Anais do XVIII Encontro de Iniciação Científica – ISSN 1982-0178

Anais do III Encontro de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – ISSN 2237-0420

VIABILIDADE DE APROVEITAMENTO DE RESÍDUO GRAÚDO (CACOS) DE EMPRESA BENEFICIADORA DE ROCHAS ORNAMENTAIS

Agatha dos Santos Engenharia Ambiental

CEATEC Agatha.s@puccampinas.edu.br

Lia Lorena Pimentel Professor Doutor, Fac. Engenharia Civil – Puc-

Campinas CEATEC

lialp@puc-campinas.edu.br

Resumo: O Brasil é um dos grandes produtores de rochas ornamentais do mercado mundial. Estas ro-chas são amplamente empregadas na construção civil, e seu emprego vem crescendo a cada ano. Os rejeitos de granito são provenientes do processo de mineração dessas rochas ornamentais para uso na indústria da construção civil. Novas fórmulas de utili-zação dos resíduos contribuem para a diminuição do consumo de matérias-primas não-renováveis, para a redução de áreas degradadas pela extração dessas matérias-primas e, até, para a redução de áreas de disposição final dos resíduos. As marmorarias, em-presas responsáveis pelo beneficiamento de rochas ornamentais, não fogem a essa regra e geram resí-duos que causam grandes transtornos ao meio am-biente, devido aos consideráveis volumes a serem gerados pelo mesmo. A geração indiscriminada de resíduos nos dias atuais torna-se cada vez mais problemática, causando grande preocupação aos órgãos ambientais, em relação ao armazenamento adequado desses resíduos, os quais, se dispostos de forma não controlada, podem contaminar solos, cursos d água e até mesmo o lençol freático. O apro-veitamento dos resíduos garantirá maior vida útil dos recursos naturais não-renováveis. Pretende-se com este trabalho buscar formas de aplicação dos resí-duos graúdos gerados por empresas de beneficia-mento de rochas ornamentais na construção civil. Foram coletados resíduos graúdos em duas empre-sas benificiadoras da cidade de Campinas, o material foi medido e posteriormente determinou-se o tipo de rocha e a resistência puntiforme. Posteriormente o resíduo foi triturado e utilizado na produção de arga-massa. Os resultados mostram que a maior parte dos resíduos graúdos gerados tem dimensão inferior a 200 cm

2 o que inviabiliza o manuseio para corte

em serra e reaproveitamento. Observou-se também que os resíduos tanto de mármore como de granito não atingiram a resistência compatível com as res-pectivas rochas sãs, porem após britagem o agrega-do gerado pode ser usado na produção de argamas-sa.

Palavras-chave: , rochas ornamentais, concreto, resíduo.

Área do Conhecimento: Engenharias Civil

1. INTRODUÇÃO A produção de rochas ornamentais se divide em quatro etapas distintas. A extração, realizada nas pedreiras, o desdobramento, onde os mesmos são serrados em chapas, o polimento responsável por dar o acabamento ao material, e por fim, a comercia-lização das chapas para as marmorarias que execu-tam os mais diversos trabalhos, com aplicação direta na construção civil, confeccionando pisos, ladrilhos, bancadas, etc.

A extração é feita nos maciços por máquinas que fazem o corte dos blocos de granito num processo mais conhecido como serradas. As serradas são realizadas com a granalha de aço, que juntamente com as laminas de aço, devidamente espaçadas e alinhadas, atritam com a superfície dos blocos pro-vocando o desgaste da rocha, e o conseqüente corte do bloco, permitindo a obtenção de chapas da rocha em questão.

A atividade de desdobramento consiste em serrar os blocos de rocha no equipamento denominado tear. Este utiliza lâminas de aço que por atrito vão serran-do a rocha e produzindo as chapas brutas. Para aumentar o atrito no processo de serragem e lubrifi-car as lâminas, é utilizada uma mistura de água, granalha e cal. Esta mistura fica em um circuito fe-chado que periodicamente expurgada juntamente com pó da rocha serrada e do resíduo da lâmina de aço formado o resíduo conhecido como lama abrasi-va.

O processo de polimento também é realizado sob via úmida, onde são inseridos grandes volumes de água sobre a área que está sendo polida com abrasivos das mais diversas granulometrias, dependendo da fase do acabamento. O equipamento que realiza este trabalho é a politriz.

As rochas ornamentais e de revestimento, também designadas pedras naturais, rochas lapídeas, rochas dimensionais e materiais de cantaria, compreendem os materiais geológicos naturais que podem ser ex-traídos em blocos ou placas, cortados em formas variadas e beneficiados por meio de esquadrejamen-

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to, polimento, lustro, etc. Seus principais campos de aplicação incluem tanto peças isoladas, como escul-turas, tampos e pés de mesa, balcões, lápides e arte funerária em geral, quanto edificações, destacando-se neste caso os revestimentos internos e externos de paredes, pisos, pilares, colunas, soleiras, dentre outros [1].

Na Construção Civil, as rochas ornamentais (granito e mármore) são bastante empregadas nas edifica-ções em revestimento, pavimentação, etc.[2]

Estima-se que o setor de rochas movimente transa-ções comerciais de US$ 80-100 bilhões/ano.

A produção mundial noticiada evoluiu de 1,8 milhão t/ano, na década de 20, para um patamar atual de 100 milhões t/ano. Cerca de 46 milhões de toneladas de rochas brutas e beneficiadas foram comercializa-das no mercado internacional em 2007.[1]

A produção mundial de rochas para ornamentação e revestimento atingiu 116 milhões t em 2011, com variação positiva de 4,0% frente a 2010. Desta pro-dução total, 68,5 milhões t (59%) foram referentes a rochas carbonáticas (mármores, travertinos e calcá-rios diversos), 41,7 milhões t (36%) a rochas silicáti-cas e silicosas (granitos, quartzitos e similares) e 5,8 milhões t (5%) a outras rochas, sobretudo ardósias. A produção de 116 milhões t corresponderia a 42,95 milhões m

3 ou 1.265 milhões m

2 equivalentes em

chapas com 2 cm de espessura [1].

Esse trabalho teve como objetivo buscar formas de aplicação dos resíduos graúdos gerados por empre-sas de beneficiamento de rochas ornamentais na construção civil.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

Este estudo iniciou-se com uma visita técnica a duas empresas beneficiadora de rochas ornamentais loca-lizadas em Campinas-SP, para conhecer o processo de produção e fazer um levantamento dos resíduos gerados e suas características. A Figura 1 apresenta uma vista parcial da produção e a Figura 2 apresenta o resíduo objeto de estudo.

Observou-se que nas marmorarias, também há em-prego de água durante o corte da chapa de rocha, com isso, também se verifica a geração da lama abrasiva, porém em menor quantidade, observa-se nessa etapa uma maior geração de resíduos de grande dimensão, os cacos

Figura 1 – Processo de corte de mármore

Figura 2: Resíduos gerado após o corte do mármore (caco).

Para o desenvolvimento desse trabalho foi realizada uma revisão bibliográfica para dar suporte ao traba-lho, sobre rochas ornamentais e a possibilidade de utilização dos resíduos gerados e sua aplicação em compósito cimentício, observou-se que todos os estudos buscam a aplicação do resíduo fino enquan-to que para o resíduo graúdo – caco, não se encon-tra estudos para sua aplicação.

Após a coleta do material, este foi caracterizado, foram feitas análises quanto a caracterização mecâ-nica (resistência puntiforme) e física (capacidade de absorção de água e analise de dimensão).

Na seqüência o material foi britado para que atingis-se dimensões granulométricas que permitissem sua aplicação em concreto ou argamassa, foram deter-minados os traços e moldados os corpos de prova. A analise do compósito cimenticio foi pela determina-ção da resistência a compressão axial segundo a NBR 5739:2007 e a determinação da capacidade de absorção de água por imersão.

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3. RESULTADOS Na sequencia são apresentados os resultados de caracterização do resíduo, o estudo de dosagem para aproveitamento do resíduo e o resultado de desempenho da argamassa.

3.1 Caracterização do resíduo graúdo – caco A tabela 1 apresenta os resultados do ensaio de compres-são puntiforme para as amostras coletada na primeira marmoraria.

Tabela 1. Resistência a Compressão Puntiforme – empresa 1

Amostra tipo Resis Comp

(MPa)

01 M 15,0

02 G 71.97

03 G 16,0

04 G 16.4

05 M 49.82

06 G 50.96

07 G 53.18

08 M 53.18

09 G 84.0

10 G 33.21

11 M 38.75

12 M 39.50

13 G 39.50

14 M 21.72 G=Granito, M=Mármore

Observa-se que os valores obtidos de resistência a compressão tanto para as amostras de mármore (M), como para as de granito (G), são muito inferiores as encontradas na literatura. Segundo [3], a resistência a compressão de granitos é da ordem de 150 MPa e de mármores entorno de 90 MPa.

A tabela 2 apresenta os resultados de resistencia a compressão em amostras coletadas na segunda empresa visitada. Os valores obtidos de resistencia a compressão, neste caso também foram muito inferio-res à aqueles especificados na literatura.

Tabela 2.Resistência a Compressão Puntiforme empresa 2

Amostra Tipo MPa

01

G 39.50

02

G 21.72

03

G 22.20

04

M 17.28

05

M 12.0

06

M 40.0 G=Granito, M=Mármore

Supõe-se que os valores são baixos devido ao fato de que as amostras são partes de placas obtidas por serragem, o que pode gerar micro fissuras reduzindo sua resistência quando comparada a resistência de rochas sãs.

Foram analisada também as dimensões do resíduo gera-do, para isso foi colocado cada pedaço de rocha (caco)

sobre um papel quadriculado e determinada a sua área superficial, a figura 03 mostra o procedimento.

Foi analisada também as dimensões do resíduo gerado, para isso foi colocado cada pedaço de rocha (caco) sobre um papel quadriculado e determinada a sua área superfici-al, a figura 03. mostra o procedimento.

Figura 3. Imagem do caco, com a folha de papel milimetra-do ao fundo/

Com os resultados das áreas de cada caco, elaborou-se um gráfico de freqüência de ocorrência por faixas dimensi-onais, 20 a 100 cm

2 de 101 a 200 cm

2, etc. como pode-se

observar na figura 04.

Observa-se que a maior parte do resíduo é muito pequena e não tem utilidade em outra aplicação, sendo necessário portanto sua britagem para uso em compósitos cimenticios – argamassa e/ou concreto.

Figura 04 Gráfico de dimensões dos resíduos

3.2 Determinação das proporções de mistura Para a utilização desse resíduo como agregado de arga-massa e concreto foi necessário seu processamento que consistiu em britar separadamente, marmore de granito, em um britador de martelo e posteriormente separar em fração granulométrica adequada para agregados miúdos e graúdos de concreto por meio de peneiramento.

Obteve-se maior quantidade de agregado miúdo, por isso foram propostos ensaios de argamassa.

Foi elaborado um traço referencia 1 : 3, em massa e traços com substituição da areia por resíduo de rocha, nas tabe-

0

20

40

60

80

100

20-100 101-200 201-300 301-500

Frequencia de áreas do resíduo coletado

cm2

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las 3 e 4 são apresentados o traço referencia e os traços com substituição. As porcentagens de substituição foram de 20, 50 e 100% para o resíduo de mármore e de 30, 50, 70 e 100% para o resíduo de granito.

Tabela 3 – Quantidades de material por traço – resíduo de mármore

. Referência Mármore 20%

Mármore 50%

Mármore 100%

Cimento 1.5 Kg 1.5 1.5 1.5

Areia Natural

4.5 Kg 3.6 2.25 0

Mármore 0 Kg 0.9 2.25 4.5

Água 0.75 Kg 0.75 0.75 0.75

0.5 % aditivo

7.5 Kg 7.5 g 7.5 g 7.5 g

Tabela 4 – Quantidades de material por traço – resíduo de

granito

Re-ferência

Grani-to

30%

Grani-to

50%

Grani-to

70%

Grani-to

100%

Cimen-to

1.5 Kg 1.5 1.5 1.5 1.5

Areia 4.5 Kg 3.15 2.25 1.35 0

Granito 0 Kg 1.35 2.25 3.15 4.5

Água 0.75 Kg 0.75 0.75 0.75 0.75

Aditivo 7.5 Kg 7.5 g 7.5 g 7.5 g 7.5 g

Em ambos os casos manteve-se a relação a/c =0,5 e a trabalhabilidade foi ajustada com a utilização de aditivo plastificante (0,5% da massa de cimento).

Para a caracterização da Argamassa foram determinadas a resistência a compressão axial aos 7 e 28 dias. Foram moldados 4 corpos de prova para idade de 7 dias e 4 para serem ensaiados a 28 dias.

3.3 Resultados de Compressao Axial

Os gráficos das figuras 5 e 6 apresentam os resulta-dos de resistência a compressão a 7 e 28 dias para as argamassas com substituição da areia por resíduo de mármore e de granito respectivamente.

Observa-se que a substituição da areia por resíduo de mármore na proporção de 50 e 100% aumenta a resistência da argamassa.

Para a substituição da areia por resíduo de granito o efeito foi inverso quanto maior a quantidade de resí-duo de granito menor a resistência.

Figura 05 – Resistência de argamassa com substituição de areia por resíduo de mármore

Figura 06 – Resistência de argamassa com substituição de areia por resíduo de granito

4. CONCLUSÃO Com o desenvolvimento deste trabalho pode-se ob-servar que a maior parte dos resíduos graúdos gera-dos tem dimensão inferior a 200 cm

2 o que inviabiliza

o manuseio para corte em serra e, portanto para reaproveitamento é necessário processá-lo por brita-gem. Observou-se também que os resíduos tanto de mármore como de granito não atingiram a resistência compatível com as respectivas rochas sãs, porem após britagem o agregado gerado pode ser utilizado na produção de argamassa, sendo que o resíduo de marmore apresentou melhores resultados que o resíduo de granito.

AGRADECIMENTOS

À CNPQ pela bolsa concedida.

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ref M20 M50 M100

7 dias Mpa

28 dias Mpa

Gráfico de Compressão Axial - Marmore

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G30 G50 G70 G100

7 dias Mpa

28 dias Mpa

Gráfico de Compressão Axial - Granito

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REFERÊNCIAS [1] ABIROCHAS, Associação Brasileira da Industria de Rochas Ornamentais < http://www.abirochas.com.br/noticias.php> acesso em: 12/11/2012.

[2] GONÇALVES, Jardel Pereira. UTILIZACAO DO RESIDUO DE CORTE DE GRANITO (RCG) COMO ADICAO PARA PRODUCAO DE CONCRETOS.

Dissertação apresentada ao curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2000. [3] BAUER, L. A. F. Materias de Construção. Editora LTC, Vol 1, 2005, 471p

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