ESTUDO DE PASTAS DE CIMENTO COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E ADITIVO POLICARBOXILATO PARA O EMPREGO EM CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO.

ESTUDO DE PASTAS DE CIMENTO COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E ADITIVO POLICARBOXILATO

VÁGNER V. LOBA(1); MARLOVA P. KULAKOWSKI(2)

(1) Bolsista de Iniciação Científica – Probic (Fapergs) - UNISINOS – Universidade do Vale do Rio dos Sinos – vagnerloba@hotmail.com; (2) Professora PPGEC – UNISINOS - MARLOVAK@unisinos.br;

RESUMO

Este trabalho propõe avaliar a influência das adições de cinza de casca de arroz (CCA) e aditivo policarboxilato em concretos produzido com agregado reciclado (ARC). O objetivo é analisar as interações entre o cimento - adição mineral - aditivo na coesão e fluidez de pastas de cimento e avaliar a evolução da temperatura das misturas. Em laboratório forma realizados ensaios para determinar a dosagem ótima do aditivo e o ponto de saturação superplastificante/aglomerante, e o ensaio de monitoramento da evolução da temperatura semi-adiabática. Conforme a literatura, o emprego de CCA em pastas ocasiona uma menor fluidez e coesão moderada, aumentando a relação superplastificante/aglomerante para atingir o ponto de saturação, enquanto que as temperaturassemi-adiabática em pastas com CCA há uma tendência de diminuição dos picos de temperatura durante o endurecimento da pasta.

Palavras-chave: cinza de casca de arroz; aditivo policarbioxilato; ponto de saturação; fluidez e coesão.

STUDY OF CEMENT FOLDERS WITH RICE HUSK ASH AND ADDITIVE POLYCARBOXYLATE

ABSTRACT

This paper proposes to evaluate the influence of additions of rice husk ash (RHA) and polycarboxylate admixture in cement paste of concretes with recycled concrete aggregates.  The aim is to analyze the interactions between cement - mineral admixture – chemical admixture in cohesion and fluidity of cement pastes and evaluate the evolution of the temperature of the mixture. The tests were carried to determine the optimal proportioning of the chemical admixture and the saturation point of superplasticizer/ binder, as well to verify the semi-adiabatic temperature evolution of pastes. The results showed that the use of RHA in pastes causes a lower fluidity and moderate cohesion, leading to an increase in the ratio superplasticizer/binder to reach the saturation point, while the CCA pastes showed lower  semi-adiabatic temperature peaks during its hardening.

Key-words: rice husk ash; polycarboxylate admixture; saturation point; fluidity; cohesion.

1. INTRODUÇÃO 

No Brasil, o arroz é um dos principais cereais produzido pela agricultura, principalmente na região sul. A produção da região sul, com altos índices de chuva tornando favorável o plantio e cultivo do arroz, responde por cerca de 47% da produção total do país. O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE)(1), no ano de 2013 estima-se que o Brasil produzirá cerca de 11.900.575 toneladas de arroz com casca, um crescimento de 4,6% em relação a 2012. No mundo a produção de arroz também esta crescendo, conforme a Organização das Nações Unidas para Alimentação e a Agricultura (FAO)(2), estimou que em 2012 foi produzida uma safra de 724,5 milhões de toneladas de arroz.

A casca do arroz corresponde a 20% do grão e para aproveitar este resíduo as indústrias utilizam-na como biomassa, para o processo de cogeração de energia no beneficiamento do arroz, gerando grandes volumes de cinza. A cinza de casca de arroz, derivada da queima da casca de arroz (CCA), é um problema ao meio ambiente se descartada incorretamente, trazendo impactos ambientais e sociais.

A CCA é um resíduo que apresenta elevado teor de sílica com estrutura mineralógica amorfa e, quando moída, elevada área superficial específica, levando a ser considerada uma pozolana de alta reatividade(3). As pozolanas reagem com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) da pasta hidratada de cimento formando silicatos de cálcio hidratado, principais compostos responsáveis pela resistência mecânica da pasta de cimento(4). Observando a quantidade de arroz produzida anualmente no mundo e na região sul do Brasil, e o desempenho de concretos com CCA em estudos(3)(4)(5)(6)(7), pode-se afirmar que este resíduo tem grande valor para a indústria da construção, sendo empregada como material aglomerante, em substituição parcial do clínquer na produção de cimento ou do cimento na produção de argamassas e concretos.

Além da CCA como resíduo gerado na agricultura, há outros resíduos sendo gerados e estes na própria construção civil, os resíduos de construção e demolição. Anualmente estes resíduos são descartados em aterros em milhares de metros cúbicos, prejudicando o meio ambiente e aumentando custos na obra para o seu descarte. Uma medida a ser tomada é o aproveitamento deste resíduo sólido em substituição do agregado graúdo natural (basalto ou granito), para a produção de concreto. O agregado reciclado de concreto (ARC) apresenta um uso crescente nos últimos anos, sendo aplicado em vários segmentos na construção civil, em sub-bases, concreto magro, pavimentação e em concretos novos, com substituição parcial e total dos agregados de origem mineral(8).

O ARC e a CCA se tornaram alternativas atraentes para a construção civil, sendo materiais que representam uma parcela significativa, diminuindo a exploração de recursos naturais não renováveis e a necessidade de áreas públicas ao seu descarte.

Para o melhor desempenho do concreto com adições de ARC e CCA é usado aditivo superplastificante, uma tecnologia que ajuda a reduzir a água de amassamento de três a quatro vezes. O superplastificante é constituído por surfactantes aniônicos de cadeia longa e carga negativa e a água possui íons de carga positiva, como cálcio (Ca2+) e o magnésio (Mg2+). Assim, ocorrem atração entre os surfactantes aniônicos (carga negativa) e a água (carga positiva), o que torna incapaz a interação de outra estrutura molecular, diminuindo a tensão superficial da água e o aumento da trabalhabilidade do concreto(9).

O grande desafio na nova tecnologia do concreto é buscar desenvolver novos materiais que atendam as necessidades da construção civil, quanto à resistência, durabilidade, trabalhabilidade e que diminuam os impactos ambientais da cadeia produtiva do setor.

As reações de hidratação do cimento são exotérmicas, liberando energia em forma de calor, e ocorre quando os compostos do cimento reagem em contato com a água, para adquirir estados estáveis de energia. Ocorre uma aceleração acentuada da taxa de temperatura que geralmente coincide com o início da perda de consistência (início da solidificação). Após o pico máximo de temperatura ocorre uma desaceleração da evolução da temperatura que coincide com a completa perda de consistência (solidificação completa e início do endurecimento), após este intervalo a temperatura tende a baixar e manter-se constante(9).

...