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ANAIS DO 60º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2018 – 60CBC2018 1 Utilização de Resíduo Moído de Vidro na Substituição Parcial do Cimento Portland em Argamassas Use of Glass Mineral Residues in the Partial Substitution of Portland Cement in Mortars Raduan Krause Lopes (1); Jayne Carlos Piovesan (2); Lívia Maria Palacio Ribeiro (3); Fabiano Medeiros da Costa (4); Pedro Ignácio Gadelha Jardim (5) (1) Professor Mestre, Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO (2) Professora Mestre, Centro Universitário São Lucas - UNISL/RO (3) Professora Mestre - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO (4) Professor Mestre - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO (5) Aluno de Graduação - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO Fundação Universidade Federal de Rondônia - Departamento de Engenharia Civil, BR 364, km 9,5, sentido Acre, zona Rural. Resumo A construção civil é um ramo que gera uma quantidade expressiva de resíduo sólidos, a destinação quanto a reutilização ou descarte desses materiais é objeto de vários estudos nos últimos anos. O vidro é um dos materiais que a indústria da construção civil tem trabalhado para uma destinação de reciclagem, principalmente em incorporações a compósitos cimentícios. Buscou- se neste trabalho avaliar a substituição parcial do cimento por resíduo moído de vidro (RMV) em percentuais que variaram de 10%, 20%, 30% e 40% em argamassas de cimento Portland. Foram avaliadas as resistências mecânicas à compressão das argamassas com vidro moído. Também foram testados os potenciais de redução da reação álcali agregado com a utilização do resíduo moído de vidro e o potencial pozolânico do resíduo de vidro. O ensaio de compressão demostrou que a substituição de até 20% de cimento por resíduo moído de vidro apresenta resistências melhores que o traço de argamassa referência. Quanto ao ensaio de atividade pozolânica o vidro pode ser considerado pozolânico pelos dois métodos de análise. Os resultados demonstram que a utilização do resíduo de vidro pode é algo promissor, uma vez que o material apresentou propriedades pozolânicas e não reduziu o surgimento da reação álcali agregado. Palavra-Chave: Resíduo de vidro, Argamassa, Reciclagem, Compósito cimentício Abstract Civil construction is a branch that generates an expressive amount of solid waste, the destination for reuse or disposal of these materials has been the object of several studies in recent years. Glass is one of the materials that the construction industry has worked for a recycling destination, mainly in incorporations to cement composites. The objective of this work was to evaluate the partial replacement of cement by ground glass residue (RMV) in percentages that varied from 10%, 20%, 30% and 40% in Portland cement mortars. Mechanical strengths were evaluated for the compression of mortars with ground glass. The potentials of reduction of the aggregate alkali reaction with the use of ground glass residue and the pozzolanic potential of the glass residue were also tested. The compression test showed that the substitution of up to 20% of cement per ground glass residue shows better resistance than the reference mortar trace. As for the test of pozzolanic activity glass can be considered pozzolanic by the two methods of analysis. The results demonstrate that the use of the glass residue can be somewhat promising, since the material had pozzolanic properties and did not reduce the appearance of the added alkali reaction. Keywords: Glass residue, Mortar, Recycling, Cement composite.

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Utilização de Resíduo Moído de Vidro na Substituição Parcial do Cimento Portland em Argamassas

Use of Glass Mineral Residues in the Partial Substitution of Portland Cement in Mortars

Raduan Krause Lopes (1); Jayne Carlos Piovesan (2); Lívia Maria Palacio Ribeiro (3); Fabiano

Medeiros da Costa (4); Pedro Ignácio Gadelha Jardim (5)

(1) Professor Mestre, Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO (2) Professora Mestre, Centro Universitário São Lucas - UNISL/RO

(3) Professora Mestre - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO (4) Professor Mestre - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO

(5) Aluno de Graduação - Departamento de Engenharia Civil - UNIR/RO Fundação Universidade Federal de Rondônia - Departamento de Engenharia Civil, BR 364, km 9,5, sentido

Acre, zona Rural.

Resumo

A construção civil é um ramo que gera uma quantidade expressiva de resíduo sólidos, a destinação quanto a reutilização ou descarte desses materiais é objeto de vários estudos nos últimos anos. O vidro é um dos materiais que a indústria da construção civil tem trabalhado para uma destinação de reciclagem, principalmente em incorporações a compósitos cimentícios. Buscou- se neste trabalho avaliar a substituição parcial do cimento por resíduo moído de vidro (RMV) em percentuais que variaram de 10%, 20%, 30% e 40% em argamassas de cimento Portland. Foram avaliadas as resistências mecânicas à compressão das argamassas com vidro moído. Também foram testados os potenciais de redução da reação álcali agregado com a utilização do resíduo moído de vidro e o potencial pozolânico do resíduo de vidro. O ensaio de compressão demostrou que a substituição de até 20% de cimento por resíduo moído de vidro apresenta resistências melhores que o traço de argamassa referência. Quanto ao ensaio de atividade pozolânica o vidro pode ser considerado pozolânico pelos dois métodos de análise. Os resultados demonstram que a utilização do resíduo de vidro pode é algo promissor, uma vez que o material apresentou propriedades pozolânicas e não reduziu o surgimento da reação álcali agregado. Palavra-Chave: Resíduo de vidro, Argamassa, Reciclagem, Compósito cimentício

Abstract

Civil construction is a branch that generates an expressive amount of solid waste, the destination for reuse or disposal of these materials has been the object of several studies in recent years. Glass is one of the materials that the construction industry has worked for a recycling destination, mainly in incorporations to cement composites. The objective of this work was to evaluate the partial replacement of cement by ground glass residue (RMV) in percentages that varied from 10%, 20%, 30% and 40% in Portland cement mortars. Mechanical strengths were evaluated for the compression of mortars with ground glass. The potentials of reduction of the aggregate alkali reaction with the use of ground glass residue and the pozzolanic potential of the glass residue were also tested. The compression test showed that the substitution of up to 20% of cement per ground glass residue shows better resistance than the reference mortar trace. As for the test of pozzolanic activity glass can be considered pozzolanic by the two methods of analysis. The results demonstrate that the use of the glass residue can be somewhat promising, since the material had pozzolanic properties and did not reduce the appearance of the added alkali reaction. Keywords: Glass residue, Mortar, Recycling, Cement composite.

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1 Introdução

Entre as posições de destaque da economia, o setor da construção civil responde por cerca de 4,5% do Produto Interno Bruto (PIB) no Brasil. Porém, esse é um setor que produz uma alta quantidade de resíduos sólidos de diversos tipos, além de consumir um quantitativo elevado de recursos naturais e energia. De acordo com Piovesan (2016) a disposição inadequada dos resíduos sólidos da construção civil causa diversos problemas ao meio ambiente que podem ser considerados graves e irreparáveis. Portanto, são necessárias soluções rápidas para tentar minimizar os impactos causados ao meio ambiente. Para Simões (2013), o assunto relacionado a incorporação de resíduos em concreto tem sido cada vez mais estudado, visto que é preciso dar uma destinação final para esses resíduos, considerando ainda que o concreto é uma mistura com alto potencial para incorporar outros tipos de resíduos sem prejudicar o meio ambiente e melhorando, inclusive, algumas das suas propriedades. O vidro tem um papel relevante dentro dos diversos tipos de resíduos gerados pelo setor da construção civil, e isso pode ser comprovado por dados da CEMPRE (2018) que mostram que o Brasil produz em média 980 mil toneladas de embalagens de vidro por ano. Ainda segundo essa Associação, de toda a quantidade produzida, apenas cerca de 45% é reaproveitado, sendo que o principal mercado para esse resíduo são as vidrarias, que adquirem o material em forma de cacos dos sucateiros ou também recebem diretamente de suas campanhas de reciclagem. O vidro é considerado um material suplementar cimentício, uma vez que sua composição química é de cerca de 70% de sílica amorfa e 30% de óxido de sódio (NaO2), óxido de cálcio (CaO) e outros óxidos em quantidades inferiores (AFSHINNIA e RANGARAJU, 2015). Em muitos estudos já realizados com o resíduo de vidro restou comprovado que a melhor forma de o reutilizar é em forma de pó, substituindo parcialmente o cimento, já que o resíduo de vidro com a granulometria mais fina tende a ter um elevado índice de atividade pozolânica, o que melhora as propriedades mecânicas da matriz cimentícia na mistura em que o vidro é utilizado diz Simões (2013). Conforme Sousa Neto (2014) o vidro é composto por dióxido de silício (SiO2) em mais de 70% da sua composição, sendo esse o motivo de sua reutilização em forma de pó. De acordo com Simões (2013), a utilização do resíduo de vidro com características pozolânicas na composição de materiais cimentícios tem como objetivo diminuir a extração de matéria-prima para a confecção do cimento Portland, além também de possibilitar uma destinação final para esses resíduos. Com isso, esse trabalho apresenta resultados e discussões de um estudo que buscou analisar a resistência à compressão, utilizando o resíduo de vidro moído em substituição parcial do cimento Portland na mistura de argamassa.

2 Referencial Teórico

2.1 Preocupação Mundial Com o Resíduo de Vidro

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A economia mundial juntamente com a população vem aumentando muito rápido e isso causa um impacto no consumo de materiais. Com isso, a geração de resíduos se torna inevitável e as indústrias buscam cada vez mais alternativas para a destinação desses resíduos. De acordo com Simões (2013), a falta de planejamento das indústrias quando estão concebendo o projeto, resulta muitas vezes, em disposição inadequada dos resíduos gerados por elas, visto que os resíduos deveriam ser tratados e depositados no seu próprio local de geração. O vidro é um desses resíduos gerados pela indústria que em grande parte não tem destinação adequada. Segundo números divulgados pela ABRAVIDRO (2016) no ano de 2015 a indústria de vidro plano produziu cerca de 2,5 milhões de toneladas de vidro por ano, sendo gerado por uma única empresa cerca de 8 toneladas de vidro por mês. Levando-se em consideração que existem 500 empresas de fabricação de vidro, são geradas cerca de 48 mil toneladas de resíduo de vidro por ano. No processo de geração desse resíduo de vidro a água é um material importante, pois a mesma é utilizada para controlar a temperatura de corte de desbastamento do vidro. Essa água juntamente com o resíduo do pó de vidro são colocados em tanques de decantação, sendo posteriormente adicionados compostos químicos floculantes para separação desse resíduo de vidro da água; assim a água do processo é retirada para ser reutilizada, e o resíduo de vidro é acondicionado para posterior descarte em aterros sanitários, uma vez que a indústria do vidro não tem destinação para esse material visto que o mesmo encontra-se com auto grau de impurezas (RODIER e SAVASTANO JR, 2018). Conforme Sousa Neto (2014) são realizadas novas pesquisas que buscam desenvolver destinos viáveis para o resíduo de vidro o que faz com que a sua manufatura seja mais sustentável. Além disso, o grande aumento dos resíduos que são levados para aterros sanitários e lixões motivam uma busca contínua de soluções ecologicamente sustentáveis e corretas.

2.2 Poluição Ambiental Provocada Pela Indústria do Cimento Segundo Matos e Sousa-Coutinho (2012), a indústria de cimento Portland é uma indústria que demanda intenso consumo de energia, sendo essa responsável por cerca de 5% dos gases do efeito estufa mundial. A produção anual de cimento atingiu o patamar de 2,8 bilhões de toneladas e espera-se que alcance uma escala de 4 bilhões de toneladas anuais. Tal situação conflita com a necessidade cada vez maior de se reduzir as emissões de CO2 na atmosfera bem como produzir cimento de boa qualidade (SCHNEIDER et al., 2011). A indústria de cimento Portland é uma enorme consumidora de energia, principalmente utilizando combustíveis de origem fóssil, para o processo de calcinação do calcário. Para reduzir tais consumos este setor produtivo tem incorporado a utilização de materiais cimentícios suplementares, levando a benefícios econômicos e ecológicos, bem como melhorias técnicas em compósitos cimentícios com tais cimentos misturados (PACHECO TORGAL e JALALI, 2011). Segundo a NBR 10.004/2004 o vidro é considerado um resíduo classe II B – não perigoso inerte, de fácil manuseio para processo de coleta, separação e reciclagem. Lopes (2017)

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descreve que a utilização de resíduo de vidro é muito vantajosa na confecção de compósitos cimentícios, por ser um material rico em sílica amorfa, e quando introduzido em partículas finas, é considerado um material pozolânico que tem efeitos de melhoras mecânicas em concretos e argamassas como também melhoram o empacotamento das matrizes cimentícias.

2.3 Benefícios de Materiais Pozolânicos em Substituição de Parte do Cimento em Compósitos Cimentícios

O cimento Portland é considerado o principal material da construção civil, uma vez que o progresso da construção civil se deve em grande parte pela sua utilização, mas seu processo de fabricação envolve a enorme emissão de gás carbônico, principal gás do efeito estufa. Nesse viés há necessidade de se utilizar materiais suplementares cimentícios que apresentem propriedades aglomerantes e que possam substituir parcialmente o cimento Portland (SHAHNAZ et al., 2016). O uso de materiais pozolânicos, os chamados materiais suplementares cimentícios (SCMs), tem aumentado sua importância principalmente no que se refere a diminuição da emissão de gás carbônico, tais materiais podem ser citados como as cinzas volantes, escórias de alto forno, metacaulim. Além de reduzirem a utilização do cimento, trazem benefícios quanto as características mecânicas e de durabilidade do concreto (HARISH e RANGARAJU, 2014). Afshinnia e Rangaraju (2015) relatam que enquanto tais SCMs estão bem consolidados no mercado quanto a utilização, SCMs alternativos como o vidro estão sendo estudados para redução dos descartes desses resíduos bem como reduzir a quantidade de carbono produzidos pela indústria do concreto. Segundo Lopes (2017), a introdução do resíduo sólido de vidro em compósitos cimentícios está evoluindo significativamente, visto que uma das soluções estudadas para evitar a reação álcali-agregado se encontra na granulometria das partículas do vidro, em que podem ser moídas em finas partículas ou adicionada a outros materiais de propriedades pozolânicas.

2.4 Utilização de Resíduo de Vidro em Substituição do Cimento em Argamassas

Vários autores têm estudado formas de introduzir o vidro como material constituinte de concretos e argamassas, tanto na substituição parcial do cimento, quanto na substituição parcial ou total de agregados miúdos, graúdos ou filler (SHAO et al., 2000; DUCMAN e MLADENOVIC, 2002; PARK et al., 2004; MATOS e SOUSA-COUTINHO, 2012).

Os autores Schwarz and Neithalath (2008), Shi et al. (2005) e Khmiri et al. (2012) relatam que o resíduo de vidro pode ser utilizado para substituir parcialmente o cimento Portland, onde demonstram que o tamanho das partículas desse vidro são parâmetros importantes que influenciam significativamente nas propriedades físico mecânicas de materiais cimentícios contendo o resíduo de vidro. Shi et al. (2005) descreve que o tamanho da partícula do resíduo de vidro influencia diretamente na atividades pozolânicas, ou seja, quanto mais fino maior a atividade pozolânica. Outros autores como Shao et al. (2000),

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Shayan and Xu (2004) e Khmiri et al. (2012) demostraram que a granulometria ideal para promover a atividade pozolânica do resíduo de vidro era com partículas inferiores a 40 µm.

Lu e Poon (2018) descrevem a utilização do resíduo de vidro de duas formas para confecção de argamassa, a primeira é a substituição da adição de cinzas volantes e escória de alto forno das argamassas e a segunda trabalhando a substituição do agregado miúdo de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% por resíduo de garrafas de vidro moídas. Os autores relatam que quando adicionado o vidro em substituição dos materiais suplementares, a trabalhabilidade da argamassa melhorou substancialmente, já o aumento da quantidade de vidro em forma de agregado reduziu a trabalhabilidade. Para análise de resistência a compressão, os autores observam que a utilização do resíduo de vidro como agregado miúdo causou certo decréscimo da resistência a compressão com o aumento da quantidade de vidro, mas para ao efeito de temperatura, a utilização do vidro aumento a resistência das argamassas após serem submetidas a temperaturas de 800ºC. Rodier e Savastano Jr (2018) trabalharam a utilização de resíduo moído de vidro proveniente do corte de desbastamento da indústria de vidros planos na cidade de São Paulo em substituição parcial do cimento e argamassas para assentamento de blocos. Os resultados obtidos pelos autores foram um aumento da resistência à compressão significativo nos traços utilizando 10% e 20% de resíduo de vidro em relação ao traço controle.

Para Pacheco Torgal e Jalali (2011) a utilização de pó de vidro pode ser uma solução para produção de cimentos verdes promissora, reduzindo a quantidade de resíduos de vidro depositadas em aterros sanitários e também diminuindo as emissões de dioxido de carbono pela industria cimentícia.

2.5 Reação Álcali Agregado na Utilização de Resíduo de Vidro A reação álcali agregado tem por sua definição geral como uma reação química que ocorre internamente em estruturas de concreto, onde se envolvem os hidróxidos alcalinos do cimento e alguns minerais reativos contidos dentro dos agregados, tendo como resultado a formação de um gel expansivo que, em contato com a água, expande gerando fissurações, deslocando e até comprometendo a estrutura de concreto (HASPARYK, 2015). A utilização do vidro como componentes de compósitos cimentícios está limitada, em sua grande parte, pela possibilidade de surgimento de reação Álcali-Agregado (RAA), uma vez que a composição básica do vidro e de 70% de sílica. Além desse auto teor de sílica e em estado amorfo do vidro, é potencialmente deletéria e pode expandir em contato com o cimento (DUCMAN e MLADENOVIC, 2002). Corinaldesi et al. (2005) estudaram a substituição de 30% a 70% de agregado miúdo de argamassas cimentícias por resíduo de vidro descartados da região de Toscana na Itália, a fim de avaliar suas microestruturas e propriedades mecânicas, detectando que não há reação deletéria (reação álcali agregado) quando as partículas de vidro utilizadas eram inferiores a 100 µm. Além disso, observou-se que essa granulometria também era capaz de melhorar as propriedades mecânicas da argamassa.

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Nassar e Soroushian (2012) avaliaram a substituição de 20% do cimento por vidro finamente moído, com partículas inferiores a 13 µm, com a intenção de reduzir o problema de absorção de água em concretos com agregado reciclado. Segundo os autores o agregado reciclado absorve entre 2 e 3 vezes mais água do que os agregados naturais, assim o resíduo do vidro tem a função de reagir com o hidróxido de cálcio e formar o silicato de cálcio, cuja reação é responsável pela melhoria da qualidade da pasta sobre o agregado reciclado, favorecendo a resistência, durabilidade e estabilidade dimensional do agregado reciclado. Outros autores relatam em seus estudos que a utilização de resíduo de vidro quer seja como material suplementar cimentícios, quer seja como agregado miúdo de concretos e argamassas não apresentam reação álcali agregado desde que o resíduo seja introduzido em partículas finas, ou seja, inferiores a 100 µm (SHAO et al., 2000; NASSAR e SOROUSHIAN, 2012; KHMIRI et al., 2013; OLIVEIRA et al., 2015). Nesse contexto esse trabalho avaliou a utilização do resíduo moído de vidro em substituição parcial do cimento em argamassas de cimento Portland, com ênfase nas atividades pozolânicas, bem como o surgimento ou não da reação álcali agregado pela sua introdução nas argamassas.

3 Materiais e Métodos

3.1 Materiais Para a confecção dos traços das argamassas foi utilizado o cimento CP IV – 32 da marca ITAU, comprado no comércio local da cidade de Porto Velho bem como o agregado miúdo. O resíduo de vidro foi coletado na empresa Guaporé Vidros Industria e Comércio LTDA, tal resíduo é proveniente do processo de corte e desbastamento do vidro comercializado pela empresa, no qual utiliza-se água para controle da temperatura da operação. A água juntamente com o pó de vidro são coletados por calhas e depositados em tanques de decantação para separação. Ao final da operação a água utilizada no processo é reutilizada enquanto o resíduo de vidro e acondicionado em sacos para futuro descarte em aterro sanitário.

3.2 Métodos

Foram realizadas caracterizações em todos os materiais utilizados no trabalho, conforme exposto a seguir. 3.2.1 Preparação do resíduo moído de vidro:

Após a coleta do resíduo de vidro e sua secagem em estufa por um período de 24 (vinte e quatro) horas, 3 kg deste resíduo foram colocados em um moinho de bolas de 7,5 litros, contendo 30 bolas de cerâmicas, sendo cominuídos por cerca de 16 horas. 3.2.2 Confecção dos traços das argamassas:

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Na tabela 1 são apresentados os traços de argamassa confeccionados nesse trabalho, o traço 1 corresponde ao traço padrão, chamado controle, onde não há emprego do resíduo moído de vidro. Os traços 2, 3, 4 e 5 são os traços confeccionados com substituição parcial do cimento por resíduo moído de vidro nas proporções de 10%, 20%, 30% e 40% respectivamente. A relação água cimento foi afixado em 0,50 para garantir trabalhabilidade e facilidade na confecção dos corpos cilíndricos.

Tabela 1 – Planejamento dos traços confeccionados de argamassa.

TRAÇO

QUANTIDADE DE MATERIAIS

CIMENTO (kg) AREIA (kg) RESÍDUO MOÍDO

DE VIDRO (kg)

RELAÇÃO

a/c

1 1,50 3,00 - 0,50

2 1,35 3,00 0,15 0,50

3 1,20 3,00 0,30 0,50

4 1,05 3,00 0,45 0,50

5 0,90 3,00 0,60 0,50

3.2.3 Análise química do cimento e do resíduo moído de vidro

Foram realizadas análises químicas do cimento e do resíduo moído de vidro por meio de fluorescência de raio x (FRX) através do espectrômetro PANalytical, modelo EPSILON 3 XL, do laboratório Ensaios Físico-Químicos/FT/UFAM. 3.2.4 Caracterização do agregado miúdo

Foram realizados ensaios de caracterização no agregado miúdo utilizado na confecção das argamassas, tais ensaios estão demonstrados na tabela 2.

Tabela 2 – Ensaios de caracterização do agregado miúdo.

Ensaio Método de Ensaio

Massa Específica NBR NM 52:2009

Massa Unitária NBR NM 45:2006

Teor de Material Pulverulento NBR NM 46:2003

Impureza Orgânica NBR NM 49:2001

Composição Granulométrica NBR NM 248:2003

Módulo de Finura NBR NM 248:2003

Diâmetro Máximo NBR NM 248:2003

Teor de Argila e materiais Friáveis NBR 7218:2010

3.2.5 Determinação de atividade pozolânica do resíduo de vidro

Foi utilizado o ensaio preconizado pela NBR 5752:2014 - Materiais pozolânicos — Determinação do índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias. Também foi analisada a atividade pozolânica do resíduo de vidro por meio da sua composição química, ensaio preconizado pela NBR 12563:2014 - Materiais pozolânicos – Requisitos.

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3.2.6 Reação álcali agregado do resíduo moído de vidro

Foi realizado ensaio de reação álcali agregado preconizado pela NBR 15577:2008 - Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado, onde foram testados o vidro moído por 16 horas nas porcentagens de 10%, 20%, 30% e 40% de substituição do cimento pelo resíduo moído de vidro por meio de traços de barras de argamassa. O ensaio consiste em confeccionar barras de argamassa de 25x25x285mm colocando-as em solução de hidróxido de sódio a 80° C por 28 dias, analisando ao 16º dia a expansão das barras de argamassa. 3.2.7 Ensaio de resistência à compressão

Foram confeccionados corpos cilíndricos de 5x10 cm para ensaio de resistência a compressão. O ensaio foi realizado no traço controle e nos traços com substituição do cimento por resíduo moído de vidro por meio de máquina universal, marca Instron, modelo EMIC 23-100 do laboratório de estruturas do departamento de engenharia civil da UNIR/RO.

4 Resultados e Discussões

Na tabela 3 são mostrados os resultados de ensaio de composição química do cimento CP IV e do resíduo moído de vidro.

Tabela 3 – composição química do cimento e resíduo de vidro.

COMPOSTO QUÍMICO CIMENTO RESÍDUO DE VIDRO

PERCENTUAL (%) PERCENTUAL (%)

SiO2– Dióxido de Silício 29,08% 74,07%

CaO – Óxido de Cálcio 45,08% 13,27%

Na2O – Óxido de sódio - 7,94%

MgO – Óxido de Magnésio 2,57% 1,93%

Al2O3 – Óxido de Alumínio 9,80% 0,99%

Fe2O3 – Óxido Ferroso 4,07% 0,66%

P2O5 – Pentóxido de Fósforo - 0,49%

K2O – Óxido de Potássio - 0,35%

Observa-se que o resíduo de vidro possui mais de 70% de sílica, e segundo a NBR 12563:2014 a soma dos componentes SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 devem ser superiores a 70%, observa-se que pela análise química essa soma resulta em 75,72%, mostrando que o resíduo moído de vidro utilizado é considerado um material pozolânico. No gráfico 1 é apresentado o resultado de ensaio de compressão normatizado pela NBR 5752:2014, onde foram ensaiados corpos de prova cilíndricos divididos em traço referência e traço com resíduo moído de vidro por 16 horas.

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Gráfico 1 – Resistência à Compressão para ensaio de atividade pozolânica

A média das resistências do traço controle ficou em 23,54 MPa, enquanto a média das resistências do traço com resíduo moído de vidro teve média de 24,32 MPa, assim foram obtidos para o índice atividade pozolânica (IAP) um valor de 103,3%, sendo tal valor superior aos 75% mínimos de norma para considerar o material pozolânico. A tabela 4 mostra os resultados obtidos na caracterização do agregado miúdo utilizado na confecção dos traços de argamassa de toda a pesquisa.

Tabela 4 – Resultados de caracterização física do agregado miúdo.

Ensaio Unidade Resultados Limites

normatizados

Massa específica kg/dm³ 2,674 -

Massa unitária kg/dm³ 1,447 -

Teor de material pulverulento % 4,700 3,00 a 5,00

Material orgânico ppm 300 300

Módulo de finura - 2,687 -

Diâmetro máximo mm 2,400 -

Teor de argila em torrões e materiais

friáveis % 1,50 1,50

Os valores obtidos nos ensaios de caracterização do agregado miúdo estão dentro dos padrões considerados por norma para a sua utilização como material agregado de argamassas conforme pode ser observado nos resultados da tabela 3. Para análise de reação álcali agregado, realizado conforme NBR 15577:2008 – parte 4, através do método acelerado das barras de argamassa, o gráfico 2 demonstra os resultados do ensaio para o vidro moído por 16 horas.

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Gráfico 2 – Expansões das barras de argamassa ensaio NBR 15577:2014.

Observa-se que aos 16 dias de ensaio em solução alcalina as barras de argamassa não apresentaram expansões superior a 0,10%, valor limite descrito pela NBR 15577:2014 para que um material não seja considerado deletério quanto a reação álcali agregado. Nota-se também que para o restante do experimento, o traço com 10% de substituição expande apresenta expansões maiores que os traços com 20%, 30% e 40%. Pode-se observar também pelo gráfico que o aumento de resíduo moído de vidro reduziu as expansões, tal situação se descreve pelo fato do vidro apresentar propriedades pozolânicas que diminuem o surgimento da reação álcali agregado. Observa-se também para a barra com 40% de RMV que quase não se gera expansão, além do fato da atividade pozolânica pode-se constatar que o fato de se ter menor quantidade de álcalis do cimento as expansões também são controladas nesse fato. O gráfico 3 apresenta a resistência aferida nos traços de argamassa com 7 dias de cura submersa.

Gráfico 3 – Resistência a Compressão 7 dias

Observa-se nos resultados que aos 7 dias o traço controle e o traço com 10% de substituição foram que apresentaram os melhores resultados, sendo o traço de 10% com

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um valor de 16,83 MPa. Os traços com aumento do percentual de vidro, ou seja, 20%, 30% e 40% apresentaram decréscimo nas resistências a compressão. Isto se deve a diminuição da quantidade de cimento. O gráfico 4 apresenta o resultado para o ensaio de compressão aos 28 dias dos traços das argamassas.

Gráfico 4 – Resistência à Compressão 28 dias

Aos 28 dias de resistência à compressão, os traços de argamassa ganharam resistência como esperado. O traço controle foi o que teve o menor ganho, já os traços com substituição de cimento por resíduo moído de vidro apresentaram ganho de resistência substancial. Tal fato pode ser explicado pelo efeito pozolânico do resíduo moído de vidro. Nota-se que o traço com 10% de substituição apresentou, como no resultado do ensaio aos 7 dias, o melhor valor de resistência (19,26 Mpa). Ressalta-se ainda o efeito pozolânico do vidro, ao observar o traço com 40% de substituição, pois dos 7 aos 28 dias o traço apresentou um ganho de resistência de 82,26% de resistência.

5 Conclusões

Os resultados obtidos para a utilização de resíduo moído de vidro em argamassa de cimento Portland demostraram-se uma alternativa técnica e ambiental para a destinação do resíduo gerado pela indústria de vidro plano. A introdução desse resíduo melhorou a resistência à compressão das argamassas, tendo resultados para os percentuais de 10%, 20%, 30% e 40% superior ao traço de argamassa referência. Isso explica o potencial da atividade pozolânica do vidro, que nos ensaios realizados apresentou índice de atividade pozolânica (IAP) superior a 103%. Ressalta-se ainda que o a viabilidade técnica para essa utilização é algo ainda a ser estudado, uma vez que não se mediu a quantidade de energia gasta para a preparação do resíduo de vidro na incorporação aos traços de argamassa, pode-se afirmar por outro lado que os ganhos ambientais para utilização como material pozolânico pode sugerir sua viabilidade para tal utilização.

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6 Agradescimentos

Agradecemos ao Grupo de Estudos, Eventos, Pesquisa e Extensão em Engenharia Civil – GEPEC do Departamento de Engenharia Civil da Fundação Universidade Federal de Rondônia pela ajuda na confecção desse trabalho bem como espaço técnico. Também agradecemos ao Centro Universitário são Lucas, na figura da coordenadora do curso de Engenharia Civil pela contribuição desse trabalho.

7 Referências

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