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Cinpar 2010 - www.cinpar2010.com.ar - [email protected] TEMA 3 – Caracterización de materiales Cinza de bagaço de cana-de-açúcar: Contribuição para a sustentabilidade dos materiais de reparo GOBBI. A. 1,a , GROENWOLD, J. A. 1,b e MEDEIROS, M. H. F. 1,c 1 Departamento de Construção Civil – Universidade Federal do Paraná – Centro Politécnico – Jardim das Américas – CEP: 81531-980 – Curitiba – Paraná - Brasil a [email protected], b [email protected], c [email protected] Palavras-chave: pozolana, concreto, durabilidade, sustentabilidade, cana-de-açúcar Resumo As adições minerais estão diretamente ligadas à produção de concreto de alta resistência, grautes e argamassas de reparo desde a década de 80, devido ao efeito químico relacionado com a adição envolver a formação adicional de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), produto responsável pela resistência das pastas de cimento. Outro efeito interessante é o refinamento de poros, ou seja, a transformação de vazios maiores em numerosos pequenos poros com baixo grau de conectividade, características importantes para os materiais destinados ao reparo de estruturas de concreto armado. Hoje, após mais de trinta anos de implantação do programa proálcool no Brasil, este país é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com mais de seis milhões de hectares plantados. Com o surgimento, em todo o mundo de veículos bicombustíveis, ou seja, que trabalham com combustíveis derivados do petróleo ou com álcool, o incentivo à produção de álcool tem aumentado significativamente nos últimos anos. Um estudo aponta a necessidade de se atender em 2010 a uma demanda adicional de 10 bilhões de litros de álcool, além de 7 milhões de toneladas de açúcar. Este trabalho segue a linha de estudar uma possibilidade de empregar os milhões de quilos de bagaço de cana-de-açúcar, que restam do processo de produção do etanol, na indústria de produção de grautes e argamassas de reparo. Neste artigo estão apresentados resultados de massa específica, granulometria laser, fluorescência de raio X, difração de raio X e atividade pozolânica de cinzas provenientes da queima de bagaço de cana-de-açúcar para a produção de material pozolânico para uso em concretos, grautes e argamassas de reparo. Os resultados indicam a viabilidade técnica para o reaproveitamento e geração de benefícios deste resíduo da indústria agrícola na indústria da construção civil. Porém, o prosseguimento desta pesquisa é fundamental para esclarecer e otimizar o processo de produção da cinza de modo a se atingir alto índice de atividade pozolânica do material.

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TEMA 3 – Caracterización de materiales

Cinza de bagaço de cana-de-açúcar: Contribuição para a

sustentabilidade dos materiais de reparo GOBBI. A.1,a, GROENWOLD, J. A.1,b e MEDEIROS, M. H. F.1,c

1Departamento de Construção Civil – Universidade Federal do Paraná – Centro Politécnico – Jardim das Américas – CEP: 81531-980 – Curitiba – Paraná - Brasil

[email protected], [email protected], [email protected]

Palavras-chave: pozolana, concreto, durabilidade, sustentabilidade, cana-de-açúcar Resumo

As adições minerais estão diretamente ligadas à produção de concreto de alta resistência, grautes e argamassas de reparo desde a década de 80, devido ao efeito químico relacionado com a adição envolver a formação adicional de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), produto responsável pela resistência das pastas de cimento. Outro efeito interessante é o refinamento de poros, ou seja, a transformação de vazios maiores em numerosos pequenos poros com baixo grau de conectividade, características importantes para os materiais destinados ao reparo de estruturas de concreto armado.

Hoje, após mais de trinta anos de implantação do programa proálcool no Brasil, este país é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com mais de seis milhões de hectares plantados. Com o surgimento, em todo o mundo de veículos bicombustíveis, ou seja, que trabalham com combustíveis derivados do petróleo ou com álcool, o incentivo à produção de álcool tem aumentado significativamente nos últimos anos. Um estudo aponta a necessidade de se atender em 2010 a uma demanda adicional de 10 bilhões de litros de álcool, além de 7 milhões de toneladas de açúcar.

Este trabalho segue a linha de estudar uma possibilidade de empregar os milhões de quilos de bagaço de cana-de-açúcar, que restam do processo de produção do etanol, na indústria de produção de grautes e argamassas de reparo. Neste artigo estão apresentados resultados de massa específica, granulometria laser, fluorescência de raio X, difração de raio X e atividade pozolânica de cinzas provenientes da queima de bagaço de cana-de-açúcar para a produção de material pozolânico para uso em concretos, grautes e argamassas de reparo. Os resultados indicam a viabilidade técnica para o reaproveitamento e geração de benefícios deste resíduo da indústria agrícola na indústria da construção civil. Porém, o prosseguimento desta pesquisa é fundamental para esclarecer e otimizar o processo de produção da cinza de modo a se atingir alto índice de atividade pozolânica do material.

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Introdução Materiais pozolânicos são materiais silicosos ou silicoaluminosos que,

por si só, possuem pouca ou nenhuma propriedade cimentante, mas, quando finamente divididos e na presença de umidade, reagem quimicamente com o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente para formar composto com propriedades cimentantes [1].

As adições minerais estão diretamente ligadas à produção de concreto de alta resistência e alto desempenho desde a década de 80, devido ao efeito químico relacionado com a adição envolver a formação adicional de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), produto responsável pela resistência das pastas de cimento. Outro efeito interessante é o refinamento dos poros, ou seja, a transformação de grandes vazios através do seu preenchimento, em numerosos pequenos poros. A redução de tamanho e volume de vazios reduz a permeabilidade, sendo este o ponto principal referente à durabilidade.

Alguns estados do Brasil, como o Paraná, têm carência de pozolana disponível, sendo necessária a suspensão de produção do cimento com adições pozolânicas em determinados momentos devido à falta de cinza volante para adição no cimento. Por outro lado, existem algumas pesquisas no sentido de viabilizar o uso de alguns resíduos agrícolas para a produção de pozolana. Uma delas é a cinza de casca de arroz muito desenvolvida no sul do país devido à concentração de plantio no Rio Grande do Sul. Outro exemplo, apesar de muito menos consagrado do que o anterior, é a cinza de folha de bananeira, atualmente em estudo na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). É neste contexto que este trabalho se insere: pesquisar a possibilidade de emprego de cinza de bagaço de cana-de-açúcar para a fabricação de material pozolânico para a confecção de concreto, graute e argamassas de reparo.

Sobre a aplicação como material de reparo No Brasil, a tecnologia de reparo localizado de estruturas de concreto

armado foi inicialmente difundida por Helene (1992) [2]. A técnica de reparo localizado consiste em expor os trechos corroídos das barras e proceder ao seu tratamento com posterior reconstituição da seção do concreto.

Segundo Figueiredo; Castro; Helene (1998) [3], um sistema completo de reparo localizado pode incluir as seguintes etapas: remoção do concreto danificado, limpeza das armaduras, imprimação do aço, aplicação de uma ponte de aderência, reconstituição da seção da estrutura por meio da aplicação de uma argamassa ou graute de reparo e por último, a aplicação de uma pintura superficial de proteção do concreto, para evitar a entrada de agentes agressivos. Ainda segundo os mesmos autores, este tipo de reparo mais completo pode usar como mecanismo de proteção o efeito barreira, a repassivação, a proteção catódica e a inibição da corrosão. A Fig. 1 ilustra os quatro componentes que podem estar presentes em um reparo localizado.

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Figura 1 - Esquema genérico de um sistema completo de reparo localizado (adaptado de [3]).

A técnica de reparo localizado de estruturas de concreto armado coloca

materiais distintos em contato e necessita de análise do sistema quanto às possíveis conseqüências, devido às diferenças na mudança do volume dos materiais envolvidos, quando submetidos às variações de umidade, temperatura e cargas normais de serviço, como sugere a Fig. 2.

Figura 2 - Ilustração dos esforços atuantes em um reparo localizado em virtude

da retração da argamassa de reparo [4].

Segundo Cusson; Mailvaganam (1996) [5] , as argamassas de reparo de

estruturas de concreto podem ser divididas em três grupos genéricos, que são:

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1. Argamassas cimentícias: a base de cimento Portland (CP), cimento aluminoso, misturas de cimento Portland e aluminoso ou com agentes expansivos;

2. Argamassas cimentícias modificadas por polímeros: estireno-butadieno (SBR), poliacetato de vinila-etileno (EVA), ester poliacrílico (PAE), entre outros;

3. Argamassas a base de resinas: epóxi, poliéster e poliuretano. De uma forma geral, as argamassas de reparo dosadas em obra ou

industrializadas são dos grupos 1 e 2 e basicamente constituídas por: cimento Portland, agregado miúdo, aditivos plastificantes, retardadores ou aceleradores de pega, impermeabilizantes, adições minerais (fíler calcário, sílica ativa, entre outras) e polímeros, tais como estireno-butadieno (SBR), acrilato, poliacetato de vinila-etileno (EVA) e acetato de polivinil (PVA) ou outros mais nobres.

Diante desta variedade de possíveis materiais, tem-se um mercado cada vez mais diversificado de argamassas industrializadas, fornecidas ensacadas por diversos fabricantes. Neste sentido, torna-se primordial o desenvolvimento de trabalhos que estudem de forma criteriosa os materiais constituintes de argamassas de reparo. Muitos estudos já têm sido desenvolvidos, tais como na área de inibidores de corrosão [6];[7], polímeros [8], tipos de cimento [9]; [4], proteção da superfície do concreto [10]; [4], proteção da superfície da armadura [11], entre outros.

O presente trabalho se refere ao estudo de uma adição proveniente de um resíduo agroindustrial que tem potencial de ser aplicada na dosagem de materiais de reparo como material pozolânico e/ou com efeito fíler. Pesquisas nesta área estão em expansão visando identificar a melhor forma de produzir uma adição mineral a partir da cinza do bagaço da cana-de-açúcar, de modo a agregar propriedades que resultem na proteção das armaduras em um dado sistema de reparo localizado.

Especificamente neste trabalho optou-se por apresentar os resultados da experiência com a pesquisa de algumas variáveis de produção da referida adição, considerando este um material com potencial de ser aplicado na formulação de argamassas e grautes usados como material de reparo.

Sobre a ótica da sustentabilidade Usina Sucroalcooleira e a produção de cana-de-açúcar

No início do séc. XXI, com a certeza da escassez do petróleo, o aumento dos preços e o impacto ambiental que combustíveis derivados dele causam ao meio ambiente, uma busca por novas fontes de energia atraiu novos investimentos em todo o mundo. Destacou-se no Brasil os incentivos para a expansão de novas áreas de cultivo da cana-de-açúcar. Isso começou mais ativamente quando, em 1975, o governo do país criou o Proálcool e assumiu o desafio de produzir um combustível alternativo ao petróleo.

Hoje, após mais de trinta anos de implantação do programa Proálcool, o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar [12], com mais de seis milhões de hectares plantados. O plantio da cana inicialmente era feito em São Paulo, em terras muito férteis [13], hoje, a expansão se dá na região da zona da mata no nordeste brasileiro, distribuída nos estados da Paraíba,

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Pernambuco e de Alagoas, e das regiões de Piracicaba e de Ribeirão Preto no Estado de São Paulo [14].

Após o processamento da cana para extração do caldo, através de várias etapas de moagem, é produzido um resíduo que é o bagaço. Para cada tonelada de cana é gerado cerca de 0,25 tonelada de bagaço. Estima-se que, a cada ano, sobrem de 5 a 12 milhões de toneladas deste material, que corresponde a aproximadamente 30% da cana moída [15]. As próprias usinas utilizam 60% desse material para a co-geração de energia elétrica, em substituição à lenha, mas mesmo assim muito do bagaço excedente não é utilizado, e acaba gerando problemas ambientais e de estocagem.

Para cada 250 kg de bagaço de cana queimado nas caldeiras, produz-se aproximadamente 6 quilos (2,4 %) de cinza [15]. Em 2002, o Brasil produziu cerca de 1,6 milhões de toneladas de cinza do bagaço de cana. Esse resíduo é utilizado nas usinas como fertilizante nas lavouras de cana, mesmo não tendo propriedades que justifiquem o seu uso.

Como ainda não se aplicam técnicas de reciclagem para a cinza produzida na co-geração de energia, esta grande quantidade de resíduo acaba sendo despejado em aterros sanitários, onde seu despejo, além de ocupar grandes territórios, feito de maneira incorreta pode causar impactos ambientais, podendo trazer danos a natureza e a população local.

Uma solução que está sendo estudada neste trabalho é a incorporação desse material na dosagem de grautes e argamassas de reparo na forma de adição mineral, por se tratar de um material fino e possivelmente reativo. A adição deste material com provável atividade pozolânica pode acarretar numa melhoria nas propriedades do material de reparo produzido e poderá reduzir o consumo do clínquer por m3 de graute ou argamassa de reparo, resultando assim em menor emissão de CO2 para a atmosfera e menor consumo de matéria prima para a produção deste material.

Indústria do cimento

Observando a Tabela 1, em apenas 6 anos a produção de cimento aumentou aproximadamente em 900 milhões de toneladas.

Tabela 1 - Consumo e Comércio Mundial de Cimento (em milhões de toneladas) [16].

Ano Produção Consumo Exportação Importação

2000 1.653 1.645 129 129 2001 1.698 1.694 133 132 2002 1.815 1.813 129 129 2003 1.964 1.961 137 136 2004 2.135 2.139 148 146 2005 2.276 2.296 172 172 2006 2.542 2.540 174 174

Fontes SNIC CEMBUREAU OFICIMEN CIMENTO.ORG

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Com a elevação da produção de cimento, aumentaram-se significativamente também os impactos ambientais causados pelas usinas cimentícias. Estima-se que para cada tonelada de cimento produzido é emitido na atmosfera aproximadamente uma tonelada de gás carbônico – principal gás contribuinte para o aumento do efeito estufa - divididas em: descarbonatação (50%), combustão no forno de clínquer (40%), transporte de matérias-primas (5%) e eletricidade (5%).

Medidas já estão sendo tomadas por parte das indústrias para a redução destes impactos, mas estas ainda correspondem à 7% das emissões de gás carbônico mundiais [17]. Como exemplo a Votorantim Cimentos, que com o desenvolvimento e implantação de tecnologias limpas, reduziu suas emissões em 13,6% se comparado com as emissões de 1990. Isto foi alcançado com o aumento do teor de adições minerais no cimento (escória, cinzas de termelétricas, entre outros). Atualmente, ela emite 625 quilos de CO2 para cada tonelada de cimento produzido, enquanto a média mundial é de quase 1.000kg/ton [18].

Programa experimental Produção da cinza:

Para uniformização do material e para eliminar possíveis variáveis presentes nas usinas sucroalcooleiras como: variabilidade das cinzas obtidas devido à queima não-uniforme de todo bagaço, temperatura de queima nos fornos sem controle e possivelmente não-constante devido à rusticidade dos mesmos, priorizou-se pela obtenção do bagaço de cana-de-açúcar da usina e não a cinza, como foi realizado em outra pesquisa [19]. O bagaço foi coletado na Usina Luso, no município de Ventania – PR, após as operações de lavagem e moagem para a extração do caldo. Para permitir a sua utilização como adição no concreto optou-se pela calcinação do material em um forno mufla após uma queima prévia. Esta evita que o material entre em combustão dentro da mufla, o que poderia causar danos a mesma.

O detalhe de partir da cinza retirada da usina ou do bagaço de cana-de-açúcar no laboratório passa pela questão do objetivo do estudo. No primeiro caso, a pesquisa visa estudar uma forma de aproveitamento do resíduo das usinas sucroalcooleiras na configuração que elas estão atualmente. Contudo, este trabalho se enquadra no segundo caso, em que o foco é descobrir o caminho para fazer com que a cinza de bagaço de cana-de-açúcar resulte em uma adição com maior atividade pozolânica possível. Com este conhecimento será possível avaliar se é viável economicamente adaptar a indústria sucroalcooleira para que a cinza gerada seja uma pozolana a ser empregada como adição no concreto.

Foi verificado que a atividade pozolânica da cinza varia de acordo com a temperatura e que a amostra calcinada à 600°C foi a que apresentou maior resultado de Índice de Atividade Pozolânica (IAP) (77%) dentre as outras temperaturas de calcinação pesquisadas [20]. Baseado neste estudo e em outras pesquisas [19], este trabalho foi conduzido adotando uma temperatura (600°C) e um tempo de calcinação (5 horas) para a queima do bagaço de cana

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e obtenção da cinza. A Fig. 3 mostra a coloração da cinza após queima prévia e calcinada.

Figura 3: Coloração da cinza após queima prévia (a.) e após calcinação por

cinco horas (b.).

As amostras foram resfriadas após a calcinação de duas maneiras, uma lenta e outra rápida. A seguir estão detalhadas cada uma delas: • Resfriamento Lento (RL) - As amostras foram calcinadas e resfriadas dentro do forno mufla. Este resfriamento foi designado lento porque a cinza passa aproximadamente 15 horas esfriando gradualmente dentro da mufla; • Resfriamento Rápido (RR) – Neste caso, a intenção foi realizar um choque térmico nas amostras, ou seja, um resfriamento rápido para potencializar a pozolanicidade da amostra. Este resfriamento rápido (RR) foi realizado com a retirada do material de dentro do forno mufla a 600 °C e disposição do mesmo à temperatura ambiente (aproximadamente 23°C) e dentro de um dessecador com sílica gel para a redução do contato da amostra com a umidade. Técnicas empregadas no experimento: Massa específica

O ensaio consiste em medir a alteração volumétrica no frasco de Le Chatelier provocada pela imersão de 60g do material, preenchido com 200 cm³ de água ou xilol. Granulometria a Laser

Consiste em analisar a amostra num equipamento composto de 2 partes: um sistema de dispersão e um sistema focal. A amostra é dispersa, um raio laser emitido sofre difração, que varia conforme o tamanho das partículas, e este resultado é interpretado, dando, em poucos segundos, a distribuição granulométrica da amostra. Fluorescência de raios – X

O ensaio possibilita a determinação da constituição química do material. Para a realização do ensaio as amostras devem ser moldadas em forma de uma pastilha para serem inseridas no equipamento. Dois procedimentos são

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utilizados para a obtenção destas pastilhas, que podem ser moldadas ou fundidas, chamadas de pérolas. Antes de se definir qual a forma de confecção, é realizado ensaio de perda ao fogo, para verificar a quantidade de matéria orgânica e/ou compostos de enxofre na amostra. Essa quantidade, quando maior que 40%, pode danificar os cadinhos de platina utilizados na obtenção das pérolas. Para as amostras com grande quantidade de matéria orgânica é utilizada a prensa para a confecção das pastilhas. Difração de raios – X

É um ensaio de caracterização mineralógica que analisa qualitativamente os minerais presentes na amostra. O resultado se apresenta em um gráfico que indica os picos característicos de cada espécie mineral. O equipamento do ensaio lança um raio laser na amostra que, dependendo do tipo de cristal de cada mineral, devolve o raio a um determinado ângulo. Como cada mineral apresenta composição cristalográfica diferente, cada ângulo caracteriza um mineral presente na amostra. Os picos caracterizam, qualitativamente, os principais minerais presentes na amostra. Índice de atividade pozolânica (IAP) com cal

A determinação de atividade pozolânica consiste na moldagem de três corpos de prova que são rompidos aos 7 dias, permanecendo no molde durante este período em temperatura ambiente, sendo necessária uma resistência à compressão superior a 6 MPa para a constatação da pozolanicidade do material.

Resultados e discussão: Características Físicas:

A ¡Error!No se encuentra el origen de la referencia. mostra os valores de massa específica dos materiais empregados (cinzas e cal).

Tabela 2 – Massa específica dos materiais utilizados.

AMOSTRAS MASSA ESPECÍFICA IN NATURA 1,63 g/cm³

RL 2,56 g/cm³ CALCINADA (5 horas) 600°C

RR 2,60 g/cm³

CAL 2,21 g/cm³

A Fig. 4 mostra a distribuição granulométrica das cinzas calcinadas deste estudo. É importante notar que esta figura apresenta uma curva relativa a uma amostra de metacaulim para servir de comparação do nível de finura entre esta pozolana, de uso consagrado no meio técnico, com as cinzas estudadas. Desse modo, constata-se que as cinzas empregadas neste estudo têm grau de finura inferior ao metacaulim, o que deve interferir negativamente na sua reatividade devido a menor área disponível para reação.

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Figura 4: Composição granulométrica das amostras de cinza.

Características Químicas e Mineralógicas

A composição química da cinza do bagaço pode variar em função do tipo de cana-de-açúcar cultivada, fertilizantes e herbicidas, além de fatores naturais, tais como clima, solo e água [20]. A composição química das amostras de cinza foi determinada através do ensaio de fluorescência de raios– X e está apresentada na Tabela 3.

Tabela 3 - Composição Química das Amostras de cinza de bagaço de cana-de-açúcar.

Composição Química (%) Amostras SiO

2 K

2O Fe

2O

3 CaO Al

2O

3 P

2O

5 TiO

2 SO

3 MgO Cl ZnO MnO Na

2O BaO

In natura 11,3 8,8 5,3 2,9 1,8 1,5 0,7 0,6 0,3 0 0,2 0,1 - -

RL 69,9 8,06 3,82 2,4 6,18 1,88 1 - 3,36 - - 0,081 0,36 - 600°C

RR 65,1 10,1 4,1 2,9 6,2 2,6 0,9 - 3,0 1 - 0,1 0,1 0,1

As exigências químicas para materiais pozolânicos e as composições

químicas das amostras calcinadas à 600°C estão apresentadas na Tabela 4. Através dela podemos verificar que o material calcinado se

encaixa nas solicitações da norma.

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Tabela 4 - Exigências químicas para materiais pozolânicos [1].

Classes de material pozolânico Amostras Propriedades

N C E In natura 600°C - RL 600°C - RR SiO2+Al2O3+Fe2O3, % mín. 70 70 50 18,4 79,9 75,4

SO3 % máx. 4,0 5,0 5,0 0,3 0 0

Perda ao fogo, % máx. 10,0 6,0 6,0 66,1 2,57 2,9 Álcalis disponíveis em

Na2O, % máx. 1,5 1,5 1,5 - 0,36 0,1

Onde: Classe N: pozolanas naturais e artificiais (argilas calcinadas); Classe C: cinzas volantes e materiais resultantes da queima do carvão; Classe E: os que não enquadram nas classes N ou C.

Os difratogramas das amostras de cinza produzidas nesta pesquisa

estão apresentados na Fig. 5. Para facilitar o entendimento, foi representada a Fig. 6 [22] que mostra como é a representação de um halo amorfo, ou seja, um material possivelmente pozolânico.

(A) Amostra 600�C RL

(B) Amostra 600�C RR

Figura 5: Difratograma de raios – X das amostras de cinza de cana-de-açúcar.

Como pode ser verificado na Fig. 5, os difratogramas das amostras de cinza desta pesquisa são muito semelhantes, e ambos apresentam evidências de sílica (SiO2) no estado cristalino (Quartzo), o que não favorece a pozolanicidade da amostra. Ao mesmo tempo, ambos os difratogramas não indicam a presença de um halo característico de material amorfo (ver exemplo na Fig. 6) e, conseqüentemente, com tendência a ter alta atividade pozolânica. Desse modo, pode-se dizer que a técnica de difração de raio – X não indicou a presença de material amorfo devido a ausência do halo nos difractogramas da Fig. 5.

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Figura 6: Exemplo de formação de halo característico de material pozolânico [22].

Índice de Atividade Pozolânica (IAP) com Cal Para a avaliação da atividade pozolânica foi realizado o ensaio de IAP

de acordo com a NBR5751[21]. A Fig. 7 mostra os resultados da resistência a compressão do ensaio de atividade pozolânica com cal. Os corpos de prova foram rompidos aos 7 dias, permanecendo no molde durante este período em temperatura ambiente, de acordo com as recomendações da norma. É necessária uma resistência à compressão superior a 6 MPa para a constatação da pozolanicidade do material.

Figura 7: Resultados de resistência à compressão relativa à IAP com cal.

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As resistências à compressão obtidas não alcançaram o valor de 6MPa

em todos os casos analisados neste trabalho, o que indica que o material ainda tem baixa reatividade nas condições de calcinação e resfriamento aqui estudadas. Estes dados estão de acordo com os resultados da difração de raios – X.

Os corpos-de-prova com a cinza in natura apresentaram resistência à compressão muito baixa indicando que este material praticamente não tem atividade pozolânica. Este fato também pode ser explicado pelo alto teor de matéria orgânica desta amostras, constatado pelo alto valor de perda ao fogo apresentado na

Tabela 4 (66,1 %). Analisando a Fig. 7, fica evidente que houve uma elevação da

resistência mecânica dos corpos-de-prova confeccionados com cinza submetida ao resfriamento rápido e isso indica que o resfriamento deixou o material num estado mais amorfo e favoreceu a reatividade da cinza produzida. Apesar disso, a técnica de difração de raios – X não detectou este fato.

Conclusão As cinzas de bagaço de cana-de-açúcar obtidas com calcinação de

600°C por 5 horas com os dois tipos de resfriamento, lento e rápido, não apresentaram reatividade suficiente para serem classificadas como pozolanas de acordo com o procedimento da NBR 5751 [21]. Para esta forma de obtenção de cinza, sua utilização deve ser estudada como fíler para o concreto, podendo reduzir o número de vazios e possivelmente aumentar a resistência do concreto, graute ou argamassa com ela formulados.

Aliando o tempo, temperatura de queima e resfriamento, escolhidos de acordo com os trabalhos de outros autores, com o resultado da composição química das amostras, é possível notar que a amostra se enquadra nos parâmetros químicos dispostos pela NBR12653 [1] para classificação dos materiais pozolânicos. Porém, o parâmetro mecânico (resultado de IAP com cal) da NBR12653 ainda não foi atendido, mas através de uma pequena variação na parte experimental (resfriamento rápido) grandes evoluções nos parâmetros pozolânicos da amostra foram alcançados (cerca de 195% de elevação da resistência do resfriamento lento para o rápido). Outra variável que pode ter grande influência, e que será investigada na continuidade desta pesquisa, é o grau de finura da cinza produzida, aumentando a área disponível para reação da cinza de bagaço de cana-de-açúcar.

Portanto, através de um cruzamento de todos os dados até aqui pesquisados, existe uma grande possibilidade de atividade pozolânica na cinza estudada, resta somente encontrar qual a combinação ideal de temperatura de queima, tipo de resfriamento e a adoção de moagem no material para se conseguir o refinamento dos poros e a amorfidade desejada na amostra. Este é um estudo em desenvolvimento e novos dados serão produzidos para desvendar algumas dúvidas que ainda pairam sobre o tema. Neste sentido, a continuidade desta pesquisa é de grande importância para concluir sobre a

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viabilidade real de emprego deste tipo de cinza na confecção de grautes e argamassas de reparo.

Assim, a perspectiva para continuidade desta pesquisa é chegar a um processo de produção de cinza de bagaço de cana-de-açúcar que resulte em um material pozolânico que possa ser empregado na confecção de materiais cimentícios de alta eficiência, tais como concretos, grautes e argamassas de reparo. Além disso, faz parte da pesquisa inserir as usinas cimentícias e sucroalcooleiras em um processo sustentável, contribuindo para a inovação tecnológica nesta área. Trata-se de uma busca dia após dia para aumentar a vida útil e qualidade das estruturas, sem trazer prejuízos á sociedade, minimizando os impactos ambientais causados pela construção civil ao meio ambiente.

Agradecimentos Á UFPR, LACTEC e LAMIR pelo suporte científico, técnico e laboratorial

na realização dos ensaios, à Usina LUSO pelo fornecimento da matéria prima e ao CNPq e UFPR pelo apoio financeiro.

Referências [1] Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12653 - Materiais pozolânicos. NBR 12653. Rio de Janeiro, 1992.1 [2] HELENE, P. R. L. Manual para reparo, reforço e proteção de estruturas de concreto. 2.ed. São Paulo: Projeto de divulgação tecnológica – FOSROC/PINI, 1992. [3] FIGUEIREDO, E.J.P.; CASTRO, P.; HELENE, P. Sistemas de reparación para estruturas dañadas por corrosión. In: CASTRO, P. Corrosión en estructuras de concreto armado – Teoría, inspección, diagnóstico, vida útil y reparaciones. Mexico: Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, 1998. Capítulo 9, p. 93-116. [4] MEDEIROS, M. H. F. Estruturas de concreto armado com corrosão de armaduras causada por carbonatação: estudo comparativo de argamassas de reparo quanto à proteção do aço. 2002. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. [5] CUSSON, D., MAILVAGANAM, N. Durability of repair materials. Concrete international. Authorized reprint, Mar. 1996. [6] LIMA, R. C. de; HELENE, P. R. do L.; LIMA, M. G. Avaliação da eficiência de inibidores de corrosão em reparo de estruturas de concreto. São Paulo – 2001. 12p. – (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia de Construção Civil, BT/PCC/282) [7] MEDEIROS, M. H. F. ; BARKOKEBAS Jr., B. ; MONTEIRO, E. C. B. ; CARNEIRO, F. P. . Utilização do nitrito de sódio como inibidor de corrosão em estruturas de concreto armado sujeitas a ação dos íons cloretos. Engenharia Civil UM (Braga), Portugal, v. n. 15, p. 19-28, 2002.

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[8] MEDEIROS, M. H. F. ; HELENE, Paulo ; SELMO, Silvia Maria de Souza . Influence of EVA and acrylate polymers on some mechanical properties of cementitious repair mortars. Construction & Building Materials , v. 23, p. 2527-2533, 2009. [9] MORENO JUNIOR, R.; SILVA, M.S. S. Reparos localizados superficiais em estruturas de concreto – Análise da aderência segundo Métodos de Ensaios distintos. 43° Congresso Brasileiro do Concreto do IBRACON. Foz do Iguaçu, PR, 2001. [10] KAZMIERCZAK, C. de S. Contribuição para a análise da eficiência de películas aplicadas sobre estruturas de concreto armado com o objetivo de proteção contra a carbonatação. 1995. 168 p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1995. [11] FIGUEIREDO, E.J.P. Avaliação do desempenho de revestimentos para proteção da armadura contra a corrosão através de técnicas eletroquímicas- contribuição ao estudo de reparo de estruturas de concreto armado. São Paulo, 1994. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. [12] UNICA., União da Agroindústria Canavieira do Estado de São Paulo, 2006. Disponível em:<http://www.unica.com.br>. Acesso em junho 2009. [13] LANDELL, M. ProCana – O programa cana-de-açúcar do Instituto Agronômico. Revista O Agronômico, n° 55. São Paulo, 2003. [14] PróAlcool - Programa Brasileiro de Álcool. Portal do Biodiesel, 2007. Disponível em: http://www.biodieselbr.com/proalcool/pro-alcool.htm. Acesso em dezembro 2009. [15] ROMERO, T. Bagaço na construção civil. Agência de Notícias da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, 2007. Disponível em: http://www.agencia.fapesp.br/materia/7211/noticias/bagaco-na-construcao-civil.htm. Acesso em abril 2009. [16] CimentoMundo. Cimento.org. Disponível em: http://www.cimento.org/cimentomundo.htm. Acesso em março 2010. [17] MEHTA; P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto – Microestrutura, Propriedades e Materiais. 3ª ed. São Paulo: IBRACON, 2008. [18] Votorantim Cimentos. Revista Minérios & Minerales, n° 315, 2009. Disponível em: http://www.minerios.com.br/index.php?id_materia=1643 Acesso em março 2010. [19] FREITAS, E. de S. Caracterização da cinza do bagaço da cana-de-açúcar do município de campos dos goytacazes para uso na construção civil. 2004. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Rio de Janeiro, 2005 [20] CORDEIRO, G. C.; TOLEDO FILHO, R. D.; FAIRBAIN, E. de M. R. Caracterização de cinza do bagaço de cana-de-açúcar para emprego como pozolana em materiais cimentícios. Quimica Nova, Vol. 32, Nº 1, 82-86, 2009.

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[21] Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5751 - Materiais pozolânicos - Determinação de atividade pozolânica com cal - Índice de atividade pozolânica com cal. NBR 5751. Rio de Janeiro, 1992. [22] HOPPE FILHO, J. Sistemas cimento, cinza volante e cal hidratada: Mecanismo de hidratação, microestrutura e carbonatação de concreto. 2008. 247 p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.