gesso reciclado: avaliação de propriedades para uso em

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL,

ARQUITETURA E URBANISMO

GESSO RECICLADO: AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES PARA

USO EM COMPONENTES

Sayonara Maria de Moraes Pinheiro

Campinas

2011

i

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO

Sayonara Maria de Moraes Pinheiro

GESSO RECICLADO: AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES PARA USO EM

COMPONENTES

Orientadora: Profa. Dr

a. Gladis Camarini

Campinas, SP

2011

Tese de Doutorado apresentada à

Comissão de Pós-Graduação da Faculdade

de Engenharia Civil da Universidade

Estadual de Campinas, como parte dos

requisitos para obtenção do Título de

Doutor em Engenharia Civil, na área de

concentração de Arquitetura e Construção.

ii

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA

BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP

P655g

Pinheiro, Sayonara Maria de Moraes

Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em

componentes / Sayonara Maria de Moraes Pinheiro. --Campinas, SP:

[s.n.], 2011.

Orientador: Gladis Camarini.

Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas,

Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.

1. Gesso. 2. Reciclagem. 3. Residuos industriais - Reciclagem.

4. Propriedades fisicas. 5. Propriedades mecânicas. I. Camarini,

Gladis. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de

Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. III. Título.

Título em Inglês: Recycled gypsum plaster: properties evaluation for components use

Palavras-chave em Inglês: Gypsum plaster, Recycling, Industrial waste - Recycling, Physical

properties, Mechanical properties

Área de concentração: Arquitetura e Construção

Titulação: Doutor em Engenharia Civil

Banca examinadora: Moema Ribas Silva, Janaíde Cavalcante Rocha, Mauro Augusto Demarzo,

Antonio Ludovico Beraldo

Data da defesa: 05-12-2011

Programa de Pós Graduação: Engenharia Civil

iv

Dedico este trabalho aos tesouros da minha vida: meu pai, minha mãe (in memorian), meu irmão,

minha cunhada e meus sobrinhos.

v

Agradecimentos

Em primeiro lugar, ao nosso Pai Criador, que me guia desde o início da existência no caminho da

evolução.

A seguir, à Profᵃ. Drᵃ. Gladis Camarini, minha orientadora, amiga e companheira, que não mediu

esforços para que eu alcançasse o doutoramento.

Aos técnicos dos laboratórios de Estruturas e Materiais de Construção da Faculdade de

Engenharia Civil da Unicamp, Ademir, Marcelo, Rodolfo, Luciano, Marçal e Fábio, que me

apoiaram desde o início do trabalho até a realização dos ensaios. E também aos alunos de PIC-Jr

e Iniciação Científica.

Aos meus professores e amigos anteriores ao doutorado, que me incentivaram a trilhar o

misterioso universo da pesquisa: Profa. Moema Ribas Silva, Prof. Fernando Lordêllo, Prof

a.

Maristela Gomes da Silva, Prof. Fernando Avancini, Prof. Luiz Herkenhoff e Prof. Walnório

Graça Ferreira.

Aos professores do Colegiado de Engenharia Civil da UNIVASF, que me apoiaram de forma

incondicional.

À UNIVASF, pela minha liberação durante estes quatro anos. Em especial ao Prof. Paulo César,

ao Prof. Mário Miranda e ao Prof. Bismark.

À CAPES pela bolsa de doutorado no Programa Pró-Doutoral.

Ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, por ter possibilitado a realização dos ensaios de

microscopia.

À INGENOR, por ter proporcionado minhas visitas ao Pólo Gesseiro de Araripina.

Aos amigos Antonina, Max, Adelaide, Poliana, Penha, Mara, José Fernando, André, Alexandre, e

em especial Milton e Marcelo companheiros em todos os momentos, e Vanessa, que percebeu

minha necessidade de ficar em um ambiente propício ao desenvolvimento de uma tese de

doutorado.

Aos meus amigos espirituais, Tupaíba, Rompe-Mato, Matinata, Unayara e a todos os meus guias

e protetores.

vi

Pesquisa é Amor. Amor é entrega total. É não ser mais um, é ser dois em um. É ultrapassar a

própria vida, transitória e mortal. É renunciar a si mesmo...

Caboclo Aymoré

vii

RESUMO

PINHEIRO, Sayonara Maria de Moraes. Gesso Reciclado: Avaliação de Propriedades para Uso

em Componentes. Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo,

Universidade Estadual de Campinas, 2011. 352p. Tese (Doutorado). Departamento de Arquitetura e

Construção, UNICAMP, 2011.

A busca pela viabilidade técnica e econômica da reciclagem de resíduos na cadeia produtiva da

construção civil vem atender às novas necessidades do setor de promover um crescimento

econômico integrado às necessidades sociais e ambientais. O gesso é um material construtivo de

ampla aplicação no setor. O processo produtivo é relativamente simples e envolve baixo custo

energético em relação a outros aglomerantes. A reversibilidade de suas reações de transformação

possibilita a reciclagem do material, o que aumenta a possibilidade de reintegração no processo

produtivo, minimizando os impactos ambientais de produção. As indústrias produtoras de

componentes de gesso, na sua maioria, são formadas por empresas de pequeno porte, onde o

resíduo gerado, na maioria das vezes, é disposto de forma irregular, sem controle e estimativa de

volume. Esse resíduo é considerado pelas Resoluções 307/2002 e 431/2011 do CONAMA, como

resíduo de Classe “B”, resíduos recicláveis para outras destinações, sendo grande o seu potencial

de reciclagem. As pesquisas científicas na área ainda são incipientes. Faz-se necessária uma

investigação detalhada do resíduo e do material reciclado. Nesse sentido, o presente trabalho, por

meio da adoção de um processo simples de reciclagem, composto das etapas de moagem e

calcinação do resíduo de gesso de fundição, analisou as características químicas, microestruturais

e as propriedades físicas e mecânicas dos gessos reciclados em ciclos consecutivos. Analisou

também a influência do uso de aditivos nesses materiais. A análise dos resultados mostrou a

viabilidade da reciclagem do resíduo de gesso e a necessidade de estudos mais específicos para

que o gesso reciclado adquira o desempenho necessário para a aplicação no setor de componentes

para a construção civil.

Palavras-chave: gesso; reciclagem; microestrutura; propriedades físicas e mecânicas; construção

civil.

viii

ABSTRACT

PINHEIRO, Sayonara Maria de Moraes. Recycled Gypsum Plaster: Properties Evaluation for

Using in Components. Campinas, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Urban

Design, 2011. 352p. Tese (Doutorado). Departamento de Arquitetura e Construção,

UNICAMP, 2011.

The search for technical and economical feasibility of waste recycling in the productive

construction chain meets the new needs of the sector to promote an integrated development with

economical, social and environmental needs. Gypsum plaster is a widely material used in civil

construction. The productive process is relatively simple and it involves low energy costs

compared to other binders. The reactions reversibility enables the recycling of the material, which

increases the possibility of being reintegrated to the productive process as well as decrease

environmental production impact. The gypsum components industries are formed by small

companies, where the wastes are usually disposed incorrectly, without any control or estimate of

volume. The waste is considered by Resolutions 307/2002 and 431/2011 from CONAMA as

Class “B” which should be destined for recycling. Scientific research in this area is still incipient.

It is necessary further investigations of this waste as a recycled material. In this way, the current

research adopted a simple recycling process which produced a recycled gypsum plaster that was

analyzed by its chemical and microstructures characteristics, as well as the physical and

mechanical properties. The recycled plaster was obtained from consecutive cycles. The influence

of using a superplasticizer in recycled plaster has been also analyzed. The results showed the

feasibility to recycling the gypsum wastes, as well as the need of specific studies in order to allow

the recycled gypsum plaster achieve the necessary performance to be applied for components in

construction.

Keywords: gypsum plaster; recycling; microstructure; physical and mechanical properties; civil

construction.

ix

LISTA DE FIGURAS

Página

Figura 2.1 Uso do gesso como material construtivo ao longo do tempo........................ 11

Figura 2.2 Pólo Gesseiro do Araripe............................................................................... 15

Figura 2.3 – Frente de lavra de gipsita no Pólo Gesseiro do Araripe.............................. 16

Figura 2.4 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a)

cocadinha; (b) rapadura e (c) pedra Johnson................................................................. 17

Figura 2.5 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a)

alabastro; (b) selenita e (c) anidrita................................................................................. 18

Figura 2.6 – Fluxograma do processo de produção do gesso.......................................... 21

Figura 2.7 – Atividades de preparação da matéria-prima para serem submetidas ao

processo de calcinação.................................................................................................... 21

Figura 2.8 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo

Panela.............................................................................................................................. 24

Figura 2.9– Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo

Marmita........................................................................................................................... 25

Figura 2.10– Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo

Rotativo Tubular.............................................................................................................. 26

Figura 2.11 – Ilustração esquemática da calcinação do grão de gipsita.......................... 31

Figura 2.12 – Morfologia característica do sulfato de cálcio di-hidratado, proveniente

da hidratação do sulfato de cálcio hemi-hidratado.......................................................... 32

Figura 2.13 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo α. 33

Figura 2.14 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo β. 33

Figura 2.15 – Ilustração teórica da curva calorimétrica das pastas de gesso: (a)

modelo teórico e (b) etapas da cinética das reações de hidratação.................................. 40

Figura 2.16– Comportamento da fluidez de pastas de gesso produzidas com

superplastificantes à base de policarboxilato (A) e ácido sulfônico (B)......................... 44

Figura 2.17– Influência da temperatura da água de amassamento da pasta de gesso na

pega do material.............................................................................................................. 46

Figura 2.18– Influência da utilização de diferentes tipos e teores de retardadores da

pega em pastas de gesso: (a) ácido cítrico; (b) caseína................................................... 48

Figura 2.19– Ilustração esquemática do fenômeno da retração/expansão da pasta de

gesso................................................................................................................................ 49

Figura 2.20– Morfologias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da

microestrutura: (a) gesso tipo hidratado; (b) gesso tipo hidratado........................... 51

x

Figura 2.21– Imagem tri-dimensional obtida pelo µ-CT da estrutura do gesso

hidratado: (a) e (c) gesso hidratado e (b) e (d) gesso hidratado ................................ 52

Figura 2.22– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de

aceleradores de pega: (a) referência; (b) adição de gipsita e (c) aditivo K2SO4.............. 53

Figura 2.23– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de

retardadores de pega: (a) referência; (b) ácido succínio e (c) ácido cítrico..................... 53

Figura 3.1 – Geração de resíduos durante a extração do minério de gipsita em lavras

na região do Araripe: (a) frente de lavra e (b) resíduos - minério descartado e material

estéril............................................................................................................................... 60

Figura 3.2 – Geração de resíduos durante a britagem do minério de gipsita junto às

lavras na região do Araripe: (a) britagem do minério e (b) resíduos - material

particulado....................................................................................................................... 61

Figura 3.3 – Contaminações do lençol freático (a) e degradação do ambiente (b)

durante o processo de extração e beneficiamento do minério de gipsita junto às lavras

na região do Araripe........................................................................................................ 61

Figura 3.4 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do

Araripe (a) rebritagem e moagem; (b) resíduos gerados................................................. 62


Araripe (a) material particulado; (b) emissão de poluentes............................................. 63


Araripe (a) resíduos provenientes do acondicionamento; (b) resíduo de varrição e (c)

acondicionamento dos resíduos de varrição.................................................................... 63

Figura 3.7 – Formação dos poluentes atmosféricos (a) e (b); ação dos poluentes sobre

a caatinga (c) e (d) – Pólo Gesseiro do Araripe............................................................... 64

Figura 3.8 – Fluxograma do processo produtivo de componentes de gesso................... 65

Figura 3.9 – Processo de fabricação de placas de gesso para forro automatizado.......... 66

Figura 3.10 – Processo de fabricação semi-automatizado para produção de blocos de

gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) misturador automático; (b) alimentador de

pasta................................................................................................................................. 68


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) remoção de pasta do alimentador e (b)

remoção do excesso de pasta dos moldes........................................................................ 68


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) endurecimento da pasta; (b) extração dos

blocos; (c), (d) e (e) transporte dos blocos para a área de secagem (f) secagem dos

blocos ao ar, no interior da fábrica.................................................................................. 69


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) geração de resíduos; (b) reciclagem – tijolos

de gesso........................................................................................................................... 70

Figura 3.14 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de

gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) gesso armazenado em baias; (b) gesso

armazenado em bags....................................................................................................... 71

xi

Figura 3.15 – Processo de fabricação artesanal, para produção de placas e blocos de

gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) materiais de mistura; (b) misturadora de pasta. 71


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) disposição dos moldes; (b) recebimento da

pasta; (c) colocação do molde superior; (d) peça após a retirada parcial do molde........ 72


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) secagem; (b) estocagem.................................... 73


gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) transporte; (b) carregamento............................. 73

Figura 3.19 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e

blocos de gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe, durante a etapa de preparação da pasta. 74

Figura 3.20 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e

blocos de gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) e (b) área de conformação; (c) e (d)

área interna da fábrica e (e) e (f) área de secagem externa da fábrica............................. 75

Figura 3.21 – Resíduos de gesso depositados em áreas ilegais no Pólo Gesseiro do

Araripe: (a) ao longo de estradas e (b) em encostas de mananciais de água................... 76

Figura 3.22 – Fluxograma do processo de fabricação de chapas de gesso acartonado... 77

Figura 3.23 – Geração de resíduos no processo de execução manual de revestimento

com pasta de gesso: (a) durante aplicação; (b) endurecimento da pasta......................... 79

Figura 3.24 – Processo de execução manual de revestimento com pasta de gesso: (a)

polvilhamento; (b) primeiro tempo de espera; (c) mistura; (d) segundo tempo de

espera; (e) e (f) aplicação................................................................................................ 80

Figura 3.25 – Geração de resíduos de chapas de gesso acartonado................................ 81

Figura 3.26 – Processo de execução de alvenarias com bloco de gesso: (a)

assentamento da alvenaria e (b) rejuntamento e acabamento.......................................... 82

Figura 327 – Ciclo de reciclagem do resíduo de chapas acantonadas............................ 88

Figura 3.28 – Reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso......... 89

Figura 3.29 – Evolução da resistência em função do teor do resíduo de gesso presente

nas pastas (a) calcinado e (b) moído................................................................................ 92

Figura 4.1 – Curva granulométrica do gesso comercial.................................................. 98

Figura 4.2 – Ilustração esquemática do programa experimental para definição dos

parâmetros do processo de reciclagem........................................................................... 100

Figura 4.3 – Secagem do resíduo de gesso fragmentado................................................. 101

Figura 4.4 – Processo de moagem do resíduo: (a) fragmentação e (b) armazenamento. 102

Figura 4.5 – Processo de moagem do resíduo: (a) moagem e (b) armazenamento......... 102

Figura 4.6– Processo de calcinação: (a) distribuição (b) calcinação em estufa.............. 104

Figura 4.7 – Processo de calcinação: (a) resfriamento e (b) armazenamento................. 104

Figura 4.8 – Homogeneização em pilha.......................................................................... 105

Figura 4.9 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de

laboratório: (a) peneiramento e (b) formação da pilha.................................................... 105

xii

Figura 4.10 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de

laboratório: (a) divisão das amostras e (b) armazenamento das amostras....................... 106

Figura 4.11 – Ilustração esquemática do programa experimental para avaliação do

gesso reciclado................................................................................................................. 108

Figura 4.12 – Ilustração esquemática dos ciclos de reciclagem...................................... 109

Figura 4.13 – Ilustração esquemática do uso de superplastificante em gesso reciclado. 110

Figura 4.14 – Equipamento utilizado para medir oespalhamento das pastas por meio

do ensaio do mini-slump................................................................................................. 115

Figura 4.15– Ensaio do mini-slump: (a) posicionado do molde tronco-cônico e (b)

espalhamento da pasta..................................................................................................... 115

Figura 4.16 – Ilustração esquemática do calorímetro pseudo-adiabático........................ 117

Figura 4.17 – Ilustração esquemática do Permeâmetro................................................... 118

Figura 4.18 – Preparo das amostras para ensaio de permeabilidade ao ar...................... 119

Figura 4.19 – Dispositivo para o ensaio de tração na flexão........................................... 120

Figura 5.1 – Curva granulométrica do resíduo de gesso comercial................................ 126

Figura 5.2 – Curvas do tempo de pega das pastas de gesso comercial e de gessos

reciclados à temperatura de 120 ºC................................................................................. 128

Figura 5.3 – Curvas do tempo de pega das pastas de gessos reciclados à temperatura

de 150 ºC e de gessos reciclados à temperatura de 200 ºC.............................................. 129

Figura 5.4 – Comportamento da resistência das pastas de gesso reciclado à

compressão axial, aos 7 dias de idade em função do tempo de calcinação..................... 131

Figura 5.5 – Difratograma do GC.................................................................................... 134

Figura 5.6 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC................................. 135

Figura 5.7 – Micrografias do GC nas ampliaçãos de 1.000x e 2.500x............................ 136

Figura 5.8 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GC08.............................. 137

Figura 5.9 – Dados das curvas de elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08... 138

Figura 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08................................ 140

Figura 5.11 – Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.................................... 141

Figura 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08................ 142

Figura 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.................. 143

Figura 5.14 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação

1000x............................................................................................................................... 144

Figura 5.15 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação

2000x............................................................................................................................... 144

Figura 5.16 – Morfologia típica das pastas de gesso tipo β – CaSO4.2H2O observadas

no MEV por: (a) Lewry e Williamson (1994b); (b) Singh e Middendorf (2007)........... 145

Figura 5.17 – Diagrama obtido por EDS das pastas GC07 e GC08................................ 146

Figura 5.18 – Curva Granulométrica do GC e do GR1C................................................ 148

xiii

Figura 5.19 – Difratograma do GC e do GR................................................................... 150

Figura 5.20 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC e do GR1C............ 151

Figura 5.21 – Micrografias do GC nas ampliações de 1.000x e 2.500x.......................... 152

Figura 5.22 – Micrografias do GR1C nas ampliações de 1.000x e 3.000x..................... 153

Figura 5.23 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07........................ 154

Figura 5.24 – Curvas de elevação da temperatura das pastas de GC07 e GR1C07........ 155

Figura 5.25 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e

GR1C............................................................................................................................... 157

Figura 5.26 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e

GR1C07........................................................................................................................... 158

Figura 5.27 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de

GC07 e GR1C07.............................................................................................................. 159

Figura 5.28 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de

GC07 e GR1C07.............................................................................................................. 160

Figura 5.29 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação

1000x............................................................................................................................... 162


2000x............................................................................................................................... 162


4000x............................................................................................................................... 163

Figura 5.32 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1C07....................................... 163

Figura 5.33 – Morfologia das pastas de gesso tipo β (a) e gesso tipo β com adição de

grãos de gipsita– CaSO4.2H2O........................................................................................ 164

Figura 5.34 – Curva Granulométrica do GC, do GR1C e do GR3C............................... 166

Figura 5.35 – Difratogramas dos GC, GR1C e GR3C.................................................... 168

Figura 5.36 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR3C.......................... 169


Figura 5.38 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07....... 172

Figura 5.39 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC07, GR1C07 e

GR3C............................................................................................................................... 173

Figura 5.40 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07,

GR1C07 e GR31C07....................................................................................................... 176

Figura 5.41 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07

e GR3C07........................................................................................................................ 177


GC07, GR1C07 e GR3C07............................................................................................. 178


GC07, GR1C07 e GR3C07............................................................................................. 179

Figura 5.44 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07,

xiv

ampliação 1000x.............................................................................................................. 180


ampliação 2000x.............................................................................................................. 181


ampliação 4000x.............................................................................................................. 181

Figura 5.47 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR3C07....................................... 181

Figura 5.48 – Curva Granulométrica do GC e do GR5C................................................ 183

Figura 5.49 – Difratograma do GR5C............................................................................. 185

Figura 5.50 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR5C.......................... 186



Figura 5.53 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC08 e GR5C08........ 189

Figura 5.54 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC08 e

GR5C08........................................................................................................................... 192

Figura 5.55 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC08 e

GR5C08........................................................................................................................... 193


GC08 e GR5C08.............................................................................................................. 194


GC08 e GR5C08.............................................................................................................. 195

Figura 5.58 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08, ampliação

500x................................................................................................................................. 196

Figura 5.59 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08 (b), ampliação

2000x............................................................................................................................... 196

Figura 5.60 – Micrografias típicas das pastas de e GR5C08, ampliação 4000x............. 197

Figura 5.61 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR5CG08.................................... 197

Figura 5.62 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-

1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 199

Figura 5.63 – Evolução da dureza superficial das pastas de gesso reciclado em função

do teor de superplastificante, nas idades de 1 e 7 dias.................................................... 201

Figura 5.64 – Evolução da resistência à compressão axial das pastas de gesso

reciclado em função do teor de superplastificante nas idades de 1 e 7 dias.................... 203


Figura 5.66 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GR1C07 e GR1C07-

1,5%G.............................................................................................................................. 206

Figura 5.67 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GR1C07 e

GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 208

Figura 5.68 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07

e GR1C07-1,5%G............................................................................................................ 209

Figura 5.69 – Evolução da resistência à compressão axial, no tempo, das pastas de

GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G................................................................................. 210


xv

GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G................................................................................. 211

Figura 5.71 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação

2.000x.............................................................................................................................. 213

Figura 5.72 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação

5.000x.............................................................................................................................. 213

Figura 5.73 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1CG07-1,5%G....................... 213

Figura 5.74 – Morfologia dos cristais de di-hidrato, quando adicionado ácido

carboxílico (a) 0,2% ácido cítrico - Sing e Middendorf (2007) e (b) 0,1% ácido cítrico

- Song et al. (2010).......................................................................................................... 214

xvi

LISTA DE QUADROS

Página

Quadro 2.1 – Influência das impurezas presentes no minério de gipsita nas

propriedades do gesso..................................................................................................... 19

Quadro 2.2 – Composição química teórica das espécies químicas do gesso.................. 21

Quadro 3.1 Geração de resíduos na extração de gipsita e fabricação de gesso e

componentes, no Brasil................................................................................................... 83

Quadro 3.2 Geração de resíduos na aplicação do material e de componentes de gesso

durante as atividades de construção, no Brasil................................................................ 84

Quadro 3.3 Estimativas do consumo de gesso e geração de resíduos por setor

produtivo......................................................................................................................... 85

Quadro 4.1 – Denominação dos materiais reciclados gerado na definição do processo

de reciclagem.................................................................................................................. 103

Quadro 4.2 – Composição das pastas de referência........................................................ 111

Quadro 4.3 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizadas nos ciclos

consecutivos de reciclagem............................................................................................. 112

Quadro 4.4 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizados no estudo do uso

de superplastificante........................................................................................................ 112

xvii

LISTA DE TABELAS

Página

Tabela 2.1 – Produção nacional de gipsita durante o ano de 2009.................................. 15

Tabela 2.2 – Consumo setorial nacional da produção de gipsita durante o ano de

2009................................................................................................................................. 16

Tabela 2.3 – Análise química de gipsitas brasileiras...................................................... 20

Tabela 2.4 – Exigências físicas e mecânicas do gesso para construção.......................... 36

Tabela 2.5 – Exigências físicas do gesso para construção.............................................. 36

Tabela 2.6 – Exigências químicas do gesso para construção.......................................... 36

Tabela 2.7 – Análise química de gessos de construção brasileiros................................. 37

Tabela 2.8 – Composição percentual de gessos de construção brasileiros..................... 37

Tabela 2.9 – Efeito da adição de grãos de gipsita em pastas de gesso (160<φ<400

m).................................................................................................................................. 47

Tabela 2.10 – Características Técnicas das Placass de Gesso......................................... 56

Tabela 3.1 Volume de resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção

e demolição no Brasil...................................................................................................... 78

Tabela 4.1 – Características químicas do gesso comercial............................................. 98

Tabela 4.2 – Granulometria do gesso comercial – percentuais de massa retida ............ 98

Tabela 4.3 – Propriedades físicas do gesso comercial.................................................... 99

Tabela 4.4 – Propriedades e consumo de energia do gesso reciclado nas condições

definidas no processo de reciclagem............................................................................... 108

Tabela 5.1 – Granulometria do resíduo de gesso comercial – percentuais de massa

retida.............................................................................................................................. 126

Tabela 5.2 – Propriedades físicas do RGC em pó – valores médios............................... 127

Tabela 5.3 – Tempo de pega para as pastas de gesso comercial e gessos reciclados

com relação água/gesso de 0,7, em massa....................................................................... 129

Tabela 5.4 – Resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, para as pastas de

gesso comercial e gesso reciclado................................................................................... 131

Tabela 5.5 – Consumo energético para a produção dos gessos reciclados..................... 132

Tabela 5.6 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas

TGA/DTGA do GC......................................................................................................... 134

Tabela 5.7 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC............................. 134

Tabela 5.8 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GC08............................................ 137

xviii

Tabela 5.9 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.................................... 138

Tabela 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08................................

140

Tabela 5.11 – Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.................................... 141

Tabela 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08................ 142

Tabela 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.................. 143

Tabela 5.14 – Percentuais de massa retidas nas peneiras do ensaio granulométrico -

do GC e do GR1C, em pó – valores médios.................................................................... 147

Tabela 5.15 - Propriedades físicas do GC e do GR1C, em pó – valores médios............ 148

Tabela 5.16 – Características químicas do GC e GR1C.................................................. 149

Tabela 5.17 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do

GR1C............................................................................................................................... 150

Tabela 5.18 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR1C........ 150

Tabelas 6.19 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GR1C07.................................... 154

Tabela 5.20 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07............................. 155

Tabela 5.21 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GR1C07........................... 158

Tabela 5.22 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, e GR1C07.............................. 159

Tabela 5.23 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GR1C07........... 160

Tabela 5.24 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GR1C07............. 161

Tabela 5.25 - Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do

GC, do GR1C, e do GR3C em pó – valores médios....................................................... 165

Tabela 5.26 – Propriedades físicas do GC, GR1C e do GR3C, em pó – valores

médios.............................................................................................................................. 166

Tabela 5.27 – Características químicas do GC, GR1C e GR3C..................................... 167

Tabela 5.28 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas

TGA/DTGA do GC, do GR1C e do GR3C..................................................................... 169

Tabelas 6.29 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC, no GR1C e no

GR3C............................................................................................................................... 170

Tabela 5.30 – Tempo de pega para as pastas de GC07, GR1C07 e GR3C..................... 172

Tabela 5.31 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07............................. 173

Tabela 5.32 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR3C07........... 175

Tabela 5.33 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07............... 177

Tabela 5.34 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e

GR3C07........................................................................................................................... 178

Tabela 5.35 - Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e

GR3C07........................................................................................................................... 179

Tabela 5.36 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do

GC e do GR5C, em pó – valores médios.........................................................................

183

xix

Tabela 5.37 – Propriedades físicas do GC e do GR5C, em pó – valores médios............ 184

Tabela 5.38 – Características químicas do GC e GR5C.................................................. 184

Tabela 5.39 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR5C 186

Tabela 5.40 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR5C........ 186

Tabela 5.41 – Tempo de pega para as pastas GC08 e GR5C.......................................... 188

Tabela 5.42 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.................................. 190

Tabela 5.43 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC08 e GR5C08........................... 191

Tabela 5.44 – Dureza superficial média (MPa) – GC08 e GR5C08............................... 192

Tabela 5.45 - Resistência à compressão axial média (MPa) – GC08 e GR5C08............ 193

Tabela 5.46 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC08 e GR5C08............. 194

Tabela 5.47 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-

1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 199

Tabela 5.48 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-

1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 201

Tabela 5.49 - Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G;

GR1C07-1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................... 202

Tabela 5.50 – Espalhamento das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G............ 204

Tabela 5.51 – Tempo de pega para as pastas GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G......... 205

Tabela 5.52 – Elevação da temperatura das pastas GR1C07 e GR1C07-1,5%G............ 206

Tabela 5.53 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR1C07-

1,5%G.............................................................................................................................. 208

Tabela 5.54 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G... 209

Tabela 5.55 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e

GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 210

Tabela 5.56 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e

GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 211

xx

LISTA DE SIGLAS, SIMBOLOS E ABREVIATURAS

Al2O3 Óxido de alumínio

BPF Baixo Ponto de Fluidez

CaO Óxido de cálcio – Cal livre

CaSO4 Sulfato de Cálcio

CaSO4·0,5H2O Sulfato de cálcio hemi-hidratado - gesso

CaSO4·2H2O Sulfato de cálcio di-hidratado - Gipsita

CO2 Dióxido de carbono

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

D Dureza Superficial (MPa)

DRX Difração de raios-X

DTGA Derivada da análise termogravimétrica

Fe2O3 Óxido de Ferro

GC Gesso Comercial

GR Gesso reciclado

GR1C Gesso reciclado de 1º ciclo





H2O Água

H2S Gás sulfídrico

K Permeabilidade ao ar (mm²)

MEV Microscópio Eletrônico de Varredura

MF Módulo de Finura

MgO Óxido de Magnésio

Mu Massa unitária (kg/m³)

NaCl Cloreto de Sódio

NBR Norma Brasileira

P.F. Perda de massa ao fogo

φmax Diâmetro máximo

Rc Resistência à compressão axial (MPa)

RCC Resíduo de Construção Civil

xxi

Rf Resistência à Tração na Flexão (MPa)

RGC Resíduo de gesso comercial

S Superfície específica (m²/kg)

SiO2 Dióxido de silício

SO3 Trióxido de enxofre – Anidrido sulfúrico

SO2 Dióxido de enxofre

TGA Análise termogravimética

UR Umidade relativa

ρ Massa específica (kg/m³)

xxii

SUMÁRIO

Página

LISTA DE FIGURAS ix

LISTA DE QUADROS xvi

LISTA DE TABELAS xvii

LISTA DE SÍMBOLOS, SIGLAS E ABREVIATURAS xx

RESUMO vii

ABSTRACT viii

1. INTRODUÇÃO......................................................................................................... 1

1.1 Aspectos da Produção e Geração de Resíduos de Gesso no Brasil...................... 2

1.2 Objetivo da Pesquisa............................................................................................ 4

1.3 Hipóteses de Trabalho.......................................................................................... 4

1.4 Contribuição para o Avanço da Tecnologia do Gesso Reciclado......................... 5

1.5 Estrutura da Pesquisa............................................................................................ 6

2. GESSO DA CONSTRUÇÃO CIVIL....................................................................... 9

2.1 Aspectos Históricos............................................................................................. 9

2.2 Gipsita : a Matéria-Prima.................................................................................... 12

2.2.1 Gipsita Natural.............................................................................................. 12

2.2.2 Gipsita Residual............................................................................................ 13

2.2.3 Reservas Brasileiras de Gipsita Natural........................................................ 14

2.2.4 A Gipsita do Pólo Gesseiro do Araripe.......................................................... 16

2.2.5 Características das Gipsitas para a Produção do Gesso................................. 18

2.3 Processo de Produção do Gesso – a Formação do Hemi-hidrato......................... 20

2.3.1 Calcinação – a Desidratação da Gipsita......................................................... 23

2.3.2 As Reações de Transformação ...................................................................... 27

2.3.3. Cinética das Reações de Desidratação.......................................................... 30

2.3.4. Microestrutura do Sistema CaSO4 – H2O..................................................... 32

2.4 Gesso para a Construção Civil.............................................................................. 34

2.5 Hidratação do Gesso............................................................................................. 37

2.5.1 Mecanismo de Hidratação do Gesso.............................................................. 38

2.5.2 Cinética da Hidratação................................................................................... 39

2.6 Propriedades no Estado Fresco............................................................................. 42

xxiii

2.6.1 Trabalhabilidade da Pasta de Gesso............................................................... 42

2.6.2 Pega e Endurecimento da Pasta..................................................................... 44

2.6.3 Variação Dimensional do Gesso.................................................................... 48

2.7 Propriedades no Estado Endurecido..................................................................... 50

2.7.1 Microestrutura............................................................................................... 51

2.7.2 Resistência Mecânica..................................................................................... 54

2.7.3 Outras Propriedades....................................................................................... 54

2.8 Produtos de Gesso – Aplicação na Construção.................................................... 55

2.9 Considerações do Capítulo.................................................................................. 56

3. RESÍDUO DO GESSO DE CONSTRUÇÃO.......................................................... 59

3.1 Cadeia Produtiva do Gesso e a Geração de Resíduos........................................... 59

3.1.1 Resíduos da Extração e Preparação da Matéria-Prima.................................. 60

3.1.2 Resíduos do Processo de Produção do Gesso................................................ 62

3.1.3 Resíduos do Beneficiamento de Componentes de Gesso.............................. 65

3.1.4 Resíduos de Gesso na Construção e Demolição............................................ 77

3.1.5 Considerações sobre a Geração de Resíduos na Cadeia Produtiva do Gesso 83

3.2 Características e Impacto do Resíduo de Gesso................................................... 85

3.3 Viabilidades de Reciclagem do Resíduo de Gesso em sua Cadeia Produtiva...... 86

3.3.1 Reciclagem no Setor de Beneficiamento de Componentes........................... 87

3.4 Processos de Reciclagem do Resíduo de Gesso................................................... 88

3.5 Estudos sobre a Viabilidade do Gesso Reciclado – Caracterização e

Propriedades............................................................................................................... 90

3.6 Considerações do Capítulo................................................................................... 94

4. MATERIAIS E MÉTODOS..................................................................................... 97

4.1 Materiais............................................................................................................... 97

4.1.1 Gesso Comercial............................................................................................ 97

4.1.2 Aditivo Superplastificante............................................................................. 99

4.1.3 Água............................................................................................................... 99

4.2 Definição do Processo de Reciclagem.................................................................. 99

4.2.1 Geração do Resíduo de Gesso........................................................................ 101

4.2.2 Moagem......................................................................................................... 101

4.2.3 Calcinação...................................................................................................... 102

4.2.4 Homogeneização............................................................................................ 105

4.2.5 Avaliação do Processo de Reciclagem........................................................... 106

4.3 Ciclos Consecutivos de Reciclagem..................................................................... 108

4.4 Utilização de Aditivos Superplastificantes.......................................................... 109

xxiv

4.5 Misturas Experimentais........................................................................................ 110

4.5.1 Pastas para Produção de Resíduos................................................................. 111

4.5.2 Pastas de Referência....................................................................................... 111

4.5.3 Pastas de Gesso Reciclado............................................................................. 111

4.5.4 Moldagem e Cura dos Corpos de prova......................................................... 112

4.6 Métodos de Ensaios.............................................................................................. 113

4.6.1 Ensaios do Material em Pó............................................................................ 113

4.6.2 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Fresco............................................. 114

4.6.3 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Endurecido...................................... 117

4.6.4 Técnicas de Estudos Microestruturais........................................................... 121

4.7 Tratamento de Dados............................................................................................ 122


5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................. 125

5.1 Definição do Processo de Reciclagem.................................................................. 125

5.1.1 Gesso Comercial – GC................................................................................... 125

5.1.2 Resíduo de Gesso Comercial – RGC............................................................. 126

5.1.3 Obtenção do Gesso Reciclado – GR.............................................................. 127

5.1.4 Avaliação das Pastas no Estado Fresco.......................................................... 127

5.1.5 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido................................................. 130

5.1.6 Consumo Energético..................................................................................... 132

5.2 Avaliação das Características e Propriedades do Gesso Reciclado...................... 133

5.2.1 Gesso Comercial – GC................................................................................... 133

5.2.2 Gesso de 1ᵃ Reciclagem – GR1C................................................................... 147



5.3 Utilização de Aditivo Superplastificante............................................................. 198

5.3.1 Definição do Teor de Aditivo........................................................................ 199

5.3.2 Propriedades do Gesso Reciclado com Superplastificante............................ 204


6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES............................................................... 217

6.1 Processo de Reciclagem...................................................................................... 217

6.2 Avaliação do Gesso Reciclado Submetido a Ciclos de Reciclagem

Consecutivos............................................................................................................... 217

6.3 Uso do Aditivo Superplastificante........................................................................ 218

6.4 Recomendações para Trabalhos Futuros............................................................. 219

6.4.1 Quanto ao Processo de Reciclagem.............................................................. 219

xxv

6.4.2 Quanto aos Ciclos de Reciclagem................................................................. 219

6.4.3 Quanto à Utilização de Aditivos Superplastificantes no Gesso Reciclado.... 220

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 221

APÊNDICE A – Quantitativo de Resíduos 235

APÊNDICE B – Tratamento Estatístico 239

APÊNDICE C – Cálculo dos Teores de Hemi-hidrato e Di-hidrato 289

APÊNDICE D – Caracterização Química 295

APÊNDICE E – Difratogramas 299

1

1 INTRODUÇÃO

A necessidade de adequação da indústria da construção ao novo modelo de

desenvolvimento econômico mundial, onde a busca da sustentabilidade do setor é inquestionável,

exige uma análise interativa de toda sua cadeia produtiva, constituída por diferentes segmentos

industriais, que fornecem os insumos necessários à construção civil. Entre eles podem ser citados

os segmentos da indústria siderúrgica, da indústria cimenteira, da indústria gesseira, entre outros.

Em geral, suas atividades se iniciam com a extração de recursos naturais e passam ao

beneficiamento de materiais e à aplicação do material na construção propriamente dita

(KURESKI, et al., 2008).

O desenvolvimento sustentável da cadeia depende da sustentabilidade de cada segmento,

cujos principais elementos a serem controlados, para alcançar este modelo de desenvolvimento,

são: (i) a redução do uso de recursos naturais; (ii) a redução de consumo energético; (iii) a

redução da geração de resíduos; (iv) a reutilização e a reciclagem, entre outros (CIB, 1999;

DEGANI, 2003; JOHN, et.al.,2000).

Entre os diferentes segmentos da cadeia produtiva da construção civil, o segmento

gesseiro apresenta um grande potencial de contribuição para a sustentabilidade da indústria da

construção, devido ao baixo consumo energético do processo de produção e da viabilidade de

reciclagem dos resíduos gerados ao longo de sua cadeia produtiva (JOHN; CINCOTTO, 2003,

2007).

Com uma cadeia produtiva própria, o segmento gesseiro concentra suas atividades nos

setores: (i) de extração mineral; (ii) calcinação - produção de gesso; (iii) produção de

componentes; e (iv) aplicação na construção civil.

Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes

Capítulo 1 – Introdução

2

Entre os principais elementos impeditivos ao desenvolvimento sustentável da cadeia

produtiva do gesso encontram-se a extração do minério de gipsita, a geração de resíduos oriundos

da produção de componentes e da aplicação do material nas atividades de construção (AGUIAR,

2007).

As características físico-químicas do resíduo exigem cuidados especiais na sua

disposição final, devido ao seu potencial tóxico, à liberação de gases inflamáveis, ao risco de

contaminação do solo e do lençol freático, bem como em razão das restrições aos percentuais de

uso em agregados reciclados oriundos dos resíduos da construção civil (ARAÚJO, 2004; JOHN;

CINCOTTO, 2003). Entretanto, a reversibilidade de suas reações de transformação possibilita,

por meio de um processo simples de reciclagem, a inserção do resíduo nos diferentes setores da

sua cadeia produtiva.

A experiência internacional mostra que a reciclagem do resíduo de gesso é viável, sendo

adotada nos EUA e Europa, especificamente, no setor de beneficiamento de chapas acartonadas

(CAMPBELL, 2003). No Brasil, porém, ela é praticamente inexistente. Há algumas iniciativas

isoladas e restritas a determinados setores e as pesquisas científicas relativas à reciclagem são

incipientes.

1.1 Aspectos da Produção e Geração de Resíduos de Gesso no Brasil

O segmento gesseiro nacional encontra-se em expansão, com uma taxa de crescimento

anual de 8% e expectativas de crescimento ainda maior (SINDUSGESSO, 2007). O que se deve,

principalmente, à disseminação de sistemas construtivos alternativos, ao baixo custo do gesso e

ao alto teor de pureza das jazidas de gipsita nacional.

No Brasil, a extração do minério de gipsita é da ordem de 1,9 milhão de toneladas por

ano, sendo 59% destinados à calcinação, 30% ao setor cimenteiro e 11% ao setor agrícola, sendo

utilizadas, no consumo direto do gesso, para aplicação na construção, aproximadamente

1.090.000 toneladas, do minério, por ano1 (BRASIL, 2009; MARCONDES, 2007 e RIBEIRO,

2006).

1 Ver cálculo no Apêndice A.



3

As atividades dos setores que compõem a cadeia se concentram no Pólo Gesseiro do

Araripe, em Pernambuco, responsável por 85% da produção nacional, tendo como principais

consumidores de seus produtos os estados da região sudeste (BRASIL, 2009).

O Pólo Gesseiro do Araripe é constituído por 37 minas de exploração do minério, cerca

de 100 calcinadoras e, aproximadamente, 300 pequenas unidades produtoras de componentes

(BRASIL, 2009), a maioria com processos artesanais de produção.

O volume de resíduos de gesso gerado por essas unidades produtoras é desconhecido.

Entretanto, é provável que represente uma massa significativa e que proporcione uma reciclagem

em nível industrial (JOHN; CINCOTTO, 2003), inclusive em outras regiões do País, onde as

atividades de construção (construção e demolição) geram grande volume de resíduos de gesso,

que devidamente gerenciado, pode voltar a ser integrado na cadeia produtiva.

Segundo informações do Sindugesso2 e Abragesso

3 apud Agopyan et al. (2005), as

principais fontes de resíduos de gesso na construção são as atividades de revestimento (88%), as

chapas de gesso acartonado (8%) e os componentes pré-moldados (4%), sendo estimada uma

massa de 120 mil toneladas por ano na Grande São Paulo que, se devidamente gerenciada,

poderia minimizar o consumo de gipsita em 32.700 toneladas por ano4.

As perspectivas do Pólo Gesseiro e da região da grande São Paulo, evidenciam a

necessidade de uma ação urgente no gerenciamento do resíduo gerado no segmento gesseiro,

quer pelo impacto ambiental causado diretamente ou pela necessidade de adaptação do setor ao

modelo de desenvolvimento sustentável.

Paralelamente à elaboração de um Plano de Gerenciamento do resíduo, é necessário o

desenvolvimento de pesquisas que avaliem os resíduos e o material resultante de sua reciclagem,

para aplicação na própria cadeia produtiva do gesso. Esse trabalho, cujos objetivos são postos a

seguir, procuram colaborar para isso.

2 SINDUSGESSO – Sindicato da Indústria do Gesso do Estado de Pernambuco.

3 ABRAGESSO – Associação Brasileira dos Fabricantes de Gesso e Chapas.

4 Ver cálculo no Apêndice A.



4

1.2 Objetivo da Pesquisa

Considerando a necessidade de analisar os resíduos gerados na cadeia produtiva do

gesso e avaliar as propriedades do material reciclado para aplicação no setor de produção de

componentes, este trabalho tem como objetivos:

a) Objetivo Geral

Avaliar e analisar as características químicas e microestruturais, e as propriedades físicas

e mecânicas dos gessos reciclados, provenientes dos resíduos de gesso gerados na produção de

componentes pré-moldados para a construção civil, obtidos por simulação em laboratório.

b) Objetivos Específicos

Os objetivos específicos do estudo, necessários para alcançar o objetivo geral são:

(i) Simular, em laboratório, um processo de reciclagem constituído das etapas de moagem e

calcinação do resíduo de gesso, determinando as condições ótimas para a geração de um

material reciclável, com características técnicas para ser utilizado no setor de componentes.

(ii) No contexto do processo de reciclagem adotado, avaliar o consumo energético desprendido

para produção do material reciclado.

(iii) Submeter o material a vários ciclos de reciclagem, para avaliar a constância de suas

propriedades.

1.3 Hipóteses de Trabalho

As hipóteses utilizadas neste trabalho, para serem corroboradas ou não, são as

apresentadas a seguir:

(i) As propriedades físicas, mecânicas e microestruturais do gesso reciclado são similares às

propriedades do gesso comercial.

(ii) Com o uso de um processo de reciclagem constituído de moagem e calcinação para os

resíduos de gesso, com equipamentos simples, é possível obter um material reciclado com

propriedades similares ao gesso comercial e apto a ser utilizado no setor de componentes.



5

(iii) Os gessos reciclados, gerados em vários ciclos de reciclagem, mantêm constantes suas

propriedades físicas e mecânicas e suas características químicas e microestruturais.

1.4 Contribuição para o Avanço da Tecnologia do Gesso Reciclado

O estudo realizado constitui os fundamentos básicos para o conhecimento das

propriedades do material reciclado, contribuindo para o avanço de tecnologias relacionadas ao

desenvolvimento de novos produtos, de técnicas de reciclagem e à análise da sustentabilidade do

setor.

a) Desenvolvimento de Novos Produtos

As avaliações, com fundamentação científica, das propriedades físicas e mecânicas, e

das características químicas e microestruturais do gesso reciclado permitem o desenvolvimento

de novos processos para produção de componentes viáveis técnica e economicamente, para

inserção no mercado da construção.

b) Desenvolvimento de Processos de Reciclagem

A viabilidade de utilização do gesso reciclado na indústria de componentes, incentiva a

instalação de usinas de reciclagem específicas para os resíduos de gesso. Em regiões como o Pólo

Gesseiro do Araripe, a implantação dessas usinas de reciclagem pode ser viabilizada em escala

industrial e em regime de cooperativas.

A simulação em laboratório com equipamentos simples de moagem e calcinação do

resíduo, possibilita o uso do processo de reciclagem interno ao setor gerador, principalmente nas

pequenas fábricas de componentes localizadas distante das unidades de reciclagem em nível

industrial.

c) Sustentabilidade do Setor

A constância, em vários ciclos, das propriedades do gesso reciclado, permite a

reutilização constante do material, quando alcançado o ciclo final de sua utilização, reduzindo o

consumo da matéria-prima explorada no início da cadeia produtiva do gesso, o que, juntamente

com a redução da geração de resíduos ao longo das demais atividades dos setores que compõem a



6

cadeia produtiva do gesso, possibilita a sustentabilidade do segmento gesseiro, dentro da nova

visão de desenvolvimento econômico mundial.

1.5 Estrutura da Pesquisa

O texto destinado à apresentação da pesquisa e da tese de Doutorado está estruturado em

6 capítulos.

O capítulo 1, Introdução, aborda o tema a ser analisado por meio de justificativas da

necessidade da pesquisa, no contexto da sustentabilidade da indústria da construção civil,

apresentando os objetivos, as hipóteses de trabalho, a contribuição para o avanço científico do

tema abordado e a estrutura da tese.

O Capítulo 2, Gesso da Construção Civil, faz uma revisão bibliográfica sobre o

processo produtivo do material, abordando a matéria-prima utilizada, o processo de obtenção do

gesso, o mecanismo de hidratação, as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais do

material em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado endurecido. Também avalia a

influência de impurezas, aditivos e adições no desempenho do material.

O capítulo 3, Resíduo do Gesso de Construção, analisa a geração do resíduo de gesso ao

longo da cadeia produtiva; caracteriza a natureza do resíduo e disserta sobre o impacto ambiental

do material; analisa a viabilidade de reciclagem do material por meio de um sistema de gestão

com base na Produção Mais Limpa; e apresenta uma revisão bibliográfica das pesquisas

desenvolvidas para a viabilidade técnica de utilização do gesso reciclado na construção.

No capítulo 4, Materiais e Métodos, são apresentados a metodologia e o programa de

experimentos para a reciclagem dos resíduos de gesso em estudo, com avaliação das propriedades

físicas, mecânicas e microestruturais dos materiais reciclados.

O Capítulo 5, Resultados e Discussão, traz os resultados da pesquisa em conformidade

com o programa de experimentos, que compreende a avaliação e a análise da caracterização

física, química e microestrutural do gesso comercial e dos gessos reciclados; o estudo preliminar

do processo de reciclagem; o estudo do grau de reaproveitamento do gesso; e o estudo da

influência do uso de aditivo superplastificante no gesso reciclado.



7

O Capítulo 6, Conclusão e Recomendações, relata as conclusões dos experimentos

realizados e discutidos no capítulo anterior, com vista aos objetivos e às hipóteses de trabalho

consideradas no capítulo 1, e sugere os estudos adicionais necessários para o preenchimento das

lacunas de exploração nesta pesquisa.



8

9

2 GESSO DA CONSTRUÇÃO CIVIL

O presente capítulo faz uma revisão bibliográfica sobre o gesso, abordando seu processo

produtivo, suas características microestruturais e suas propriedades físicas e mecânicas,

necessárias para o uso na construção civil.

2.1 Aspectos Históricos

Estudos arqueológicos mostram que o gesso1 é utilizado como material construtivo

desde o período neolítico, no início do uso da pirotecnia (GOURDIN; KINGERY, 1975).

Segundo Gourdin e Kingery (1975), o uso do gesso como material construtivo remonta

ao ano 7000 a.C., tendo sido identificada sua presença em amostras de materiais oriundos de

ruínas na Turquia (Anatólia) e na Síria, onde eram aplicados como argamassa para pisos, suporte

de afrescos e fabricação de recipientes.

As amostras datadas de 6000 a.C., relativas às ruínas da cidade de Jericó, em Israel,

evidenciam o emprego do gesso em moldagem de recipientes e modelagens de afrescos, e a

utilização em argamassas de revestimento em ruínas na Síria e na cidade de Anu, no sul do

Turquestão (GOURDIN; KINGERY, 1975).

Esses mesmos pesquisadores (1975) identificaram, também, a presença de gesso em

material utilizado nas juntas de assentamento dos blocos das Pirâmides de Gizé, no Egito, erguida

por Quéops, faraó da quarta dinastia egípcia, no ano de 2800 a.C.

1 Gesso: material construtivo obtido pela calcinação do minério de gipsita.


Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil

10

A documentação mais antiga relacionada à atividade de extração do minério de gipsita e

produção do gesso é o “Tratado da Pedra”, do filósofo Theofraste, discípulo de Platão e

Aristóteles que, por volta do ano 300 a.C., relatou a existência de gesseiras na região de Chipre,

Fenícia e Síria, cujo material era utilizado como argamassa e para a confecção de elementos

decorativos - afrescos e estatuetas (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982; SNIP; 1982).

A disseminação da utilização do gesso no Ocidente ocorreu após a invasão romana, na

França, no ano 222 a.C., quando os processos construtivos com esse material passaram a ser

desenvolvidos e difundidos pelos “pedreiros do gesso”. A técnica utilizada nas construções

constituía na associação do gesso à madeira, sendo amplamente empregado até a época

merovíngia e carolíngia nos séculos V e X. Ainda nessa época o gesso foi amplamente utilizado

na região parisiense em elementos decorativos de sarcófagos (ANGELERI; CARDOSO;

SANTOS 1982).

Durante o século X, também se pode observar a utilização do gesso como material

construtivo no Vale de M’zab na África (Argélia), onde o material era empregado na construção

de barragens e canais que asseguravam a irrigação das palmeiras em torno das quais eram

construídas habitações em blocos de adobe unidos com gesso (PERES; BENACHOUR;

SANTOS, 2001; SNIP, 1982).

Em 1292, uma carta real de França mencionava a exploração de 18 jazidas de “pedra de

gesso” na região parisiense, evidenciando a grande demanda, na época, desse material. A partir

do século XII, no final da idade Média, o gesso foi empregado na produção de argamassas e na

colocação de placas de madeira para fechamento de ambientes. Durante o Renascimento (século

XIII) e o Barroco (século XVIII), foi utilizado como elemento decorativo em toda a Europa

(PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

A disseminação do uso do gesso na Europa, no período compreendido entre o século XII

e o XVIII, é evidenciada pela presença de argamassas de gesso utilizadas em construções antigas

em Portugal (SILVEIRA; VEIGA; BRITO, 2007), bem como pelo seu uso em moldes para a

indústria cerâmica inglesa no ano de 1750 (GERMAN, 1977).

No século XVIII o uso do gesso foi generalizado na Europa, tendo a França como pólo

disseminador e a região parisiense como fonte da matéria-prima. O material passou a ser

conhecido como gesso paris ou “plaster of Paris” (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO,



11

1988a). Nessa época, cerca de 95% das novas construções parisienses aplicavam o material em

painéis de madeira e argamassas (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).

Os primeiros estudos científicos relacionados ao gesso remontam ao final do século

XVIII e início do século XIX, quando Lavoisier, em 1798, apresentou à Academia de Ciências

Francesa o primeiro estudo sobre os fenômenos relacionados à origem da preparação do gesso.

Foi seguido por Vant’Hoff e Le Chatelier (1887), que elaboraram uma explicação científica sobre

a desidratação da gipsita e a hidratação do gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007; PERES;

BENACHOUR; SANTOS, 2001; SNIP, 1982).

No século XX, com o desenvolvimento industrial, novas tecnologias foram agregadas à

produção do gesso e proporcionaram a fabricação de um material com maior qualidade e

desempenho adequado a novas aplicações, tais como: revestimento de paredes na forma de

argamassa e pasta, confecção de componentes pré-moldados para forros e divisórias (blocos e

painéis de gesso acartonado), e elementos decorativos (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO,

1988a).

Os principais marcos da utilização do gesso como material construtivo, portanto, podem

ser representados em três fases: (i) o uso tácito, que compreende o período da Antiguidade até o

século XVIII; (ii) o desenvolvimento do conhecimento científico ocorrido durante os séculos

XVIII e XIX e (iii) o uso do material com agregação de tecnologias disponíveis a partir do século

XX (Figura 2.1).

Figura 2.1 Uso do gesso como material construtivo ao longo do tempo.

Fonte: GOURDIN e KINGERY (1975).



12

Atualmente, no século XXI, satisfazendo as necessidades da construção civil em busca

de materiais que empregam menor quantidade de combustível em seu processo de produção e que

minimizam o uso de recursos naturais, o gesso desponta como um material com grande potencial

de utilização, por possuir baixo consumo energético e grandes possibilidades de reciclagem,

tornando viável sua utilização como material construtivo por um longo período de tempo, tendo

em vista a quantidade de matéria-prima disponível (JOHN; CINCOTTO, 2003; 2007).

2.2 Gipsita : a Matéria-Prima

A gipsita é o mineral básico da matéria-prima utilizada na obtenção do gesso. É

constituída principalmente de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), podendo ser oriunda

de fontes naturais e de fontes residuais (JOHN; CINCOTTO, 2007).

2.2.1 Gipsita Natural

A gipsita natural é oriunda de rochas sedimentares muito solúveis, denominadas

“evaporitos”, constituídas mineralogicamente por cloretos e sulfatos de sódio, cálcio, magnésio e

potássio (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982; SUGUIO, 2003).

Os evaporitos de natureza sulfática são constituídos, principalmente, por gipsita

(CaSO4·2H2O) e anidrita (CaSO4) que, em geral, ocorrem de forma associada, dependendo do

seu processo de formação (SUGUIO, 2003).

A rocha gipsífera ou minério de gesso, como costuma ser denominada, é constituída,

principalmente, pelo sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), apresentando como

contaminantes a anidrita, a argila, o quartzo, os carbonatos de cálcio e magnésio, os cloretos e

outras formas de sulfatos (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2005).

O mineral gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), apresenta as seguintes

características, segundo Angeleri, Cardoso e Santos (1982): (i) possui uma composição química

teórica correspondente a 32,5% de CaO, 46,6% de SO3 e 20,9% de água; (ii) cristaliza-se no

sistema monoclínico, com morfologia lamelar ou tabular; (iii) apresenta densidade varia de 2.300

kg/m³ a 2.370 kg/m3; (iv) sua dureza oscila entre 1,5 e 2,5 na escala Möhs; (v) não se funde, se

decompõe em CaO e SO3 quando aquecidos entre 900 ºC e 1200 ºC; (vi) é solúvel em ácido



13

clorídrico e levemente solúvel em água; (vii) quando puro tem a cor branca ou incolor, podendo

apresentar tonalidades de cinza, marrom, amarelo, rosa e azul, dependendo das impurezas

presentes.

Embora tenha ocorrência mundial, a exploração da rocha gipsífera para fins comerciais

só é viável a partir da obtenção de um minério com 80% a 95% de pureza (BALTAR; BASTOS;

LUZ, 2005).

Durante o ano de 2009, os principais produtores mundiais de gipsita natural foram a

China, com 42.000.000 t; o Irã, com 12.000.000 t; e a Espanha, com 11.500.000 t. O Brasil

participou com uma produção de 2.350.000 t (BRASIL, 2011a).

2.2.2 Gipsita Residual

As gipsitas residuais, gesso químico ou gesso sintético, como costumam ser

denominadas, são produtos resultantes dos processos industriais da fabricação do ácido fosfórico

(fosfogesso), do ácido fluorídrico (fluorogesso), do ácido bórico (borogesso) e da dessulfurização

dos gases de combustão (FGD – flue gas desulfurisation ou sulfogesso) (JOHN; CINCOTTO,

2007; SNIP, 1982).

A semelhança das propriedades físicas e químicas da gipsita residual com a gipsita

natural, principalmente o fosfogesso e o sulfogesso, propicia a aplicação desses coprodutos em

vários segmentos da construção civil e da agricultura. Na construção civil são utilizados

principalmente na produção de componentes pré-moldados de gesso e na produção de cimento,

enquanto na agricultura são empregados como nutrientes e corretivos de solos (ANGELERI;

CARDOSO; SANTOS, 1982; BALAZIK, 1996; CANUT, 2006; MANGAT; KHATIB;

WRIGTH, 2006).

A presença, nessas gipsitas residuais, de impurezas e contaminantes, inerentes aos

processos industriais, limita seu uso a algumas aplicações. Um exemplo dessa limitação é a

presença de resíduos de fósforo e radionucleídeos em fosfogesso que, embora dentro dos limites

permitidos de toxicidade, exige, durante seu uso, o monitoramento do material (CANUT, 2006;

BRASIL, 2009).



14

As gipsitas residuais são fontes alternativas de matéria-prima para a produção do gesso e

já são utilizadas em alguns setores da construção civil. Entretanto, a viabilidade e a consolidação

do seu uso prosseguem em estudo, na busca de alternativas que minimizem o consumo de

recursos naturais não renováveis e os impactos ambientais.

2.2.3 Reservas Brasileiras de Gipsita Natural

No Brasil, as principais reservas de gipsita natural ocorrem associadas às bacias

sedimentares: Amazônica (Amazonas e Pará); do Parnaíba (Maranhão e Tocantins); Potiguar

(Rio Grande do Norte); do Araripe (Piauí, Ceará e Pernambuco); e do Recôncavo (Bahia)

(BRASIL, 2001). As reservas minerais medidas de gipsita nacional correspondem a

1.001.031.085 toneladas (BRASIL, 2007), concentradas no estado da Bahia (42,7%), no estado

do Pará (30,3%), e no estado de Pernambuco (25,1%), as demais reservas encontram-se

distribuídas em ordem decrescente entre os estados do Maranhão, Ceará, Piauí, Amazonas e

Tocantins (BRASIL, 2009).

A viabilidade de exploração econômica das reservas de gipsita depende de alguns

fatores, como sua localização em relação aos centros consumidores, a existência de infraestrutura,

a facilidade de exploração (minas de superfície ou subterrâneas) e a pureza de seu minério.

O estado do Pará possui alguns desses fatores impeditivos, como a distância dos centros

consumidores, a deficiência de infraestrutura e as restrições ambientais, devido à localização no

interior de uma floresta nacional (BRASIL, 2001, 2009); a região de Camamú, no estado da

Bahia, desponta como uma região com grandes perspectivas para exploração econômica, como a

proximidade com os centros consumidores e o grande potencial de suas jazidas subterrâneas.

Entretanto, algumas restrições técnicas relacionadas à extração vêm retardando o processo de

exploração na região (BRASIL, 2009).

Em 2001 foram estimadas que as reservas que possuíam melhores condições de

exploração econômica são as da bacia do Araripe, principalmente as localizadas no estado de

Pernambuco, no Pólo Gesseiro do Araripe (Figura 2.2), constituído pelos municípios de

Araripina, Bodocó, Exu, Ipubi, Ouricuri e Trindade (BRASIL, 2001).



15

Figura 2.2 Pólo Gesseiro do Araripe.

Fonte: FUNDAÇÃO ARARIPE (2001)2.

A produção nacional de gipsita durante o ano de 2009 foi de 2.348.390 t, proveniente da

exploração nos estados de Pernambuco, Maranhão e Amazonas, tendo sido destinadas aos setores

de calcinação para produção de gesso, cimenteiro e agrícola. A Tabela 2.1 apresenta a

contribuição percentual dos estados na produção nacional e a Tabela 2.2 o consumo setorial, da

gipsita, durante o ano de 2009.

Tabela 2.1 – Produção nacional de gipsita durante o ano de 2009.

Estado Produção (t) Produção (%)

Pernambuco 2.178.095 92,75

Maranhão 142.639

6,08

Amazonas 27.656 1,18

Fonte: BRASIL (2011a).

2 Fundação para o Desenvolvimento Sustentável do Araripe – disponível em

<http://www.fundacaoararipe.org.br/content/temp/ParticipacaoCoGestaoDasAguasBioregiaoAraripe.php>. Acesso

em 08/09/2011..

http://www.fundacaoararipe.org.br/content/temp/ParticipacaoCoGestaoDasAguasBioregiaoAraripe.php%20em%2008/10/2011

http://www.fundacaoararipe.org.br/content/temp/ParticipacaoCoGestaoDasAguasBioregiaoAraripe.php%20em%2008/10/2011



16

Tabela 2.2 – Consumo setorial nacional da produção de gipsita durante o ano de 2009.

Setor Consumo (%)

Calcinação - produção de gesso 58

Cimenteiro – produção de cimento 29

Agrícola 13

Fonte: BRASIL (2011a).

Responsável pelo consumo de 58% da produção nacional de gipsita, o setor de

calcinação destina seu produto, em ordem decrescente, aos segmentos de fundição,

revestimentos, moldes cerâmicos e outros (BRASIL, 2009).

A grande participação do estado de Pernambuco na produção nacional de gipsita e gesso

se deve ao desenvolvimento do Pólo Gesseiro do Araripe, onde o minério é extraído e

beneficiado por 37 minas, 100 calcinadoras e 300 pequenas produtoras de artefatos (BRASIL,

2009).

2.2.4 A Gipsita do Pólo Gesseiro do Araripe

As jazidas gipsíferas do Pólo Gesseiro do Araripe apresentam ótima qualidade industrial

e excelentes condições de mineração. O condicionamento geológico permite a extração do

minério a céu aberto, onde as bancadas são desenvolvidas com cerca de 20 m de altura e frentes

de lavra em forma de anfiteatro, conforme mostra a Figura 2.3 (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2005;

BRASIL, 2001).

.

Figura 2.3 – Frente de lavra de gipsita no Pólo Gesseiro do Araripe.

Fonte: Visita à região em 2007.



17

O minério da região possui uma alta concentração de sulfatos (cerca de 90 a 95%). As

impurezas, de origem terrígena, são praticamente desprezíveis, inferiores a 0,5%, e a presença de

anidrita, em torno de 4 a 7% (BRASIL, 2001).

As variedades mineralógicas encontradas nas jazidas de gipsita do Araripe (Figuras 2.4 e

2.5) são conhecidas na região como cocadinha, rapadura, pedra Johnson, estrelinha, alabastro,

selenita, boró e anidrita, cujas características e aplicações são descritas a seguir (BALTAR;

BASTOS; LUZ, 2004):

(i) Cocadinha - variedade mineralógica de gipsita estratificada, com presença rara de filmes de

argila verde (Figura 2.4a).

(ii) Rapadura - variedade mineralógica de gipsita estratificada, com presença de filmes

milimétricos de argila verde (Figura 2.4b).

(iii) Estrelinha – variedade mineralógica de gipsita que apresenta cristais radiados em forma de

estrelas.

(iv) Pedra Johnson - variedade mineralógica de gipsita, com alto grau de pureza, e estrutura

cristalina em forma de nódulos e estrela (Figura 2.4c).

(v) Alabastro - variedade mineralógica de gipsita, fibrosa, maciça e transparente (Figura 2.5a).

(vi) Selenita - variedade mineralógica de gipsita, incolor e transparente (Figura 2.5b).

(vii) Boró – mistura de alabastro e argila e

(viii) Anidrita – variedade mineralógica constituída de sulfato de cálcio (Figura 2.5c).

Figura 2.4 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) cocadinha; (b)

rapadura e (c) pedra Johnson.




18

Figura 2.5 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) alabastro; (b)

selenita e (c) anidrita.


As variedades mineralógicas cocadinha, rapadura e estrelinha são utilizadas na produção

do gesso β3, e a variedade pedra Johnson é utilizada na produção do gesso

4. O alabastro, o boró

e a anidrita encontram aplicação na fabricação de cimento e na agricultura; já a selenita é usada

em polarizadores (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2004).

2.2.5 Características das Gipsitas para a Produção do Gesso

A viabilidade de aplicação de um mineral em escala industrial, em geral, é determinada

pelas propriedades físicas e químicas da rocha que o contém. Essas propriedades estão

relacionadas à estrutura cristalina, à morfologia e às dimensões dos cristais, e ao teor e à natureza

das impurezas presentes na rocha, e são especificadas pelas indústrias que utilizam o mineral

como matéria-prima para os seus produtos. No caso da mineração em rochas gipsíferas, essas

especificações são inexistentes. A mineração toma como base as especificações existentes para

alguns de seus produtos comercializados (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).

Para a produção do gesso de construção, todas as impurezas são indesejáveis, por

reduzirem o teor de hemi-hidratos e anidritas no material, que são responsáveis pelas

características aglomerantes do gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007).

3 Gesso β – produzido em fornos com pressões inferiores a 1 atm.

4 Gesso - produzidos em autoclaves sob pressão de vapor.



19

A presença de certas impurezas, dependendo de seus teores, pode afetar algumas

propriedades do material, como a resistência mecânica, a consistência, o tempo de pega e sua

estabilidade (Quadro 2.1).

Quadro 2.1 – Influência das impurezas presentes no minério de gipsita nas propriedades do gesso.

Mineral Espécies Propriedade

insolúveis em água silicosos, calcário,dolomito, anidrita, argilo-minerais

Redução da resistência mecânica do material hidratado

solúveis em água halita - NaCl, silvita - KCl Alteram a temperatura de calcinação, e a consistência e tempo de pega das pastas no estado fresco

hidratados sais de sulfatos e montmorillonita Proporcionam instabilidade no produto final, por poderem absorver água após o endurecimento

Adaptado: JOHN; CINCOTTO (2007).

Assim, os teores de minerais silicosos, calcário, dolomito, anidrita, argilo-minerais,

halita, silvita, sais e montmorillonita, sempre que possível, devem ser verificados antes que o

minério seja encaminhado ao processo industrial.

Angeleri, Cardoso e Santos (1983b) recomendam que o teor de impurezas no minério de

gipsita seja, no máximo, de 15%, sendo, nesta composição são aceitáveis os teores máximos de

0,03% de cloretos alcalinos, de 0,03% sulfatos hidratados (epsomita e mirabilita) e de 2% de

montmorillonita.

A composição química característica das gipsitas brasileiras utilizadas para a fabricação

do gesso é apresentada na Tabela 2.3 e faz parte do estudo de caracterização do minério

desenvolvido por Angeleri, Cardoso e Santos (1982).

As amostras analisadas correspondem a exemplares provenientes da região do Araripe e

do estado do Maranhão. A análise química permitiu avaliar que os teores de gipsita e anidrita dos

minérios utilizados para a fabricação do gesso nacional; são de 98% a 99% para as amostras A,

B, C, D, E, F e G; 94% a 95% para a amostra J; 74% a 75% para a amostra I; e 50% a 54% para

as amostras H e K e contêm impurezas como carbonatos, sílica, argilo-minerais e cloreto de sódio

(ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).



20

Tabela 2.3 – Análise química de gipsitas brasileiras.

Composição (%)

Amostras gipsita anidrita

A B C D E F G H I J K CaSO4

.

2H2O CaSO4

SiO2 0,18 0,24 1,14 0,71 0,70 0,74 0,26 41,5 2,70 0,90 30,14 - -

Al2O3 - - - - - 0,20 0,20 2,04 0,61 2,04 3,87 - -

Fe2O3 - - - - - - - 0,59 0,20 - 0,16 - -

CaO 29,13 30,85 30,01 29,27 31,13 32,26 32,00 17,25 27,20 31,12 19,19 32,5 41,18

MgO 1,00 0,30 0,10 0,80 - - 0,20 1,10 8,66 1,31 8,06 - -

SO3 49,10 48,68 48,08 48,04 48,21 46,40 47,00 22,46 37,18 45,01 9,94 46,5 58,82

NaCl 0,19 0,19 0,19 0,17 0,17 0,15 0,10 0,22 0,22 0,10 1,15 - -

CO2 0,62 0,50 0,95 1,16 - 0,49 1,40 9,30 13,17 3,00 21,02 - -

umidade - 0,09 0,08 0,04 0,04 0,06 0,12 1,03 0,33 0,08 1,84 0,0 0,0

P.F. (230C) 20,37 19,68 19,80 19,78 19,85 20,09 19,70 4,51 9,73 17,39 5,77 20,9 -

Total 100,7 100,5 100,3 99,97 100,1 99,39 100,9 100,0 100,0 100,9 100,1 100,0 100,0

Fonte: ANGELERI; CARDOSO; SANTOS (1982).

Os resultados obtidos por Angeleri, Cardoso e Santos (1982) mostram que os minérios

referentes às amostras A, B, C, D, E, F e G são viáveis para a exploração industrial, segundo os

limites especificados por Baltar, Bastos e Luz (2005), e devem manter uma pureza de 80% a

95%.

Aranha e Oliveira (2002) apresentam um estudo de caracterização mineralógica de dois

tipos de minério de gipsita da região do Araripe, a variedade denominada “cocadinha” e a

variedade denominada “disseminada”. O teor estimado de gipsita (CaSO4.2H2O) foi de 96,6%

para a primeira e de 93,8% para a segunda.

Considerando que a variedade cocadinha é utilizada para a produção do gesso de

construção (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2004) e que 92,75% da produção do gesso nacional é

proveniente da região do Araripe (BRASIL, 2011a) pode-se dizer que o minério de gipsita

utilizado para a produção do gesso nacional possui um alto grau de pureza.

2.3 Processo de Produção do Gesso – a Formação do Hemi-hidrato

O gesso de construção é um aglomerante aéreo5 produzido pela calcinação da gipsita

natural ou da gipsita residual, em fornos industriais, sob pressão atmosférica, em temperaturas

entre 150 ºC e 200 ºC. O produto final, gesso de construção, é constituído essencialmente por

sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O), anidritas solúveis e insolúveis (CaSO4) e

5 Aglomerante aéreo: tipo de aglomerante que possui baixa resistência quando exposto à ação prolongada da água.



21

sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O). Sua composição química teórica é apresentada no

Quadro 2.2. As proporções dos elementos constituintes dependem da aplicação do produto a ser

comercializado e são controladas durante o processo produtivo (JOHN; CINCOTTO, 2007).

Quadro 2.2 – Composição química teórica das espécies químicas do gesso.

Sulfatos Fórmula Massa molecular

(g)

Composição (%) Relação CaO/SO3 H2O CaO SO3

Anidrita CaSO4

136,14 0 41,19 58,81 0,7

Hemidrato CaSO4

.0,5 H2O 145,15 6,20 38,63 55,15 0,7

CaSO4.0,66H2O 148,02 8,03 37,88 54,08 0,7

Gipsita CaSO4.2 H2O 172,17 20,99 32,57 46,5 0,7

Fonte: JOHN; CINCOTTO (2007).

O processo de produção do gesso, a partir da utilização da gipsita natural, consta das

etapas: (i) extração e preparação da matéria-prima; (ii) calcinação; (iii) pulverização; (iv)

ensilagem; e (v) acondicionamento (Figura 2.6).

Figura 2.6 – Fluxograma do processo de produção do gesso.

A extração e a preparação do minério de gipsita para calcinação envolvem atividades

executadas nas minas e/ou nas usinas de calcinação, que têm como objetivos a redução do

diâmetro do minério, a estocagem do material, a homogeneização e a secagem do material

(Figura 2.7) (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).

Figura 2.7 – Atividades de preparação da matéria-prima para ser submetidas ao processo de

calcinação.



22

Após a extração, os blocos de minério de gipsita são fragmentados mecanicamente de

forma a viabilizar seu transporte até o setor de britagem, em geral, localizado junto às minas,

onde os blocos fragmentados são submetidos à britagem, em britadores de mandíbulas, separados

em frações granulométricas por um sistema de esteiras e transportados para as usinas.

Ali, o minério é estocado, homogeneizado e passa por uma nova britagem, de forma a

ser reduzido a fragmentos com diâmetros inferiores a 100 mm, tornando possível seu transporte

em esteiras, para ser submetido ao tratamento de moagem.

Durante a moagem, o minério é reduzido a dimensões inferiores a 25 mm, granulometria

necessária para que se processe a calcinação do material. O peneiramento é realizado para

garantir a dimensão máxima dos grãos de gipsita (SNIP, 1982).

O minério britado, moído e peneirado pode, ainda, possuir certa umidade, em torno de

10%, que deve ser controlada por um processo de secagem (JOHN; CINCOTTO, 2007).

Após a preparação do minério de gipsita, o processo inclui as etapas de calcinação,

pulverização, ensilamento e acondicionamento, conforme fluxograma da Figura 2.6.

Na calcinação ocorre a desidratação do minério, por meio do aquecimento da matéria-

prima em fornos, cujos processos dependem das características do gesso a ser produzido e dos

equipamentos disponíveis.

Durante a etapa de pulverização, o gesso produzido na calcinação passa por uma

moagem fina, de forma a adquirir a granulometria adequada à sua utilização. Em geral, as

granulometrias são especificadas por norma (ABREU, 2005). Em seguida, é armazenado em

silos, com a finalidade de proporcionar a estabilização de seus constituintes (hemi-hidratos e

anidritas), o que torna o material mais homogêneo e proporciona melhor qualidade ao gesso

produzido.

Para o acondicionamento do produto final, são utilizados sacos de papel kraft

multifoliados, sacos plásticos ou big bags. As embalagens devem ser estanques, de forma a

proteger o material da umidade ambiente. O contato do gesso com a umidade ambiente

proporciona a hidratação parcial do gesso, formando sulfato de cálcio di-hidratado de

(CaSO4.2H2O), o qual age como acelerador de pega alterando as propriedades do produto final

(ABREU, 2005; JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).



23

A seguir será detalhada cada etapa do processo de produção do gesso: calcinação,

reações no forno e produto final.

2.3.1 Calcinação – a Desidratação da Gipsita

A calcinação do minério de gipsita consiste, basicamente, na desidratação térmica do

sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), cujo material resultante é composto por formas

variadas de sulfatos de cálcio hidratados e não hidratados, os quais se distinguem pelas suas

formas cristalinas e por reatividades distintas, cuja formação depende das condições sob as quais

o processo de calcinação é desenvolvido (SNIP, 1982).

Os equipamentos utilizados no processo de calcinação do minério de gipsita são fornos

industrializados, para tratamento térmico de pós, os quais, com freqüência, são aperfeiçoados

pelos fabricantes de gesso, que desenvolvem seus próprios processos.

O processo de calcinação da gipsita ocorre com base em dois princípios: por via úmida e

por via seca, conforme descritos a seguir:

(i) Via úmida – a calcinação por via úmida ocorre em fornos cujo ambiente se encontra sob

pressão de vapor de água saturado, em autoclaves. O produto obtido é o hemi-hidrato

(gesso tipo ), usado em moldes de precisão e na odontologia e

(ii) Via seca – a calcinação por via seca é realizada em fornos sob pressão atmosférica ou com

uma fraca pressão de vapor de água. O produto obtido é o hemi-hidrato β (gesso tipo β),

usado na construção civil.

Os fornos utilizados no processo de produção por via seca utilizam o aquecimento direto

ou indireto, conforme ocorra, ou não, contato direto do minério pulverizado com as chamas ou

gases de combustão, proporcionando características diferenciadas no material produzido (SNIP,

1982).

(i) Fornos com aquecimento direto – Os gessos obtidos, nos fornos com aquecimento direto

são constituídos principalmente de hemi-hidratos β, quantidades variáveis de anidritas e

pequenas quantidades de gipsita. As proporções de cada constituinte dependem do tempo

de permanência, da temperatura e do tipo de forno. O material produzido possui grande

reatividade, com início de pega precoce e grande velocidade de endurecimento e



24

(ii) Fornos com aquecimento indireto – O material produzido nos fornos com aquecimento

indireto é constituído, essencialmente, pelo hemi-hidrato β com a presença eventual de

pequenas quantidades de anidritas e gipsita. A obtenção do gesso com estas características é

possível devido à não contaminação do material pelos gases de combustão e ao controle do

ambiente mantido sob uma determinada pressão parcial de vapor, que controla a formação

de anidritas.

A indústria gesseira nacional utiliza, para a calcinação do gesso por via seca, fornos de

aquecimento direto e indireto dos tipos: panela, marmita, rotativo tubular, tubular paralelo e

barriga quente (SANTANA, 2008).

a) Forno Tipo Panela

Os fornos tipo panela caracterizam-se por possuírem a forma de panelões de aço,

circulares, abertos, com grande diâmetro e altura reduzida. Possuem em seu interior pás

agitadoras que promovem a homogeneização do material (SANTANA, 2008).

O fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Panela é

apresentado na Figura 2.8.

Figura 2.8 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Panela.

Fonte: PERES; BENACHOUR;SANTOS (2001).

Os panelões de aço utilizados em pequenas calcinadoras são assentados sobre uma

fornalha, não havendo contato direto da chama com o material. Em geral, utiliza-se lenha como

combustível. O controle de temperatura e tempo de permanência do material no forno é empírico,

por meio de observação visual (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001; SANTANA, 2008).



25

b) Forno Tipo Marmita

O forno tipo Marmita apresenta a forma de panelão fechado, em cuba, provido de um

sistema de palhetas internas que garante a homogeneidade do material.

O processo de produção é representado pelo fluxograma da Figura 2.9.

Figura 2.9 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Marmita.


O calor, para calcinação do material é gerado na parte inferior do forno, de forma

indireta, utilizando como combustível a lenha ou o óleo BPF (óleo preto). A temperatura é

controlada por pirômetros; e o tempo de permanência, por gravimetria (PERES; BENACHOUR;

SANTOS, 2001; SANTANA, 2008).

O processo produtivo utilizando o forno tipo Marmita que possui uma capacidade cinco

vezes maior que o forno tipo Panela propicia maior uniformidade ao produto gerado e permite a

utilização de combustíveis alternativos (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

c) Forno Tipo Rotativo Tubular

Os fornos rotativos tubulares foram adaptados das indústrias cimenteiras. Possuem a

forma de um tubo giratório, confeccionado em aço revestido com material refratário. São de

grande extensão e possuem uma ligeira inclinação. O processo de produção é apresentado na

Figura 2.10.

A gipsita moída, por gravidade ou forçada por palhetas, percorre o tubo em toda

extensão. O material entra em contato direto com a chama de um maçarico localizado na entrada



26

do tubo. A temperatura é controlada por essa chama; e o tempo de permanência, pela velocidade

de rotação do tubo (SANTANA, 2008).

Figura 2.10 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Tubular

Rotativo.


O forno Rotativo Tubular permite a utilização de um sistema de produção contínua, com

facilidade de automação e a geração de um produto com características mais uniformes. Utiliza

como combustíveis o óleo BPF, a lenha e o carvão (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

d) Forno Tipo Tubular Paralelo

Os fornos tubulares paralelos são constituídos por um tubo central e tubos periféricos

por onde circulam os gases aquecidos. A gipsita não entra em contato direto com o maçarico. A

temperatura é controlada pela chama do maçarico; e o tempo de permanência pela velocidade de

rotação do tubo. O sistema de produção é contínuo, e o equipamento permite o monitoramento da

temperatura ao longo da extensão do tubo (SANTANA, 2008).

e) Forno Tipo Barriga Quente

Os fornos tipo Barriga Quente possuem forma tubular tronco-cônica. O material moído

não entra em contato com a chama do maçarico; e o controle da temperatura e do tempo de

permanência é automatizado e controlado por um sistema de computadores, fundamentados na

perda de massa do material (SANTANA, 2008).



27

2.3.2 As Reações de Transformação

Como já relatado aqui, é no interior dos fornos de calcinação que ocorrem as reações de

transformação do minério de gipsita em gesso, as quais consistem na desidratação, com perda

total ou parcial da água de cristalização, do sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).

Dependendo da temperatura a que o material é submetido, pode ocorrer perda de 1,5 a 2

moléculas de água, resultando, como constituintes do gesso, espécies químicas distintas de

sulfatos de cálcio (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a)

Essas espécies químicas de sulfato de cálcio diferem entre si, por suas fases cristalinas,

sendo as mais comuns: a gipsita, as duas formas polimórficas do hemi-hidrato ( e β), a anidrita

do tipo III solúvel, a anidrita do tipo II insolúvel e a anidrita do tipo I, também denominada

anidrita- (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a).

A obtenção das espécies químicas de sulfato de cálcio, em função do aumento de

temperatura, podem ser representadas pelas reações de transformação do sulfato de cálcio di-

hidratado (CaSO4·2H2O), por meio das Equações 2.1 a 2.9, conforme discutido por Angeleri,

Cardoso e Santos (1983a); Cincotto, Agopyan e Florindo (1988a); John e Cincotto, 2007 e SNIP

(1982) e descritas a seguir:

a) Gipsita

A gipsita, forma di-hidratada do sulfato de cálcio, cristaliza-se no sistema monoclínico e

é representada quimicamente pela fórmula CaSO4·2H2O. Quando submetida ao aquecimento até

100 ºC (Equação 2.1), ocorre a liberação da água livre existente no material (JOHN; CINCOTTO,

2007; SNIP, 1982).

→

Equação 2.1

b) Hemi-hidrato de Sulfato de Cálcio

O hemi-hidrato de sulfato de cálcio, de fórmula CaSO4·0,5 H2O, é a primeira espécie

química da desidratação da gipsita, cujo processo de reação tem início à temperatura de 106 C,

segundo a Equação 2.2, para formação dos hemi-hidratos e β. Como a velocidade de reação,



28

nesta temperatura, é muito baixa, para fins industriais utiliza-se a temperatura de 140 ºC a 160 ºC

(SCHROEDER, 1970 apud ABREU, 2005).

→

Equação 2.2

Em função da temperatura e do processo de produção, o hemi-hidrato pode apresentar o

número de moléculas de cristalização variando de 0,15 a 0,66, com valor típico de 0,5 (JOHN;

CINCOTTO, 2007).

As duas formas polimórficas do hemi-hidrato ( e β) dependem do processo de

fabricação, possuem diferentes características específicas, mas são de difícil diferenciação

experimental (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a).

O hemi-hidrato- é obtido em ambiente sob pressão de vapor de água, saturado, em

autoclaves, proporcionando uma liberação mais lenta da água de cristalização e uma maior

uniformidade na desidratação. Apresenta cristais bem formados nas formas prismáticas e

aciculares; os difratogramas de raios-X são idênticos aos do hemi-hidrato-β, sendo possível

identificação somente em baixa velocidade, com pico a 48,5º (2θ); a análise térmica diferencial

do hemidrato- mostra que a transformação da anidrita III em anidrita II ocorre à temperatura de

220 ºC e a densidade real em xileno é de 2.750 kg/m3 (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS,

1983a; CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; GREEN, 1983; SNIP, 1982).

O hemi-hidrato-β é obtido sob pressão atmosférica. A liberação da água de cristalização

é rápida, proporcionando a formação de cristais irregulares, fraturados e porosos; os

difratogramas de raios-X são idênticos aos do hemi-hidrato-α, sendo possível sua identificação

somente em baixa velocidade com pico a 50º (2θ); a análise térmica diferencial do hemi-hidrato-β

mostra que a transformação da anidrita III em anidrita II ocorre à temperatura de 350 ºC e a

densidade real em xileno é de 2.600 kg/m2.

O hemi-hidrato-β é essencialmente o gesso de

construção (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a; CINCOTTO; AGOPYAN;

FLORINDO, 1988a; GREEN, 1983; SNIP, 1982).

c) Anidrita III

A anidrita III, ou anidrita solúvel, é a etapa intermediária entre os hemi-hidratos e a

anidrita II. É formada quando a temperatura atinge o intervalo de 160 ºC a 190 ºC, segundo as



29

reações de transformação da Equação 2.3 e da Equação 2.4. A sua fórmula CaSO4·H2O indica

que o constituinte possui um teor pequeno de água de cristalização variável entre 0,06 < < 0,11

(JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).

→

Equação 2.3

→

Equação 2.4

A anidrita III é instável, altamente reativa e ávida por água. Sua reversão em hemi-

hidrato é bastante rápida, reage com a própria umidade do ar.

No processo de produção do gesso, a etapa de estabilização do material é o período de

transformação da anidrita III em hemi-hidrato, que ocorre até 12 horas de armazenamento em um

ambiente com 80% de umidade relativa - UR (JOHN; CINCOTTO, 2007).

Após a fase de estabilização, um pequeno percentual de anidrita III pode estar presente

no gesso. A presença desse constituinte no produto age como acelerador de pega (JOHN;

CINCOTTO, 2007).

d) Anidrita II

A anidrita II, ou anidrita insolúvel, é obtida pelo aquecimento da gipsita em temperatura

de 220 ºC para o hemi-hidrato- e 350 ºC para o hemi-hidrato-β (gesso de construção). A reação

de transformação é representada pela Equação 2.5, e sua fórmula é CaSO4 (JOHN; CINCOTTO,

2007; SNIP, 1982).

→

Equação 2.5

Quando produzida em temperaturas superiores a 350 ºC (Equação 2.6), a anidrita II é

denominada de anidrita supercalcinada, possui baixa reatividade podendo levar até sete dias para

se hidratar.

→

Equação 2.6



30

Entre as temperaturas de 700 ºC e 800 ºC (Equação 2.7), outro tipo de anidrita II é

obtido, denominada de “anidrita calcinada à morte”; possui uma reatividade mais baixa que a

anidrita supercalcinada, hidratando-se somente após alguns meses (JOHN; CINCOTTO, 2007).

→

Equação 2.7

A hidratação da anidrita II é lenta e consome duas moléculas de água, o que proporciona

diminuição na porosidade do gesso e, consequentemente, aumento na resistência mecânica e na

dureza do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).

e) Anidrita I

A anidrita I, denominada anidrita de alta temperatura ou anidrita-, é o produto obtido

da calcinação da gipsita em temperaturas de 800 ºC a 1230 ºC (Equação 2.8); a fórmula é CaSO4;

caracteriza-se por ser uma fase impura, contaminada por óxido de cálcio, cujo processo de

decomposição pode ocorrer à temperatura de 800 ºC (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).

→

Equação 2.8

Acima de 1230 ºC, ocorre a decomposição da anidrita I (Equação 2.9) em óxido de

cálcio e anidrido sulfúrico.

→ Equação 2.9

2.3.3. Cinética das Reações de Desidratação

As mudanças de fases durante a desidratação do CaSO4·2H2O não dependem somente

da temperatura, são também influenciadas pela pressão do vapor de água na vizinhança do grão

hidratado (CaSO4·2H2O). Moisset (1997) elaborou um diagrama de equilíbrio das fases do

sistema de sulfato de cálcio CaSO4-H2O, combinando temperatura e pressão parcial de água, em

que para uma mesma temperatura, diferentes fases do sistema, hemi-hidratos (α e β) e anidritas

(III e II) são formadas.



31

O processo de calcinação da gipsita é um processo de transporte com difusão de calor e

massa. A transferência de calor do sistema ocorre de fora para dentro do grão, enquanto a

liberação da água em forma de vapor ocorre em ordem inversa, em função da velocidade de

difusão e da distância da superfície, conforme ilustrado na Figura 2.11 (MOISSET, 1997).

Segundo Moisset (1997), a velocidade da retirada da água é inversamente proporcional à

dimensão da partícula (1/dp); a velocidade de evaporação da água é função da superfície da

partícula (dp2), e a quantidade de água a ser removida é função do volume da partícula (dp

3).

Nesse sentido, se o diâmetro da partícula for duplicado (dp), o tempo de calcinação necessário

para a mesma conversão será quadruplicado. Se o grão for suficientemente grande pode ser

possível a identificação das quatro fases do sulfato de cálcio: (i) o di-hidrato no núcleo central;

(ii) seguido por um anel de hemi-hidrato; (iii) um anel de anidrita III; e (iv) na parte externa a

anidrita II (Figura 2.11). Isso significa que, para obter um material homogêneo, além do controle

da temperatura e da pressão do vapor de água, é necessário ajustar o tamanho do grão de gipsita

(CaSO4·2H2O).

Figura 2.11 – Ilustração esquemática da calcinação do grão de gipsita.

Adaptado: MOISSET (1997).

Marinho, Dantas e Santos (1997) verificaram que, em um reator de leito fluidizado, as

partículas de gipsita com diâmetro médio de 0,09 mm a 0,29 mm não exercem influência no

processo de desidratação, sendo, entretanto, significativas na reação de conversão as partículas

com dimensões entre 0,29 mm e 0,59 mm.

Considerando que, para passar de uma fase para outra é necessário o fornecimento de

energia; e, para que o processo de transferência seja eficiente, é preciso tempo, é fundamental

estabelecer, também, o tempo de permanência apropriado para a obtenção do produto

desidratado.



32

Nesse sentido, observa-se que a eficácia do processo de decomposição da gipsita está

diretamente relacionada com a distribuição do calor na massa do material. Portanto, além do

controle da temperatura, da pressão de vapor de água, da granulometria e do tempo de

permanência, outro parâmetro relevante a ser considerado na velocidade de desidratação é o

volume da massa em calcinação, cuja velocidade de reação reduz com o aumento da massa a ser

calcinada, podendo duplicar o tempo de decomposição, quando duplicada a massa a ser calcinada

(FERREIRA; YADAVA, 2007).

2.3.4. Microestrutura do Sistema CaSO4 – H2O

a) Gipsita

O sulfato de cálcio di-hidratado proveniente da hidratação do gesso apresenta-se na

forma de cristais, geralmente bem definidos, e na forma de agulhas mais ou menos alongadas.

Quando observados no microscópio eletrônico de varredura, apresentam a morfologia registrada

na Figura 2.12 (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; SNIP, 1982).

Figura 2.12 – Morfologia característica do sulfato de cálcio di-hidratado, proveniente da

hidratação do sulfato de cálcio hemi-hidratado.

Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994b).

b) Sulfato de Cálcio Hemi-hidratado

O sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) é o produto formado na primeira

etapa da desidratação da gipsita. Lewry e Williamson (1994a) relatam que as partículas de hemi-

hidrato-α (CaSO4·0,5H2O) são formadas por cristais simples, romboédricos, com características



33

idiomórficas uniformes. A observação sob o microscópio eletrônico de varredura (MEV) registra

cristais bem formados, conforme apresentado na Figura 2.13. São formados por partículas

maiores que o hemi-hidrato-β.

Figura 2.13 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo α.


Por outro lado, o hemi-hidrato-β é formado por partículas compostas por pequenos

cristais com orientação variada. As faces cristalográficas não são uniformes, apresentam fissuras

e poros. Observados no MEV, os cristais do hemi-hidrato-β apresentam uma morfologia

característica, conforme mostra Figura 2.14 (LEWRY; WILLIAMSON, 1994a).

Figura 2.14 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo β.


c) Anidrita III

A anidrita III constitui a etapa intermediária entre os hemi-hidratos e a anidrita II. Sua

fórmula CaSO4,·εH2O indica que ela contém uma proporção fraca e variável de água adsorvida



34

(0.06 < ε < 0.11). É instável e ávida de água; sua transformação em hemi-hidrato é bastante

rápida, mesmo na presença de ar pouco úmido (SNIP, 1982).

d) Anidrita II

A anidrita II (CaSO4) representa uma fase definida do ponto de vista cristalográfico

(sistema ortorrômbico) e termodinâmico. Ela é obtida industrialmente através da calcinação da

gipsita em temperaturas variando de 300 ºC a 700 ºC (SNIP, 1982).

2.4 Gesso para a Construção Civil

No mercado brasileiro, encontram-se disponíveis três tipos de gesso para construção: o

gesso para fundição, o gesso para revestimento e os gessos especiais, sendo normatizados o gesso

para fundição e o gesso para revestimento (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

a) Gesso para Fundição

O gesso para fundição é utilizado na fabricação de elementos e componentes para a

construção civil, como blocos, placas, divisórias, elementos decorativos, entre outros (ABNT,

1994; PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

É constituído essencialmente de hemi-hidrato-β (CaSO4·0,5H2O), podendo conter uma

certa fração de anidrita solúvel (CaSO4·εH2O) (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

Produzido com duas granulometrias distintas, o gesso para fundição é classificado em:

gesso grosso para fundição, quando seu módulo de finura é maior que 1,10, e gesso fino para

fundição, quando seu módulo de finura é menor que 1,10 (ABNT, 1994).

A NBR 13.207 (ABNT, 1994) determina, para os dois tipos de gesso de fundição, o

tempo de pega de 4 a 10 minutos para início de pega e de 20 a 45 minutos para o final de pega.

b) Gesso para Revestimento

É o gesso desenvolvido para a produção de revestimentos de paredes, tetos e lajes:

constituído basicamente por hemi-hidrato-β (CaSO4·0,5H2O) e anidrita insolúvel (CaSO4),

podendo conter cerca de 2% de impurezas como sílica, sulfato de magnésio, carbonatos, argilas e

óxidos de ferro e alumínio (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).



35

O gesso para revestimento é produzido com duas granulometrias distintas: gesso grosso

para revestimento, com módulo de finura maior que 1,10, e gesso fino para revestimento, com

módulo de finura menor que 1,10. O tempo de pega para os dois tipos é satisfatório, quando o

início de pega é maior que 10 minutos e o fim de pega maior que 45 minutos (ABNT, 1994).

c) Gessos Especiais

Os gessos especiais para construção são produzidos a partir dos gessos básicos, por meio

da adição de materiais auxiliares, que conferem ao gesso produzido as propriedades necessárias a

uma aplicação específica. No Brasil, esses gessos não são normatizados (PERES;

BENACHOUR; SANTOS, 2001).

Os materiais auxiliares adicionados aos gessos especiais são, em geral, agregados finos,

aditivos e corantes, cujas finalidades, segundo Peres, Benachour e Santos (2001), são descritas a

seguir:

(i) Agregados finos – os agregados utilizados são areias e pó de calcário, com granulometrias

bem definidas, segundo a aplicação do material. Em geral são utilizados em argamassas de

gesso projetado, argamassas autonivelantes, massas de acabamento e cola de gesso e

(ii) Aditivos – o uso de aditivos, nos gessos especiais, tem o objetivo de modificar propriedades

específicas do material produzido. Em geral, os aditivos utilizados são os retardadores de

pega, para aumentar a trabalhabilidade do material; os retentores de água, que garantem a

recristalização adequada e homogênea do material; os aerantes e umectantes, que melhoram

a trabalhabilidade, reduzindo a formação de grumos; os reforçadores de aderência, que

aumentam a aderência das pastas de gesso; e os plastificantes, que aumentam a fluidez das

pastas objetivando o aumento da resistência mecânica.

Os gessos nacionais normatizados têm suas características químicas e propriedades

físicas e mecânicas especificadas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (Tabelas 2.4 a 2.6) e métodos

de ensaios determinados pela NBR 12.127 (ABNT,1991a), NBR 12.128 (ABNT,1991b), NBR

12.129 (ABNT,1991c) e NBR 12.130 (ABNT,1991d).

As características físicas e mecânicas do gesso exigidas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994)

(Tabela 2.4) são a resistência à compressão axial, a dureza superficial e a massa unitária. Os

limites propostos para a resistência à compressão axial e a dureza consideram a relação



36

água/gesso (a/g) necessária aquela obtida para uma pasta de consistência normal. E, a Norma

estabelece os mesmos limites para todos os tipos de gesso.

Tabela 2.4 – Exigências físicas e mecânicas do gesso para construção.

Determinações físicas e mecânicas

Unidade Limites Normas

Resistência à compressão MPa > 8,4 NBR 12.129 (ABNT, 1991 c)

Dureza MPa

> 30,00 NBR 12.129 (ABNT, 1991 c)

Massa unitária kg/m3

> 700,00 NBR 12.127 (ABNT, 1991 a)

Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).

A distinção entre os gessos para fundição e os gessos para revestimento (Tabela 2.5) é

determinada por meio do tempo de pega e pelo módulo de finura. Os limites para tempo de pega

consideram a relação água/gesso necessária à obtenção de uma pasta de consistência normal.

Tabela 2.5 – Exigências físicas do gesso para construção.

Classificação do gesso

Tempo de pega (min)

NBR 12.128 (ABNT, 1991 b) Módulo de finura

NBR 12.127 (ABNT, 1991 a) início fim

Gesso fino para fundição 4-10 20-45 < 1,10

Gesso grosso para fundição 4-10 20-45 > 1,10

Gesso fino para revestimento

> 10 > 45 < 1,10

Gesso grosso para revestimento

> 10 > 45 > 1,10

Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).

As exigências químicas (Tabela 2.6) fazem referência aos teores de água livre, à água de

cristalização, ao óxido de cálcio e ao anidrido sulfúrico, considerados iguais para todos os tipos

de gesso. Não há nenhuma referência aos teores de impurezas e aos percentuais das frações de

hemi-hidrato e anidrita.

Tabela 2.6 – Exigências químicas do gesso para construção.

Determinações químicas Limites (%) Normas

Água livre máx. 1,3 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)

Água de cristalização 4,2 a 6,2 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)

Óxido de cálcio (CaO) mín. 38,0 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)

Anidrido sulfúrico (SO3) mín. 53,0 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)

Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).



37

Cincotto, Agopyan e Florindo (1988a) e John e Cincotto (2007) caracterizaram

quimicamente o gesso de construção nacional, e sua análise química e sua composição percentual

típica são apresentadas nas Tabelas 2.7 e 2.8, com os percentuais de hemi-hidrato e anidrita em

conformidade com a composição básica dos gessos comerciais apresentada por Peres, Benachour

e Santos (2001), podendo ser tomados como valores típicos dos gessos de fabricação nacional.

Tabela 2.7 – Análise química de gessos de construção brasileiros.

Composição (%) Amostras

*A *B *C *D **E **F

Água livre - H2O 0,00 1,28 0,05 0,79 1,18 0,00

Água combinada - H2O 4,70 5,64 5,92 5,58 3,80 6,62

Anidrido sulfúrico - SO3 53,0 53,9 53,7 53,7 49,6 53,1

Óxido de cálcio - CaO 38,7 38,4 38,4 38,6 30,4 38,4

Anidrido carbônico - CO2 1,14 0,74 0,72 1,08 2,79 0,74

Óxido de ferro e alumínio (Fe2O3; Al2O3) 0,19 0,59 0,08 0,02 1,98 0,12

Óxido de magnésio - MgO 0,62 0,30 0,38 0,46 0,69 0,30

Resido insolúvel e anidrido silícico (RI + SiO2) 0,70 0,53 0,90 0,56 1,90 0,80

Total 99,06 100,10 100,13 100,00 100,16 100,08

Fonte: * CINCOTTO;AGOPYAN; FLORINDO (1988a) e ** JOHN; CINCOTTO (2007).

Tabela 2.8 – Composição percentual de gessos de construção brasileiros.

Composição (%) Amostras

*A *B *C *D **E **F

Umidade - - - - 1,18 -

Hemidrato 75,80 90,90 95,40 90,00 57,50 92,58

Anidrita 19,00 6,30 1,80 6,90 30,50 -

Gipsita - - - - - 4,10

Impurezas - - - - 3,88 0,92

Carbonato de magnésio – MgCO3 1,30 0,63 0,79 0,96 1,44 0,63

Carbonato de cálcio – CaCO3 1,04 0,91 0,70 1,32 4,63 0,94

Cal livre - CaO 1,00 0,17 0,41 0,31 2,08 0,70

Total 98,14 98,91 99,1 99,49 100,03 99,89

Fonte: * CINCOTTO;AGOPYAN; FLORINDO (1988a) e ** JOHN; CINCOTTO (2007).

2.5 Hidratação do Gesso

As espécies químicas provenientes da desidratação da gipsita, na presença de água,

retornam a seu grau de hidratação inicial, formando novamente o sulfato de cálcio di-hidratado.

Este fenômeno químico é conhecido como hidratação do gesso. O processo tem início no

momento em que o gesso entra em contato com a água, produzindo uma pasta homogênea, que,



38

rapidamente, adquire plasticidade e vai se solidificando, até o seu endurecimento, quando o

material adquire resistência mecânica.

2.5.1 Mecanismo de Hidratação do Gesso

O mecanismo de hidratação do gesso vem sendo explicado por meio de duas teorias: a

teoria da cristalização e a teoria coloidal.

A teoria da cristalização foi descrita por Lavoisier, em 1798, e por Le Chatelier, em

1877, considerando que a cristalização da gipsita ocorria na solução saturada de hemi-hidratos. O

fenômeno químico compreendia três etapas: um fenômeno químico de hidratação; um fenômeno

físico de cristalização e um fenômeno mecânico de endurecimento (HANSEN, 1930; SNIP,

1982).

Em 1909, a teoria da cristalização foi questionada pela primeira vez por um grupo de

pesquisadores que defendiam a hipótese de que o ganho inicial de consistência, no processo de

hidratação do gesso, seguia um processo coloidal e não de cristalização. Este mecanismo ficou

conhecido como teoria coloidal (HANSEN, 1930; SNIP, 1982).

O mecanismo de hidratação do gesso, descrito pela teoria coloidal, tem como base o

ganho de consistência inicial da pasta de gesso, anterior à elevação rápida de temperatura que

caracteriza a formação dos cristais de gipsita. Segundo essa teoria o mecanismo pode ser

compreendido, considerando-se três etapas (SNIP, 1982):

(i) A dissolução – inicialmente a solução é saturada, de forma progressiva, pelos elementos

solúveis presentes no material.

(ii) A formação de gel – período em que os produtos das reações químicas, no interior da

solução saturada, se formam no estado coloidal (na forma de gel). Corresponde ao início da

pega e

(iii) A cristalização - período no qual os géis se transformam em cristais. Corresponde ao

período de endurecimento.

As pesquisas que adotavam a veracidade da teoria proposta por Le Chatelier seguiram

paralelamente ao desenvolvimento da teoria coloidal, e aquela foi aprimorada e adotada pela

maioria dos pesquisadores (SNIP, 1982).



39

Atualmente, o mecanismo de hidratação do gesso, pela teoria da cristalização, pode ser

compreendido considerando-se quatro etapas (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982):

(i) A dissolução – inicialmente é formado um sistema iônico saturado de íons Ca2+

e SO42-

,

proveniente da dissolução dos hemi-hidratos. Atingida a concentração de saturação, há a

formação de microcristais de di-hidratos, pouco estáveis e de baixa solubilidade,

conhecidos como hidratos primários.

(ii) A indução – durante este período, os hidratos primários se estabilizam, constituindo os

núcleos de cristalização, denominados também “germes de nucleação”.

(iii) Crescimento dos núcleos de cristalização – é o período em que os íons, a partir de uma

solução supersaturada, vão se depositando sobre os núcleos de cristalização,

proporcionando o crescimento de cristais em forma de agulhas, que se entrelaçam; e

precipitam. A baixa solubilidade do di-hidrato formado permite a dissolução total do hemi-

hidrato. Nesta etapa as reações são altamente exotérmicas e

(iv) Redução das reações – compreende a etapa em que ocorre a redução gradativa dos

constituintes anidros e da velocidade das reações de hidratação.

2.5.2 Cinética da Hidratação

As reações de hidratação do gesso são exotérmicas, isto é, liberam calor durante seu

desenvolvimento. A determinação da quantidade de calor liberada ao longo do tempo é feita por

meio de ensaios calorimétricos, que revelam a cinética das reações. Os resultados são

representados por curvas calorimétricas que possibilitam a identificação das diferentes etapas do

mecanismo de hidratação do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).

A curva calorimétrica é fornecida pelo incremento da temperatura em função do tempo,

sendo representada por uma curva sigmoide, onde é possível observar a cinética da reação de

hidratação das pastas de gesso em três etapas de evolução: (i) período de indução, (ii)

aceleramento das reações e (iii) período de reação lenta (LEWRY; WILLIAMSON, 1994a;

SINGH; MIDDENDORF, 2007).

O modelo teórico da curva calorimétrica das pastas de gesso e as etapas da cinética da

reação de hidratação são apresentados nas Figuras 2.15a e 2.15b.



40

Figura 2.15 – Ilustração teórica da curva calorimétrica das pastas de gesso: (a) modelo teórico e

(b) etapas da cinética das reações de hidratação.

Fonte: (a) LEWRY; WILLIAMSON (1994a) e (b) SINGH; MIDDENDORF (2007).

A Figura 2.15a representa o modelo teórico da curva calorimétrica das pastas de gesso,

em que a taxa da atividade cinética da reação pode ser obtida por meio de ΔTmax/Δt e a Figura

2.15b revela as etapas da cinética da reação de hidratação:

(i) A etapa de indução é caracterizada pela estabilização química e física dos hidratos

existentes, iniciando a organização do arranjo cristalino (JOHN; CINCOTTO, 2007).

(ii) A etapa de aceleração tem seu início durante a finalização da etapa de indução, coincidindo

com o início da pega da pasta, no instante em que a taxa de elevação da temperatura

ultrapassa 0,1 oC/min (RIDGE, 1960 apud ANTUNES; JOHN, 2000). A seguir há um forte

aumento na temperatura, devido ao aumento da velocidade das reações, ocorrendo

precipitação dos hidratos e formação dos cristais (JOHN; CINCOTTO, 2007) e

(iii) A etapa de reação mais lenta tem seu início quando a reação atinge o ponto máximo de

incremento de temperatura, correspondente ao tempo de fim de pega (RIDGE, 1960 apud

ANTUNES; JOHN, 2000). A seguir a velocidade da reação decresce progressivamente até

o fim da hidratação (JOHN; CINCOTTO, 2007).

A cinética das reações de hidratação do gesso depende das frações e da reatividade dos

seus constituintes. O hemi-hidrato e as anidritas possuem velocidades de reação diferentes, sendo

altamente reativa a anidrita III, seguida pelo hemi-hidrato, a anidrita II e a anidrita I (JOHN;

CINCOTTO, 2007).



41

A anidrita III, altamente reativa, se transforma imediatamente em hemi-hidrato,

contribuindo com a elevação da temperatura, representada por um pico anterior à etapa de

indução. A presença da anidrita III acelera o tempo inicial de pega, reduzindo o período de

indução do mecanismo de hidratação das pastas de gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007;

TYDLITÁT; MEDVED; CERNÝ, 2011).

O processo de hidratação continua, passando pela etapa de indução, seguida pela

cristalização dos hemi-hidratos, também bastante reativos; e esta é responsável pelo aumento da

temperatura observada na etapa II das reações. Na ausência de aditivos, a hidratação do hemi-

hidrato ocorre em menos de duas horas, sendo que 95% se hidratam em aproximadamente 30

minutos (SNIP, 1982).

A anidrita II possui uma reatividade menor que o hemi-hidrato e uma velocidade

variável de hidratação, em função da temperatura em que foi formada. A anidrita II de baixa

temperatura (350 C) hidrata-se em até sete dias, preenchendo os vazios da estrutura cristalina

formada pela hidratação dos hemi-hidratos. A anidrita II de alta temperatura (700 ºC a 800 ºC)

pode levar meses para se hidratar, não intervindo no reforço da estrutura cristalina do material

(JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).

Além das frações dos constituintes do gesso, acima descritos, influenciam na atividade

cinética das reações de hidratação a relação água/gesso, o grau de agitação da pasta, a

temperatura da água de amassamento, a presença de impurezas, a presença de aditivos e a

distribuição granulométrica das partículas (JOHN; CINCOTTO, 2007).

Por meio dos métodos calorimétricos é possível identificar, de forma mais precisa, o

mecanismo de hidratação das pastas de gesso. A técnica vem sendo utilizada desde a década de

1930 por pesquisadores como Hansen (1930), Weiser e Moreland (1932), Southard (1940),

Hincapie e Cincotto (1997) e Carvalho et al. (2008), em investigações destinadas à compreensão

do mecanismo de hidratação e influência de outros materiais (aditivos e adições) no

desenvolvimento da cinética das reações de hidratação das pastas de gesso.

Embora, aprimorados ao longo do tempo, os diferentes tipos de calorímetros,

disponíveis e utilizados nesse tipo de experimento não fornecem uniformidade na determinação

dos tempos do período de indução e aumento da atividade cinética das pastas, podendo ocorrer,



42

em função do tipo de calorímetro empregado, diferenças significativas entre suas medições

(TYDLITÁT; TESÁREK; CERNÝ, 2008).

2.6 Propriedades no Estado Fresco

Durante a hidratação da pasta de gesso são, geralmente, observadas as características de

trabalhabilidade, o tempo de pega e a variação dimensional das pastas.

2.6.1 Trabalhabilidade da Pasta de Gesso

A trabalhabilidade de uma pasta é definida como a maior ou menor facilidade do

material de ser empregado para uma determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade. É

medida pela consistência da pasta, ou seja, pelo grau de umidade necessário para garantir uma

determinada plasticidade ao material. Essa consistência é denominada “consistência normal”. A

água necessária para sua obtenção depende do tipo de material e de sua granulometria (RIBAS

SILVA, 1985).

A consistência normal de uma pasta de gesso é determinada por ensaios normatizados,

que utilizam o equipamento de Vicat modificado. No Brasil, o ensaio é normatizado pela NBR

12.128 (ABNT, 1991b), e o valor da consistência normal é expresso em massa de água por massa

de gesso.

A consistência das pastas de gesso também pode ser obtida por meio da saturação do

material em pó com a água (valores típicos de 0,6 < a/g < 0,8) e por meio do ensaio do mini-

slump, que calcula a fluidez das pastas pela medida do diâmetro ou da área de espalhamento do

material sobre uma placa de vidro (DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001; MUNHOZ, 2008).

Nas pastas de gesso, a trabalhabilidade depende de dois fatores: a consistência e os

tempos de pega, que devem ser adequados à finalidade de seu uso. O tempo de pega deve garantir

o manuseio do material, antes que se inicie a pega, e a consistência deve garantir a moldagem e a

coesão do material. A água requerida para garantir a trabalhabilidade necessária à pasta de gesso

depende da superfície específica e da distribuição do tamanho das partículas do gesso (JOHN;

CINCOTTO, 2007).



43

Segundo Ye et al. (2011), a água requerida para manter a trabalhabilidade/fluidez da

pasta de gesso é função da distribuição do tamanho das partículas (DTP) do material em pó e

varia em função do diâmetro característico da partícula (finura do material) e do coeficiente de

uniformidade (tamanho de sua distribuição).

Em geral, em gesso do tipo α, o aumento do diâmetro característico reduz a quantidade

da água de amassamento, e o aumento do coeficiente de uniformidade aumenta a quantidade de

água requerida. Entretanto, pequenas modificações na DTP, em relação ao coeficiente de

uniformidade, podem reduzir a fluidez das pastas, mesmo quando os materiais possuírem a

mesma superfície específica (YE et al., 2011).

Em alguns casos, como na produção de componentes para a construção civil, é

necessária uma consistência mais fluida (espalhamento em torno de 70 a 80 mm) para assegurar a

trabalhabilidade do material. Inicialmente, isso implica no aumento da quantidade da água de

amassamento, elevando a relação a/g. Entretanto, o aumento da relação a/g pode reduzir

significativamente as resistências finais do material (DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001;

MUNHOZ, 2008).

Para alcançar a trabalhabilidade/fluidez necessárias às pastas de gesso são, também,

utilizados certos tipos de aditivos. Os mais utilizados para melhorar a trabalhabilidade das pastas

de gesso são os retardadores de pega, que aumentam o tempo disponível para seu manuseio, e os

superplastificantes, que fornecem a fluidez/plasticidade necessárias à sua moldagem

(DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001, MILLÁN, 1997).

A ação dos aditivos plastificantes nas pastas de gesso depende da interação do tipo de

aditivo com o aglomerante. Estudos desenvolvidos por Peng, et al.(2005), com dois tipos de

plastificantes (ácido sulfônico de β-naftaleno e policarboxilato) em pastas de gesso mostram a

fluidez da pasta e em relação relação à manutenção da trabalhabilidade expressa em unidade de

tempo (Figura 2.16).

Os resultados encontrados por Peng, et al. (2005) mostram que o aditivo B (ácido

sulfônico de β-naftaleno) possui melhor comportamento que o aditivo A (policarboxilato),

quando utilizados em pastas de revestimento, proporciona um aumento da fluidez do material em

dosagens superiores a 1% e por mantém a estabilidade da fluidez durante a trabalhabilidade do

material.



44

Figura 2.16– Comportamento da fluidez de pastas de gesso produzidas com superplastificantes à

base de policarboxilato (A) e ácido sulfônico (B).

Fonte: PENG, et al (2005).

2.6.2 Pega e Endurecimento da Pasta

A pega das pastas de gesso é o tempo necessário para a solidificação do material. O

tempo de início de pega é considerado o momento em que os componentes anidros do material se

hidratam, formando os primeiros cristais, e coincide com o início da Etapa II da Figura 2.15. E o

fim de pega é o momento em que a hidratação dos componentes anidros alcança o incremento

máximo de temperatura das reações de hidratação e coincide com o final da Etapa II da Figura

2.15.

Nas pastas de gesso, o início da pega depende essencialmente dos constituintes de

reações mais rápidas (hemi-hidratos), e o endurecimento dos constituintes de reações mais lentas

(anidritas II), cuja hidratação proporciona o preenchimento dos vazios entre os cristais hidratados

dos hemi-hidratos. O preenchimento desses vazios evita a retração por secagem e a fissuração do

material (LE COVEC, 1978 apud JOHN; CINCOTTO, 2007).

Durante a pega e o endurecimento da pasta de gesso, o material vai adquirindo

resistência, resultado da redução do volume de água, que se combina com o material anidro,

formando cristais hidratados, com volume superior ao volume de sólidos originais, adquirindo a

forma de um sólido contínuo com porosidade, progressivamente, passando da menor a maior

resistência (JOHN; CINCOTTO, 2007).



45

Em condições normais, a pega do gesso se encerra em até duas horas, quando a maior

parte das reações de hidratação do material foi processada. Entretanto, o material continua

adquirindo resistência até 20 horas, devido ao prosseguimento das reações de hidratação. A partir

desse momento o ganho de resistência do material ocorre devido à secagem, por evaporação, da

água de amassamento do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).

A pega e o endurecimento das pastas de gesso dependem de alguns fatores, como a

presença de impurezas, a fração de seus constituintes, a finura e a forma dos grãos, a relação

água/gesso, a temperatura da água de amassamento, a velocidade e o tempo de mistura e a

presença de aditivos (JOHN; CINCOTTO, 2007; KARNI; KARNI, 1995).

a) Presença de Impurezas

O teor de impurezas presente no minério de gipsita, como algumas espécies químicas de

sais solúveis, pode alterar a pega do material, cujos teores devem ser controlados antes que o

minério seja encaminhado para o processo de produção do gesso (ANGELERI; CARDOSO;

SANTOS, 1983b).

b) Fração dos Constituintes

As diferentes frações dos constituintes do gesso alteram a pega do material, devido às

diferentes velocidades de reação. A anidrita III acelera a pega do material e a anidrita II, de

hidratação lenta, retarda a pega do material (JOHN; CINCOTTO, 2007)

c) Relação Água/Gesso

A relação água/gesso é a proporcionalidade da água que fornece a trabalhabilidade

necessária a seu manuseio. Em geral, quanto menor a relação água/gesso, mais rápida é a pega do

material.

A quantidade de água, necessária para que a pasta de gesso adquira uma consistência

adequada à sua utilização, depende da superfície específica, da finura, da forma e da distribuição

dos grãos de gesso. Segundo Karmazsin e Murat (1977, apud JOHN; CINCOTTO, 2007), quanto

maior a superfície específica, maior a área de reação, mais rápida a dissolução e menor o período

de indução do material consequentemente, mais rápido o início de pega do material.



46

d) Temperatura da Água de Amassamento

A temperatura da água de amassamento das pastas de gesso aumenta a solubilidade do

hemi-hidrato, modificando o tempo de pega, conforme ilustrado na Figura 2.17.

Figura 2.17– Influência da temperatura da água de amassamento da pasta de gesso na pega do

material.

Fonte: CLIFTON, (1973 apud JOHN e CINCOTTO 2007).

Observa-se que, com a utilização da água de amassamento com temperaturas até 45 ºC

os tempos de pega diminuem, voltando a aumentar para temperaturas superiores a 45 ºC.

e) Aditivos e Adições

Os aditivos podem ser usados nas pastas de gesso para modificar seu processo de

hidratação. Em geral, os aditivos modificam as propriedades das superfícies dos cristais,

alterando o processo de nucleação, o crescimento de cristais e a cinética das reações de

hidratação, proporcionando uma formação diferenciada no tamanho, na morfologia e no arranjo

dos cristais na forma hidratada (SONG et al., 2010).

Em geral, aditivos aceleradores e retardadores de pega são utilizados para controlar a

cinética das reações de hidratação, de forma a controlar os tempos de pega e a trabalhabilidade do

material. Os aditivos aceleradores de pega atuam no mecanismo de hidratação das pastas de gesso

por meio do aumento da solubilidade das fases anidras e por meio da formação de núcleos de

cristalização. Esses mecanismos aceleram a cinética das reações de hidratação, reduzindo o

tempo de indução da pasta; e acelerando o tempo de pega do material (SINGH; MIDDENDORF,

2007).



47

Grãos de gipsita adicionados às pastas de gesso atuam como aceleradores de pega.

Participam no desenvolvimento do mecanismo de hidratação como centros de nucleação

adicional. Estudos realizados por Gmouh et al.(2003; 2004) com grãos de gipsita mostram que a

adição do material em pastas de gesso acelera a pega do material e seu desempenho é função da

finura e dos teores do material utilizado como adição (Tabela 2.9).

Os resultados mostrados na Tabela 2.9 revelam que o aumento percentual, em massa,

dos grãos de gipsita diminuiu com o tempo de hidratação do material, acelerando o tempo de

pega. O mesmo comportamento foi observado por Song et al. (2010), usando a técnica de

ressonância magnética.

Tabela 2.9 – Efeito da adição de grãos de gipsita em pastas de gesso (160<φ<400 m).

Percentuais de gipsita (% massa)

0 1 3 6

Tempo de hidratação (min) 16,0 12,5 8,5 8,0

Fonte: GMOUH et al. (2004).

Segundo Singh e Middendorf (2007), os aditivos retardadores de pega alteram as

propriedades superficiais dos cristais, proporcionando modificações nas fases de nucleação e

crescimento dos cristais. Os aditivos redutores de pega possuem natureza orgânica ou inorgânica.

Em geral são utilizados alguns tipos de ácidos carboxílicos (cítrico, málico, succínico e tartárico).

Estudos desenvolvidos por Hincapie e Cincotto (1997) mostram que a ação dos

retardadores do tempo de pega, nas pastas de gesso, está relacionada com o aumento do tempo de

indução do material e os efeitos dependem do tipo e dos teores do aditivo utilizado (Figura 2.18).

Na Figura 2.18 pode-se observar o aumento do tempo de indução por meio do

deslocamento da curva para a direita, em função do aumento do teor de aditivo utilizado em cada

mistura. Entretanto, o comportamento quanto ao desenvolvimento da pega é diferente para cada

um dos aditivos utilizados: ácido cítrico (Figura 2.18a) e caseína (Figura 2.18b).



48

Figura 2.18– Influência da utilização de diferentes tipos e teores de retardadores da pega em

pastas de gesso: (a) ácido cítrico; (b) caseína.

Fonte: HINCAPIE; CINCOTTO (1997).

Na Figura 2.18 pode-se observar o aumento do tempo de indução por meio do

deslocamento da curva para a direita, em função do aumento do teor de aditivo utilizado em cada

mistura. Entretanto, o comportamento quanto ao desenvolvimento da pega é diferente para cada

um dos aditivos utilizados: ácido cítrico (Figura 2.18a) e caseína (Figura 2.18b).

Nas pastas de gesso são também utilizados alguns tipos de aditivos plastificantes, com a

finalidade de aumentar a fluidez das pastas ou reduzir a quantidade da água de amassamento

(MILLÁN, 1997; PENG et al., 2005).

Alguns tipos de aditivos superplastificantes, à base de carboxilatos, são utilizados para

aumentar a fluidez das pastas de gesso. A adição desse tipo de aditivo nas pastas de gesso altera o

mecanismo de hidratação do material, sendo quimicamente adsorvido na superfície dos grãos de

sulfato de cálcio hemi-hidratado, tornando mais lentos o processo de dissolução, a formação dos

pontos de nucleação, o crescimento dos cristais e o endurecimento da pasta. Funcionam, portanto,

como retardadores do tempo de pega (SINGH;MIDDENDORF, 2007; SONG et al., 2010).

2.6.3 Variação Dimensional do Gesso

As pastas de gesso apresentam, durante sua hidratação, diferentes variações de volume,

em função dos fenômenos físicos e químicos que ocorrem no processo de hidratação dos hemi-

hidratos.



49

Inicialmente, ocorre uma retração de volume que se prolonga até o início da pega. A

seguir, a pasta de gesso sofre uma expansão intensa, que vai diminuindo gradualmente até o final

da pega e se encerra após um ou dois dias, quando a massa de gesso já alcançou a temperatura

ambiente. Isso sugere que o fenômeno retração/expansão do gesso não é causado pelo aumento

de temperatura durante a hidratação do material (GMOUH et al., 2004; JOHN; CINCOTTO,

2007; KARNI; KARNI, 1995).

Segundo Gmouh et al. (2004), o fenômeno retração/expansão do gesso pode ser

representado de forma esquemática, conforme ilustrado pela Figura 2.19.

Figura 2.19– Ilustração esquemática do fenômeno da retração/expansão da pasta de gesso.

Fonte: CASPAR et al. (1996 apud GMOUH et al.,2004).

A retração do volume da pasta ocorre no domínio entre os pontos A e B (Figura 2.19a),

onde o volume de di-hidratos formados é menor que o volume de hemi-hidratos e água

anteriormente presente. No domínio entre os pontos B e C, ocorre a formação dos cristais de di-

hidratos que vão se ligando, compondo arranjos geométricos em constante crescimento, com

formação de poros que resulta em um sólido com maior volume, ocasionando a expansão do

material (GMOUH et al., 2004). A expansão termina quando o material se torna rígido (KARNI;

KARNI, 1995).

A retração/expansão das pastas de gesso varia de acordo com o tipo de gesso utilizado,

podendo apresentar valores de expansão linear em torno de 1%, para gesso de alta

expansibilidade, e valores de 0,1% para gesso de baixa expansibilidade. Esses valores podem

representar um aumento de volume de até 3% (KARNI; KARNI, 1995).



50

Segundo Karni e Karni (1995), a magnitude da expansão do gesso é influenciada por

alguns fatores como: a finura do gesso - materiais mais finos possuem maior expansão; a relação

água/gesso – quanto maior a relação água/gesso da pasta, menor a expansão; a utilização de

aditivos – diminui a expansão durante a pega e a presença de inertes - como areia e argila, que

também reduzem a expansão do material.

O comportamento característico de retração/expansão do gesso garante ao material a

produção de componentes com dimensões precisas, proporcionando um excelente acabamento

superficial, bem como, quando usado como argamassa de revestimento, evita as fissurações de

interface com o agregado (JOHN; CINCOTTO, 2007; KARNI; KARNI, 1995).

2.7 Propriedades no Estado Endurecido

As propriedades físicas e mecânicas do gesso, no estado endurecido, são influenciadas

diretamente pela formação de sua microestrutura, em particular, pela porosidade e pela forma de

entrelaçamento dos cristais (MIKHAIL; MALEK, 1971 apud LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b).

Segundo Lewry e Williamson (1994 b), a resistência do material depende:

(i) do tamanho e da forma dos cristais;

(ii) da força de ligação entre os cristais;

(iii) das impurezas presentes, que proporcionam a formação de cristais com maior dureza ou

com predisposição a fraturas; e

(iv) da porosidade da estrutura devido ao excesso da água de amassamento.

A porosidade do gesso devido à água de amassamento tem sua origem na evaporação do

excesso de água que não consumida durante o processo de hidratação. Em geral, para se alcançar

uma trabalhabilidade satisfatória da pasta de gesso, é necessária a utilização de teores de água

superiores a 50% da massa do gesso. Como a água consumida durante a reação é da ordem de

0,186 g/g de gesso, resulta em uma estrutura altamente porosa e, consequentemente, com

resistências mecânicas reduzidas (JOHN; CINCOTTO, 2007).



51

2.7.1 Microestrutura

A microestrutura da pasta de gesso endurecida é constituída por um sólido de alta

porosidade e grande área superficial interna, formada pelo entrelaçamento de cristais em formas

de agulhas ou placas (RIDGE, 1960, apud LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b).

Influenciam na formação do arranjo microestrutural das pastas o tipo de gesso, a

distribuição do tamanho das partículas, as impurezas e o uso de aditivos e adições (KARNI;

KARNI, 1995; LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b: TYDLITÁT; TESÁREK; CERNÝ, 2008).

2.7.1.1 Efeito do Tipo de Gesso

Estudos desenvolvidos por Lewry e Williamson (1994b), mostram as diferentes

formações da microestrutura do gesso hidratado dos tipos e (Figura 2.20) e a influência da

forma e tamanho dos cristais na resistência do material.

Figura 2.20– Morfologias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da microestrutura: (a)

gesso tipo hidratado; (b) gesso tipo hidratado.

Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994a; 1994b).

A hidratação do gesso resultou na formação de uma estrutura cristalina composta por

um grande entrelaçamento de cristais fortemente ligados em forma de agulhas curtas (Figura

2.20a). Por outro lado, a hidratação do gesso resultou em uma estrutura cristalina constituída

por agulhas que crescem uniaxialmente a partir dos centros de nucleação, gerando ligações

cristalinas mais fracas e maior volume de vazios, o que reduz as resistências mecânicas finais do



52

material (Figura 2.20b) (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; SONG; MITCHELL; GLADDEN,

2009 e YU; BROUWERS, 2011).

A formação de cristais morfologicamente mais grossos, curtos e fraturados, com menor

grau de entrelaçamento das pastas de gesso β é decorrente da hidratação mais rápida desse gesso

β em relação ao gesso α (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b).

Song, Mitchell e Gladden (2009) apresentaram, por meio da ressonância magnética

nuclear, o desenvolvimento da hidratação do gesso β e do gesso α, que veio a confirmar o

mecanismo descrito anteriormente. E, por meio da técnica de tomografia microcomputadorizada

(µ-CT), foi possível calcular e visualizar a porosidade dos dois tipos de materiais (Figura 2.21).

Figura 2.21– Imagem tri-dimensional obtida pela µ-CT da estrutura do gesso hidratado: (a) e (c)

gesso hidratado e (b) e (d) gesso hidratado .

Fonte: SONG; MITCHELL; GLADDEN (2009).

2.7.1.2 Efeito de Aditivos e Adições

O uso de aditivos e adições nas pastas de gesso modifica a morfologia e a forma do

crescimento dos cristais de gipsita, resultando em mudanças na forma e no tipo de entrelaçamento

dos cristais, na porosidade capilar e na resistência do material (SINGH; MIDDENDORF, 2007).



53

A Figura 2.22 mostra as modificações microestruturais em pastas de gesso produzidas

com adição de gipsita e aditivo acelerador de pega (K2SO4), que resultaram na formação de uma

microestrutura com reduzido grau de entrelaçamento entre os cristais e, consequentemente, com

resistências mecânicas mais baixas (LEWRY; WILLIAMSON, 1994c).

Figura 2.22– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de aceleradores

de pega: (a) referência; (b) adição de gipsita e (c) aditivo K2SO4.

Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994c).

Singh e Middendorf (2007) observaram a mudança na morfologia dos cristais das pastas

de gesso com uso de aditivos retardadores de pega, que apresentaram, também, um reduzido grau

de entrelaçamento, resultando no decréscimo da resistência do material quando comparado com a

pasta de referência (Figura 2.23).

Figura 2.23– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de retardadores

de pega: (a) referência; (b) ácido succínio e (c) ácido cítrico.

Fonte: SINGH; MIDDENDORF (2007).



54

2.7.2 Resistência Mecânica

A resistência mecânica do gesso endurecido é alterada, segundo Karni e Karni (1995):

pela relação água/gesso; idade do produto; das condições ambientais de endurecimento; e

condições de uso do material.

(i) Relação água/gesso – a resistência mecânica decresce com o aumento da relação

água/gesso.

(ii) Idade – a resistência aumenta com tempo, alcançando níveis máximos entre os 14 e 28 dias

de idade, dependendo das condições ambientais.

(iii) Condições ambientais de endurecimento – a resistência do gesso é sensível às variações de

umidade, e a presença desta pode reduzir-se em até 50% seu valor (JOHN; CINCOTTO,

2007).

(iv) Condições de uso do material – a resistência do gesso decresce, devido à capacidade do

material de absorver umidade. Este fator deve ser considerado, dependendo da condição de

uso do material.

2.7.3 Outras Propriedades

O gesso no estado endurecido apresenta algumas propriedades específicas, como: a

resistência ao fogo; o isolamento térmico e a higroatividade (PERES, BENACHOUR; SANTOS,

2001):

(i) Resistência ao Fogo – o gesso é um material não inflamável, combate a propagação do

fogo e estabiliza a temperatura por um determinado tempo. Esta propriedade se deve ao

consumo da água de cristalização do produto durante uma situação de incêndio, mantendo

uma temperatura que não ultrapassa 40 ºC.

(ii) Isolamento Térmico – a capacidade de isolamento térmico do gesso está associada

diretamente à estrutura porosa do material (KARNI; KARNI, 1995).

(iii) Higroatividade – o gesso possui a capacidade de absorver e liberar o excesso de umidade

do ambiente o que deve ser considerado quando for necessário avaliar o desempenho do

material.



55

2.8 Produtos de Gesso – Aplicação na Construção

Tradicionalmente, o gesso é utilizado, na construção civil, para a produção de

argamassas de revestimento na forma de reboco e emboço ou na forma de pasta. No Brasil, a

aplicação do gesso para revestimento na forma de pasta é normatizada pela NBR 13.867 (ABNT,

1997). Entretanto, é a produção de componentes, como placas, blocos e divisórias de gesso

acartonado que consome uma grande parte deste material. Esses produtos serão descritos a seguir.

a) Placas de Gesso

As placas de gesso são utilizadas para a execução de forros e rebaixamento de teto na

construção civil. São constituídas por uma mistura de gesso e água com possíveis incorporações

de aditivos, fibras e pigmentos (DOMÍNGUEZ; SANTOS 2001).

No Brasil, são produzidas nas dimensões de 60 x 60 cm ou 65 x 65 cm e com espessura

que varia de 12 a 20 mm. A NBR 12.775 (ABNT, 1992) normaliza esse produto.

b) Blocos de Gesso

Os blocos de gesso são elementos de vedação vertical, utilizados para a execução de

paredes e divisórias internas nas edificações. São constituídos por uma mistura de água e gesso,

com ou sem adições de forma a conferir as propriedades necessárias a seu uso (PERES,

BENACHOUR; SANTOS, 2001).

Segundo Peres, Benachour e Santos (2001), no Brasil são produzidos três tipos de placas

de gesso: BS: placas simples; B-GRG: placas reforçadas com fibra de vidro e B-Hidro: placas

resistentes à umidade. As características técnicas destes produtos, cujos limites são preconizados

por normas internacionais, devido à ausência de normas brasileiras, são apresentadas na Tabela

2.10.

c) Chapas de Gesso Acartonado

As chapas de gesso acartonado são elementos utilizados como divisórias, nas

edificações. São produzidas por um processo de laminação contínua, onde uma mistura de gesso,

água e aditivos é envolvida por duas lâminas de papel cartão (PERES; BENACHOUR;

SANTOS, 2001).



56

As especificações técnicas, características geométricas e físicas das placas são

determinadas pelas normas NBR 14.715 (ABNT, 2001a) NBR 14.716 (ABNT, 2001b) NBR

14.717 (ABNT, 2001c).

Tabela 2.10 – Características Técnicas das Placas de Gesso.

Variáveis B-S B-GRG B-Hidro

Composição Química gesso gesso e Fibras de

Vidro. gesso e aditivos hidrofugantes.

Densidade (kg/m3) 950 – 1.100 950 – 1.100 950 – 1.100

Resistência à Flexão (MPa) 2,00 - 3,00 3,00 - 4,00 2,00 - 3,00

Resistência à compressão (MPa) 4,50 – 5,50 4,50 – 5,50 4,50 – 5,50

Peso do Bloco (kg) 15 - 16 15 - 16 15 - 16

Dimensões (mm) 666 x 500 666 x 500 666 x 500

Espessura (mm) 70, 80 e 100 70, 80 e 100 70, 80 e 100

Absorção d’água (%) 45 45 4 - 5

Volume Vazio (%) 25/c 25/c 25/c

Cor Branco Verde Azul

Fonte: PERES: BENACHOUR e SANTOS (2001)

2.9 Considerações do Capítulo

Neste capítulo foram abordados os aspectos históricos e as principais características do

gesso de construção: seu processo produtivo, as transformações do minério em gesso e o seu uso

em componentes empregados na construção civil.

O gesso de construção é um aglomerante aéreo, constituído basicamente de sulfato de

cálcio hemi-hidrato. É obtido pela calcinação da gipsita, em fornos industriais em temperaturas

que variam de 140 ºC a 200 ºC. Dependendo das características do material a ser calcinado e da

eficiência do forno, o gesso produzido pode conter, além do hemi-hidrato, teores menores de di-

hidrato, de anidritas e de impurezas, que podem alterar as características do produto final.

A desidratação da gipsita é um processo de transporte com difusão de calor e massa,

onde as reações de transformação se processam combinando a temperatura; a pressão de vapor de

água; o tamanho do grão; o tempo de permanência no forno; e a massa a ser calcinada.

O gesso em contato com a água inicia um fenômeno químico e retoma o seu grau de

hidratação inicial. A mistura gesso com água produz uma pasta homogênea que rapidamente

adquire plasticidade e se solidifica adquirindo resistência mecânica.



57

Durante a hidratação são formados cristais, que crescem radialmente, em forma de tufos

e se entrelaçam, constituindo arranjos microestruturais responsáveis pela resistência final do

material. Esses arranjos microestruturais variam em função dos constituintes do gesso; da

quantidade de água; e da utilização de aditivos e adições, alterando as propriedades das pastas no

estado fresco e no estado endurecido.

O proporcionamento adequado do gesso de construção resulta em um material hábil a

ser aplicado em revestimento e componentes nas obras de construção civil.

Durante o processo de produção e aplicação desse material são gerados resíduos, os

quais serão dissertados no próximo capítulo.



58

59

3 RESÍDUO DO GESSO DE CONSTRUÇÃO

As características e as propriedades peculiares do gesso proporcionam ao material um

amplo campo de aplicação na construção civil, com grande potencial de reciclagem. Analisar a

geração do resíduo e conhecer suas características é necessário para o desenvolvimento de

tecnologias que permitam sua utilização com desempenho satisfatório a um determinado uso.

Nesse sentido, o presente capítulo, por meio de uma revisão bibliográfica, aborda a geração de

resíduos ao longo da cadeia produtiva do gesso e apresenta os estudos desenvolvidos que

viabilizam a sua reutilização e reciclagem.

3.1 Cadeia Produtiva do Gesso e da Geração de Resíduos

A cadeia produtiva do gesso destinado à construção civil é constituída por atividades

desenvolvidas nas etapas: (i) de extração e preparação da matéria prima; (ii) do processo de

produção do gesso; (iii) do beneficiamento de componentes; e (iv) da aplicação do material e dos

componentes durante a construção.

As atividades desenvolvidas em todas as etapas da cadeia produtiva do gesso geram

resíduos, cuja natureza e volume, além do impacto ambiental causado por eles, dependem dos

processos de produção e gerenciamento em cada etapa.

Aguiar (2007) identificou a geração de resíduos nas três primeiras etapas da cadeia

produtiva do gesso, considerando os estudos desenvolvidos no Pólo Gesseiro do Araripe, e

Ribeiro (2006), a geração de resíduos devido às atividades de construção e demolição de obras

civis. A existência desses resíduos em cada uma das etapas é apresentada a seguir.


Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção

60

3.1.1 Resíduos da Extração e da Preparação da Matéria-Prima

Durante o processo de extração e preparação da matéria-prima para a produção do gesso

são gerados resíduos provenientes de duas atividades básicas executadas nas frentes de lavras: a

extração propriamente dita (Figura 3.1) e o beneficiamento do minério (Figura 3.2) (AGUIAR,

2007).

Figura 3.1 – Geração de resíduos durante a extração do minério de gipsita em lavras na região do

Araripe: (a) frente de lavra e (b) resíduos - minério descartado e material estéril.


A extração do minério de gipsita gera, como principais rejeitos, uma mistura de material

estéril e minérios impróprios à industrialização (Figura 3.1b), que são depositados em áreas

próximas às cavas de mineração (ARAÚJO, 2004).

O processo de beneficiamento do minério é constituído por um sistema de britagem

(Figura 3.2 a), em que o minério destinado à produção do gesso adquire a granulometria

adequada ao envio para as calcinadoras; e a fração mais fina, considerada um resíduo do

processo, é destinada à produção do gesso agrícola. O processo gera um material particulado

(Figura 3.2 b), considerado um poluente atmosférico, de alto risco para a saúde humana

(AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004).



61

Figura 3.2 – Geração de resíduos durante a britagem do minério de gipsita junto às lavras na

região do Araripe: (a) britagem do minério e (b) resíduos - material particulado.


Os resíduos gerados pela extração e pelo beneficiamento do minério de gipsita nas lavras

de mineração, associados à deposição em regiões próximas às cavas e à ausência de controle de

poluentes atmosféricos, ocasionam impactos ambientais que determinam a modificação do

ecossistema da região, como a redução da vegetação nativa – caatinga, a perda da biodiversidade

(Figura 3.3b), e a contaminação do lençol freático (Figura 3.3a), com aumento da acidez e

sulfurização dos mananciais que contribuem para a proliferação de microrganismos patogênicos à

saúde da população (AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004). Ainda, segundo Araújo (2004), há

ausência de trabalhos científicos sobre essas questões na região do Pólo Gesseiro do Araripe.

Figura 3.3 – Contaminações do lençol freático (a) e degradação do ambiente (b) durante o

processo de extração e beneficiamento do minério de gipsita nas lavras na região do Araripe.




62

3.1.2 Resíduos do Processo de Produção do Gesso

Durante o processo de beneficiamento do gesso, o minério de gipsita submetido ao

tratamento primário nas frentes de lavras é enviado às usinas de calcinação, onde é submetidos

aos processos de estocagem, rebritagem, moagem, peneiramento, calcinação e acondicionamento

(JOHN; CINCOTTO, 2007).

Durante o processo de produção do gesso são gerados resíduos nas fases de rebritagem e

moagem (Figura 3.4), calcinação e acondicionamento (Figura 3.5 e 3.6).

Na rebritagem e na moagem do minério de gipsita (Figura 3.4a), realizadas com a

finalidade da obtenção de uma granulometria necessária à calcinação, são gerados resíduos

similares aos do beneficiamento do minério nas frentes de lavras: rejeitos sólidos, destinados, em

geral, para o gesso agrícola e materiais particulados (Figura 3.4b).

Figura 3.4 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe (a)

rebritagem e moagem; (b) resíduos gerados.


Na fase de calcinação são gerados materiais particulados, que ficam em suspensão no

interior das usinas (Figura 3.5a), e os gases emitidos pelas chaminés dos fornos, que se

constituem em poluentes atmosféricos (Figura 3.5b).



63

Figura 3.5 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe (a)

material particulado; (b) emissão de poluentes.


Durante o acondicionamento do gesso em bags ou embalagens de papel, pode ocorrer

perda de material, acumulando certa quantidade de resíduos no setor (Figura 3.6a). Os materiais

pulverulentos gerados por sistemas ineficientes de vedação se sedimentam no piso das usinas,

gerando o resíduo de varrição (Figura 3.6b). Esse gesso é acondicionado em embalagens

especiais (Figura 3.6 c), comercializado como gesso de baixa qualidade e utilizado na fabricação

de tijolos de gesso, na região do Araripe (ARAÚJO, 2004).

Figura 3.6 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe: (a)

resíduos provenientes do acondicionamento; (b) resíduo de varrição e (c) acondicionamento dos

resíduos de varrição.




64

Segundo Araújo (2004), a porcentagem de rejeitos/resíduos nesta etapa é da ordem de

10% a 15%, na produção do gesso , e 25% na produção do gesso . Constituídos por materiais

cuja granulometria é superior às especificadas para o gesso e o gesso , esses resíduos podem

conter graus de impurezas elevados, como a argila.

Os maiores impactos dos resíduos gerados nesta etapa são aqueles referentes à emissão

de poluentes atmosféricos, gases e materiais particulados que, ao serem lançados no ambiente,

formam uma mancha de poeira (Figura 3.7a e b), que, na região do Araripe, se estende por

quilômetros, atingindo, em direções diferenciadas, todos os municípios do Pólo Gesseiro

(ARAÚJO, 2004).

Figura 3.7 – Formação dos poluentes atmosféricos (a) e (b); ação dos poluentes sobre a caatinga

(c) e (d) – Pólo Gesseiro do Araripe.




65

Essa mancha de poeira avança sobre a vegetação (Figura 3.7c) e sobre os corpos d’água

representados por açudes e cursos de água, comprometendo a saúde da população e colaborando

para a desertificação da região (Figura 3.7d) (AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004).

3.1.3 Resíduos do Beneficiamento de Componentes de Gesso

Os componentes de gesso utilizados na construção civil são peças pré-moldadas

destinadas ao revestimento de forro – placas de gesso para forro; à vedação vertical - blocos de

gesso; a divisórias internas de edificações - chapas de gesso acartonado; e aos elementos

decorativos - sancas, domos, nichos e consoles (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a;

PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

O processo produtivo das peças pré-moldadas de gesso (Figura 3.8) – que pode ser

manual ou mecanizado, depende do tipo de componente produzido e do porte da empresa - é

constituído das etapas de preparação da pasta, conformação e secagem (PERES; BENACHOUR;

SANTOS, 2001).

Figura 3.8 – Fluxograma do processo produtivo de componentes de gesso.

A preparação da pasta é realizada por meio da mistura de gesso de fundição e água,

podendo conter aditivos e adições necessários ao desempenho do produto desejado; a

conformação utiliza fôrmas especiais, que proporcionam ao produto formas e dimensões

específicas, e a secagem pode ser realizada ao ar livre, em ambientes protegidos ou em estufas

especiais (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

No Brasil, o setor de pré-moldados de gesso consome 61% do gesso produzido

(RIBEIRO, 2006), sendo 14,3% destinados à produção de chapas acartonadas (MARCONDES,



66

2007) e 46,7%, ao setor de componentes, como placas, blocos e elementos decorativos, formado,

em sua maioria, por pequenas empresas (BRASIL, 2009).

A origem e o volume de resíduos gerados durante a produção dos componentes

dependem do processo de fabricação utilizado: artesanal, semiartesanal ou automatizado. Podem

ocorrer, no processo produtivo quebras acidentais nas etapas de desforma e transportes

(AGUIAR, 2007).

Inexistem dados oficiais que estimem os volumes gerados na fabricação de

componentes. Entretanto, a geração do resíduo existe, conforme comentado e ilustrado nos

diferentes processos de fabricação adotados no Pólo Gesseiro do Araripe, apresentados a seguir.

a) Resíduos da Produção de Placas e Blocos

A produção de placas de gesso para forro e de blocos de gesso para vedação vertical

pode utilizar processos artesanais, semiartesanais ou automatizados. No contexto mundial os

processos de fabricação utilizados são automatizados (Figura 3.9) (PERES; BENACHOUR;

SANTOS, 2001).

Figura 3.9 – Processo automatizado de fabricação de placas de gesso para forro.

Fonte: GPM - GYPSUM PANELS MACHINERY (2009).



67

Nesse processo automatizado de produção de placas de gesso para forro, é baixíssima a

utilização de mão-de-obra; a produção é completamente limpa, e a geração de resíduos, quase

inexistente, devido ao controle de qualidade do processo (GPM - GYPSUM PANELS

MACHINERY, 2009). A geração ocasional de resíduos é devida às peças que não foram

aprovadas no controle de qualidade ou foram danificadas durante a etapa de acondicionamento e

expedição.

No Brasil, na região do Pólo Gesseiro do Araripe, o porte das empresas, a maturidade

gerencial e os aspectos sócioeconômicos levam à formação de agrupamentos de pequenas e

médias empresas que, sem acesso à tecnologia automatizada, utilizam o processo de fabricação

artesanal1.

Entretanto, as fábricas de componentes associadas às usinas de calcinação adotam

processos semiautomatizados de fabricação para a produção de blocos de gesso (PERES;

BENACHOUR; SANTOS, 2001), conforme ilustrado nas Figuras 3.10 a 3.13.

A Figura 3.10 expõe a fase inicial do processo semiautomatizado de fabricação do bloco

de gesso, com a etapa de preparação da pasta e conformação do bloco. Inicialmente a pasta é

dosada por um misturador automatizado (Figura 3.10a), acoplado ao alimentador que verte a

pasta no molde (Figura 3.10b). O operário executa a remoção manual do material acumulado no

alimentador e sobre os moldes (Figura 3.11b).

O processo continua com o tempo de espera para o endurecimento da pasta (Figura

3.12a). Em seguida o conjunto de blocos é suspenso por um sistema hidráulico (Figura 3.12b).

Após a conformação requerida, os blocos de gesso são içados (Figura 3.12c e 3.12d) e

transportados (Figura 3.12 e) para a área de secagem (Figura 3.12f), no interior da própria

fábrica.

1 Informações obtidas do representante do SINDUSGESSO, em visita da autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em

2007.



68

Figura 3.10 – Processo semiautomatizado de fabricação para produção de blocos de gesso no

Pólo Gesseiro do Araripe: (a) misturador automático; (b) alimentador de pasta.



Pólo Gesseiro do Araripe: (a) remoção de pasta do alimentador e (b) remoção do excesso de pasta

dos moldes.




69


Pólo Gesseiro do Araripe: (a) endurecimento da pasta; (b) extração dos blocos; (c), (d) e (e)

transporte dos blocos para a área de secagem (f) secagem dos blocos ao ar, no interior da fábrica.




70

No processo semiautomatizado de fabricação dos blocos de gesso, segundo informações

dos produtores2, a geração de resíduos é constituída por eventuais não conformidades das peças e

por quebras durante o transporte. O excesso de pasta gerado no processo (Figura 3.11b), é

utilizado para a produção de tijolos de gesso consumidos no mercado local (Figura 3.13).


Pólo Gesseiro do Araripe: (a) geração de resíduos; (b) reciclagem – tijolos de gesso.


A Figura 3.13a mostra a geração de excesso de pasta durante a produção dos

componentes por meio do processo semiautomatizado de fabricação. Essa pasta é aproveitada

para a fabricação dos tijolos de gesso (Figura 3.13b), gerando um componente sem controle de

qualidade, que é aplicado em habitações populares na região. Entretanto, ainda podem ser

observados resíduos no piso da fábrica; não há estimativa do seu volume e sua destinação é

incerta. Todavia, a utilização do processo semiautomatizado de fabricação no Pólo Gesseiro do

Araripe é restrito a poucas empresas3.

A grande maioria das empresas, estimada em 300 unidades de produção (BRASIL,

2009), utiliza o processo de fabricação artesanal constituído pelas três etapas do processo

produtivo de componentes (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001), acrescidas da estocagem e

da expedição, comentado e ilustrado nas Figuras 3.14 a 3.18.

2 Informações obtidas dos produtores de blocos de gesso que utilizam o processo semiautomatizado, durante visita da

autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em 2007. 3 Em visita ao Pólo Gesseiro, em 2007, só foi possível identificar duas fábricas utilizando o processo

semiautomatizado de fabricação para a produção de componentes.



71

Os materiais, gesso e água, são armazenados em baias, bags e tanques, localizados

próximos às misturadoras (Figuras 3.14 e 3.15).

Figura 3.14 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de gesso no Pólo

Gesseiro do Araripe: (a) gesso armazenado em baias; (b) gesso armazenado em bags.


Figura 3.15 – Processo de fabricação artesanal, para produção de placas e blocos de gesso no

Pólo Gesseiro do Araripe: (a) materiais de mistura; (b) misturadora de pasta.


A dosagem do material é medida em volume, e o equipamento (Figura 3.15) destinado à

produção da pasta é constituído por uma pá giratória e uma cuba de borracha, onde a pasta

adquire a consistência necessária à moldagem dos componentes.

A área destinada à conformação dos componentes é formada por um conjunto de

bancadas sobre as quais são dispostos os moldes (Figura 3.16a). A pasta preparada na etapa



72

anterior é vertida sobre a parte inferior do molde (Figura 3.16b) e confinada pela fixação da parte

superior deste (Figura 3.16c). Ao atingir o estado de endurecimento, o componente, tendo

adquirindo a conformidade desejada é retirado dos moldes (Figura 3.16d).

Figura 3.16 – Processo de fabricação artesanal de placas e blocos de gesso no Pólo Gesseiro do

Araripe: (a) disposição dos moldes; (b) recebimento da pasta; (c) colocação do molde superior;

(d) peça após a retirada parcial do molde.


Após a conformação das peças, os componentes são submetidos à secagem, em pátio

aberto, com proteção superior (Figura 4.17a). A seguir, são encaminhados à estocagem (Figura

3.17b), ou enviados diretamente para a expedição (Figura 3.18).



73


Gesseiro do Araripe: (a) secagem; (b) estocagem.


Durante a etapa de expedição, pode-se observar a ausência de embalagens específicas

para os componentes, tanto no transporte das peças (Figura 3.18a) como no carregamento (Figura

3.18b).


Gesseiro do Araripe: (a) transporte; (b) carregamento.


Em todas as etapas do processo de fabricação artesanal ocorre a geração de resíduos,

inclusive pela produção de peças não conformes ou por quebras durante as diferentes etapas. A

identificação de alguns desses resíduos é comentada e ilustrada nas Figuras 3.19 e 3.20.



74

O processo utilizado durante a preparação da pasta ocasiona próximo às misturadoras a

perda do material na forma de grumos e na forma de pó, gerando os resíduos (Figura 3.19).

Figura 3.19 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e blocos de

gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe, durante a etapa de preparação da pasta.


Na conformação das peças, o excesso de material é lançado sobre as paredes de

alvenaria (Figura 3.20a) e se acumula na estrutura das bancadas (Figura 3.20b), gerando um

resíduo composto por pasta de gesso hidratado. Também, é possível identificar volumes

significativos de resíduos de gesso hidratado acumulado no interior da fábrica (Figuras 3.20c e

3.20d). Além disso, no pátio de secagem, um resíduo pulverulento (Figura 3.20e), provavelmente

originado da varrição da fábrica e volumes considerados de resíduos de gesso hidratado

distribuídos ao longo de toda a área (Figura 3.20f) foram observados durante a visita.

Segundo informações dos produtores locais 4,

- “parte do resíduo gerado é destinada aos

bota-foras e outra parte é destinada à produção de tijolos de gesso”. Não há estimativa do

volume de resíduos gerados.

4 Informações obtidas dos produtores de placas e blocos de gesso, que utilizam o processo artesanal, durante visita da

autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em 2007.



75

Figura 3.20 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e blocos de

gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) e (b) área de conformação; (c) e (d) área interna da

fábrica e (e) e (f) área de secagem externa da fábrica.




76

Aguiar (2007) verificou que parte desses resíduos é depositada em áreas impróprias e

ilegais (Figura 3.21b), o que também foi observado pela autora em visita à região em 2007

(Figura 3.21a). Isso mostra a necessidade urgente de estudos que viabilizem a reutilização e

reciclagem desse material na própria região, visto que os impactos ambientais, como

contaminação do solo e nível do lençol freático, são evidentes (AGUIAR, 2007).

Figura 3.21 – Resíduos de gesso depositados em áreas ilegais no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) ao

longo de estradas e (b) em encostas de mananciais de água.

Fonte: (a) Visita à região em 2007 e (b) Aguiar (2007).

b) Resíduos da Produção de Chapas de Gesso Acartonado

As placas de gesso acartonadas são componentes pré-moldados de gesso utilizadas como

divisórias nas edificações e constituídos de uma mistura de gesso, água e aditivos, envolvida por

duas lâminas de papel-cartão (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).

No Brasil, as chapas de gesso acartonado são produzidas por três empresas

internacionais. A primeira fábrica foi instalada em 1972 na cidade de Petrolina-PE, distante 260

quilômetros do Pólo Gesseiro do Araripe (FARIA, 2008; MARCONDES, 2007).

Com o processo produtivo automatizado para a fabricação das chapas - etapas de

preparo da mistura, conformação, secagem, acondicionamento e expedição (Figura 3.22), as

fábricas apresentam grande capacidade de produção, com obtenção de produtos que atendem a

padronização internacional (MARCONDES, 2007; PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).



77

Figura 3.22 – Fluxograma do processo de fabricação de chapas de gesso acartonado.

Fonte: MARCONDES (2007).

A preparação da mistura da pasta de gesso é feita pela dosagem de gesso, água e

aditivos, que são homogeneizados no misturador, e o resultado é lançado sobre uma lâmina de

papel cartão. A seguir, é aplicada, na parte superior, outra lâmina de papel igual, e o componente

é submetido a um sistema de calandras que dão a conformidade necessária à peça. As placas são

cortadas e conduzidas ao compartimento de secagem, sendo acondicionadas e enviadas para a

expedição (MARCONDES, 2007).

Os resíduos de gesso gerados no processo de fabricação das chapas são constituídos por

gesso hidratado e papelão, que são reinseridos no processo produtivo, visto que as unidades de

produção de chapas de gesso acartonado possuem, junto à planta de produção, um setor de

calcinação da matéria-prima (JOHN; CINCOTTO, 2003).

O volume de resíduos gerado durante o processo de fabricação varia em função do local

considerado. Nos Estados Unidos, o valor é da ordem de 3% a 5% (CAMPBELL, 2003). No

Brasil, o volume estimado alcança o valor de 2,5% (MARCONDES, 2007).

3.1.4 Resíduos de Gesso na Construção e na Demolição

Os resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção e demolição de obras

civis são decorrentes, principalmente, do desperdício de materiais resultantes dos processos

construtivos adotados e do planejamento de atividades no canteiro de obra (SCHENINI;

BAGNATI; CARDOSO, 2004). O volume desses resíduos varia em função da cultura local, do

uso e dos sistemas construtivos adotados.



78

Em países como os Estados Unidos, onde é intenso o uso de construções com o gesso

acartonado, o volume de resíduos de gesso é de 20% em relação aos demais constituintes do

resíduo de construção civil – RCC (WORLD WASTE, 1994, apud MUNHOZ, 2008). No Brasil,

este valor é menor e varia entre 1% e 15% em função da região e dos métodos adotados no

levantamento, conforme apresentado na Tabela 3.1.

Tabela 3.1 Volume de resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção e demolição

no Brasil.

Localidade Atividade Resíduo gerado Fonte

Londrina - PR construção 15% Levy e Helene (1997, apud NETO, 2005)

Campina Grande - PB construção 15% Nóbrega (2002)

São Carlos - SP construção demolição

1% Neto (2005)

Petrolina - PE construção demolição

3% Pinheiro, Pereira Junior e Camarini (2009)

Recife - PE construção demolição

4% Ribeiro (2006)

Campinas - SP construção 28% Camarini, Pimentel e Sá (2011)

No Brasil, os resíduos de gesso gerados nas atividades de construção e demolição

tiveram sua disposição final regulamentada pela Resolução 307/2002 do CONAMA (BRASIL,

2002), sendo classificados como resíduos da classe “C”, sem reciclagem e com necessidade de

tratamentos especiais, devido à contaminação do solo e do lençol freático, quando de sua

disposição no ambiente. Essa consideração foi revista e, por meio da Resolução 431/2011 do

CONAMA (BRASIL, 2011a), os resíduos de gesso foram inseridos na classe “B”, e passaram a

ser considerados resíduos recicláveis.

As principais atividades executadas com gesso, nas obras de construção civil,

responsáveis pela geração de resíduos, são os revestimentos de alvenaria e teto com a pasta de

gesso, a execução de divisórias com gesso acartonado, a execução de alvenarias com blocos de

gesso, a aplicação de placas para forro e elementos decorativos.

a) Resíduos de Revestimento de Alvenaria e Teto

O revestimento de gesso utilizado para alvenarias e tetos é constituído por uma pasta de

gesso obtida pela mistura homogeneizada de gesso e água, cujo processo de execução em obra

segue as etapas de mistura (Figura 3.2.4): (i) polvilhamento do gesso sobre a água; (ii) tempo de



79

espera para início das reações de hidratação do material; (iii) homogeneização da pasta; (iv)

tempo de espera para ganho de consistência adequada – período de indução da hidratação do

gesso; e (v) aplicação do material sobre alvenaria e tetos, limitada pelo tempo útil da pasta,

finalizada quando o material adquire uma consistência que impede a aderência ao substrato

(JOHN; CINCOTTO, 2007; PIMENTEL; CAMARINI, 2009; RIBEIRO, 2006).

A geração de resíduos, neste processo executivo, é devida à perda de material que ocorre

durante o preparo, a aplicação e o endurecimento da pasta (Figuras 3.23 e 3.24) antes de sua

efetiva aplicação, o que evidencia a necessidade de ampliação do tempo útil do material

(ANTUNES, 1999; JOHN; CINCOTTO, 2003; PIMENTEL; CAMARINI, 2009; RIBEIRO,

2006).

O volume de resíduos gerado neste processo construtivo é estimado pela perda de

material. Segundo Agopyan, et al. (2003), o volume estimado é de 45%, superior ao informado

pelos fabricantes de gesso, os quais estimam uma perda de 30% (JOHN; CINCOTTO, 2003).

Pimentel e Camarini (2009) estimaram valores entre 30% e 40% em obras no interior de São

Paulo.

Figura 3.23 – Geração de resíduos no processo de execução manual de revestimento com pasta de

gesso: (a) durante aplicação; (b) endurecimento da pasta.

Fontes: PIMENTEL e CAMARINI (2009) -(b); SABBATINI et al (2006) – (a).

Quando da fase do pós-uso, a pasta de gesso aderida ao substrato é incorporada a outros

resíduos de construção (JOHN; CINCOTTO, 2003).



80

Figura 3.24 – Processo de execução manual de revestimento com pasta de gesso: (a)

polvilhamento; (b) primeiro tempo de espera; (c) mistura; (d) segundo tempo de espera; (e) e (f)

aplicação.

Fontes: PIMENTEL e CAMARINI (2009) -(a), (e); RIBEIRO (2006) – (b), (d), (f) SABBATINI, et al. (2006) –

(c).

b) Resíduos de Divisórias com Chapas de Gesso Acartonado

O processo construtivo de vedação vertical com chapas de gesso acartonado, é

constituído das etapas de: (i) locação e fixação de guias; (ii) colocação dos montantes; (iii)

preparo e colocação das chapas e (iv) acabamento final (TANIGUTTI, 1999).

As atividades são executadas por equipes de mão-de-obra especializada e possuem alta

produtividade.



81

Os resíduos de gesso gerados neste processo são formados por pedaços de chapas

danificadas ou sobras provenientes dos cortes (Figura 3.25), durante a etapa de preparo das peças

(JOHN; CINCOTTO, 2003).

Figura 3.25 – Geração de resíduos de chapas de gesso acartonado.

Fonte: MARCONDES (2007).

O volume de resíduo de gesso gerado neste processo depende da modulação da obra.

Nos EUA, é estimado um montante de 10% a 12% (CAMPBELL, 2003). No Brasil, a Associação

Brasileira de Gesso - ABRAGESSO - estima um percentual de 5% (JOHN; CINCOTTO, 2003),

enquanto, em pesquisa de campo com instaladores, o valor estimado é da ordem de 12%

(MARCONDES, 2007).

Na fase de pós-uso, esses resíduos podem vir a ser contaminados pelos demais materiais

utilizados na construção e na manutenção da edificação.

c) Resídos de Alvenarias com Blocos de Gesso

Os blocos de gesso, constituídos por peças pré-moldadas em forma de paralelepípedo e

um sistema de encaixe macho-fêmea, são utilizados para a execução de alvenarias modulares. O

processo construtivo consta das etapas de: (i) locação da alvenaria; (ii) assentamento dos blocos,

com gesso-cola; e (iii) rejuntamento e acabamento, com pasta ou massa de gesso (Figura 3.26)

(ALTERNATIVAS... 2007; ATUAL ENGENHARIA, 2007).



82

Figura 3.26 – Processo de execução de alvenarias com bloco de gesso: (a) assentamento

da alvenaria e (b) rejuntamento e acabamento.

Fontes: ATUAL ENGENHARIA (2007).

No Brasil, o uso desta tecnologia é recente e restrito a algumas regiões. As

especificações para o componente fazem parte de um conjunto de Projetos de Normas

encaminhado à Associação Brasileira de Normas Técnicas em 2005 (ALTERNATIVAS...2007).

Segundo Raad e Martins (2005), a perda de material durante o processo construtivo é

reduzida, devido à natureza modular das peças resultantes.

Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduos gerados neste processo.

Entretanto, de acordo com Alternativas... (2007), para cálculo do consumo de material se deve

considerar uma perda de 5%. Na fase de pós-uso, o material, constituído essencialmente de gesso

hidratado, pode apresentar contaminações por outros materiais.

d) Resíduos de Forros com Placas de Gesso

Os forros com placas de gesso são executados com elementos pré-moldados, fixados à

estrutura de suporte por pendurais - arames de sustentação. As placas são coladas com gesso-cola

e rejuntadas com pasta de gesso (SILVA, 2009).

Os resíduos de gesso gerados nesta atividade são provenientes de quebra e manuseio no

transporte, e da pasta e da cola de gesso utilizados no acabamento (RIBEIRO, 2006).

Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduo gerado por essa atividade

na fase de construção ou pós-uso.



83

e) Resíduos de Elementos Decorativos de Gesso

Os elementos decorativos de gesso são fixados à estrutura de suporte por meio de cola

de gesso ou pasta de gesso. Os resíduos são provenientes da perda de material durante seu

manuseio (RIBEIRO, 2006).

Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduo gerado por essa atividade

na fase de construção ou pós-uso.

3.1.5 Considerações sobre a Geração de Resíduos na Cadeia Produtiva do Gesso

Os resíduos gerados durante as etapas (i) de extração e preparação da matéria prima; (ii)

do processo de produção do gesso e (iii) do beneficiamento de componentes da cadeia produtiva

do gesso são apresentados de forma resumida no Quadro 3.1, em que são considerados a natureza

e o volume do resíduo e o impacto ocasionado por ele. Tais dados foram dissertados ao longo do

item 3.1, tendo como principais fontes Aguiar (2007), Araújo (2004), Marcondes (2007) e

Ribeiro (2006).

Quadro 3.1 Geração de resíduos na extração de gipsita e na fabricação de gesso e componentes,

no Brasil.

Fonte do Resíduo Natureza Volume estimado Impactos ambientais

Extração e preparo da matéria-prima

material estéril

minério impróprio ao uso

material particulado

ausência de dados

poluentes atmosféricos

contaminação do solo

contaminação de lençol freático

degradação ambiental

Processo de fabricação do gesso

material particulado

resíduo de varrição 10% a 15% de perda

poluentes atmosféricos




Produção de componente

pasta de gesso hidratada

peças danificadas

chapas de gesso acartonado – 2,5%

demais componentes – ausência de dados




Essas informações permitem observar que a natureza dos resíduos gerados nas duas

primeiras etapas da cadeia produtiva do gesso é similar; há ausência de dados quanto ao volume

gerado dos materiais particulados, e os impactos ambientais são graves e idênticos.



84

Na etapa de beneficiamento de componentes, a natureza dos resíduos é diferente das

duas etapas anteriores; há estimativa do volume de resíduos gerado somente na produção de

gesso acartonado; e os impactos ambientais são semelhantes ao das etapas anteriores.

No Brasil, os setores de extração, produção de gesso, e produção de componentes estão

submetidos à Lei N 6.938/81, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. São

submetidos ao Licenciamento Ambiental para funcionamento e responsáveis pelo resíduo gerado,

mesmo após sua disposição final (BRASIL, 1981).

Na construção civil os resíduos de gesso são provenientes da aplicação das pastas de

revestimento e aplicações de componentes. O volume estimado gerado por atividade, sua

natureza e impactos ambientais são apresentados no Quadro 3.2, tendo como principais fontes

Agopyan, et al. (2003), John e Cincotto (2003), Marcondes (2007), Pimentel e Camarini (2009) e

Ribeiro (2006).

Quadro 3.2 Geração de resíduos na aplicação do material e de componentes de gesso durante as

atividades de construção, no Brasil.

Aspectos Atividades

Volume gerado

revestimento C* 30% a 40% D** ausência de dados

chapas de gesso acartonado

C* 12% D** ausência de dados

alvenaria blocos C* 5% D** ausência de dados

forro de placas de gesso C* ausência de dados D** ausência de dados

elementos decorativos C* ausência de dados D** ausência de dados

Natureza pasta de gesso hidratada peças danificadas

Impactos ambientais contaminação do solo contaminação de lençol freático degradação ambiental

* - C - fase de construção ** - D – fase de demolição

As informações do Quadro 3.2 mostram que a natureza do resíduo gerado e os impactos

ambientais na aplicação do material e dos componentes, durante as atividades de construção, são

os mesmos do beneficiamento (Quadro 3.1). E, de forma generalizada, com poucas exceções, há

ausência de estimativas do volume de resíduo gerado na fase de construção e demolição.



85

Com base em dados fornecidos por Agopyan, et al. (2003), John e Cincotto (2003),

Marcondes (2007), Pimentel e Camarini (2009) e Ribeiro (2006), que tratam do levantamento

quantitativo localizado desse resíduo, foi possível estimar o volume. O cálculo estimativo é

apresentado no Apêndice A e os valores encontrados estão apresentados no Quadro 3.3.

Quadro 3.3 Estimativas do consumo de gesso e geração de resíduos por setor produtivo.

Consumo de gesso e geração de resíduo

Setor

revestimento chapas de gesso acartonado componentes

consumo de gesso 35% 14,3% 46,7%

*resíduo de beneficiamento - 2,5% dados inexistentes

*resíduo de construção 36,25% 12% dados inexistentes

resíduo de demolição incorporados a outros materiais

dados inexistentes dados inexistentes

* percentuais em relação à massa de gesso consumida pelo setor.

O Quadro 3.3 indica que o setor de aplicação de componentes (46,7%) é o que consome

o maior percentual do gesso de construção, seguido pelo setor de revestimento (35%) e chapas de

gesso acartonado (14,3%). Observa-se, também, a inexistência de dados quanto à geração de

resíduos no setor de aplicação de componentes.

No Brasil, a indústria da construção civil, responsável pela geração dos resíduos de

gesso nesta etapa, está subordinada às recomendações da Resolução 307/2002 e da Resolução

431/2011 do CONAMA (BRASIL, 2002, 2011a), que estabelece as diretrizes para gerenciamento

e destinação final dos resíduos de construção.

Embora seja classificado como reciclável, a destinação final desse resíduo continua

sendo um problema para o setor, não é aceito nos aterros sanitários; são raras as áreas de

transbordo e triagem; e são quase inexistentes as usinas de reciclagem.

3.2 Características e Impacto do Resíduo de Gesso

Os resíduos de gesso provenientes das atividades de beneficiamento de componentes e

aplicação do material e de componentes na construção civil são, predominantemente, constituídos

de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO3·.2H2O), aditivos e adições, incorporados durante seu

processo produtivo.



86

A NBR 10.004 (ABNT, 2004) classifica o gesso como resíduo não inerte, devido à sua

natureza sulfática e à alta solubilidade. O material deve ter destinação final em áreas apropriadas,

de forma a evitar a contaminação do solo e do lençol freático, com aumento da acidez e

sulfurização do ambiente, que contribuem para a proliferação de microrganismos patogênicos

(ARAÚJO, 2004).

A deposição do resíduo de gesso em aterros sanitários comuns também não é

recomendada. O ambiente úmido, associado às condições aeróbicas e à presença de bactérias

redutoras de sulfato, permite a dissociação dos componentes do gesso em dióxido de carbono,

água e gás sulfídrico (H2S), que possui odor característico de ovo podre, é tóxico e inflamável. A

incineração do resíduo produz o dióxido de enxofre (SO2), um gás tóxico (CIWMB, 2009;

JOHN; CINCOTTO, 2003; MARVIN, 2000).

As possibilidades de minimizar o impacto ambiental ocasionado pelos resíduos de gesso

são a redução, a reutilização e a reciclagem do material.

3.3 Viabilidades de Reciclagem do Resíduo de Gesso em sua Cadeia Produtiva

O resíduo de gesso é constituído basicamente de gipsita e uma parcela de impureza. Esta

é um fator limitante à reciclagem do resíduo. Nos processos de reciclagem utilizados na indústria

de chapas de gesso acartonado, o limite aceitável é de 3% de contaminantes (CAMPBELL, 2003;

GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009; MARVIN, 2000).

Quando controladas as impurezas e os contaminantes, é possível utilizar o resíduo de

gesso de construção como matéria-prima (semelhante às gipsitas residuais) em processos de

reciclagem simples, constituídos de etapas de moagem e/ou de moagem associada à calcinação.

A transformação do resíduo de gesso em produto reciclado, em função do processo de

reciclagem adotado (moagem e/ou moagem associado à calcinação), pode ser mais bem

visualizada pela transformação química de seu principal constituinte (CaSO4·2H2O), nas reações

representadas pelas Equações 3.1 e 3.2.

→

Equação 3.1



87

→

Equação 3.2

Na forma hidratada (CaOSO4·2H2O), quando submetido ao processo de moagem, o

resíduo de gesso pode ser reintegrado no setor de calcinação, no setor de beneficiamento de

componentes e no setor da construção. No setor de calcinação, o resíduo moído pode ser utilizado

como matéria-prima para a produção de um novo gesso (hemi-hidrato – CaSO3.0,5H2O) e, no

setor de beneficiamento de componentes e no setor da construção (produção de pasta), como

adição (BALTAR; ALENCAR; MIRANDA, 2008; BERNHOEFT; GUSMÃO; TAVARES,

2011; CARVALHO, 2005; TAVARES et al., 2010).

Na forma calcinada (CaSO4·0,5H2O), o resíduo de gesso submetido à moagem e à

calcinação pode ser reintegrado no setor de beneficiamento de componentes e no setor da

construção (produção de pasta) como aglomerante (BARDELLA; CAMARINI, 2003, 2004,

2006; CAMPBELL, 2003; CARVALHO; 2005; NITA et al., 2004).

Os processos de reciclagem utilizados para proporcionar a reintegração do resíduo de

gesso em sua cadeia produtiva, na forma hidratada ou calcinada, são localizados e experimentais.

Em nível industrial, a reintegração do resíduo de gesso em sua cadeia produtiva foi verificada

somente no setor de produção de chapas de gesso acartonado, conforme relatado pela Gypsum

Recycling International (2009).

A facilidade de reversão das reações da forma hidratada/hemi-hidratada e da forma

hemi-hidratada/hidratada torna o resíduo de gesso potencialmente reciclável. Entretanto, alguns

fatores devem ser considerados nesse processo, como a gestão adequada na produção do resíduo,

de forma a reduzir a contaminação e os teores de impureza no resíduo, e o desenvolvimento de

processos de moagem e calcinação que proporcionem ao material reciclado as características

necessárias para um uso específico (JOHN; CINCOTTO, 2003).

3.3.1 Reciclagem no Setor de Beneficiamento de Componentes

A reciclagem de resíduos no setor de beneficiamento de componentes é restrita ao

segmento de produção de chapas de gesso acartonado, que possui um sistema de reciclagem



88

próprio e consolidado, proveniente do processo produtivo, de construção e de demolição, em que

o resíduo tratado é incorporado ao processo produtivo na etapa de beneficiamento (Figura 3.27)

(GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009; JOHN; CINCOTTO, 2007).

Figura 3.27 – Ciclo de reciclagem do resíduo de chapas acartonadas.

Fonte: GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009

Segundo a Gypsum Recycling International (2009) o processo é amplamente empregado

na Europa, nos Estados Unidos e na Ásia. O sistema é constituído pela coleta do resíduo e pelo

transporte até a usina de reciclagem, onde o material é submetido à remoção do contaminante em

excesso, triturado e inserido no beneficiamento das chapas acartonadas. A Gypsum Recycling

International (2009) estima que todo resíduo gerado pela produção e aplicação na construção

retorna ao processo produtivo.

3.4 Processos de Reciclagem do Resíduo de Gesso

A reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso (calcinação) e do

gesso em gesso di-hidratado (hidratação) torna possível a reciclagem do resíduo, conforme

ilustrado na Figura 3.28.

A revisão bibliográfica mostra que os estudos mais recentes de reciclagem do resíduo de

gesso estão relacionados à utilização do material na forma de di-hidrato (CaSO4·2H2O), com

adoção de processos de reciclagem, com diferentes graus de complexidade, que visam sua

utilização como material alternativo: (i) na produção de cimento Portland; (ii) na produção de



89

placas de gesso acartonado; e (iii) como adição em pastas de gesso (CAMPBELL, 2003;

CHANDARA; et al., 2009; KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK, 2002).

Figura 3.28 – Reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso.

Entretanto, o esquema ilustrado na Figura 3.28 sugere que, por meio de um processo de

reciclagem, com as etapas de moagem e calcinação, é possível transformar o resíduo de gesso em

um aglomerante reciclado, proporcionando a redução do consumo do mineral que lhe deu origem.

Estudos nesse sentido vêm sendo desenvolvidos por Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006),

Carvalho, Leles e Tubino (2008) e Nita et al., (2004), cujos resultados preliminares evidenciam a

viabilidade técnica de utilização do material reciclado na forma hemi-hidratada.

Todavia, o resíduo de gesso pode conter, além do sulfato de cálcio di-hidratado, teores

de hemi-hidratos, anidritas e outros inertes (impurezas), que alteram sua composição química em

relação à gipsita natural. Os cristais de di-hidrato do resíduo de gesso, devido às condições em

que foram hidratados, podem apresentar morfologias diferenciadas da gipsita natural. Nesse

sentido, a composição química e a morfologia dos cristais de di-hidratos dos resíduos exigem

tratamentos especiais, como a rehidratação e tratamentos químicos, para a reciclagem do resíduo

(KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK, 2002).

Visando à produção de um gesso com características apropriadas à reciclagem,

Cavalcanti (2006), Monção Júnior (2008) e Melo (2008) desenvolveram um processo de

calcinação em que a gipsita calcinada, à temperatura de 170 ºC e sob pressão de 0,65 atm, produz

um gesso de construção, que ao ser hidratado gera resíduos cujas características proporcionam a

produção de um gesso reciclado com características físicas e mecânicas melhoradas à reciclagem.

Esse processo pode ser inserido no setor de calcinação da cadeia produtiva do gesso. Embora não



90

implantada, essa tecnologia pode viabilizar os processos simplificados de reciclagem dos

resíduos de gesso provenientes dos setores de beneficiamento de componentes, de construção e

de demolição.

No Brasil, os estudos relacionados aos processos de reciclagem dos resíduos de gesso

encontram-se na fase inicial, com adoção de processos simples, constituídos das etapas de

moagem e/ou moagem associada à calcinação, com caracterização e avaliação das propriedades

físicas e mecânicas dos materiais reciclados.

3.5 Estudos sobre a Viabilidade do Gesso Reciclado – Caracterização e

Propriedades

Algumas pesquisas vêm sendo desenvolvidas nesta área desde 2003. Os resíduos em

análise nessas pesquisas são provenientes de pastas de revestimento, placas de gesso e elementos

decorativos. Os processos adotados para a reciclagem, as propriedades analisadas e a aplicação

do resíduo são específicas de cada estudo. Dessa forma, as propriedades do gesso reciclado são

apresentadas considerando o resíduo analisado e as condições específicas de cada pesquisa.

a) Resíduos de Pasta de Revestimento - Obra

Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006) e Niglio e Camarini (2004) estudaram, em

laboratório, as propriedades do gesso reciclado proveniente dos resíduos de pasta de revestimento

de obras, considerando as seguintes condições do processo de reciclagem: (i) moagem do resíduo,

com 80% da massa passante do material na peneira com abertura de malha de 0,297 mm; e (ii)

calcinação em estufa, nas temperaturas de 100 ºC, 160 ºC e 200 ºC, com tempo de permanência

de 24 horas.

As propriedades estudadas foram as características do material em pó e as propriedades

físicas e mecânicas da pasta de gesso reciclado, nos estados fresco e endurecido.

Segundo os estudos de Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006), os gessos reciclados,

obtidos por este processo, apresentam as seguintes características, no material em pó e

propriedades físicas no estado fresco:



91

(i) Massa unitária – a massa unitária do gesso reciclado é inferior à massa unitária do gesso

comercial.

(ii) Finura – o gesso reciclado possui um módulo de finura maior que o do gesso comercial;

(iii) Consistência normal – a consistência das pastas de gesso reciclado é reduzida em todas as

temperaturas estudadas – 100 ºC, 160 ºC e 200 ºC e

(iv) Tempo de pega – o tempo de início de pega é retardado, para as temperaturas de calcinação

de 160 ºC e 200 ºC, sendo maiores à temperatura de 200 ºC, e aceleram o processo de pega

à temperatura de 100 ºC.

Os autores concluem que o fator temperatura influencia no tempo de pega do material

reciclado. Todavia, alertam que o fator impureza do resíduo pode contribuir para essa alteração.

Isso fica evidenciado com os valores encontrados por Niglio e Camarini (2004), pois, embora os

resíduos sejam de mesma natureza, o tempo de início de pega é acelerado para o gesso reciclado

à temperatura de 160 ºC.

As propriedades mecânicas encontradas pelos autores mostram que o gesso reciclado

pode alcançar os mesmos níveis do gesso comercial, apresentando melhor desempenho o gesso

reciclado a 200 ºC, possivelmente devido à redução da permeabilidade avaliada nesse material

(BARDELA; CAMARINI, 2003; 2004 e NIGLIO; CAMARINI, 2004).

b) Resíduos de Pasta de Revestimento - Laboratório

Nita et al. (2004), objetivando analisar o potencial de reciclagem dos resíduos de gesso

da construção, desenvolveram um estudo com gesso para revestimento, cujo processo constou

das seguintes etapas: (i) hidratação do gesso comercial (a/g = 0,72); (ii) moagem do gesso

hidratado, com 100% passante na peneira de malha 0,297 mm; (iii) calcinação do material, em

estufa com circulação de ar, à temperatura de 140 ºC.

A viabilidade de aplicação do material reciclado foi analisada em pastas de gesso

constituídas de gesso de construção, com adição do material reciclado, nas formas de resíduo

moído e calcinado a 140 ºC, em substituição à massa de gesso natural, nas proporções de 1%, 2%

e 4%, com relações água/gesso de 0,60 e 0,72.



92

O comportamento da resistência mecânica das misturas analisadas por Nita et al. (2004)

está explicitado na Figura 3.29.

Figura 3.29 – Evolução da resistência em função do teor do resíduo de gesso presente nas pastas

(a) calcinado e (b) moído.

Fonte: NITA, et al. (2004).

A resistência mecânica nas pastas com relação a/g = 0,60, com resíduo de gesso

calcinado ou moído, apresentou um aumento significativo, para o percentual de adição de 1%,

reduzindo progressivamente. Entretanto, somente para a mistura com resíduo moído com teor de

4% ocorreu uma resistência inferior com o aumento da adição à de referência. Nas pastas com

relação a/g = 0,72, o aumento da resistência é progressivo, com o aumento do teor dos reciclados.

O comportamento inverso das misturas com relação a/g = 0,60, provavelmente, é decorrente da

perda de consistência da mistura (NITA et al., 2004).

c) Resíduos de Pasta de Revestimento – Obra-Caracterização

Carvalho, Leles e Tubino (2008) utilizaram um processo de reciclagem de pastas de

revestimento com resíduos obtidos em uma mesma partida. Inicialmente ocorreu a calcinação do

material, em seu estado natural, à temperatura de 100 ºC, até constância de massa, seguido de um

processo de moagem, no equipamento de abrasão Los Angeles, por 16 minutos.

O estudo constou da caracterização química do gesso natural e do gesso reciclado, por

meio de técnicas de difração de raios-X (DRX), espectrometria de raios Infravermelho (FTIR) e

técnicas de termogravimetria (TG e DSC).



93

Os materiais analisados, gesso natural e gesso reciclado, apresentaram os seguintes

resultados:

(i) DRX – a análise por difração de raios-X identificou, como principal componente no gesso

natural, o hemi-hidrato e, em menor quantidade o di-hidrato. No gesso reciclado foi

identificado somente o sulfato de cálcio hemi-hidratado.

(ii) FTIR – a espectrometria de raios Infravermelho, não detectou nenhuma diferença entre os

materiais e

(iii) TG e DSC – a termogravimetria mostrou que os dois materiais apresentaram o mesmo

comportamento.

Carvalho, Leles e Tubino (2008) concluem que as técnicas de análise utilizadas

permitiram confirmar que não há diferença entre o gesso reciclado e o gesso natural, sendo

possível o uso sem prejuízo em relação às suas propriedades.

d) Resíduos de Pasta de Revestimento e Componentes – Obra

Ribeiro (2006) analisou as propriedades dos resíduos de gesso proveniente de obras por

meio de um processo de reciclagem constituído das seguintes etapas: (i) moagem do material em

um britador de mandíbula e, (ii) calcinação em recipiente aberto, simulando os fornos tipo barriga

quente, à temperatura de 140 ºC e tempo de residência de 32 minutos.

Foram analisados os resíduos separadamente (pasta de revestimento, placas de forro e

elementos decorativos) e avaliadas as propriedades de resistência à flexão, resistência à

compressão, dureza e aderência, com pastas produzidas com relação água/gesso de 0,75.

O autor concluiu que os valores encontrados para as propriedades analisadas estão em

conformidade com o estabelecido nas normas brasileiras, o que viabiliza o uso do gesso reciclado

na construção.

d) Resíduos de Gesso Gerado - Utilizado em Obra

Baltar, Alencar e Miranda (2008) analisaram as propriedades de pastas de revestimento

produzidas com adição de resíduo de gesso moído, em obras na cidade do Recife. O processo

utilizado pelos construtores constitui na trituração manual dos resíduos de gesso gerados no



94

canteiro, com 93,91% da massa passante na peneira de malha 6,7 mm, com módulo de finura de

3,45 e sua adição à pasta de revestimento nas proporções de 10%, 15%, 20% e 25%.

As propriedades avaliadas do material foram o tempo de pega, a resistência à

compressão aos 21 dias de idade e a aderência, em pastas com relação água/gesso de 0,75. Os

resultados obtidos mostraram:

(i) Resistência à compressão –apresentou um aumento de tensão para a adição de 5% e 10% e,

para maiores concentrações ocorreu uma queda, mantendo-se próxima à resistência de

referência.

(ii) Tempo de Pega – o tempo final foi acelerado com o acréscimo do teor da adição, entretanto

não prejudicou a aplicação da pasta e

(iii) Aderência – a aderência da pasta de gesso no substrato apresentou um aumento para teores

da adição de até 15%, sofrendo uma ligeira queda para os demais teores, entretanto

superiores ao de referência.

Os autores concluem que, por meio de um procedimento simples é possível reciclar

parte do resíduo de gesso no próprio canteiro de obra.


Ao longo de toda a cadeia produtiva do gesso, desde a extração do minério até o descarte

do material aplicado em obra, é possível observar a geração de um grande volume de resíduos.

Com poucas restrições, as estimativas dos volumes gerados são inexistentes.

As características químicas e físicas do resíduo exigem um tratamento especial para o

descarte. A facilidade de solubilização promove a sulfurização do solo e a contaminação do

lençol freático, e a transformação de seus constituintes, em gás sulfúrico e em dióxido de enxofre,

são componentes tóxicos e inflamáveis.

Os impactos ambientais que ocorrem durante a extração e a calcinação do minério são

preocupantes e, junto com os resíduos gerados nos demais setores da cadeia, comprometem a

sustentabilidade do setor. Todavia, a facilidade de reversão de suas reações de transformação

propicia a reciclagem do material, interna e externamente ao setor de geração. É necessário,

entretanto, um gerenciamento eficiente para viabilizar esse processo.



95

O setor de beneficiamento de componentes apresenta um grande potencial para absorver

o gesso reciclado. Porém, há carência de processos técnica e economicamente viáveis para a

reciclagem, bem como de conhecimento sobre as propriedades do material reciclado, para que

seja possível o desenvolvimento de novos materiais com este produto.

Objetivando contribuir para o avanço dessas pesquisas, em especial no que se refere ao

resíduo de gesso gerado no setor de beneficiamento de componentes, o próximo capítulo,

Materiais e Métodos, apresenta um programa experimental, constituído por um processo de

reciclagem e avaliações do gesso reciclado, visando a sua aplicação interna ao setor de

construção.



96

97

4 MATERIAIS E MÉTODOS

O programa experimental deste trabalho foi fundamentado na possibilidade da

reciclagem dos resíduos de gesso, gerados durante o processo de produção de componentes de

gesso para a construção civil, por meio de um procedimento de reciclagem simples e econômico.

O desenvolvimento do programa experimental foi dividido nas seguintes etapas: (i)

escolha do gesso comum de referência; (ii) definição do processo de reciclagem; (iii) avaliação

das características químicas, microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas dos gessos

reciclados submetidos a ciclos de reciclagem consecutivos, produzidos em conformidade com o

processo definido na etapa anterior; e (v) avaliação das características químicas, microestruturais

e das propriedades físicas e mecânicas do gesso reciclado, quando adicionado aditivo

superplastificante para a produção de pastas.

4.1 Materiais

Os materiais utilizados neste experimento foram o gesso comercial, o superplastificante

(base de policarboxilato) e a água.

4.1.1 Gesso Comercial

O gesso comercial (GC) selecionado para o experimento foi o gesso destinado à

produção de componentes para a construção civil, denominado, segundo a NBR 13.207 (ABNT,

1994), Gesso Fino para Fundição.


Capítulo 4 – Materiais e Métodos

98

Suas características químicas e físicas apresentaram, para o material em pó, os valores

apresentados nas Tabelas 4.1 a 4.3 e na Figura 4.1, obtidos segundo as normas técnicas

brasileiras.

Tabela 4.1 – Características químicas do gesso comercial.

Determinação Química Teor (%) Norma

água livre 1,27 NBR 12.130 (ABNT, 1991d)

água de cristalização 1,04

óxido de cálcio (CaO) 37,3

anidrido sulfúrico (SO3) 49,9

Tabela 4.2 – Granulometria do gesso comercial – percentuais de massa retida.

Peneiras Valores médios

Norma % retido % retido acumulado

# 0,840 mm 0,00 0,00 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)

# 0,420 mm 0,00 0,00

# 0,210 mm 0,62 0,62

# 0,105 mm 4,66 5,28

fundo 94,72 100,00

Figura 4.1 – Curva granulométrica do gesso comercial.

0

20

40

60

80

100

Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840

% r

et. a

cum

.

abertura das peneiras (mm)

Curva Granulomética - Gesso Comercial



99

Tabela 4.3 – Propriedades físicas do gesso comercial.

Propriedade Valor Norma

módulo de finura MF 0,06 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)

diâmetro máximo característico (mm) φmax 0,210 NBR 7.211 (ABNT, 2005a)

massa unitária (kg/m3) Mu

746,23 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)

massa específica (kg/m3) ρ 2.600 NBR NM 23 (ABNT, 2000)

superfície específica (cm2/g) S 623,524 NBR NM 76 (ABNT, 1998)

4.1.2 Aditivo Superplastificante

O aditivo superplastificante utilizado nesse experimento foi um aditivo à base de

policarboxilato, disponível no mercado consumidor. O teor de sólidos do aditivo é de 21,88%,

determinado por meio de secagem em balança com luz infravermelha. O ensaio de secagem foi

realizado no Laboratório de Solos da FEC/UNICAMP.

4.1.3 Água

A água empregada para a produção das pastas de gesso foi fornecida pelo abastecimento

público de Campinas-SP, e é considerada própria para o consumo da atividade da construção

civil.

4.2 Definição do Processo de Reciclagem

A revisão bibliográfica mostra que os estudos mais recentes de reciclagem do resíduo de

gesso estão relacionados à utilização do material na forma de di-hidrato (CaSO4·2H2O), com

adoção de processos de reciclagem que visam a sua utilização como material alternativo: (i) na

produção de cimento Portland; (ii) na produção de placas de gesso acartonado; e (iii) como

adição em pastas de gesso (CHANDARA, et al., 2009; KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK,

2002).

Por outro lado, a reversibilidade das reações de desidratação do di-hidratado

(CaSO4·2H2O) permite o uso de um processo de reciclagem do resíduo de gesso similar ao

processo industrial, em que a fase di-hidratada do resíduo é convertida na fase hemi-hidratada do

tipo β (CaSO4·0,5H2O). Estudos nesse sentido vêm sendo desenvolvidos por Bardella e Camarini



100

(2003, 2004 e 2006); Carvalho, Leles e Tubino (2008); e Nita et al. (2004), e seus resultados

preliminares evidenciaram a viabilidade técnica de utilização do material reciclado na forma

hemi-hidratada.

Do ponto de vista gerencial, é aconselhável que o processo de reciclagem de um resíduo

seja simples, com baixo custo energético, de fácil inserção nas proximidades da fonte geradora do

resíduo e capaz de gerar um produto reciclado que possa ser inserido no seu processo de

produção, de forma a tornar economicamente viável a sua implantação (CNTL, 2003).

Nesse sentido, foi adotado neste estudo um processo de reciclagem do resíduo de gesso,

constituído das etapas de moagem e de calcinação e capaz de produzir um material reciclado

similar ao gesso comercial do tipo β (CaSO4·0,5H2O).

A metodologia utilizada contou com (i) a simulação, em laboratório, da geração do

resíduo de gesso característico da produção de componentes; e (ii) a definição do processo de

reciclagem constituído das fases de moagem e calcinação, conforme ilustrado na Figura 4.2.

Figura 4.2 – Ilustração esquemática do programa experimental para definição dos

parâmetros do processo de reciclagem.



101

4.2.1 Geração do Resíduo de Gesso

O resíduo de gesso, utilizado no estudo, foi obtido pela hidratação total do gesso

comercial fino de fundição, utilizado na produção de componentes de gesso para a construção

civil.

O gesso comercial foi polvilhado sobre a água, homogeneizado e vertido em formas

metálicas retangulares (0,50 x 0,50) m, previamente, protegidas por sacos plásticos. O material

hidratado produziu placas com 1 cm de espessura, secas em condições ambiente.

A seguir as placas de gesso hidratado foram fragmentadas, dispostas em uma lona

plástica para secagem (Figura 4.3), até alcançar o grau de umidade interna necessário para

moagem.

Figura 4.3 – Secagem do resíduo de gesso fragmentado.

4.2.2 Moagem

O processo de moagem do resíduo de gesso constou da fragmentação e do

armazenamento, em “bags”, do material (Figura 4.4), que foi moído em um moinho de martelos

(Figura 4.5-a), e posteriormente armazenado em recipientes fechados (Figura 4.5-b), em ambiente

de laboratório, aguardando a calcinação.



102

Figura 4.4 – Processo de moagem do resíduo: (a) fragmentação e (b) armazenamento.

Figura 4.5 – Processo de moagem do resíduo: (a) moagem e (b) armazenamento.

O equipamento utilizado para a moagem do resíduo foi o triturador do tipo moinho de

martelos fabricado pela TRAPP, modelo TRF-300, com potência de 30 CV, tensão de 220/380 V

e frequência de 60 Hz, capaz de produzir 75 kg de material para reciclagem por hora. O sistema

de peneiras do equipamento foi regulado para produzir um resíduo moído com módulo de finura

inferior a 1,10, de forma a atender à especificação granulométrica de gesso fino da NBR 13.207

(ABNT, 1994).

4.2.3 Calcinação

A revisão bibliográfica indica que a obtenção do gesso do tipo β ocorre em função da

reação de transformação do sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O) em sulfato de cálcio

hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O).



103

A obtenção do hemi-hidrato do tipo β depende das condições de calcinação do di-

hidrato, cujo ambiente deve apresentar uma pressão de vapor de água inferior a 1 atm e um

intervalo de temperatura entre 140 ⁰C e 200 ⁰C. Adicionalmente a essas condições, é relevante

considerar que a reação de desidratação do di-hidrato é um processo de transporte com difusão de

calor e massa, sendo necessário que o material a ser desidratado permaneça na estufa por tempo

suficiente para que as reações se processem e o material adquira as características desejadas

(JOHN; CINCOTTO, 2007; MOISSET, 1997).

Nesse sentido, o presente estudo adotou para análise das condições de calcinação do

resíduo de gesso, as temperaturas de 120 ºC, 150 ºC e 200 ºC e os tempos de permanência de 1 h,

2 h, 5 h, 8 h, 16 h e 24 h. Os materiais reciclados, gerados em cada uma das condições em estudo,

receberam as denominações apresentadas no Quadro 4.1.

Quadro 4.1 – Denominação dos materiais reciclados gerado na definição do processo de

reciclagem.

Denominação Condições de reciclagem

GR-120-1 gesso reciclado a 120 ⁰C por 1 hora




















104

A calcinação do resíduo do gesso moído foi processada em uma estufa para secagem,

sem circulação de ar, com temperatura regulável de 50 ⁰C a 350 ⁰C, com dispositivo na parte

superior para adaptação do termômetro digital, que permitiu a aferição da temperatura de

calcinação. A estufa proporcionou a produção de 6,5 kg de gesso reciclado por batelada.

O processo de calcinação incluiu a distribuição do resíduo de gesso moído em bandejas

metálicas, em camadas com espessura média de 1 cm e controle de massa (Figura 4.6). Após a

calcinação, o material foi resfriado à temperatura ambiente, homogeneizado, e armazenado em

recipientes fechados (Figura 4.7).

Figura 4.6– Processo de calcinação: (a) distribuição (b) calcinação em estufa.

Figura 4.7 – Processo de calcinação: (a) resfriamento e (b) armazenamento.



105

4.2.4 Homogeneização

Após a obtenção de toda a massa do gesso reciclado, com a finalidade de evitar a

heterogeneidade do material, foi executada a sua homogeneização pelo método da distribuição

longitudinal do material em pilhas, proposto por Chevron (PETERSEN, 2004). Esse método

consiste na distribuição uniforme e ininterrupta do material ao longo de uma pilha, em camadas

sucessivas e em direções alternadas (Figura 4.8).

Figura 4.8 – Homogeneização em pilha.

Fonte: ANGULO (2000).

No ambiente de laboratório, a homogeneização em pilha do gesso reciclado foi obtida

por meio do peneiramento do material distribuído em camadas de 3,00 m de comprimento (l),

0,40 m de largura (b) e 0,18 m de altura (h). A seguir, o material reciclado foi dividido em cinco

amostras, ensacadas e guardadas em local seco até a data dos ensaios de avaliação das

propriedades do material reciclado (Figura 4.9 e Figura 4.10).

Figura 4.9 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de laboratório:

(a) peneiramento e (b) formação da pilha.



106

Figura 4.10 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de laboratório:

(a) divisão das amostras e (b) armazenamento das amostras.

4.2.5 Avaliação do Processo de Reciclagem

A definição dos parâmetros do processo de reciclagem desta pesquisa levou em

consideração a avaliação (i) das propriedades físicas nos estados fresco e endurecido; e (ii) do

consumo de energia despendido no processo de reciclagem, para a geração dos gessos reciclados

em estudo.

a) Propriedades Físicas e Mecânicas Avaliadas

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas para os gessos reciclados, nos estados

fresco e endurecido, foram o espalhamento por meio do método do mini-slump descrito no item

4.6.2 (MUNHOZ, 2008), o tempo de pega com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT,

1991b) e a resistência à compressão axial aos 7 dias de idade com base nas recomendações da

NBR 12.129 (ABNT, 1991c).

As pastas de gesso avaliadas foram produzidas com relação a/g de 0,7 em massa, e a

cura dos corpos de prova foi realizada em ambiente de laboratório, visando simular as condições

de produção dos componentes de gesso para a construção civil.

Nesta etapa foram selecionados os gessos reciclados (GR-120-8, GR-120-24, GR-150-1,

GR-200-1, GR-200-5) que apresentaram propriedades equivalentes às do gesso comercial,

tomado como referência.



107

b) Consumo de Energia

Os gessos reciclados selecionados na avaliação das propriedades físicas e mecânicas

foram avaliados também quanto ao consumo de energia despendido para a sua produção.

O consumo de energia (Et) foi determinado considerando a energia consumida na etapa

de moagem (Em) e na etapa de calcinação (Ec) do processo de reciclagem (Equação 4.1).

Equação 4.1

onde

Et – energia total consumida no processo, em Kwh

Em – energia consumida no processo de moagem, em Kwh

Ec – energia consumida no processo de calcinação, em Kwh

O consumo de energia despendido na etapa de moagem do resíduo de gesso levou em

consideração a capacidade de moagem e a potência do equipamento. E o consumo de energia

despendido na calcinação levou em consideração a capacidade de calcinação da estufa, o tempo

gasto para estabilização de cada temperatura, o tempo de permanência do resíduo de gesso no

ambiente de calcinação e a potência consumida em cada caso. A medida do consumo de energia

na etapa de calcinação foi realizada com o auxílio de um alicate amperímetro da marca Minipo,

modelo PEAK HOLD ET – 3200 A.

A análise da avaliação das propriedades físicas e mecânicas e do consumo de energia

dos gessos reciclados definiu a condição ideal de reciclagem do resíduo de gesso, que

proporcionou a geração de um gesso reciclado com reduzido consumo de energia e dotado de

propriedades físicas e mecânicas similares às do gesso comercial. As condições de calcinação do

processo de reciclagem selecionadas foram (i) a temperatura de 150 ⁰C; e (ii) o tempo de

permanência em estufa de 1 hora. As propriedades e o consumo de energia avaliados são

apresentados na Tabela 4.4.



108

Tabela 4.4 – Propriedades e consumo de energia do gesso reciclado nas condições definidas no

processo de reciclagem.

Pastas Propriedades Consumo de

Energia (kWh/kg) aglomerante a/g mini-slump

(mm) tempo de pega (min) Rc (MPa)

início fim

GC 0,7 78 13 28 4,05 1,000*

GR-150-1 0,7 - 12 25 4,19 0,814

* consumo energético para produção de gesso fornecido pelo IDHEA - Instituto para o Desenvolvimento da Habitação Ecológica (2009). Rc – resistência à compressão axial.

4.3 Ciclos Consecutivos de Reciclagem

Após a definição das condições do processo de reciclagem, foi realizada a avaliação das

características químicas, microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas do gesso

reciclado. Essas propriedades foram determinadas no material em pó, e em pastas nos estados

fresco e endurecido, conforme ilustra a Figura 4.11. O gesso reciclado avaliado nesta etapa foi

denominado gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C).

Figura 4.11 – Ilustração esquemática do programa experimental para avaliação do gesso

reciclado.

A seguir, para avaliar as alterações do gesso reciclado, quando submetido a ciclos

consecutivos de reciclagem, o GR1C passou por novos ciclos de processamento, conforme revela

a Figura 4.12.



109

Figura 4.12 – Ilustração esquemática dos ciclos de reciclagem.

Na terceira etapa, o gesso reciclado de 1⁰ ciclo foi submetido a ciclos consecutivos de

reciclagem, gerando novos materiais reciclados: (i) o gesso reciclado de 2⁰ ciclo – GR2C; (ii) o

gesso reciclado de 3⁰ ciclo – GR3C; (iii) o gesso reciclado de 4⁰ ciclo – GR4C; e o (iv) o gesso

reciclado de 5⁰ ciclo – GR5C. Foram selecionados para a avaliação o GR1C, o GR3C e o GR5C.

Os materiais foram avaliados em pó e em pastas, no estado fresco e no estado

endurecido, conforme determinado nos itens 4.6.1 a 4.6.4.

4.4 Utilização de Aditivos Superplastificantes

Esta etapa do programa experimental foi destinada à avaliação das alterações nas

propriedades da pasta do gesso reciclado (GR1C), quando produzidas com a adição de aditivos

superplastificantes, conforme ilustração esquemática revelada na Figura 4.13.



110

Figura 4.13 – Ilustração esquemática do uso de superplastificante em gesso reciclado.

O programa experimental constou (i) da definição do teor de aditivo superplastificante; e

(ii) da avaliação das características microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas das

pastas de gesso reciclado (GR1C) produzidas com a adição do teor adotado de superplastificante.

O teor do aditivo plastificante foi definido por meio da avaliação dos valores do

espalhamento fornecido pelo método do mini-slump e dos valores de dureza superficial e

resistência à compressão axial aos 1 e 7 dias de idade, com base nas recomendações da NBR

12.129 (ABNT, 1991c), para pastas produzidas com 1%, 1,5%, 1,75%, 2,0% e 2,2% do aditivo,

em massa. O valor adotado para o teor do superplastificante foi o referente à pasta que apresentou

um espalhamento (71,23 mm) permitindo o uso na produção de componentes, com menor perda

de resistência à compressão.

Após a definição do teor de aditivo, o material foi avaliado no estado fresco e no estado

endurecido, conforme determinado nos itens 4.6.2 e 4.6.3. A microestrutura, no estado

endurecido, foi avaliada por meio da técnica de observação direta da microscopia eletrônica de

varredura.

4.5 Misturas Experimentais

As misturas experimentais foram constituídas de pastas produzidas com o gesso

comercial e os gessos reciclados, para avaliar as propriedades físicas, mecânicas e

microestruturais, nos estados fresco e endurecido.



111

4.5.1 Pastas para Produção de Resíduos

As pastas para produção dos resíduos de gesso foram obtidas, em laboratório, por meio

da hidratação total do gesso comercial e dos gessos reciclados.

A mistura homogeneizada foi disposta em fôrmas retangulares (0,50 x 0,50 m), tendo

produzido placas de placas de gesso com 1 cm de espessura, que, após o endurecimento, foram

fragmentadas e armazenadas em “bags”, constituindo o resíduo de gesso a ser reciclado.

4.5.2 Pastas de Referência

As pastas de referência foram produzidas pela mistura homogênea do gesso comercial e

da água, com relações água/gesso (a/g) de 0,7 e 0,8, em massa. Sua composição é apresentada do

Quadro 4.2.

Quadro 4.2 – Composição das pastas de referência.

Pasta Aglomerante Relação água/gesso

GC07 GC 0,7

GC08 GC 0,8

As misturas foram preparadas por meio do polvilhamento do gesso sobre a água, durante

1 minuto, deixado em repouso durante 2 minutos. Em seguida, o material foi homogeneizado,

manualmente, de forma contínua durante 1 minuto, desfazendo os grumos e eliminando o ar

aprisionado, conforme recomendações da NBR 12.129 (ABNT, 1991c).

4.5.3 Pastas de Gesso Reciclado

As pastas de gesso reciclado foram compostas pela mistura homogênea de gesso

reciclado e água, com relações água/gesso (a/g) de 0,7 e 0,8, em massa, e pela mistura

homogênea de gesso reciclado, aditivo superplastificante e água, com relação água/gesso (a/g) de

0,7. Sua composição é apresentada nos Quadros 4.3 e 4.4, em conformidade com a etapa do

projeto experimental em que foram utilizadas.



112

Quadro 4.3 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizadas nos ciclos consecutivos de

reciclagem.

Pasta Aglomerante Relação água/gesso

GR1C07 GR1C 0,7

GR3C07 GR3C 0,7

GR5C08 GR5C 0,8

Quadro 4.4 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizados no estudo do uso de

superplastificante.

Pasta Aglomerante Relação água/gesso Teor de aditivo (%)

GR1C07-1,0%G GR1C 0,7 1,00

GR1C07-1,5%G GR1C 0,7 1,50

GR1C07-1,75%G GR1C 0,7 1,75

GR1C07-2,0%G GR1C 0,7 2,00

GR1C07-2,2%G GR1C 0,7 2,20

As pastas de gesso reciclado foram preparadas por meio do polvilhamento do gesso

reciclado sobre a água, com homogeneização manual e contínua, até a obtenção de uma pasta

isenta de grumos.

As pastas com aditivo foram preparadas de forma semelhante às pastas de referência. No

entanto, o aditivo foi previamente misturado à água de amassamento.

4.5.4 Moldagem e Cura dos Corpos de Prova

Os moldes foram preenchidos com as pastas, em duas camadas, de forma a evitar o

aprisionamento de ar. A compactação das camadas foi efetuada por meio de pequenos impactos

de um martelo de borracha nas laterais do molde. Após 24 horas, os corpos de prova foram

retirados dos moldes e mantidos em ambiente de laboratório, com registro de temperatura e

umidade relativa (UR), até a data do ensaio. A cura em ambiente de laboratório foi selecionada

para simular o processo de secagem dos componentes de gesso da construção civil.

Foram utilizados como moldes: fôrmas cilíndricas com 50 mm de diâmetro e 100 mm de

altura – permeabilidade ao ar; fôrmas cúbicas com 50 mm de aresta – dureza e resistência à

compressão axial; e fôrmas prismáticas com dimensões de 40 x 40 x 160 mm – resistência à

tração na flexão.



113

4.6 Métodos de Ensaios

Os métodos de ensaio selecionados para avaliação do material reciclado constaram de

análises do material em pó e das pastas produzidas nos estados fresco e endurecido.

4.6.1 Ensaios do Material em Pó

Os ensaios para caracterizar o material em pó, gesso comercial e os gessos reciclados

foram os relacionados às suas propriedades físicas - a granulometria, a massa unitária, a massa

específica, a superfície específica - e às suas características químicas - os teores de água livre,

água de cristalização, óxido de cálcio e anidrido sulfúrico.

a) Granulometria

O ensaio de granulometria seguiu as prescrições da NBR 12.127 (ABNT, 1991a), em

que o material seco em estufa (40 4 ºC) foi submetido ao peneiramento mecânico sequencial,

em peneiras normatizadas com aberturas de 0,840 mm, 0,420 mm, 0,210 mm e 0,105 mm.

A massa retida do material em cada peneira foi registrada para representação gráfica

(curva granulométrica) ou em tabela (distribuição granulométrica) do percentual retido de massa

acumulada, em função da abertura das peneiras utilizadas.

b) Massa Unitária

A massa unitária (Mu) de um material é definida como a relação entre a massa não

compactada do material e o volume do recipiente que o contém.

O ensaio da Mu do material em estudo foi executado em conformidade com as

prescrições da NBR 12.127 (ABNT, 1991a), com o auxílio de um funil, por onde o material seco

em estufa (40 4 ºC) foi escoado e depositado no recipiente inferior até o seu transbordamento e

nivelamento final.

c) Massa Específica

A massa específica (ρ) de um material é definida como a massa na unidade de volume

do material.



114

O ensaio da massa específica do material em pó seguiu as prescrições da NBR NM 23

(ABNT, 2000) realizado por meio do frasco volumétrico de Le Chatelier.

d) Superfície Específica

A superfície específica de um material em pó é a determinação de sua finura por meio da

observação do tempo requerido para uma determinada quantidade de ar fluir através de uma

camada compactada de dimensões e porosidade especificadas.

Neste experimento, a superfície específica (S) do material em pó, tomou como base as

prescrições da NBR NM 76 (ABNT, 1998) – Método de Blaine.

e) Características Químicas

As características químicas, determinadas para o material em pó, foram os teores de (i)

água livre; (ii) água de cristalização; (iii) óxido de cálcio; e (iv) anidrido sulfúrico, cujos valores,

determinados em conformidade com as prescrições da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), indicam a

natureza e o grau de pureza do material.

Os ensaios de caracterização química foram realizados no Instituto de Química da

UNICAMP (Apêndice D).

4.6.2 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Fresco

Os ensaios realizados para caracterizar as pastas de gesso comercial – tomado como

referência - e as pastas de gessos reciclados no estado fresco foram a consistência, o tempo de

pega, e a evolução de temperaturas durante a hidratação.

Cumpre ressaltar que os ensaios do tempo de pega e da evolução de temperaturas

durante a hidratação foram executados simultaneamente.

a) Consistência

Nesse experimento, a consistência das pastas foi observada por meio do ensaio do mini-

slump, que mede as condições de trabalhabilidade do material por meio da sua

fluidez/plasticidade (MUNHOZ, 2008). É um ensaio relativamente rápido e de simples execução.

Os equipamentos necessários são (i) um molde tronco-cônico, aberto nas duas extremidades, com

diâmetro inferior de 40 mm, diâmetro superior de 20 mm e altura de 60 mm; e (ii) uma placa de



115

vidro com dimensões de 500 mm x 700 mm e 5 mm de espessura, colocada sobre uma folha de

papel milimetrado, indicando o centro da placa (Figura 4.14).

Figura 4.14 – Equipamento utilizado para medir o espalhamento das pastas por meio do ensaio do

mini-slump.

O molde tronco-cônico é posicionado sobre o vidro no centro dos eixos traçados no

papel milimetrado (Figura 4.15a) e preenchido com a pasta a ser ensaiada. O material excedente é

removido com o auxílio de uma espátula. Após 60 segundos, o molde tronco-cônico é retirado

verticalmente, com movimento lento, resultando no escoamento da pasta sobre a placa de vidro

(Figura 4.15b). A seguir, são tomadas duas medidas ortogonais, demarcadas no papel

milimetrado, as quais expressam o espalhamento do material (Figura 4.15b). A consistência da

mistura é a média das duas leituras, em milímetros (MUNHOZ, 2008).

As condições para realização do ensaio foram controladas, com temperatura de 24 ºC

2 ºC e umidade relativa de 60%.

Figura 4.15– Ensaio do mini-slump: (a) posicionado do molde tronco-cônico e (b) espalhamento

da pasta.



116

b) Tempo de Pega

O tempo de pega do gesso é o intervalo de tempo necessário para que a pasta se

solidifique. Indica a velocidade da reação de hidratação do material (CINCOTTO; AGOPYAN;

FLORINDO, 1988b).

A determinação do tempo de pega do gesso é prescrita pela NBR 12.128 (ABNT,

1991b). Os tempos avaliados são o de início e o de fim de pega. Os resultados são expressos em

minutos e segundos, contados a partir da mistura do gesso com a água até o instante em que a

agulha do aparelho de Vicat estacione a 1 mm da base do equipamento – início de pega -, e até o

instante em que a agulha não deixe impressões na superfície das pastas – fim de pega.

c) Cinética de Temperaturas

A evolução da hidratação das pastas de gesso pode ser analisada por meio de ensaios

calorimétricos que fornecem informações sobre o incremento da temperatura ao longo do tempo.

Neste experimento utilizou-se um equipamento em condições pseudoadiabáticas, similar

ao utilizado por Antunes (1999), Carvalho, et al. (2008) e Hincapié e Cincotto (1997), constituído

por um recipiente de isopor, que proporciona o isolamento do material do ambiente externo; por

um copo de isopor com tampa, com capacidade de 120 mL, que contém a pasta a ser analisada; e

por um conjunto de três termopares, conectados a um datalogger, em que se registra o

incremento da temperatura ao longo do tempo (Figura 4.16). O isolamento do material do

ambiente interno é proporcionado pelo preenchimento dos espaços vazios do recipiente com

espuma de poliuretano expansivo.

As pastas submetidas ao experimento foram vertidas no copo de isopor imediatamente

após a homogeneização, em seguida inseridos os termopares conectados ao datalogger, que

registrou os acréscimos da temperatura ao longo do tempo. Os dados registrados foram

representados graficamente por uma curva expressa em Temperatura x tempo.



117

Figura 4.16 – Ilustração esquemática do calorímetro pseudoadiabático.

O datalogger utilizado é o modelo TESTO, modelo Testo 177-T3, com três canais de

leitura e com registro de temperaturas médias de -40 ºC a +70 ºC. Os termopares utilizados para a

medição das temperaturas foram os Testo TP tipo K de ponta de imersão flexível.

4.6.3 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Endurecido

Os ensaios realizados para caracterizar as pastas de gesso comercial – considerada como

referência - e as pastas de gessos reciclados no estado endurecido foram a permeabilidade ao ar, a

dureza superficial, a resistência à compressão axial e a resistência à tração na flexão. Para simular

o processo de secagem dos componentes de gesso para a construção civil, a cura dos corpos de

prova foi realizada em ambiente de laboratório.

a) Permeabilidade ao Ar

O ensaio de permeabilidade ao ar das pastas no estado endurecido teve como objetivo a

avaliação da porosidade interna do material.

A permeabilidade ao ar é determinada com base na metodologia desenvolvida por

Thenoz (1964), expressa pela Equação 4.2, e consiste em medir o tempo necessário para que o

líquido contido em um tubo capilar se desloque de uma altura ho até ht (MASSAT; BIGAS;

OLLIVER, 1995).



118

Equação 4.2

onde

K – permeabilidade ao ar, em m2

– viscosidade do ar, em Pa.s

s – seção do tubo capilar, em mm2

l – altura do corpo de prova, em m

S – seção do corpo de prova, em mm2

ρ – massa específica da água, em kg/m3

g – aceleração da gravidade, em m/s2

t – tempo, em s

h0 – altura inicial do nível de água, em m

ht – altura final do nível de água, em m

O ensaio usou um equipamento denominado Permeâmetro, proposto por Massat, Bigas e

Olliver (1995) e utilizado por Bardella e Camarini (2003) e Milito (2001) em estudos de pastas de

gesso e gesso/cimento (Figura 4.17).

Figura 4.17 – Ilustração esquemática do Permeâmetro.

Fonte: BARDELLA; CAMARINI (2003).

No ensaio foram utilizados 3 corpos de prova cilíndricos, com 50 mm de diâmetro e 100

mm de altura. Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados conforme item 4.5.4,

sendo mantidos em ambiente de laboratório, até 48 h anteriores à data do ensaio, com 7 e 28 dias

de idade.



119

As amostras submetidas ao ensaio de permeabilidade ao ar foram extraídas do terço

médio do corpo de prova, submetidas a um jato de ar para remoção das impurezas, sendo a seguir

submetidas à secagem em estufa à temperatura de 50 C (Figura 4.18). Na estufa, as amostras

permaneceram por 24 horas até a constância de massa.

Figura 4.18 – Preparo das amostras para ensaio de permeabilidade ao ar.

Resfriadas em dessecador até a temperatura ambiente, as amostras foram

impermeabilizadas lateralmente com uma película de resina acrílica, tendo sido, então, mantidas

no dessecador até o momento do ensaio.

Após a instalação da amostra na célula de permeabilidade, o sistema foi submetido a

pressão, por meio da válvula reguladora de ar, o que fez que o líquido manométrico (água) se

elevasse acima do nível h0, marcado na régua graduada. A seguir, a válvula reguladora foi

liberada, de modo a manter o fluxo de água em comportamento linear entre os níveis h0 e ht.

O procedimento deste ensaio estabelece a relação ln (ho/ht) = 1, e se faz necessário

adotar uma altura inicial de leitura h0 = 40 cm e altura final ht = 14,7 cm, a partir do nível de água

do recipiente, que deve permanecer constante durante todo o ensaio.

O tempo, t, necessário ao cálculo da permeabilidade ao ar, foi registrado nos instantes

em que o nível de água, em movimento descendente, alcançou os níveis h0 e ht, marcados na

régua graduada.

Foram considerados, neste ensaio, os seguintes valores: s = 26,42 mm2; ρ = 1.000 kg/m

3;

g = 9,81 m/s2.

b) Dureza Superficial

Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados com as pastas de gesso

conforme item 4.5.4. A dureza superficial das pastas de gesso foi determinada em conformidade



120

com as prescrições da NBR 12.129 (ABNT, 1991c), utilizando uma máquina de ensaio fabricada

pela SOILTEST, modelo VERSA TESTER, com capacidade de 15 toneladas força.

O cálculo foi efetuado pela medida da profundidade de impressão de uma esfera de aço

duro com diâmetro de 10,4 mm 0,5 mm, sob uma carga de 500 N, sobre três faces de um corpo

de prova cúbico com 50 mm de aresta. Para cada série foi tomada a média aritmética das

profundidades obtidas em 6 corpos de prova.

c) Resistência à Compressão Axial


produzidas conforme item 4.5.4. A resistência à compressão axial, das pastas de gesso no estado

endurecido, foi determinada em conformidade com as prescrições da NBR 12.129 (ABNT,

1991c), utilizando uma máquina de ensaio modelo VERSA TESTER, com capacidade de 15

toneladas força. Para cada tipo de mistura foram moldados 6 corpo de prova cúbico com 50 mm

de aresta.

d) Resistência à Tração na Flexão


produzidas conforme item 4.5.4. O ensaio tomou como base o método recomendado pela NBR

13.279 (ABNT, 2005b), utilizando uma máquina de ensaios modelo VERSA TESTER, com

capacidade de até 15 toneladas força, dotado de um anel dinanométrico, com conversões para a

leitura das pequenas cargas e dispositivo de carga composto por 2 roletes de aço com 50 mm de

comprimento e 10 mm de diâmetro (apoios) e 1 rolete de aço com 45 mm de comprimento e 10

mm de diâmetro (aplicação de carga), conforme ilustrado na Figura 4.19. Para cada tipo de

mistura foram moldados 6 corpo de prova prismáticos.

Figura 4.19 – Dispositivo para o ensaio de tração na flexão.



121

4.6.4 Técnicas de Estudos Microestruturais

As análises realizadas para caracterização microestrutural dos materiais em estudo foram

a microscopia eletrônica de varredura (MEV), a análise termogravimétrica e sua derivada

(TGA/DTGA) e a difração de raios-X (DRX).

a) Microscopia Eletrônica de Varredura

As amostras destinadas à observação no microscópio eletrônico de varredura (MEV)

foram fragmentadas em peças com área de aproximadamente 1 cm2, para o material hidratado, ou

na forma de pó para o material anidro. As amostras foram observadas em triplicatas.

As amostras em pó foram pulverizadas sobre a fita de carbono e metalizadas com uma

fina camada de ouro.

O material fragmentado foi fixado na fita de carbono, com as demais faces metalizadas

com uma fina camada de ouro. As imagens observadas no MEV foram obtidas por meio de

elétrons secundários, e por meio do sistema de microanálise química de energia dispersiva, EDS

(Energy Dispersive Spectroscopy), foi possível determinar a composição química, de forma

qualitativa e semiquantitativa das amostras.

Os equipamentos utilizados para preparo e observação das amostras foram o Metalizador

BAL-TEC, SCD-050 e o Microscópio Eletrônico de Varredura JEOL – JSM – 5900 LV, com

analisador de espectroscopia dispersiva em energia de raios-X. Os ensaios foram realizados no

Laboratório Nacional de Luz Síncontron, LNLS.

As observações no MEV permitiram a identificação morfológica, o arranjo dos cristais e

a natureza química dos elementos constituintes do material.

b) Difração de Raios-X

As análises de Difração de raios-X foram executadas no difratômetro de raios-X,

Shimadzu – XRD 7000, do Instituto de Química da UNICAMP (Anexo 2), na faixa de 10⁰ (2θ) a

90⁰ (2θ), 2⁰/min (Apêndice E), em amostras do material em pó, conservadas em recipientes

fechados até a data do ensaio. Os difratogramas de DRX analisados permitiram a identificação

dos principais constituintes cristalinos dos materiais.



122

c) Análises Térmicas

As análises térmicas efetuadas neste experimento foram a termogravimetria (TGA) e sua

derivada (DTGA), com ensaios em amostras do material em pó mantidas em recipientes fechados

até a data do ensaio.

Os termogramas do GC, GR1C, GR3C e GR5C foram obtidos no detector Shimadzu

(TGA-50), em atmosfera de nitrogênio, com uma taxa de aquecimento de 10 ⁰C/min, realizados

no Laboratório da Faculdade de Química da UNICAMP (Apêndice C). Os resultados obtidos, nas

curvas termogravimétricas (TGA) e sua derivada (DTGA) permitiram obter a composição dos

materiais analisados.

4.7 Tratamento de Dados

Os dados obtidos nos ensaios foram, inicialmente, tratados estatisticamente pelos

critérios estabelecidos pelas Normas Brasileiras para cada propriedade estudada. A seguir foram

tratados estatisticamente por meio da análise de variância - ANOVA, utilizando o programa

Statgraphics Plus 4.1, cuja diferença significativa entre os grupos analisados utilizou o teste de

variação múltipla, fundamentado no método de menor diferença significativa de Fisher (LSD -

least significant difference), considerando 95% de confiança.


O Capítulo de materiais e métodos selecionou como materiais a serem utilizados na

pesquisa o gesso comercial de fundição, o aditivo superplastificante a base de policarboxilato e a

água fornecida pelo sistema público de abastecimento.

O programa experimental foi constituído das etapas de definição do processo de

reciclagem; da obtenção de gesso reciclado submetido a ciclos de reciclagem consecutivos; do

uso de aditivo superplastificante em gesso reciclado.

A definição do processo de reciclagem selecionou a temperatura (T) e o tempo de

permanência (t) do resíduo de gesso em estufa, considerando ótima a temperatura de 150 ºC e o

temo de permanência de 1 hora.



123

A avaliação das propriedades dos gessos reciclados utilizou os métodos de ensaios

realizados no material em pó – granulometria, massa unitária, massa específica, superfície

específica e caracterização química; em pastas no estado fresco – mini-slump, tempo de pega e

evolução da temperatura de hidratação; em pastas no estado endurecido – permeabilidade ao ar;

durza superficial, resistência à compressão axial e resistência à tração na flexão; e técnicas

microestruturais - microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e análises

termogravimétricas.



124

125

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Este capítulo apresenta os resultados dos estudos desenvolvidos ao longo do programa

experimental. Inicialmente, são apresentados os resultados da definição do processo de

reciclagem; segue-se a avaliação das características, e das propriedades dos gessos reciclados

submetidos a ciclos consecutivos de reciclagem; e da influência da adição de superplastificantes

nas pastas de gesso reciclado.

5.1 Definição do Processo de Reciclagem

Nesta etapa foi definida a temperatura e o tempo de calcinação do processo de

reciclagem que produziu um material reciclado com desempenho físico e mecânico, e consumo

de energia compatível com o gesso comercial.

5.1.1 Gesso Comercial - GC

O gesso comercial (GC) teve as suas características químicas e propriedades físicas

avaliadas no capítulo 4, item 4.1.1.

A análise do GC tomou como parâmetros os limites das propriedades físicas do material

determinadas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) e as relatadas na literatura.

Quanto às propriedades físicas avaliadas, o GC apresentou granulometria (MF = 0,06;

φmax = 0,210 mm) e massa unitária (Mu = 746,230 kg/m3) compatíveis com os limites

determinados pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (Mu > 700 kg/m3 e MF < 1,10) para um gesso de

construção com granulometria fina.


Capítulo 5 – Resultados e Discussão

126

Quanto à massa específica, ρ = 2.600 kg/m3, foi possível afirmar que o valor é

compatível com os encontrados por Cincotto, Agopyan e Florindo (1988b) – (2.570 kg/m3). E

apresentou, para a superfície específica, o valor de S = 623,524 m2/kg.

O gesso comercial foi hidratado, resultando no produto que foi moído para obtenção do

resíduo de gesso, material básico para o prosseguimento desta pesquisa.

5.1.2 Resíduo de Gesso Comercial - RGC

O resíduo de gesso comercial (RGC), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) à

granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico -

φmax); (ii) à massa unitária – Mu; (iii) à massa específica – ρ; e (iv) à superfície específica – S,

cujos valores médios tratados estatisticamente (Apêndice B) são apresentados nas Tabelas 5.1 e

5.3 e na Figura 5.1.

Tabela 5.1 – Granulometria do resíduo de gesso comercial – percentuais de massa retida.

Peneiras Valores médios

% retida % retida acumulada

# 0,840 mm 0,32 0,32

# 0,420 mm 2,24 2,55

# 0,210 mm 12,58 15,12

# 0,105 mm 9,54 24,66

fundo 75,34 100,00

Figura 5.1 – Curva granulométrica do resíduo de gesso comercial.

0

20

40

60

80

100

Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840

% r

et. a

cum

.


Curva Granulométrica - RGC



127

Tabela 5.2 – Propriedades físicas do RGC em pó – valores médios.

Materiais Propriedades

MF φmax (mm) Mu (kg/m3) ρ (kg/m

3) S (m

2/kg)

RGC 0,43 0,420 470,65 2.300 547,361

Quanto às propriedades físicas avaliadas, o RGC apresentou granulometria - MF = 0,43

e φmax = 0,420 mm; massa unitária - Mu = 470,65 kg/m3; massa específica - ρ = 2.300 kg/m

3 e

superfície específica, S = 547,361 cm2/g.

A análise do RGC teve como objetivo a caracterização do material a ser calcinado, visto

que as propriedades avaliadas são características do tipo de processo de moagem adotado, com

exceção do valor da massa específica, cujo valor de 2.300 kg/m3 é corroborado por Angelleri,

Cardoso e Santos (1982), quando relatam que o valor típico do sulfato de cálcio di-hidratado

(CaSO4·2H2O) se encontra no intervalo de 2.300 kg/m3 a 2.370 kg/m

3.

Ao analisar o MF do RGC, foi possível verificar que o valor encontra-se em

conformidade com o limite especificado pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (MF < 1,10) para a

produção de um gesso reciclado com granulometria fina.

Esse resíduo foi submetido ao processo de calcinação, sob diferentes condições

(temperatura - T e tempo de permanência -t), para a obtenção de diversos tipos de gessos

reciclados.

5.1.3 Obtenção do Gesso Reciclado - GR

Os gessos reciclados (GR) selecionados para o estudo foram os obtidos nas temperaturas

de 120 ºC, 150 ºC e 200 ºC, com tempos de permanência de 1 h, 2 h, 5 h, 8 h, 16 h e 24 h.

5.1.4 Avaliação das Pastas no Estado Fresco

As propriedades físicas e mecânicas foram avaliadas e analisadas em pastas produzidas

com os gessos reciclados no estado fresco, com relação água/gesso de 0,7, em massa, tomando

como referência os valores obtidos para as propriedades da pasta produzida com o gesso

comercial.



128

Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas: GC07, GR07-120-5, GR07-

120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16,

GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-

200-24. Não foi possível a homogeneização das pastas: GR07-120-1, GR07-120-2 e GR07-120-

5. Isso ocorreu porque elas endureceram imediatamente após a mistura com água.

As propriedades físicas avaliadas e analisadas para as pastas no estado fresco foram a

consistência pelo método do mini-slump e o tempo de início e fim pega, medido pelo aparelho de

Vicat.

a) Consistência – Mini-Slump

A pasta de gesso comercial (GC07) apresentou um espalhamento médio de 78 mm,

compatível com os valores relatados na literatura por Cavalcanti (2006) e Munhoz (2008) para

pastas de gesso destinadas à produção de componentes para a construção civil.

Nas pastas de gesso reciclado, não foi possível obter o espalhamento, devido à redução

da fluidez, que foi tão minimizada que não permitiu o preenchimento do molde para a realização

do ensaio.

b) Tempo de Pega

Os resultados para os tempos de pega das pastas de gesso comercial e reciclado são

apresentados na Tabela 5.3 e nas Figuras 5.2 e 5.3. Foram realizadas uma determinação para cada

pasta.

Figura 5.2 – Curvas do tempo de pega das pastas de gesso comercial e de gessos reciclados à

temperatura de 120 ºC.



129

Tabela 5.3 – Tempo de pega para as pastas de gesso comercial e gessos reciclados com relação

água/gesso de 0,7, em massa.

Pastas Tempos de pega (min)

Início de pega (ti) Fim de pega (tf) Δt - (tf – ti)

GC07 13 28 15

GR07-120-5 6 18 12

GR07-120-8 10 22 12

GR07-120-24 14 26 12

GR07-150-1 12 25 13

GR07-150-2 20 37 17

GR07-150-5 23 43 10

GR07-150-8 23 48 15

GR07-150-16 21 40 19

GR07-150-24 21 39 18

GR07-200-1 12 28 16

GR07-200-2 11 30 19

GR07-200-5 13 26 13

GR07-200-8 6 17 11

GR07-200-16 14 29 15

GR07-200-24 10 24 14

Figura 5.3 – Curvas do tempo de pega das pastas de gessos reciclados à temperatura de 150 ºC e

de gessos reciclados à temperatura de 200 ºC.

A pasta de GC07 apresentou o valor de 13 minutos para o tempo de início de pega e de

28 minutos para o tempo de fim de pega. Enquanto que as pastas de gesso reciclado GR07-120 ºC

apresentaram o tempo de início de pega variando entre 6 e 14 minutos, e o tempo de fim de pega

variando entre 18 e 26 minutos; as pastas de gesso reciclado GR07-150 tiveram o tempo de início



130

de pega variando entre 12 e 23 minutos, e o tempo de fim de pega variando entre 25 e 48

minutos; e para as pastas de gesso reciclado GR07-200 o tempo de início de pega variou entre 6 e

14 minutos, e o tempo de fim de pega entre 17 e 30 minutos.

Os intervalos - Δt entre o início e o fim de pega dos gessos reciclados apresentaram

valores compatíveis com o gesso comercial. Entretanto, as pastas GR07-120-5 e GR07-200-8

apresentaram valores bem menores para o início do tempo de pega (6 min), o que compromete a

utilização na produção de componentes.

As pastas que apresentaram comportamento para tempos de pega mais próximo ao da

pasta de gesso comercial (GC07) foram GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-200-1,

GR07-200-5 e GR07-200-24.

5.1.5 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido

A propriedade mecânica avaliada e analisada foi a resistência à compressão axial (Rc),

aos 7 dias de idade, em pasta de gesso comercial (GC07) e em pastas de gesso reciclado (GR07-

120-5, GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-150-5, GR07-150-8,

GR07-150-16, GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-

16 e GR07-200-24).

Foram moldados 8 corpos de prova de 50x50x50 mm para avaliação da Rc da pasta de

GC07 e 3 corpos de prova de 50x50x50 mm para avaliação da Rc de cada pasta de gesso

reciclado. Os dados foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e seus valores médios são

apresentados na Tabela 5.4 e na Figura 5.4.



131

Figura 5.4 – Comportamento da resistência das pastas de gesso reciclado à compressão axial, aos

7 dias de idade em função do tempo de calcinação.

Tabela 5.4 – Resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, para as pastas de gesso

comercial e gesso reciclado.

Pastas

Compressão axial (MPa)

tempo de calcinação

1 h 2h 5h 8h 16h 24h

GR07-120 - - 4,14 4,93 - 4,69

GR07-150 4,05 3,32 4,03 3,89 3,98 4,60

GR07-200 4,47 5,35 5,09 5,38 3,64 3,58

GC07 4,19

O tratamento dos resultados mostrou que os valores de Rc da pasta de GC07, aos 7 dias

de idade, são estatisticamente iguais aos valores da Rc das pastas de gesso reciclado GR07-120-5,

GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16, GR07-150-24 e GR07-

200-1.

As pastas de gesso reciclado GR07-120-8, GR07-200-2; GR07-200-5 e GR07-200-8,

apresentaram, aos 7 dias de idade, os valores de Rc, estatisticamente maiores que o valor de Rc da

pasta de GC07.

0

1

2

3

4

5

6

7

1 h 2 h 5 h 8 h 16 h 24 h

Rc

(MP

a)

tempo permanência estufa (h)

Resistência à Compressão Axial aos 7 dias de idade

GC07 - refer

GR07-120

GR07-150

GR07-200



132

5.1.6 Consumo Energético

Os gessos selecionados para a avaliação do consumo energético foram os que

apresentaram, no estado fresco, os tempos de pega mais próximos ao da referência (GC07) e, no

estado endurecido, a Rc, aos 7 dias de idade,os que apresentaram, estatisticamente igual ou

superior aos valores encontrados para a pasta de GC07.

Nesse sentido, foram selecionados para o estudo do consumo energético os gessos

reciclados: GR-120-8, GR-120-24, GR-150-1, GR-200-1 e GR-200-5.

O consumo energético despendido na etapa de moagem do processo de reciclagem levou

em consideração a capacidade de moagem (75 kg/h) e a potência do equipamento (22,065 kW),

resultando em um consumo energético de 0,294 kWh/kg de material moído.

A etapa de calcinação teve o consumo energético calculado para cada tipo de gesso

reciclado produzido, considerando a capacidade de calcinação do equipamento (6,5 kg/batelada),

o tempo gasto para estabilização em cada temperatura, o tempo de permanência do material na

estufa e a potência consumida em cada caso. A energia total consumida no processo é apontada

na Tabela 5.5.

Entre os gessos reciclados em estudo, o GR-150-1 e o GR-200-1 foram os que

apresentaram menores consumos de energia para sua produção, bem como registraram, valores

para tempo de pega e resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, compatíveis com o

gesso comercial.

Nesse sentido, objetivando viabilizar a produção de um gesso reciclado com baixo

consumo energético, o estudo permitiu selecionar para o processo de reciclagem a temperatura de

150 ºC e um tempo de permanência de 1 hora para a geração do gesso reciclado.

Tabela 5.5 – Consumo energético para a produção dos gessos reciclados.

Materiais Consumo energético (kWh/kg)

moagem calcinação total

GR-120-8 0,294 1,224 1,518

GR-120-24 0,294 3,303 3,597

GR-150-1 0,294 0,520 0,814

GR-200-1 0,294 0,765 1,059

GR-200-5 0,294 1,747 2,041



133

5.2 Avaliação das Características e Propriedades do Gesso Reciclado

Definido o processo de reciclagem, deu-se início à reciclagem dos resíduos de gesso,

produzidos em laboratório. A referência para essa etapa experimental foi o mesmo gesso

comercial empregado para definir o processo de reciclagem, cujas características e propriedades

são descritas a seguir.

5.2.1 Gesso Comercial - GC

O gesso comercial (GC) foi avaliado quanto às suas características e propriedades do na

forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado endurecido.

5.2.1.1 Avaliação do Material em Pó

O gesso comercial (GC), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às propriedades físicas;

(ii) às características químicas e; (iii) às características microestruturais por meio da análise

termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por observação direta no

microscópio eletrônico de varredura (MEV).

a) Propriedades Físicas e Características Químicas

As propriedades físicas avaliadas para o gesso comercial (GC) foram: (i) a

granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico -

φmax); (ii) a massa unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.

Os valores das propriedades físicas e características químicas avaliados para o GC são

apresentados no capítulo 4, item 4.1.1.

b) Difração de raios-X - DRX

As fases cristalinas identificadas foram: (i) sulfato de cálcio hemi-hidratado

(CaSO4·0,5H2O); (ii) sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O); e (iii) sulfato de cálcio anidro

(CaSO4). O difratograma do GC é apresentado na Figura 5.5 e no Apêndice E.



134

Figura 5.5 – Difratograma do GC.

A análise do difratograma mostrou que o GC apresentou uma alta incidência de hemi-

hidratos e uma pequena incidência de di-hidratos e anidritas.

c) Análises Térmicas – TGA/DTGA

A técnica de análise térmica utilizada neste estudo foi a termogravimetria e sua derivada

(TGA/DTGA). Por meio das perdas de massa registradas nas curvas da análise térmica, foi

possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os teores de

água livre, de di-hidrato e de hemi-hidrato, presente no GC.

O resultado da TGA/DTGA é apresentado na Figura 5.6; as perdas de massa e os teores

de di-hidratos (D) e hemi-hidratos (H), presentes no material em estudo, encontram-se nas

Tabelas 5.6 e 5.7; e o cálculo no Apêndice C.

Tabela 5.6 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas TGA/DTGA do GC.

Materiais Perdas de massa (%)

Água livre Materiais voláteis Carbono fixo Cinzas

GC 1,561 5,856 1,138 91,445

Tabela 5.7 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC.

Materiais

Teores (%)

Di-hidrato (CaSO4.2H2O)

Hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O)

outros

GC 0,00 94,45 5,55



135

Figura 5.6 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC.

A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 3 picos (A, B e C),

que representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GC, descritas a seguir:

(i) o pico “A”, presente no termograma do GC a 44,39 ºC, representa a perda de massa do

material, relativa à reação da liberação da água livre, cujo teor está exposto na Tabela 5.6;

(ii) o pico “B”, presente no termograma do GC, a 158,14 ºC, representa a perda de massa do

material, relativa à reação da liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,

cujo teor é mostrado na Tabela 5.6 como materiais voláteis;

(iii) o pico “C”, presente no termograma do GC, a 688,78 ºC, representa a perda de massa do

material, relativa à reação da liberação do carbono presente no material, cujo teor é

apresentado na Tabela 5.6.

Por meio da perda de massa registrada no pico “B”, foi possível determinar os teores de

hemi-hidrato (CaSO4·0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4·2H2O) presentes no GC, conforme revela a

Tabela 5.7. Os valores apresentados para o GC são compatíveis com os teores encontrados em

gesso comercial do tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO,

2007).



136

d) Características Microestruturais Observadas ao MEV

A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiu a observação

morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GC, conforme

mostra a Figura 5.7.

Figura 5.7 – Micrografias do GC nas ampliaçãos de 1.000x e 2.500x.

A observação das micrografias mostrou que o GC é formado por um aglomerado de

microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, podendo apresentar comprimentos

maiores que 20 µm e menores que 10 µm. Há presença de falhas e fraturas nos cristais, sendo

morfologicamente semelhantes àqueles descritos por Lewry e Williamson (1994a) para gesso do

tipo β.

5.2.1.2 Avaliação das Pastas no Estado Fresco

Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas de gesso comercial produzidas

com relação água/gesso de 0,7 em massa (GC07) e com relação água/gesso de 0,8 em massa

(GC08).

As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo

espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e fim de pega, medido

pelo aparelho de Vicat, com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT, 1991b); e (iii) a

cinética da temperatura, em condições pseudoadiabática.



137


A pasta de GC07 apresentou um espalhamento médio de 78 mm e a pasta de GC08

apresentou um espalhamento médio de 106,40 mm, compatíveis para uso em componentes.

b) Tempo de Pega

Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de GC07 e GC08 são na Tabela


Tabela 5.8 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GC08.


Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf - ti)

GC07 18 30 12

GC08 25 37 12

Figura 5.8 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GC08.

Os dados relativos aos tempos de pega das pastas de GC07 e GC08 mostraram aumento

nos tempos de início e fim de pega das pastas de GC08, em relação à pasta de GC07.


Os valores resultantes do ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as

pastas de GC07 e GC08 são revelados na Tabela 5.9 e na Figura 5.9.

0

10

20

30

40

50

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49

pen

etra

ção

(m

m)

tempo (min)

Tempo de Pega - GC07 e GC08

GC07

GC08



138

Tabela 5.9 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.

Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética

(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)

GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7

11 44 33

GC08 16 23 43,5 20,5 0,5

8 49 41

T – temperatura t – tempo de ocorrência

Figura 5.9 – Curva de elevação de temperatura das pastas GC07 e GC08.

Os dados do ensaio calorimétrico, exposto na Figura 5.9 e na Tabela 5.9, foram

analisados em função do comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3],

conforme modelo teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf

(2007) (Cap. 2 – 2.5.2). Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o

tempo necessário para alcançar a temperatura máxima e a atividade cinética da pasta de GC08 em

relação à pasta de GC07, conforme indicações a seguir:



139

(i) aumento do período de indução de 12 min (GC07) para 16 min (GC08);

(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 44 min (GC07) para

49 min (GC08); e

(iii) redução na atividade cinética nas reações de transformação de 0,7 ºC/min (GC07) para 0,5

ºC/min (GC08).

A análise dos dados relativos ao desenvolvimento da temperatura mostrou que a pasta de GC08

apresentou uma atividade cinética menor que a pasta de GC07, conforme pode ser observado pelo

deslocamento à direita das curvas apresentadas na Figura 5.9.

5.2.1.2.1 Análise das pastas GC07 e GC08 no estado fresco

A comparação entre as propriedades das pastas de GC07 e GC08 no estado fresco

possibilitou afirmar que ocorreu: (i) aumento da fluidez do material; (ii) redução do tempo de

pega e (iii) redução da atividade cinética da pasta de GC08 em relação à pasta de GC07.

O resultado encontrado está em conformidade com o relatado na literatura; o aumento da

relação a/g proporciona, durante o período de hidratação da pasta, a presença de uma solução

com menor concentração de íons de Ca2+

e SO42-

, o que reduz a atividade cinética das reações de

hidratação; retarda a formação dos centros de nucleação e o fechamento tridimensional da

estrutura, devido ao maior distanciamento entre os produtos hidratados da pasta; e,

consequentemente, aumenta o tempo de início e fim de pega do material (KARNI; KARNI, 1995;

LEWRY; WILLIAMSON, 1994a; SING; MIDDENDORF, 2007).

5.2.1.3 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido

Os materiais avaliados no estado endurecido foram as pastas de gesso comercial

produzidas com relação água/gesso de 0,7 em massa (GC07) e com relação água/gesso de 0,8 em

massa (GC08).

A análise das pastas foi executada por meio da avaliação das propriedades físicas e

mecânicas da permeabilidade ao ar (K); (ii) da dureza superficial (D); (iii) da resistência à

compressão axial (Rc); (iv) da resistência à tração na flexão (Rf); e (v) das características

microestruturais observadas ao MEV.



140

a) Permeabilidade ao Ar - K

Os resultados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GC07 e de GC08 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.10 e na

Figura 5.10.

Tabela 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08.

Pastas Idade

7 dias 28 dias

GC07 7,5329 x 10-14

9,3773 x 10-14

GC08 21,2586 x 10-14

26,2773 x 10-14

Figura 5.10 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e GC08.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento das pastas

em estudo para a permeabilidade ao ar – K:

(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC07 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias;

(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC08 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias; e

(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC08 aumentou para as idades de 7 e 28 dias, em

relação aos valores da pasta de GC07.

Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento na permeabilidade ao ar para as

pastas de GC08, em relação à pasta de GC07.

0,0E+00

5,0E-14

1,0E-13

1,5E-13

2,0E-13

2,5E-13

3,0E-13

7 dias 28 dias

K (

mm

²)

tempo (dias)

Evolução de K no Tempo

GC07

GC08



141

b) Dureza Superficial - D

Os resultados obtidos para a dureza superficial, D, das pastas de GC07 e de GC08 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apontados na Tabela 5.11 e na

Figura 5.11.

Tabela 5.11 - Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.

Pastas Idade

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias

GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21

Figura 5.11 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e GC08.

Os resultados tratados estatisticamente revelaram o seguinte comportamento das pastas,

em estudo para a dureza superficial – D:

(i) a dureza superficial - D da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras idades (1 a 3

dias); aumentou até os 28 dias de idade; e permaneceu constante até a idade de 91 dias;

(ii) a dureza superficial - D da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeiras idades (1, 3

e 7 dias); aumentou até os 28 dias de idade; e diminuiu até a idade de 91 dias; e

(iii) a dureza superficial - D da pasta de GC08, em relação à D da pasta de GC07, não sofreu

alteração na idade de 1 dia e menores nas demais idades.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que a dureza superficial das pastas de

GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.

0

5

10

15

20

25


Du

reza

(M

pa)

tempo (dias)

Evolução de D no Tempo

GC07

GC08



142

c) Resistência à Compressão Axial - Rc

Os resultados para a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GC07 e de GC08

foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela


Tabela 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08.

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50

Figura 5.12 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07 e GC08.

Os resultados das pastas, tratados estatisticamente, revelaram o seguinte comportamento

para a resistência à compressão axial – Rc.

(i) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras

idades (1 a 3 dias) e aumentou até a idade de 91 dias;

(ii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeiras

idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 91 dias; e

(iii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC08, em relação à Rc da pasta de GC07,

foi menor nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que à compressão axial das pastas de

GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.

0

2

4

6

8

10


Rc

(MP

a)

tempo (dias)

Evolução da Rc no Tempo

GC07

GC08



143

d) Resistência à Tração na Flexão – Rf

A resistência à tração na flexão - Rf, das pastas de GC07 e de GC08, teve seus dados

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão apresentados na Tabela 5.13 e

na Figura 5.13.

Tabela 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96

Figura 5.13 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07 e GC08.

As pastas apresentaram o seguinte comportamento para a resistência à tração na flexão –

Rf .

(i) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras

idades (1 a 3 dias); diminuiu aos 7 dias de idade; aumentou até os 28 dias de idade; e

permaneceu constante até a idade de 91 dias;

(ii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeira

idades (1, 3 e 7 dias) e aumentou até a idade de 91 dias; e

(iii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC08, em relação à Rf da pasta de GC07,

foi menor nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que a resistência à tração na flexão das

pastas de GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.

0

1

2

3

4


Rf

(MP

a)

tempo (dias)

Evolução de Rf no Tempo

GC07

GC08



144

e) Características Microestruturais Observadas ao MEV

As características microestruturais das pastas de GC07 e GC08, registradas por

observação ao MEV, em diferentes ampliações, permitiram identificar: a morfologia dos cristais;

o arranjo microestrutural (Figuras 5.14 e 5.15) e a composição química semiquantitativa do

material (Figura 5.17).

Figura 5.14 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação 1000x.

Figura 5.15 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação 2000x.

As Figuras 5.14 e 5.15 mostram as morfologias dos cristais das pastas de GC07 e de

GC08 (CaSO4·2H2O) em diferentes ampliações. Os cristais presentes nas pastas possuem forma

acicular/alongada e em placas, crescem radialmente em forma de tufos; as superfície das faces de

alguns cristais mantêm contato direto entre si e há cristais que se entrelaçam.



145

As morfologias observadas nas micrografias das pastas de GC07 e GC08 encontram-se

em conformidade com as descritas por Hansen (1930) e Cunnigham, Dunham e Antes (1952), e

registradas por Lewry e Williamson (1994b) e Singh e Middendorf (2007) como ilustra a Figura

5.16.

Figura 5.16 – Morfologia típica das pastas de gesso tipo β – CaSO4.2H2O observadas no MEV

por: (a) Lewry e Williamson (1994b); (b) Singh e Middendorf (2007).

A observação das micrografias apresentadas nas Figuras 5.14 e 5.15 das pastas de GC07

e GC08 permitiu concluir que a pasta de GC08 apresentou um arranjo cristalino mais aberto, com

maior presença de vazios, formado por cristais aciculares com um grau de entrelaçamento

visualmente menor que o da pasta de GC07.

As pastas de GC07 e GC08 foi avaliada pela análise química semiquantitativa obtida

pelo EDS (Figura 5.17), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do

material, que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a

composição química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).

Lewry e Williamson (1994b) relatam que a microestrutura da pasta de gesso endurecida

influencia as propriedades físicas e mecânicas das pastas de gesso endurecidas, em particular,

pela porosidade e pela forma de entrelaçamento dos cristais. A redução da porosidade e um maior

entrelaçamento são os responsáveis pelo aumento da resistência mecânica do material.



146

Figura 5.17 – Diagrama obtido por EDS das pastas GC07 e GC08.

5.2.1.3.1 Análise das pastas GC07 e GC08 no estado endurecido

Os resultados avaliados e analisados para as propriedades físicas e mecânicas das pastas

de GC07 e de GC08, no estado endurecido, mostraram que a K das pastas de GC08 aumentou,

em relação aos valores encontrados para as pastas de GC07, o que corrobora a alteração

observada na microestrutura da pasta e a redução nas demais resistências físicas e mecânicas - S,

Rc e Rf -, conforme também é relatado por Yu e Brouwers (2011).



147

5.2.2 Gesso de Primeira Reciclagem Reciclagem – GR1C

A partir do GC foram produzidos os resíduos de gesso que serviram de matéria-prima

para a reciclagem. Este resíduo, ao ser reciclado, gerou o GR1C, cuja análise do material contou

com a avaliação das características e propriedades do material na forma em pó, em pastas no

estado fresco e em pastas no estado endurecido, tomando como referência o gesso comercial

(GC).


O gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às

propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais, por

meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por

observação direta no microscópio eletrônico de varredura (MEV).

a) Propriedades Físicas

As propriedades físicas avaliadas para o gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C)

foram: (i) a granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo

característico - φmax); (ii) a massa unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície

específica – S.

Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR1C e o GC de referência são

estão nas Tabelas 5.14 e 5.15 e na Figura 5.18.

Tabelas 5.14 – Percentuais de massa retidas nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC e do

GR1C, em pó – valores médios.

Peneiras GC - média GR1C – média

% retida % retida acum. % retida % retida acum.

# 0,840 mm 0,00 0,00 0,40 0,40

# 0,420 mm 0,00 0,00 1,81 2,21

# 0,210 mm 0,62 0,62 11,14 13,35

# 0,105 mm 4,66 5,28 8,33 21,68

fundo 94,72 100,00 78,32 100,00



148

Figura 5.18 – Curva Granulométrica do GC e do GR1C.

Tabela 5.15 – Propriedades físicas do GC e do GR1C, em pó – valores médios.



3) S (m

2/kg)

GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524

GR1C 0,38 0,420 429,37 2.550 634,457

Os dados tratados estatisticamente revelaram que: (i) os valores da massa específica (ρ)

e da superfície específica (S) do GR1C e do GC são estatisticamente iguais; (ii) os valores da

massa unitária (Mu) do GR1C é menor que o valor do GC; e (iii) os valores de módulo de finura

(MF) e diâmetro máximo característico (φmax) do GR1C são maiores que os valores do GC,

indicando a obtenção de um material com característica granulométrica mais grossa que a

referência.

As propriedades físicas analisadas, em conformidade com os limites especificados pela

NBR 13.207 (ABNT, 1994), mostraram que o GR1C atende à especificação de granulometria

para o gesso fino de construção (MF < 1,10) e apresentou um valor, para massa unitária (Mu)

inferior ao especificado (Mu > 700 kg/m3).

b) Características Químicas

As características químicas avaliadas para o gesso reciclado (GR1C) foram: (i) o teor de

água livre; (ii) o teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO) e; (iv) o teor

de anidrido sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT,

1991d), cujos valores são apresentados na Tabela 5.16.

0

20

40

60

80

100

Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840

% r

et. a

cum

.


Curvas Granulométicas - GC e GR1C

GC

GR1C



149

Tabela 5.16 – Características químicas do GC e GR1C.

Materiais Teores (%)

Água livre Água cristalização CaO SO3

GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)

GR1C 0,85 (± 0,09) 2,96 (± 0,22) 39,0 (± 0,5) 49,4 (± 2,0)

As características químicas analisadas, em conformidade com os limites especificados

pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), mostraram que o GR1C e o GC atendem às especificações do

teor de água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançaram os limites do

teor água de cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).

c) Difração de raios-X - DRX

O gesso reciclado (GR1C) foi avaliado por DRX identificando as fases cristalinas: (i) de

sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado

(CaSO4·2H2O) e; (iii) de sulfato de cálcio anidro (CaSO4). O difratograma do GR1C é

apresentado na Figura 5.19 e no Apêndice E.

A análise dos difratogramas mostrou que o GR1C e o GC apresentaram uma alta

incidência de hemi-hidratados e uma pequena incidência de di-hidratos e anidritas. Ao analisar os

dois difratogramas, foi possível observar uma maior incidência de di-hidratos no GR1C, em

relação ao GC.

d) Análises Térmicas – TG/DTG



possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os valores do

teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato presentes no GC e no GR1C.

Os resultados estão na Figura 5.20; as perdas de massa e os teores de di-hidratos (D) e

hemi-hidratos (H) presentes nos materiais em estudo, nas Tabelas 5.17 e 5.18; e o cálculo no

Apêndice C.

A análise das curvas termogravimétricas permitiu identificar 3 picos (A, B e C) que

representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GC e no GR1C, descritas a

seguir:



150

Figura 5.19 – Difratograma do GC e do GR1C.

Tabela 5.17 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR1C.



GC 1,561 5,856 1,138 91,445

GR1C - 7,914 - -

Tabela 5.18 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR1C.

Materiais

Teores (%)



outros

GC 0,00 94,45 5,55

GR1C 10,92 89,08 0,63



151

Figura 5.20 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC e do GR1C.

(i) o pico “A”, presente no termograma do GC a 44,39 ºC, representa a perda de massa do

material relativa à reação de liberação da água livre, cujo teor é revelado na Tabela 5.17. O

GR1C não apresentou esta transformação;

(ii) o pico “B” presente no termograma do GC, a 158,14 ºC, e do GR1C, a 124,71 ºC,

representa a perda de massa do material relativa à reação de liberação da água de

cristalização dos produtos hidratados, cujo teor é apresentado na Tabela 5.17 como

materiais voláteis; e



152

(iii) o pico “C”, presente no termograma do GC, a 688,78 ºC, e do GR1C, a 650,33 ºC,

representa a perda de massa do material relativa à reação da liberação do carbono presente

no material, cujo teor a Tabela 5.17 revela.


hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4.2H2O) presentes no GC e no GR1C, como

mostra a Tabela 5.18. O GR1C contém um teor de di-hidrato maior que o GC, entretanto

compatível com os teores encontrados em gesso comercial do tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN;

FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007).



morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) dos GC e GR1C,

como apresentam as Figuras 5.21 e 5.22.

Figura 5.21 – Micrografias do GC nas ampliações de 1.000x e 2.500x.



153

Figura 5.22 – Micrografias do GR1C nas ampliações de 1.000x e 3.000x.

A observação das micrografias mostra que o GC e o GR1C são formados por um

aglomerado de microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, podendo apresentar

comprimentos maiores que 20 µm e menores que 10 µm, com falhas e fraturas nos cristais. É

possível afirmar que o GR1C e o GC são formados por cristais morfologicamente semelhantes e,

segundo Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β.

A análise das propriedades do GR1C revelou que o material reciclado possui

características químicas e microestruturais semelhantes ao GC. Difere do GC pela presença de di-

hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição conforme resultados obtidos por DRX e TGA/DTGA.


Foram avaliadas no estado fresco foram as pastas de gesso comercial (GC07) e de gesso

reciclado de primeiro ciclo (GR1C07), produzidas com relação água/gesso de 0,7 em massa.


espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e de fim pega, medido

pelo aparelho de Vicat, com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT, 1991b); e (iii) a

cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.


A pasta de gesso comercial (GC07) apresentou um espalhamento médio de 78 mm e a

pasta de GR1C não apresentou espalhamento.



154

b) Tempo de Pega

Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de gesso comercial e reciclados

são apresentados na Tabela 5.19 e na Figura 5.23.

Tabela 5.19 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GR1C07.



GC07 18 30 12

GR1C07 12 25 13

Figura 5.23 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07.

Os dados para os tempos de pega das pastas de GC07 e GR1C07 mostraram redução nos

tempos de início e fim de pega das pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.


Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as

pastas de GC07 e GR1C07, são revelados na Tabela 5.20 e na Figura 5.24.

Os dados do ensaio calorimétrico, representados na Figura 5.20, foram analisados em

função do comportamento cinético das pastas, durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo

teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf (2007) (Cap. 2 –

2.5.2). Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário

para alcançar a temperatura máxima e, a atividade cinética da pasta de GR1C07 em relação à

pasta de GC07, conforme descrito a seguir:

(i) redução do período de indução de 12 min (GC07) para 3 min (GR1C07);

0

10

20

30

40

50

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49

pen

etra

ção

(m

m)

tempo (min)

Tempo de Pega - GC07 e GR1C07

GC07

GR1C07



155

(ii) redução do tempo necessário para alcanças a temperatura máxima de 44 min (GC07) para

22 min (GR1C07); e

(iii) aumento da atividade cinética nas reações de transformação de 0,7 ºC/min(GC07) para 1,3

ºC/min (GR1C07).

Tabela 5.20 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07.



GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7

11 44 33

GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3

2 22 22


Figura 5.24 – Curvas de elevação da temperatura das pastas de GC07 e GR1C07.



156

A análise dos dados do ensaio calorimétrico mostrou que a pasta de GR1C07 apresentou

uma atividade cinética maior que a pasta de GC07, conforme pode ser observado pelo

deslocamento à esquerda da curva apresentada na Figura 5.24.

5.2.2.2.1 Análise das pastas GC07 e GR1C07 no estado fresco

A comparação das propriedades da pasta de GR1C07 e GC07 no estado fresco

possibilitou afirmar que ocorreu: (i) redução na fluidez do material; (ii) redução no tempo de

pega; e (iii) aumento na atividade cinética, da pasta de GR1C07 em relação à pasta de GC07.

Segundo John e Cincotto (2007), a água requerida para manter a fluidez das pastas de

gesso depende da superfície específica e da distribuição granulométrica das partículas (DTP) e,

em geral, quanto maior a área específica, maior a quantidade de água. Ye et al. (2011) relatam

que a água requerida para manter a trabalhabilidade/fluidez da pasta de gesso é função DTP do

material em pó, e varia em função do diâmetro característico da partícula (finura do material) e

do coeficiente de uniformidade (tamanho da distribuição do diâmetro).

Em geral, o aumento do diâmetro característico reduz a quantidade da água de

amassamento, e o aumento do coeficiente de uniformidade aumenta a quantidade de água

requerida. Entretanto, pequenas modificações na DTP, em relação ao coeficiente de

uniformidade, podem reduzir a fluidez das pastas, mesmo quando os materiais possuírem a

mesma superfície específica (YE et al., 2011).

No presente estudo, o GR1C apresentou mesma superfície específica e granulometria

mais grossa que o GC, o que não justifica a redução de fluidez apresentada pela pasta de GR1C07

em relação à pasta de GC07. Entretanto, os ensaios não permitiram avaliar os parâmetros da

DTP. Em virtude da perda de fluidez da pasta de GR107, supõe-se que a diferença entre o

comportamento das pastas de GR1C07 e GC07 esteja relacionada a possíveis alterações na DTP,

que influenciam no empacotamento do material em pó, cujo reflexo pode ser percebido na

redução do valor da Mu.

A redução do tempo de pega e o aumento da cinética das reações estão relacionados com

o teor das frações e da reatividade dos seus constituintes: - anidrita III > hemi-hidrato > anidrita

II > anidrita I, bem como a presença de impurezas como a gipsita não calcinada – sulfato de

cálcio di-hidratado -, que atua como núcleo de cristalização, aumentando a cinética das reações



157

de hidratação e a pega do material (GMOUH et al.,2003; JOHN; CINCOTTO, 2007; LEWRY;

WILLIAMSON, 1994 b; SONG et al., 2010).

O GR1C, embora similar ao GC, apresentou como um de seus constituintes o sulfato de

cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), em teores maiores que os presentes no GC, conforme

registrado na análise de DRX e TGA/DTGA, o que justifica a redução do tempo de pega e o

aumento da cinética apresentada pelas pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.


Os materiais avaliados no estado endurecido foram as pastas de gesso comercial (GC07)

e de gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C07), produzidas com relação água/gesso de 0,7, em

massa.

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas foram a permeabilidade ao ar (K); (ii) a

dureza superficial (D); (iii) a resistência à compressão axial (Rc); (iv) a resistência à tração na

flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observadas ao MEV.


Os resultados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR1C07 e de GC07 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.21 e

Figura 5.25.

Figura 5.25 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e GR1C07.

0,00E+00

1,00E-14

2,00E-14

3,00E-14

4,00E-14

5,00E-14

6,00E-14

7,00E-14

8,00E-14

9,00E-14

1,00E-13

1,10E-13

7 dias 28 dias

K (

mm

²)

tempo (dias)


GC07

GR1C07



158

Tabela 5.21 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GR1C07.

Pastas Idade

7 dias 28 dias

GC07 7,5329 x 10-14

9,3773 x 10-14

GR1C07 2,17906 x 10-14

2,5258 10-14

Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento para a

permeabilidade ao ar – K:

(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC07 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias;

(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07 permaneceu constante entre as idades de 7

e 28 dias; e

(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em

relação aos valores da pasta de GC07.

Os dados tratados estatisticamente revelaram redução na permeabilidade ao ar para as

pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.


Os resultados para a dureza superficial, D, das pastas de GR1C07 e de GC07 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios constam na Tabela 5.22 e Figura

5.26.

Figura 5.26 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e GR1C07.

0

5

10

15

20

25

30

35


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07



159

Tabela 5.22 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, e GR1C07.

Pastas Idade


GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47

Os resultados tratados estatisticamente mostraram que as pastas em estudo apresentaram

o seguinte comportamento para a dureza superficial – D:

(i) a dureza superficial - D da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras idades (1 a 3

dias); aumentou até os 28 dias de idade; e permaneceu constante até a idade de 91 dias;

(ii) a dureza superficial - D da pasta de GR1C07 aumentou nas primeiras idades (1, 3 e 7 dias);

manteve constância nas idades de 3 e 7 dias; e aumentou até a idade de 91 dias; e

(iii) a dureza superficial - D da pasta de GR1C07, em relação à D da pasta de GC07, não sofreu

alteração na idade de 7 dias e aumentou a dureza nas demais idades;

Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento na dureza superficial das pastas

de GR1C07, em relação à pasta de GC07.


Os resultados encontrados para a resistência das pastas de GR1C07 e de GC07 à

compressão axial, Rc, foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são


Figura 5.27 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07 e

GR1C07.

0

2

4

6

8

10

12

14


resi

stên

cia

(MP

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07



160

Tabela 5.23 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GR1C07.

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69

Os resultados das pastas tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento

das pastas em estudo para a resistência à compressão axial – Rc.

(i) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras

idades (1 a 3 dias) e aumentou até a idade de 91 dias;

(ii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GR1C07 permaneceu constante nas

primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 91 dias; e

(iii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GR1C07, em relação à Rc da pasta de

GC07, aumentou nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento da resistência à compressão axial

das pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.


A resistência à tração na flexão, Rf, das pastas de GR1C07 e de GC07 foi tratada

estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela 5.24 e Figura

5.28.

Figura 5.28 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07 e

GR1C07.

0

1

2

3

4

5


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)

Evolução da Rf no Tempo

GC07



161

Tabela 5.24 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GR1C07.

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43

Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento das pastas

em estudo para a resistência à tração na flexão – Rf :

(i) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras

idades (1 a 3 dias); diminuiu aos 7 dias de idade; aumentou até os 28 dias de idade e

permaneceu constante até a idade de 91 dias;

(ii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GR1C07 permaneceu constante nas

primeira idades (entre 1 e 7 dias); aumentou até os 28 dias de idade e diminuiu na idade de

91 dias;

(iii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GR1C07, em relação à Rf da pasta de GC07,

não sofreu alteração na idade de 91 dias; aumentou nas idades de 1, 3, 7 e 28 dias.

Os dados tratados estatisticamente assinalaram aumento na resistência à tração na flexão

das pastas de GR1C07 em relação à pasta de GC07.


As características microestruturais das pastas de GC07 e GR1C07 foram registradas por

observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a morfologia dos cristais; o

arranjo microestrutural (Figuras 5.29 a 5.31); e a composição química semiquantitativa do

material (Figuras 5.32).

As Figuras 5.29 a 5.31 mostram as morfologias dos cristais das pastas de GC07 e de

GR1C07 (CaSO4·2H2O) em diferentes ampliações. Os cristais presentes nas pastas possuem

forma acicular/alongada e em placas, crescem radialmente em forma de tufos, alguns cristais

mantêm contato direto entre as superfícies de suas faces, e há cristais que se entrelaçam.

As morfologias observadas nas micrografias das pastas de GC07 e de GR1C07

encontram-se em conformidade com as descritas por Hansen (1930) e Cunnigham, Dunham e



162

Antes (1952), e registradas por Lewry e Williamson (1994b) e Singh e Middendorf (2007) como

ilustra a Figura 5.16.

Na análise das micrografias nas Figuras 5.29 a 5.31 das pastas de GC07 e de GR1C07

permitiu observar-se que a pasta de GR1C07 apresentou um arranjo cristalino mais fechado, com

menor presença de vazios, formado por cristais aciculares com um grau de entrelaçamento

visualmente maior que o da pasta de GC07.

A pasta de GR1C07 foi avaliada pela análise química semiquantitativa obtida pelo EDS

(Figuras 5.32), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do material,

que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a composição

química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).

Figura 5.29 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação 1000x.




163


Figura 5.32 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1C07.

A alteração do arranjo cristalino apresentado pela pasta de GR1C07, em relação à pasta

de GC07, está relacionada à presença de grãos de sulfato de cálcio di-hidratado no material em pó

(DRX e TGA/DTGA), que dependendo dos teores, modifica a cinética da hidratação da pasta,

pois os grãos atuam como centros adicionais de nucleação, acelerando o tempo de pega do

material, proporcionando à pasta endurecida uma estrutura com maior grau de entrelaçamento e

redução dos vazios na estrutura do material, conforme relatado por Gmouh et al., (2003) (Figura

5.33).

Lewry e Williamson (1994b) relatam que a microestrutura da pasta de gesso endurecida

influencia suas propriedades físicas e mecânicas, em particular pela porosidade e pela forma de

entrelaçamento dos cristais, cuja redução e maior entrelaçamento são os responsáveis pelo

aumento da resistência mecânica do material.



164

Figura 5.33 – Morfologia das pastas de gesso tipo β (a) e gesso tipo β com adição de

grãos de gipsita– CaSO4.2H2O.

Fonte: GMOUH et al., (2003).

5.2.2.3.1 Análise das pastas GC07 e GR1C07 no estado endurecido


de GC07 e de GR1C07, no estado endurecido, mostraram que a K das pastas de GR1C07 foi

reduzida em relação aos valores encontrados para as pastas de GC07, o que corrobora a alteração

na microestrutura da pasta e o acréscimo nas demais resistências físicas e mecânicas - S, Rc e Rf -,

conforme também é relatado por Yu e Brouwers (2011).

A avaliação do GR1C, gerado pelo processo de reciclagem definido no item 5.1, com

MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência em estufa de 1 h,

apresentou propriedades físicas e mecânicas melhoradas, no estado endurecido, em relação às do

GC. Entretanto, no estado fresco ocorreu a perda de trabalhabilidade necessária ao material para

aplicação em componentes para a construção civil.

A perda de trabalhabilidade/fluidez das pastas produzidas com o GR1C foi justificada

pela possível alteração na distribuição do tamanho das partículas (DTP) em relação ao GC, que,

embora apresente um MF maior que o do GC, pode possuir um coeficiente de uniformidade1 que

requeira um maior consumo de água para a homogeneização do material (YE, et al., 2011).

1 Coeficiente de uniformidade – tamanho da distribuição do grão.



165

5.2.3 Gesso de Terceira Reciclagem – GR3C

A partir do resíduo de gesso calcinado três vezes, foi gerado o gesso reciclado de

terceiro ciclo (GR3C), que foi selecionado para análise e avaliação quanto às características e

propriedades do material na forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado

endurecido, tomando como referência o GR1C e o GC.


O gesso reciclado de terceiro ciclo (GR3C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às

propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais, por

meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por



As propriedades físicas avaliadas para o GR3C foram: (i) a granulometria (curva

granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico - φmax); (ii) a massa

unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.

Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR3C e suas referências (GR1C e

GC) são apresentados nas Tabelas 5.25 e 5.26 e na Figura 5.34.

Tabelas 5.25 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC, do

GR1C, e do GR3C em pó – valores médios.

Peneiras GC CR1C GR3C

% retida ∑ % retida % retida ∑ % retida % retida ∑ % retida

# 0,840 mm 0,00 0,00 0,40 0,40 0,05 0,05

# 0,420 mm 0,00 0,00 1,81 2,21 2,39 2,44

# 0,210 mm 0,62 0,62 11,14 13,35 12,66 15,10

# 0,105 mm 4,66 5,28 8,33 21,68 8,27 23,37

fundo 94,72 100,00 78,32 100,00 76,63 100,00



166

Figura 5.34 – Curva Granulométrica do GC, do GR1C e do GR3C.

Tabela 5.26 – Propriedades físicas do GC, GR1C e do GR3C, em pó – valores médios.



3) S (m

2/kg)

GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524

GR1C 0,38 0,420 429,37 2.550 634,457

GR3C 0,41 0,420 384,54 2.550 626,623


do GR3C, do GR1C e do GC são estatisticamente iguais; (ii) os valores da superfície específica

do GR3C, do GR1C e do GC são estatisticamente iguais (S); (iii) os valores da massa unitária

(Mu) do GR3C é menor que o do GR1C e menor que o valor do GC – GR3C < GR1C < GC e (iv)

os valores de módulo de finura (MF) e diâmetro máximo característico (φmax) do GR3C são iguais

aos do GR1C e são maiores que os valores do GC, indicando a obtenção de um material com

característica granulométrica iguais ao do GR1C, o que era intencional.

As propriedades físicas analisadas, em conformidade com os limites especificados pela

NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR3C atende à especificação de granulometria para

o gesso fino de construção (MF < 1,10) e apresentou um valor, para massa unitária (Mu) inferior

ao especificado (Mu > 700 kg/m3).

0

20

40

60

80

100

Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840

% r

et. a

cum

.


Curvas Granulométicas - GC, GR1C e GR3C

GC

GR1C

GR3C



167


As características químicas avaliadas para o GR3C foram: (i) o teor de água livre; (ii) o

teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO) e (iv) o teor de anidrido

sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), cujos

valores são apresentados na Tabela 5.27.

Tabela 5.27 – Características químicas do GC, GR1C e GR3C.



GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)

GR1C 0,85 (± 0,09) 2,96 (± 0,22) 39,0 (± 0,5) 49,4 (± 2,0)

GR3C 1,03 (± 0,09) 1,91 (± 0,23) 39,3 (± 1,1) 47,0 (± 1,3)


pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR3C atende às especificações do teor de

água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançaram os limites do teor água

de cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).


O GR3C foi avaliado por DRX identificando as fases cristalinas: (i) de sulfato de cálcio

hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O) e (iii) de

sulfato de cálcio anidro (CaSO4).

O resultado do difratograma é apresentado na Figura 5.35. A análise mostrou que o

GR3C apresentou uma alta incidência de hemi-hidratatos e uma pequena incidência de di-

hidratos e anidritas.

Ao comparar o difratograma do GR3C com os difratogramas do GR1C e GC foi

possível observar a ausência da incidência de raios referentes aos di-hidratos presentes no GR1C

e a semelhança com as incidências dos raios presentes no GC.



168

Figura 5.35 – Difratogramas dos GC, GR1C e GR3C.



169

d) Análises Térmicas – TGA/DTGA




teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato, presentes no GR3C.

Os resultados são apresentados na Figura 5.36. As perdas de massa e os teores de di-

hidratos (D) e hemi-hidratos (H), presentes nos materiais em estudo nas Tabelas 5.28 e 5.29, e o

cálculo no Apêndice C.

Figura 5.36 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR3C.

Tabela 5.28 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas TGA/DTGA do GC,

do GR1C e do GR3C.



GC 1,561 5,856 1,138 91,445

GR1C - 7,914 - -

GR3C 1,267 6,091 1,108 91,534



170

Tabela 5.29 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC, no GR1C e no GR3C.

Materiais

Teores (%)



Outros

GC 0,00 94,45 5,55

GR1C 10,92 89,08 0,63

GR3C 0,00 98,24 1,76

A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 3 picos (A, B e C)

que representam as transformações térmicas, significativas, ocorridas no GR3C, que são descritas

a seguir:

(i) o pico “A” presente no termograma do GR3C, a 42,39 ºC representa a perda de massa do

material relativa à reação de liberação da água livre, cujo teor é apresentado na Tabela 5.28;

(ii) o pico “B” presente no termograma do GR3C, a 153,34 ºC representa a perda de massa do

material relativa à reação de liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,

cujo teor é apresentado na Tabela 5.28 como materiais voláteis; e

(iii) o pico “C” presente no termograma do GR3C, a 647,77 ºC, representa a perda de massa do

material relativa à reação da liberação do carbono presente no material, cujo teor é



hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4.2H2O) presentes no GR3C, conforme

demonstra a Tabela 5.29. Os valores revelados são compatíveis com os teores encontrados em

gesso comercial do tipo β, similares aos do GC e diferem do GR1C pela ausência de di-hidratos

(CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007).


A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV), permitiu a observação

morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GR3C (Figura

5.37).

A observação das micrografias mostra que o GR3C são formados por um aglomerado de

microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, falhas e fraturas, semelhantes aos



171

descritos por Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β e semelhantes aos do GR1C

e do GC (Figuras 5.7 e 5.21).

A análise das propriedades do GR3C mostrou que o material reciclado apresenta

características químicas e microestruturais semelhantes ao GR1C e ao GC, diferindo do. GR1C

pela ausência de di-hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição (DRX e TGA/DTGA).



O material avaliado no estado fresco foi a pasta de GR3C07, produzida com relação

água/gesso de 0,7 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GR1C07 e

GC07.



pelo aparelho de Vicat; e (iii) a cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.


A pasta de GR3C07 não apresentou espalhamento pelo método do mini-slump,

mostrando o mesmo comportamento da pasta de GR1C07, porém com maior dificuldade de

homogeneização, sendo necessário empregar mais energia na mistura e na moldagem dos corpos

de prova.



172

b) Tempo de Pega

Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de GR3C07, GR1C07 e GC07


Tabela 5.30 – Tempo de pega para as pastas de GC07, GR1C07 e GR3C.


Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf – ti)

GC07 18 30 12

GR1C07 12 25 13

GR3C07 6 12 6

Figura 5.38 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07.

Os dados para os tempos de pega das pastas de GR3C07 mostraram redução nos tempos

de início e fim de pega das pastas de GR3C07 em relação à pasta de GR1C07 e GC07, bem como

reduziu o tempo necessário para o seu endurecimento.

c) Cinética de Temperatura

Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em meio pseudo-adiabático, para a pasta de

GR3C são revelados na Tabela 5.31 e na Figura 5.39.

0

10

20

30

40

50

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49

pen

etra

ção

(m

m)

tempo (min)

Tempo de Pega - GC07, GR1C07 e GR3C07

GC07

GR1C07

GR3C07



173

Figura 5.39 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C.

Tabela 5.31 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07.



GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7

11 44 33

GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3

2 22 22

GR3C07 4 27,6 53,6 26,0 1,3

3 23 20




174

Os dados obtidos no ensaio calorimétrico foram analisados em função comportamento

cinético, da pasta de GR3C desenvolvidos durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo


2.5.2).

Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário

para alcançar a temperatura máxima e a atividade cinética da pasta de GR3C07 em relação à

pasta de GR1C07, conforme os itens a seguir:

(i) aumento do período de indução de 3 min (GR1C) para 4 min (GR3C);

(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 22 min (GR1C) para

23 min (GR3C);

(iii) mesma atividade cinética nas reações de transformação da ordem de 1,3 ºC/min para as

duas pastas.

A análise dos dados, referente ao desenvolvimento do calor de hidratação, mostrou que a

pasta de GR3C07 apresentou mesma atividade cinética que a pasta de GR1C07, conforme pode

ser observado nas curvas apresentadas na Figura 5.39. As diferenças no tempo de indução e no

tempo para alcançar a temperatura máxima não são significativas, de forma que é possível

afirmar que as pastas de GR3C07 e GR1C07 apresentaram o mesmo comportamento cinético.

5.3.2.1 Análise das pastas GC07, GR1C07 e GR3C07 no estado fresco

Quando analisada, em conjunto, as propriedades avaliadas para a pasta de GR3C07, no

estado fresco, foi possível afirmar que a pasta de GR3C07 e a pasta de GR1C07 apresentaram: (i)

mesma fluidez; (ii) mesmo comportamento cinético e (iii) redução no tempo de pega da pasta de

GR3C07 em relação à pasta de GR1C07.

Segundo John e Cincotto (2007) e Karni e Karni (1995), a pega e o endurecimento das

pastas de gesso dependem de fatores como a presença de impurezas, a fração de seus

constituintes, a finura e a forma dos grãos, a relação água/gesso, a temperatura da água de

amassamento, a velocidade e o tempo de mistura e a presença de aditivos.

As pastas de GR3C07 e GR1C07 foram produzidas sem aditivos, com mesma relação

a/g, com mesma temperatura da água de amassamento, tendo sido necessário, entretanto,

empregar mais energia na mistura da pasta de GR3C07 para promover a sua homogeneização.



175

Isso indica que a pasta produzida com o GR3C necessitava de uma relação a/g maior que 0,7 para

manter a velocidade e o tempo de mistura utilizado na produção da pasta de GR1C07.

Essa necessidade está relacionada às características químicas e físicas do GR3C. Entre

as características e propriedades avaliadas do material em pó, a única alteração que justifica o

comportamento da pasta é a redução da Mu, indicando uma provável alteração na DTP e seus

efeitos sobre o material no estado fresco (YE et al.,2011).


O material avaliado no estado endurecido foi a pasta de GR3C07, produzida com relação

água/gesso de 0,7 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GR1C07 e

GC07.

As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a permeabilidade ao ar (K); (ii) a


flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observados na MEV.


Os resultados encontrados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR3C07, de

GR1C07 e de GC07 foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são


Tabela 5.32 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR3C07.

Pastas Idade

7 dias 28 dias

GC07 7,5329 x 10-14

9,3773 x 10-14

GR1C07 2,17906 x 10-14

2,5258 x 10-14

GR3C07 2,1505 x 10-14

2,66353 x 10-14



176

Figura 5.40 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07 e

GR31C07.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR3C07 apresentou o

seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:

(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 permaneceu constante entre as idades de 7

e 28 dias;

(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 permaneceu constante para as idades de 7 e

28 dias, em relação à pasta de GR1C07; e

(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em

relação à pasta de GC07.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que não houve redução na permeabilidade

ao ar para as pastas de GR3C07, em relação à pasta de GR1C07.


Os resultados encontrados para a dureza superficial, D, da pasta de GR3C07 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são indicados na Tabela 5.33 e na

Figura 5.41.

0,00E+00 1,00E-14 2,00E-14 3,00E-14 4,00E-14 5,00E-14 6,00E-14 7,00E-14 8,00E-14 9,00E-14 1,00E-13 1,10E-13

7 dias 28 dias

K (

mm

²)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR3C07



177

Tabela 5.33 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.

Pastas Idade


GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47

GR3C07 17,39 12,43 12,77 30,25 15,84

Figura 5.41 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07.


seguinte comportamento para a dureza superficial – D:

(i) a dureza superficial - D das pastas GR3CO7 diminuiu a dureza nas primeiras idades (3 e 7

dias); permaneceu constante entre as idades de 3 e 7 dias; aumentou entre as idades de 7 e

28 dias; diminuiu na idade de 91 dias;

(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR3C07 em relação ao GR1C07 aumentou nas

idades de 1 e 28 dias, diminuiu nas idades de 3 e 91 dias e permaneceu constante na idade

de 7 dias; e

(iii) a dureza superficial - D das pastas de GR3C07 em relação ao GC07 não sofreu alteração na

idade de 7 dias, aumentou nas idades de 1, 3 e 28 dias e diminuiu na idade de 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de D,

nas pastas de GR3C07, com os valores de D nas pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor

desempenho do que as pastas de GC07.

0

5

10

15

20

25

30

35


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR3C07



178


Os resultados encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, da pasta de GR3C07

foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão apresentados na Tabela


Tabela 5.34 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69

GR3C07 5,44 5,45 5,61 12,45 10,49

Figura 5.42 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07, GR1C07

e GR3C07.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR3C07, apresentou o

seguinte comportamento para a resistência à compressão axial – Rc.

(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR3CO7 permaneceu constante nas primeiras

idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias;

(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR3C07, em relação ao GR1C07 não sofreu

alteração na idade de 7 dias, diminuiu nas idades de 1, 3 e 91 dias de idade e aumentou na idade

de 28 dias; e

(iii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR3C07, em relação ao GC07 aumentou nas

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.

0

2

4

6

8

10

12

14


resi

stên

cia

(MP

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR3C07



179

Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de Rc

das pastas de GR3C07 com os valores de Rc das pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor

desempenho do que as pastas de GC07.


Os resultados da resistência à tração na flexão, Rf, da pasta de GR3C07 foram tratados

estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são indicados na Tabela 5.35 e na Figura

5.43.

Tabela 5.35 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43

GR3C07 3,06 2,84 2,62 4,31 4,43

Figura 5.43 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07

e GR3C07.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a resistência à tração na flexão –

Rf , na pasta de GR3C07 apresentou o seguinte comportamento:

(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR3C07 permaneceu constante nas

primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; permaneceu constante até

a idade de 91 dias;

0

1

2

3

4

5


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR3C07



180

(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR3C07, em relação ao GR1C07 não

sofreu alteração nas idades de 7 e 28 dias; aumentou nas idades de 1, 3, e 91 dias; e

(iii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR3C07, em relação ao GC07 aumentou

nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de Rf

das pastas de GR3C07 com os valores de Rf das pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor

desempenho que as pastas de GC07.


As características microestruturais da pasta de GR3C07 foram registradas por

observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a morfologia dos cristais; o

arranjo microestrutural (Figuras 5.45 a 5.47) e a composição química semiquantitativa do


As micrografias das Figuras 5.45 a 5.47 mostram que a morfologia e o arranjo

microestrutural da pasta de GR3C07 (CaSO4.2H2O) se apresentam em conformidade com o

relatado na literatura para gesso do tipo β e discutido no item 5.2.1.3.

A observação das micrografias permitiu registrar a similaridade do arranjo cristalino da

pasta de GR3C07 com o da pasta de GR1C07. Entretanto, o arranjo cristalino da pasta de

GR3C07 foi constituído por cristais aciculares, visualmente mais robustos e com menor grau de

entrelaçamento do que aqueles observados na pasta GR1C07.

Figura 5.44 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR3C07.



181

Figura 5.45 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07, ampliação 1000x.





182

A da pasta de GR3C07 foi avaliada por meio da análise química semiquantitativa obtida




5.2.3.3.1 Análise das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07 no estado endurecido

A alteração observada no arranjo cristalino do GR3C07 não alterou as propriedades

físicas e mecânicas da pasta no estado endurecido, mantendo os valores de K, entre as pastas de

GR3C07 e GR1C07 e similaridade entre os valores das demais propriedades - S, Rc e Rf - no

estado endurecido, conforme relatado por Yu e Brouwers (2011).

As eventuais diferenças entre a pasta de GR3C07 e a pasta de GR1C07 para as

propriedades físicas e mecânicas - no estado endurecido - S, Rc e Rf , podem estar relacionadas à

maior dificuldade de homogeneização da pasta (aprisionamento de ar) e ao ambiente de cura dos

corpos de prova (JOHN; CINCOTTO, 2007 e KARNI; KARNI, 1995), devido à variação da

temperatura e à umidade relativa do ar, que apresentaram valores variando de 19,1 ºC a 25,3 ºC e

54,6% a 75,6%.


MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência de 1 h, apresentou,

no estado endurecido, propriedades físicas e mecânicas da pasta similares ao GR1C e superiores,

em relação às do GC.

Entretanto, a pasta produzida com o GR3C, no estado fresco, apresentou perda de

trabalhabilidade/fluidez e redução no tempo de pega (método de Vicat), devido à redução da Mu,

proveniente de possíveis diferenças ocorridas na DTP do GR3C, em relação ao do GR1C.

5.2.4 Gesso de Quinta Reciclagem – GR5C

A partir do resíduo de gesso calcinado, cinco vezes, foi gerado o gesso reciclado de

quinto ciclo (GR5C), que, selecionado para análise, foi avaliado quanto às características e

propriedades do material na forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado

endurecido, tomando como referência o GC.



183


O gesso reciclado de quinto ciclo (GR5C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às

propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais por

meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X, e por



As propriedades físicas avaliadas para o GR5C foram: (i) a granulometria (curva

granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico - φmax); (ii) a massa

unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.

Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR5C e sua referência (GC) estão

nas Tabelas 5.36 e 5.37 e na Figura 5.48.

Tabelas 5.36 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC e do

GR5C, em pó – valores médios.

Peneiras GC CR5C

% retida ∑ % retida % retida ∑ % retida

# 0,840 mm 0,00 0,00 0,21 0,21

# 0,420 mm 0,00 0,00 1,18 1,39

# 0,210 mm 0,62 0,62 1,71 3,11

# 0,105 mm 4,66 5,28 0,75 3,86

fundo 94,72 100,00 96,14 100,00

Figura 5.48 – Curva Granulométrica do GC e do GR5C.

0

20

40

60

80

100

Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840

% r

et. a

cum

.


Curvas Granulométicas - GC e GR5C

GC

GR5C



184

Tabela 5.37 – Propriedades físicas do GC e do GR5C, em pó – valores médios.



3) S (m

2/kg)

GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524

GR5C 0,09 0,105 260,33 2.560 554,139


e da superfície específica (S) do GR5C e do GC são iguais; (ii) o valor da massa unitária (Mu) do

GR5C é menor que o do GC; (iii) os valores do módulo de finura (MF) do GR5C e do GC são

iguais; e (iv) o diâmetro máximo característico (φmax) do GR5C é menor que do GC, indicando

que se obteve um material com característica granulométrica similar àquelas do GC.

As propriedades físicas, analisadas em conformidade com os limites especificados pela

NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR5C atende à especificação de granulometria para

o gesso fino de construção (MF < 1,10), porém apresentando massa unitária (Mu) inferior à

especificada (Mu > 700 kg/m3).


As características químicas avaliadas para o GR5C foram: (i) o teor de água livre; (ii) o

teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO); e (iv) o teor de anidrido

sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), cujos

valores são apresentados na Tabela 5.38.

Tabela 5.38 – Características químicas do GC e GR5C.



GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)

GR5C 0,89 (± 0,14) 1,39 (± 0,06) 37,4 (± 0,7) 49,8 (± 1,4)


pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), revelaram que o GR5C atende às especificações do teor de

água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançou os limites do teor água de

cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).



185


O GR5C foi avaliado por DRX, identificando as fases cristalinas: (i) de sulfato de cálcio

hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O); e (iii) de

sulfato de cálcio anidro (CaSO4).

O resultado do difratograma é demostrado na Figura 5.49 e no Apêndice E. A análise

indicou que o GR5C apresentou uma alta incidência de hemi-hidratatos e uma pequena incidência

de di-hidratos e anidritas

Figura 5.49 – Difratograma do GR5C.

Ao comparar o difratograma do GR5C com o difratograma do GC (Figura 5.5),

observou-se a semelhança da presença e incidências dos raios entre os materiais.

d) Análises Térmicas – TGA/DTGA




teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato, presentes no GR5C.

Os resultados estão demonstrados na Figura 5.50; as perdas de massa e os teores de di-

hidratos (D) e hemi-hidratos (H) presentes nos materiais em estudo, nas Tabelas 5.39 e 5.40; e o

cálculo no Apêndice C.



186

Figura 5.50 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR5C.

Tabela 5.39 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR5C.



GC 1,561 5,856 1,138 91,445

GR5C 0,00 6,573 0,619 92,808

Tabela 5.40 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR5C.

Materiais

Teores (%)



Outros

GC 0,00 94,45 5,55

GR5C 2,37 97,63 0,00

A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 2 picos (B e C) que

representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GR5C, que são descritas a

seguir:

(i) o pico “B” presente no termograma do GR5C, a 127,42 ºC, representa a perda de massa do

material relativa à reação de liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,

cujo teor é apresentado na Tabela 5.39 como materiais voláteis; e



187

(ii) o pico “C” presente no termograma do GR5C, a 640,57 ºC, representa a perda de massa do

material relativa à reação de liberação do carbono presente no material, cujo teor é



hemi-hidrato (CaSO4·0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4·2H2O) presentes no GR5C, conforme expõe

na Tabela 5.40. Esses valores são compatíveis com os teores encontrados em gesso comercial do

tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007), porém

diferem do GC pela presença de di-hidratos.



morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GR5C, como a

Figura 5.51 permite perceber.


A observação das micrografias indica que o GR5C é formado por um aglomerado de

microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, falhas e fraturas, semelhantes àquelas

descritas por Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β e semelhantes àquelas do

GC (Figuras 5.7).

A análise das propriedades do GR5C revelou que o material reciclado apresenta

características químicas, microestruturais e físicas semelhantes ao GC, porém diferindo quanto à

presença de di-hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição.



188


Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas de GC08 e de GR5C08,

produzidas com relação água/gesso de 0,8, em massa. O aumento da relação a/g teve a finalidade

de viabilizar a homogeneização da pasta do gesso reciclado.





A pasta de gesso comercial (GC08) apresentou um espalhamento médio de 106,40 mm e

a pasta de GR5C08 não apresentou espalhamento.

b) Tempo de Pega

Os resultados para os tempos de pega das pastas de GC08 e GR5C08 são indicados na

Tabela 5.41 e na Figura 5.52.

Tabela 5.41 – Tempo de pega para as pastas GC08 e GR5C08.



GC08 25 37 12

GR5C08 02 05 03


0

10

20

30

40

50

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49

pen

etra

ção

(m

m)

tempo (min)

Tempo de pega - GC08 e GR5C08

GC08

GR5C08



189

Os dados obtidos para os tempos de pega das pastas de GC08 e GR5C08 mostraram

redução nos tempos de início e fim de pega das pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08,

bem como reduziu o tempo necessário ao seu endurecimento.


Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as

pastas de GC08 e GR5C08 são apresentados na Tabela 5.42 e na Figura 5.53.


função comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo


2.5.2).

Figura 5.53 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC08 e GR5C08.



190

Tabela 5.42 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.



GC08 16 23 43,5 20,5 0,5

8 49 41

GR5C08 4 30,5 49,8 19,3 2,8

3 10 7


Nesse sentido foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário

para alcançar a temperatura máxima, e a atividade cinética da pasta de GR5C08, em relação à

pasta de GC08, como indicado a seguir:

(i) redução do período de indução de 16 min (GC08) para 4 min (GR5C08);

(ii) redução do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 49 min (GC08) para 4

min (GR5C08);

(iii) aumento na atividade cinética nas reações de transformação de 0,5 ºC/min (GC08) para 2,8

ºC/min (GR5C08).

A análise dos dados, referente ao ensaio calorimétrico, mostrou aumento na atividade

cinética da pasta de GR5C08, em relação à pasta de GC08, conforme pode ser observado pelo

deslocamento para a esquerda da curva apresentada na Figura 5.53.

5.2.4.2.1 Análise das pastas de GC08 e GR5C08 no estado fresco

Quando analisadas em conjunto, as propriedades avaliadas para a pasta de GR5C08, no

estado fresco, foi possível afirmar que ocorreu: (i) redução na fluidez do material; (ii) redução no

tempo de pega e (iii) aumento na atividade cinética, em relação à pasta de GC08.

No presente estudo, o GR5C apresentou mesma superfície específica e mesmo MF que o

GC, o que não justifica a redução de fluidez. Entretanto, a redução da Mu evidencia uma possível

alteração na DTP, o que leva à suposição de que a diferença entre o comportamento das pastas de

GR5C08 e GC08 está relacionado a essas possíveis alterações.

A redução do tempo de pega e o aumento da cinética das reações estão relacionados com

o teor das frações e da reatividade dos seus constituintes: - anidrita III > hemi-hidrato > anidrita

II > anidrita I, bem como com a presença de impurezas como a gipsita não calcinada – sulfato de



191

cálcio di-hidratado, que atua como núcleo de cristalização, acelerando a cinética das reações de

hidratação e a pega do material (GMOUH et al.,2003; JOHN; CINCOTTO, 2007; LEWRY;

WILLIAMSON, 1994 b; SONG et al., 2010).

O GR5C, embora similar ao GC, apresenta como um de seus constituintes o sulfato de

cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), em teores maiores que os presentes no GC, conforme

registrado na análise TGA/DTGA. Além disso, por meio da análise da curva calorimétrica do

GR5C08, é possível identificar a presença de anidrita III (TIDLITÁT; MEDVED; CERNÝ,

2011). A presença do di-hidrato e da anidrita III justifica a redução do tempo de pega e o

aumento da cinética apresentada pelas pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08.


O material avaliado no estado endurecido foi a pasta de GR5C08, produzida com relação

água/gesso de 0,8 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GC08.



flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observados na MEV.


Os resultados encontrados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR5C08 e de

GC08 foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na


Tabela 5.43 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC08 e GR5C08.

Pastas Idade

7 dias 28 dias

GC08 21,2586 x 10-14

26,2773 x 10-14

GR5C08 2,31456 x 10-14

2,60487 x 10-14



192

Figura 5.54 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC08 e GR5C08.


seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:

(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR5C08 permaneceu constante entre as idades de 7

e 28 dias; e

(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR5C08 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em

relação à pasta de GC08.

Os dados tratados estatisticamente mostraram redução na permeabilidade ao ar para as

pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08.

b) Dureza Superficial – D

Os resultados encontrados para a dureza superficial, D, da pasta de GR5C08 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão expressos na Tabela 5.44 e na

Figura 5.55.

Tabela 5.44 - Dureza superficial média (MPa) – GC08 e GR5C08.

Pastas Idade


GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21

GR5C08 5,88 5,70 5,82 16,14 14,03

0,00E+00

5,00E-14

1,00E-13

1,50E-13

2,00E-13

2,50E-13

3,00E-13

7 dias 28 dias

k (m

m2

)

tempo (dias)


GC08

GR5C08



193

Figura 5.55 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC08 e GR5C08.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento da pasta de

GR5C08 para a dureza superficial – D:

(i) a dureza superficial - D das pastas GR5C08 permaneceu constante nas primeiras idades (1,

3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e

(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR5C08, em relação à GC08 não sofreu alterações

nas idades de 1, 3 e 7 dias, e aumentou nas idades de 28 e 91dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que as pastas de GR5C08 apresentaram

melhor desempenho para a D que as pastas de GC08.


Os resultados para a resistência à compressão axial, Rc, da pasta de GR5C08 foram

tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.45 e na

Figura 5.56.

Tabela 5.45 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC08 e GR5C08.

Pastas Idade


GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50

GR5C08 1,84 1,90 1,71 5,90 4,87

0

5

10

15

20

25

30

35


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC08

GR5C08



194

Figura 5.56 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC08 e

GR5C08.

Os resultados tratados estatisticamente demostraram que a pasta de GR5C08, apresentou

este comportamento para a resistência à compressão axial – Rc:

(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR5C08 permaneceu constante nas primeiras

idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e

(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR5C08, em relação ao GC08 não sofreu

alteração na idade de 1, 3 e 7 dias; aumentou na idade de 28 dias; e diminuiu na idade de 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram que as pastas de GR5C08 apresentaram

melhor desempenho para a Rc do que as pastas de GC08.


A resistência à tração na flexão, Rf, da pasta de GR5C08 foi tratada estatisticamente

(Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela 5.46 e na Figura 5.57.

Tabela 5.46 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC08 e GR5C08.

Pastas Idade


GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96

GR5C08 1,63 1,13 1,30 3,55 2,12

0

2

4

6

8

10

12

14


resi

stên

cia

(MP

a)

tempo (dias)


GC08

GR5C08



195

Figura 5.57 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC08 e

GR5C08.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento da pasta de

GR5C08 para a resistência à tração na flexão – Rf :

(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR5C08 diminuiu nas primeiras idades (1, 3

e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e

(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR5C08, em relação ao GC08 não sofreu

alteração nas idades de 7 e 28 dias; aumentou na idade de 1 dia; e diminuiu nas idades de 3

e 91 dias.

Os dados tratados estatisticamente mostraram similaridade no comportamento da Rf nas

pastas de GR5C08 e na pasta de GC08, entretanto com menor desempenho daquela.

e) Características Microestruturais – MEV

As características microestruturais da pasta de GR5C08 foram registradas por meio da

observação ao MEV, em diferentes ampliações, e foram identificadas: a morfologia dos cristais; o

arranjo microestrutural (Figuras 5.58 a 5.60); e a composição química semiquantitativa do


As micrografias apresentadas nas Figuras 5.58 a 5.60 mostram que a morfologia e o

arranjo microestrutural da pasta de GR5C08 (CaSO4·2H2O) se apresentam em conformidade com

o relatado na literatura para gesso do tipo β e discutido no item 5.2.2.

A observação das micrografias permitiu registrar as alterações do arranjo microestrutural

da pasta de GR5C08 com o arranjo da pasta de GC08. A pasta de GR5C08 foi constituída por

cristais aciculares menores, mais robustos e com um menor grau de entrelaçamento que o da

0

1

2

3

4

5


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC08

GR5C08



196

pasta de GC08. É relevante registrar a presença constante de poros devido ao aprisionamento de

ar na pasta de GR5C08 (Figura 5.58).

A pasta de GR5C08 foi avaliada pela análise química semiquantitativa, obtida pelo EDS

(Figura 5.61), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do material,

que mostraram a predominância do enxofre (S) e do Cálcio (Ca), compatível com a composição

química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).

A alteração do arranjo cristalino apresentado pela pasta de CR5C08, em relação à pasta

de GC08, está relacionada à redução do tempo de pega e ao aumento da atividade cinética da

pasta de GR5C08. Contribuíram para a redução do tempo de pega e para o aumento da atividade

cinética a presença do sulfato de cálcio di-hidratado, a presença da anidrita III, e a provável

alteração na distribuição do tamanho das partículas – DTP, o que proporcionou o endurecimento

precoce da pasta.

Figura 5.58 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08, ampliação 500x.

Figura 5.59 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08 (b), ampliação 2000x.



197

Figura 5.60 – Micrografias típicas das pastas de e GR5C08, ampliação 4000x.

Figura 5.61 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR5CG08.

Segundo Lewry e Williamson (1994b), a microestrutura das pastas de gesso influencia,

diretamente, as propriedades físicas e mecânicas do material - em particular, a porosidade e a

forma de entrelaçamento dos cristais.

A Figura 5.59 mostra que a pasta de GR5C08 apresentou uma microestrutura,

visualmente mais compacta que a pasta de GC08, constituída por um arranjo cristalino com

pequeno grau de entrelaçamento.

5.2.4.3.1 Análise das pastas de GC08 e GR5C08 no estado endurecido


de GR5C08 e de GC08 mostraram que a K da pasta de GR5C08 é menor do que a K da pasta de

GC08, o que corrobora a alteração na microestrutura observada na Figura 5.59.



198

De acordo com Yu e Brouwers (2011), a redução da porosidade (K) proporciona o

aumento das resistências mecânicas da pasta. Neste estudo, as resistências mecânicas avaliadas

da pasta de GR5C05 – D, Rc e Rf, apresentaram desempenho similar aos da GC08, contrapondo-

se ao esperado, devido à grande redução de K.

A redução do desempenho das propriedades mecânicas da pasta de GR5C08 - D, Rc e Rf

- pode estar relacionada à grande dificuldade de homogeneização (aprisionamento de ar). E as

eventuais alterações nos seus valores podem ser devidas ao ambiente de cura dos corpos de prova

(JOHN; CINCOTTO, 2007 e KARNI; KARNI, 1995) - variação da temperatura e umidade

relativa do ar - que apresentaram valores variando de 22,7 ºC a 27,2 ºC e 53,0% a 76,3%,

respectivamente.


MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência de 1 h, revelou

propriedades físicas e mecânicas, no estado endurecido, similares ao GC.

Entretanto, a pasta produzida com o GR5C, no estado fresco, apresentou perda de

trabalhabilidade/fluidez e redução no tempo de pega (método de Vicat) devido à presença de di-

hidratos, anidrita III e redução da Mu, proveniente de possíveis diferenças ocorridas na DTP, do

GR5C em relação ao do GC.

5.3 Utilização de Aditivo Superplastificante

O estudo da influência do uso de superplastificante no gesso reciclado teve como

objetivo fornecer ao material a trabalhabilidade necessária à produção de componentes de gesso

para a construção civil.

Os materiais selecionados para avaliação e análise neste estudo foram o GC, o GR1C e o

aditivo superplastificante à base de policarboxilato, com teor de 21,88% de sólidos.

Inicialmente foi definido o teor de aditivo que fornecesse à pasta de gesso reciclado a

trabalhabilidade necessária à produção de componentes. A seguir foram avaliadas as

propriedades, no estado fresco e endurecido, das pastas de gesso reciclado produzidas com o teor

de aditivo definido anteriormente.



199

5.3.1 Definição do Teor de Aditivo

A definição do teor de aditivo a ser utilizado em pastas de gesso reciclado para a

produção de componentes para a construção civil foi realizada por meio da avaliação das

propriedades físicas e mecânicas das pastas no estado fresco e no estado endurecido.

As pastas selecionadas para o estudo foram as pastas de GC07, GR1C07, GR1C07-

1,0%G, GR1C07-1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.


A propriedade avaliada e analisada, no estado fresco, foi a consistência da pasta, medida

pelo espalhamento obtido pelo método do mini-slump, cujos valores médios e espalhamentos são


Tabela 5.47 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G

GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.

Pastas GC07 GR1C07 GR1C07-

1,1%G GR1C07-

1,5%G GR1C07-1,75%G

GR1C07-2,0%G

GR1C07-2,2%G

Espalhamento (mm)

78,00 0,00 49,85 71,23 70,68 76,93 78,77

Figura 5.62 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G

GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.

Os dados apresentados na Tabela 5.47 permitiram observar que as pastas de gesso

reciclado ganharam trabalhabilidade em função do acréscimo do teor de superplastificante



200

utilizado. O resultado encontra-se em conformidade com o relatado na literatura, pois segundo

Millán (1997), o superplastificante aumenta a fluidez das pastas de gesso.

O aditivo superplastificante, à base de policarboxilato, selecionado para o experimento,

promoveu para os teores em estudo, na maioria dos casos, um espalhamento inferior ao da pasta

de GC07 (78,00 mm), mas viável para a aplicação em componentes para construção, quando

utilizados teores maiores que 1,5%.


As propriedades mecânicas avaliadas e analisadas, no estado endurecido, foram (i) a

dureza superficial (D) e (ii) a resistência à compressão axial (Rc), nas idades de 1 e 7 dias.

a) Dureza Superficial - D

Os valores encontrados para a dureza superficial, D, nas pastas em estudo, são estão na


Os resultados tratados estatisticamente (Apêndice B) mostraram o seguinte

comportamento da dureza superficial – D:

(i) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para os valores de D:

aumento para o teor de 1,0%, constância para o teor de 1,5% e diminuição progressiva para

teores de 1,75%, 2,0% e 2.2% em relação à pasta de GR1C07;

(ii) as pastas de gesso reciclado, com 1 dia de idade, apresentaram para os valores de D:

aumento para os teores até 1,5% e constância para os teores de 1,75% a 2,2%, em relação à

pasta de GC07;

(iii) as pastas de gesso reciclado, com 7 dias de idade, apresentaram para os valores de D:

constância para os teores até 1,0%, 1,75% e 2,2%; aumento para o teor de 1,5%; e

diminuição para o teor de 2,0%, em relação à pasta de GR1C07; e

(iv) as pastas de gesso reciclado, com 7 dias de idade, apresentaram para os valores de D:

aumento para os teores até 1,5%; constância para os teores de 1,75% a 2,2%; e diminuição

para o teor de 2%, em relação à pasta de GC07.



201

Figura 5.63 – Evolução da dureza superficial das pastas de gesso reciclado em função do teor de

superplastificante, nas idades de 1 e 7 dias.

Tabela 5.48 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G

GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.

Pastas Idade

1 dia 7 dias

GC07 7,47 13,88

GR1C07 12,16 14,48

GR1C07-1,0%G 14,77 16,15

GR1C07-1,5%G 11,61 16,74

GR1C07-1,75%G 9,14 13,55

GR1C07-2,0%G 8,11 9,84

GR1C07-2,2%G 6,86 15,66

0

5

10

15

20

0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G

resi

stên

cia

(Mp

a)

teor de aditivo (%)

Dureza Superficial - 1 dia

GR1C07

GC07

0

5

10

15

20

0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G

resi

stên

cia

(MP

a)

teor de aditivo (%)

Dureza Superficial - 7 dias

GR1C07

GC07



202

b) Resistência à Compressão Axial - Rc

Os valores encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, das pastas em estudo,

constam da Tabela 5.49 e Figura 5.64.

Os resultados tratados estatisticamente (Apêndice B) mostraram que as pastas em estudo

apresentaram o seguinte comportamento quanto à resistência à compressão axial – Rc:

(i) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para valores de Rc:

diminuição progressiva para os teores até 1,5%; e diminuição constante até o teor de 2,2%,

em relação à pasta GR1C07;

(ii) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para valores de Rc: aumento

para os teores até 1,5%; constância para os teores de 1,75% e 2,2%; e diminuição para o

teor de 2,0%, em relação à pasta GC07;

(iii) as pastas de gesso reciclados, com 7 dias de idade, apresentaram para valores de Rc:

aumento para o teor até 1,0%; e constância até o teor de 2,2%, em relação à pasta GR1C07;

e

(iv) as pastas de gesso reciclados, com 7 dias de idade, apresentaram para valores de Rc:

aumento para todos os teores, em relação à pasta GC07.

Tabela 5.49 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-

1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.

Pastas Idade

1 dia 7 dias

GC07 3,06 4,19

GR1C07 6,20 5,67

GR1C07-1,0%G 5,00 7,74

GR1C07-1,5%G 3,76 5,88

GR1C07-1,75%G 3,23 6,21

GR1C07-2,0%G 2,46 5,93

GR1C07-2,2%G 2,66 6,01



203

Figura 5.64 – Evolução da resistência à compressão axial das pastas de gesso reciclado em

função do teor de superplastificante nas idades de 1 e 7 dias.

A análise das propriedades de resistência, no estado endurecido, das pastas de gesso

reciclado com diferentes teores de aditivo superplastificante (policarboxilato) permitiu observar a

redução da resistência das pastas com o aumento do teor a partir de uma dosagem limite,

dependendo da propriedade e da idade analisada.

O comportamento das pastas encontra-se em conformidade com o relatado na literatura,

justificando a redução da resistência em função da provável alteração na microestrutura causada

pelo aumento do período de indução durante a hidratação do material, o que pode ser observado

no aumento do espalhamento apresentado no item anterior (SING e MIDDENDORF, 2007).

A seleção do teor de aditivo superplastificante (policarboxilato) foi definida

considerando, primeiramente, o espalhamento necessário para o manuseio em componentes de

gesso para a construção ( teores >1,5%) e, além disso, as propriedades de resistência, iguais ou

0

2

4

6

8

10

0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G

resi

stên

cia

(Mp

a)

teor de aditivo (%)

Resistência à Compressão Axial - 1 dia

GR1C07

GC07

0

2

4

6

8

10

0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G

resi

stên

cia

(Mp

a)

teor de aditivo (%)

Resistência à Compressão Axial - 7 dia

GR1C07

GC07



204

superiores às das pastas de GC07 (teores – 1,5% e 1,75%). Considerando o fator econômico, foi

selecionado o teor de 1,5% para o prosseguimento dos estudos.

5.3.2 Propriedades do Gesso Reciclado com Superplastificante

A avaliação das propriedades do gesso reciclado com superplastificante foi realizada por

meio de ensaios nas pastas de GR1C07-1,5%G, no estado fresco e no estado endurecido,. tendo

como referência os valores da pasta de GR1C07.






Os valores encontrados para o espalhamento, por meio do método do mini-slump, das

pastas de GC07, de CR1C07 e de GR1C07-1,5%G são apresentados na Tabela 5.50.

Tabela 5.50 – Espalhamento das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Pastas Espalhamento (mm)

GC07 78,00

GR1C07 0,00

GR1C07-1,5%G 71,20

O valor do espalhamento das pastas de gesso em estudo foi de 78,00 mm para as pastas

de GC07; 0,00 mm para a pasta de GR1C07; e 71,20 mm para as pastas de GR1C07-1,5%G.

O aumento do espalhamento da pasta de GR1C07-1,5%G está relacionado à ação

retardadora do superplastificante à base de policarboxilato. Esse aditivo é quimicamente

adsorvido na superfície dos grãos de sulfato de cálcio hemi-hidratado, tornando mais lento o

processo de dissolução, nucleação, cristalização e endurecimento, o que permiti o maior

espalhamento da pasta na fase inicial da hidratação (MILLÁN, 1997; SING;MIDDENDORF,

2007; SONG et al., 2010;).



205

b) Tempo de Pega

Os valores para o tempo de início e fim de pega das pastas de GC07, de GR1C07 e de

GR1C07-1,5G são apresentados na Tabela 5.51 e na Figura 5.65.


Tabela 5.51 – Tempo de pega para as pastas GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.



GC07 18 30 12

GR1C07 12 25 13

GR1C07-1,5%G 28 36 08

O aumento do tempo de início e fim de pega das pastas produzidas com GR1C07-1,5%G

em relação à pasta de GR1C07 é resultado da utilização do teor de 1,5% de aditivo

superplastificante à base de policarboxilato, que retarda o tempo de pega da pasta (MILLÁN,

1997; SING;MIDDENDORF, 2007; SONG et al., 2010;).

c) Cinética de Temperatura

Os valores encontrados no ensaio calorimétrico são apresentados na Tabela 5.52 e na

Figura 5.66.

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49

pro

fun

did

ade

(mm

)

tempo (min)

Tempo de Pega

GC07

GR1C07

GR1C07-1,5%G



206

Figura 5.66 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Tabela 5.52 – Elevação da temperatura das pastas GR1C07 e GR1C07-1,5%G.



GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3

2 22 22

GR1C07-1,5%G 18 33,5 54,3 20,8 0,5

3 49 46

T – temperatura t – tempo deocorrência


função comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo


2.5.2).



207

Dessa forma foi possível avaliar o tempo do período de indução; o tempo necessário

para alcançar a temperatura máxima; e a atividade cinética dos materiais, para a pasta de

GR1C07-1,5%G, em relação à pasta de GR1C07, conforme descrição:

(i) aumento do período de indução de 3 min (GR1C07) para 18 min (GR1C07-1,5%G);

(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 22 min (GR1C07)

para 49 min (GR1C07-1,5%G ); e

(iii) redução na atividade cinética nas reações de transformação de 1,3 ºC/min (GR1C07) para

0,5 ºC/min (GR1C07-1,5%G).

A análise dos dados referentes ao calor de hidratação mostrou que a pasta de GR1C07-

1,5%G apresentou uma atividade cinética mais lenta que a pasta de GR1C07, conforme pode ser

observado pelo deslocamento à direita da curva na Figura 5.66.

5.3.2.1.1 Análise das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G no estado fresco

Quando analisadas em conjunto as propriedades avaliadas para a pasta de GR1C07-

1,5%G, no estado fresco, foi possível afirmar que ocorreram: (i) aumento na fluidez do material;

(ii) retardamento no tempo de pega; e (iii) diminuição na atividade cinética, em relação à pasta de

GR1C07.

A literatura relata que a adição desse tipo de aditivo nas pastas de gesso altera o

mecanismo de hidratação do material: como o superplastificante é quimicamente adsorvido na

superfície dos grãos de sulfato de cálcio hemi-hidratado, torna-se mais lentos o processo de

dissolução, a formação dos pontos de nucleação, o crescimento dos cristais e o endurecimento da

pasta, o que corrobora o resultado encontrado (SING; MIDDENDORF, 2007; SONG et al.,

2010).




flexão (Rf) e (v) as características microestruturais observadas em MEV.



208


Os valores para a permeabilidade ao ar, K, das pastas em estudo, são indicadas na Tabela


Tabela 5.53 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Pastas Idade

7 dias 28 dias

GC07 7,5329 x 10-14

9,3773 x 10-14

GR1C07 2,17906 x 10-14

2,5258 x 10-14

GR1C07-1,5%G 18,4662 x 10-14

17,4632 x 10-14

Figura 5.67 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GR1C07 e GR1C07-

1,5%G.

Os resultados tratados estatisticamente revelaram que a pasta de GR1C07-1,5%G

apresentou o seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:

(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G permaneceu constante entre as

idades de 7 e 28 dias;

(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G aumentou nas idades de 7 e 28 dias,

em relação à pasta de GR1C07; e

(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G aumentou nas idades de 7 e 28 dias,

em relação à pasta GC07.

0 2E-14 4E-14 6E-14 8E-14 1E-13

1,2E-13 1,4E-13 1,6E-13 1,8E-13

2E-13 2,2E-13

7 dias 28 dias

k (m

m²)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR1C07-1,5%G



209


Os valores médios para a dureza superficial, D, das pastas em estudo são demonstrados

na Tabela 5.54 e na Figura 5.68.

Tabela 5.54 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Pastas Idade


GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47

GR1C07-1,5%G 12,15 10,32 20,89 13,90 16,62

Figura 5.68 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-

1,5%G.

Os resultados tratados estatisticamente apontaram o seguinte comportamento da pasta de

GR1C07-1,5%G para a dureza superficial – D:

(i) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G permaneceu constante nas primeiras

idades (1 e 3 dias); aumentou entre as idades de 3 e 7 dias; diminuiu entre as idade de 7 e

28 dias; e aumentou na idade de 91 dias;

(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: mesmo valor na idade

de 1 dia; diminuiu nas idades de 3, 28 e 91 dias; e aumentou na idade de 7 dias, em relação

à pasta de GR1C07; e

0

5

10

15

20

25

30

35


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)

Evolução da D no Tempo

GC07

GR1C07

GR1C07-1,5%G



210

(iii) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: aumento nas idades de

1, 3 e 7 dias; e diminuição na idade de 28 e 91 dias, em relação à pasta de GC07.


Os valores encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, das pastas em estudo

são indicadas na Tabela 5.55 e na Figura 5.69.

Tabela 5.55 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69

GR1C07-1,5%G 4,28 2,98 2,81 6,10 4,84

Figura 5.69 – Evolução da resistência à compressão axial, no tempo, das pastas de GC07,

GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR1C07-1,5%G

apresentou o seguinte comportamento para a resistência à compressão axial – Rc:

(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR1C07-1,5%G diminuiu entre a idade de

1 e 3 dias; permaneceu constante entre 3 e 7 dias de idade; aumentou na idade de 28 dias; e

tornou a diminuir na idade de 91 dias;

(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição

nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação à pasta de GR1C; e

0

2

4

6

8

10

12

14


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GR1C07-1,5%G



211

(iii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: aumento na

idade de 1 dia; mesmo valor na idade de 3 dias; e diminuição nas idades de 7, 28 e 91 dias,

em relação à pasta de GC07.


Os valores encontrados para a resistência à tração na flexão, Rf, das pastas em estudo,


Tabela 5.56 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43

GR1C07-1,5%G 1,78 1,74 1,78 3,3 3,01

Figura 5.70 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07

e GR1C07-1,5%G.

Os resultados tratados estatisticamente demonstraram que a pasta de GR1C07-1,5%G

apresentou o seguinte comportamento para a resistência à tração na flexão – Rf:

(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR1CO7-1,5%G permaneceu constante nas

primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; e diminuiu na idade de 91

dias;

(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição

nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação à pasta de GR1C07;

0

1

2

3

4

5


resi

stên

cia

(Mp

a)

tempo (dias)


GC07

GR1C07

GRC07-1,5% G



212

(iii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição

nas idades de 1, 3, 28 e 91 dias; e mesmo valor na idade de 7 dias, em relação à pasta de

GC07.


As características microestruturais, típicas, da pasta de GR1C07-1,5%G foram

registradas por meio da observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a

morfologia dos cristais; o arranjo microestrutural (Figuras 5.71 e 5.72) e a composição química

semiquantitativa do material (Figuras 5.73).

A observação das micrografias permitiu registrar as alterações do arranjo cristalino da

pasta de GR1C07-1,5%G em relação ao arranjo da pasta de GR1C07.

O arranjo cristalino da pasta de GR1C07-1,5%G é constituído por pequenos cristais

prismáticos, robustos e sobrepostos, sem entrelaçamento, diferente do arranjo cristalino do

GR1C07, que se compõe por cristais aciculares, com crescimento radial em forma de tufos, que

se entrelaçam. É relevante registrar que a pasta de GR1C07-1,5%G, visualmente, apresentou uma

estrutura mais aberta que a da pasta de GR1C07.

A pasta de GR1C07-1,5%G foi avaliada pela análise química semiquantitativa, obtida




A alteração do arranjo cristalino da pasta de GR1C07-1,5%G em relação à pasta de

GR1C07 está relacionada ao uso do aditivo superplastificante (policarboxilato), que, durante a

hidratação da pasta, é adsorvido quimicamente na superfície dos cristais de sulfato de cálcio

hemi-hidratado, resultando no retardamento do tempo de pega e no aumento do tempo de indução

e proporcionando a formação do arranjo cristalino registrado por Sing e Middendorf (2007) e

Song et al. (2010) na Figura 5.74, cuja similaridade, com o arranjo cristalino da pasta de

GR1C07-1,5%G pode ser observada (ERSEN; SMITH: CHOTARD, 2006; SING;

MIDDENDORF, 2007 e SONG et al.,2010).



213

Figura 5.71 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação 2.000x.

Figura 5.72 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação 5.000x.

Figura 5.73 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1CG07-1,5%G.



214

Figura 5.74 – Morfologia dos cristais de di-hidrato, quando adicionado ácido carboxílico

(a) 0,2% ácido cítrico - Sing e Middendorf (2007) e (b) 0,1% ácido cítrico - Song et al. (2010).

A microestrutura das pastas de gesso, representada por seu arranjo cristalino, é

responsável pelo desenvolvimento das resistências do material, cujo desempenho está relacionado

à porosidade e à forma de entrelaçamento dos cristais. Nas pastas de gesso produzidas com

aditivos retardadores, a microestrutura apresenta maior volume de vazios e, consequentemente,

redução na resistência final do material (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; PRAKAYPUN;

JINAWATH, 2003).

5.3.2.2.1 Análise das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G no estado fresco

A análise das propriedades físicas e mecânicas da pasta de GR1C07-1,5%G, em relação

à pasta de GR1C07, permitiu observar que adição de 1,5% do superplastificante proporcionou

acréscimo da K – o que é corroborado pela observação das micrografias das Figuras 5.71 e 5.72 -

e menor desempenho para as resistências de D, Rc e Rf, conforme relatado por Prakaypun e

Jinawath (2003).

Ao confrontar os valores das propriedades da pasta de GR1C07-1,5%G com os valores

obtidos para a pasta de GC07, observou-se o mesmo comportamento anterior: maior fluidez;

retardamento no tempo de pega; menor atividade cinética; maior K; e redução no desempenho

das resistências finais – D, Rc e Rf.

Nesse sentido, foi possível observar que a adição de 1,5% do aditivo superplastificante

nas pastas de GR1C07 proporcionou ao material reciclado a trabalhabilidade necessária para a

produção de componentes de gesso para construção. Entretanto a pasta apresentou, para as

resistências mecânicas finais, desempenho inferior aos da pasta de gesso comercial, sendo



215

necessários estudos adicionais que definam teores de aditivos, de forma a se obter uma pasta com

o desempenho desejado.


O capítulo de resultados e discussão avaliou e analisou as características químicas,

microestruturais e as propriedades dos gessos reciclados provenientes dos resíduos de gesso

gerados na produção de componentes obtidos por simulação em laboratório.

Os resultados analisados permitiram definir as condições apropriadas para o processo de

reciclagem dos resíduos de gesso; observar o comportamento dos gessos reciclados na forma em

pó, em pastas no estado fresco e endurecido; e a influência em suas propriedades na presença de

superplastificante.

Foi definida para o processo de reciclagem a temperatura de 150 ºC e o tempo de

permanência de 1 h de calcinação, como as condições ótimas para a produção do gesso reciclado,

que apresentou características técnicas e de consumo energético similares ao gesso comercial.

Os gessos reciclados apresentaram propriedades físicas e mecânicas no estado

endurecido compatível com o gesso comercial. Revelou alterações no estado fresco como:

redução da trabalhabilidade/fluidez; redução no tempo de pega; redução no período de indução; e

aumento na atividade cinética.

As alterações reveladas no estado fresco estão relacionadas, provavelmente à redução da

massa unitária dos gessos reciclados, e provavelmente a possível alteração na distribuição do

tamanho dos grãos do material.

O uso de aditivo superplastificante forneceu a fluidez adequada, com o teor de 1,5%,

para uso em componentes, todavia aumentou o tempo de pega do material e reduziu as

resistências finais do material.

No próximo capítulo serão apresentadas as conclusões e as recomendações para

trabalhos futuros.



216

217

6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Neste capítulo serão apresentadas as conclusões dos experimentos realizados e

discutidos no capítulo anterior, com vista aos objetivos e às hipóteses de trabalho consideradas no

Capítulo 1. Serão também expostas as recomendações para trabalhos futuros.

6.1 Processo de Reciclagem

O processo de reciclagem do resíduo de gesso simulou, em ambiente de laboratório, a

produção do gesso de construção (β-CaSO4·0,5H2O), constituído das etapas de moagem e de

calcinação. Na moagem, obteve-se um resíduo com módulo de finura médio (MF) de 0,43, valor

este característico do gesso comercial fino para a construção (MF<1,10). A calcinação foi

realizada em estufa elétrica sem circulação de ar. Nessas condições, foram definidos a

temperatura de 150 ºC e o tempo de permanência de 1 hora.

O gesso reciclado produzido nestas condições apresentou tempo de pega; resistência à

compressão axial, aos 7 dias de idade; e consumo de energia, similar ao do gesso comercial. A

fluidez/trabalhabilidade do gesso reciclado foi menor que do gesso comercial.

6.2 Avaliação do Gesso Reciclado Submetido a Ciclos de Reciclagem

Consecutivos

O resíduo de gesso foi submetido a vários ciclos de reciclagem para avaliar a constância

das propriedades. Os materiais selecionados foram os gessos reciclados no primeiro, no terceiro e

no quinto ciclos do processo (GR1C, GR3C e GR5C).

Os gessos reciclados, em pó, apresentaram características químicas e microestruturais

similares ao longo de todo o processo de reciclagem. Entretanto, foram registradas alterações,


Capítulo 6 – Conclusões e Recomendações

218

como a redução da massa unitária (Mu), a partir do primeiro ciclo; e a redução da granulometria

(MF), a partir do quinto ciclo.

No estado fresco, as pastas de gesso reciclado apresentaram perda de

trabalhabilidade/fluidez, cujo grau de dificuldade de homogeneização aumentou com o

transcorrer dos ciclos de reciclagem; aumento no tempo de pega; e aumento na atividade cinética,

à medida que os ciclos evoluíam. As alterações das propriedades analisadas para os gessos

reciclados, em relação às propriedades do gesso comercial estão relacionadas à redução da massa

unitária, reflexo de uma provável alteração na distribuição do tamanho das partículas do material

em pó, não detectada pelas técnicas de avaliação utilizadas neste estudo, e que se acentua à

medida que os ciclos evoluem.

No estado endurecido, as pastas de gesso reciclado apresentaram redução na

permeabilidade ao ar; e constância ou aumento da dureza superficial, resistência à compressão

axial e resistência à tração na flexão, em todos os ciclos. A constância/aumento das resistências

mecânicas das pastas de gesso reciclado, em todos os ciclos, em relação às pastas de gesso

comercial, é consequência da redução dos vazios revelada na redução da permeabilidade ao ar e

observada na microscopia eletrônica de varredura.

6.3 Uso do Aditivo Superplastificante

O estudo selecionou o teor de 1,5% do aditivo superplastificante à base de

policarboxilato (em relação à massa de gesso), pois forneceu à pasta de gesso reciclado um

espalhamento da ordem de 70,00 mm; e dureza superficial e resistência à compressão axial,

compatíveis com a pasta de gesso comercial de referência.

No estado fresco, as pastas de gesso reciclado com aditivo apresentaram menor atividade

cinética; e maior tempo de pega, em relação às pastas de gesso reciclado sem aditivo e à pasta de

gesso comercial.

No estado endurecido, as pastas de gesso reciclado com aditivo revelaram aumento na

permeabilidade ao ar; e redução da dureza superficial, resistência à compressão axial e resistência

à tração na flexão, em relação às pastas de gesso reciclado sem aditivo e à pasta de gesso

comercial. A redução das propriedades mecânicas é consequência do aumento de vazios revelado



219

no aumento da permeabilidade ao ar e na microscopia eletrônica de varredura das pastas de gesso

reciclado com aditivo.

Como resultado do uso de 1,5% do superplastificante nas pastas de gesso reciclado,

embora atenda à fluidez/trabalhabilidade necessária à produção de componentes, o aditivo não

atendeu ao desempenho das resistências mecânicas no estado endurecido.

6.4 Recomendações para Trabalhos Futuros

Considerando que esse trabalho é apenas o início de uma pesquisa avaliando as

propriedades do gesso reciclado, de resíduos provenientes da produção de componentes para a

construção civil, se faz necessário que estudos adicionais sejam realizados para preencher as

lacunas aqui encontradas.

6.4.1 Quanto ao Processo de Reciclagem

O processo de reciclagem proposto foi constituído das etapas de moagem e de

calcinação do resíduo de gesso, em condições específicas, que proporcionaram a geração de um

gesso reciclado com redução significativa no valor da massa unitária (Mu) e perda da

trabalhabilidade do material.

A revisão bibliográfica relata que a perda da trabalhabilidade do material está

relacionada à distribuição do tamanho das partículas, refletida na redução da massa unitária (Mu),

e gerada, provavelmente, na etapa de moagem do processo de reciclagem. Neste sentido, é

sugerida a inserção de uma etapa de fracionamento do resíduo moído, entre a moagem e a

calcinação, que garanta a distribuição granulométrica ideal para a calcinação. Adicionalmente, o

controle dessa distribuição deverá ser acompanhado por ensaios mais precisos como a

determinação da distribuição granulométrica a laser e a determinação da superfície específica

pelo método BET.

6.4.2 Quanto aos Ciclos de Reciclagem

O estudo do grau de reaproveitamento do gesso registrou alterações no material

reciclado ao longo dos ciclos como a redução da granulometria (MF), a redução da massa unitária



220

(Mu), a perda crescente da trabalhabilidade/fluidez das pastas, a redução do tempo de pega e o

aumento da atividade cinética.

Inicialmente, essas alterações são resultados da provável mudança na distribuição das

partículas do resíduo de gesso moído, que pode ter se tornado mais quebradiço no transcorrer dos

ciclos de reciclagem.

Nesse sentido, se faz necessária uma investigação, em nível microestrutural, que analise

a distribuição do tamanho das partículas e a morfologia dos cristais do resíduo de gesso moído a

ser calcinado para a geração dos gessos reciclados.

6.4.3 Quanto à Utilização de Aditivos Superplastificantes no Gesso Reciclado

O uso do superplastificante a base de policarboxilato no gesso reciclado proporcionou ao

material a trabalhabilidade/fluidez requerida para a produção de componentes de gesso para a

construção civil, entretanto as resistências mecânicas finais foram significativamente reduzidas.

Nesse sentido é sugerido o estudo complementar com outros tipos de superplastificantes

que proporcionem ao material a trabalhabilidade/fluidez requerida e que não interfiram nas

resistências finais requerida pelo componente.

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233

APÊNDICES

234

235

APÊNDICE A - Quantitativo de Resíduos

A.1 Consumo de Gipsita na Produção do Gesso para a Construção Civil

O cálculo do consumo de gipsita para a produção do gesso utilizado na construção civil

tomou como base os valores fornecidos pelo Sumário Nacional Brasileiro 2008 (BRASIL, 2009),

por dados do Sindusgesso apud Ribeiro (2006) e Marcondes (2007), sendo apresentados na

Figura A.1.

Figura A.1 Consumo setorial do minério de gipsita.

236

A.2 Redução do Consumo de Gipsita devido à Reciclagem do Resíduo de

Gesso na Construção Civil

O cálculo do consumo de gipsita proveniente da reciclagem do resíduo da construção,

somente para a região da Grande São Paulo, tomou como base os valores fornecidos pelo

Balanço Mineral Brasileiro 2001 (BRASIL, 2001) que considera o consumo de 1 tonelada de

minério de gipsita para a produção de 0,8 toneladas de gesso e os dados do Sindusgesso e

Abrangesso apud Agopyan, et al. (2005) para o volume de resíduo gerado na Grande São Paulo

e a participação percentual de cada setor (Figura A.2).

Figura A.2 Consumo do minério de gipsita em resíduos de gesso gerado na Grande São Paulo.

A.3 Consumo e Geração de Resíduos de Gesso nos Setores de Componentes e

Revestimento

O cálculo do consumo e geração de resíduos de gesso nos setores de componentes e

revestimento para construção civil levou em consideração os dados de consumo de gipsita no

setor de calcinação (BRASIL, 2009), o índice de consumo de gipsita para a produção de gesso de

1 tonelada de minério de gipsita para a produção de 0,8 toneladas de gesso (BRASIL, 2001), o

consumo setorial de gesso (RIBEIRO, 2006) e os percentuais de resíduos de gesso gerados nas

etapas de produção do material, aplicação na construção e demolição apresentados por Agopyan

237

et al. (2003), John e Cincotto (2003), Marcondes (2007) e Pimentel e Camarini (2009). Os

valores são apresentados na Figura A3.

Figura A.3 Levantamento do consumo e geração de resíduos de gesso nos setores de

componentes e revestimento da construção civil.

238

239

APÊNDICE B - Tratamento Estatístico

Foram tratadas estatisticamente as propriedades físicas dos materiais em pó e as

propriedades físicas e mecânicas das pastas de gesso comercial e reciclados, no estado

endurecido.

As propriedades físicas dos materiais em pó avaliadas e tratadas estatisticamente foram

o módulo de finura (MF), o diâmetro máximo característico (φmax), a massa unitária (Mu), a massa

específica (ρ) e a superfície específica (S).

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e tratadas estatisticamente para as pastas

de gesso comercial e gessos reciclados, no estado endurecido, foram a dureza superficial (D), a

permeabilidade ao ar (K), a resistência à compressão axial (Rc), e a resistência à tração na flexão

(Rf).

Os dados foram tratados, inicialmente, por meio do desvio relativo máximo, em relação

à média, de 15% para as propriedades de dureza superficial (D), resistência à compressão axial

(Rc) e permeabilidade ao ar (K), com base nas recomendações da NBR 12.129:1991 (ABNT,

1991c) e por meio do desvio absoluto máximo, em relação à média, de 0,3 MPa, para a

resistência à tração na flexão (Rf), com base nas recomendações da NBR 13.279:2005 (ABNT,

2005).

A seguir, os valores foram tratados estatisticamente por meio da análise de variância -

ANOVA, sendo utilizado o programa Statgraphics Plus 4.1. A diferença significativa entre os

grupos utilizou o teste de variação múltipla, fundamentado no método da menor diferença

significativa de Fisher (LSD - least significant difference), considerando um intervalo de 95% de

confiança.

240

B.1 Material em Pó

Os materiais analisados foram o gesso comercial (GC), o gesso reciclado do 1⁰ ciclo

(GR1C), o gesso reciclado do 3⁰ ciclo (GR3C), o gesso reciclado do 5⁰ ciclo (GR5C), o resíduo

de gesso comercial (RGC), o resíduo de gesso reciclado do 2⁰ ciclo (RGR2C) e o resíduo de

gesso reciclado do 4⁰ ciclo (RGR4C).

B.1.1 Módulo de Finura - MF

Número de observações: 24

Número de níveis analisados: 05

Método: ANOVA – Análise de Variância

Nível de Confiança – 95%

Tabela B.1 - Resumo estatístico da ANOVA – MF.

Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão

Valor min Valor max

GC 0001 2 0,06 0,0000 0,0000 0,06 0,06

GR1C 1001 8 0,38 0,0120 0,1096 0,20 0,44

GR3C 1003 2 0,41 0,0000 0,0000 0,41 0,41

GR5C 1005 6 0,09 0,0002 0,0137 0,07 0,10

RGC 2001 6 0,43 0,0035 0,05955 0,35 0,47

Tabela B.2 - Diferenças significativas entre grupos – MF.

Materiais Grupos Diferença

GC 0001 - 1001 *-0,3175

0001 - 1003 *-0,35

0001 - 1005 -0,0266667

0001 - 2001 *-0,366667

GR1C 1001 - 1003 -0,0325

1001 – 1005 *0,290833

GR3C 1003 - 1005 *0,323333 *diferença significativa nível de confiança de 95%

Resultado do Tratamento Estatístico

a) Entre os gessos

1. não há diferença significativa para os valores do MF do GC e do GR5C;

2. não há diferença significativa para os valores do MF do GR1C e do GR3C;

3. o valor do MF do GC e do GR5C são menores que o do GR1C e GR3C.

241

b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial

1. há diferença significativa para os valores do MF do GC e do RGC;

2. o valor do MF do GC é menor que o do RGC.

B.1.2 Diâmetro Máximo Característico - φmax





Tabela B.3 - Resumo estatístico da ANOVA – φmax (mm).


Valor min Valor max

GC 0001 2 0,21 0,0000 0,0000 0,21 0,21

GR1C 1001 8 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42

GR3C 1003 2 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42

GR5C 1005 6 0,105 0,0000 0,0000 0,105 0,105

RGC 2001 6 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42

Tabela B.4 - Diferenças significativas entre grupos – φmax.


GC 0001 - 1001 *-0,21

0001 - 1003 *-0,21

0001 - 1005 *-0,105

0001 - 2001 *0,21

GR1C 1001 - 1003 0,00

1001 – 1005 *0,315



a) Entre os gessos

1. não há diferença significativa para os valores do φmax do GR1C e do GR3C;

2. o valor do φmax do GC e do GR5C são menores que o do GR1C e do GR3C;

3. o valor do φmax do GC é maior que o do GR5C.


1. há diferença significativa para os valores do φmax do GC e do RGC;

2. o valor do φmax do GC é menor que o do RGC.

242

B.1.3 Massa Unitária - Mu





Tabela B.5 – Resumo estatístico da ANOVA – Mu (g/cm3).


Valor min Valor max

GC 0001 2 746,23 77,6258 8,8105 740,00 752,46

GR1C 1001 8 429,37 253,6870 15,9276 413,33 455,30

GR3C 1003 2 384,54 19,4064 4,4053 381,42 387,65

GR5C 1005 2 260,33 0,85805 0,9263 259,67 260,98

RGC 2001 6 470,65 376,1120 19,3936 446,23 490,71

Tabela B.6 – Diferenças significativas entre grupos – Mu.


GC 0001 – 1001 *316,8590

0001 – 1003 *361,6950

0001 – 1005 *485,9050

0001 - 2001 *275,575

GR1C 1001 - 1003 *44,8363

1001 – 1005 *169,0460



a) Entre os gessos

1. há diferença significativa para os valores da Mu do GC e do GR1C, do GC e do GR3C, do

GC/GR5C;

2. há diferença significativa para os valores da Mu do GR1C e do GR3C, do GR1C e do

GR5C;

3. há diferença significativa para os valores da Mu do GR3C e do GR5C;

4. o valor da Mu do GC > GR1C > GR3C >GR5C.


1. há diferença significativa para os valores da Mu do GC e do RGC;

2. o valor da Mu do GC é maior que o do RGR2C.

243

B.1.4 Massa Específica - ρ





Tabela B.7 - Resumo estatístico da ANOVA – ρ (kg/m3).


Valor min Valor max

GC 0001 2 2600 12,5 3,5355 2595 2600

GR1C 1001 8 2550 1714,29 41,4039 2510 2630

GR3C 1003 2 2550 200,0 14,1421 2540 2560

GR5C 1005 2 2560 5000,0 70,7107 2510 2610

RGC 2001 6 2300 1536,67 39,2003 2280 2380

Tabela B.8 - Diferenças significativas entre grupos – ρ.


GC 0001 - 1001 47,5000

0001 - 1003 47,5000

0001 - 1005 37,5000

0001 - 2001 *0,29333

GR1C 1001 - 1003 0,0000

1001 – 1005 -10,0000

GR3C 1003 - 1005 -10,0000 *diferença significativa nível de confiança de 95%


a) Entre os gessos

1. não há diferença significativa para os valores da ρ do GC e do GR1C, do GC e do GR3C,

do GC/GR5C;

2. não há diferença significativa para os valores da ρ do GR1C e do GR3C, do GR1C e do

GR5C;

3. não há diferença significativa para os valores da ρ do GR3C e do GR5C.


1. há diferença significativa para os valores da ρ do GC e do RGC;

2. o valor da ρ do GC é maior que o do RGC.

244

B1.5 Superfície Específica - S





Tabela B.9 - Resumo estatístico da ANOVA – S (cm2/g).


Valor min Valor max

GC 0001 2 623,524 57,1359 7,55883 618,179 628,869

GR1C 1001 4 634,457 5167,26 71,8837 568,483 698,324

GR3C 1003 2 626,623 41,7241 6,45942 622,055 631,190

GR5C 1005 2 554,139 248,701 15,7702 542,987 565,290

RGC 2001 5 547,361 4357,69 66,0128 493,402 634,934

Tabela B.10 - Diferenças significativas entre grupos – S.


GC 0001 - 1001 -10,9334

0001 - 1003 -3,0989

0001 - 1005 69,3852

0001 - 2001 76,1631

GR1C 1001 - 1003 7,83452

1001 – 1005 80,3187

1001 - 2001 *87,0966

GR3C 1003 - 1005 72,4842

1003 - 2002 69,5489

GR5C 1005 - 2004 66,8046

RGC 2001 - 2002 -9,71317

2001 – 2004 60,0267

RGR2C 2002 - 2004 69,7399 *diferença significativa nível de confiança de 95%


a) Entre os gessos

1. não há diferença significativa para os valores da S do GC e do GR1C, do GC e do GR3C,

do GC/GR5C;

2. não há diferença significativa para os valores da S do GR1C e do GR3C, do GR1C e do

GR5C;

3. não há diferença significativa para os valores da S do GR3C e do GR5C.


1. não há diferença significativa para os valores da S do GC e do RC.

245

B.2 Pastas Estado Endurecido - Temperatura e Tempo de Calcinação

As pastas utilizadas no estudo foram as pastas de gesso comercial (GC07) e as pastas de

gesso reciclados (GR07-120-5, GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-

150-5, GR07-150-8, GR07-150-16, GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5,

GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-200-24), cuja amostragem quantitativa é apresentada no

Quadro B.1.

A propriedade mecânica avaliada e analisada estatisticamente foi a resistência à

compressão axial (Rc) na idade de 7 dias.

Quadro B.1 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para a definição da

temperatura e tempo de calcinação.

Pastas Idade (dias)

Identificação n corpos-de-prova

ensaiados n amostras tratadas

estatisticamente

GC07 7 0001 7 5

GR07-120-5 7 1205 3 2

GR07-120-8 7 1208 3 2

GR07-120-24 7 12024 3 2

GR07-150-1 7 1501 3 3

GR07-150-2 7 1502 3 3

GR07-150-5 7 1505 3 3

GR07-150-8 7 1508 3 3

GR07-150-16 7 15016 3 3

GR07-150-24 7 15024 3 2

GR07-200-1 7 2001 3 3

GR07-200-2 7 2002 3 3

GR07-200-5 7 2005 3 3

GR07-200-08 7 2008 3 3

GR07-200-16 7 20016 3 3

GR07-200-24 7 20024 3 3

Total 52 46

B.2.1 Resistência à Compressão Axial - Rc





246

Tabela B.11 - Resumo estatístico da ANOVA – Rc (MPa).

Pastas Identificação n observações Média Variância Desvio padrão

Valor min

Valor max

GC07 0001 5 4,19 0,13945 0,37343 3,88 4,77

GR07-120-5 1205 2 4,14 0,00005 0,00707 4,14 4,15

GR07-120-8 1208 2 4,93 0,01280 0,11313 4,85 5,01

GR07-120-24 12024 2 4,69 0,00980 0,98994 4,62 4,76

GR07-150-1 1501 3 4,05 0,08413 0,29005 3,76 4,34

GR07-150-2 1502 3 3,32 0,00250 0,05000 3,27 3,37

GR07-150-5 1505 3 4,04 0,06943 0,26350 3,82 4,33

GR07-150-8 1508 3 3,89 0,01240 0,11135 3,79 4,01

GR07-150-16 15016 3 3,98 0,02730 0,16522 3,82 4,15

GR07-150-24 15024 2 4,59 0,16245 0,40305 4,31 4,88

GR07-200-1 2001 3 4,47 0,20890 0,45705 3,99 4,90

GR07-200-2 2002 3 5,35 0,16510 0,40632 5,01 5,80

GR07-200-5 2005 3 5,09 0,39040 0,62482 4,37 5,49

GR07-200-08 2008 3 5,38 0,19203 0,43821 5,02 5,87

GR07-200-16 20016 3 3,64 0,06263 0,25026 3,40 3,90

GR07-200-24 20024 3 3,58 0,09213 0,30353 3,31 3,91

Tabela B.12 - Diferenças significativas entre Grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos

Reciclados a 120 ⁰C.


GC07 0001 - 1205 0,045

0001 - 1208 *-0,74

0001 - 12024 -0,5 *diferença significativa nível de confiança de 95%

Tabela B.13 - Diferenças significativas entre grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos

Reciclados a 150 ⁰C.


GC07 0001 - 1501 0,136667

0001 - 1502 *0,87

0001 – 1505 0,153333

0001 - 1508 0,3

0001 - 15016 0,21


Tabela B.14 - Diferenças Significativas entre Grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos

Reciclados a 200 ⁰C. Materiais Grupos Diferença

GC07 0001 – 2001 -0,28

0001 - 2002 *-1,16

0001 - 2005 *-0,9

0001 - 2008 *-1,19333

0001 - 20016 *0,546667

0001 - 20024 *0,606667 *diferença significativa nível de confiança de 95%

247


a) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 120 ⁰C

1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e das pastas GR07-

120-5, GR07-120-24;

2. há diferença significativa para os valores do Rc da pasta GC07 e da pasta GR07-120-8;

3. o valor da Rc da pastaGC07 é menor que o da pastaGR07-120-8.

b) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 150 ⁰C

1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas de GC07 e das pastas de

GR07-150-1, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16 e GR07-150-24;

2. há diferença significativa para os valores da Rc das pastas de GC07 e das pastas GR07-

150-2;

3. o valor da Rc da pastaGC07 é maior que o da pasta GR150-2.

c) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 200 ⁰C

1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e da pasta GR07-

200-1;

2. há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e das pastas GR07-200-2,

GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-200-24;

3. o valor da Rc da pastaGC07 é menor que os das pasta GR200-2 , GR07-200-5, GR07-200-

8 e maior que os das pastas GR07-200-16 e GR07-200-24.

B.3 Pastas Estado Endurecido – GC07, GC08, GR1C07, GR3C07 e GR5C08

As pastas utilizadas no estudo foram as pastas GC07, de GC08, de GR1C07, de GR3C07

e de GR5C08, cuja amostragem quantitativa é apresentada no Quadro B.2.

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente foram a

Dureza Superficial (D), a Resistência à Compressão Axial (Rc), a Resistência à Tração na Flexão

(Rf), nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, e a Permeabilidade ao Ar (K), nas idades de 7 e 28 dias.

248

Quadro B.2 – Relação quantitativa dos dados obtidos para análise dos gessos reciclados.

Pasta Idade (dias)

Identificação n corpos-de-prova ensaiados n amostras tratadas

estatisticamente

D Rc Rf K D Rc Rf K

GC07

1 0001 6 9 6 5 7 6

3 0003 6 7 8 6 8 8

7 0007 6 7 8 4 4 5 7 3

28 0028 6 8 7 4 5 8 5 3

91 0091 6 8 8 4 7 4

GC08

1 0801 7 7 8 4 7 5

3 0803 9 9 7 6 9 8

7 0807 8 8 7 4 7 7 7 4

28 0828 8 8 7 4 5 7 5 3

91 0891 7 7 7 3 7 5

GR1C07

1 1001 9 9 7 7 8 7

3 1003 7 7 7 4 7 7

7 1007 7 7 7 4 4 4 6 3

28 1028 8 8 8 4 4 6 4 3

91 1091 8 8 7 2 7 4

GR3C07

1 3001 7 7 7 3 7 6

3 3003 7 7 6 5 6 4

7 3007 9 9 14 4 4 6 5 4

28 3028 7 7 14 4 4 6 4 3

91 3091 8 8 7 5 7 3

GR5C08

1 5801 7 7 7 6 6 6

3 5803 9 9 8 6 9 4

7 5807 15 15 7 4 11 8 11 3

28 5828 15 15 7 4 7 14 9 4

91 5891 8 8 7 4 7 5

Total 200 209 193 40 125 180 145 33

B.3.1 Dureza Superficial - D





Tabela B.15 - Dureza superficial média (MPa).

Pastas Idade


GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21

GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47

GR3C07 17,39 12,43 12,77 30,25 15,84

GR5C08 5,88 5,70 5,82 16,14 14,03

249

Tabela B.16- Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).

Pasta Identificação n amostras Média Variância Desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0001 5 7,47 0,4078 0,6385 6,56 8,05

0003 6 7,74 0,6125 0,7826 6,75 8,66

0007 4 13,88 1,3450 1,1597 12,41 14,81

0028 5 22,89 4,5316 2,1287 19,96 25,51

0091 4 22,24 3,1776 1,7826 19,96 24,16

GC08 0801 4 6,56 0,1968 0,4436 5,92 6,86

0803 6 5,90 0,3350 0,5788 5,11 6,60

0807 7 5,77 0,2717 0,5213 5,11 6,43

0828 5 13,72 2,1254 1,4579 12,15 15,46

0891 3 10,21 0,8896 0,9432 9,35 11,22

GR1C07 1001 7 12,16 1,1577 1,0759 10,58 13,50

1003 4 15,22 1,6092 1,2685 13,66 16,51

1007 4 14,48 4,2412 2,0594 11,83 16,51

1028 4 26,79 4,9921 2,2343 24,29 29,43

1091 2 29,47 7,8408 2,8001 27,49 31,45

GR3C07 3001 3 17,39 3,5661 1,884 16,00 19,54

3003 5 12,44 1,1604 1,0772 11,09 13,46

3007 4 12,77 0,2388 0,4887 12,14 13,31

3028 4 30,25 13,6177 3,6902 26,39 33,76

3091 5 15,84 1,1531 1,0738 14,13 16,88

GR5C08 5801 6 5,88 0,0891 0,2985 5,61 6,37

5803 6 5,70 0,0933 0,3055 5,43 6,28

5807 11 5,82 0,6058 0,7784 4,47 7,25

5828 7 16,14 2,6930 1,6410 14,39 19,05

5891 4 14,02 2,2692 1,5064 12,21 15,89

Tabela B.17- Diferenças significativas entre grupos – GC07 – D.

Pasta Grupos Diferença

GC07 0001 - 0003 -0,267667

0001 - 0007 *-6,4085

0001 - 0028 *-15,414

0001 - 0091 *-14,7585

0003 - 0007 *-6,14083

0003 - 0028 *-15,1463

0003 - 0091 *-14,4908

0007 - 0028 *-9,0055

0007 - 0091 *-8,35

0028 - 0091 0,6555 *diferença significativa nível de confiança de 95%

250

Tabela B.18- Diferenças significativas entre grupos – GC08 – D.


GC08 0801 - 0803 0,6575

0801 - 0807 0,7875

0801 - 0828 *-7,1645

0801 - 0891 *-3,65583

0803 - 0807 0,13

0803 - 0828 *-7,822

0803 - 0891 *-4,31333

0807 - 0828 *-7,952

0807 - 0891 *-4,44333


Tabela B.19- Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – D.


GR1C07 1001 - 1003 *-3,06179

1001 - 1007 *-2,32179

1001 - 1028 *-14,6368

1001 - 1091 *-17,3143

1003 - 1007 0,74

1003 - 1028 *-11,575

1003 - 1091 *-14,2525

1007 - 1028 *-12,315

1007 - 1091 *-14,9925

1028 - 1091 *-2,6775 *diferença significativa nível de confiança de 95%



GR3C07 3001 – 3003 *4,954

3001 – 3007 *4,615

3001 – 3028 *-12,86

3001 – 3091 1,55

3003 – 3007 -0,339

3003 – 3028 *-17,814

3003 – 3091 *-3,404

3007 – 3028 *-17,475

3007 – 3091 *-3,065


251



GR5C08 5801 – 5803 0,185

5801 – 5807 0,0607576

5801 – 5828 *-10,2583

5801 – 5891 *-8,14333

5803 – 5807 -0,124242

5803 – 5828 *-10,4433

5803 – 5891 *-8,32833

5807 – 5828 *-10,3191

5807 – 5891 *-8,20409


Tabela B.22- Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – D.


GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-4,68171

0003 - 1003 *-7,47583

0007 - 1007 -0,595

0028 - 1028 *-3,9045




GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-9,916

0003 - 3003 *-4,69433

0007 - 3007 1,1075

0028 - 3028 *-7,362


Tabela B.24- Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – D.


GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *-5,23429

1003 - 3003 *2,7815

1007 - 3007 1,7025

1028 - 3028 *-3,4575




GC08/GR5C08 0801 – 5001 0,411429

0803 – 5003 0,0933333

0807 – 5007 0,412679

0828 – 5028 *-2,19286


252


a) Quanto à evolução da D com o tempo

GC07

1. dureza superficial cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91 dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1 e 3 dias;

3. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 28 e 91 dias.

GC08

1. dureza superficial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1, 3 e 7 dias.

GR1C07

1. dureza superficial cresce com o tempo;


GR3C07



GR5C08


2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1, 3 e 7 dias.

b) Quanto à diferença entre os grupos

GC07/GR1C07

1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR1C07, para a idade

de 7 dias;

2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR1C07, para as idades de

1, 3, 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com o GR1C07, apresentaram acréscimos nos valores de D, para as

idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.

253

GC07/GR3C07

1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR3C07, para a idade de

7 dias;


1, 3, 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as

idades de 1, 3 e 28 dias, em relação ao GC07;

4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de D, para a idade

de 91 dias, em relação ao GC07.

GR1C07/GR3C07

1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GR1C07/GR3C07, para a

idade de 7 dias;

2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades

de 1, 3, 28 e 91 dias;


idades de 1 e 28 dias, em relação ao GR1C07;

4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de D, para as

idades de 3 e 91 dias, em relação ao GR1C07.

GC08/GR5C08

1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC08/GR5C08, para a idade

de 1, 3 e 7 dias;


28 e 91 dias;


idades de 28 e 91 dias, em relação ao GC08.






254

Tabela B.26 - Resistência à compressão axial média (MPa).

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50

GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69

GR3C07 5,44 5,45 5,61 12,45 10,49

GR5C08 1,84 1,90 1,71 5,90 4,87

Tabela B.27 - Resumo Estatístico da ANOVA – Rc (MPa).

Pasta Identificação n

amostras Média Variância

Desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0001 7 3,06 0,0452 0,2127 2,89 3,51

0003 8 3,10 0,0618 0,2487 2,65 3,47

0007 5 4,19 0,1394 0,3734 3,85 4,77

0028 8 7,31 0,2482 0,4982 6,57 8,35

0091 7 8,67 0,3310 0,5753 7,54 9,15

GC08 0801 7 2,25 0,0169 0,1301 2,1 2,41

0803 9 1,99 0,0261 0,1616 1,76 2,22

0807 7 2,12 0,0177 0,1332 1,92 2,27

0828 7 3,71 3,7114 0,2777 3,48 4,28

0891 7 5,50 5,5028 0,1773 5,25 5,69

GR1C07 1001 8 6,20 0,1440 0,3794 5,54 6,76

1003 7 5,99 0,0566 0,2381 5,55 6,31

1007 4 5,67 0,0466 0,2160 5,47 5,97

1028 6 9,93 0,5995 0,7742 8,81 11,04

1091 7 11,69 0,3374 0,5809 11,03 12,30

GR3C07 3001 7 5,44 0,0822 0,2832 5,04 5,77

3003 6 5,45 0,1473 0,3838 4,92 6,09

3007 6 5,61 0,0403 0,2008 5,41 5,95

3028 6 12,45 0,5729 0,7569 11,03 13,04

3091 7 10,49 0,6147 0,7840 9,22 11,32

GR5C08 5801 6 1,84 0,0139 0,1180 1,68 1,98

5803 9 1,90 0,0136 0,1152 1,77 2,1

5807 8 1,71 0,0214 0,1462 1,48 1,89

5828 14 5,90 0,837 0,9149 4,65 7,27

5891 7 4,87 0,141 0,3750 4,23 5,42

255

Tabela B.28 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rc.


GC07 0001 - 0003 -0,0453571

0001 - 0007 *-1,13286

0001 - 0028 *-4,25286

0001 - 0091 *-5,61286

0003 - 0007 *-1,0875

0003 - 0028 *-4,2075

0003 - 0091 *-5,5675

0007 - 0028 *-3,12

0007 - 0091 *-4,48


Tabela Tabela B.29 - Diferenças significativas entre grupos – GC08 – Rc.


GC08 0801 - 0803 0,256984

0801 - 0807 0,13

0801 - 0828 *-1,46

0801 - 0891 *-3,25143

0803 - 0807 -0,126984

0803 - 0828 *-1,71698

0803 - 0891 *-3,50841

0807 - 0828 *-1,59

0807 - 0891 *-3,38143


Tabela B.30 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rc.


GR1C07 1001 - 1003 0,214464

1001 - 1007 0,52875

1001 - 1028 *-3,73125

1001 - 1091 *-5,49125

1003 - 1007 0,314286

1003 - 1028 *-3,94571

1003 - 1091 *-5,70571

1007 - 1028 *-4,26

1007 - 1091 *-6,02


256



GR3C07 3001 – 3003 -0,000952381

3001 – 3007 -0,162619

3001 – 3028 *-7,00929

3001 – 3091 *-5,05

3003 – 3007 -0,161667

3003 – 3028 *-7,00833

3003 – 3091 *-5,04905

3007 – 3028 *-6,84667

3007 – 3091 *-4,88738




GR5C08 5801 – 5803 -0,0611111

5801 – 5807 0,13125

5801 – 5828 *-4,06429

5801 – 5891 *-3,02571

5803 – 5807 0,192361

5803 – 5828 *-4,00317

5803 – 5891 *-2,9646

5807 – 5828 *-4,19554

5807 – 5891 *-3,15696


Tabela B.33 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – Rc.


GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-3,14161

0003 - 1003 *-2,88179

0007 - 1007 *-1,48

0028 - 1028 *-2,62




GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-2,38857

0003 - 3003 *-2,34417

0007 - 3007 *-1,41833

0028 - 3028 *-5,145


257

Tabela B.35 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – Rc.


GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *0,753036

1003 - 3003 *0,537619

1007 - 3007 0,0616667

1028 - 3028 *-2,525




GC08/GR5C08 0801 - 5801 0,411429

0803 - 5803 0,0933333

0807 - 5807 0,412679

0828 - 5828 *-2,19286



a) Quanto à evolução da Rc com o tempo

GC07

1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;

2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1 e 3 dias.

GC08


2. não há diferença significativa nos valores de Rc,para as idades de 1, 3 e 7 dias.

GR1C07


2. não há diferença significativa nos valores de Rc,para as idades de 1, 3 e 7 dias.

GR3C07

1. resistência à compressão axial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1, 3 e 7 dias.

GR5C08


2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1, 3 e 7 dias.

258


GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC07/GR1C07, para as idades de

1, 3, 7, 28 e 91 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.

GC07/GR3C07


1, 3, 7, 28 e 91 dias;

2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.

GR1C07/GR3C07

1. não há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GR1C07/GR3C07, para a

idade de 7 dias;

2. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades

de 1, 3, 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para a

idade de 28 dias em relação, ao GR1C07;

4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de Rc, para as

idades de 1, 3, 7 e 91 dias, em relação ao GR1C07.

GC08/GR5C08

1. não há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC08/GR5C08, para a idade

de 1, 3 e 7 dias;


28 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR5C08, apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as


259

B.3.3 Resistência à Tração na Flexão – Rf





Tabela B.37 – Resistência à tração na flexão – média (MPa).

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96

GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43

GR3C07 3,06 2,84 2,62 4,31 4,43

GR5C08 1,63 1,13 1,30 3,55 2,12

Tabela B.38 - Resumo Estatístico da ANOVA – Rf (MPa).



Desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0001 6 2,10 0,0238 0,1543 1,92 2,25

0003 8 1,94 0,0168 0,1298 1,71 2,14

0007 7 1,77 0,0145 0,1204 1,63 1,89

0028 5 3,69 0,0360 0,1899 3,51 3,95

0091 4 3,55 0,0364 0,1909 3,31 3,74

GC08 0801 5 1,24 0,0248 0,1574 1,04 1,46

0803 8 1,4º 0,0114 0,1066 1,31 1,61

0807 7 1,38 0,0020 0,0447 1,29 1,43

0828 5 2,45 0,0597 0,2444 2,11 2,71

0891 5 2,96 0,0319 0,1787 2,70 3,12

GR1C07 1001 7 2,74 0,0632 0,2514 2,47 3,03

1003 7 2,65 0,0241 0,1554 2,40 2,84

1007 6 2,51 0,0216 0,1472 2,32 2,76

1028 4 4,34 0,0221 0,1488 4,16 4,50

1091 4 3,43 0,0221 0,1485 3,27 3,62

GR3C07 3001 6 3,06 0,0385 0,1961 2,76 3,31

3003 4 2,84 0,0326 0,1805 2,62 3,02

3007 5 2,62 0,0128 0,1132 2,51 2,78

3028 4 4,31 0,0297 0,1722 4,13 4,49

3091 3 4,43 0,0145 0,1205 4,32 4,56

GR5C08 5801 6 1,63 0,0099 0,0997 1,51 1,79

5803 4 1,13 0,0017 0,0419 1,07 1,17

5807 11 1,30 0.0647 0,2544 0,88 1,64

5828 9 2,55 0,2849 0,5337 1,91 3,22

5891 5 2,12 0,0245 0,1566 1,86 2,24

260

Tabela B.39 - Diferenças Significativas entre Grupos – GC07 – Rf.


GC07 0001 - 0003 0,15875

0001 - 0007 *0,336429

0001 - 0028 *-1,583

0001 - 0091 *-1,445

0003 - 0007 *0,177679

0003 - 0028 *-1,74175

0003 - 0091 *-1,60375

0007 - 0028 *-1,91943

0007 - 0091 *-1,78143


Tabela B.40 - Diferenças significativas entre grupos – GC08 – Rf.


GC08 0801 - 0803 -0,1645

0801 - 0807 -0,147714

0801 - 0828 *-1,22

0801 - 0891 *-1,722

0803 - 0807 0,0167857

0803 - 0828 *-1,0555

0803 - 0891 *-1,5575

0807 - 0828 *-1,07229

0807 - 0891 *-1,57429


Tabela B.41 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rf.


GR1C07 1001 - 1003 0,102857

1001 - 1007 *0,237143

1001 - 1028 *-1,59036

1001 - 1091 *-0,682857

1003 - 1007 0,134286

1003 - 1028 *-1,69321

1003 - 1091 *-0,78571

1007 - 1028 *-1,8275

1007 - 1091 *-0,92


261



GR3C07 3001 – 3003 0,22

3001 – 3007 *0,432

3001 – 3028 *-1,25

3001 – 3091 *-1,37333

3003 – 3007 0,212

3003 – 3028 *-1,47

3003 – 3091 *-1,59333

3007 – 3028 *-1,682

3007 – 3091 *-1,80533




GR5C08 5801 – 5803 *0,504167

5801 – 5807 *0,330758

5801 – 5828 *-0,920556

5801 – 5891 *-0,484333

5803 – 5807 -0,173409

5803 – 5828 *-1,42472

5803 – 5891 *-0,9885

5807 – 5828 *-1,25131

5007 – 5891 *-0,815091


Tabela B.44 - Diferenças significativas entre grupos GC07/GR1C07 – Rf.


GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-0,642143

0003 - 1003 *-0,698036

0007 - 1007 *-0,741429

0028 - 1028 *-0,6495


Tabela B.45 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR3C07 – Rf.


GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-0,955

0003 - 3003 *-0,89375

0007 - 3007 *-0,859429

0028 - 3028 *-0,622


262

Tabela B.46 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – Rf..


GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *-0,312857

1003 - 3003 *-0,415714

1007 - 3007 -0,118

1028 - 3028 0,0275




GC08/GR5C08 0801 - 5801 *-0,393667

0803 - 5803 *0,275

0807 - 5807 0,0848052

0828 - 5828 -0,0942222



a) Quanto à evolução da Rf com o tempo

GC07

1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91

dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 28 e 91

dias;

3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;

4. as pastas produzidas com GC07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de

7 dias.

GC08

1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo;

2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1, 3 e 7 dias;


GR1C07

1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 3 e 7 dias;


263

4. as pastas produzidas com GR1C07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade

de 7 e 91 dias.

GR3C07

1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos dias

de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias, 3 e 7 dias e

28 e 91 dias;



de 7 dias.

GR5C08


2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 3 e 7 dias;


4. as pastas produzidas com GR508 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de

3 e 91 dias.


GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC07/GR1C07, para as idades de 1,

3, 7 e 28 dias e

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as

idades de 1, 3, 7 e 28 dias em relação ao GC07.

GC07/GR3C07


3, 7, 28 e 91 dias e

2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias em relação ao GC07;

264

GR1C07/GR3C07

1. não há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GR1C07/GR3C07, para a idade

de 7 e 28 dias;

2. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades

de 1, 3, e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para a

idade de 1, 3 e 91 dias em relação ao GR1C07.

GC08/GR5C08

1. não há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC08/GR5C08, para as idades

de 7 e 28 dias;


3 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para a

idade de 1 dia em relação ao GC08;

4. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram redução nos valores de Rf, para as idades

de 3 e 91 dias em relação ao GC.

B.3.4 Permeabilidade ao Ar – K





Tabela B.48 - Permeabilidade ao ar – média (mm2).

Pastas Idade


GC07 7,5329E-14 9,3773E-14

GC08 21,2586E-14 26,2773E-14

GR1C07 2,17906E-14 2,5258E-14

GR3C07 2,1505E-14 2,66353E-14

GR5C08 2,31456E-14 2,60487E-14

265

Tabela B.49 - Resumo estatístico da ANOVA – K (mm2).



Desvio padrão

Valor min Valor max

GC 07 0007 3 7,53290E-14 0,7107 0,8431 6,975E-14 8,4762E-14

0028 3 9,3773E-14 1,3069 1,1432 8,095E-14 10,289E-14

GC 08 0807 4 21,2586E-14 5,5800 2,3622 19,401E-14 24,407E-14

0828 3 26,2773E-14 2,8505 1,6883 24,796E-14 28,115-14

GR1C07 1007 3 2,17906E-14 0,0001 0,0105 2,171E-14 2,191E-14

1028 3 2,5258E-14 0,0685 0,2616 2,26E-14 2,782E-14

GR3C07 3007 4 2,1505E-14 0,0220 0,1485 1,979E-14 2,295E-14

3028 3 2,66353E-14 0,0029 0,0541 2,603E-14 2,708E-14

GR5C08 5807 3 2,31456E-14 0,0155 0,1247 2,172E-14 2,406E-14

5828 4 2,60487E-14 0,1280 0,3578 2,295E-14 2,919E-14

Tabela B.50 - Diferenças significativas entre grupos – GC07, GC08, GR1C07, GR3C07 e

GR5C08 – K.


GC07 0007 - 0028 *-1,87338

GC08 0807 -0828 *-5,01872

GR1C07 1007 - 1028 -0,346737

GR3C07 3007 - 3028 -0,513167

GR5C08 5807 - 5828 -0,285833 *diferença significativa

Tabela B.51 - Diferenças significativas entre grupos – K.


GC07/GR1C07 0007 - 1007 *5,505

0028 - 1028 *6,85133

GC07/GR3C07 0007 - 3007 *5,5335

0028 - 3028 *6,71333

GR1C07/GR3C07 1007 - 3007 0,0285

1028 - 3028 -0,138

GC08/GR5C08 0807 - 5807 *18,9419



a) Quanto à evolução da K com o tempo

GC07

1. a permeabilidade ao ar cresce com o tempo;

2. há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.

GC08


266


GR1C07

1. a permeabilidade ao ar permanece constante com o tempo;

2. não há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.

GR3C07



GR5C08

1. permeabilidade ao ar cresce com o tempo;



GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 7

e 28 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram redução nos valores de K, para as

idades de 7 e 28 dias em relação ao GC07.

GC07/GR3C07

1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC07/GR3C07, para as idades de 7

e 28 dias;

2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de K, para as idades

de 7 e 28 dias em relação ao GC07.

GR1C07/GR3C07

1. não há diferença significativa nos valores de K das pastas GR1C07/GR3C07, para a idade

de 7 e 28 dias.

GC08/GR5C08

1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC08/GR5C08, para as idades de 7

e 28 dias;

267

2. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram redução nos valores de K, para as idades

de 7e 28 dias em relação ao GC08.

B.4 Pastas Estado Endurecido – Definição do Teor de Aditivo

As pastas utilizadas no estudo foram as pastasGC07, de GR1C07, de GR1C07-1,0%G,

GR1C07-1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G, cuja amostragem

quantitativa é apresentada no Quadro B.3.

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente foram a

Dureza Superficial (D) e a Resistência à Compressão Axial (Rc) nas idades de 1 e 7 dias.

Quadro B.3 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para o estudo preliminar da

dosagem do aditivo.

Pasta Idade (dias)


estatisticamente

D Rc D Rc

GC07 1 0001 6 9 5 7

7 0007 6 7 4 5

GR1C07 1 1001 9 9 7 8

7 1007 7 7 4 4

GR1C07-1,0%G 1 101001 3 3 2 3

7 101007 3 3 2 3

GR1C07-1,5%G 1 151001 3 3 2 3

7 151007 3 3 3 3

GR1C07-1,75%G 1 1751001 3 3 3 3

7 1751007 3 3 2 3

GR1C07-2,0%G 1 201001 3 3 2 3

7 201007 3 3 3 3

GR1C07-2,2%G 1 221001 3 3 2 3

7 221007 3 3 2 3

Total 58 62 43 54

268







Pastas Idade


GC07 7,47

13,88

GR1C07 12,16

14,48

GR1C07-1,0%G 14,77

16,15

GR1C07-1,5%G 11,61

16,74

GR1C07-1,75%G 9,14

13,55

GR1C07-2,0%G 8,11

9,84

GR1C07-2,2%G 6,86

15,66

Tabela B.53 - Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).

Pasta Identificação n amostras Média Variância Desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0001 5 7,47 0,40778 0,638577 6,56 8,05

0007 4 13,88 1,34503 1,15975 12,41 14,81

GR1C07 1001 7 12,16 1,1577 1,07596 10,58 13,5

1007 4 14,48 4,24129 2,05944 11,83 16,51

GR1C07 101001 2 14,77 0,8192 0,905097 14,13 15,41

1,0%G 101007 2 16,15 4,1472 2,03647 14,71 17,59

GR1C07 151001 2 11,61 0,256233 0,954594 10,93 12,28

1,5%G 151007 3 16,74 0,6728 2,30531 14,26 18,82

GR1C07 1751001 3 9,14 0,91125 0,506195 8,58 9,56

1,75%G 1751007 2 13,55 5,31443 0,820244 12,97 14,13

GR1C07 201001 2 8,11 0,59405 0,770746 7,56 8,65

2,0%G 201007 3 9,84 0,739633 0,860019 8,98 10,7

GR1C07 221001 2 6,86 0,0018 0,0424264 6,83 6,89

2,2%G 221007 2 15,66 2,14245 1,46371 14,62 16,69

269

Tabela A B.54 - Diferenças significativas entre grupos – 1 dia de idade – D.


GC07/GR1C 0001-1001 *-4,68171

GC07/GR1C-1,0%G 0001-101001 *-7,296

GC07/GR1C-1,5%G 0001-151001 *-4,131

GC07/GR1C-1,75%G 0001-1751001 -1,66933

GC07/GR1C-2,0%G 0001-201001 -0,631

GC07/GR1C-2,2%G 0001-221001 0,614

GR1C07/GR1C07-1,0%G 1001-101001 *-2,61429

GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001-151001 0,550714

GR1C07/GR1C07-1,75%G 1001-1751001 *3,01238

GR1C07/GR1C07-2,0%G 1001-201001 *4,05071

GR1C07/GR1C07-2,2%G 1001-221001 *5,29571

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101001-151001 *3,165

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101001-1751001 *5,62667

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101001-201001 *6,665

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101001-221001 *7,91

GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151001-1751001 *2,46167

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151001-201001 *-3,5

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151001-221001 *4,745

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751001-201001 -1,03833

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751001-221001 -2,28333

GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201001-221001 1,245 *diferença significativa nível de confiança de 95%

Tabela B.55 - Diferenças significativas entre grupos – 7 dia de idade – D.


GC07/GR1C 0007-1007 -0,595

GC07/GR1C-1,0%G 0007-101007 *-2,2675

GC07/GR1C-1,5%G 0007-151007 *-2,85417

GC07/GR1C-1,75%G 0007-1751007 0,3325

GC07/GR1C-2,0%G 0007-201007 *4,03917

GC07/GR1C-2,2%G 0007-221007 -1,7725

GR1C07/GR1C07-1,0%G 1007-101007 -1,6725

GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007-151007 *-2,25917

GR1C07/GR1C07-1,75%G 1007-1751007 0,9275

GR1C07/GR1C07-2,0%G 1007-201007 *4,63417

GR1C07/GR1C07-2,2%G 1007-221007 -1,1775

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101007-151007 -0,586667

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101007-1751007 2,6

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101007-201007 *6,3066

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101007-221007 0,495

GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151007-1751007 *3,18667

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151007-201007 *-6,89333

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151007-221007 1,08167

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751007-201007 2,6

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751007-221007 2,105

GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201007-221007 *-5,81167 *diferença significativa nível de confiança de 95%

270


a) Quanto à adição de aditivos no GR1C07

1. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G,

GR1C-1,75%G/GR1C-2,0%G, GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G e GR1C-2,0%G/ GR1C-

2,2%G para a idade de 1 dia;

2. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GR1C07/GR1C07-1,0%G,

GR1C07/GR1C07-1,75%G, GR1C07/GR1C07-2,2%G, GR1C-1,0%G/GR1C-1,5%G,

GR1C-1,0%G/ GR1C-2,2%G, GR1C-1,5%G/GR1C-2,2%G, GR1C-1,75%G/GR1C-

2,0%G e GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G, para a idade de 7 dias;

3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% de aditivo apresentaram acréscimo para os

valores de D, com 1 dia de idade, e redução para teores entre 1,5% e 2.2% de aditivo;


valores de D, com 7 dia de idade, redução para teores entre 1,5% e 2.0% e acréscimo

para teores entre 2,0% e 2,2% de aditivo.

b) Quanto à pastaGC07

1. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GC07/GR1C07-1,75%G,

GC07/GR1C07-2,0%G e GC07/GR1C07-2,2%G para a idade de 1 dia;

2. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GC07/GR1C07,

GC07/GR1C07-1,75%G e GC07/GR1C07-2,2%G para a idade de 7 dia;

3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% a 1,5% de aditivo apresentaram acréscimo

para os valores de D, com 1 dia de idade;

4. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% a 1,5% de aditivo apresentaram acréscimo

para os valores de D, com 7 dia de idade e redução, para teores de 2.0% de aditivo.






271

Tabela B.56 – Resistência à compressão axial média (MPa).

Pastas Idade


GC07 3,06 4,19

GR1C07 6,20 5,67

GR1C07-1,0%G 5,00 7,74

GR1C07-1,5%G 3,76 5,88

GR1C07-1,75%G 3,23 6,21

GR1C07-2,0%G 2,46 5,93

GR1C07-2,2%G 2,66 6,01




Desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0001 7 3,06 0,0452571 0,212737 2,89 3,51

0007 5 4,19 0,13945 0,37343 3,85 4,77

GR1C07 1001 8 6,20 0,144012 0,37949 5,54 6,76

1007 4 5,67 0,0466667 0,216025 5,47 5,97

GR1C07 101001 3 5,00 0,0792333 0,281484 4,7 5,26

1,0%G 101007 3 7,74 0,693233 0,832606 6,83 8,46

GR1C07 151001 3 3,76 0,308433 0,555368 3,22 4,33

1,5%G 151007 3 5,88 0,0597333 0,244404 5,67 6,15

GR1C07 1751001 3 3,23 0,0190333 0,137961 3,13 3,39

1,75%G 1751007 3 6,21 0,490433 0,700309 5,43 6,79

GR1C07 201001 3 2,46 0,000533333 0,023094 2,45 2,49

2,0%G 201007 3 5,93 0,220633 0,469716 5,5 6,43

GR1C07 221001 3 2,66 0,0976 0,31241 2,3 2,86

2,2%G 221007 3 6,01 0,0562333 0,237136 5,81 6,27

272

Tabela B.58- Diferenças significativas entre grupos – 1 dia de idade – Rc.


GC07/GR1C 0001-1001 *-3,14161

GC07/GR1C-1,0%G 0001-101001 *-1,93952

GC07/GR1C-1,5%G 0001-151001 *-0,70619

GC07/GR1C-1,75%G 0001-1751001 -0,17619

GC07/GR1C-2,0%G 0001-201001 *0,59381

GC07/GR1C-2,2%G 0001-221001 0,397143

GR1C07/GR1C07-1,0%G 1001-101001 *1,20208

GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001-151001 *2,43542

GR1C07/GR1C07-1,75%G 1001-1751001 *2,96542

GR1C07/GR1C07-2,0%G 1001-201001 *3,73542

GR1C07/GR1C07-2,2%G 1001-221001 *3,53875

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101001-151001 *1,23333

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101001-1751001 *1,76333

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101001-201001 *2,53333

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101001-221001 *2,33667

GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151001-1751001 0,53

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151001-201001 *-1,3

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151001-221001 *1,10333

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751001-201001 *-0,77

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751001-221001 -0,573333

GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201001-221001 -0,196667 *diferença significativa nível de confiança de 95%

Tabela B.59 - Diferenças significativas entre grupos – 7 dia de idade – Rc.


GC07/GR1C 0007-1007 *-1,48

GC07/GR1C-1,0%G 0007-101007 *-3,55333

GC07/GR1C-1,5%G 0007-151007 *-1,69333

GC07/GR1C-1,75%G 0007-1751007 *-2,01667

GC07/GR1C-2,0%G 0007-201007 *-1,73667

GC07/GR1C-2,2%G 0007-221007 *-1,81667

GR1C07/GR1C07-1,0%G 1007-101007 *-2,07333

GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007-151007 -0,213333

GR1C07/GR1C07-1,75%G 1007-1751007 -0,536667

GR1C07/GR1C07-2,0%G 1007-201007 -0,256667

GR1C07/GR1C07-2,2%G 1007-221007 -0,336667

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101007-151007 *1,86

GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101007-1751007 *1,53667

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101007-201007 *1,81667

GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101007-221007 *1,73667

GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151007-1751007 -0,323333

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151007-201007 0,0433333

GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151007-221007 -0,123333

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751007-201007 -0,28

GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751007-221007 -0,2

GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201007-221007 -0,08 *diferença significativa nível de confiança de 95%

273


a) Quanto à adição de aditivos no GR1C07

1. não há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GR1C07-1,5%G/GR1C07-

1,75%G, GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G e GR1C-2,0%G/GR1C-2,2%G, para a idade de 1

dia;

2. não há diferença significativa nos valores da Rc entre as pastas GR1C07, GR1C07-

1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C-2,2%G, para a idade de 7 dias;

3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1%, 1,5%, 1,75%, 2,0% e 2,2% de aditivo

apresentaram redução para os valores de Rc com 1 dia de idade;


valores de Rc, com 7 dia de idade.

b) Quanto à pastaGC07

1. não há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GC07/GR1C07-1,75%G e

GC07/GR1C07-2,2%G, para a idade de 1 dia;

2. há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GC07/GR1C07, GC07/GR1C07-

1,0%G, GC07/GR1C07-1,5%G, GC07/GR1C07-1,75%G, GC07/GR1C07-2,0%G e

GC07/GR1C07-2,2%G, para a idade de 7 dia;

3. as pastas de gesso reciclado com teores de 0% a 2,2% de aditivo apresentaram acréscimo

para os valores de Rc, com 7 dia de idade em relação ao gesso comercial.

B.5 Pasta Endurecida – com 1,5% de Superplastificante

As pastas utilizadas no estudo foram as pastasGC07, de GR1C07 e de GR1C07-1,5%G,

cuja amostragem quantitativa é apresentada no Quadro B.4.

As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente, foram a

Dureza Superficial (D), a Resistência à Compressão Axial (Rc), a Resistência à Tração na Flexão

(Rf), nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, e a Permeabilidade ao Ar (K), nas idades de 7 e 28 dias.

274

Quadro B.4 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para o estudo da influência

do uso de superplastificante no gesso reciclado.

Pasta Idade (dias)


estatisticamente

D Rc Rf k D Rc Rf k

GC07

1 0001 6 9 6 5 7 6

3 0003 6 7 8 6 8 8

7 0007 6 7 8 4 4 5 7 3

28 0028 6 8 7 4 5 8 5 3

91 0091 6 8 8 4 7 4

GR1C07

1 1001 9 9 7 7 8 7

3 1003 7 7 7 4 7 7

7 1007 7 7 7 4 4 4 6 3

28 1028 8 8 8 4 4 6 4 3

91 1091 8 8 7 2 7 4

GR1C07-1,5%G

1 151001 9 9 8 3 8 7

3 151003 8 8 7 4 5 8

7 151007 7 7 7 4 5 7 6 3

28 151028 8 8 7 4 3 8 6 4

91 151091 7 7 7 5 6 6

Total 108 117 109 24 65 101 91 19







Pastas Idade


GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24

GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47

GR1C07-1,5%G 12,15 10,32 20,89 13,90 16,62

275

Tabela B.61 - Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).



Desvio padrão

Valor min Valor max

GC 0001 5 7,47 0,4078 0,6385 6,56 8,05

07 0003 6 7,74 0,6125 0,7826 6,75 8,66

0007 4 13,88 1,3450 1,1597 12,41 14,81

0028 5 22,89 4,5316 2,1287 19,96 25,51

0091 4 22,24 3,1776 1,7826 19,96 24,16

GR1C 1001 7 12,16 1,1577 1,0759 10,58 13,50

07 1003 4 15,22 1,6092 1,2685 13,66 16,51

1007 4 14,48 4,2412 2,0594 11,83 16,51

1028 4 26,79 4,9921 2,2343 24,29 29,43

1091 2 29,47 7,8408 2,8001 27,49 31,45

GR1C 151001 3 12,15 0,9800 0,9899 11,01 12,82

07 151003 4 10,32 0,6902 0,8308 9,29 11,31

1,5%G 151007 5 20,89 2,1077 1,4518 18,97 22,4

151028 3 13,90 0,9345 0,9667 12,79 14,53

151091 5 16,62 0,5677 0,7534 15,71 17,21

Tabela B.62 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – D.


GC07 0001 - 0003 -0,267667

0001 - 0007 *-6,4085

0001 - 0028 *-15,414

0001 - 0091 *-14,7585

0003 - 0007 *-6,14083

0003 - 0028 *-15,1463

0003 - 0091 *-14,4908

0007 - 0028 *-9,0055

0007 - 0091 *-8,35


Tabela B.63 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – D.


GR1C07 1001 - 1003 *-3,06179

1001 - 1007 *-2,32179

1001 - 1028 *-14,6368

1001 - 1091 *-17,3143

1003 - 1007 0,74

1003 - 1028 *-11,575

1003 - 1091 *-14,2525

1007 - 1028 *-12,315

1007 - 1091 *-14,9925


276

Tabela B.64 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,5%G – D.


GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 1,82667

151001 - 151007 *-8,74733

151001 - 151028 -1,75667

151001 - 151091 *-4,47533

151003 - 151007 *-10,574

151003 - 151028 *-3,58333

151003 - 151091 *-6,302

151007 - 151028 *6,99067

151007- 151091 *4,272

151028- 151091 *-2,71867 *diferença significativa nível de confiança de 95%

Tabela B.65 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – D.


GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-4,68171

0003 - 1003 *-7,47583

0007 - 1007 -0,595

0028 - 1028 *-3,9045


Tabela B.66 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – D.


GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *-4,67267

0003 - 151003 *-2,57833

0007 - 151007 *-7,0115

0028 - 151028 *8,98467


Tabela B.67 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – D.


GC07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 0,00904762

1003 - 151003 *4,8975

1007 - 151007 *-6,4165

1028 - 151028 *12,8892



a) Quanto à evolução da D com o tempo

GC07

1. dureza superficial cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91 dias de idade;

2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 1 e 3 dias;

277

3. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 28 e 91 dias.

GR1C07


2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 3 e 7 dias.

GR1C07-1,5%G


2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 1 e 3 dias e 1 e 28 dias.


GC07/GR1C07

1. não há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07 para as idades

de 7 dias;

2. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de

1, 3, 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as

idades de 1, 3, 28 e 91 dias em relação ao GC07.

GC07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as

idades de 1,3, 7, 28 e 91 dias;

2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimo nos valores de D,

para as idades de 1, 3 e 7 dias em relação ao GC07;

3. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de D, para

as idades de 28 e 91 dias em relação ao GC07.

GR1C07/GR1C07-1,5%G

1. não há diferença significativa nos valores de D, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G

para a idade de 1 dia;

2. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as

idades de 3, 7, 28 e 91 dias;

3. as pastas produzidas com GR1C071,5%G apresentaram acréscimo nos valores de D, para

a idade de 7 dias em relação ao GR1C07;

278

4. as pastas produzidas com GR1C 07-1,5%G apresentaram redução nos valores de D, para

as idades de 1, 3, 28 e 91 dias em relação ao GR1C07.






Tabela B.68 - Resistência à compressão axial – média (MPa).

Pastas Idade


GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67

GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69

GR1C07-1,5%GºC 4,28 2,98 2,81 6,10 4,84




Desvio padrão

Valor min Valor max

GC 0001 7 3,06 0,0452 0,2127 2,89 3,51

07 0003 8 3,10 0,0618 0,2487 2,65 3,47

0007 5 4,19 0,1394 0,3734 3,85 4,77

0028 8 7,31 0,2482 0,4982 6,57 8,35

0091 7 8,67 0,3310 0,5753 7,54 9,15

GR1C 1001 8 6,20 0,1440 0,3794 5,54 6,76

07 1003 7 5,99 0,0566 0,2381 5,55 6,31

1007 4 5,67 0,0466 0,2160 5,47 5,97

1028 6 9,93 0,5995 0,7742 8,81 11,04

1091 7 11,69 0,3374 0,5809 11,03 12,30

GR1C 151001 5 4,28 0,0303 0,1740 4,08 4,53

07 151003 9 2,98 0,0342 0,1850 2,7 3,34

1,5%G 151007 6 2,81 0,0217 0,1473 2,66 3,04

151028 7 6,10 0,1297 0,3601 5,74 6,56

151091 7 4,84 0,0811 0,2849 4,34 5,13

279

Tabela B.70 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rc.


GC07 0001 - 0003 -0,0453571

0001 - 0007 *-1,13286

0001 - 0028 *-4,25286

0001 - 0091 *-5,61286

0003 - 0007 *-1,0875

0003 - 0028 *-4,2075

0003 - 0091 *-5,5675

0007 - 0028 *-3,12

0007 - 0091 *-4,48




GR1C07 1001 - 1003 0,214464

1001 - 1007 0,52875

1001 - 1028 *-3,73125

1001 - 1091 *-5,49125

1003 - 1007 0,314286

1003 - 1028 *-3,94571

1003 - 1091 *-5,70571

1007 - 1028 *-4,26

1007 - 1091 *-6,02


Tabela B.72 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,5%G – Rc.


GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 *1,29978

151001 - 151007 *1,47367

151001 - 151028 *-1,82086

151001 - 151091 *-0,556571

151003 - 151007 0,173889

151003 - 151028 *-3,12063

151003 - 151091 *-1,85635

151007 - 151028 *-3,29452

151007- 151091 *-2,03024

151028- 151091 *1,26429 *diferença significativa nível de confiança de 95%



GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-3,14161

0003 - 1003 *-2,88179

0007 - 1007 *-1,48

0028 - 1028 *-2,62


280

Tabela B.74 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – Rc.


GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *-1,22486

0003 - 151003 0,120278

0007 - 151007 *1,38167

0028 - 151028 *1,20714


Tabela B.75 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – Rc.


GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 *1,91675

1003 - 151003 *3,00206

1007 - 151007 *2,86167

1028 - 151028 *3,82714



a) Quanto à evolução da Rc com o tempo

GC07



GR1C07


2. não há diferença significativa nos valores de Rc ,c para as idades de 1, 3 e 7 dias.

GR1C07-1,5%G




GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de

1, 3, 7, 28 e 91 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias em relação ao GC07.

281

GC07/GR1C07-1,5%G

1. não há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para a

idade de 3 dias;

2. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as


3. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimo nos valores de Rc,

para a idade de 1 dia em relação ao GC07;

4. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rc,

para as idades de 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.

GR1C07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rc,

para as idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GR1C07.

B.5.3 Resistência à Tração na Flexão – Rf





Tabela B.76 - Resistência à tração na flexão – média (MPa).

Pastas Idade


GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55

GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43

GR1C07-1,5%G 1,78 1,74 1,78 3,3 3,01

282

Tabela B.77- Resumo estatístico da ANOVA – Rf (MPa).



Desvio padrão

Valor min Valor max

GC 0001 6 2,10 0,0238 0,1543 1,92 2,25

07 0003 8 1,94 0,0168 0,1298 1,71 2,14

0007 7 1,77 0,0145 0,1204 1,63 1,89

0028 5 3,69 0,0360 0,1899 3,51 3,95

0091 4 3,55 0,0364 0,1909 3,31 3,74

GR1C 1001 7 2,74 0,0632 0,2514 2,47 3,03

07 1003 7 2,65 0,0241 0,1554 2,40 2,84

1007 6 2,51 0,0216 0,1472 2,32 2,76

1028 4 4,34 0,0221 0,1488 4,16 4,50

1091 4 3,43 0,0221 0,1485 3,27 3,62

GR1C 151001 7 1,78 0,0079 0,0888 1,63 1,87

07 151003 8 1,74 0,0286 0,1691 1,55 2,00

1,5%G 151007 6 1,78 0,0180 0,1340 1,61 1,98

151028 6 3,30 O,0234 0,1528 3,09 3,50

151091 6 3,01 0,0264 0,1627 2,87 3,25

Tabela B.78 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rf.


GC07 0001 - 0003 0,15875

0001 - 0007 *0,336429

0001 - 0028 *-1,583

0001 - 0091 *-1,445

0003 - 0007 *0,177679

0003 - 0028 *-1,74175

0003 - 0091 *-1,60375

0007 - 0028 *-1,91943

0007 - 0091 *-1,78143




GR1C07 1001 - 1003 0,102857

1001 - 1007 *0,237143

1001 - 1028 *-1,59036

1001 - 1091 *-0,682857

1003 - 1007 0,134286

1003 - 1028 *-1,69321

1003 - 1091 *-0,78571

1007 - 1028 *-1,8275

1007 - 1091 *-0,92


283

Tabela B.80 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,55G – Rf.


GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 0,0428571

151001 - 151007 0,00452381

151001 - 151028 *-1,51714

151001 - 151091 *-1,23214

151003 - 151007 -0,0383333

151003 - 151028 *-1,56

151003 - 151091 *-1,275

151007 - 151028 *-1,52167

151007- 151091 *-1,23667

151028- 151091 *0,285 *diferença significativa nível de confiança de 95%



GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-0,642143

0003 - 1003 *-0,698036

0007 - 1007 *-0,741429

0028 - 1028 *-0,6495


Tabela B.82 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – Rf.


GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *0,322143

0003 - 151003 *0,20625

0007 - 151007 -0,0097619

0028 - 151028 *0,388


Tabela B.83 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – Rf.


GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 *0,964286

1003 - 151003 *0,904286

1007 - 151007 *0,731667

1028 - 151028 *1,0375



a) Quanto à evolução da Rf com o tempo

GC07

1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91

dias de idade;

284

2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 28 e 91

dias;


4. as pastas produzidas com GC07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de

7 dias.

GR1C07


2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 3 e 7 dias;



de 7 e 91 dias.

GR1C07-1,5%G


2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1, 3 e 7 dias;


4. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rf, para

a idade de 91 dias.


GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 1,

3, 7 e 28 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as

idades de 1, 3, 7 e 28 dias, em relação ao GC07.

GC07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de Rf, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as



as idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.

285

GR1C07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de Rf, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as

idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias;


as idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GR1C07.

B.5.4 Permeabilidade ao Ar – K





Tabela B.84 – Permeabilidade ao ar – média (mm2).

Pastas Idade


GC07

7,50329E-14 9,3773E-14

GR1C07

2,17906E-14 2,5258E-14

GR1C07-1,5%G

18,4662E-14 17,4632E-14

Tabela B.85 - Resumo estatístico da ANOVA – K (mm2).



desvio padrão

Valor min Valor max

GC07 0007 3 7,50329E-14 0,7107 0,8430 6,975E-14 8,476E-14

0028 3 9,3773E-14 1,3069 1,1432 8,094E-14 1,028E-13

GR1C07 10007 3 2,17906E-14 0,0001 0,0105 2,171E-14 2,190E-14

10028 3 2,5258E-14 0,0685 0,2616 2,258E-14 2,781E-14

GR1C07 151007 3 18,4662E-14 1,5630 1,2502 17,08E-14 19,52E-14

1,5%G 151028 4 17,4632E-14 0,4836 0,6954 16,67E-14 18,12E-14

Tabela B.86 - Diferenças significativas entre grupos – GC07, GR1C07, GR1C07-1,5%G – K.


GC07 0007 - 0028 *-1,87338

GR1C07 1007 - 1028 -0,346737

GR1C07-1,5%G 151007 - 151028 1,00283 *diferença significativa

286

Tabela B.87 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07, GC07/GR1C07-1,5%G,

GR1C07/GR1C07-1,5%G – K.


GC07/GR1C07 0007 - 1007 *5,32485

0028 - 1028 *6,8515

GC07/GR1C07-1,5%G 0007 - 151007 *-10,9623

0028 - 151028 *-8,08607

GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007 - 151007 *-16,2871

1028 - 151028 *-14,9376 *diferença significativa


a) Quanto à evolução da K com o tempo

GC07



GR1C07



GR1C07-1,5%G




GC07/GR1C07

1. há diferença significativa nos valores de K, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 7

e 28 dias;

2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram redução nos valores de K, para as


GC07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de K, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G aos 7 e 28

dias de idade;

287

2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimos nos valores de K,

para as idades de 7 e 28 dias, em relação ao GC07.

GR1C07/GR1C07-1,5%G

1. há diferença significativa nos valores de K, das GR1C07/GR1C07-1,5%G aos 7 e 28

dias de idade;

2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimos nos valores de K

para as idades de 7 e 28 dias, em relação ao GR1C07.

288

289

APÊNDICE C - Cálculo dos Teores de Hemi-Hidratos e de Di-Hidratos

O cálculo para determinação dos teores de di-hidratos e hemi-hidratos para o gesso

comercial e dos gessos reciclados foram executados com base nas perdas de massa apresentadas

nos termogramas dos GC, GR1C, GR3C e GR5C (Anexo1).

Para a elaboração do cálculo dos teores de hemi-hidratos e di-hidratos foram

considerados:

a) Massa molecular das fases do sistema CaSO4-H2O

Quadro C.1 – Massa molecular das fases do sistema CaSO4-H2O (JOHN e CINCOTTO, 2007).

Fases do sistema CaSO4-H2O Massa molecular (g)

CaSO4 136,14

CaSO4.0,5H2O 145,15

CaSO4.2H2O 172,17

b) Perdas de massa percentuais das reações de transformação de desidratação do

sistema CaSO4-H2O

Quadro C.2 – Perdas de massa das reações de transformação do sistema CaSO4-H2O (DWECK e

LASOTA, 1997).

Item reação perda de massa (%)

I CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O 15,71

II CaSO4.0,5H2O → CaSO4.+ 0,5H2O 6,20

III CaSO4.2H2O → CaSO4.+ 2H2O 20,91

290

c) Fases do sistema CaSO4-H2O presentes nos gessos de construção

Os gessos de construção são constituídos fundamentalmente por sulfato de cálcio hemi-

hidratado e teores menores de sulfato de cálcio di-hidratado e anidritas (JOHN; CINCOTTO,

2007; PERES, BENACHOUR e SANTOS, 2001).

d) Cálculo dos teores de CaSO4.2H2O e CaSO4.0,5H2O presentes nos gessos de

construção por meio das análises térmicas TGA e DTGA.

Quadro C.3 – Cálculo dos teores de di-hidrato e hemi-dratos, por meio da perda de massa

registradas nos termogramas de TGA (DWECK e LASOTA, 1997).

Di-hidratos - fórmula Hemi-hidratos - fórmula

D = DM2-3/0,157 H = (DM3-4 – 0,062D)/0,062

O percentual máximo de perda de massa da reação de transformação II é 6,20%. Nas

perdas de massa fornecidas pelos termogramas, os percentuais excedentes podem estar

relacionados aos eventuais teores de di-hidrato existente no material.

Nesse sentido, o cálculo dos teores de hemi-hidratos e di-hidratos presentes nos gessos

em estudo (GC, GR1C, GR3C e GR5C), com base na perda de massa fornecida pelos

termogramas são apresentados na Tabela C.1 a seguir:

Tabela C.1 – Percentuais de hemi-hidratos e di-hidratos presentes no sistema CaSO4-H2O dos

gessos: GC, GR1C, GR3C e GR5C.

Materiais Perdas de massa (%) Teores (%)

Hemi-hidrato Di-hidrato D = DM2-3/0,157 H = (DM3-4 – 0,062D)/0,062

GC 5,856 0,00 0 94,45

GR1C 6,20 1,714 10,92 89,08

GR3C 6,091 0 0 98,24

GR5C 6,20 0,373 2,37 97,63

291

292

293

294

295

APÊNDICE D – Caracterização Química

296

297

298

299

APÊNDICE E – Difratogramas

300

GC – Gesso Comercial

301

GR1C – Gesso Reciclado Primeiro Ciclo

302

GR3C – Gesso Reciclado Terceiro Ciclo

303

GR5C – Gesso Reciclado Quinto Ciclo

304

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gesso reciclado: avaliação de propriedades para uso em