Incorporação de cinza de caldeira em matriz cimentícia para produção de argamassa

Abstract

A reutilização de resíduos sólidos industriais como materiais substitutivos ou aditivos em matriz cimentícia, evidencia uma atividade ambientalmente amigável aliada a uma alternativa sustentável para as indústrias. O reaproveitamento desses resíduos pelo setor da construção civil pode melhorar as propriedades físicas, químicas e mecânicas do material produzido, assim como reduzir o impacto ambiental de descarte irregular. A cinza de caldeira proveniente da queima do eucalipto é um resíduo comumente gerado em grandes quantidades por diversos setores industriais, que fazem uso da queima da madeira para produção de calor. Neste trabalho, a cinza proveniente da queima do eucalipto foi utilizada para ser incorporada, de formas distintas, à argamassa. A cinza, caracterizada por fluorescência de Raios X, consiste em uma mistura de elementos minerais oxidados e areia. Este resíduo foi incorporado à matriz cimentícia (argamassa) em duas etapas: (I) adicionada em proporções de 5, 10 e 15% em massa com variação do fator a/c e, (II) adição de 15%; substituição do cimento por 15% e substituição da areia por 15%, em massa da cinza, todos mantendo o fator a/c fixo em 0,48. Na primeira etapa, os corpos de prova foram caracterizados quanto à resistência à compressão nas idades de 7, 14, 28 e 91 dias, enquanto na segunda etapa, foram caracterizados apenas aos 28 dias. Foram realizados ensaios físicos de massa específica real, absorção de água e índice de vazios para todas as amostras aos 28 dias de cura, de acordo com as normas brasileiras. Os resultados de resistência mecânica da primeira etapa mostraram um aumento com o tempo de cura e, a partir dos 28 dias, os valores encontrados para as amostras com a incorporação da cinza foram todos superiores à amostra padrão (sem cinza). Para as amostras da viii segunda etapa, aos aos 28 dias, todos os valores de resistência dos corpos de prova contendo cinza foram ligeiramente maiores que aqueles apresentados pela a amostra de referência. Os resultados de massa específica real, absorção de água e índice de vazios aumentaram com o teor de cinza inserido à matriz, acompanhando o aumento do fator a/c das amostras da primeira etapa. Para as amostras preparadas na segunda etapa, somente a amostra com substituição do cimento pela cinza, apresentou valores de absorção e índice de vazio menores que aqueles apresentados pela referência. Os resultados deste trabalho mostraram que, embora a cinza utilizada não apresente atividade pozolânica, sua incorporação e/ou substituição de agregados em uma argamassa, pode ser realizado até o valor limite estudado – 15% em massa, tendo em vista que as propriedades fundamentais do material final não sofrem alterações significativas.

The reuse of industrial solid waste as substitute or additives materials in cement matrix, evidences an environmentally friendly activity combined with a sustainable alternative for industries. The reuse of these wastes by the civil construction sector can improve the physical, chemical and mechanical properties of the material produced, as well as reduce the environmental impact of irregular disposal. Boiler ash from the burning of eucalyptus is a waste commonly generated in large quantities by various industrial sectors, which use wood burning to produce heat. In this work, the ash from the burning of eucalyptus was used to be incorporated, in different ways, into the mortar. Ash, characterized by X-ray fluorescence, consists of mixed oxidized mineral elements and sand. This residue was incorporated into the cement matrix (mortar) in two stages: (I) added in proportions of 5, 10 and 15% by mass with variation of the w/c factor and, (II) addition of 15%; replacement of cement by 15% and replacement of sand by 15%, in mass of ash, all keeping the w/c factor fixed at 0.48. In the first stage, the specimens were characterized for compressive strength at the ages of 7, 14, 28 and 91 days, while in the second stage, they were characterized only at 28 days. Physical tests of real specific mass, water absorption and void index were carried out for all samples at 28 days of curing, according to Brazilian standards. The mechanical strength results, of the first stage, showed an increase with the curing time and, after 28 days, the values found for the samples with the incorporation of ash were all superior to the standard sample (without ash). For the samples from the second stage, at 28 days, all the resistance values of the specimens containing ash were slightly higher than those presented by the reference sample. The results of real density, water absorption and x void index increased with the ash content inserted into the matrix, following the w/c factor increase of the samples from the first stage. For the samples prepared in the second stage, only the sample with replacement of cement by ash, presented absorption values and void index lower than those presented by the reference. The results of this work showed that, although the ash used does not show pozzolanic activity, its incorporation and/or replacement of aggregates in a mortar can be carried out up to the limit value studied – 15% by mass, considering that the fundamental properties of the final material do not undergo significant changes.