Post on 11-Aug-2015
SÍNTESE: Utilização e Influência da Escória de Cobre como adição e como agregado
miúdo para concreto.
A preocupação com o grave problema da geração de resíduos vem, cada vez mais,
despertando a conscientização da necessidade de estudos com vistas a melhorar o ciclo de
produção e adequar a destinação dos resíduos gerados. Nesse sentido, a reciclagem se
apresenta como uma grande alternativa (MOURA e MOLIN, 2004).
O cobre tem sido um dos elementos mais usados no mundo e atualmente tem tido uma
grande demanda. Na atividade de produção do cobre há uma geração grandiosa de escória
durante a transformação das matérias primas em produtos acabados (MOURA, 2000).
Portanto, no seu estudo Moura estuda a viabilidade da utilização da escória de cobre como
adição para concreto.
MOURA e MOLIN (2004) relatam que em nível mundial a produção anual de escória
de cobre é em torno de 13 milhões de toneladas e que no Brasil são geradas, no processo de
produção do cobre eletrolítico, em média, 230 mil toneladas de escória por ano, que são
depositadas no pátio da metalúrgica. O beneficiamento de cobre no Brasil acontece em
Camaçari na Bahia, pela CARAÍBA METAIS.
Segundo Bittencourt (1992, apud Moura, 2000) o processo de geração da escória de
cobre é da seguinte maneira:
1- Junto com os concentrados adiciona-se sílica para estabilizar a escória
2- Seca a mistura (“blend”)
3- Injeta o “blend” no forno sobre altas sob alta pressão por aspessor
4- No forno ocorrem reações que produzem “mate” e escória. “Mate” é uma fase
composta por algumas substâncias (níquel, cobalto, sulfetos de cobre, etc.)
5- Nos conversores ocorre formação de uma nova escoria
6- Essa nova escoria é conduzida para o forno elétrico, onde se deve retirar o máximo de
cobre da escória.
7- Após as reações se processarem com a ajuda de um redutor e agitação produzida por
indução, o forno é esvaziado e a escória ao fluir recebe um fluxo de água sob pressão e
é resfriada, solidificando-se em grãos.
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA
DISCIPLINA: ENG274 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO V
ALUNO: LEANDRO SANTOS LEAL
A composição química da escória está apresentada na tabela abaixo.
Fonte: MOURA e MOLIN (2004)
Na escória as ligações são predominantemente iônicas, imiscíveis e de baixa
solubilidade com os sulfetos. A propriedade mais importante da escória na fase liquida é a
viscosidade. Uma boa escória do ponto de vista metalúrgico deve ter as seguintes
características:
· boa fluidez;
· baixa solubilidade de "mate" e cobre;
· boa tolerância à faixa de variação do processo;
· dar boa estabilidade às impurezas;
· ser formada a temperaturas próximas das de trabalho;
· não deve exigir pressão parcial de oxigênio além da requerida pelo
sistema;
· estar líquida à temperatura de trabalho do "mate" ou do metal
Nos levantamentos bibliográficos realizados por MOURA (2000), constatou-se que a
escória de cobre geralmente não é aproveitada e somente uma pequena quantidade era usada
como abrasivo. Mas no Canadá, 45% da escória são usadas como base para construção, lastro
de estrada e aterros. O maior produtor mundial de cobre, Estados Unidos, praticamente não
utiliza a escória.
A escória de cobre tem características compatíveis com as de uma areia grossa,
excetuando as suas massas específicas e unitárias que são muito mais elevadas, e sem risco do
ponto de vista toxicológico para água, mediante avaliação do risco ambiental (ensaios de
lixiviação e solubilização), foi constatado que a escória de cobre não apresenta risco à saúde
humana nem ao meio ambiente, sendo classificada como não inerte (MOURA e MOLIN,
2004). Como a quantidade de escória de cobre produzido no mundo é alta, é um desperdício
deixar de utilizá-la. Sendo assim, começou-se a estudar o uso da mesma como substituição de
parte do cimento para argamassa e concreto.
No Brasil praticamente todo volume gerado é depositado numa área formando imensas
pilhas de escória e somente uma pequena parcela dessa quantidade é utilizada como abrasivo.
A utilização de escória de cobre no concreto em estudos realizados aumentou a resistência à
compressão axial.
Através de estudos podem-se determinar as dosagens de escória que podem ser
utilizadas na produção de concreto e com isso determinar o traço de concreto. Durante a
fabricação do concreto com escória de cobre como agregado miúdo, observou-se que a
mesma provocava segregação, devido à sua massa específica. Para minimizar esse efeito foi
utilizado aditivo incorporador de ar. A massa específica do concreto com escória de cobre é
superior a do concreto com areia (MOURA, 2000).
Na produção de peças pré-moldadas foram desenvolvidos diversos traços de
argamassa e concreto. Após vários ajustes, o traço de argamassa que apresentou melhores
resultados foi 1:5,0 (cimento, escória de cobre) e relação a/c 0,37. O traço de concreto com
escória de cobre que apresentou melhores resultados foi 1:3,647:4,05 (cimento, escória de
cobre, brita 19 mm) e relação a/c 0,53. Além do bom desempenho da argamassa e concreto
com relação à resistência à compressão, as peças pré-moldadas apresentaram um ótimo
aspecto (MOURA, 2000).
Além dessas utilizações a escória de cobre pode ser utilizada em base e sub-base de
pavimentação, como agregado miúdo para asfalto pré-misturado a frio, em misturas com
asfalto, como agregado para colchão drenante, etc. E com isso, podemos observar que a
escória de cobre pode ser utilizada em vários processos, ao invés de ser considerada como um
resíduo sem utilização.
Foi verificada a influência da escória de cobre nas propriedades mecânicas do concreto
(resistência à compressão axial, tração por compressão diametral e tração na flexão), tendo os
concretos com adição de 20% de escória de cobre apresentado desempenho bastante superior
aos concretos de referência (sem adição) em todas essas propriedades (MOURA, 2000).
CONCLUSÕES
MOURA (2000) chegou às seguintes conclusões:
Os resultados dos ensaios de determinação da atividade pozolânica, pelo método
mecânico (NBR 5752, 1992), mostram que a escória pode ser classificada como uma
pozolana classe “E”.
A forma dos grãos da escória bruta é esférica e a textura lisa. Sua granolumetria é
equivalente à de um agregado miúdo na faixa IV – grosso, de acordo com a NB 7211
(1983).
A massa específica da escória é muito elevada (3,870 kg/dm3), classificando-a como
agregado pesado.
Os resultados dos ensaios de lixiviação e solubilidade mostram que a escóriade cobre
pode ser classificada como resíduo classe II – não inerte
I- COM RELAÇÃO À ADIÇÃO DA ESCÓRIA DE COBRE COMO ADIÇÃO AO
CONCRETO
A escória, para ser utilizada como adição ao concreto, deverá ser moída.
O teor definido de adição de escória de cobre ao concreto foi de 20%, em relação à
massa de cimento.
a) Quanto às características do concreto no estado fresco
A adição de escória de cobre não influenciou na trabalhabilidade do concreto.
A massa específica do concreto no estado fresco aumentou um pouco com adição de
escória.
b) Quanto às características do concreto no estado endurecimento
A massa específica do concreto no estado endurecido também aumentou com a adição
da escória de cobre.
A resistência à compressão axial do concreto aumentou com a adição de escória, para
todas as idades de referência (7, 28 e 91 dias).
A resistência do concreto à tração por compressão diametral aumentou
significativamente em todas as idades de ensaio.
A resistência do concreto à tração na flexão também aumentou com adição de escória
de cobre, tanto aos 7 quanto aos 28 dias de idade.
A absorção por imersão foi menor para os concretos com adição de escória,
principalmente nas relações a/c maiores.
Os concretos com adição de escória de cobre, também apresentaram melhor
desempenho quanto à absorção por sucção capilar.
A profundidade de carbonatação foi menor nos concretos com adição de escória de
cobre.
A influência da adição de escória de cobre ao concreto, também ficou evidenciada nos
resultados dos ensaios de ataque por sulfato.
II- COM RELAÇÃO À UTILIZAÇÃO DE ESCÓRIA DE COBRE COMO AGREGADO
MIÚDO PARA CONCRETO
a) Quanto às características do concreto no estado fresco
A trabalhabilidade do concreto aumentou significativamente com a utilização de
escória de cobre como parte do agregado miúdo.
A massa específica do concreto aumentou significativamente com a utilização da
escória de cobre como agregado.
b) Quanto às características do concreto no estado endurecimento
A massa específica do concreto no estado endurecido também aumentou quando se
utilizou escória de cobre como parte do agregado miúdo.
A resistência à compressão axial do concreto aumentou com a substituição de parte da
areia por escória de cobre, em todas as idades de ensaio.
A resistência à tração por compressão diametral, também aumentou com a utilização
da escória de cobre como parte do agregado miúdo.
No que se refere a resistência à tração por flexão, o comportamento dos concretos foi
praticamente o mesmo verificado nas demais propriedades mecânicas avaliadas.
Os resultados dos ensaios de absorção por imersão confirmaram o comportamento dos
concretos quanto às propriedades mecânicas.
No que se refere à absorção por sucção capilar, a utilização de escória de cobre como
parte do agregado miúdo, também melhorou o desempenho dos concretos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MOURA, Washington Almeida. Utilização de Escória de Cobre como adição e como
agregado miúdo para concreto. Tese de Doutorado – Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2000.
MOURA, Washington Almeida e MOLIN, Denise Carpena Coutinho Dal. Influência da
adição de escória de cobre em características relacionadas à durabilidade do concreto.
Ambiente Construído, Porto Alegre, v.4, n. 2, p. 41-56, abr./jun. 2004. ISSN 1415-8876.