Estudo de propriedades físico-químicas de resíduo da indústria de papel e celulose e seu potencial uso na construção civil

Abstract

Atualmente são geradas no Brasil cerca de 315 mil toneladas de resíduo Dregs por ano, proveniente da indústria de celulose. Este trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade de uso deste resíduo na composição de argamassa utilizada na construção civil, através do reprocessamento e reutilização deste material. Para tanto, as propriedades estrutural, térmica, mecânica e absorção de água foram estudadas. As propriedades estruturais foram investigadas por meio de DRX, MEV, FTIR e EDS; as térmicas por meio de TG/DSC; as propriedades mecânicas por meio de ensaios mecânicos de compressão (ABNT NBR 7215) e de absorção de água seguindo a norma ABNT NBR 9778. O resíduo foi processado para eliminar a umidade presente e reduzir o tamanho de grãos do pó. Argamassas, com diferentes composições em adição e em substituição ao cimento, foram preparadas e corpos de prova foram confeccionados para testes mecânicos e estudo de absorção de água. Considerando-se os resultados da análise térmica, foi observado uma perda de massa de 39,5% entre 50 e 1.000 ºC e dois picos endotérmicos com máximos em 365 e 720 ºC. Do pó de Dregs tratado a diferentes temperaturas (100, 300, 500, 750 e 800º C), durante 1 hora, foi possível, por meio de DRX, identificar três fases distintas: carbonato de cálcio (CaCO3) foi observada nos pós tratados até 500 ºC e as fases óxido de cálcio (CaO) e de magnésio (MgO), nos pós tratados acima de 750 oC. As medidas obtidas por EDS reforçam a mudança de fase do CaCO3. Estatisticamente, não há diferença entre os valores da resistência à compressão para os corpos de prova com 5 e 10% de adição e substituição de pó de Dregs. Os corpos de prova com 10% de adição de pó de Dregs apresentaram menor absorção de água em relação aos com 5% de adição e aos de referência. Apesar da necessidade de continuidade, este estudo mostra a potencialidade de reuso do Dregs em substituição, em parte, do cimento Portland na preparação de argamassas utilizadas na construção civil.

Currently, Brazil generates, yearly, about 315 thousand tons of Dregs waste from the pulp industry. In this research, I aim to study the feasibility of using this waste in the composition of the mortar used in construction through the reprocessing and reusing of this material. For this purpose, I analyzed the structural, thermal, mechanical, and water absorption properties of this material. The structural properties were investigated through XRD, SEM, FTIR, and EDS; the thermal properties via TG/DSC; the mechanical properties using compression mechanical tests (ABNT NBR 7215) and water absorption following ABNT NBR 9778. The residue was processed to eliminate the moisture present and reduce the grain size of the powder. Mortars with different compositions in addition to and in replacement of cement were prepared, and specimens were made for mechanical tests and water absorption analysis. Considering the results of the DTA test, a mass loss of 39.5% was observed between 50 and 1000 ºC and two endothermic peaks with maxima at 365 and 720 ºC. From the Dregs powder treated at different temperatures (100, 300, 500, 750 e 800º C), for 1 hour, it was possible, by means of XRD, to identify three distinct phases: I observed calcium carbonate (CaCO3) in powders treated up to 500 ºC and calcium oxide (CaO) and magnesium (MgO) phases, in powders treated above 750ºC. Network parameters of these crystallographic phases were determined using the Rietveld method of analysis. The measurements obtained by EDS reinforce the phase change of CaCO3. Statistically, there was no difference between the values of compressive strength for specimens with 5 and 10% addition and replacement of Dregs powder. The specimens with a 10% addition of Dregs powder showed less water absorption than those with a 5% addition and the reference specimens. Despite the need for continuity, this study shows the potential for the reuse of Dregs to replace, in part, Portland cement in the preparation of mortars used in construction.