Anais do XIV Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas - 29 e 30 de setembro de 2009 ISSN 1982-0178
ESTUDO DA VIABILIDADE DO REAPROVEITAMENTO DE GESSO – QUEIMA LENTA. Éric Harada
Nome do Orientador
Pontifícia Universidade Católica de Campinas CEATEC Eric.harada@puccamp.edu.br
Grupo de Pesquisa ou Programa do Orientador Centro do Orientador email_address@puc-campinas.edu.br
Resumo: A hidratação do gesso se da no momento de sua utilização na presença de água. A rapidez com que a reação ocorre proporciona um grande desperdício de material. O resíduo de gesso é um material tóxico, que libera íons Ca2+ e SO42- alterando a alcalinidade do solo e contaminando lençóis freáticos, por isso um estudo da viabilidade do reaproveitamento. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade da reciclagem do resíduo de gesso. A metodologia consistiu na coleta, moagem e requeima do. O material obtido foi submetido a ensaios de caracterização física e mecânica. Os resultados obtidos foram comparados com as características mínimas exigidas. Os resultados apontam para viabilidade técnica do reaproveitamento do material para fundição. Palavras-chave: Gesso, materiais alternativos e componentes da construção. Área do Conhecimento: Grande Área do Conhecimento – Sub-Área do Conhecimento – CNPq. 1. INTRODUÇÃO O gesso tem sido uma das alternativas mais usadas na construção civil, devido ao seu custo e praticidade. O uso como revestimento interno vem crescendo rapidamente por proporcionar um acabamento fino quando bem aplicado e poder ser aplicado diretamente sobre o substrato quando do uso de blocos, dispensando o revest imento de argamassa, diminuindo custo e agilizando o processo. (De Milito, 2007). 2. JUSTUFUCATIVA Segundo dados do Sindusgesso (2006), são geradas 12.000 toneladas por ano de resíduos de gesso na Gra nde São Paulo, o que resulta num custo para as prefeituras de R$ 2,5 milhões/ ano.(Munhoz, 2008) Estes resíduos sólidos que acabam em aterros sanitários ou são depositados de forma irregular em terrenos baldios contaminam o meio ambiente pois libera íons Ca2+ e SO42- que alteram a alcalinidade do solo e contaminam lençóis freáticos. A resolução CONAMA nº. 307 de 2002 atribui responsabilidades aos geradores e considerou o material como Classe C - sem tecnologia de reciclagem. Consideramos que é necessário ser viabilizado a reciclagem do gesso, uma vez que o custo para deposição dos resíduos é elevado. 3. MATERIAIS E PROGRAMA EXPERIMENTAL A reciclagem pode reduzir o consumo de matéria prima, amenizando os efeitos causados pela extração. O aquecimento desse material a 160º C é conhecido como calcinação reação essa que da origem a um composto de sulfato de cálcio hemi-hidratado com impurezas. Após a calcinação o material e reduzido a pó. Basicamente todo o processo de produção de gesso se resume em britagem, moagem, peneiramento, calcinação, pulverização e estabilização. (Pereira, 1973 citado por De Milito, 2007).
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A hidratação do gesso se da no momento de sua utilização na presença de água, conforme reação indicada: CaSO4. ½ H2O + 1 ½ H2O ► CaSO4. 2H2O + calor A rapidez com que a reação ocorre proporciona um grande desperdício de material, por esse motivo pesquisas vem sendo desenvolvidas no sentido de viabilizar a reutilização deste resíduo. 4. METODOLOGIA Foram coletados resíduos de gesso aplicado como revestimento. O processo de reciclagem consistiu em, após secagem ao ar, moer o material preparando-o para queima. O processo de moagem foi executado em equipamento Abrasão Los Angeles. O período de moagem adotado foi de 8 horas e em seguida o material foi passado pela peneira de abertura 0,6 mm.
Figura 1. Abrasão Los Angeles
Figura 2. Gesso moído não passado pela peneira
Figura 3. Gesso moído passado pela peneira
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O material foi obtido em duas diferentes temperaturas (160°C e 200°C). O período de queima foi de 24 horas. Os resultados foram analisados e avaliados conforme NBR 13207 para definir tempo e temperatura de queima que viabilizasse a obtenção de gesso reciclado com padrão de qualidade do gesso são. Os ensaios realizados determinaram as características físicas e mecânicas do material obtido em obra, para isso utilizamos as normas técnicas ABNT.1991 NBR 12127 Determinação das propriedades físicas do pó, NBR 12128 Determinação das propriedades físicas da pasta e NBR 12129 Determinação das propriedades mecânicas. Os ensaios realizados foram o de Massa unitária, Granulometria, Módulo de finura, Consistência normal, Tempo de inicio e fim de pega, Dureza e Resistência a Compressão. Foram avaliadas as características físicas do pó (Massa Unitária e Módulo de Finura) conforme ABNT 1991a, as características mecânicas pela determinação da dureza e da resistência à compressão conforme ABNT 1991b e a determinação das propriedades físicas da pasta (Tempos de Inicio e Fim de Pega). Após a determinação das características físicas do pó e da pasta e das características mecânicas da pasta endurecida do gesso reciclado este foi avaliado conforme ABNT 1994 que especifica as características do gesso para construção civil. 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Gesso Reciclado
Tempo de Queima (horas)
Temperatura (°C)
GR 5
24
160
GR 6
24
200
GR 7
24
180
Tabela 1 Identificação dos gessos reciclados em função do tempo e temperatura de queima.
5.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO PÓ
A Tabela 2 apresenta os resultados de Modulo de Finura e Massa Unitária para os gessos reciclados produzidos. Todos os gessos reciclados têm MF inferior a 1,1 podendo ser classificados como gesso fino.
Gesso Reciclado
Módulo de Finura
Massa Unitária (g/cm3)
GR 5
0,66
0,58
GR 6
0,69
0,62
GR 7
0,72
0,53
Tabela 2 Características físicas do gesso reciclado.
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5.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA PASTAS A Tabela 3 mostra a relação água/gesso obtido para a pasta de consistência normal e os tempos de Inicio e Fim de pega obtidos para os gessos reciclados produzidos. A NBR 13207 especifica o tempo mínimo de Inicio de pega para o gesso de revestimento em 10 minutos e para o gesso de fundição entre 4 e 10 minutos, com isso apenas o GR 7 poderia se classificar como gesso de revestimento, essa amostra foi queimada por 24 horas a 180°C, o gesso reciclados GR 5 atendem a classificação de gesso para fundição e o GR 6 não atende a nenhuma classificação. A amostra GR 6 queimada a 200°C durante 24 horas obteve um inicio de pega muito mais rápido que o esperado.
Gesso Reciclado
Início de pega
Fim de pega
(min’ seg’’)
(min’ seg’’)
Relação água/ges so
GR 5
5’ 12’’
16’ 49’’
0,6
GR 6
2’ 27’’
12’ 20’’
0,6
GR 7
14’ 06’’
34’ 36’’
0,6
Tabela 3 Características Físicas da Pasta. 5.3 CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS A Tabela 4 apresenta os resultados obtidos nos ensaios de dureza (calculada pela profundidade de p enetração de uma esfera no corpo-de-prova sob uma determinada carga) e a resistência à compressão ( calculada pela a carga da ruptura dos corpos de prova dividida pela área da seção transversal do corpo-de-prova). A NBR 13207, especifica a resistência mínima de 8,4 MPa e a dureza mínima de 30 N/mm2. Observa-se então que os gessos reciclados produzidos GR 5, GR6 e GR 7 atendem à Dureza mínima especificada pela norma porém nenhum deles atinge a resistência mínima especificada pela norma. Bardella e Camarini, 2006 estudaram a viabilidade de reciclagem do gesso à temperatura de 160 °C concluindo que o resíduo pode ser aproveitado como gesso comum. Roque et al, 2005 analisaram a reciclagem de gesso pela queima a 200 °C pelo período de 24 horas, concluindo que este apresentava características próximas as do gesso comercial. Nita et al obtiveram resultados satisfatórios para gesso reciclado obtido pela requeima a temperatura de 140 °C.
Gesso clado
Reci- Dureza (N/mm2)
Resistência compressão (MPa)
GR 5
38,80
6,41
GR 6
41,77
4,96
GR 7
39,31
6,22
à
Tabela 4 Características Mecânicas da pasta endurecida.
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5.4 ANÁLISE DE RESULTADOS Após os testes realizados com gesso desperdiçados em obras civis, que passou pela moagem e requeima com varias temperaturas - 160º 180º e 200º - durante 24 h as características mecânicas e físicas observadas apontam para viabilidade da utilização do gesso reciclado para moldagem. Dentro das variações de queima analisadas podemos concluir que o melhor resultado obtido foi à temperatura de 180º durante 24 horas, pois seu tempo de pega foi maior que 10 minutos (14 minutos e 6 segundos), contudo este valor é mais aproximado da norma. E seu fim de pega foi o mais próximo do valor estimado, 45 minutos (34 minutos e 36 segundos). Analisando o resultado de massa unitária do material pode recomendá-lo para utilização em fundição. 5.5 CONCLUSÕES Após os testes realizados com gesso desperdiçados em obras civis, que passou pela moagem e requeima com varias temperaturas - 160º 180º e 200º - em períodos de 4 h, 8h e 24 h as características mecânicas e físicas observadas apontam para viabilidade da utilização do gesso reciclado para moldagem. O tempo mínimo de queima nas condições de execução do ensaio é no mínimo de 8 horas. Dentro das vari ações de queima analisados podemos concluir que o melhor resultado obtido foi à temperatura de 180º durante 24 horas, pois seu tempo de pega foi maior que 10 minutos (14 minutos e 6 segundos), contudo este valor é mais aproximado da norma. E seu fim de pega foi o mais próximo do valor estimado, 45 minutos (34 minutos e 36 segundos). Analisando o resultado de massa unitária do material pode recomendá-lo para utilização em fundição. Novos ensaios precisam ser realizados visando avaliação química do gesso reciclado. 6. AGRADECIMENTOS Agradeço a nossa orientadora, professora Lia Pimentel por nos conduzir no desenvolvimento da pesquisa. Aos técnicos do laboratório da PUCCAMP, Fabiano e Igor que nos auxiliariam durantes os ensaios no laboratório e ao laboratório da UNICAMP que nos ajudou no inicio dos ensaios.
7. REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12127. Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó. Rio de Janeiro, 1991a. [02] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12128. Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas da pasta. Rio de Janeiro, 1991. [03] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 12129. Gesso para construção – Determinação das propriedades mecânicas. Rio de Janeiro, 1991. [04] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 13207. Gesso para construção civil. Rio de Janeiro, 1994.
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[05] BARDELLA, P. CAMARINI, G. Propriedades de gesso reciclado para utilização na construção civil. Anais do 17° Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciências dos Materiais, Foz do Iguaçu, 2006 [06] CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº. 307,5 http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res02/res30702.html Acessado em 03/02/2009 12h04min.
Julho
de
2002.
[07] DE MILITO, J.A. Avaliação do desempenho de Aglomerante á Base de Gesso com Cimento Portland de alto forno e sílica ativa. Tese de doutorado Faculdade Engenharia Civil – Unicamp, 2007. Capitulo três. [08] JOHN, V. M.; CINCOTTO, M. A. Alternativas da gestão de resíduos de gesso. Contribuição para reformulação da Resolução CONAMA 307, São Paulo, Julho 2003. 9 p. [09]
http://www.reciclagem.pcc.usp.br/artigos1.htm
[10] MUNHOZ, F. C. Utilização do gesso para fabricação de artefatos alternativos, no contexto de produção mais limpa Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Estadual Paulista, Bauru Agosto/2008. [11] NITA, C.; PILEGGI, R. G.; CINCOTTO, M.A.; JOHN, V. M. Estudo da reciclagem do gesso de construção Anais da I CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL e X ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2004, São Paulo. ISBN 85-89478-08-4. [12] ROQUE, J. A.; LIMA, M.M.T.M.; CAMARINI,G. Características Químicas e Propriedades Físicas e Mecânicas do gesso reciclado calcinado a 200 C. Anais do 49 Congresso Brasileiro de Cerâmica, São Pedro, 2005