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Universidade Federal de AlagoasCentro de Tecnologia
Coordenação do Curso de Engenharia CivilCidade Universitária – Campus A. C. Simões
Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – Alagoas
DANILO DE OLIVEIRA DANTASWILDSON HENRIQUE DE BRITO LEITE
ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO
GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ
MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO
Maceió/AL, fevereiro de 2006
DANILO DE OLIVEIRA DANTASWILDSON HENRIQUE DE BRITO LEITE
ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ
Monografia apresentada ao Colegiado do
Curso de Engenharia Civil da Universidade
Federal de Alagoas como parte dos requisitos
para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientadora: Luciana Amaral de Lima, Drª
Colegiado do Curso de Engenharia Civil - CCEC
Centro de Tecnologia - CTEC
Universidade Federal de Alagoas - UFAL
Maceió, fevereiro de 2006
I
ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ
Assinaturas:
Graduandos:---------------------------------------------------
Danilo de Oliveira Dantas
--------------------------------------------------- Wildson Henrique de Brito Leite
Orientadora:---------------------------------------------------
Luciana Amaral de Lima, Drª
II
A Deus, pois sem Ele nada é possível. Aos nossos pais e familiares.
III
Agradecimentos
Agradecemos primeiramente a Deus, por ter nos iluminado e dado
força no desenvolvimento deste trabalho. Aos nossos pais, pela educação
adquirida. Ao corpo docente da UFAL, pelos ensinamentos transmitidos. À
nossa orientadora professora Luciana Amaral de Lima, pelos conhecimentos e
dicas para realização deste trabalho. Às construtoras V2 Construções Ltda e
Cipesa Engenharia, por oferecerem todas as condições para o
desenvolvimento do nosso trabalho. Ao NPT, pela permissão para a realização
dos ensaios laboratoriais. À professora Sandra Helena Vieira de Carvalho do
departamento de engenharia química, pela utilização do aparelho Mastersizer
2000 na determinação da granulometria. E a todos que contribuíram de alguma
forma para a realização deste TCC.
IV
RESUMO
Este trabalho tem como motivação principal, através da coleta de
dados nas obras e da realização de ensaios laboratoriais como: granulometria,
consistência normal, tempo de pega e resistência à compressão, quantificar o
resíduo de gesso gerado nas empresas de construção civil de Maceió no
serviço de revestimento de gesso liso desempenado, onde a técnica de
aplicação utilizada foi manual, e sua possível viabilidade técnica de reutilização
a partir dos resultados obtidos nos ensaios. Foi aplicado estudo de caso para
quatro obras. Os critérios de escolha das empresas/obras foram as empresas
que possuíam certificado de qualificação ISO 9001 e o programa Obra Limpa
instalado, visto que possuíam maior controle dos serviços e consequentemente
menor geração de resíduos. Primeiramente, foi feita uma revisão bibliográfica
sobre o assunto, com a finalidade de despertar a importância do tema na
conjuntura atual das empresas construtoras e de todos os envolvidos no
processo de reciclagem do resíduo de gesso, e também para subsidiar a
comparação dos dados obtidos através da realização dos ensaios com os
valores exigidos nas normas técnicas brasileiras. Em seguida, foram mostradas
algumas problemáticas do resíduo de gesso, no qual uma das principais é a
destinação em aterros de materiais inertes, e potenciais aplicações, como
correção do pH do solo. Depois partimos para a parte experimental, onde a
etapa inicial foi a coleta de dados nas obras, totalizando sete dias por obra. A
metodologia utilizada nessa fase foi desenvolvida a partir da limpeza prévia do
ambiente com o objetivo de que nenhum material proveniente de outros
serviços se misturasse ao resíduo de gesso, seguido da pesagem do resíduo
gerado e da medição da área revestida em cada ambiente. A quantidade de
resíduo gerada foi obtida pela soma das quantidades geradas em cada
ambiente. Por fim era separada uma amostra de aproximadamente 5Kg para a
realização dos ensaios laboratoriais. Os dados obtidos nas obras a respeito da
geração média dos resíduos foram comparados com os dados do estado de
SP, visto que são os maiores geradores de resíduo de gesso do Brasil. Vimos
que, a partir da realização dos ensaios laboratoriais, é possível a substituição
parcial do resíduo de gesso, desde que seja utilizado aditivos retardadores de
pega para aumentar o tempo de utilização da pasta de gesso. Tais resultados V
são expostos através de meios de comunicação visual como tabelas, gráficos e
fotografias. Por fim serão apresentadas algumas medidas para a reciclagem do
resíduo de gesso.
Palavras chaves: gesso, resíduo, reciclagem, revestimento.
VI
SUMÁRIO
Lista de figuras IXLista de tabelas X1 Introdução 111.1 Importância da reciclagem 111.2 Objetivos 132 O gesso 142.1 Produção do gesso 142.2 Hidratação e pega do gesso 172.3 Microestruturas 192.3.1 Formação da microestrutura e fatores influentes internos 192.3.2 Fatores influentes externos 202.3.3 Propriedades mecânicas 212.3.4 Variações volumétricas 243 Resíduos na construção civil 264 Resíduos de gesso 284.1 Geração de resíduos de gesso 284.2 Problemática do resíduo de gesso 304.2.1 Destinação para aterros de materiais inertes 314.2.2 Ataques por sulfatos 314.2.3 Contaminação em pavimentação e aterro 324.2.4 Futuras demolições 324.3 Aplicações 324.3.1 Aglomerante 334.3.2 Produção de cimento 334.3.3 Outras aplicações 334.4 Condicionantes da reciclagem 344.4.1 Preço da matéria prima e do transporte 344.4.2 Custo do processamento 344.4.3 Quantidade do resíduo de gesso 354.4.4 Gestão dos resíduos no canteiro 355 Materiais e métodos 36
VII
6 Resultados e análises 386.1 Quantificação da produção de resíduos 386.2 Granulometria 396.3 Consistência normal 436.4 Tempo de pega 466.5 Resistência à compressão 487 Conclusão 52Referências bibliográficas 54Anexo 56
VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 - Extração do gipso (Araripina - PE) 15Figura 02 - Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso 18Figura 03 - Cristais de dihidrato 20Figura 04 - Cristais de dihidrato em presença de poliacrilamida 20Figura 05 - Variação do módulo de elasticidade linear 24Figura 06 - Resíduos de construção civil 27Figura 07 - Porcentagem de resíduo de gesso gerado em cada atividade 28Figura 08 - Resíduo de gesso gerado devido ao serviço de revestimento 29Figura 09 - Resíduo de gesso gerado devido ao serviço de revestimento 29Figura 10 - Perda de gesso devido ao excesso de espessura 29Figura 11 - Resíduo de gesso gerado na demolição 30Figura 12 - Produção média do resíduo por obra (kg/m²) 38Figura 13 - Balança com resolução de 0,1g 40Figura 14 - Curvas granulométricas 41Figura 15 - Módulo de finura para as porcentagens de resíduo 41Figura 16 - Mastersizer 2000 42Figura 17 - Aparelho de Vicat modificado 44Figura 18 - Aparelho de Vicat modificado 44Figura 19 - Consistência normal 45Figura 20 - Valores da consistência para relações gesso/resíduo 45Figura 21 - Influência do teor de resíduo na consistência 46Figura 22 - Aparelho de Vicat 47Figura 23 - Tempo de início de pega 47Figura 24 - Tempo de fim de pega 48Figura 25 - Prensa com capacidade superior a 20.000N 49Figura 26 - Moldes cúbicos de 50mm de aresta 49Figura 27 - Resistência à compressão (MPa) 50Figura 28 - Ajustes na curva de resistência à compressão 51
IX
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 - Nomenclatura e fórmula química das fases do gesso 16Tabela 02 - Variação das propriedades do gesso de construção brasileiro 23Tabela 03 - Produção do resíduo por obra (kg/m²) 38Tabela 04 – Análise granulométrica (método do peneiramento) 40Tabela 05 - Dados da granulometria (Mastersizer 2000) 42
X
INTRODUÇÃO
"Nunca se deve pensar que se chegou ao topo, mas, pelo contrário, que se tem
ainda muito para aprender. Desse modo não se estabelecem tetos nem limites”.
Alicia Alonso
1.1 IMPORTÂNCIA DA RECICLAGEM
Os impactos ambientais criados pela disposição irregular dos resíduos
são percebidos à medida que circulamos em nossas cidades e nos deparamos
com os resíduos da construção em áreas de bota-fora, terrenos baldios,
várzeas de rios e córregos e logradouros públicos.
A necessidade de reutilizar os resíduos de construção diferentemente
do que ocorria em épocas passadas não resulta apenas da vontade de
economizar, e sim de uma atitude fundamental para preservação do meio
ambiente.
Segundo JOHN (1999), o setor da construção civil é responsável pela
extração de uma grande parcela de recursos naturais, estimado entre 15% e
50% dos recursos extraídos. Portanto, a redução do entulho gerado em obra,
que implica em menor utilização de recursos, contribui para o uso racional dos
recursos provenientes da natureza.
Frente ao processo estável que se encontra hoje a economia
brasileira, constata-se que houve uma redução na margem de lucro das
empresas construtoras fazendo com que todo tipo de racionalização de
processo construtivo seja um diferencial competitivo no mercado. Desta
maneira, o combate à geração de entulho, decorrentes de construção e
demolição de obras civis, além de proporcionar uma redução no uso de
recursos que seriam enviados para o lixo, diminui, também, a agressão ao
meio ambiente, pois o entulho de construção ainda não apresenta um processo
de reciclagem muito difundido, ocasionando, assim, a disposição deste entulho
diretamente na natureza, o que ocorre, muitas vezes de modo irregular.
De acordo com pesquisas recentes sobre as perdas de materiais na
indústria da construção civil, obteve-se elevados valores de perdas físicas de
material, o que torna necessário uma maior atenção na racionalização dos
11
processos. Tal valor, segundo SOUZA (1999), é da ordem de 27% em massa,
avaliado num conjunto de 100 obras estudadas.
Uma proposta de gestão sustentável dos resíduos sólidos urbanos tem
como foco principal a redução da geração dos resíduos. Quando existir a
geração dos mesmos, busca-se a reutilização ou a reciclagem integrando-os
aos materiais de construção como uma alternativa viável para a diminuição dos
impactos ambientais por eles causados. Somente quando não houver a
possibilidade de reciclá-los é que os resíduos devem ser incinerados ou
aterrados de maneira adequada.
Segundo a Resolução 307/2002 do Conama (Conselho Nacional do
Meio Ambiente) que implementou diretrizes para redução dos impactos
ambientais gerados pelos resíduos de construção civil, classifica o gesso como
material tipo C, que são resíduos para os quais não foram desenvolvidas
tecnologias ou aplicações economicamente viáveis, que permitam a sua
reciclagem/recuperação. Por se tratar de um material que quando possui uma
destinação inadequada causa danos ambientais, a redução e reciclagem do
resíduo de gesso se tornam com o passar do tempo mais importante e
necessária, diferentemente de outros materiais como concreto, tijolo e madeira,
que poderão ser confinados em aterros de materiais inertes.
É de fundamental importância que o construtor/gerador tenha
consciência do seu papel no processo de redução e reciclagem, adotando uma
postura racional e criativa que facilite a evolução de técnicas construtivas e de
gestão de recursos humanos diminuindo assim o desperdício. Além disso,
deve-se ter implantado um sistema de segregação dos resíduos no canteiro de
obra, de maneira a assegurar um melhor controle na qualidade dos mesmos,
reduzindo os custos de beneficiamento, fortalecendo assim o processo de
produção dos materiais reciclados.
Nos últimos tempos, no Brasil, é comum a disposição irregular de
entulho e, por esse motivo, esses resíduos são considerados como sendo um
problema de limpeza pública, acarretando uma série de inconvenientes para a
saúde e bem estar da população.
12
1.2 OBJETIVOS
O objetivo geral é analisar a possível viabilidade técnica de reciclagem
do resíduo de gesso gerado nas empresas de construção civil de Maceió.
Os objetivos específicos são:
• Comparar os dados coletados nas obras com os dados da literatura;
• Quantificar o resíduo de gesso gerado devido ao serviço de
revestimento;
• Estudar as propriedades mecânicas e físicas do resíduo de gesso,
analisando sua viabilidade técnica para a reutilização ou reciclagem.
13
2 GESSO
O gesso é utilizado em áreas bem distintas como: agricultura, indústria
cerâmica, saúde (especialmente na odontologia) e na construção civil. Para
diferenciar o gesso utilizado na construção civil dos demais na norma nacional
foi adotado o termo gesso de construção. Como este trabalho não abrange
nenhuma das demais áreas de aplicação do material o gesso de construção
será chamado apenas de gesso. A seguir encontram-se transcritas as
definições de algumas normas para o material.
A NBR 13207 (ABNT, 1994) define gesso para construção como:
“Material moído em forma de pó, obtido da calcinação da gipsita,
constituído predominantemente de sulfato de cálcio, podendo conter aditivos
controladores de pega.”
A RILEM (1982a) define gesso de construção como:
“Material pulverulento, constituído predominantemente de hemidrato
ou de uma mistura de sulfatos (hemidrato, anidrita ou gipsita), um baixo valor
percentual de água livre e substâncias consideradas como impurezas:
carbonato de cálcio e de magnésio, argilominerais e de sais solúveis.”
O gesso é o mais antigo aglomerante de que se tem notícia. Foi
encontrado em construções no Antigo Egito como na pirâmide de Khufu, com
cerca de cinco mil anos. Suas técnicas de calcinação e suas propriedades
hidráulicas já eram amplamente conhecidas pelos egípcios o que permite inferir
que o material era utilizado por civilizações até anteriores a esta. Seu emprego
era variado, desde a confecção de objetos decorativos, como estátuas, até
revestimentos de paredes na forma de argamassas e pastas que serviram de
base para afrescos que decoram até hoje o interior de algumas pirâmides.
Também era comum a utilização de pigmentos para a produção de
revestimentos coloridos (TURCO, 1961).
2.1 Produção do Gesso
A produção do gesso natural acontece basicamente em 4 etapas:
extração do gipso; preparação para calcinação; calcinação e seleção.
14
a) Extração do gipso
O gipso é uma rocha sedimentar e em sua composição estão
presentes, basicamente, a gipsita, a anidrita e algumas impurezas, geralmente
argilo-minerais, calcita, dolomita e material orgânico. A gipsita é o mineral que
se constitui na matéria-prima para o gesso; sua fórmula química é
CaSO4.2H2O. Desse modo a qualidade do gipso é avaliada pelo teor de gipsita.
A matéria-prima nacional é bastante pura, favorecendo a produção de gessos
de alvura elevada (HINCAPIÉ et al. 1996a).
A maior extração do gipso no Brasil, ocorre no estado de Pernambuco,
principalmente na região de Araripina, como mostra a figura 01.
Figura 01 – Extração do gipso (Araripina - PE)
b) Preparação para calcinação
Após a extração a gipsita passa por alguns processos de
beneficiamento de adequação ao tipo de forno onde será calcinada.
Basicamente, as etapas são as seguintes: britagem, moagem grossa;
estocagem; secagem; moagem fina e ensilagem.
c) Calcinação
A calcinação é o processo térmico pelo qual a gipsita é desidratada. O
material é calcinado numa faixa de temperatura da ordem de 140ºC a 160ºC,
quando se deseja obter hemidrato (CaSO4.0,5H2O), como exposto na equação
15
1. A anidrita III (CaSO4. εH2O) é obtida entre 160ºC e 200ºC e pode conter
água de cristalização em baixo teor. Esta fase é solúvel, como o hemidrato,
porém instável, transformando-se em hemidrato com a umidade do ar. Quando
a calcinação acontece em temperaturas variando de 250ºC a 800ºC a anidrita
III transforma-se em anidrita II (CaSO4) cuja velocidade de hidratação é lenta. A
anidrita I só é obtida em temperaturas acima de 800ºC (CINCOTO et al.
1988a).
OHOHCaSOgcalOHCaSO 22424 23
21/81,232 +⋅⇒+⋅ (1)
A calcinação ainda pode ser por via seca ou úmida. Se o gipso for
calcinado a seco sob pressão atmosférica, ou baixa pressão, será obtido o
hemidrato β. Caso a calcinação ocorra sob pressão de vapor de água
saturante, será obtido o hemidrato α. Devido ao menor tempo de pega, maior
resistência mecânica e custo mais elevado, o hemidrato α tem sua maior
utilização como gesso hospitalar. Já o β, com custo de produção mais baixo,
predomina no gesso de construção nacional (CINCOTTO et al., 1988a). A
Tabela 1 traz a nomenclatura e a fórmula química das fases do gesso.
Tabela 1- Nomenclatura e fórmula química das fases do gesso
Nomenclatura Fórmula química
Gipsita ou Dihidrato OHCaSO 24 2⋅
Hemidrato α ou β OHCaSO 24 21⋅
Anidrita III ε 4CaSO
Anidrita II e I 4CaSO
16
d) Seleção
O material calcinado é moído, selecionado em frações granulométricas
e classificado conforme o tempo de pega, de acordo com a NBR 13207 (ABNT,
1994).
2.2 Hidratação e pega do gesso
Na hidratação ocorre a reação química entre o material anidro e a
água, regenerando o dihidrato (equação 2).
CALOROHCaSOOHOHCaSO +⋅⇒+⋅ 24224 223
21
(2)
Os primeiros trabalhos publicados sobre a hidratação do gesso são de
LAVOISIER, em 1798, e Le CHATELIER, em 1887. Este último explica o
mecanismo de hidratação através da teoria da cristalização, passando por três
etapas (KARNI, 1995):
• Fenômeno químico da dissolução - ao ser misturado com a água de
amassamento, os cristais do hemidrato (CaSO4.0,5H2O) se
dissolvem dando origem a uma solução saturada de íons Ca2+ e
SO42-;
• Fenômeno físico da cristalização - quando a solução fica
supersaturada, os cristais de dihidrato (CaSO4.2H2O) precipitam em
forma de agulhas;
• Fenômeno mecânico do endurecimento - com o aumento da
concentração dos cristais há o endurecimento da pasta.
Até a década de 60 alguns pesquisadores defendiam a teoria coloidal
como mecanismo regente da hidratação do gesso. Entretanto, com o avanço e
desenvolvimento de técnicas como a calorimetria, difração de raio X (DRX),
termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), resistividade
elétrica, entre outras, possibilitaram o acompanhamento detalhado da
17
hidratação das pastas de gesso e comprovação da teoria da cristalização
(CLIFTON, 1973).
CLIFTON (1973), por exemplo, demonstra que o mecanismo de
hidratação do gesso é de dissolução-precipitação (teoria da cristalização), isto
é, dissolução do hemidrato e precipitação do dihidrato. Em seu trabalho o autor
estudou as etapas da reação de hidratação do gesso e analisou a influência de
diversos aditivos controladores de pega na reação. Através da análise térmica
e da microscopia o autor registrou as diferentes fases da reação de hidratação.
Ele explicou também o fenômeno da pega das pastas de gesso a partir das
curvas do calor de hidratação obtidas através da calorimetria adiabática (Figura
2). As etapas descritas por ele para o mecanismo são:
1. Ocorre uma pequena hidratação seguida do período de indução.
Esta etapa é finalizada pelo início da pega que é o instante em que a
taxa de elevação da temperatura ultrapassa 0,1ºC/min (RIDGE,
1959);
2. O que caracteriza esta etapa é a elevação rápida da temperatura, ou
seja, a evolução rápida da reação de hidratação;
3. A reação atinge o ponto máximo de incremento de temperatura que,
segundo o autor, corresponde à conclusão da hidratação, isto é, ao
final da pega.
Figura 02 – Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso
18
Etapas semelhantes de desenvolvimento da hidratação do gesso
foram propostas por pesquisadores como MAGNAN (1973). A diferença básica
entre os trabalhos destes pesquisadores é o número de divisões adotadas para
a hidratação, o que gera etapas intermediárias que se sobrepõem às propostas
por CLIFITON (1973), sem, contudo, contrariar as conclusões apresentadas
por este autor.
A pega também pode ser descrita segundo um fenômeno físico. O
início da reação corresponde à formação de núcleos de cristais de gipsita que
crescem durante o período de indução. Após esse período, os cristais de
dihidrato começam a precipitar ocasionando um aumento na consistência da
pasta conhecido como início da pega. Com o aumento da taxa da reação de
hidratação a pasta vai adquirindo cada vez mais resistência mecânica até o seu
completo endurecimento, diz-se então que se deu o fim da pega.
2.3 Microestrutura
O conhecimento da microestrutura do gesso, como se desenvolve e
que fatores exercem influência sobre ela é a chave para a compreensão de
suas propriedades mecânicas.
2.3.1 Formação da microestrutura e fatores influentes internos
Os cristais de dihidrato crescem a partir de germes de cristalização ou
núcleos.A quantidade de núcleos presentes na solução vai influenciar a taxa de
crescimento da microestrutura e o tamanho dos cristais. Quando os núcleos
são numerosos o crescimento é rápido e há a formação de uma grande
quantidade de pequenos cristais por unidade de volume da solução. Quando
ocorre a formação de poucos núcleos o crescimento é lento, o que favorece a
formação de cristais grandes. Estes três fatores estão interrelacionados e
interferem nas propriedades mecânicas da pasta endurecida. Microestruturas
formadas por cristais grandes são menos resistentes (mais porosas) que as
formadas por cristais pequenos (mais densas) (MURAT et al., 1979). As
dimensões típicas dos cristais de dihidrato puro variam entre 10 e 20 mm de
comprimento e 1 e 1,6 mm de diâmetro (RÖSSLER, 1989).19
A forma do cristal também influencia as propriedades mecânicas da
pasta endurecida. Os cristais do dihidrato têm, predominantemente, a forma de
agulhas (Figura 3) e apresentam um bom intertravamento. A presença de
impurezas e controladores de pega ocasionam mudanças em sua forma
(Figura 4), geralmente, minorando suas propriedades mecânicas (MURAT et
al., 1979).
Figura 03 – Cristais de dihidrato, aumento 8000x (STAV et al., 1991)
Figura 04 – Cristais de dihidrato em presença de poliacrilamida,aumento de 6500x (STAV et al., 1991)
2.3.2 Fatores influentes externos
Quando a superfície da pasta sofre alguma espécie de tratamento
mecânico, como por exemplo desempeno, ocorre uma orientação na formação 20
dos cristais que estão nesta região. Isto resulta numa camada compacta que
tem propriedades mecânicas superiores às do interior da pasta (MURAT et al.,
1979).
A exposição da pastas endurecidas à umidade provoca queda em
suas propriedades mecânicas. Uma possível explicação para isto é que o vapor
que penetra nos poros da pasta, ao se condensar, possibilita a dissolução-
recristalização dos cristais instáveis e pequenos formados no início da pega.
Os “novos” cristais formados são maiores que os que os originaram. Isto
ocasiona o crescimento do diâmetro dos poros. Essa alteração na estrutura da
pasta também modifica o contato entre os cristais causando a queda na
resistência mecânica (MURAT et al., 1979). Outra explicação é que a água
adsorvida possibilita o escorregamento entre os cristais sob pressão,
ocasionando a queda nas propriedades mecânicas (BADENS et al., 1999).
Utilizando temperaturas iniciais de mistura de 0ºC, 25ºC, 50ºC e 75ºC,
RÖSSLER; ODLER (1989) mostraram que por aumento da temperatura
durante a hidratação ocorre um alargamento dos cristais de dihidrato formados.
Isto se deve à queda na solubilidade do hemidrato provocada pelo incremento
da temperatura, reduzindo o número de núcleos formados e,
consequentemente, o surgimento de poros maiores.
A relação água/gesso influencia de maneira discreta o tamanho dos
cristais de dihidrato, sem, contudo, influenciar sua forma. O aumento da
relação água/gesso altera a distribuição dos poros, ou seja, a adição de água
faz com que a pasta passe a ter mais poros relativamente maiores (r > 103 nm)
em detrimento dos poros menores (RÖSSLER; ODLER, 1989).
2.3.3 Propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas das pastas de gesso são influenciadas
predominantemente pela relação água/gesso. De maneira geral, o aumento da
relação água/gesso provoca a queda nas propriedades mecânicas. Isto pode
ser explicado pela relação entre o teor de água da pasta e a porosidade
resultante.
21
Propriedades mecânicas como resistência à compressão, flexão,
módulo de elasticidade e dureza das pastas mostraram-se relacionadas à
porosidade total da pasta. Mudanças na distribuição dos poros e no tamanho
dos cristais tiveram efeito bem inferior ao da porosidade total. Diante disto, eles
concluíram que nem o tamanho dos cristais nem a distribuição dos poros tem
efeito apreciável sobre a resistência, atribuindo à porosidade total da pasta a
maior influência sobre a resistência.
Para NOLHIER (1986) o mecanismo de aderência dos revestimentos
de gesso à base é função de fatores físicos. Durante a aplicação da pasta, a
água de amassamento saturada é absorvida por capilaridade pela base
possibilitando que os cristais de dihidrato se precipitem em seus poros. A
ancoragem ocorre pela formação de uma malha de cristais de dihidrato desde
interior do poro (base) até o revestimento. Por este motivo, existem três fatores
principais que podem impedir uma boa aderência:
• Utilização de gesso já hidratado – como os cristais já estão formados
não haverá ancoragem nem formação da malha;
• Sucção da base extremamente elevada – pode retirar a água
necessária à completa hidratação do gesso impedindo a formação da
estrutura;
• Sucção da base muito baixa – como a pasta não é absorvida a
ancoragem fica prejudicada.
Assim, a resistência de aderência das pastas de gesso é função,
principalmente da relação água/gesso e do tipo e condições da base.
HINCAPIÉ et al., (1997) estudaram a resistência de aderência de pastas de
gesso em blocos de concreto, sílico-calcário, cerâmico e de concreto celular,
em laje de concreto com chapisco rolado e em argamassa mista (1:2:9). De
maneira geral, substratos mais porosos apresentam valores maiores de
resistência de aderência. Nos resultados apresentados por DIAS (1994), para
resistência de aderência as pastas aplicadas sobre blocos de concreto foram
superiores às aplicadas sobre blocos cerâmicos.
Os valores da resistência de aderência encontrados por esses
pesquisadores para pastas aplicadas sob as condições mais adversas (base
úmida, bloco cerâmico, água/gesso = 0,75) são da ordem de 0,4MPa. Para 22
bases secas, mais porosas (bloco de concreto, por exemplo) e com relações
água/gesso empregadas em obra (~ 0,7), este valor chegou a 1,6MPa.
HINCAPIÉ et al., (1997) analisaram também a zona de ruptura dos corpos de
prova submetidos ao ensaio de resistência de aderência. Segundo os autores,
o crescimento da relação água/gesso de 0,6 para 0,8 provocou o deslocamento
progressivo da zona de ruptura do substrato (50 % dos casos) para a interface
substrato-pasta (49 % dos casos) e para a pasta (49 % dos casos). Este
deslocamento pode ser atribuído ao incremento da porosidade da pastas com o
incremento da relação água/gesso.
A Tabela 2 apresenta um resumo dos valores típicos das propriedades
mecânicas dos gessos nacionais e suas respectivas relações água/gesso. Vale
lembrar que os dados do trabalho pioneiro de CINCOTTO et al., (1988b) são
referentes à diversas marcas de gesso nacional.
Tabela 2- Variação das propriedades do gesso de construção brasileiro (CINCOTTO et al., 1988b; HINCAPIÉ et al., 1997)
Propriedade Relação água/gesso (MPa)Resistência à compressão 0,650 – 0,450 9,93 – 27,29
Resistência à tração na flexão 0,653 – 0,433 4,40 – 10,50Dureza superficial 0,483 – 0,450 13,55 – 53,08
Resistência de aderência* 0,600 – 0,800 0,40 – 1,60*HINCAPIÉ et al., 1997.
Para pastas destinadas a revestimento a resistência de aderência e a
dureza superficial são as principais propriedades mecânicas a serem
analisadas.
Não foram encontrados dados referentes ao módulo de elasticidade de
gessos nacionais, mas trabalhos como o de BLAKEY (1959), citado por
NOLHIER (1986), mostra a faixa de variação da influência da relação
água/gesso nesta propriedade (Figura 05). A redução no módulo de
elasticidade pode chegar a 50% variando-se a relação água/gesso de 0,6 para
0,8 (HALLOWS, 1992).
23
Figura 05 – Variação do módulo de elasticidade linear
A umidade também influencia o comportamento mecânico do gesso. A
resistência à compressão e à tração na flexão variam de forma inversa com o
teor de umidade. Para exemplificar, a resistência à compressão de pastas
mantidas a UR de 90 % é apenas 63 % da encontrada para pastas secas (sic)
(NOLHIER, 1986). No entanto, a absorção de água pelo gesso de construção
endurecido não tem apenas efeito negativo. Uma das propriedades mais
apreciadas no gesso é a de ser um regulador higrotérmico do ambiente. A
pasta de gesso endurecida absorve ou libera umidade, de acordo com as
condições higrotérmicas e de ventilação do ambiente. Quando há um aumento
de temperatura, a quantidade de vapor de água na atmosfera aumenta e o
gesso absorve a água. Quando ocorre o inverso, o gesso libera rapidamente a
água absorvida, proporcionando conforto ambiental e prevenindo a
condensação de vapor d’água sobre a superfície (HINCAPIÉ et al., 1996).
Porém, para revestimentos de pequena espessura este efeito no ambiente
provavelmente não é significativo.
2.3.4 Variações volumétricas
No início da reação de hidratação as pastas de gesso sofrem uma
retração que se estende até o início da pega, momento em que a
microestrutura começa a desenvolver-se. Até o início da pega (final do período
de indução) os cristais podem crescer livremente em virtude da pequena
quantidade de cristais e do elevado teor de água presente. Com o aumento do
24
número de cristais formados a estrutura da pasta começa a tornar-se rígida. O
crescimento dos novos cristais se opõe a rigidez da estrutura causando a
expansão da pasta. Assim, a expansão pode ser atribuída às forças atuantes
durante a evolução da microestrutura (NOLHIER, 1986).
A magnitude da expansão varia de acordo com a relação água/gesso,
a adição de retardadores ou aceleradores de pega e inertes. Em função destes
fatores a expansão varia de 1,5 %, para gesso puros, até 0,1 % para gessos
com retardador (NOLHIER, 1986).
25
3 RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Os resíduos de construção civil “são todos os materiais minerais
desperdiçados no processo de produção de novas edificações, reformas e
demolições”. (LEVY, 1997)
Segundo a Resolução 307/02 do CONAMA “resíduos de construção
são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras
de construção, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais
como tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais,
resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso,
telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc.,
comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha”.
Os resíduos da construção deverão ser classificados, para efeito desta
Resolução, da seguinte forma:
I - Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como
agregados, tais como:
a) de construção, demolição, reformas e reparos de
pavimentação e de outras obras de infra-estrutura, inclusive solos
provenientes de terraplanagem;
b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações:
componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de
revestimento etc.), argamassa e concreto;
c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-
moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas
nos canteiros de obras;
II - Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais
como: plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros;
III - Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas
tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua
reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso;
IV - Classe D - são os resíduos perigosos oriundos do processo de
construção, tais como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles
contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas
radiológicas, instalações industriais e outros.26
A figura 06 ilustra a geração de resíduos na construção civil devido ao
processo de demolição de obras.
Figura 06 – Resíduos de construção civil
Porém, por considerar tal significado muito amplo, ANGULO (2000)
classifica os resíduos provenientes de construções como Resíduos de
Construção e Demolição (RCD). Desta forma, define os RCD’s como sendo
“todos e quaisquer resíduos oriundos das atividades de construção, sejam eles
de novas construções, reformas, demolições, que envolvam atividades de
obras de arte, solos ou resíduos de vegetação presentes em limpeza de
terreno. Inclui-se aqui a vegetação, pois a contaminação é inerente ao resíduo”.
De acordo com PALIARI (1999), a geração de resíduos durante a
construção pode ocorrer nas fases de recebimento, estocagem, processamento
intermediário, aplicação ou transporte dos materiais. Além dos resíduos
gerados, as perdas físicas existentes no canteiro são classificadas segundo
sua natureza, em material incorporado e devido a roubo (ANDRADE, 1999).
Desta maneira, torna-se fundamental ter-se uma previsão do entulho
gerado, para se obter o melhor planejamento e execução do serviço e os
cuidados adicionais que serão necessários para minimização e remoção do
mesmo.
27
4 RESÍDUOS DE GESSO
No Brasil as pequenas fábricas de componentes de gesso não possuem
fornos e não realizam a reciclagem. A indústria de moldagem de cerâmica de
decoração e sanitária também geram uma quantidade significativa de moldes
descartados. Esta fração esta legalmente fora da resolução do Conama 307.
Porém, é provável que os resíduos gerados nas pequenas fábricas de placas
representem uma massa significativa que pode ser decisiva na viabilização de
operações de reciclagem em escala industrial.
4.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DE GESSO
A geração de resíduos de gesso é proveniente de diversas atividades,
entre elas: revestimento, gesso acartonado, pré-moldados, entre outros.
Segundo dados do Sindusgesso e Abragesso do estado de São Paulo a maior
parte do volume de resíduo gerado corresponde ao serviço de revestimento,
como mostra a figura 07.
Figura 07 – Porcentagem de resíduo de gesso gerado em cada atividade
A indústria de gesso acartonado já recicla seus próprios resíduos
industriais, cerca de 3 a 5% (Campbell, 2003), posto que possuem composição
controlada e conhecida.
As perdas na construção são significativas, devido às atividades de
corte. Elas dependem muito da modulação da obra. Estima-se que entre 10 a
12 % do gesso acartonado é transformado em resíduos durante a construção
28
Revestimento; 88%
Acartonado; 8%Fábrica Pré; 3%Pré-moldados; 1%
nos EUA (Campbell, 2002). No Brasil a estimativa da indústria é de perdas de
5%.
O gesso aplicado como revestimento diretamente sobre alvenaria gera
grande quantidade de resíduos, especialmente devido à grande velocidade de
endurecimento do gesso de construção brasileiro, associada à aplicação
manual por mão de obra freqüentemente com baixa qualificação. Ver figuras 08
e 09.
Estima-se que a perda típica medida pelo projeto FINEP HABITARE que
estimou o desperdício na construção civil é de 45% (Agopyan, 1998), enquanto
os fabricantes do gesso em pó estimam perdas em torno de 30% da massa de
gesso. Na região da grande São Paulo estima-se um consumo de gesso para
revestimento de aproximadamente 20.000 toneladas/mês.
Figuras 08 e 09 – Resíduo de gesso gerado devido
ao serviço de revestimento de parede
Parte das perdas permanecem na parede como excesso de espessura
(figura 10) e será incorporado aos resíduos de construção quando da
demolição do edifício. Outra parte se torna resíduo de construção.
Figura 10 – Perda de gesso devido ao excesso de espessura
29
A redução deste desperdício deve ser prioridade da indústria, pois o
custo do material perdido somado ao da gestão dos resíduos pode afetar a
competitividade da solução. Ela depende de alterações da formulação do
gesso visando ampliar seu tempo útil, conforme proposto por ANTUNES (1999)
e em treinamento de mão de obra. Para reduzir as perdas geradas no serviço
de revestimento em gesso liso desempenado é imprescindível a utilização de
retardadores de pega. A ampliação do tempo útil também apresenta grandes
vantagens em termos de produtividade da mão de obra (ANTUNES, 1999).
O grau de contaminação deste resíduo é decidido pela gestão dos
resíduos no canteiro.
A demolição de obras contendo gesso (figura 11) fornece um RCD
potencialmente mais contaminado que os anteriores. Não existe, no momento,
parâmetro para estimar esta geração.
Figura 11 – Resíduo de gesso gerado na demolição
4.2 PROBLEMÁTICA DO RESÍDUO DE GESSO
De acordo com a Resolução CONAMA 307/02, os resíduos de
construção pertencentes à Classe C, no qual se enquadra o gesso, deverão ser
armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas
técnicas especificas.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) classifica o
gesso como material não-inerte, pois se solubiliza em água. Além das
30
matérias-primas, os resíduos do material incluem contaminantes oriundos do
processo de construção, gestão dos resíduos em canteiro e de uso. Pregos,
perfis, madeiras e tintas podem ser encontrados no gesso acartonado, placas
de forro e blocos. O gesso usado como revestimento apresenta-se
parcialmente aderido à base de alvenaria e não pode ser segregado no
canteiro.
4.2.1 DESTINAÇÃO PARA ATERROS DE MATERIAIS INERTES
O gesso, em contato com umidade e condições anaeróbicas, com
baixo pH, e sob ação de bactérias redutoras de sulfatos (o produto é um sulfato
de cálcio) - condições presentes em muitos aterros sanitários e lixões -, pode
formar gás sulfídrico, que possui odor característico de ovo podre, além de ser
tóxico e inflamável. Esta é a razão pela qual o produto tem sido banido de
vários aterros sanitários nos países desenvolvidos e, agora, no Brasil.
A Comunidade Européia exige que a deposição de gesso não
contaminado em aterros seja feita em células completamente isoladas de
resíduos biodegradáveis.
4.2.2 ATAQUES POR SULFATOS
No caso da reciclagem como agregados para a produção de
componentes de concreto de cimento Portland, a presença de gesso é um
limitante importante, posto que a reação entre os aluminatos do cimento e o
sulfato do gesso em presença de umidade gera a etringita, composto que
ocupa volume muito maior que os reagentes originais, criando tensões
expansivas que levam à desagregação das peças de concreto.
A maioria das normas limita o teor de sulfatos nos agregados a um
valor máximo de 1%.
Uma das características da geração de resíduos de construção é sua
heterogeneidade: cada caçamba tem composição diferente de outra.
Caçambas de resíduo geradas na construção, durante a etapa de aplicação de
revestimentos de gesso, ou montagem de paredes ou forros de placas vão
conter teores de sulfato muito mais elevados que a média. Assim, embora a 31
participação do gesso nos resíduos de construção seja ainda pequena (está
em franco crescimento), se não forem tomadas medidas adequadas, poderão
ocorrer problemas eventuais, que afetarão a confiabilidade dos agregados
reciclados, impendido o desenvolvimento do mercado de reciclados.
A proposta de diluir o gesso na fração mineral complicaria o processo
industrial de reciclagem, encarecendo todo processo e, possivelmente,
tornando-o economicamente inviável.
Na prática, um crescimento do teor de gesso vai exigir a criação de
controles do teor de sulfato nos agregados como parte da rotina de produção.
4.2.3 CONTAMINAÇÃO EM PAVIMENTAÇÃO E ATERRO
Como o gesso também é solúvel em água, a presença em um aterro
ou base de pavimentação de pontos com grande concentração de gesso vai
trazer problemas no longo prazo devido à formação de vazios pela lixiviação do
gesso.
Pode também afetar a composição e pHs da água do solo de forma
mais rápida que a fração à base de cimento Portland afeta. Este aspecto não é
relevante em regiões onde o solo já é rico em sulfatos.
4.2.4 FUTURAS DEMOLIÇÕES
É importante ressaltar que o gesso aderido à alvenaria inviabiliza
tecnicamente a classificação deste material como classe A. Hoje o material de
demolição em estudo não possui este problema, visto que a utilização do gesso
cresceu nesses últimos anos, porém não se pode desconsiderar a criação
futura deste problema.
4.3 APLICAÇÕES
Existem inúmeras aplicações para o resíduo de gesso, mas algumas
delas necessitam de um pré-tratamento para sua reutilização. Alguns fatores
devem ser observados para facilitar o reuso, tais como: uma correta
segregação na fonte, estoque e triagem do mesmo.32
4.3.1 AGLOMERANTE
No processo de reciclagem de resíduos de gesso como aglomerante é
necessário um pré-tratamento do mesmo obedecendo as seguintes etapas:
moagem, remoção de impurezas e uma calcinação à baixa temperatura.
Com a proibição da destinação dos resíduos de gesso dos aterros
inertes, a reciclagem de gesso vem se tornando progressivamente viável. A
empresa canadense New West Gypsum Recycling desde 1986 já recicla placas
de gesso acartonado, fornecendo matéria prima para a indústria de gesso
acartonado e fibra de papel para reciclagem. A tecnologia, no entanto requer
limpeza manual do resíduo.
4.3.2 PRODUÇÃO DE CIMENTO
A gipsita é adicionada ao cimento Portland na etapa de moagem do
clínquer para controlar a pega. No entanto esta atividade exige elevada pureza
do produto e dificilmente será importante na reciclagem do gesso reciclado,
particularmente porque existem em muitas regiões outras fontes de sulfato de
cálcio, como o fosfogesso e o resíduo de gesso industrial, de elevada pureza.
Além da utilização na produção de cimento Portland, existe um
processo de produção de calcinação de gesso misturado com SiO2, Al2O3,
Fe2O3 e C a aproximadamente 1500oC, gerando cimento e H2SO4 (Hummel,
1997). Mas, no momento não existem notícia de exista alguma planta operando
industrialmente.
4.3.3 OUTRAS APLICAÇÕES
• Correção do solo;
• Aditivo para compostagem;
• Forração para animais;
• Absorvente de óleo;
• Controle de odores em estábulos;
33
• Secagem de lodo de esgoto.
4.4 CONDICIONANTES DA RECICLAGEM
Como descrito no item 4.3, existem inúmeras aplicações de reciclagem
do resíduo de gesso no Brasil. Embora seja tecnicamente viável, sua
reciclagem depende também de vários fatores, inclusive de características
regionais.
4.4.1 PREÇO DA MATÉRIA PRIMA E DO TRANSPORTE
A gipsita, matéria prima do gesso, na região de produção é abundante
e barata, sendo cotada em U$ 4,17/ ton no ano 2000. Sendo o custo de
transporte da mineradora até o centro consumidor em torno de 10 vezes o
preço da gipsita, sua reciclagem torna-se financeiramente inviável.
4.4.2 CUSTO DO PROCESSAMENTO
Pelo fato do processo de reciclagem ser mais complexo que o de
produção a partir de matéria virgem e por consumir mais energia e requerer
mais mão-de-obra, há a necessidade de utilização de sistemas complexos de
coleta e diferentes processamentos visando a remoção de contaminantes que
não estão presentes quando se usa matéria prima natural (Marvin, 2000,
Campbell, 2003). O consumo de mão-de-obra e o investimento em
equipamentos tornam o processamento industrial da reciclagem do gesso mais
caro que o processamento da matéria prima natural.
Assim o custo do processo de reciclagem é potencialmente superior,
para gerar um produto que, devido à presença de produtos embebidos na
matriz (aditivos, fibras, etc) e ineficiência da separação, o gesso de construção
produzido possui variabilidade de desempenho superior ao do gesso obtido da
matéria prima natural.
34
4.4.3 QUANTIDADE DE RESÍDUO DE GESSO
Em algumas regiões, o volume de resíduo de gesso gerado é bastante
pequeno que se torna financeiramente inviável o investimento em centrais de
tratamento e reciclagem.
4.4.4 GESTÃO DOS RESÍDUOS NO CANTEIRO
Para tornar possível o processo de reciclagem, é necessário desde o
momento de sua geração, um maior controle das etapas de segregação na
fonte, estoque e triagem. Para que estes requisitos sejam atendidos, é
necessária a conscientização de todos os envolvidos como: empresas
especializadas em gesso, construtores, engenheiros e operários.
35
5 MATERIAIS E MÉTODOS
Inicialmente foi feito um levantamento sobre o gesso e o resíduo, onde
se buscou analisar o comportamento físico e mecânico do gesso, suas
problemáticas, potenciais aplicações e condicionantes da reciclagem.
A parte experimental foi desenvolvida em duas etapas. A primeira
etapa consiste na escolha das empresas/obras e na quantificação do resíduo
gerado no serviço de revestimento. Os critérios adotados para a escolha das
empresas/obras foram as que possuíam certificação ISO 9001 e o programa
Obra Limpa implantado, visto que tinham maior controle na execução dos
serviços e consequentemente menor geração de resíduos.
A fase de quantificação da geração de resíduos foi realizada em
quatro obras, sendo sete dias de serviço por obra. Inicialmente foi realizada
uma limpeza prévia do ambiente onde o mesmo foi coletado, a fim de que não
houvesse incidência de materiais provenientes de outros serviços.
Ao final da aplicação do revestimento, recolheu-se todo o entulho de
gesso gerado no ambiente, para que fosse pesado, verificando então a massa
de entulho obtida, sendo medida também a área revestida. A determinação da
produção do resíduo (kg/m2) foi definida através da relação entre a quantidade
de resíduo gerada (kg/dia) e a quantidade de serviço executada (m2/dia).
Para a realização da segunda etapa, que consiste da realização dos
ensaios laboratoriais, a quantidade de resíduo coletada foi de
aproximadamente cinco quilos por amostra, visto que esta era uma amostra
representativa. Na escolha das amostras era feita uma seleção através de um
processo de quarteamento. As amostras foram retiradas das mesmas quatro
obras, totalizando vinte e oito amostras, em um total de cento e quarenta
quilos.
Os recipientes utilizados para o armazenamento do resíduo foram
lacrados e isolados do ambiente externo, de forma que o mesmo não tivesse
variação de umidade e de que não houvesse perda do material coletado. Para
a coleta dos resíduos foram usados sacos de ráfia, no qual os mesmos
possuíram identificação contendo: numeração, data da coleta, empresa/obra.
36
Foram realizados ensaios laboratoriais de forma a analisar as
propriedades físicas do pó e da pasta, além das propriedades mecânicas,
baseadas nas normas técnicas: NBR 12127 – Gesso para construção –
Determinação das propriedades físicas do pó; NBR 12128 - Gesso para
construção – Determinação das propriedades físicas da pasta; NBR 12129 -
Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas e NBR
13207 – Gesso para construção civil.
Antes da realização dos ensaios laboratoriais, as amostras foram
homogeneizadas no laboratório e desagregadas com as mãos até a passagem
na peneira de dois milímetros.
Das propriedades físicas do pó, foi determinada a granulometria
através de dois processos: método manual do peneiramento e do método
mecânico obtido por meio do uso do aparelho Mastersizer 2000. O método
manual do peneiramento consiste na passagem do material por uma série de
peneiras padrão, obtendo assim a porcentagem de resíduo que fica retido e a
que passa em cada peneira. O método mecânico foi realizado através do
processo a seco e analisado o tamanho das partículas por meio do processo a
laser através de uma medição rápida e confiável de ampla variedade de tipos
de amostras, na faixa de 0.02 a 2000 microns em um só aparelho.
Na determinação das propriedades físicas da pasta, foram feitos os
ensaios de consistência normal, de tempo de início de pega e de tempo de fim
de pega. O ensaio de consistência normal foi realizado através do aparelho de
vicat modificado e os ensaios de tempo de início de pega e de tempo de fim de
pega foram obtidos através do aparelho de vicat.
Na determinação das propriedades mecânicas, foi realizado o ensaio
de resistência à compressão, obtido através do rompimento de três corpos de
prova. Os corpos de prova utilizados foram confeccionados de forma cúbica
com 50mm de aresta.
37
6 RESULTADOS E ANÁLISES
Neste capítulo apresentam-se os resultados e análises dos dados
obtidos na parte experimental do trabalho. É apresentada e analisada a
quantificação da produção de resíduos, a granulometria, a consistência normal,
o tempo de pega e a resistência à compressão.
6.1 QUANTIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO DE RESÍDUOS
Foram analisadas quatro obras, tendo como resultados os valores
agrupados na tabela 03. Sendo a produção média ilustrada na figura 12.
Tabela 03- Produção do resíduo por obra (kg/m²)
DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 6 DIA 7 MÉDIAOBRA A 9,26 6,66 7,14 1,95 2,82 2,63 5,42 5,13OBRA B 3,18 3,31 4,85 5,30 4,10 5,89 7,86 4,93OBRA C 2,04 3,34 10,92 11,58 3,61 5,11 11,98 6,94OBRA D 3,98 2,22 4,96 10,15 6,66 3,59 6,71 5,47
5,13 4,93
6,94
5,47
A B C D
OBRAS
Figura 12 – Produção média do resíduo por obra (kg/m²)
Nas quatro obras analisadas, o gesso utilizado tinha a mesma
procedência. Por ser a gipsita uma matéria prima natural, o gesso oriundo da
mesma pode apresentar diferentes quantidades do teor de impurezas,
proporcionando uma variância em algumas de suas propriedades, onde o
38
tempo de pega é a que mais influencia na produção do resíduo, sendo um dos
fatores responsáveis pela variação dos dados coletados. Um outro fator que
explica essa alternância é a habilidade que cada operador demonstra na
execução do serviço. Além destes, outro item que foi analisado é que a
produção do resíduo aumenta quanto maior for a área a ser revestida.
A produção média do resíduo encontrada foi de 5,62 kg/m², possuindo
uma variância de 0,83 e um desvio padrão de 0,91. Observa-se, portanto
valores superiores ao encontrado na literatura, por exemplo, segundo Souza (et
al, 2004) a estimativa de geração de gesso é de 1,05 kg/m2 para a região de
Santo André/SP. A explicação para essa diferença encontrada nos dados
obtidos em Maceió quando comparados com os dados de Santo André/SP,
consiste na velocidade de endurecimento da pasta, na qualificação de cada
operador e no uso de aditivos retardadores de pega.
Deve-se observar ainda que estes valores não podem representar a
produção do resíduo de gesso na cidade de Maceió, visto que os dados foram
coletados apenas nas empresas que possuem certificado de qualificação ISO
9001, podendo as que não possuem cerificação apresentar um índice de
desperdício maior em virtude do menor planejamento e controle dos serviços
da obra.
6.2 GRANULOMETRIA
Para a determinação do ensaio de granulometria foram utilizados os
seguintes equipamentos:
• Peneiras: #2,00mm, #0,840mm, #0,420mm, #0,210mm e
#0,105mm;
• Fundo de peneira e tampa;
• Balança com resolução de 0,1g (figura 13);
• Estufa de secagem;
• Dessecador.
39
Figura 13 – Balança com resolução de 0,1g
Inicialmente, foram tomadas amostras de 300g, contendo
determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas
pela peneira de # 2,00mm. Do material que passou pela peneira de # 2mm,
tomou-se uma amostra de cerca de 210g devidamente homogeneizada. Logo
após tomou-se cerca 100g através de quarteamento a ser passada pela
peneira de # 0,840mm. Todo o material passado por esta peneira foi tornado a
passar pela peneira de # 0,420mm. Em seguida foi tomada uma amostra de
50g do material que passou pela peneira de # 0,420mm após ter sido
homogeneizado e passado novamente pela peneira de # 0,210mm. Por fim, foi
repetido o procedimento com a peneira de # 0,105mm com o material que
passou na peneira de # 0,210mm. Os resultados encontram-se agrupados na
tabela 04.
Tabela 04- Análise granulométrica (método do peneiramento)
QUANTIDADE RETIDA NA PENEIRA
GESSO COM 5% DE RESÍDUO
COM 10% DE RESÍDUO
COM 15% DE RESÍDUO
COM 20% DE RESÍDUO
# 0,84 mm 0,10% 4,80% 3,95% 2,65% 3,60%# 0,42 mm 0,20% 3,90% 1,75% 2,70% 0,80%# 0,21 mm 11,27% 13,06% 11,22% 11,64% 10,90%
# 0,105 mm 54,64% 45,10% 51,58% 54,52% 57,46%FUNDO 33,79% 33,14% 31,50% 28,49% 27,24%
As curvas granulométricas obtidas pelo método manual de
peneiramento encontram-se ilustradas na figura 14.
40
0,840,42
0,21
0,105
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,1 1
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (LOG)
% P
ASS
AN
DO
GESSO 5% DE RESÍDUO 10% DE RESÍDUO15% DE RESÍDUO 20% DE RESÍDUO
Figura 14 – Curvas granulométricas
A análise granulométrica de partículas sólidas compreende a
determinação do tamanho das mesmas, bem como da freqüência com que
ocorrem em uma determinada classe ou faixa de tamanho. A partir dos
resultados obtidos verificou-se que quanto menor for a porcentagem de resíduo
mais fino será o material, consequentemente menor será seu módulo de finura,
como mostrado na figura 15.
0,73
0,660,67
0,69
0,72
0 5 10 15 20
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
Figura 15 – Módulo de finura para as porcentagens de resíduo
41
Outro equipamento utilizado na determinação da granulometria foi o
Mastersizer 2000 (figura 16), que consiste num analisador de tamanho de
partículas a laser através de uma medição rápida e confiável de ampla
variedade de tipos de amostras, na faixa de 0.02 a 2000 microns em um só
aparelho. Possui opções para uma grande variedade de unidades de dispersão
de amostras, para medidas via úmida e/ou via seca.
Foram analisadas duas amostras via seca, uma de gesso e outra
contendo apenas resíduo, de forma a comparar as granulometrias, analisando
como a distribuição de partículas poderá afetar as propriedades físicas e
mecânicas.
Figura 16 – Mastersizer 2000
De acordo com os resultados da granulometria obtidos através da
utilização do equipamento Mastersizer 2000 encontrados em anexo, temos
alguns dados principais apresentados na tabela 05.
Tabela 05- Dados da granulometria (Mastersizer 2000)
AMOSTR
A
d(0,1)
μm
d(0,5)
μm
d(0,9)
μm
D[3,2]
μm
D[4,3]
μmSpan
GESSO 0,911 4,643 24,303 2,281 13,466 5,038RESÍDUO 1,116 7,305 235,955 2,936 62,339 32,149
Onde:
• d(0,1): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se
situa 10% da amostra;
42
• d(0,5): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se
situa 50% da amostra. É conhecido como diâmetro mediano de
massa (DMM);
• d(0,9): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se
situa 90% da amostra;
• D[3,2]: é o diâmetro médio da esfera de mesma área da
superfície;
• D[4,3]: é o diâmetro médio da esfera de mesmo volume de
partícula;
• Span: é a medida da largura da distribuição = [d(0,9)-
d(0,1)]/d(0,5). Largura grande indica amostra mais heterogênea
com relação ao tamanho da partícula.
A partir dos dados da tabela 05, percebe-se que a grande maioria das
partículas da amostra de gesso possui tamanhos inferiores a 24,303 μm,
enquanto, para a mesma quantidade, a faixa de valores de tamanho das
partículas do resíduo é cerca de dez vezes maiores que a do gesso. Por
possuir uma grande variação com relação ao tamanho das partículas, constata-
se que a amostra de gesso é mais homogênea que a de resíduo, fato este
comprovado pelo span.
6.3 CONSISTÊNCIA NORMAL
Para a determinação do ensaio de consistência normal foram
utilizados os seguintes equipamentos:
• Aparelho de Vicat modificado (figuras 17 e 18) que consiste em
um suporte sustentando uma haste móvel de diâmetro e
comprimento compatível com o suporte. Na extremidade inferior
da haste está acoplada uma sonda cônica de alumínio com
ângulo de ápice 53°08’, altura de 45mm, com uma ponteira de
aço inox para proteção. A haste e a sonda pesam 35g no total;
43
• Um molde com formato tronco cônico com diâmetro interno de
base de 70mm, do topo de 60mm, altura de 40mm, e
confeccionado com material não corrosivo e não absorvente;
• Uma base de vidro;
• Cronômetro.
Figuras 17 e 18 – Aparelho de Vicat modificado
Inicialmente, foram tomadas amostras mistas de 3000g, contendo
determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas
pela peneira de # 2,00mm. Do material que passou pela peneira de # 2mm,
tomou-se uma determinada massa da amostra devidamente homogeneizada a
ser polvilhada sobre uma solução contendo 10ml de citrato de sódio (retardador
de pega) na concentração de 20g/l e complementada com água destilada até
um total de 150g. Variou-se a quantidade da massa da amostra até que a
penetração da haste fornecesse uma leitura de (30±2)mm, o que corresponde
a relação água/gesso para a consistência normal. Os resultados encontram-se
na figura 19.
44
0,43 0,43
0,44 0,44 0,44
0 5 10 15 20
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
REL
AÇ
ÃO
ÁG
UA
/GES
SO
Figura 19 – Consistência normal
As figuras 20 e 21 ilustram a influência do teor de resíduo na
consistência de misturas. Como pode ser observado, a adição de resíduo
provoca uma redução correspondente na penetração da sonda na pasta, fato
este explicado pelo endurecimento mais rápido na pasta quando é feita a
substituição de parte de gesso por resíduo. Um crescimento da relação
água/gesso resulta num aumento da penetração, visto que melhora a
trabalhabilidade da pasta de gesso.
15
20
25
30
35
40
0,38 0,4 0,42 0,44 0,46 0,48
RELAÇÃO A/G
PE
NE
TRA
ÇÃ
O (m
m)
GESSO 5% DE RESÍDUO10% DE RESÍDUO 15% DE RESÍDUO20% DE RESÍDUO
Figura 20 – Valores da consistência para relações gesso/resíduo
45
152025303540
0 5 10 15 20 25
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
PENE
TRAÇ
ÃO (m
m)
a/g = 0,46 a/g = 0,44a/g = 0,43 a/g = 0,40
Figura 21 – Influência do teor de resíduo na consistência
6.4 TEMPO DE PEGA
Para a determinação do ensaio de consistência normal foram
utilizados os seguintes equipamentos:
• Aparelho de Vicat que consiste em um suporte, sustentado por
uma haste móvel, que tem acoplada em uma extremidade uma
agulha removível de 1mm² de seção transversal nominal e
50mm de comprimento. A massa total da haste é de (300±0,5)g.
Ver figura 22;
• Um molde com formato tronco cônico com diâmetro interno de
base de 70mm, do topo de 60mm, altura de 40mm, e
confeccionado com material não corrosivo e não absorvente;
• Uma base de vidro;
• Cronômetro.
46
Figura 22 – Aparelho de Vicat
Inicialmente, foram tomadas amostras de 3000g, contendo
determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas
pela peneira de # 2,00mm. Foram tomadas quantidades de água e amostra de
acordo com as relações determinadas no ensaio de consistência normal, sem,
no entanto, adicionar retardador (citrato de sódio).
O início da pega é o tempo decorrido desde o momento em que a
água entra em contato com o gesso ou a mistura até o instante em que a
agulha estaciona a 1mm da base. O final da pega é caracterizado pelo instante
em que a agulha não mais penetrar na pasta, deixando apenas uma leve
impressão. Os resultados encontram-se nas figuras 23 e 24.
18,3
5,86 5,5 5 4 3,5
11,5
6,78
0 5 10 15 20 25
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
MIN
UTO
S
CONSISTÊNCIA NORMALCONSISTÊNCIA UTILIZADA NA OBRA
Figura 23 – Tempo de início de pega
47
5,55,766,59
26,5
17,3
10,8 9,58,2
0 5 10 15 20 25
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
MIN
UTO
S
CONSISTÊNCIA NORMALCONSISTÊNCIA UTILIZADA NA OBRA
Figura 24 – Tempo de fim de pega
O tempo disponível para aplicação de revestimentos de gesso é
função dos tempos de início e de fim de pega. O efeito da porcentagem de
resíduo e da relação água/gesso são bastante significativos. Mantida a
consistência constante, a adição de resíduo reduz, progressivamente, o tempo
de início de pega. Este fato pode ser explicado pelo maior tamanho dos grãos
do resíduo, ocasionando assim uma elevação da absorção de água, o que
acarreta uma diminuição da água disponível para hidratar o gesso.
Quanto maior a porcentagem de resíduo, menor será o tempo de
pega da pasta. Este é um fator que dificulta a produtividade do serviço de
revestimento, gerando assim um volume maior de resíduos, devido ao rápido
endurecimento da pasta, sendo necessária a utilização de aditivos
retardadores.
A consistência utilizada na obra (em torno de 0,8) aumenta
significativamente o tempo de aplicação da pasta, facilitando a trabalhabilidade,
aumentando assim a eficiência do operador e minimizando consequentemente
a geração de resíduos.
6.5 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Para a determinação do ensaio de resistência à compressão foram
utilizados os seguintes equipamentos:
48
• Prensa de ensaio com capacidade de carga superior a 20.000N,
exatidão mínima de 200N, placas de aplicação de carga de área
mínima de 2.500mm² e curso mínimo de 100mm (figura 25);
• Três moldes cúbicos de 50mm de aresta (figura 26);
• Dessecador.
Figura 25 – Prensa com capacidade superior a 20.000N
Figura 26 – Moldes cúbicos de 50mm de aresta
Inicialmente, foi tomada uma amostra de 1500g para cada relação
gesso/resíduo e em seguida foi passada pela peneira de # 2,00mm. Em
49
seguida foi calculada a massa de gesso ou mistura a ser utilizada para a
moldagem dos três corpos de prova através da seguinte equação:
CM
+=
4,0480
Onde:
• C é a razão água/gesso determinada para a consistência
normal;
• M é a massa em gramas.
Posteriormente foi calculada a massa de água utilizando a equação a
seguir:
CMMa ×=
Onde:
• Ma é a massa de água em gramas.
Em seguida foi preparada a pasta, através do polvilhamento e
homogeneização da massa de gesso ou mistura sobre a massa de água. Logo
após, a pasta foi transferida para os moldes. Os corpos de prova apenas foram
desformados após o completo endurecimento da pasta, que foi identificado
pelo fim da fase exotérmica. Os mesmos foram deixados secando sob ar
circulante até atingir a massa constante, quando foram transferidos para o
dessecador por no mínimo 24 horas, sendo retirados momentos antes da
realização do ensaio de resistência a compressão. Os resultados encontram-se
na figura 27.
10,2
7,1
5,44,4
3,5
0 5 10 15 20
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
Figura 27 – Resistência à compressão (MPa)
50
A partir da análise dos dados, verificou-se que à medida que aumenta
a porcentagem de resíduo de gesso, ocorre uma queda na resistência à
compressão. Isto pode ser explicado pelo fato do resíduo ser um material já
hidratado, incapaz de reagir quimicamente com a água.
A Norma NBR 13207 / 1994 exige um limite mínimo de resistência à
compressão de 8,40MPa. Através do ajuste dos dados obtidos no ensaio de
resistência à compressão, este valor é atendido para uma substituição de
resíduo em torno de 2,8%, como mostra a figura 28.
Na execução do revestimento de gesso liso aplicado na obra, é
utilizada uma relação água/gesso em torno de 0,8. Para esta consistência foi
determinada a resistência à compressão e foi obtido o valor médio de 3,0 MPa,
valor este que corresponde a uma substituição da fração do gesso de cerca de
24% (obtido pelo ajuste da curva de resistência à compressão), como ilustra a
figura 28. Como foi visto no item 6.4 que a medida que a porcentagem de
resíduo aumenta, há um decréscimo no tempo de pega, a substituição em
torno de 24% deve ser estudada com o auxílio do uso de aditivos retardadores
de pega devido à baixa trabalhabilidade.
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)
10,2
7,1
5,44,4
3,5
(2,8:8,4)
(24:3,0)
0 5 10 15 20 25
PORCENTAGEM DE RESÍDUO
Figura 28 – Ajustes na curva de resistência à compressão
51
7 CONCLUSÃO
A geração média do resíduo de gesso na execução de revestimento
em gesso liso desempenado foi de 5,62 kg/m². Este valor não representa a
perda total, uma vez que não se considera o gesso que ficou incorporado na
alvenaria.
Foi verificado que embora potencialmente reciclável, aspectos de
mercado e da inevitável contaminação dificultam a reciclagem do resíduo de
gesso. A reciclagem do mesmo não só depende de fatores técnicos como
também de fatores econômicos e se torna cada vez mais necessária.
Outro fator observado diz respeito à disposição do resíduo, visto que,
por ser solúvel em água e por estar em contato com umidade e condições
anaeróbicas, com baixo pH, e sob ação de bactérias redutoras de sulfato,
podem formar gás sulfídrico, que possui odor característico de ovo podre,
tóxico e inflamável, logo devem ser depositados em aterros em células
isoladas, sem contato com matéria orgânica e umidade. Por não possuir na
cidade de Maceió nenhuma área específica para a disposição desses resíduos,
os mesmos são despejados em aterros, ficando em contato com outros
materiais, fato este que deve ser observado com mais atenção por parte do
poder público. Para que o processo de reciclagem se torne possível, é
necessária a conscientização de todos os envolvidos neste processo, desde o
treinamento dos funcionários que executam o serviço até a equipe responsável
pela segregação na obra.
Do ponto de vista técnico, foi analisada que para a consistência
utilizada em obra (a/g = 0,8), é possível substituir uma parcela de gesso por
resíduo em torno de 24%. Percebe-se também que à medida que se aumenta a
porcentagem de resíduo substituída, há um decréscimo significativo no tempo
de pega da pasta, prejudicando a trabalhabilidade, o que ocasiona uma
diminuição na produção do operador e uma maior geração de resíduo.
O uso de aditivos retardadores de pega é uma alternativa para a
resolução deste problema.
É importante ressaltar que o gesso aderido à alvenaria inviabiliza
tecnicamente a classificação deste material como classe A. Hoje em dia não
existem problemas quanto à demolição das obras, mas em decorrência do uso 52
do gesso no serviço de revestimento de paredes ter se intensificado nos
últimos anos, essa questão deve ser considerada para demolições futuras.
Proposta de continuação para a pesquisa:
• Estudo sobre o uso de aditivos retardadores de pega aplicados
em pastas de gesso e determinadas porcentagens de resíduo,
com o objetivo de aumentar a trabalhabilidade da mesma no
serviço de revestimento liso desempenado.
53
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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GUIMARÃES, José Epitáfio Passos. A Cal – Fundamentos e Aplicações na Engenharia Civil. 2ª ed. – São Paulo: Pini, 2002.
IBRACON - Instituto Brasileiro de Concreto, Comitê Técnico – 206, Meio
Ambiente. Materiais Reciclados e suas Aplicações. In: IV Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil, São
Paulo-SP: IBRACON, 5 e 6, jun. 2001. Anais.
JOHN, Vanderley M.; CINCOTTO, Maria Alba. Alternativas de Gestão dos Resíduos de Gesso. Disponível em:
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http://www.VMJOHN%20Slag%20residuos%20de%20gesso.pdf. Acessado em
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NBR 12127 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas da pasta.
NBR 12128 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó.
54
NBR 12129 – Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas.
NBR 13207 – Gesso para construção civil.
Souza, U.E.L; Paliari, J.C.; Agopyan, V.; Andrade A. C.; Diagnóstico e combate à geração de resíduos na produção de obras de construção de edifícios: uma abordagem progressiva. Disponível em:
http://www.antac.org.br/ambienteconstruido/pdf/revista/artigos/Doc118123.pdf.
Acessado em 14 de fevereiro de 2006.
VASCONCELLOS NETO, Francisco A. de. Gestão de Resíduos da Construção Civil. Disponível em:
http://www.sindusconsp.com.br/comasp/balanco_gestao_residuos.pdf#search='
res%C3%ADduos%20de%20gesso'. Acessado em 10 de maio de 2005.
55
ANEXO
56
57
58
Recommended