantidade de água

para atender a consistência, 260 ± 5 mm, especificada pela ABNT NBR 13276:2016,

sem aditivo.

Comprovou-se por meio do ensaio de área superficial específica – BET, realizado para

o cimento Portland e RRO, que a área superficial específica do cimento é maior que

a do RRO. Os valores encontrados, para a área especifica, foram de 1,24 m²/g e de

1,07 m²/g, cimento e RRO, respectivamente. Quanto maior a área específica, menor

o diâmetro dos grãos, portanto maior a necessidade do uso de água para envolver

todos os grãos. Nos demais traços houve a necessidade do uso de aditivo plastificante

para atender a consistência requerida pela ABNT NBR 13276:2016. Os resultados

estão dispostos na Tabela 04.

Tabela 04 – Determinação da relação água/aglomerante e da consistência.

Amostras Relação Água/Aglomerante

Aditivo (%) Consistência (mm)

TS0 0,52 0,70 258,00

TS7 0,52 0,20 262,25

TS12 0,52 0,25 259,00

TS17 0,52 0,16 257,75

TS22 0,52 0 255,25




3.3 DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX) DOS TRAÇOS

Realizou-se o ensaio de difração de raios X (DRX) para a argamassa de referência e

para as argamassas com os distintos percentuais de substituição. Os traços são

constituídos por fases cristalinas de Hidróxido de cálcio Ca(OH)2, comumente

chamada por Portlandita, Carbonato de cálcio (CaCO3), também chamada por Calcita,

e Quartzo ( SiO2).

Figura 06 – Difratograma de raios X (DRX) dos traços.


Com base na Figura 06, percebe-se que os traços TS0, TS7 e TS12 apresentaram

como pico principal o elemento químico Calcita, seguido pela Portlandita e Quartzo. O

TS17 e o TS22 apresentaram como pico principal o Quartzo, seguido pela Calcita e

Portlandita.

Portanto, todos os traços apresentaram os mesmos cristais, no entanto, percebe-se

que as argamassas, TS17 e TS22, com maiores percentuais de RRO apresentaram

(µ.a

)



picos mais acentuados de Quartzo. Sendo que, o Quartzo é o pico mais acentuado do

RRO o que demonstra sua predominância e provável baixa reatividade do RRO.

3.4 DETERMINAÇÃO DA TRAÇÃO NA FLEXÃO E À COMPRESSÃO

Após a análise estatística dos resultados verificou-se que não há variância entre TS0,

T17 e TS22. Através do ensaio de resistência à tração na flexão, obteve-se um maior

resultado no TS7 e TS12, com 24,45% e 3,39% em relação ao TS0.

Em comparação ao estudo de Apolinário (2014), as argamassas obtiveram resultados

similares. Apesar da utilização de teores de substituição serem diferentes, com

percentuais de 5%, 10%, 15% e 20%, os melhores resultados, para a pesquisa de

Apolinário (2014), foram obtidos nos percentuais de 5 e 10%. Neste trabalho obteve-

se resultados de resistências à tração maiores com os teores de 7% e 12%.

Os resultados do ensaio de resistência da tração na flexão e à compressão estão

dispostos na Tabela 05.

Tabela 05 – Resultados dos ensaios de resistência da tração na flexão e à compressão.

Tração Compressão

Amostras Média (Mpa) 28 dias

Desvio padrão Média (MPa) 28 dias

Desvio padrão

TS0 2,77 0,04 8,89 0,12

TS7 3,45 0,13 11,91 0,46

TS12 2,87 0,26 7,56 0,24

TS17 2,64 0,35 8,40 0,04

TS22 2,56 0,28 8,39 0,4


Perante a resistência à compressão, após a análise estatística, verificou-se que não

há variância entre TS0, T17 e TS22, o que demonstra um resultado positivo, pois

retirou-se 22% da massa do cimento, por exemplo, e substitui-se por RRO sem perda

significativa de resistência. Somente no TS12 houve uma redução de resistência

14,86% em relação ao TS0, o que demonstra um indicativo da importância de se

refazer tal traço, para que se possa ter maior confiabilidade nos resultados.



Em comparação ao estudo de Apolinário (2014), os resultados não seguiram a mesma

linha, pois no referido trabalho, o aumento de resistência ocorreu em 5% e 10% de

substituição em relação ao traço de referência. Enquanto, nesta pesquisa, o aumento

foi verificado somente para o traço TS7, com 34,12% em relação ao TS0.

3.5 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO ATRAVÉS DA

PROPAGAÇÃO DE ONDA ULTRASSÔNICA

Segundo a análise estatística, o RRO não influenciou no coeficiente de Poisson. O

coeficiente de Poisson é a razão entre a deformação transversal e longitudinal

quando, um corpo de prova é submetido a uma carga de compressão axial (SILVA E

FORTES, 2011). O comportamento da argamassa mostrou-se regular, ou seja, os

valores são estatisticamente iguais e consequentemente as amostras estão, com seus

aglomerantes e agregados, bem distribuídos. Os resultados do ensaio de módulo

estão dispostos na Tabela 06.

Tabela 06 – Resultados dos ensaios de módulo dinâmico através da propagação de onda ultrassônica.

Amostras Coeficiente de Poisson

Módulo (GPa) Desvio Padrão

TS0 0,20 11,70 0,24

TS7 0,20 15,07 0,13

TS12 0,21 14,65 0,39

TS17 0,21 15,36 0,46

TS22 0,20 16,46 0,12


Nos resultados de módulo, o TS22 foi o maior valor obtido, com 16,46 GPa, com um

aumento de 40,68% em relação ao TS0. Os traços TS7, TS12 e TS17 não

apresentaram diferenças significativas entre si. É importante mencionar que todos os

traços com substituição por RRO obtiveram valores superiores ao TSO. Isso

demonstra a possível atuação do RRO como filler, de preenchimento dos espaços

vazios, melhorando o empacotamento das partículas.

O efeito filler é definido pelo preenchimento dos vazios entre as partículas do cimento

por grãos, aumentando assim a compacidade do material (HANNA WADA, 2010).



Figura 07 – Pulso de ondas gerados pelo transdutor transversal.


Na Figura 07 estão os pulsos ondas gerados pelo transdutor transversal dos teores.

Através da amplitude (V) e do tempo de propagação (µs), tem-se a mensuração do

coeficiente de Poisson e o módulo de elasticidade dinâmico. Diferenciou-se os valores

dos teores através do primeiro pico do gráfico e do tempo associado a primeira grande

amplitude do gráfico após a chegada das ondas longitudinais.

Observa-se que houve um acréscimo na velocidade de propagação de ondas

ultrassônicas e no módulo de elasticidade, conforme o aumento de substituição do

RRO.

Primeiro pico Primeira grande amplitude

Primeiro pico

Primeira grande amplitude



3.6 MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)

Figura 08 – MEV das amostras.


A Figura 08 apresenta as imagens obtidas do ensaio de microscopia eletrônica de

varredura (MEV), o TS0 apresentou uma maior quantidade de poros em relação aos

traços com teores de RRO. A medida que se aumentou o percentual de substituição

do cimento Portland por RRO, houve um preenchimento dos vazios, isso ocorre pela

possível predominância de filler no resíduo.

TS0

Mag = 100 X

200 µm

Mag = 100 X

200 µm

Mag = 100 X

200 µm

Mag = 100 X

200 µm

Mag = 100 X

200 µm

TS12

TS22 TS17

TS7



3.7 LIXIVIAÇÃO

O ensaio de lixiviação analisou os parâmetros no extrato do resíduo obtido segundo a

ABNT NBR 10005:2004, não apresentaram concentrações acima dos limites máximos

da ABNT NBR 10004:2004, caracterizando o resíduo como não tóxico, sendo

classificado como não perigoso – classe II.

O ensaio de corrosividade resultou da análise da massa bruta e caracterizou o resíduo

como não corrosivo com pH = 11,3, não ultrapassando o limite estabelecido pela

norma ABNT NBR 10004:2004 que é de 12,4.

Através dos ensaios de corrosividade, lixiviação e das características físico-químicas

do resíduo, o TS7 é classificado como não perigoso - Classe II segundo a norma ABNT

NBR 10004:2004.

3.8 TERMOGRAVIMETRIA E ANÁLISE TÉRMICA DIFERENCIAL DOS TRAÇOS

Figura 09 – Análise termogravimétrica (TG/DTA) dos traços.


Segundo Hoppe Filho (2016), a atividade pozolânica se caracteriza pelo consumo de

Portlandita para a formação de novos C-S-H (silicatos de cálcio hidratados), portanto

quanto menor a presença de Portlandita no compósito cimentício, levanta-se a



hipótese de o RRO possuir características pozolânicas. Sabe-se que a Portlandita tem

sua estrutura decomposta, normalmente, entre 380ºC a 480ºC, por conseguinte,

quanto maior a perda de massa nesta faixa de temperatura, acredita-se, que o

percentual de reações pozolânicas terem acontecido foram menores.

Com base nos resultados do ensaio de termogravimetria e análise térmica diferencial

verificou-se que na faixa de temperatura, 380°C a 480°C, houveram perdas de massa

de, aproximadamente, 4,8%, 5,3%, 4,6%, 4,8% e 5,4%, respectivamente, de TS0,

TS7, TS12, TS17 e TS22. Todas as argamassas obtiveram perda de massa similares

entre si, fato que demonstra a baixa reatividade pozolânica do RRO. E, por

conseguinte, comprova os resultados de índice de atividade pozolânica aos sete dias

e índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias, além da difração de raios

X.

4 CONCLUSÃO

Os resultados obtidos a partir da caracterização do RRO, análise química, IAP com

cal e índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias, demonstram que não

atendem os requisitos da ABNT NBR 12653:14, portanto não podem ser considerados

materiais pozolânicos. O ensaio de DRX demonstra o cristal, constituinte do resíduo,

como o cristal predominante o óxido de silício (Quartzo) e o potássio sódio alumínio

silicato (Sanid). Através do ensaio de termogravimetria e análise térmica diferencial,

verifica-se que o RRO possui pouca reatividade pozolânica. No ensaio de resistência

à tração na flexão e compressão a amostra TS7 apresenta as maiores resistências

mecânicas. O coeficiente de Poisson não apresenta diferenças nos resultados. No

ensaio de módulo de elasticidade dinâmico, o maior resultado apresentado foi a

amostra TS22, e, menor para a amostra TS0. O ensaio do MEV comprova o efeito

filler. No ensaio de lixiviação a amostra TS7 foi classificada como não perigoso.

5 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

A fim de contribuir com esta pesquisa e dar seguimento aos estudos relacionados ao

RRO, alguns outros estudos podem ser realizados para promover um melhor

resultado e maior confiabilidade à pesquisa, podendo ser:



Refazer o ensaio do TS12, onde não se pode explicar com os resultados obtidos.

Fixar a relação/aglomerante, sem utilizar aditivos, não necessariamente atender a norma de consistência.

Estudar novos traços e utilizar percentuais abaixo de 7%.

Fazer ensaio de Chapelle modificado.

Avaliar a atividade pozolânica do resíduo em argamassas com cimento CP I ou CP V.

Fazer várias amostras do resíduo, em diferentes empresas de beneficiamento de mármores e granitos, posteriormente fazer um comparativo.

Fazer o ensaio de álcalis disponíveis (ABNT NBR 25:2003).

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ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO …repositorio.unesc.net/bitstream/1/5893/1/GabrielFurlanettoDeNes.pdf · O cimento Portland utilizado foi CP II–Z–32, conforme