MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA A CONCEPÇÃO DE MISTURAS CIMENTÍCIAS


Autor: MELETTI, Diogo
Publicado em: 05/11/2021

INTRODUÇÃO

         O presente trabalho tem por objetivo elucidar diferentes materiais que podem se constituir como matéria-prima alternativa para a concepção de misturas cimentícias na construção civil. A importância de uma discussão ou estudo a este respeito é corroborado ao se constatar algumas questões inerentes à produção do atual cimento Portland, tais como o elevado índice de emissão de Gás Carbônico (CO2) na atmosfera, a estagnação de suas fontes, bem como o elevado valor comercial que o produto possui.

          Diante desse cenário, a academia se dobra na busca de soluções para tal problema, encontrando em resíduos provenientes de diferentes segmentos, tais como a agricultura e a indústria, uma possível e viável solução para o problema. Em um contexto mercadológico em que tanto questões ambientais como de melhor custo-benefício apresentam-se como condição essencial para o crescimento ou sucesso de uma empresa, uma discussão ou estudo a este respeito é mais do que satisfatório.

          Desse modo, a partir de algumas pesquisas científicas, este trabalho se propõe a mostrar alguns desses materiais e sua viabilidade como matéria-prima alternativa na produção do cimento para a construção civil.

 

MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA A CONCEPÇÃO DE MISTURAS CIMENTÍCIAS

         A indústria da construção civil depende diretamente da exploração de recursos minerais não renováveis. Os recursos são utilizados para a produção de materiais essenciais, tais como o cimento Portland, agregados e a cal. Esses materiais possibilitam a produção de concretos e argamassas presentes em quase todas as construções dos mais diferentes segmentos.

       Caracterizado como a principal matéria prima da construção civil, a produção de cimento Portland cresce consideravelmente todos os anos. Segundo o Sindicato Nacional da Indústria do Cimento, estima-se que 54,4 milhões de toneladas de cimento Portland foram produzidos ao longo do penúltimo ano em território brasileiro (SINIC, 2021). O elevado índice de produção de cimento é corroborado quando se verifica a praticidade e funcionalidade que ele traz na construção civil, seja por meio de sua maior estabilidade, durabilidade e impermeabilidade ou, até mesmo, por sua maior resistência ao ataque por sulfatos e à compressão em idades mais avançadas.

         Porém, no caso específico do cimento Portland, sua produção emite elevados índices de gás carbônico (CO2) na atmosfera. Segundo Vilela Santos et al (2020), a emissão de gás carbônico na produção do cimento resulta na expressiva parcela de 3 a 8% da emissão mundial de poluentes, contribuindo satisfatoriamente na propagação do efeito estufa. Além desse fator, sabe-se que o seu consumo desenfreado poderá provocar uma estagnação das fontes destes materiais, interferindo diretamente nas questões econômicas referentes a construção civil.

         Diante desse cenário, uma das alternativas que se apresenta como mais satisfatória é o aproveitamento de resíduos provenientes do descarte por parte de indústrias de diferentes segmentos. Essa aplicação pode substituir boa parte do clínquer utilizado para a produção do cimento, uma vez que possui propriedades cimentícias capazes de garantir a qualidade e eficiência do material que é produzido (VILELA SANTOS et al, 2020).

          Embora o emprego de materiais renováveis no setor construtivo seja ainda pouco explorado, sabe-se que possibilita uma vantagem econômica as empresas, sem contar à preservação do meio ambiente que proporciona. Em um cenário mercadológico mundial em que a preservação do meio ambiente se apresenta como condição de credibilidade e visibilidade para qualquer empresa, esta alternativa satisfaz tal exigência.

          Esses resíduos provenientes do descarte por parte das indústrias são dos mais variados, tais como, a cinza do bagaço de cana-de-açúcar, fibra de juta, casca de arroz, casca de coco, talo de algodão, palha de café, entre outros (CABRAL; AZEVEDO 2016). Convém agora realizar uma pequena análise de alguns desses resíduos.

 

CINZA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇUCAR

          A cinza do bagaço de cana-de-açúcar tem ganhado grande destaque nos últimos anos em pesquisas relacionadas a materiais alternativos na construção civil. Isso se justifica por duas razões básicas. Primeiramente, sabe-se que o bagaço da cana-de-açúcar se constitui como o maior resíduo da agricultura brasileira, fazendo com em que haja em muitos lugares problemas de armazenagem ou descarte desse produto. Segundo, pelo fato desse resíduo servir de material para a confecção de argamassas e concretos, uma vez que possui grande quantidade de silício (Si) e de óxido de alumínio (AI203) favorecendo a atividade pozolânica (CABRAL; AZEVEDO, 2016). Aliás, quando consideramos os diferentes materiais alternativos para a produção do cimento, a cinza do bagaço da cana-de-açúcar se apresenta como um dos mais pesquisados.

          Logo, existem inúmeras pesquisas em diferentes revistas científicas a respeito desse resíduo na produção do cimento. Dentre elas, mencionamos duas. Primeiramente, um artigo desenvolvido por Paula et al (2008) da Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental da Universidade Federal de Campina Grande. O bagaço da cana-de-açúcar para a realização do experimento foi originário da Usina Jatiboca de Urucânia, MG. O bagaço foi coletado e queimado em mufla, num período de 6 horas, a 600ºC. Após o experimento, a pesquisa concluiu que o CBC é uma fonte viável de adição mineral em cimentos, dependendo das características da sílica presente. Além disso, os resultados após os ensaios de compressão aos 28 dias indicam uma viabilidade de substituição de até 20% do de cimento por CBC, não acarretando risco ou prejuízo a resistência (PAULA et al, 2008).

          Um outro artigo mais recente desenvolvido por Berenguer et al (2018) pela Revista Científica Berenguer, utilizou dois tipos de bagaço de cana-de-açúcar: um proveniente de uma indústria e outro de uma pizzaria que utilizava como substituição da madeira em seus fornos. Os resultados dos procedimentos a partir da substituição de 15% de massa de cimento pela cinza do bagaço da cana-de-açúcar geraram efeitos aglutinante e pozolânico. Além disso, não foi observado efeito indesejável nas resistências à tração e compressão (BERENGUER et al, 2018). Tanto em um exemplo como no outro, a substituição de parte do cimento por cinza do bagaço da cana-de-açúcar se apresenta como viável.

 

CINZA DA FOLHA DE BANANEIRA

          Sabe-se que o Brasil é um grande produtor de frutas, entre elas, a banana. Segundo Cabral & Azevedo (2016), o Brasil tem uma produção anual de 11,45 milhões de folhas secas, correspondendo cerca de 1,21 milhões de toneladas de cinza de folha de bananeira. A folha da bananeira, quando calcinada a uma temperatura em torno de 850 Graus Celsius, apresenta atividade pozolânica. Assim, ao ser colocado adição de cinza da folha de bananeira na argamassa, esta diminui a consistência. De modo a ser corrigido esta trabalhabilidade, pode-se adicionar um aditivo plastificante.

          Os finos da cinza preenchem os vazios da argamassa, o que permite um teor de ar e absorção de água menor e, portanto, melhor desempenho em relação à impermeabilidade. Uma outra observação evidenciada diz respeito ao aumento da massa específica, de acordo com o teor da folha de bananeira (CABRAL; AZEVEDO, 2016). Assim sendo, como no material anterior, a cinza da folha de bananeira também apresenta condições plausíveis para o seu uso na construção civil, de modo a ser necessário o desenvolvimento de mais pesquisas para corroborar sua utilização como material alternativo do cimento.

 

CINZA DA CASCA DE ARROZ

           Na produção do arroz – um dos cereais mais importantes da alimentação humana –, de modo particular, na etapa de beneficiamento, são gerados diferentes tipos de resíduos, tais como a casca de arroz, que se destaca entre eles. Por conta de seu alto volume e baixo valor comercial, acaba gerando diferentes problemas de armazenagem para os produtores (CABRAL; AZEVEDO, 2016), o que convém encontrar diferentes utilizadas para esse produto.

          A cinza da casca de arroz apresenta alta composição de sílica – cerca de 92% –, e esta, devido ao fato de possuir elevada dureza, pode ser utilizada em diferentes indústrias, tais como as de tintas, cosméticos, inseticidas, bem como, na produção de cimento. Segundo Mehta (1992) apud Cabrial & Azevedo (2016), além de acelerar o ganho de resistência, a cinza da casca de arroz favorece na redução da segregação e exsudação e, portanto, torna-o mais trabalhável.

        A este respeito, na pesquisa realizada por Bezerra et al (2011) pela Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, constatou que o teor de cinza de casca de arroz adicionado ao experimento, é inversamente proporcional à resistência a compressão das argamassas. Assim sendo, por conta do crescimento água/cimento para conseguir manter uma mesma consistência do material, as argamassas com maiores teores de cinza da casca de arroz acabam tendo maior permeabilidade quando realizados ensaios de absorção.

 

RESÍDUO CERÂMICO MOÍDO

          A incorporação de resíduo de cerâmico moído na produção de cimentos ou concretos de modo a colaborar com a sua melhoria, desempenho e durabilidade, tem aumentado significativamente no mercado de materiais de construção. Tal questão é justificada quando observamos fortes questões econômicas e ambientais em torno dele. Como se sabe, devido à grande produção desses resíduos, tem-se problemas de transporte, estocagem e manutenção de depósitos. Soma-se a isso, o fato de sua grande disponibilidade e, portanto, reciclagem de subprodutos ou resíduos industriais, o que gera redução de emissões perigosas lançadas na atmosfera como acontece ao ser produzido o cimento (CABRAL; AZEVEDO, 2016).

         Sabe-se que por conta dos fatores de homogeneidade, temperatura e queima desse resíduo, é grande sua variabilidade. Segundo Cabral & Azevedo (2016), diferentes pesquisas têm sugerido que esses resíduos quando moídos apresentam certa atividade pozolânica, caracterizando-se como um resíduo de forte potencial na produção de cimento, sem contar seu reduzido impacto na natureza.

          A respeito desse resíduo, Gonçalves (2007) saliente que ele promove um aumento na capacidade de deformação. Tal questão é corroborada no fato dos sais minerais hidratados de tal resíduo possuir menor rigidez do que os sais minerais quando utilizado apenas o cimento. Seja como for, Cabral & Azevedo (2016) afirmam que a presença desse resíduo não influencia significativamente na resistência tanto a compressão como para à tração, caracterizando-se como um resíduo viável.

 

BORRACHA DE PNEUS USADOS

          Outro material encontrado abundantemente é a borracha proveniente de pneus. A queima desse material acontece a altas temperaturas, o que produz grande quantidade de fumaça negra e óleos que contaminam lençóis d’água e solos por conta de sua composição química. Além do mais, seu descarte incorreto na natureza pode se tornar foco de procriação de mosquitos, tornando-se um problema de saúde pública.

           Diante desse cenário de forte impacto ambiental, sua viabilização para o ramo da construção civil se torna cada vez mais presente. Várias pesquisas giram em torno de incorporal tal material ao concreto, como substituição do agregado miúdo. A respeito dessa substituição, Cabral & Azevedo (2016) apresentam que ela acaba reduzindo a resistência tanto à compressão como à tração diante da comparação ao concreto puro. Porém, embora apresenta tal característica, a sua introdução como material alternativo tona-se viável na produção de concreto para pavimentação, uma vez que pode resultar como mais durável, bem como, capaz de absorver mais energia quando submetido a impacto, sem contar a questão de ser economicamente viável.

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

          A partir do estudo realizado e apresentado ao longo desse trabalho, constata-se a variedade de materiais alternativos à disposição da construção civil para a produção do cimento. Como se constatou ao analisar diferentes estudos, a utilização desses materiais é corroborada por três questões básicas: primeiramente, por ser resíduos encontrados abundantemente e sem uma finalidade certa; segundo, pelo fato de ser economicamente viável ao ser um resíduo de baixíssimo custo e, portanto, substituto do cimento de alto valor comercial; e terceiro, por conta de contribuir diretamente na preservação do meio ambiente, seja pelo fato de muitos desses resíduos poluírem a natureza, como, por exemplo, a borracha proveniente de pneus, ou por conta da redução da produção de cimento e, por conseguinte, menor emissão de gás carbônico (CO2) na atmosfera.

           Os estudos contemplados nesse trabalho apresentam os cinco materiais expostos como viáveis na substituição parcial do composto de cimento. Como se constatou, alguns materiais acabam diminuindo a capacidade de compressão ou tração do cimento, ao passo que outros colaboraram para o seu aumento. Seja como for, os materiais apresentam atividade pozolânica e, nos estudos contemplados, o aumento ou redução da compressão ou tração é muito baixa, o que favorece tais materiais como viáveis na medida em que contempla as três questões acima elucidadas: material abundante, melhor custo benefício e ecologicamente viável. Diante disso, em um cenário mercadológico em que a questão ambiental e a redução de custos apresentam-se como condição primordial para o sucesso e visibilidade de qualquer empresa ou organização, o estudo de materiais alternativos tais quais os apresentados na construção civil, além de ser obrigatório no contexto atual, só tende a aumentar.

 

REFERÊNCIAS

 

BERENGUER, R. A. et al. A influência das cinzas de bagaço de cana-de-açúcar como substituição parcial do cimento na resistência à compressão de argamassa. Revista ALCONPAT, Volumen8, Número 1(enero–abril2018): 30–37. Disponível em: <http://www.scielo.org.mx/pdf/ralconpat/v8n1/2007-6835-ralconpat-8-01-30.pdf>.

BEZERRA, I. M. T. et al. A utilização da Cinza da Casca de Arroz utilizada em argamassas de assentamento. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 15, n. 6, p 639-645, 2011. Disponível em: <https://www.scielo.br/pdf/rbeaa/v15n6/v15n06a15.pdf>.

 

CABRAL, Stênio Cavalier; AZEVEDO, Marina Álvares de. Materiais alternativos para adição ao cimento Portland. Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 10 – Ano V – 10/2016. Disponível em: <http://site.ufvjm.edu.br/revistamultidisciplinar/files/2016/09/Stenio23.pdf>. 

 

GONÇALVES, J.P., 2007. Utilização do resíduo da indústria cerâmica para produção de concretos. Ouro Preto, Minas Gerais.

 

PAULA, Marcos O. de et al. Potencial da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como material de substituição parcial de cimento Portland. 354R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v.13, n.3, p.353–357, 2008. Disponível em: <https://www.scielo.br/pdf/rbeaa/v13n3/v13n03a19.pdf>.

 

SNIC. Sindicato   Nacional   da   Indústria   do   Cimento. 2021. Disponível   em: <http://snic.org.br>. 

 

VIVELA SANTOS, Janekelly et al. Efeitos da adição e substituição de cinza do bagaço da cana-de-açúcar em matrizes cimentícias. Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 10 , p.77494-77509, oct. 2020. Disponível em: <https://www.brazilianjournals.com/index.php/BRJD/article/view/18143>. 




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