Universidade Federal de AlagoasCentro de Tecnologia

Coordenação do Curso de Engenharia CivilCidade Universitária – Campus A. C. Simões

Tabuleiro do Martins – CEP 57072-970 – Maceió – Alagoas

DANILO DE OLIVEIRA DANTASWILDSON HENRIQUE DE BRITO LEITE

ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO

GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ

MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO

Maceió/AL, fevereiro de 2006

DANILO DE OLIVEIRA DANTASWILDSON HENRIQUE DE BRITO LEITE

ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ

Monografia apresentada ao Colegiado do

Curso de Engenharia Civil da Universidade

Federal de Alagoas como parte dos requisitos

para obtenção do título de Bacharel em

Engenharia Civil.

Orientadora: Luciana Amaral de Lima, Drª

Colegiado do Curso de Engenharia Civil - CCEC

Centro de Tecnologia - CTEC

Universidade Federal de Alagoas - UFAL

Maceió, fevereiro de 2006

I

ESTUDO SOBRE A GERAÇÃO E RECICLAGEM DO RESÍDUO DE GESSO GERADO NAS EMPRESAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL DE MACEIÓ

Assinaturas:

Graduandos:---------------------------------------------------

Danilo de Oliveira Dantas

--------------------------------------------------- Wildson Henrique de Brito Leite

Orientadora:---------------------------------------------------

Luciana Amaral de Lima, Drª

II

A Deus, pois sem Ele nada é possível. Aos nossos pais e familiares.

III

Agradecimentos

Agradecemos primeiramente a Deus, por ter nos iluminado e dado

força no desenvolvimento deste trabalho. Aos nossos pais, pela educação

adquirida. Ao corpo docente da UFAL, pelos ensinamentos transmitidos. À

nossa orientadora professora Luciana Amaral de Lima, pelos conhecimentos e

dicas para realização deste trabalho. Às construtoras V2 Construções Ltda e

Cipesa Engenharia, por oferecerem todas as condições para o

desenvolvimento do nosso trabalho. Ao NPT, pela permissão para a realização

dos ensaios laboratoriais. À professora Sandra Helena Vieira de Carvalho do

departamento de engenharia química, pela utilização do aparelho Mastersizer

2000 na determinação da granulometria. E a todos que contribuíram de alguma

forma para a realização deste TCC.

IV

RESUMO

Este trabalho tem como motivação principal, através da coleta de

dados nas obras e da realização de ensaios laboratoriais como: granulometria,

consistência normal, tempo de pega e resistência à compressão, quantificar o

resíduo de gesso gerado nas empresas de construção civil de Maceió no

serviço de revestimento de gesso liso desempenado, onde a técnica de

aplicação utilizada foi manual, e sua possível viabilidade técnica de reutilização

a partir dos resultados obtidos nos ensaios. Foi aplicado estudo de caso para

quatro obras. Os critérios de escolha das empresas/obras foram as empresas

que possuíam certificado de qualificação ISO 9001 e o programa Obra Limpa

instalado, visto que possuíam maior controle dos serviços e consequentemente

menor geração de resíduos. Primeiramente, foi feita uma revisão bibliográfica

sobre o assunto, com a finalidade de despertar a importância do tema na

conjuntura atual das empresas construtoras e de todos os envolvidos no

processo de reciclagem do resíduo de gesso, e também para subsidiar a

comparação dos dados obtidos através da realização dos ensaios com os

valores exigidos nas normas técnicas brasileiras. Em seguida, foram mostradas

algumas problemáticas do resíduo de gesso, no qual uma das principais é a

destinação em aterros de materiais inertes, e potenciais aplicações, como

correção do pH do solo. Depois partimos para a parte experimental, onde a

etapa inicial foi a coleta de dados nas obras, totalizando sete dias por obra. A

metodologia utilizada nessa fase foi desenvolvida a partir da limpeza prévia do

ambiente com o objetivo de que nenhum material proveniente de outros

serviços se misturasse ao resíduo de gesso, seguido da pesagem do resíduo

gerado e da medição da área revestida em cada ambiente. A quantidade de

resíduo gerada foi obtida pela soma das quantidades geradas em cada

ambiente. Por fim era separada uma amostra de aproximadamente 5Kg para a

realização dos ensaios laboratoriais. Os dados obtidos nas obras a respeito da

geração média dos resíduos foram comparados com os dados do estado de

SP, visto que são os maiores geradores de resíduo de gesso do Brasil. Vimos

que, a partir da realização dos ensaios laboratoriais, é possível a substituição

parcial do resíduo de gesso, desde que seja utilizado aditivos retardadores de

pega para aumentar o tempo de utilização da pasta de gesso. Tais resultados V

são expostos através de meios de comunicação visual como tabelas, gráficos e

fotografias. Por fim serão apresentadas algumas medidas para a reciclagem do

resíduo de gesso.

Palavras chaves: gesso, resíduo, reciclagem, revestimento.

VI

SUMÁRIO

Lista de figuras IXLista de tabelas X1 Introdução 111.1 Importância da reciclagem 111.2 Objetivos 132 O gesso 142.1 Produção do gesso 142.2 Hidratação e pega do gesso 172.3 Microestruturas 192.3.1 Formação da microestrutura e fatores influentes internos 192.3.2 Fatores influentes externos 202.3.3 Propriedades mecânicas 212.3.4 Variações volumétricas 243 Resíduos na construção civil 264 Resíduos de gesso 284.1 Geração de resíduos de gesso 284.2 Problemática do resíduo de gesso 304.2.1 Destinação para aterros de materiais inertes 314.2.2 Ataques por sulfatos 314.2.3 Contaminação em pavimentação e aterro 324.2.4 Futuras demolições 324.3 Aplicações 324.3.1 Aglomerante 334.3.2 Produção de cimento 334.3.3 Outras aplicações 334.4 Condicionantes da reciclagem 344.4.1 Preço da matéria prima e do transporte 344.4.2 Custo do processamento 344.4.3 Quantidade do resíduo de gesso 354.4.4 Gestão dos resíduos no canteiro 355 Materiais e métodos 36

VII

6 Resultados e análises 386.1 Quantificação da produção de resíduos 386.2 Granulometria 396.3 Consistência normal 436.4 Tempo de pega 466.5 Resistência à compressão 487 Conclusão 52Referências bibliográficas 54Anexo 56

VIII

LISTA DE FIGURAS

Figura 01 - Extração do gipso (Araripina - PE) 15Figura 02 - Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso 18Figura 03 - Cristais de dihidrato 20Figura 04 - Cristais de dihidrato em presença de poliacrilamida 20Figura 05 - Variação do módulo de elasticidade linear 24Figura 06 - Resíduos de construção civil 27Figura 07 - Porcentagem de resíduo de gesso gerado em cada atividade 28Figura 08 - Resíduo de gesso gerado devido ao serviço de revestimento 29Figura 09 - Resíduo de gesso gerado devido ao serviço de revestimento 29Figura 10 - Perda de gesso devido ao excesso de espessura 29Figura 11 - Resíduo de gesso gerado na demolição 30Figura 12 - Produção média do resíduo por obra (kg/m²) 38Figura 13 - Balança com resolução de 0,1g 40Figura 14 - Curvas granulométricas 41Figura 15 - Módulo de finura para as porcentagens de resíduo 41Figura 16 - Mastersizer 2000 42Figura 17 - Aparelho de Vicat modificado 44Figura 18 - Aparelho de Vicat modificado 44Figura 19 - Consistência normal 45Figura 20 - Valores da consistência para relações gesso/resíduo 45Figura 21 - Influência do teor de resíduo na consistência 46Figura 22 - Aparelho de Vicat 47Figura 23 - Tempo de início de pega 47Figura 24 - Tempo de fim de pega 48Figura 25 - Prensa com capacidade superior a 20.000N 49Figura 26 - Moldes cúbicos de 50mm de aresta 49Figura 27 - Resistência à compressão (MPa) 50Figura 28 - Ajustes na curva de resistência à compressão 51

IX

LISTA DE TABELAS

Tabela 01 - Nomenclatura e fórmula química das fases do gesso 16Tabela 02 - Variação das propriedades do gesso de construção brasileiro 23Tabela 03 - Produção do resíduo por obra (kg/m²) 38Tabela 04 – Análise granulométrica (método do peneiramento) 40Tabela 05 - Dados da granulometria (Mastersizer 2000) 42

X

INTRODUÇÃO

"Nunca se deve pensar que se chegou ao topo, mas, pelo contrário, que se tem

ainda muito para aprender. Desse modo não se estabelecem tetos nem limites”.

Alicia Alonso

1.1 IMPORTÂNCIA DA RECICLAGEM

Os impactos ambientais criados pela disposição irregular dos resíduos

são percebidos à medida que circulamos em nossas cidades e nos deparamos

com os resíduos da construção em áreas de bota-fora, terrenos baldios,

várzeas de rios e córregos e logradouros públicos.

A necessidade de reutilizar os resíduos de construção diferentemente

do que ocorria em épocas passadas não resulta apenas da vontade de

economizar, e sim de uma atitude fundamental para preservação do meio

ambiente.

Segundo JOHN (1999), o setor da construção civil é responsável pela

extração de uma grande parcela de recursos naturais, estimado entre 15% e

50% dos recursos extraídos. Portanto, a redução do entulho gerado em obra,

que implica em menor utilização de recursos, contribui para o uso racional dos

recursos provenientes da natureza.

Frente ao processo estável que se encontra hoje a economia

brasileira, constata-se que houve uma redução na margem de lucro das

empresas construtoras fazendo com que todo tipo de racionalização de

processo construtivo seja um diferencial competitivo no mercado. Desta

maneira, o combate à geração de entulho, decorrentes de construção e

demolição de obras civis, além de proporcionar uma redução no uso de

recursos que seriam enviados para o lixo, diminui, também, a agressão ao

meio ambiente, pois o entulho de construção ainda não apresenta um processo

de reciclagem muito difundido, ocasionando, assim, a disposição deste entulho

diretamente na natureza, o que ocorre, muitas vezes de modo irregular.

De acordo com pesquisas recentes sobre as perdas de materiais na

indústria da construção civil, obteve-se elevados valores de perdas físicas de

material, o que torna necessário uma maior atenção na racionalização dos

11

processos. Tal valor, segundo SOUZA (1999), é da ordem de 27% em massa,

avaliado num conjunto de 100 obras estudadas.

Uma proposta de gestão sustentável dos resíduos sólidos urbanos tem

como foco principal a redução da geração dos resíduos. Quando existir a

geração dos mesmos, busca-se a reutilização ou a reciclagem integrando-os

aos materiais de construção como uma alternativa viável para a diminuição dos

impactos ambientais por eles causados. Somente quando não houver a

possibilidade de reciclá-los é que os resíduos devem ser incinerados ou

aterrados de maneira adequada.

Segundo a Resolução 307/2002 do Conama (Conselho Nacional do

Meio Ambiente) que implementou diretrizes para redução dos impactos

ambientais gerados pelos resíduos de construção civil, classifica o gesso como

material tipo C, que são resíduos para os quais não foram desenvolvidas

tecnologias ou aplicações economicamente viáveis, que permitam a sua

reciclagem/recuperação. Por se tratar de um material que quando possui uma

destinação inadequada causa danos ambientais, a redução e reciclagem do

resíduo de gesso se tornam com o passar do tempo mais importante e

necessária, diferentemente de outros materiais como concreto, tijolo e madeira,

que poderão ser confinados em aterros de materiais inertes.

É de fundamental importância que o construtor/gerador tenha

consciência do seu papel no processo de redução e reciclagem, adotando uma

postura racional e criativa que facilite a evolução de técnicas construtivas e de

gestão de recursos humanos diminuindo assim o desperdício. Além disso,

deve-se ter implantado um sistema de segregação dos resíduos no canteiro de

obra, de maneira a assegurar um melhor controle na qualidade dos mesmos,

reduzindo os custos de beneficiamento, fortalecendo assim o processo de

produção dos materiais reciclados.

Nos últimos tempos, no Brasil, é comum a disposição irregular de

entulho e, por esse motivo, esses resíduos são considerados como sendo um

problema de limpeza pública, acarretando uma série de inconvenientes para a

saúde e bem estar da população.

12

1.2 OBJETIVOS

O objetivo geral é analisar a possível viabilidade técnica de reciclagem

do resíduo de gesso gerado nas empresas de construção civil de Maceió.

Os objetivos específicos são:

• Comparar os dados coletados nas obras com os dados da literatura;

• Quantificar o resíduo de gesso gerado devido ao serviço de

revestimento;

• Estudar as propriedades mecânicas e físicas do resíduo de gesso,

analisando sua viabilidade técnica para a reutilização ou reciclagem.

13

2 GESSO

O gesso é utilizado em áreas bem distintas como: agricultura, indústria

cerâmica, saúde (especialmente na odontologia) e na construção civil. Para

diferenciar o gesso utilizado na construção civil dos demais na norma nacional

foi adotado o termo gesso de construção. Como este trabalho não abrange

nenhuma das demais áreas de aplicação do material o gesso de construção

será chamado apenas de gesso. A seguir encontram-se transcritas as

definições de algumas normas para o material.

A NBR 13207 (ABNT, 1994) define gesso para construção como:

“Material moído em forma de pó, obtido da calcinação da gipsita,

constituído predominantemente de sulfato de cálcio, podendo conter aditivos

controladores de pega.”

A RILEM (1982a) define gesso de construção como:

“Material pulverulento, constituído predominantemente de hemidrato

ou de uma mistura de sulfatos (hemidrato, anidrita ou gipsita), um baixo valor

percentual de água livre e substâncias consideradas como impurezas:

carbonato de cálcio e de magnésio, argilominerais e de sais solúveis.”

O gesso é o mais antigo aglomerante de que se tem notícia. Foi

encontrado em construções no Antigo Egito como na pirâmide de Khufu, com

cerca de cinco mil anos. Suas técnicas de calcinação e suas propriedades

hidráulicas já eram amplamente conhecidas pelos egípcios o que permite inferir

que o material era utilizado por civilizações até anteriores a esta. Seu emprego

era variado, desde a confecção de objetos decorativos, como estátuas, até

revestimentos de paredes na forma de argamassas e pastas que serviram de

base para afrescos que decoram até hoje o interior de algumas pirâmides.

Também era comum a utilização de pigmentos para a produção de

revestimentos coloridos (TURCO, 1961).

2.1 Produção do Gesso

A produção do gesso natural acontece basicamente em 4 etapas:

extração do gipso; preparação para calcinação; calcinação e seleção.

14

a) Extração do gipso

O gipso é uma rocha sedimentar e em sua composição estão

presentes, basicamente, a gipsita, a anidrita e algumas impurezas, geralmente

argilo-minerais, calcita, dolomita e material orgânico. A gipsita é o mineral que

se constitui na matéria-prima para o gesso; sua fórmula química é

CaSO4.2H2O. Desse modo a qualidade do gipso é avaliada pelo teor de gipsita.

A matéria-prima nacional é bastante pura, favorecendo a produção de gessos

de alvura elevada (HINCAPIÉ et al. 1996a).

A maior extração do gipso no Brasil, ocorre no estado de Pernambuco,

principalmente na região de Araripina, como mostra a figura 01.

Figura 01 – Extração do gipso (Araripina - PE)

b) Preparação para calcinação

Após a extração a gipsita passa por alguns processos de

beneficiamento de adequação ao tipo de forno onde será calcinada.

Basicamente, as etapas são as seguintes: britagem, moagem grossa;

estocagem; secagem; moagem fina e ensilagem.

c) Calcinação

A calcinação é o processo térmico pelo qual a gipsita é desidratada. O

material é calcinado numa faixa de temperatura da ordem de 140ºC a 160ºC,

quando se deseja obter hemidrato (CaSO4.0,5H2O), como exposto na equação

15

1. A anidrita III (CaSO4. εH2O) é obtida entre 160ºC e 200ºC e pode conter

água de cristalização em baixo teor. Esta fase é solúvel, como o hemidrato,

porém instável, transformando-se em hemidrato com a umidade do ar. Quando

a calcinação acontece em temperaturas variando de 250ºC a 800ºC a anidrita

III transforma-se em anidrita II (CaSO4) cuja velocidade de hidratação é lenta. A

anidrita I só é obtida em temperaturas acima de 800ºC (CINCOTO et al.

1988a).

OHOHCaSOgcalOHCaSO 22424 23

21/81,232 +⋅⇒+⋅ (1)

A calcinação ainda pode ser por via seca ou úmida. Se o gipso for

calcinado a seco sob pressão atmosférica, ou baixa pressão, será obtido o

hemidrato β. Caso a calcinação ocorra sob pressão de vapor de água

saturante, será obtido o hemidrato α. Devido ao menor tempo de pega, maior

resistência mecânica e custo mais elevado, o hemidrato α tem sua maior

utilização como gesso hospitalar. Já o β, com custo de produção mais baixo,

predomina no gesso de construção nacional (CINCOTTO et al., 1988a). A

Tabela 1 traz a nomenclatura e a fórmula química das fases do gesso.

Tabela 1- Nomenclatura e fórmula química das fases do gesso

Nomenclatura Fórmula química

Gipsita ou Dihidrato OHCaSO 24 2⋅

Hemidrato α ou β OHCaSO 24 21⋅

Anidrita III ε 4CaSO

Anidrita II e I 4CaSO

16

d) Seleção

O material calcinado é moído, selecionado em frações granulométricas

e classificado conforme o tempo de pega, de acordo com a NBR 13207 (ABNT,

1994).

2.2 Hidratação e pega do gesso

Na hidratação ocorre a reação química entre o material anidro e a

água, regenerando o dihidrato (equação 2).

CALOROHCaSOOHOHCaSO +⋅⇒+⋅ 24224 223

21

(2)

Os primeiros trabalhos publicados sobre a hidratação do gesso são de

LAVOISIER, em 1798, e Le CHATELIER, em 1887. Este último explica o

mecanismo de hidratação através da teoria da cristalização, passando por três

etapas (KARNI, 1995):

• Fenômeno químico da dissolução - ao ser misturado com a água de

amassamento, os cristais do hemidrato (CaSO4.0,5H2O) se

dissolvem dando origem a uma solução saturada de íons Ca2+ e

SO42-;

• Fenômeno físico da cristalização - quando a solução fica

supersaturada, os cristais de dihidrato (CaSO4.2H2O) precipitam em

forma de agulhas;

• Fenômeno mecânico do endurecimento - com o aumento da

concentração dos cristais há o endurecimento da pasta.

Até a década de 60 alguns pesquisadores defendiam a teoria coloidal

como mecanismo regente da hidratação do gesso. Entretanto, com o avanço e

desenvolvimento de técnicas como a calorimetria, difração de raio X (DRX),

termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), resistividade

elétrica, entre outras, possibilitaram o acompanhamento detalhado da

17

hidratação das pastas de gesso e comprovação da teoria da cristalização

(CLIFTON, 1973).

CLIFTON (1973), por exemplo, demonstra que o mecanismo de

hidratação do gesso é de dissolução-precipitação (teoria da cristalização), isto

é, dissolução do hemidrato e precipitação do dihidrato. Em seu trabalho o autor

estudou as etapas da reação de hidratação do gesso e analisou a influência de

diversos aditivos controladores de pega na reação. Através da análise térmica

e da microscopia o autor registrou as diferentes fases da reação de hidratação.

Ele explicou também o fenômeno da pega das pastas de gesso a partir das

curvas do calor de hidratação obtidas através da calorimetria adiabática (Figura

2). As etapas descritas por ele para o mecanismo são:

1. Ocorre uma pequena hidratação seguida do período de indução.

Esta etapa é finalizada pelo início da pega que é o instante em que a

taxa de elevação da temperatura ultrapassa 0,1ºC/min (RIDGE,

1959);

2. O que caracteriza esta etapa é a elevação rápida da temperatura, ou

seja, a evolução rápida da reação de hidratação;

3. A reação atinge o ponto máximo de incremento de temperatura que,

segundo o autor, corresponde à conclusão da hidratação, isto é, ao

final da pega.

Figura 02 – Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso

18

Etapas semelhantes de desenvolvimento da hidratação do gesso

foram propostas por pesquisadores como MAGNAN (1973). A diferença básica

entre os trabalhos destes pesquisadores é o número de divisões adotadas para

a hidratação, o que gera etapas intermediárias que se sobrepõem às propostas

por CLIFITON (1973), sem, contudo, contrariar as conclusões apresentadas

por este autor.

A pega também pode ser descrita segundo um fenômeno físico. O

início da reação corresponde à formação de núcleos de cristais de gipsita que

crescem durante o período de indução. Após esse período, os cristais de

dihidrato começam a precipitar ocasionando um aumento na consistência da

pasta conhecido como início da pega. Com o aumento da taxa da reação de

hidratação a pasta vai adquirindo cada vez mais resistência mecânica até o seu

completo endurecimento, diz-se então que se deu o fim da pega.

2.3 Microestrutura

O conhecimento da microestrutura do gesso, como se desenvolve e

que fatores exercem influência sobre ela é a chave para a compreensão de

suas propriedades mecânicas.

2.3.1 Formação da microestrutura e fatores influentes internos

Os cristais de dihidrato crescem a partir de germes de cristalização ou

núcleos.A quantidade de núcleos presentes na solução vai influenciar a taxa de

crescimento da microestrutura e o tamanho dos cristais. Quando os núcleos

são numerosos o crescimento é rápido e há a formação de uma grande

quantidade de pequenos cristais por unidade de volume da solução. Quando

ocorre a formação de poucos núcleos o crescimento é lento, o que favorece a

formação de cristais grandes. Estes três fatores estão interrelacionados e

interferem nas propriedades mecânicas da pasta endurecida. Microestruturas

formadas por cristais grandes são menos resistentes (mais porosas) que as

formadas por cristais pequenos (mais densas) (MURAT et al., 1979). As

dimensões típicas dos cristais de dihidrato puro variam entre 10 e 20 mm de

comprimento e 1 e 1,6 mm de diâmetro (RÖSSLER, 1989).19

A forma do cristal também influencia as propriedades mecânicas da

pasta endurecida. Os cristais do dihidrato têm, predominantemente, a forma de

agulhas (Figura 3) e apresentam um bom intertravamento. A presença de

impurezas e controladores de pega ocasionam mudanças em sua forma

(Figura 4), geralmente, minorando suas propriedades mecânicas (MURAT et

al., 1979).

Figura 03 – Cristais de dihidrato, aumento 8000x (STAV et al., 1991)

Figura 04 – Cristais de dihidrato em presença de poliacrilamida,aumento de 6500x (STAV et al., 1991)

2.3.2 Fatores influentes externos

Quando a superfície da pasta sofre alguma espécie de tratamento

mecânico, como por exemplo desempeno, ocorre uma orientação na formação 20

dos cristais que estão nesta região. Isto resulta numa camada compacta que

tem propriedades mecânicas superiores às do interior da pasta (MURAT et al.,

1979).

A exposição da pastas endurecidas à umidade provoca queda em

suas propriedades mecânicas. Uma possível explicação para isto é que o vapor

que penetra nos poros da pasta, ao se condensar, possibilita a dissolução-

recristalização dos cristais instáveis e pequenos formados no início da pega.

Os “novos” cristais formados são maiores que os que os originaram. Isto

ocasiona o crescimento do diâmetro dos poros. Essa alteração na estrutura da

pasta também modifica o contato entre os cristais causando a queda na

resistência mecânica (MURAT et al., 1979). Outra explicação é que a água

adsorvida possibilita o escorregamento entre os cristais sob pressão,

ocasionando a queda nas propriedades mecânicas (BADENS et al., 1999).

Utilizando temperaturas iniciais de mistura de 0ºC, 25ºC, 50ºC e 75ºC,

RÖSSLER; ODLER (1989) mostraram que por aumento da temperatura

durante a hidratação ocorre um alargamento dos cristais de dihidrato formados.

Isto se deve à queda na solubilidade do hemidrato provocada pelo incremento

da temperatura, reduzindo o número de núcleos formados e,

consequentemente, o surgimento de poros maiores.

A relação água/gesso influencia de maneira discreta o tamanho dos

cristais de dihidrato, sem, contudo, influenciar sua forma. O aumento da

relação água/gesso altera a distribuição dos poros, ou seja, a adição de água

faz com que a pasta passe a ter mais poros relativamente maiores (r > 103 nm)

em detrimento dos poros menores (RÖSSLER; ODLER, 1989).

2.3.3 Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas das pastas de gesso são influenciadas

predominantemente pela relação água/gesso. De maneira geral, o aumento da

relação água/gesso provoca a queda nas propriedades mecânicas. Isto pode

ser explicado pela relação entre o teor de água da pasta e a porosidade

resultante.

21

Propriedades mecânicas como resistência à compressão, flexão,

módulo de elasticidade e dureza das pastas mostraram-se relacionadas à

porosidade total da pasta. Mudanças na distribuição dos poros e no tamanho

dos cristais tiveram efeito bem inferior ao da porosidade total. Diante disto, eles

concluíram que nem o tamanho dos cristais nem a distribuição dos poros tem

efeito apreciável sobre a resistência, atribuindo à porosidade total da pasta a

maior influência sobre a resistência.

Para NOLHIER (1986) o mecanismo de aderência dos revestimentos

de gesso à base é função de fatores físicos. Durante a aplicação da pasta, a

água de amassamento saturada é absorvida por capilaridade pela base

possibilitando que os cristais de dihidrato se precipitem em seus poros. A

ancoragem ocorre pela formação de uma malha de cristais de dihidrato desde

interior do poro (base) até o revestimento. Por este motivo, existem três fatores

principais que podem impedir uma boa aderência:

• Utilização de gesso já hidratado – como os cristais já estão formados

não haverá ancoragem nem formação da malha;

• Sucção da base extremamente elevada – pode retirar a água

necessária à completa hidratação do gesso impedindo a formação da

estrutura;

• Sucção da base muito baixa – como a pasta não é absorvida a

ancoragem fica prejudicada.

Assim, a resistência de aderência das pastas de gesso é função,

principalmente da relação água/gesso e do tipo e condições da base.

HINCAPIÉ et al., (1997) estudaram a resistência de aderência de pastas de

gesso em blocos de concreto, sílico-calcário, cerâmico e de concreto celular,

em laje de concreto com chapisco rolado e em argamassa mista (1:2:9). De

maneira geral, substratos mais porosos apresentam valores maiores de

resistência de aderência. Nos resultados apresentados por DIAS (1994), para

resistência de aderência as pastas aplicadas sobre blocos de concreto foram

superiores às aplicadas sobre blocos cerâmicos.

Os valores da resistência de aderência encontrados por esses

pesquisadores para pastas aplicadas sob as condições mais adversas (base

úmida, bloco cerâmico, água/gesso = 0,75) são da ordem de 0,4MPa. Para 22

bases secas, mais porosas (bloco de concreto, por exemplo) e com relações

água/gesso empregadas em obra (~ 0,7), este valor chegou a 1,6MPa.

HINCAPIÉ et al., (1997) analisaram também a zona de ruptura dos corpos de

prova submetidos ao ensaio de resistência de aderência. Segundo os autores,

o crescimento da relação água/gesso de 0,6 para 0,8 provocou o deslocamento

progressivo da zona de ruptura do substrato (50 % dos casos) para a interface

substrato-pasta (49 % dos casos) e para a pasta (49 % dos casos). Este

deslocamento pode ser atribuído ao incremento da porosidade da pastas com o

incremento da relação água/gesso.

A Tabela 2 apresenta um resumo dos valores típicos das propriedades

mecânicas dos gessos nacionais e suas respectivas relações água/gesso. Vale

lembrar que os dados do trabalho pioneiro de CINCOTTO et al., (1988b) são

referentes à diversas marcas de gesso nacional.

Tabela 2- Variação das propriedades do gesso de construção brasileiro (CINCOTTO et al., 1988b; HINCAPIÉ et al., 1997)

Propriedade Relação água/gesso (MPa)Resistência à compressão 0,650 – 0,450 9,93 – 27,29

Resistência à tração na flexão 0,653 – 0,433 4,40 – 10,50Dureza superficial 0,483 – 0,450 13,55 – 53,08

Resistência de aderência* 0,600 – 0,800 0,40 – 1,60*HINCAPIÉ et al., 1997.

Para pastas destinadas a revestimento a resistência de aderência e a

dureza superficial são as principais propriedades mecânicas a serem

analisadas.

Não foram encontrados dados referentes ao módulo de elasticidade de

gessos nacionais, mas trabalhos como o de BLAKEY (1959), citado por

NOLHIER (1986), mostra a faixa de variação da influência da relação

água/gesso nesta propriedade (Figura 05). A redução no módulo de

elasticidade pode chegar a 50% variando-se a relação água/gesso de 0,6 para

0,8 (HALLOWS, 1992).

23

Figura 05 – Variação do módulo de elasticidade linear

A umidade também influencia o comportamento mecânico do gesso. A

resistência à compressão e à tração na flexão variam de forma inversa com o

teor de umidade. Para exemplificar, a resistência à compressão de pastas

mantidas a UR de 90 % é apenas 63 % da encontrada para pastas secas (sic)

(NOLHIER, 1986). No entanto, a absorção de água pelo gesso de construção

endurecido não tem apenas efeito negativo. Uma das propriedades mais

apreciadas no gesso é a de ser um regulador higrotérmico do ambiente. A

pasta de gesso endurecida absorve ou libera umidade, de acordo com as

condições higrotérmicas e de ventilação do ambiente. Quando há um aumento

de temperatura, a quantidade de vapor de água na atmosfera aumenta e o

gesso absorve a água. Quando ocorre o inverso, o gesso libera rapidamente a

água absorvida, proporcionando conforto ambiental e prevenindo a

condensação de vapor d’água sobre a superfície (HINCAPIÉ et al., 1996).

Porém, para revestimentos de pequena espessura este efeito no ambiente

provavelmente não é significativo.

2.3.4 Variações volumétricas

No início da reação de hidratação as pastas de gesso sofrem uma

retração que se estende até o início da pega, momento em que a

microestrutura começa a desenvolver-se. Até o início da pega (final do período

de indução) os cristais podem crescer livremente em virtude da pequena

quantidade de cristais e do elevado teor de água presente. Com o aumento do

24

número de cristais formados a estrutura da pasta começa a tornar-se rígida. O

crescimento dos novos cristais se opõe a rigidez da estrutura causando a

expansão da pasta. Assim, a expansão pode ser atribuída às forças atuantes

durante a evolução da microestrutura (NOLHIER, 1986).

A magnitude da expansão varia de acordo com a relação água/gesso,

a adição de retardadores ou aceleradores de pega e inertes. Em função destes

fatores a expansão varia de 1,5 %, para gesso puros, até 0,1 % para gessos

com retardador (NOLHIER, 1986).

25

3 RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Os resíduos de construção civil “são todos os materiais minerais

desperdiçados no processo de produção de novas edificações, reformas e

demolições”. (LEVY, 1997)

Segundo a Resolução 307/02 do CONAMA “resíduos de construção

são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras

de construção, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais

como tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais,

resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso,

telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc.,

comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha”.

Os resíduos da construção deverão ser classificados, para efeito desta

Resolução, da seguinte forma:

I - Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como

agregados, tais como:

a) de construção, demolição, reformas e reparos de

pavimentação e de outras obras de infra-estrutura, inclusive solos

provenientes de terraplanagem;

b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações:

componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de

revestimento etc.), argamassa e concreto;

c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-

moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas

nos canteiros de obras;

II - Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais

como: plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros;

III - Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas

tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua

reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso;

IV - Classe D - são os resíduos perigosos oriundos do processo de

construção, tais como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles

contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas

radiológicas, instalações industriais e outros.26

A figura 06 ilustra a geração de resíduos na construção civil devido ao

processo de demolição de obras.

Figura 06 – Resíduos de construção civil

Porém, por considerar tal significado muito amplo, ANGULO (2000)

classifica os resíduos provenientes de construções como Resíduos de

Construção e Demolição (RCD). Desta forma, define os RCD’s como sendo

“todos e quaisquer resíduos oriundos das atividades de construção, sejam eles

de novas construções, reformas, demolições, que envolvam atividades de

obras de arte, solos ou resíduos de vegetação presentes em limpeza de

terreno. Inclui-se aqui a vegetação, pois a contaminação é inerente ao resíduo”.

De acordo com PALIARI (1999), a geração de resíduos durante a

construção pode ocorrer nas fases de recebimento, estocagem, processamento

intermediário, aplicação ou transporte dos materiais. Além dos resíduos

gerados, as perdas físicas existentes no canteiro são classificadas segundo

sua natureza, em material incorporado e devido a roubo (ANDRADE, 1999).

Desta maneira, torna-se fundamental ter-se uma previsão do entulho

gerado, para se obter o melhor planejamento e execução do serviço e os

cuidados adicionais que serão necessários para minimização e remoção do

mesmo.

27

4 RESÍDUOS DE GESSO

No Brasil as pequenas fábricas de componentes de gesso não possuem

fornos e não realizam a reciclagem. A indústria de moldagem de cerâmica de

decoração e sanitária também geram uma quantidade significativa de moldes

descartados. Esta fração esta legalmente fora da resolução do Conama 307.

Porém, é provável que os resíduos gerados nas pequenas fábricas de placas

representem uma massa significativa que pode ser decisiva na viabilização de

operações de reciclagem em escala industrial.

4.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DE GESSO

A geração de resíduos de gesso é proveniente de diversas atividades,

entre elas: revestimento, gesso acartonado, pré-moldados, entre outros.

Segundo dados do Sindusgesso e Abragesso do estado de São Paulo a maior

parte do volume de resíduo gerado corresponde ao serviço de revestimento,

como mostra a figura 07.

Figura 07 – Porcentagem de resíduo de gesso gerado em cada atividade

A indústria de gesso acartonado já recicla seus próprios resíduos

industriais, cerca de 3 a 5% (Campbell, 2003), posto que possuem composição

controlada e conhecida.

As perdas na construção são significativas, devido às atividades de

corte. Elas dependem muito da modulação da obra. Estima-se que entre 10 a

12 % do gesso acartonado é transformado em resíduos durante a construção

28

Revestimento; 88%

Acartonado; 8%Fábrica Pré; 3%Pré-moldados; 1%

nos EUA (Campbell, 2002). No Brasil a estimativa da indústria é de perdas de

5%.

O gesso aplicado como revestimento diretamente sobre alvenaria gera

grande quantidade de resíduos, especialmente devido à grande velocidade de

endurecimento do gesso de construção brasileiro, associada à aplicação

manual por mão de obra freqüentemente com baixa qualificação. Ver figuras 08

e 09.

Estima-se que a perda típica medida pelo projeto FINEP HABITARE que

estimou o desperdício na construção civil é de 45% (Agopyan, 1998), enquanto

os fabricantes do gesso em pó estimam perdas em torno de 30% da massa de

gesso. Na região da grande São Paulo estima-se um consumo de gesso para

revestimento de aproximadamente 20.000 toneladas/mês.

Figuras 08 e 09 – Resíduo de gesso gerado devido

ao serviço de revestimento de parede

Parte das perdas permanecem na parede como excesso de espessura

(figura 10) e será incorporado aos resíduos de construção quando da

demolição do edifício. Outra parte se torna resíduo de construção.

Figura 10 – Perda de gesso devido ao excesso de espessura

29

A redução deste desperdício deve ser prioridade da indústria, pois o

custo do material perdido somado ao da gestão dos resíduos pode afetar a

competitividade da solução. Ela depende de alterações da formulação do

gesso visando ampliar seu tempo útil, conforme proposto por ANTUNES (1999)

e em treinamento de mão de obra. Para reduzir as perdas geradas no serviço

de revestimento em gesso liso desempenado é imprescindível a utilização de

retardadores de pega. A ampliação do tempo útil também apresenta grandes

vantagens em termos de produtividade da mão de obra (ANTUNES, 1999).

O grau de contaminação deste resíduo é decidido pela gestão dos

resíduos no canteiro.

A demolição de obras contendo gesso (figura 11) fornece um RCD

potencialmente mais contaminado que os anteriores. Não existe, no momento,

parâmetro para estimar esta geração.

Figura 11 – Resíduo de gesso gerado na demolição

4.2 PROBLEMÁTICA DO RESÍDUO DE GESSO

De acordo com a Resolução CONAMA 307/02, os resíduos de

construção pertencentes à Classe C, no qual se enquadra o gesso, deverão ser

armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas

técnicas especificas.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) classifica o

gesso como material não-inerte, pois se solubiliza em água. Além das

30

matérias-primas, os resíduos do material incluem contaminantes oriundos do

processo de construção, gestão dos resíduos em canteiro e de uso. Pregos,

perfis, madeiras e tintas podem ser encontrados no gesso acartonado, placas

de forro e blocos. O gesso usado como revestimento apresenta-se

parcialmente aderido à base de alvenaria e não pode ser segregado no

canteiro.

4.2.1 DESTINAÇÃO PARA ATERROS DE MATERIAIS INERTES

O gesso, em contato com umidade e condições anaeróbicas, com

baixo pH, e sob ação de bactérias redutoras de sulfatos (o produto é um sulfato

de cálcio) - condições presentes em muitos aterros sanitários e lixões -, pode

formar gás sulfídrico, que possui odor característico de ovo podre, além de ser

tóxico e inflamável. Esta é a razão pela qual o produto tem sido banido de

vários aterros sanitários nos países desenvolvidos e, agora, no Brasil.

A Comunidade Européia exige que a deposição de gesso não

contaminado em aterros seja feita em células completamente isoladas de

resíduos biodegradáveis.

4.2.2 ATAQUES POR SULFATOS

No caso da reciclagem como agregados para a produção de

componentes de concreto de cimento Portland, a presença de gesso é um

limitante importante, posto que a reação entre os aluminatos do cimento e o

sulfato do gesso em presença de umidade gera a etringita, composto que

ocupa volume muito maior que os reagentes originais, criando tensões

expansivas que levam à desagregação das peças de concreto.

A maioria das normas limita o teor de sulfatos nos agregados a um

valor máximo de 1%.

Uma das características da geração de resíduos de construção é sua

heterogeneidade: cada caçamba tem composição diferente de outra.

Caçambas de resíduo geradas na construção, durante a etapa de aplicação de

revestimentos de gesso, ou montagem de paredes ou forros de placas vão

conter teores de sulfato muito mais elevados que a média. Assim, embora a 31

participação do gesso nos resíduos de construção seja ainda pequena (está

em franco crescimento), se não forem tomadas medidas adequadas, poderão

ocorrer problemas eventuais, que afetarão a confiabilidade dos agregados

reciclados, impendido o desenvolvimento do mercado de reciclados.

A proposta de diluir o gesso na fração mineral complicaria o processo

industrial de reciclagem, encarecendo todo processo e, possivelmente,

tornando-o economicamente inviável.

Na prática, um crescimento do teor de gesso vai exigir a criação de

controles do teor de sulfato nos agregados como parte da rotina de produção.

4.2.3 CONTAMINAÇÃO EM PAVIMENTAÇÃO E ATERRO

Como o gesso também é solúvel em água, a presença em um aterro

ou base de pavimentação de pontos com grande concentração de gesso vai

trazer problemas no longo prazo devido à formação de vazios pela lixiviação do

gesso.

Pode também afetar a composição e pHs da água do solo de forma

mais rápida que a fração à base de cimento Portland afeta. Este aspecto não é

relevante em regiões onde o solo já é rico em sulfatos.

4.2.4 FUTURAS DEMOLIÇÕES

É importante ressaltar que o gesso aderido à alvenaria inviabiliza

tecnicamente a classificação deste material como classe A. Hoje o material de

demolição em estudo não possui este problema, visto que a utilização do gesso

cresceu nesses últimos anos, porém não se pode desconsiderar a criação

futura deste problema.

4.3 APLICAÇÕES

Existem inúmeras aplicações para o resíduo de gesso, mas algumas

delas necessitam de um pré-tratamento para sua reutilização. Alguns fatores

devem ser observados para facilitar o reuso, tais como: uma correta

segregação na fonte, estoque e triagem do mesmo.32

4.3.1 AGLOMERANTE

No processo de reciclagem de resíduos de gesso como aglomerante é

necessário um pré-tratamento do mesmo obedecendo as seguintes etapas:

moagem, remoção de impurezas e uma calcinação à baixa temperatura.

Com a proibição da destinação dos resíduos de gesso dos aterros

inertes, a reciclagem de gesso vem se tornando progressivamente viável. A

empresa canadense New West Gypsum Recycling desde 1986 já recicla placas

de gesso acartonado, fornecendo matéria prima para a indústria de gesso

acartonado e fibra de papel para reciclagem. A tecnologia, no entanto requer

limpeza manual do resíduo.

4.3.2 PRODUÇÃO DE CIMENTO

A gipsita é adicionada ao cimento Portland na etapa de moagem do

clínquer para controlar a pega. No entanto esta atividade exige elevada pureza

do produto e dificilmente será importante na reciclagem do gesso reciclado,

particularmente porque existem em muitas regiões outras fontes de sulfato de

cálcio, como o fosfogesso e o resíduo de gesso industrial, de elevada pureza.

Além da utilização na produção de cimento Portland, existe um

processo de produção de calcinação de gesso misturado com SiO2, Al2O3,

Fe2O3 e C a aproximadamente 1500oC, gerando cimento e H2SO4 (Hummel,

1997). Mas, no momento não existem notícia de exista alguma planta operando

industrialmente.

4.3.3 OUTRAS APLICAÇÕES

• Correção do solo;

• Aditivo para compostagem;

• Forração para animais;

• Absorvente de óleo;

• Controle de odores em estábulos;

33

• Secagem de lodo de esgoto.

4.4 CONDICIONANTES DA RECICLAGEM

Como descrito no item 4.3, existem inúmeras aplicações de reciclagem

do resíduo de gesso no Brasil. Embora seja tecnicamente viável, sua

reciclagem depende também de vários fatores, inclusive de características

regionais.

4.4.1 PREÇO DA MATÉRIA PRIMA E DO TRANSPORTE

A gipsita, matéria prima do gesso, na região de produção é abundante

e barata, sendo cotada em U$ 4,17/ ton no ano 2000. Sendo o custo de

transporte da mineradora até o centro consumidor em torno de 10 vezes o

preço da gipsita, sua reciclagem torna-se financeiramente inviável.

4.4.2 CUSTO DO PROCESSAMENTO

Pelo fato do processo de reciclagem ser mais complexo que o de

produção a partir de matéria virgem e por consumir mais energia e requerer

mais mão-de-obra, há a necessidade de utilização de sistemas complexos de

coleta e diferentes processamentos visando a remoção de contaminantes que

não estão presentes quando se usa matéria prima natural (Marvin, 2000,

Campbell, 2003). O consumo de mão-de-obra e o investimento em

equipamentos tornam o processamento industrial da reciclagem do gesso mais

caro que o processamento da matéria prima natural.

Assim o custo do processo de reciclagem é potencialmente superior,

para gerar um produto que, devido à presença de produtos embebidos na

matriz (aditivos, fibras, etc) e ineficiência da separação, o gesso de construção

produzido possui variabilidade de desempenho superior ao do gesso obtido da

matéria prima natural.

34

4.4.3 QUANTIDADE DE RESÍDUO DE GESSO

Em algumas regiões, o volume de resíduo de gesso gerado é bastante

pequeno que se torna financeiramente inviável o investimento em centrais de

tratamento e reciclagem.

4.4.4 GESTÃO DOS RESÍDUOS NO CANTEIRO

Para tornar possível o processo de reciclagem, é necessário desde o

momento de sua geração, um maior controle das etapas de segregação na

fonte, estoque e triagem. Para que estes requisitos sejam atendidos, é

necessária a conscientização de todos os envolvidos como: empresas

especializadas em gesso, construtores, engenheiros e operários.

35

5 MATERIAIS E MÉTODOS

Inicialmente foi feito um levantamento sobre o gesso e o resíduo, onde

se buscou analisar o comportamento físico e mecânico do gesso, suas

problemáticas, potenciais aplicações e condicionantes da reciclagem.

A parte experimental foi desenvolvida em duas etapas. A primeira

etapa consiste na escolha das empresas/obras e na quantificação do resíduo

gerado no serviço de revestimento. Os critérios adotados para a escolha das

empresas/obras foram as que possuíam certificação ISO 9001 e o programa

Obra Limpa implantado, visto que tinham maior controle na execução dos

serviços e consequentemente menor geração de resíduos.

A fase de quantificação da geração de resíduos foi realizada em

quatro obras, sendo sete dias de serviço por obra. Inicialmente foi realizada

uma limpeza prévia do ambiente onde o mesmo foi coletado, a fim de que não

houvesse incidência de materiais provenientes de outros serviços.

Ao final da aplicação do revestimento, recolheu-se todo o entulho de

gesso gerado no ambiente, para que fosse pesado, verificando então a massa

de entulho obtida, sendo medida também a área revestida. A determinação da

produção do resíduo (kg/m2) foi definida através da relação entre a quantidade

de resíduo gerada (kg/dia) e a quantidade de serviço executada (m2/dia).

Para a realização da segunda etapa, que consiste da realização dos

ensaios laboratoriais, a quantidade de resíduo coletada foi de

aproximadamente cinco quilos por amostra, visto que esta era uma amostra

representativa. Na escolha das amostras era feita uma seleção através de um

processo de quarteamento. As amostras foram retiradas das mesmas quatro

obras, totalizando vinte e oito amostras, em um total de cento e quarenta

quilos.

Os recipientes utilizados para o armazenamento do resíduo foram

lacrados e isolados do ambiente externo, de forma que o mesmo não tivesse

variação de umidade e de que não houvesse perda do material coletado. Para

a coleta dos resíduos foram usados sacos de ráfia, no qual os mesmos

possuíram identificação contendo: numeração, data da coleta, empresa/obra.

36

Foram realizados ensaios laboratoriais de forma a analisar as

propriedades físicas do pó e da pasta, além das propriedades mecânicas,

baseadas nas normas técnicas: NBR 12127 – Gesso para construção –

Determinação das propriedades físicas do pó; NBR 12128 - Gesso para

construção – Determinação das propriedades físicas da pasta; NBR 12129 -

Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas e NBR

13207 – Gesso para construção civil.

Antes da realização dos ensaios laboratoriais, as amostras foram

homogeneizadas no laboratório e desagregadas com as mãos até a passagem

na peneira de dois milímetros.

Das propriedades físicas do pó, foi determinada a granulometria

através de dois processos: método manual do peneiramento e do método

mecânico obtido por meio do uso do aparelho Mastersizer 2000. O método

manual do peneiramento consiste na passagem do material por uma série de

peneiras padrão, obtendo assim a porcentagem de resíduo que fica retido e a

que passa em cada peneira. O método mecânico foi realizado através do

processo a seco e analisado o tamanho das partículas por meio do processo a

laser através de uma medição rápida e confiável de ampla variedade de tipos

de amostras, na faixa de 0.02 a 2000 microns em um só aparelho.

Na determinação das propriedades físicas da pasta, foram feitos os

ensaios de consistência normal, de tempo de início de pega e de tempo de fim

de pega. O ensaio de consistência normal foi realizado através do aparelho de

vicat modificado e os ensaios de tempo de início de pega e de tempo de fim de

pega foram obtidos através do aparelho de vicat.

Na determinação das propriedades mecânicas, foi realizado o ensaio

de resistência à compressão, obtido através do rompimento de três corpos de

prova. Os corpos de prova utilizados foram confeccionados de forma cúbica

com 50mm de aresta.

37

6 RESULTADOS E ANÁLISES

Neste capítulo apresentam-se os resultados e análises dos dados

obtidos na parte experimental do trabalho. É apresentada e analisada a

quantificação da produção de resíduos, a granulometria, a consistência normal,

o tempo de pega e a resistência à compressão.

6.1 QUANTIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO DE RESÍDUOS

Foram analisadas quatro obras, tendo como resultados os valores

agrupados na tabela 03. Sendo a produção média ilustrada na figura 12.

Tabela 03- Produção do resíduo por obra (kg/m²)

DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 6 DIA 7 MÉDIAOBRA A 9,26 6,66 7,14 1,95 2,82 2,63 5,42 5,13OBRA B 3,18 3,31 4,85 5,30 4,10 5,89 7,86 4,93OBRA C 2,04 3,34 10,92 11,58 3,61 5,11 11,98 6,94OBRA D 3,98 2,22 4,96 10,15 6,66 3,59 6,71 5,47

5,13 4,93

6,94

5,47

A B C D

OBRAS

Figura 12 – Produção média do resíduo por obra (kg/m²)

Nas quatro obras analisadas, o gesso utilizado tinha a mesma

procedência. Por ser a gipsita uma matéria prima natural, o gesso oriundo da

mesma pode apresentar diferentes quantidades do teor de impurezas,

proporcionando uma variância em algumas de suas propriedades, onde o

38

tempo de pega é a que mais influencia na produção do resíduo, sendo um dos

fatores responsáveis pela variação dos dados coletados. Um outro fator que

explica essa alternância é a habilidade que cada operador demonstra na

execução do serviço. Além destes, outro item que foi analisado é que a

produção do resíduo aumenta quanto maior for a área a ser revestida.

A produção média do resíduo encontrada foi de 5,62 kg/m², possuindo

uma variância de 0,83 e um desvio padrão de 0,91. Observa-se, portanto

valores superiores ao encontrado na literatura, por exemplo, segundo Souza (et

al, 2004) a estimativa de geração de gesso é de 1,05 kg/m2 para a região de

Santo André/SP. A explicação para essa diferença encontrada nos dados

obtidos em Maceió quando comparados com os dados de Santo André/SP,

consiste na velocidade de endurecimento da pasta, na qualificação de cada

operador e no uso de aditivos retardadores de pega.

Deve-se observar ainda que estes valores não podem representar a

produção do resíduo de gesso na cidade de Maceió, visto que os dados foram

coletados apenas nas empresas que possuem certificado de qualificação ISO

9001, podendo as que não possuem cerificação apresentar um índice de

desperdício maior em virtude do menor planejamento e controle dos serviços

da obra.

6.2 GRANULOMETRIA

Para a determinação do ensaio de granulometria foram utilizados os

seguintes equipamentos:

• Peneiras: #2,00mm, #0,840mm, #0,420mm, #0,210mm e

#0,105mm;

• Fundo de peneira e tampa;

• Balança com resolução de 0,1g (figura 13);

• Estufa de secagem;

• Dessecador.

39

Figura 13 – Balança com resolução de 0,1g

Inicialmente, foram tomadas amostras de 300g, contendo

determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas

pela peneira de # 2,00mm. Do material que passou pela peneira de # 2mm,

tomou-se uma amostra de cerca de 210g devidamente homogeneizada. Logo

após tomou-se cerca 100g através de quarteamento a ser passada pela

peneira de # 0,840mm. Todo o material passado por esta peneira foi tornado a

passar pela peneira de # 0,420mm. Em seguida foi tomada uma amostra de

50g do material que passou pela peneira de # 0,420mm após ter sido

homogeneizado e passado novamente pela peneira de # 0,210mm. Por fim, foi

repetido o procedimento com a peneira de # 0,105mm com o material que

passou na peneira de # 0,210mm. Os resultados encontram-se agrupados na

tabela 04.

Tabela 04- Análise granulométrica (método do peneiramento)

QUANTIDADE RETIDA NA PENEIRA

GESSO COM 5% DE RESÍDUO

COM 10% DE RESÍDUO

COM 15% DE RESÍDUO

COM 20% DE RESÍDUO

# 0,84 mm 0,10% 4,80% 3,95% 2,65% 3,60%# 0,42 mm 0,20% 3,90% 1,75% 2,70% 0,80%# 0,21 mm 11,27% 13,06% 11,22% 11,64% 10,90%

# 0,105 mm 54,64% 45,10% 51,58% 54,52% 57,46%FUNDO 33,79% 33,14% 31,50% 28,49% 27,24%

As curvas granulométricas obtidas pelo método manual de

peneiramento encontram-se ilustradas na figura 14.

40

0,840,42

0,21

0,105

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 1

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (LOG)

% P

ASS

AN

DO

GESSO 5% DE RESÍDUO 10% DE RESÍDUO15% DE RESÍDUO 20% DE RESÍDUO

Figura 14 – Curvas granulométricas

A análise granulométrica de partículas sólidas compreende a

determinação do tamanho das mesmas, bem como da freqüência com que

ocorrem em uma determinada classe ou faixa de tamanho. A partir dos

resultados obtidos verificou-se que quanto menor for a porcentagem de resíduo

mais fino será o material, consequentemente menor será seu módulo de finura,

como mostrado na figura 15.

0,73

0,660,67

0,69

0,72

0 5 10 15 20

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

Figura 15 – Módulo de finura para as porcentagens de resíduo

41

Outro equipamento utilizado na determinação da granulometria foi o

Mastersizer 2000 (figura 16), que consiste num analisador de tamanho de

partículas a laser através de uma medição rápida e confiável de ampla

variedade de tipos de amostras, na faixa de 0.02 a 2000 microns em um só

aparelho. Possui opções para uma grande variedade de unidades de dispersão

de amostras, para medidas via úmida e/ou via seca.

Foram analisadas duas amostras via seca, uma de gesso e outra

contendo apenas resíduo, de forma a comparar as granulometrias, analisando

como a distribuição de partículas poderá afetar as propriedades físicas e

mecânicas.

Figura 16 – Mastersizer 2000

De acordo com os resultados da granulometria obtidos através da

utilização do equipamento Mastersizer 2000 encontrados em anexo, temos

alguns dados principais apresentados na tabela 05.

Tabela 05- Dados da granulometria (Mastersizer 2000)

AMOSTR

A

d(0,1)

μm

d(0,5)

μm

d(0,9)

μm

D[3,2]

μm

D[4,3]

μmSpan

GESSO 0,911 4,643 24,303 2,281 13,466 5,038RESÍDUO 1,116 7,305 235,955 2,936 62,339 32,149

Onde:

• d(0,1): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se

situa 10% da amostra;

42

• d(0,5): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se

situa 50% da amostra. É conhecido como diâmetro mediano de

massa (DMM);

• d(0,9): é o tamanho em microns da partícula abaixo do qual se

situa 90% da amostra;

• D[3,2]: é o diâmetro médio da esfera de mesma área da

superfície;

• D[4,3]: é o diâmetro médio da esfera de mesmo volume de

partícula;

• Span: é a medida da largura da distribuição = [d(0,9)-

d(0,1)]/d(0,5). Largura grande indica amostra mais heterogênea

com relação ao tamanho da partícula.

A partir dos dados da tabela 05, percebe-se que a grande maioria das

partículas da amostra de gesso possui tamanhos inferiores a 24,303 μm,

enquanto, para a mesma quantidade, a faixa de valores de tamanho das

partículas do resíduo é cerca de dez vezes maiores que a do gesso. Por

possuir uma grande variação com relação ao tamanho das partículas, constata-

se que a amostra de gesso é mais homogênea que a de resíduo, fato este

comprovado pelo span.

6.3 CONSISTÊNCIA NORMAL

Para a determinação do ensaio de consistência normal foram

utilizados os seguintes equipamentos:

• Aparelho de Vicat modificado (figuras 17 e 18) que consiste em

um suporte sustentando uma haste móvel de diâmetro e

comprimento compatível com o suporte. Na extremidade inferior

da haste está acoplada uma sonda cônica de alumínio com

ângulo de ápice 53°08’, altura de 45mm, com uma ponteira de

aço inox para proteção. A haste e a sonda pesam 35g no total;

43

• Um molde com formato tronco cônico com diâmetro interno de

base de 70mm, do topo de 60mm, altura de 40mm, e

confeccionado com material não corrosivo e não absorvente;

• Uma base de vidro;

• Cronômetro.

Figuras 17 e 18 – Aparelho de Vicat modificado

Inicialmente, foram tomadas amostras mistas de 3000g, contendo

determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas

pela peneira de # 2,00mm. Do material que passou pela peneira de # 2mm,

tomou-se uma determinada massa da amostra devidamente homogeneizada a

ser polvilhada sobre uma solução contendo 10ml de citrato de sódio (retardador

de pega) na concentração de 20g/l e complementada com água destilada até

um total de 150g. Variou-se a quantidade da massa da amostra até que a

penetração da haste fornecesse uma leitura de (30±2)mm, o que corresponde

a relação água/gesso para a consistência normal. Os resultados encontram-se

na figura 19.

44

0,43 0,43

0,44 0,44 0,44

0 5 10 15 20

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

REL

AÇ

ÃO

ÁG

UA

/GES

SO

Figura 19 – Consistência normal

As figuras 20 e 21 ilustram a influência do teor de resíduo na

consistência de misturas. Como pode ser observado, a adição de resíduo

provoca uma redução correspondente na penetração da sonda na pasta, fato

este explicado pelo endurecimento mais rápido na pasta quando é feita a

substituição de parte de gesso por resíduo. Um crescimento da relação

água/gesso resulta num aumento da penetração, visto que melhora a

trabalhabilidade da pasta de gesso.

15

20

25

30

35

40

0,38 0,4 0,42 0,44 0,46 0,48

RELAÇÃO A/G

PE

NE

TRA

ÇÃ

O (m

m)

GESSO 5% DE RESÍDUO10% DE RESÍDUO 15% DE RESÍDUO20% DE RESÍDUO

Figura 20 – Valores da consistência para relações gesso/resíduo

45

152025303540

0 5 10 15 20 25

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

PENE

TRAÇ

ÃO (m

m)

a/g = 0,46 a/g = 0,44a/g = 0,43 a/g = 0,40

Figura 21 – Influência do teor de resíduo na consistência

6.4 TEMPO DE PEGA

Para a determinação do ensaio de consistência normal foram

utilizados os seguintes equipamentos:

• Aparelho de Vicat que consiste em um suporte, sustentado por

uma haste móvel, que tem acoplada em uma extremidade uma

agulha removível de 1mm² de seção transversal nominal e

50mm de comprimento. A massa total da haste é de (300±0,5)g.

Ver figura 22;

• Um molde com formato tronco cônico com diâmetro interno de

base de 70mm, do topo de 60mm, altura de 40mm, e

confeccionado com material não corrosivo e não absorvente;

• Uma base de vidro;

• Cronômetro.

46

Figura 22 – Aparelho de Vicat

Inicialmente, foram tomadas amostras de 3000g, contendo

determinadas porcentagens de gesso e resíduo e em seguida foram passadas

pela peneira de # 2,00mm. Foram tomadas quantidades de água e amostra de

acordo com as relações determinadas no ensaio de consistência normal, sem,

no entanto, adicionar retardador (citrato de sódio).

O início da pega é o tempo decorrido desde o momento em que a

água entra em contato com o gesso ou a mistura até o instante em que a

agulha estaciona a 1mm da base. O final da pega é caracterizado pelo instante

em que a agulha não mais penetrar na pasta, deixando apenas uma leve

impressão. Os resultados encontram-se nas figuras 23 e 24.

18,3

5,86 5,5 5 4 3,5

11,5

6,78

0 5 10 15 20 25

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

MIN

UTO

S

CONSISTÊNCIA NORMALCONSISTÊNCIA UTILIZADA NA OBRA

Figura 23 – Tempo de início de pega

47

5,55,766,59

26,5

17,3

10,8 9,58,2

0 5 10 15 20 25

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

MIN

UTO

S

CONSISTÊNCIA NORMALCONSISTÊNCIA UTILIZADA NA OBRA

Figura 24 – Tempo de fim de pega

O tempo disponível para aplicação de revestimentos de gesso é

função dos tempos de início e de fim de pega. O efeito da porcentagem de

resíduo e da relação água/gesso são bastante significativos. Mantida a

consistência constante, a adição de resíduo reduz, progressivamente, o tempo

de início de pega. Este fato pode ser explicado pelo maior tamanho dos grãos

do resíduo, ocasionando assim uma elevação da absorção de água, o que

acarreta uma diminuição da água disponível para hidratar o gesso.

Quanto maior a porcentagem de resíduo, menor será o tempo de

pega da pasta. Este é um fator que dificulta a produtividade do serviço de

revestimento, gerando assim um volume maior de resíduos, devido ao rápido

endurecimento da pasta, sendo necessária a utilização de aditivos

retardadores.

A consistência utilizada na obra (em torno de 0,8) aumenta

significativamente o tempo de aplicação da pasta, facilitando a trabalhabilidade,

aumentando assim a eficiência do operador e minimizando consequentemente

a geração de resíduos.

6.5 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Para a determinação do ensaio de resistência à compressão foram

utilizados os seguintes equipamentos:

48

• Prensa de ensaio com capacidade de carga superior a 20.000N,

exatidão mínima de 200N, placas de aplicação de carga de área

mínima de 2.500mm² e curso mínimo de 100mm (figura 25);

• Três moldes cúbicos de 50mm de aresta (figura 26);

• Dessecador.

Figura 25 – Prensa com capacidade superior a 20.000N

Figura 26 – Moldes cúbicos de 50mm de aresta

Inicialmente, foi tomada uma amostra de 1500g para cada relação

gesso/resíduo e em seguida foi passada pela peneira de # 2,00mm. Em

49

seguida foi calculada a massa de gesso ou mistura a ser utilizada para a

moldagem dos três corpos de prova através da seguinte equação:

CM

+=

4,0480

Onde:

• C é a razão água/gesso determinada para a consistência

normal;

• M é a massa em gramas.

Posteriormente foi calculada a massa de água utilizando a equação a

seguir:

CMMa ×=

Onde:

• Ma é a massa de água em gramas.

Em seguida foi preparada a pasta, através do polvilhamento e

homogeneização da massa de gesso ou mistura sobre a massa de água. Logo

após, a pasta foi transferida para os moldes. Os corpos de prova apenas foram

desformados após o completo endurecimento da pasta, que foi identificado

pelo fim da fase exotérmica. Os mesmos foram deixados secando sob ar

circulante até atingir a massa constante, quando foram transferidos para o

dessecador por no mínimo 24 horas, sendo retirados momentos antes da

realização do ensaio de resistência a compressão. Os resultados encontram-se

na figura 27.

10,2

7,1

5,44,4

3,5

0 5 10 15 20

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

Figura 27 – Resistência à compressão (MPa)

50

A partir da análise dos dados, verificou-se que à medida que aumenta

a porcentagem de resíduo de gesso, ocorre uma queda na resistência à

compressão. Isto pode ser explicado pelo fato do resíduo ser um material já

hidratado, incapaz de reagir quimicamente com a água.

A Norma NBR 13207 / 1994 exige um limite mínimo de resistência à

compressão de 8,40MPa. Através do ajuste dos dados obtidos no ensaio de

resistência à compressão, este valor é atendido para uma substituição de

resíduo em torno de 2,8%, como mostra a figura 28.

Na execução do revestimento de gesso liso aplicado na obra, é

utilizada uma relação água/gesso em torno de 0,8. Para esta consistência foi

determinada a resistência à compressão e foi obtido o valor médio de 3,0 MPa,

valor este que corresponde a uma substituição da fração do gesso de cerca de

24% (obtido pelo ajuste da curva de resistência à compressão), como ilustra a

figura 28. Como foi visto no item 6.4 que a medida que a porcentagem de

resíduo aumenta, há um decréscimo no tempo de pega, a substituição em

torno de 24% deve ser estudada com o auxílio do uso de aditivos retardadores

de pega devido à baixa trabalhabilidade.

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)

10,2

7,1

5,44,4

3,5

(2,8:8,4)

(24:3,0)

0 5 10 15 20 25

PORCENTAGEM DE RESÍDUO

Figura 28 – Ajustes na curva de resistência à compressão

51

7 CONCLUSÃO

A geração média do resíduo de gesso na execução de revestimento

em gesso liso desempenado foi de 5,62 kg/m². Este valor não representa a

perda total, uma vez que não se considera o gesso que ficou incorporado na

alvenaria.

Foi verificado que embora potencialmente reciclável, aspectos de

mercado e da inevitável contaminação dificultam a reciclagem do resíduo de

gesso. A reciclagem do mesmo não só depende de fatores técnicos como

também de fatores econômicos e se torna cada vez mais necessária.

Outro fator observado diz respeito à disposição do resíduo, visto que,

por ser solúvel em água e por estar em contato com umidade e condições

anaeróbicas, com baixo pH, e sob ação de bactérias redutoras de sulfato,

podem formar gás sulfídrico, que possui odor característico de ovo podre,

tóxico e inflamável, logo devem ser depositados em aterros em células

isoladas, sem contato com matéria orgânica e umidade. Por não possuir na

cidade de Maceió nenhuma área específica para a disposição desses resíduos,

os mesmos são despejados em aterros, ficando em contato com outros

materiais, fato este que deve ser observado com mais atenção por parte do

poder público. Para que o processo de reciclagem se torne possível, é

necessária a conscientização de todos os envolvidos neste processo, desde o

treinamento dos funcionários que executam o serviço até a equipe responsável

pela segregação na obra.

Do ponto de vista técnico, foi analisada que para a consistência

utilizada em obra (a/g = 0,8), é possível substituir uma parcela de gesso por

resíduo em torno de 24%. Percebe-se também que à medida que se aumenta a

porcentagem de resíduo substituída, há um decréscimo significativo no tempo

de pega da pasta, prejudicando a trabalhabilidade, o que ocasiona uma

diminuição na produção do operador e uma maior geração de resíduo.

O uso de aditivos retardadores de pega é uma alternativa para a

resolução deste problema.

É importante ressaltar que o gesso aderido à alvenaria inviabiliza

tecnicamente a classificação deste material como classe A. Hoje em dia não

existem problemas quanto à demolição das obras, mas em decorrência do uso 52

do gesso no serviço de revestimento de paredes ter se intensificado nos

últimos anos, essa questão deve ser considerada para demolições futuras.

Proposta de continuação para a pesquisa:

• Estudo sobre o uso de aditivos retardadores de pega aplicados

em pastas de gesso e determinadas porcentagens de resíduo,

com o objetivo de aumentar a trabalhabilidade da mesma no

serviço de revestimento liso desempenado.

53

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Cavalcanti de. Resíduos da Construção e Demolição. In: Programa Entulho Limpo, Pernambuco: Sinduscon, Ademi e Sebrae.

ECO ATITUDE – AÇÕES AMBIENTAIS, SINDUSCON – DF e UnB. Programa Entulho Limpo – Coleta Seletiva (1ª etapa).

GUIMARÃES, José Epitáfio Passos. A Cal – Fundamentos e Aplicações na Engenharia Civil. 2ª ed. – São Paulo: Pini, 2002.

IBRACON - Instituto Brasileiro de Concreto, Comitê Técnico – 206, Meio

Ambiente. Materiais Reciclados e suas Aplicações. In: IV Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil, São

Paulo-SP: IBRACON, 5 e 6, jun. 2001. Anais.

JOHN, Vanderley M.; CINCOTTO, Maria Alba. Alternativas de Gestão dos Resíduos de Gesso. Disponível em:

http://www.reciclagem.pcc.usp.br/ftp/Alternativas%20para%20gest%E3o%20de

%20resiudos%20de%20gesso%20v2.pdf#search='res%C3%ADduos%20de%2

0gesso'. Acessado em 7 de maio de 2005.

JOHN, Vanderley M. Gestão de Resíduos de Gesso. Disponível em:

http://www.VMJOHN%20Slag%20residuos%20de%20gesso.pdf. Acessado em

15 de agosto de 2005.

NBR 12127 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas da pasta.

NBR 12128 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó.

54

NBR 12129 – Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas.

NBR 13207 – Gesso para construção civil.

Souza, U.E.L; Paliari, J.C.; Agopyan, V.; Andrade A. C.; Diagnóstico e combate à geração de resíduos na produção de obras de construção de edifícios: uma abordagem progressiva. Disponível em:

http://www.antac.org.br/ambienteconstruido/pdf/revista/artigos/Doc118123.pdf.

Acessado em 14 de fevereiro de 2006.

VASCONCELLOS NETO, Francisco A. de. Gestão de Resíduos da Construção Civil. Disponível em:

http://www.sindusconsp.com.br/comasp/balanco_gestao_residuos.pdf#search='

res%C3%ADduos%20de%20gesso'. Acessado em 10 de maio de 2005.

55

ANEXO

56

57

58