( PDF ) Utilização do gesso para fabricação de artefatos alternativos, no contexto de produção mais limpa

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unesp Universidade Estadual Paulista

Programa de Pós-Graduação em

Engenharia de Produção

Fabiana Costa Munhoz

Utilização do gesso para fabricação de artefatos

alternativos, no contexto de produção mais limpa

Dissertação de Mestrado

Bauru

Agosto/2008

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Fabiana Costa Munhoz

Utilização do gesso para fabricação de artefatos

alternativos, no contexto de produção mais limpa

Dissertação apresentada ao Programa

de Pós-Graduação em Engenharia de

Produção da Universidade Estadual

Paulista, como requisito parcial para

obtenção do título de Mestre em

Engenharia de Produção.

Orientador: Prof. Dr. Adilson Renófio

Bauru

Agosto/2008

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DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO

UNESP – BAURU

Munhoz, Fabiana Costa.

Utilização do gesso para fabricação de arte-

fatos alternativos, no contexto de produção mais

limpa / Fabiana Costa Munhoz, 2008.

145 f. il.

Orientador: Adilson Renófio.

Dissertação (Mestrado)– Universidade Estadual

Paulista. Faculdade de Engenharia, Bauru, 2008.

1. Construção civil. 2. Produção mais limpa.

3. Gesso. 4. Resíduos. 5. Desenvolvimento sus-

tentável. I. Universidade Estadual Paulista. Fa-

culdade de Engenharia. II. Título.

Ficha catalográfica elaborada por Maricy Fávaro Braga – CRB-8 1.622

DEDICATÓRIA

Aos meus queridos pais, José Roberto e Regina...

Verdadeiros alicerces para que tudo isso fosse possível. Obrigada, pai e mãe,

por estarem sempre ao meu lado, pelo suporte emocional e por me incentivarem a

lutar pelos meus sonhos. Vocês me ensinaram a seguir os caminhos da

honestidade, do trabalho e eu tenho muito orgulho de ser sua filha. Esta conquista

não seria possível se não fossem vocês!

À minha família...

Ao meu irmão, Frederico, pelo carinho e apoio.

Aos meus avós, Alípio, Onofrina, Marcos e Anésia, pelo amor e incentivo.

Muito obrigada!

AGRADECIMENTOS

À Faculdade de Engenharia de Bauru, na pessoa do diretor Prof. Dr. Alcides

Padilha e do vice-diretor Jair Wagner Souza Manfrinato, por ter-me recebido para

que eu pudesse alcançar meus sonhos. É uma honra fazer parte, ainda que

pequena, dessa casa de ensino à qual sempre procurarei honrar.

À FAPESP, pela concessão da bolsa de mestrado, indispensável para a

realização deste estudo.

AGRADECIMENTOS ESPECIAIS

Agradeço primeiramente a Deus por ter-me dado força, saúde e sabedoria

para cumprir mais esta etapa da minha vida.

Ao meu orientador, Prof. Dr. Adilson Renófio, pela sua competência e

compreensão. Por me ensinar a gostar de trabalhar no laboratório e por acreditar em

mim. Espero ter correspondido à sua expectativa.

À querida professora Dra. Rosane Aparecida Gomes Battistelle, pela sua

imensa colaboração e atenção durante toda a pesquisa, além do carinho e da

amizade gerada.

Aos professores do Departamento de Engenharia de Produção, em especial

ao Prof. Dr. Otávio José de Oliveira, Prof. Dr. Renato de Campos, Prof. Dr. José

Alcides Gobbo Junior, Prof. Dr. Manoel Henrique Salgado e Profa. Dra. Rosani de

Castro, por me receberem e pelos ensinamentos compartilhados.

Aos professores do Departamento de Engenharia Civil, em especial ao Prof.

Dr. Jorge Hamada, Prof. Dr. Obede Borges Faria e Prof. Dr. Mário Morio Isa.

Ao técnico do Laboratório de Construção, Israel, pela sua paciência e ajuda

durante toda parte experimental. A sua colaboração foi fundamental para o

desenvolvimento deste trabalho.

Aos professores Dr. Alberto Moreira Jorge Junior, Dr. César Antunes de

Freitas e Dr. Fenelon Martinho Lima Pontes pela pelos ensinamentos transmitidos.

Ao Josival A. Inojosa de Oliveira, da empresa Supergesso, e à empresa

BASF, pela doação de materiais para a execução dos ensaios.

A Célia, secretária da Pós-Graduação, pela paciência e amizade.

À professora Eloísa, pelo seu carinho e pela correção deste trabalho.

Aos amigos do Mestrado, Érica, Cristiano, Simone, Valdenei, Paulo, Ivy,

Walter, Fabiano, Bruna e Vanessa, pelo apoio, amizade e troca de conhecimentos.

Aos alunos da graduação Guilherme Neves Viudes e César Augusto Sitta,

pela amizade, paciência e auxílio imprescindível no laboratório.

Às minhas queridas amigas, Angélica Hannas e Marcela Calabria que,

mesmo não sendo da área, me ajudaram muito neste trabalho com sugestões e

dicas.

Às amigas que fazem parte da minha vida, Valéria, Pamela, Juliana, Suellen,

Carla e Tatiana, pela presença nos momentos em que eu mais precisava.

Às eternas amigas, Cristiane, Roberta, Silvia e Priscila que, mesmo de longe,

sempre me deram força para continuar lutando.

RESUMO

No Brasil, as atividades da construção civil são motivos de preocupação

para os líderes ambientais, principalmente em relação à geração e à gestão dos

resíduos da construção. Diante da necessidade de desenvolvimento sustentável

nesse setor, a inovação tecnológica torna-se uma importante ferramenta para a

minoração do impacto ambiental. Baseado nos princípios da produção mais limpa

(P+L), o objetivo deste trabalho foi colaborar para o desenvolvimento da inovação

tecnológica na construção civil, visando à redução dos resíduos gerados em obra.

Utilizou-se como matéria-prima o gesso, água e polímeros, objetivando a melhoria

nas propriedades deste material, tanto no estado fresco quanto no estado

endurecido, como a redução da absorção e aumento da resistência à compressão,

com conseqüente ampliação de sua utilização como material alternativo na

construção civil na produção de painéis modulares de vedação. Diferentes tipos e

quantidades de polímeros foram adicionados na água de amassamento do gesso

para a realização de ensaios de laboratório que determinaram a trabalhabilidade da

pasta, os tempos de início e fim de pega, a taxa de absorção e a resistência à

compressão axial. Pela microscopia eletrônica de varredura, foi possível analisar a

microestrutura das pastas confeccionadas e confirmar os dados obtidos nos ensaios

de absorção e resistência à compressão axial. Dois traços com presença de aditivos

se destacaram em relação aos objetivos propostos neste trabalho. Os resultados

indicam que a presença de Silicone, que é um produto comercial, proporcionou

redução na taxa de absorção do gesso, de 75%, se comparado com traço branco de

análise. No entanto, sua presença não influenciou significativamente na resistência à

compressão do material. A adição combinada de Silicone e Glenium 3200 HES

possibilitou a redução de 28% na relação água/gesso, aumentando a resistência à

compressão da mistura em aproximadamente 85%, se comparado com o traço

somente com Silicone, sem praticamente alterar a taxa de absorção de água. Pode-

se concluir que a presença de aditivos ao gesso, como o Silicone e o Glenium 3200

HES, provoca alterações positivas nas propriedades mecânicas do gesso, sendo

possível ampliar sua utilização. O objetivo do trabalho foi alcançado com a produção

de painéis de gesso, tendo no seu interior garrafas de politereftalato de etila (PET),

componentes alternativos para os processos construtivos atuais.

Palavras-chave: Desenvolvimento Sustentável. Produção mais Limpa. Construção

Civil. Gesso. Resíduos.

ABSTRACT

In Brazil, the activities of civil construction are an issue of great concern to the

environmental leaders, particularly in relation to the generation and management of

the construction wastes. Given the need for sustainable development in this sector,

technological innovation has become an important tool for the mitigation of

environmental impacts. Based on the principles of cleaner production (P + L), the aim

of this work was to collaborate to the development of technological innovation in civil

construction, aiming to reduce the waste generated in constructions. Plaster, water

and polymers were used as raw materials. In order to improve the properties of the

mixture, both in early age and hardened gypsum pastes, this study assessed whether

an alteration in the mixture proportion would yield a reduction in the absorption rate

and an increase in the compression resistance, with consequent expansion of its use

as an alternative material in civil construction in the production of modular panels to

seal. Different types and quantities of resins were added in the water before mixing

with the plaster. Laboratory tests were carried out to determine the workability of the

gypsum paste, the initial and final setting time values, the absorption rate and

compression resistance. Using the scanning electron microscopy, it was possible to

analyze the microstructure of gypsum paste and confirm the data obtained in

laboratory tests of absorption and compression resistance. Two mixtures with

additives were more relevant to the proposed objectives for this work. The results

indicated that the addition of silicone, which is a commercial product, provided a

decrease in the plaster absorption rate of 75%, when compared to mixture without

silicone. However, their addition reduced the compression resistance of the material.

The combined addition of silicone and Glenium 3200 HES yielded a reduction in

water/plaster ratio of 30%, increasing the compression resistance of the mixture in

85%, when compared with the mixture only with silicone, without changing the rate of

water absorption. It can be concluded that the presence of additives to the plaster,

such as silicone and Glenium 3200 HES, causes positive changes in the mechanical

properties of plaster and it is possible to extend the use of gypsum. The aim of this

work was reached with the production of panels of gypsum, which has PET bottles

inside, alternative materials to the current processes in civil construction.

Keywords: Sustainable Development. Cleaner Production. Civil Construction.

Gypsum. Wastes.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1:

Mineral denominado de gipsita ......................................................... 14

Figura 2:

Área minerada em fase de recuperação ........................................... 16

Figura 3:

Área minerada já recuperada ........................................................... 16

Figura 4:

Vista geral do processo de mineração .............................................. 16

Figura 5:

Detalhe da mineração a céu aberto .................................................. 16

Figura 6:

Local de coleta manual da gipsita em uma empresa, em

Pernambuco.......................................................................................

Figura 7:

Ensilamento da gipsita ...................................................................... 17

Figura 8:

Forno de marmita horizontal utilizado na fabricação do gesso

beta....................................................................................................

Figura 9:

Instalações utilizadas na fabricação do gesso alfa ........................... 18

Figura 10:

Execução de revestimento projetado com argamassa de gesso ..... 27

Figura 11:

Execução manual de revestimento de gesso ................................... 27

Figura 12:

Placas de gesso para execução de forros ........................................ 28

Figura 13:

Parede curva utilizando-se placas de gesso acartonado ................. 28

Figura 14:

Gesso acartonado utilizado em uma residência ............................... 28

Figura 15:

Container utilizado na coleta dos resíduos ....................................... 38

Figura 16:

Ilustração da deposição dos resíduos no container .......................... 38

Figura 17:

Sistema utilizado para o transporte de resíduos ............................... 38

Figura 18:

Chegada dos resíduos coletados aos armazéns centrais ................ 38

Figura 19:

Unidade móvel de reciclagem ........................................................... 38

Figura 20:

Quadro de controle da unidade de reciclagem ................................. 38

Figura 21:

Armazenagem do pó de gesso reciclado .......................................... 39

Figura 22:

Ensaio de mini-slump com a pasta H

, de baixa fluidez.................... 57

Figura 23:

Ensaio de mini-slump com a pasta I

, de fluidez elevada ................. 57

Figura 24:

Agulhas de Gillmore .......................................................................... 59

Figura 25:

Amostras em estufa para secagem .................................................. 61

Figura 26:

Recipiente para imersão, completa ou parcial, dos corpos-de-prova

em água.............................................................................................

Figura 27:

Corpos-de-prova com ⅓ do seu volume imerso ............................... 61

Figura 28:

Recipiente com os corpos-de-prova com ⅔ do seu volume imerso.. 61

Figura 29:

Ebulidor utilizado no ensaio .............................................................. 62

Figura 30:

Detalhe dos corpos-de-prova após término do período de ebulição. 62

Figura 31:

Conjunto da balança para pesagem hidrostática .............................. 62

Figura 32:

Cesto para amostras, no conjunto da balança ................................ 62

Figura 33:

Corpos-de-prova sobre a lâmina d’água ........................................... 65

Figura 34:

Máquina universal de ensaios utilizada ............................................ 67

Figura 35:

Detalhe da máquina de ensaios, com uma amostra sendo

comprimida .......................................................................................

Figura 36:

Microscópio eletrônico de varredura utilizado.................................... 68

Figura 37:

Colocação das amostras para análise da MEV................................. 68

Figura 38:

Amostras coladas em suportes de alumínio para serem

observadas na MEV...........................................................................

Figura 39:

Esquema das dimensões internas da forma ..................................... 71

Figura 40:

Forma forrada com lona plástica ...................................................... 71

Figura 41:

Vista das garrafas PET e dos tubos de PVC dispostos dentro da

forma .................................................................................................

Figura 42:

Vista dos tubos de PVC como parte da instalação hidráulica........... 72

Figura 43:

Fase de mistura dos componentes da pasta de gesso estudada ..... 73

Figura 44:

Vazamento da pasta de gesso na forma.......................................... 73

Figura 45:

Aspecto da superfície das amostras sem aditivo (grupo L) e

aditivadas (grupos G

e I

), após fervura ..........................................

Figura 46:

Aspecto da superfície dos corpos-de-prova traços P, B e L, após

fervura ...............................................................................................

Figura 47:

Fotomicrografia da amostra do pó de gesso alfa, com aumento

linear de 200 vezes ...........................................................................

Figura 48:

Fotomicrografia da amostra do pó de gesso beta, com aumento

linear de 1.000 vezes ........................................................................

Figura 49:

Fotomicrografia da amostra B, com aumento linear de 5.000 vezes. 98

Figura 50:

Fotomicrografia da amostra P, com aumento linear de 5.000 vezes. 98

Figura 51:

Fotomicrografia da amostra D, com aumento linear de 500 vezes... 99

Figura 52:

Fotomicrografia da amostra E

com aumento linear de 500 vezes... 99

Figura 53:

Fotomicrografia da amostra L, com aumento linear de 500 vezes.... 101

Figura 54:

Fotomicrografia da amostra D, com aumento linear de 5.000 vezes 101

Figura 55:

Fotomicrografia da amostra L, com aumento linear de 500 vezes ... 101

Figura 56:

Fotomicrografia da amostra D, com aumento linear de 5.000 vezes 101

Figura 57:

Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 1.000

vezes .................................................................................................

102

Figura 58:

Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 5.000

vezes .................................................................................................

102

Figura 59:

Fotomicrografia da amostra I

com aumento linear de 1.000 vezes. 103

Figura 60:

Fotomicrografia da amostra I

com aumento linear de 5.000 vezes. 103

Figura 61:

Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 1.000

vezes .................................................................................................

104

Figura 62:

Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 5.000

vezes ................................................................................................

104

Figura 63:

Fotomicrografia da amostra T

com aumento linear de 1.000 vezes 106

Figura 64:

Fotomicrografia da amostra P, com aumento linear de 1.000 vezes. 106

Figura 65:

Fotomicrografia da amostra T

com aumento linear de 5.000 vezes 106

Figura 66:

Fotomicrografia da amostra P, com aumento linear de 5.000 vezes. 106

Figura 67:

Aspecto de um painel de gesso cortado........................................... 108

Figura 68:

Bloco de gesso posicionado para o ensaio de compressão axial .... 109

Figura 69:

Mostrador do índice de carga da máquina universal de ensaio ....... 109

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1:

Composição percentual de resíduos (RCC) em residências nos

EUA................................................................................................

Gráfico 2:

Composição percentual de resíduos (RCC) no município de São

Carlos.............................................................................................

Gráfico 3:

Variação da taxa de escoamento (mini-slump) em função da

relação água/gesso........................................................................

Gráfico 4:

Variação da taxa de escoamento (mini-slump) em função da

quantidade de gesso alfa na pasta ................................................

Gráfico 5:

Variação da taxa de escoamento (mini-slump) nas pastas com

Imperwall e Masterfix......................................................................

Gráfico 6:

Comparação da taxa de escoamento (mini-slump) nas pastas

com Imperwall na relação a/g de 0,60 e 0,70.................................

Gráfico 7:

Comparação da taxa de escoamento (mini-slump) nas pastas

com Masterfix na relação a/g de 0,60 e 0,70..................................

Gráfico 8:

Índices de vazios após saturação e fervura dos traços L, G

e G

Gráfico 9:

Variação da quantidade de água absorvida por capilaridade em

função do tempo ............................................................................

Gráfico 10:

Comparação das tensões de compressão entre os traços com

relação a/g de 0,60, nas 2 idades estudadas.................................

Gráfico 11:

Comparação das tensões de compressão entre os traços com

relação a/g de 0,70, nas 6 idades estudadas ................................

Gráfico 12:

Variação das tensões de compressão médias dos traços B, P e

com a idade...............................................................................

Gráfico 13:

Resistência à compressão média aos 63 dias (MPa)..................... 95

Gráfico 14:

Indicativo de custo de cada mistura estudada, para um quilo de

gesso..............................................................................................

110

LISTA DE TABELAS

Tabela 1:

Composição da gipsita ...................................................................... 14

Tabela 2:

Compostos obtidos a partir da calcinação da gipsita ........................ 18

Tabela 3:

Energia necessária na fabricação de materiais de construção ........ 19

Tabela 4:

Produção entre 1999 e 2004 no Pólo Gesseiro do Araripe (em

1.000 toneladas) ...............................................................................

Tabela 5:

Composição teórica dos sulfatos ...................................................... 22

Tabela 6:

Características técnicas do gesso alfa tipo A e tipo B ...................... 25

Tabela 7:

Características técnicas do gesso beta ............................................ 25

Tabela 8:

Características químicas e físicas do gesso lento ............................ 26

Tabela 9:

Valores de resistência à compressão para placas de gesso

acartonado.........................................................................................

Tabela 10:

Dados técnicos do produto Masterfix ................................................ 42

Tabela 11:

Propriedades físico-químicas do silicone ......................................... 44

Tabela 12:

Dados técnicos do produto Glenium 3200 HES .............................. 44

Tabela 13:

Custos dos materiais utilizados na pesquisa .................................... 45

Tabela 14:

Descrição dos traços utilizados ........................................................ 53

Tabela 15:

Massas e módulo de finura do gesso alfa e beta obtidas durante o

ensaio de granulometria....................................................................

Tabela 16:

Resultados obtidos pelo ensaio de mini-slump ................................. 76

Tabela 17:

Tempos de desforma, início e fim de pega........................................ 81

Tabela 18:

Valores médios das massas dos CP´s em função da idade.............. 83

Tabela 19:

Taxas de absorção e índice de vazios médios obtidos durante

ensaio de absorção por imersão .......................................................

Tabela 20:

Valores de massa específica obtidos durante ensaio de absorção

por imersão .......................................................................................

Tabela 21:

Valores obtidos durante ensaio de absorção por capilaridade ......... 89

Tabela 22:

Valores obtidos durante ensaio de resistência à compressão em

diversas idades .................................................................................

Tabela 23:

Resumo das características das misturas B e P após todos os

ensaios ..............................................................................................

Tabela 24:

Resumo das características das misturas D e E

após todos os

ensaios ..............................................................................................

Tabela 25:

Resumo das características das misturas L e D após todos os

ensaios ..............................................................................................

100

Tabela 26:

Resumo das características das misturas G

, G

e I

após todos os

ensaios...............................................................................................

102

Tabela 27:

Resumo das características das misturas P e T

após todos os

ensaios ..............................................................................................

105

Tabela 28:

Características dos blocos de gesso produzidos com garrafas PET

no seu interior ...................................................................................

107

Tabela 29:

Resultados obtidos no ensaio de compressão com blocos

produzidos com garrafas PET no seu interior ...................................

109

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

Alfa

Beta

a/g

Relação da quantidade de água pela quantidade de gesso

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

CaSO

Sulfato de cálcio

CaSO

.2H

O Sulfato de cálcio dihidratado

CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental

Dióxido de carbono

CONAMA

Conselho Nacional do Meio Ambiente

Corpo-de-prova

CP’s

Corpos-de-prova

FGV Fundação Getúlio Vargas

S Gás Sulfídrico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

ISO International Standard Organization

IUCN União Internacional para a Conservação da Natureza e dos Recursos

Naturais

km Quilômetro

km² Quilômetro quadrado

NBR Norma Brasileira

P+L Produção Mais Limpa

P2 Prevenção à Poluição

PIB Produto Interno Bruto

PNAD Pesquisa Nacional por Amostragem de Domicílios

PNUMA Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente

RCD Resíduos de construção e demolição

SINDUSCON Sindicato das Indústrias da Construção Civil

SUMÁRIO

1 Introdução........................................................................................................... 01

1.1 Importância e justificativa do estudo............................................................. 02

1.2 Objetivo ........................................................................................................ 04

1.3 Objetivos específicos ................................................................................... 04

1.4 Delimitação da pesquisa .............................................................................. 05

1.5 Estrutura do trabalho .................................................................................... 05

2 Revisão Bibliográfica ......................................................................................... 07

2.1 Desenvolvimento sustentável na construção civil ........................................ 07

2.2 A produção mais limpa ................................................................................. 10

2.3 O gesso como material de construção ......................................................... 12

2.3.1 O potencial de extração e a produção de gesso no Brasil .................. 13

2.3.2 O processo de hidratação e as propriedades do gesso ...................... 21

2.3.3 O emprego do gesso na construção civil ............................................ 27

2.4 Os resíduos do gesso e suas possibilidades de reciclagem ....................... 30

2.5 A utilização de polímeros como aditivos ao gesso ...................................... 39

3 Materiais e Métodos ........................................................................................... 46

3.1 Materiais utilizados ....................................................................................... 46

3.1.1 Gesso tipo alfa (α) ............................................................................... 47

3.1.2 Gesso tipo beta (β) .............................................................................. 47

3.1.3 Masterfix ............................................................................................. 47

3.1.4 Imperwall ............................................................................................. 48

3.1.5 Silicone ................................................................................................ 48

3.1.6 Glenium 3200 HES .............................................................................. 48

3.1.7 Água de amassamento ........................................................................ 49

3.2 Métodos de ensaio ....................................................................................... 49

3.2.1 Ensaios preliminares ............................................................................ 49

3.2.2 Análise granulométrica ........................................................................ 54

3.2.3 Mini-slump............................................................................................ 55

3.2.4 Tempos de início e fim de pega ........................................................... 58

3.2.5 Determinação da massa em relação à idade do corpo-de-prova ........ 60

3.2.6 Absorção por imersão .......................................................................... 60

3.2.7 Absorção por capilaridade ................................................................... 64

3.2.8 Resistência à compressão axial .......................................................... 66

3.2.9 Microscopia eletrônica de varredura (MEV) ......................................... 68

3.2.10 Avaliação da trabalhabilidade das misturas....................................... 70

4 Resultados e discussões ................................................................................... 74

4.1 Análise granulométrica ................................................................................. 74

4.2 Mini-slump..................................................................................................... 75

4.3 Tempos de início e fim de pega ................................................................... 80

4.4 Determinação da massa em relação à idade do corpo-de-prova ................ 83

4.5 Absorção por imersão .................................................................................. 84

4.6 Absorção por capilaridade ............................................................................ 89

4.7 Resistência à compressão axial ................................................................... 90

4.8 Microscopia eletrônica de varredura ........................................................... 96

4.9 Ensaios realizados nos artefatos de gesso produzidos ............................... 106

4.10 Análise dos custos das misturas ................................................................. 109

5 Conclusões ........................................................................................................ 111

Referências Bibliográficas...................................................................................... 116

ANEXO A – Determinação da massa em relação à idade do corpo-de-prova....... 124

ANEXO B – Ensaio de absorção por imersão........................................................ 129

ANEXO C – Ensaio de absorção por capilaridade ................................................ 137

ANEXO D – Relatórios de ensaio de resistência à compressão axial ................... 145

1 INTRODUÇÃO 1

1 INTRODUÇÃO

Enquanto a tecnologia vem transformando a vida da sociedade, os impactos

ambientais decorrentes dessas transformações não podem ser analisados

isoladamente dos contextos sócio-econômicos, políticos e culturais em que estas

mudanças se inserem.

O avanço da civilização industrial levou a demandas crescentes por recursos

naturais. O desenvolvimento e a aplicação de qualquer tecnologia resultam no uso e

na degradação de recursos naturais, com a conseqüente geração de resíduos, o

consumo de certa quantidade de energia e de outros insumos, muitas vezes não

renováveis.

Para proporcionar as condições para o desenvolvimento sustentável, por meio

da inovação tecnológica, a mobilização e a motivação de toda a sociedade são

necessárias, a fim de se definir um estilo de vida alternativo, com padrões de

comportamento, de produção e de consumo que atendam, ao menos, às

necessidades básicas da sociedade.

Assim, a construção civil se insere completamente nesse contexto de avanço

tecnológico aliado ao desenvolvimento social e econômico, estando entre os dez

setores que mais geram emprego por unidade monetária investida. Por razões

estruturais e políticas, o déficit habitacional brasileiro só vem crescendo, bem como

a geração de resíduos nesse setor.

Com essas informações, a Produção mais Limpa (P+L), com propostas de

abordagem preventiva, é uma estratégia que deve ser adotada pela indústria da

construção civil, pois parte da necessidade de ajustes no processo produtivo visando

à redução da emissão/geração de resíduos diversos (UNEP, 1995 apud MELLO,

2002).

E, para se alcançar os objetivos propostos pelo desenvolvimento sustentável,

tecnologias e materiais alternativos podem e devem ser utilizados na construção de

edificações, em substituição ao concreto, ao vidro e à argila, reduzindo o consumo

de matérias-primas naturais e a quantidade de resíduos gerados, com conseqüente

minoração do impacto ambiental. Tais inovações, no entanto, só se tornarão

possíveis com o desenvolvimento tecnológico e com um programa governamental

1 INTRODUÇÃO 2

compromissado aos novos paradigmas que se apresentam. E assim, a parceria de

trabalho entre a universidade, governo e empresas se faz necessária.

Nesse contexto, o desenvolvimento de pesquisas científicas vinculadas aos

estudos de caracterização de novos materiais menos impactantes ao meio ambiente,

se insere diretamente nas primícias do desenvolvimento sustentável e da P+L.

O gesso é um material que se enquadra nessas características, pois permite

racionalizar e agilizar o processo construtivo, reduzindo a quantidade de resíduos

gerados durante a obra, além de proporcionar a criação de um espaço para um novo

conceito construtivo.

O setor de gesso brasileiro, que ainda não tem uma política de gestão

adequada para os seus resíduos, possui perdas significativas de material durante

sua utilização, principalmente devido às limitações quanto ao tempo para

trabalhabilidade da pasta de gesso e pela sua solubilidade em água. A disposição de

gesso em aterros sanitários não é prática recomendada, exceto quando

enclausurado e sem contato com a matéria orgânica e água, uma vez que em

contato com umidade e condições anaeróbicas, pode formar gás sulfídrico (H

S),

que é tóxico e inflamável.

Uma inovação tecnológica adequada deve contribuir com a redução

significativa do volume de resíduo gerado, considerando que, com a maior

impermeabilidade do material, ampliam-se as possibilidades e formas de uso do

produto pela indústria da construção civil. Nesse contexto, e em conjunto com a

reciclagem, consiste em uma forma importante de tratamento dos resíduos, pois se

preservam os recursos minerais e energéticos, fatores fundamentais para o

desenvolvimento sustentável, permitindo também o aumento da vida útil do aterro

sanitário.

1.1 Importância e justificativa do estudo

O tema escolhido para esta dissertação parte da necessidade de inovação

tecnológica em processos e produtos no setor da construção civil, principalmente por

estes serem um dos maiores geradores de resíduos no Brasil.

1 INTRODUÇÃO 3

Baseado nos mecanismos de Produção mais Limpa (P+L) e ecoeficiência,

sendo dois conceitos que se inter-relacionam e se complementam, tendo como

objetivo sustentável o de fazer com que os recursos naturais transformem-se

efetivamente em produtos e não gerem resíduos (DIAS, 2006), é necessário o

desenvolvimento de produtos “ecologicamente corretos”, priorizando os materiais

menos impactantes ao ambiente em seu ciclo de vida. Com isso, haverá redução na

quantidade de resíduos gerados e melhoria na qualidade dos resíduos ofertados,

facilitando, assim, o processo de reutilização e reciclagem, com a diminuição da

deposição indiscriminada do gesso no meio ambiente.

Mesmo com as recomendações da resolução do CONAMA n

307, é sabido

que o volume de resíduos depositado clandestinamente é muito grande, merecendo

assim, estudos que viabilizem, a princípio, a redução do volume gerado e, em um

segundo momento, novos empregos desse material, possibilitando, entre outros

benefícios, geração de emprego e renda.

No Brasil, o mercado verde para a construção civil ainda é pouco explorado,

sendo enfocado apenas o setor dos aquecedores de água por energia solar, o qual

recebeu isenção fiscal. Os fabricantes de equipamentos hidro-sanitários têm

investido em equipamentos de redução de consumo de água, como o emprego de

torneiras com redutor de vazão e bacias sanitárias de vazão reduzida. Estes dois

exemplos são significativos, porém de ações pontuais dentro do grande mercado da

construção civil.

Com o intuito de contribuir para o mercado verde da construção civil no Brasil,

faz-se necessário o estudo de materiais de construção não tradicionais, como por

exemplo, o gesso. Este material merece estudos aprofundados, principalmente pelo

seu potencial de exploração e produção no Brasil, pela baixa quantidade de energia

necessária para sua produção, se comparado com outros materiais de construção, e

pela possibilidade de reciclagem de seus resíduos, como é mostrado neste trabalho

nos tópicos a seguir.

1 INTRODUÇÃO 4

1.2 Objetivo

O objetivo deste trabalho é conferir ao gesso propriedades que o tornem apto

a ser empregado como matéria-prima na produção de artefatos para a construção

civil, com a adição de polímeros. Na construção civil, estas peças poderão ser

utilizadas como painéis modulares para alvenaria e forro, alternativos para os

processos construtivos usuais, representados pela construção com elementos

cerâmicos, de concreto ou gesso acartonado.

1.3 Objetivos específicos

Os objetivos específicos podem ser resumidos de acordo com os seguintes

pontos:

a) Contribuir para o desenvolvimento sustentável no setor da construção civil,

através da adoção de técnicas de Produção Mais Limpa (P+L);

b) Apresentar uma inovação tecnológica no processo produtivo, no intuito de

reduzir o impacto ambiental, através da eliminação total das perdas no

processo de fabricação, minimizando a geração de resíduos;

c) Analisar a influência de aditivos nas propriedades do gesso, visando a

melhorias com a redução da absorção e o aumento do tempo de

trabalhabilidade, reduzindo assim a quantidade de resíduos gerados durante

o processo produtivo e ampliando as possibilidades do seu uso;

d) Ampliar o conhecimento sobre os resíduos do gesso e suas possibilidades

de reciclagem e reutilização.

1 INTRODUÇÃO 5

1.4 Delimitação da pesquisa

O presente trabalho se restringe à exploração do mercado verde no Brasil,

utilizando-se como matéria-prima alternativa o gesso de construção. Para isso

utilizou-se de gesso e aditivos comerciais, determinando a influência desses

produtos nas propriedades físicas e mecânicas na pasta de gesso e nele já

endurecido. Em particular, o maior interesse é o estudo da umidade, absorção e

resistência à compressão. Mesmo não sendo generalizados, os resultados dos

ensaios práticos obtidos, considerando que se referem a produtos comerciais

específicos, são representativos para as condições aplicadas.

1.5 Estrutura do trabalho

Este trabalho é estruturado em cinco capítulos distintos, organizados da forma

descrita a seguir.

Neste primeiro capítulo, foi realizada uma introdução ao assunto,

apresentando a importância e justificativa da pesquisa, seus objetivos e limitações.

A revisão bibliográfica é desenvolvida no Capítulo 2, sendo dividida em sub-

itens, que tratam dos diversos assuntos como o desenvolvimento sustentável na

construção civil e a P+L.

Em um dos sub-itens é realizada uma revisão bibliográfica do gesso, matéria-

prima utilizada neste trabalho, iniciando-se pelo seu processo de produção até seu

emprego no mercado brasileiro. Posteriormente, são analisados os resíduos de

construção e demolição, com ênfase no gesso, e, posteriormente, são apresentados

os processos de reciclagem e reutilização desse material. E, por fim, os polímeros

são apresentados para finalizar essa revisão bibliográfica.

No Capítulo 3 estão descritas as fases desenvolvidas para o estudo

experimental deste projeto, incluindo a metodologia para preparação dos corpos-de-

prova de todos os ensaios desenvolvidos.

Os resultados obtidos nos ensaios e as discussões estão apresentados no

Capítulo 4.

1 INTRODUÇÃO 6

No Capítulo 5 são apresentadas as conclusões, incluindo recomendações

para trabalhos futuros.

Posteriormente estão relacionadas as referências bibliográficas que serviram

de base para este estudo. E, para concluir, estão os ANEXOS que apresentam os

dados obtidos nos ensaios, na íntegra, além dos relatórios de ensaio de resistência

à compressão axial.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 7

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Os tópicos abordados nesta revisão bibliográfica fazem parte do contexto no

qual é inserido o tema desta pesquisa.

De forma mais abrangente, são apresentados os conceitos de

desenvolvimento sustentável, dando ênfase para a vertente ambiental, no qual se

inserem a ecoeficiência e a P+L, princípios base deste trabalho.

Posteriormente é realizada uma revisão bibliográfica da matéria-prima

utilizada, ou seja, o gesso, abrangendo desde o seu processo de produção até as

alternativas existentes para a redução e reciclagem dos seus resíduos.

Para finalizar este tópico, são apresentados os polímeros que são utilizados

como aditivos ao gesso, com o intuito de melhoria nas suas propriedades físicas e

mecânicas.

2.1 Desenvolvimento sustentável na construção civil

De acordo com Isaia (2007), a construção civil é um dos macrossetores da

economia que produz bens de maiores dimensões físicas do planeta, sendo a maior

consumidora de recursos naturais em qualquer país do mundo. Além disso, é uma

atividade-meio para que seja alcançado o desenvolvimento social e econômico das

nações, pois as obras e os serviços por ela elaborados têm como função primordial

satisfazer as necessidades humanas e elevar o padrão de vida da população em

geral.

Possuindo um elevado poder de encadeamento da economia, a construção

civil se torna um setor estratégico da economia para impulsionar e elevar o status de

qualidade de vida da população de um país emergente como o Brasil. Em 2005, o

PIB da indústria da construção civil foi de R$ 126,2 bilhões, participando com 7,3%

do PIB nacional. Além disso, foi responsável, em maio de 2006, por 1,471 milhões

de empregos com carteira assinada no país (FGV/SINDUSCON, 2006).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 8

Apesar da significância da indústria da construção civil na economia

brasileira, o déficit habitacional brasileiro, que mede a carência de moradia avaliando

a sua inadequação estrutural, domicílios improvisados, moradias rústicas e cortiços,

e a coabitação (mais de uma família habitando a mesma residência), só vem

crescendo. Através de estudos elaborados pela GV Consult; Sinduscon-SP (2006),

com base nos dados da Pesquisa Nacional por Amostragem de Domicílios (PNAD) e

do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) do ano de 2004, o déficit

habitacional brasileiro totalizou 7,9 milhões de moradias em 2004, o que

corresponde a 15,2% do total de domicílios do país, evidenciando, assim, a

necessidade de investimento em moradias.

No contexto da sociedade industrial, a função da construção civil é a

transformação do ambiente natural no ambiente construído. De maneira geral o

impacto ambiental da construção civil é proporcional a sua tarefa social, o que a

torna a maior consumidora de recursos naturais e energia, de qualquer economia,

uma das maiores geradoras de resíduos e também colabora significativamente na

poluição ambiental, incluindo o efeito estufa (JOHN, 2000).

Isaia (2007) apresenta dados que confirmam essa afirmação. De acordo com

o autor, a indústria da construção civil consome cerca de 55% da madeira que é

cortada para fins não combustíveis e 40% da energia necessária para a fabricação e

utilização dos materiais de construção.

Ainda de acordo John (2000), os resíduos de construção civil (RCC)

representam cerca de duas a três vezes a massa de resíduos domiciliares.

As propostas de desenvolvimento sustentável estão baseadas na perspectiva

de utilização atual dos recursos naturais desde que sejam preservados para as

gerações futuras (DIAS, 2006). O conceito normativo básico de desenvolvimento

sustentável, de acordo com Maurice Strong, que foi Secretário Geral da Conferência

das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, emergiu na

Conferência de Estocolmo de 1972, e foi designado à época como “abordagem do

ecodesenvolvimento” e, posteriormente, renomeado com a denominação atual.

Maurice Strong, completa dizendo que o desenvolvimento sustentável será

alcançado se três critérios fundamentais forem obedecidos simultaneamente:

eqüidade social, prudência ecológica e eficiência econômica (SACHS, 1993).

O desenvolvimento sustentável não apenas demanda a preservação dos

recursos naturais de maneira a garantir para as gerações futuras iguais condições

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 9

de desenvolvimento, mas também uma maior eqüidade no acesso aos benefícios do

desenvolvimento (LIDDLE, 1994; ONU, 1992 apud JOHN, 2000).

Chen & Chambers (1999) definem desenvolvimento sustentável como aquele

que “permite atender às necessidades básicas de toda a população e garante a

todos a oportunidade de satisfazer suas aspirações para uma vida melhor sem, no

entanto, comprometer a possibilidade de as gerações futuras atenderem suas

próprias necessidades.”

Sachs (1993) considera desenvolvimento sustentável o processo que melhora

as condições de vida das comunidades humanas e, ao mesmo tempo, respeita os

limites de capacidade de carga dos ecossistemas.

Para Hill, Bergman & Bowen (1994), esse conceito é polêmico por se tratar de

uma contradição semântica: sustentável implica em algo que possa ser mantido

indefinidamente; o que contradiz o conceito de desenvolvimento, que implica em

transformação.

Mas independente de seu significado, esse paradigma certamente vai implicar

em uma maior produção de bens, utilizando uma quantidade menor de recursos

naturais, redução na poluição gerada, incluindo a diminuição da produção de

resíduos, e redução do consumo de energia (JOHN, 2000). Para atingir esse

objetivo, será necessário o aperfeiçoamento dos projetos para que o consumo de

materiais seja minimizado e otimizado, substituição dos materiais tradicionais por

outros mais eficientes, redução da geração dos resíduos e sua reutilização através

da reciclagem e até o aumento da durabilidade dos produtos (ISAIA, 2007; BROWN,

MATOS & SULLIVAN, 1998; JOHN, 2000). E isso implicará na substituição do

modelo linear de produção pelo modelo de ciclo fechado (CURWEL & COOPER,

1998 apud JOHN, 2000), onde a utilização de todos os recursos empregados é

otimizada e a geração de resíduos reduzida a um mínimo reciclável.

John (2000) afirma que uma das condições básicas para se atingir o

desenvolvimento sustentável no setor da construção civil é a reciclagem dos

resíduos da construção civil, principalmente porque é o maior gerador de resíduos

finais entre os macrossetores da economia, e assim permite se fechar o ciclo de vida

dos produtos.

Para Aguiar (2004), dentre alguns fatores que estão proporcionando um

crescente aumento dos estudos para a utilização de agregados reciclados na

produção de concreto e argamassas, se destacam além da adoção do conceito de

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 10

desenvolvimento sustentável pela indústria da construção civil, a escassez de

jazidas de agregados naturais, o elevado consumo energético para o beneficiamento

desses agregados e o problema de espaço para a disposição final dos resíduos

sólidos no meio urbano, sendo este último um dos fatores principais, pois causa um

impacto ambiental muito significativo.

Sachs (1993) acredita que devem ser consideradas, simultaneamente, as

cinco dimensões de sustentabilidade: social, econômica, ecológica, espacial e

cultural. Na dimensão da sustentabilidade ecológica, o autor cita algumas medidas a

serem utilizadas. Dentre elas se destaca a redução do volume de resíduos, de

poluição e a intensificação da pesquisa em tecnologias limpas que utilizem, de modo

mais eficiente, os recursos para a promoção do desenvolvimento urbano, rural e

industrial.

Dias (2006) ressalta, ainda, que passar de um modelo de desenvolvimento

predatório a um sustentável, que mantenha a harmonia com a natureza, implica na

modificação da visão da humanidade e sua relação com a natureza, pois esta, além

de ser fonte de matérias-primas, é também o ambiente necessário para a existência

humana. Finaliza resumindo que esse conceito é baseado em três eixos

fundamentais: o crescimento econômico, a preservação ambiental e a eqüidade

social.

Do ponto de vista ambiental, Dias (2006) acredita que “deve a organização

pautar-se pela ecoeficiência dos seus processos produtivos, adotar a produção mais

limpa (P+L), oferecer condições para o desenvolvimento de uma cultura ambiental

organizacional, adotar uma postura de responsabilidade ambiental, buscando a não-

contaminação de qualquer tipo de ambiente natural [...]”.

Uma abordagem mais focalizada das diferentes definições e abrangências da

P+L é apresentada neste trabalho.

2.2 A produção mais limpa

O conceito de P+L foi introduzido, em 1989, pelo Programa das Nações

Unidas para o Meio Ambiente, PNUMA (em inglês, United Nations Environmental

Program – UNEP), para definir a aplicação contínua de uma estratégia ambiental

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 11

preventiva e integral que envolve processos, produtos e serviços, de maneira que se

previnam ou reduzam os riscos de curto ou longo prazo tanto para o ser humano

quanto para o meio ambiente (DIAS, 2006).

O autor ainda cita a “Conferência das Américas sobre Produção Mais Limpa”,

realizada em 1998, em São Paulo, Brasil, a qual foi uma iniciativa destinada a apoiar

o processo de consolidação da P+L e da Prevenção à Poluição (P2) no continente

americano. Ao final daquele encontro, os participantes divulgaram a “Carta de São

Paulo sobre Produção Mais Limpa/ Prevenção da Poluição”, onde definem a P+L

como “a aplicação contínua de uma estratégia ambiental preventiva integrada aos

processos, produtos e serviços para aumentar a ecoeficiência e reduzir os riscos ao

homem e ao meio ambiente”.

O mesmo autor, resumidamente, descreve os procedimentos adotados pela

P+L (ou PML):

• Quanto aos processos de produção: conservação das matérias-primas e

da energia, eliminando aquelas que são tóxicas e redução da quantidade

e da toxicidade de todas as emissões e resíduos;

• Quanto aos produtos: redução dos impactos negativos ao longo do ciclo

de vida do produto, desde a extração das matérias-primas até sua

disposição final, através de um design adequado aos produtos;

• Quanto aos serviços: incorporação das preocupações ambientais no

projeto e fornecimento de serviços.

A estratégia de P+L se completa com a adoção da filosofia da ecoeficiência,

que tem como objetivos centrais a redução do consumo de recursos, a redução do

impacto da natureza e a melhoria do valor do produto ou serviços, ou seja, a criação

de valor agregado tanto para os negócios quanto para a sociedade, mantendo os

padrões de competitividade.

Dias (2006) completa afirmando que a P+L se destaca, na gestão ambiental

de processos, como uma tecnologia ambiental que traz melhores resultados

competitivos. Em relação à gestão ambiental de produtos, a análise do ciclo de vida,

a certificação de produtos e o ecodesign são as principais ferramentas.

Fiksel (1996 apud DIAS, 2006) define ecodesign como “[...] um conjunto

específico de práticas de projeto, orientadas para a criação de produtos e processo

ecoeficientes, respeitando-se os objetivos ambientais, de saúde e segurança de todo

o ciclo de vida destes produtos e processos.”

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 12

O relatório Cleaner Production in Latin America and the Caribbean (PNUMA,

2004) identificou como principais barreiras alguns aspectos nas áreas

governamental, industrial e no âmbito geral. Dentre elas destacam-se a falta de

comprometimento governamental na priorização de ações de P+L, em função do

desinteresse da sociedade pelas questões ambientais; a falta de conhecimento, por

parte do governo, sobre a qualidade ambiental, decorrente da inexistência ou

inadequação de rede de monitoramento que permita um diagnóstico ambiental

eficiente; falta de interesse pelas indústrias na implantação de ações de P+L e

dificuldade em realizar novos investimentos. No âmbito geral, se destacam a falta de

conscientização sobre o tema P+L e a dificuldade em manter e desenvolver centros

de pesquisa dedicados ao conhecimento de tecnologias limpas e materiais

alternativos.

No Brasil, a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB)

tem desenvolvido trabalhos e projetos por meio do marco institucional denominado

“Câmara Ambiental”, órgão colegiado de caráter consultivo que funciona como canal

institucional de negociação entre o setor produtivo e o órgão ambiental estadual.

Dentre suas atribuições, a câmara avalia normas e procedimentos relativos à gestão

ambiental, propõe inovações para seu aperfeiçoamento e colabora com a adoção de

tecnologias mais limpas, em diversos setores, inclusive no da construção civil

(PNUMA, 2004).

2.3 O gesso como material de construção

A utilização do gesso como material construtivo não é uma descoberta tão

recente. A história mostra que o gesso é um dos mais antigos materiais de

construção fabricados pelo homem, como a cal e a terracota.

De acordo com Le Plâtre (1982), em ruínas na Síria e na Turquia foi verificado

o emprego do gesso por volta do 8º milênio a.C.. Já na África, foi descoberto que os

bárbaros construíram barragens e canais com um gesso de altíssima resistência, os

quais garantiram, por muitos séculos, a irrigação das palmeiras de Mozabe, e que

também utilizaram o gesso junto aos blocos de terra que ergueram suas habitações.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 13

A grande tradição no uso do gesso vem das culturas mesopotâmicas, onde é

muito abundante na natureza, com climas muito secos que favorecem a sua

conservação. Herdeiros de antigas tradições nesta zona como na vizinha Pérsia, os

Sassânidas, que estabeleceram o seu império a par de Roma, entre os séculos I

a.C. e VI d.C., desenvolveram uma cultura importantíssima em alvenaria,

caracterizada pelo uso do gesso. Em persa, denomina-se gatch ao gesso.

Uma carta real de 1292, na França, fala da exploração de 18 jazidas de pedra

de gesso na região parisiense. Naquela época, o gesso era empregado na

fabricação de argamassas, na colocação de placas de madeira, no fechamento de

ambientes e na construção de chaminés monumentais.

A partir do séc. XVIII generaliza-se o uso do gesso em toda a construção

européia, com início do conhecimento científico sobre esse material. É assim que,

em 1768, Lavoisier apresenta na Academia de Ciências, o primeiro estudo científico

sobre os fenômenos que servem de base à preparação do gesso. Pouco tempo

depois, Van t’Hoff e Le Chatelier dão uma explicação científica para a desidratação,

com a qual começa o estudo ininterrupto sobre esse material (LE PLÂTRE, 1982).

Naquele mesmo período, na França, cerca de 75% dos hotéis e a totalidade

dos prédios públicos e populares eram realizados em madeira e argamassa de

gesso, e cerca de 95% das novas construções ou reformas eram feitas com a

utilização do gesso como um dos principais materiais construtivos.

A partir do século XX, em função da evolução industrial, os equipamentos

para a fabricação do gesso deixaram de ter um conceito rudimentar e passaram a

agregar maior tecnologia, assim como a melhoria tecnológica dos produtos passou a

facilitar suas formas de emprego pelo homem.

2.3.1 O potencial de extração e a produção de gesso no Brasil

A gipsita, conforme ilustrado na figura 1, é um material abundante em todo o

planeta. Dados mostram que sua extração mundial é em torno de 97 milhões de

toneladas por ano (SANTOS, 1998; ANTUNES, 1999).

O termo “minério” é definido como uma associação de minerais (rochas) o

qual pode ser explorado economicamente. Já minerais são compostos químicos

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 14

naturais, geralmente no estado sólido, os quais compõem as rochas. E minerais

acessórios são aqueles presentes em menor quantidade nos compostos e tratados

geralmente como impurezas (AGUIAR, 2004).

Figura 1: Mineral denominado de gipsita.

A matéria-prima natural do gesso de construção é o minério chamado gipso,

comercialmente conhecido como “gesso natural” (AGUIAR, 2004). Ele se encontra

na natureza em terrenos sedimentares, depósitos evaporíticos originados de antigos

oceanos, sob a forma de Anidrite (anidrita) (CaSO

) ou Pedra de Gesso (gipsita)

(CaSO

.2H

O) (SAMPAIO, 1978 apud COUTINHO, 2006), sendo constituído,

principalmente, do mineral gipsita e que pode conter anidrita de fórmula CaSO

minerais acessórios como calcita, dolomita, cloreto de sódio (AGUIAR, 2004).

Oliveira (2000) apresenta a composição química da gipsita, minério do qual se

origina o gesso, sendo originária na região de Araripina/PE, conforme demonstrado

na tabela 1.

Tabela 1: Composição da gipsita.

Determinação Teor (%) Determinação Teor (%)

CaSO

.2H

O 88,90 MgCO

0,42

CaSO

7,12 MgO 0,16

CaSO

1,54 SiO

+Fe

+Al

0,84

Fonte: Oliveira (2000).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 15

A formação geológica desses depósitos é explicada pela ocorrência de

precipitação, seguida de evaporação, e conseqüente concentração dos sais

(JORGENSEN, 1994 apud BALTAR, BASTOS & LUZ, 2004?).

A anidrita, segundo Kebel (1994), tem pouco valor econômico, enquanto a

gipsita apresenta uma grande diversidade de opções de aproveitamento industrial,

podendo ser utilizada na forma natural ou calcinada.

Na sua forma natural, a gipsita é utilizada na fabricação de cimento portland e

na agricultura. Na indústria cimenteira, cerca de 4% a 5% de gipsita é adicionada ao

clínquer durante o processo de moagem para retardar o tempo de pega do cimento

(LE PLÂTRE, 1982). Na agricultura, a gipsita pode atuar como agente corretivo de

solos ácidos, fertilizante em culturas específicas como amendoim, batata, legumes e

algodão, e como condicionador de solos, aumentando a permeabilidade, aeração,

drenagem, penetração e retenção da água (LE PLÂTRE, 1982; VELHO, GOMES &

ROMARIZ, 1998; BALTAR, BASTOS & LUZ, 2004?).

A gipsita é constituída essencialmente for sulfato de sódio dihidratado

(CaSO4.2H2O), podendo conter impurezas como sílica, alumina, óxido de ferro,

carbonatos de cálcio e magnésio (COUTINHO, 2006). Segundo Abreu et al (2003),

alguns depósitos contêm 99% de gesso, porém outros podem conter até 65% com

impurezas de calcário, quartzo e folheio argiloso.

Na Europa, onde a densidade populacional mais elevada requer cuidados

especiais com a preservação dos solos aráveis ou reservas florestais, os

especialistas em meio ambiente das empresas de mineração têm tido pleno êxito na

recuperação do equilíbrio das áreas mineradas, dando-lhes condições de

reconstituição da flora e da fauna ou de reaproveitamento agrícola (Figuras 2 e 3)

(DRYWALL, 2006).

A região Nordeste do Brasil, com uma população de 46 milhões de habitantes

e um PIB de US$ 117,5 bilhões, apresenta pólos dinâmicos de desenvolvimento e

grandes recursos naturais com fantásticas possibilidades de investimento. Integra,

entre outras riquezas do solo nordestino, o Pólo Gesseiro do Nordeste do Brasil, um

dos maiores depósitos exploráveis de gipsita do continente americano, abrangendo

vários Estados da Federação, numa área de 24.000 km² (SINDUSGESSO, 2006).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 16

Figura 2: Área minerada em fase de

recuperação.

Figura 3: Área minerada já recuperada.

Fonte: Drywall (2006) Fonte: Drywall (2006)

O processo de produção do gesso envolve as operações de mineração, pode

ser visualizada na figura 4, britagem, moagem, peneiramento, encilamento,

calcinação, moagem e ensacamento. Abreu et al (2003) exemplifica o processo de

produção com as seguintes etapas: a mineração é realizada a céu aberto (Figura 5);

a moagem da rocha e a calcinação, em caldeirões de ferro denominados

industrialmente como forno de panela ou forno de marmita.

Figura 4: Vista geral do processo de

mineração.

Fonte: Sindusgesso (2006)

Figura 5: Detalhe da mineração a céu

aberto.

Fonte: Sindusgesso (2006)

Peres; Benachour & Santos (2001), completam que a extração é a lavra a céu

aberto (open pit), através de bancadas simples com altura média em torno de 15

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 17

metros, utilizando-se equipamentos como rompedores hidráulicos, tratores de

esteira e pás mecânicas.

As atividades da lavra envolvem principalmente as operações de

decapeamento, perfuração, carregamento de explosivos, desmonte, fragmentação

de blocos e carregamento/transporte (LUZ et al, 2001 apud BALTAR, BASTOS &

LUZ, 2004?).

O beneficiamento da gipsita na produção de gesso, na região do Araripe/PE,

envolve as operações de coleta manual (Figura 6), britagem, moagem,

peneiramento, ensilamento (Figura 7), calcinação, estabilização térmica em silos,

moagem, novo ensilamento e ensacamento.

Para a britagem e moagem, são utilizados britadores de mandíbula e moinhos

de martelo. Em alguns casos, a britagem é realizada em dois estágios em circuito

fechado com peneiras vibratórias a seco. A finalidade da britagem é reduzir a gipsita

extraída da mina para um produto mais fino, tornando-se assim transportável em

esteiras, podendo ser transportada para a usina para o tratamento seguinte (LE

PLÂTRE, 1982).

Figura 6: Local de coleta manual da gipsita em uma

empresa, em Pernambuco.

Figura 7: Ensilamento da gipsita.

Fonte: Baltar, Bastos & Luz [2004?] Fonte: Baltar, Bastos & Luz [2004?]

A calcinação é o processo térmico pelo qual a gipsita (CaSO

.2H

O) é

desidratada. O material é calcinado numa faixa de temperatura que varia de acordo

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 18

com o composto que se deseja originar, com propriedades e hidratações diferentes,

conforme apresentado na tabela 2.

Tabela 2: Compostos obtidos a partir da calcinação da gipsita.

Temperatura de

Calcinação

Composto Originado Características

140

C a 160

Hemidrato

(CaSO

. 0,5H

Solúvel. Pode resultar no

hemidrato α ou β.

160

C a 200

Anidrita III

(CaSO

. εH

Tem presa rápida. Pode conter

água de cristalização em baixo

teor. Com a umidade do ar, se

transforma no hemidrato.

250

C a 800

C Anidrita II (CaSO

) Baixa velocidade de hidratação

Acima de 800

C Anidrita I (CaSO

)

Fonte: Nolhier, 1986; Cincotto, Agopyan & Florindo, 1988; Santos, 1998.

Para a calcinação, os tipos mais utilizados de fornos na região do Araripe/PE

são os tipos panela, marmita vertical, marmita horizontal (Figura 8) e o rotativo de

queima indireta, que proporcionam uma calcinação sob pressão atmosférica, ou

baixa pressão. A partir dessa calcinação é obtido o hemidrato beta - β (gesso β). Já

para a obtenção do hemidrato alfa - α (gesso α), são utilizados fornos do tipo

autoclave, como pode ser visto na figura 9, com controle de umidade, temperatura e

pressão (BALTAR, BASTOS & LUZ, 2004?).

Figura 8: Forno de marmita horizontal

utilizado na fabricação do gesso beta.

Figura 9: Instalações utilizadas na

fabricação do gesso alfa.

Fonte: Baltar, Bastos & Luz [2004?] Fonte: Sindusgesso (2006)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 19

As denominações, alfa (α) e beta (β), representam apenas uma nomenclatura

comercial utilizada pelo fornecedor dos materiais para esta pesquisa, não implicando

em diferença na estrutura química dos mesmos.

A equação (1) expõe a forma de obtenção do hemidrato.

OHOHCaSOgcalOHCaSO

22424

5,15,0./81,232.

⇒+

(1)

De acordo com o Manual...(2001), o processo de calcinação do gesso exige

quantidades menores de energia, se comparado com outros produtos da construção

civil, conforme apresentado na tabela 3.

Segundo Sindusgesso (2006), estão instaladas no Pólo Gesseiro do Nordeste

do Brasil 332 empresas, sendo 26 mineradoras, 72 calcinadoras e 234 fábricas de

pré-moldados.

Tabela 3: Energia necessária na fabricação de materiais de construção.

PRODUTO

ENERGIA NECESSÁRIA

(kWh/ton)

Aço 13.400

Alumínio 84.800

Cimento 2.400

Azulejo cerâmico 1.760

Vidro plano 12.000

Gesso 1.200

Fonte: Manual... (2001)

Desde a década de 1960, Pernambuco assumiu e vem mantendo a posição

de maior produtor nacional de gipsita, abastecendo 95% do mercado nacional. A

principal região produtora recebeu a denominação de Pólo Gesseiro do Araripe,

situa-se no extremo oeste do Estado de Pernambuco, cerca de 700 km da capital

Recife e engloba os municípios de Araripina, Bodocó, Ipubi, Ouricuri e Trindade. A

sua produção em 2004 foi de 3,6 milhões de toneladas, envolvendo cerca de 12.000

empregos diretos e 64.000 empregos indiretos. A reserva medida de gipsita naquele

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 20

pólo é de 168 milhões de toneladas, sendo estimada uma reserva de 1.200 milhões

de toneladas (ANUÁRIO..., 2005). A produção no Pólo Gesseiro do Araripe ao longo

dos anos pode ser vista na tabela 4.

Tabela 4: Produção entre 1999 e 2004 no Pólo Gesseiro do Araripe (em 1.000 toneladas).

TIPO/ ANO 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Gesso 960 1080 1140 1200 1560 1800

Pré-moldado 396 420 420 360 480 600

Gipsita 420 480 600 540 660 1200

Total 1776 1980 2160 2100 2700 3600

Crescimento 11,49 9,09 -2,78 28,57 33,33

Fonte: Sindusgesso (2006)

Baltar, Bastos & Luz (2004?) ainda citam os principais fatores que contribuem

pelo interesse no aproveitamento do minério do Araripe:

• Condições favoráveis de mineração (relação estéril/minério e

geomorfologia da jazida);

• Elevada pureza do minério;

• Melhor localização, se comparado ao minério do estado do Pará.

De acordo com informações citadas em Drywall (2006), as fábricas de chapas

de gesso e outros derivados da gipsita são instalações limpas, que somente liberam

na atmosfera vapor d´água. Ao contrário, as indústrias cimenteiras lançam na

atmosfera considerável quantidade de gás carbônico, cerca de 6% a 8% do total

emitido na atmosfera (CDIAC, 2000), sendo este o principal causador do efeito

estufa.

Publicações da Drywall (2006) apresenta ainda algumas características do

gesso como, por exemplo, possuir baixa densidade; não ser inflamável; ser inodoro

e livre de gases tóxicos; ser eletricamente neutro; não ser agressivo à pele; não

formar fibras nem poeiras e não ter efeito cumulativo no organismo por ser eliminado

na urina.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 21

2.3.2 O processo de hidratação e as propriedades do gesso

Segundo Coutinho (2006), “a família dos gessos é um conjunto de ligantes

simples constituídos basicamente por sulfatos mais ou menos hidratados de cálcio e

sulfatos anidros de cálcio obtidos por desidratação e cozedura da Pedra de Gesso

ou Gesso Bruto”.

O mesmo autor afirma que ligante é um produto que ganha presa (pega) e

endurece, podendo aglomerar outros materiais, tais como brita e areia, ou seja,

possuem propriedades aglomerantes. Os ligantes se classificam em hidrófilos ou

hidrófobos, em função da sua relação com a água.

O gesso é classificado como um ligante hidrófilo. Isso porque é um ligante

que tem afinidade com a água e, misturado com ela, forma uma pasta que endurece,

podendo como qualquer ligante, aglomerar outros materiais. É constituído por

matéria sólida finamente pulverizada.

Os ligantes hidrófilos se classificam, por sua vez, em hidráulicos ou aéreos. O

cimento e a cal hidráulica são exemplos de ligantes hidrófilos hidráulicos, pois são

resistentes à água. Já o gesso, que é o objeto deste estudo, é classificado como

ligante hidrófilo aéreo, pois ao ser misturado com a água forma uma pasta que

endurece ao ar, e a pasta endurecida, com ou sem outros materiais incorporados,

não é resistente à água (COUTINHO, 2006).

Lavoisier (1768 apud LE PLÂTRE, 1982) iniciou o estudo sobre o processo de

hidratação do gesso escrevendo “o endurecimento do gesso com a água não é

senão uma verdadeira cristalização, a pedra especular, privada da sua água pelo

fogo, a retoma avidamente e cristaliza novamente, formando uma massa cuja

dureza excede a da maior parte das pedras”.

Quando o gesso é misturado com quantidade suficiente de água, ele forma

uma pasta homogênea, consistente e trabalhável. Em poucos minutos, apresenta

uma perda de consistência, ganhando viscosidade, porém, com o endurecimento a

pasta passa a ter mais resistência. Esse ganho de viscosidade (tempo de pega

inicial) e o endurecimento, que vem acompanhado do aumento da resistência do

material (tempo de pega final), são fenômenos que podem ser explicados pelo

mecanismo de hidratação do gesso (HINCAPIE & CINCOTTO, 1997).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 22

A reação de hidratação das fases do gesso de construção (hemidrato e

anidrita) é um fenômeno químico que se inicia no momento em que o anidro em pó

entra em contato com a água e reage. Estas fases dissolvem-se em água formando

íons Ca

e SO

, formando hidratos que se constituem em núcleos de dihidrato de

baixa solubilidade. Trata-se de um processo exotérmico que libera energia em forma

de calor. Coutinho (2006) completa essa definição como uma reação expansiva, de

reconstituição do sulfato bi-hidratado original, isto é, o gesso bruto (Equação 2).

CALOROHCaSOOHOHCaSO

⇒

24224

2.5,15,0.

(2)

A tabela 5 apresenta a composição teórica dos sulfatos, de acordo com Isaia

(2007).

Tabela 5: Composição teórica dos sulfatos.

Composição (%)

Sulfato Fórmula

Massa molecular

(g)

O CaO SO

Anidrita CaSO

136,14 0 41,19 58,81

Hemidrato CaSO

.0,5H

O 145,15 6,20 38,63 55,15

Dihidrato CaSO

.2H

O 172,17 20,99 32,57 46,50

Fonte: Isaia (2007)

Ainda de acordo com Isaia (2007), no fenômeno físico os íons se depositam

sobre os núcleos de dihidrato, iniciando-se o crescimento cristalino (grãos em forma

de agulha). Essa reação possibilita o endurecimento da pasta de gesso, conhecido

também como a pega das pastas, que se trata de fenômeno mecânico. Essa pasta

passa a ter mais resistência devido ao entrelaçamento dos grãos que precipitam a

partir de uma solução saturada.

O método utilizado no Brasil para medir o tempo de pega das pastas de gesso

é o proposto pela ABNT NBR 12128 (1991) e também é normatizado pela ADA

(American Dental Association), utilizando as agulhas de Gillmore em gesso

odontológico.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 23

Os grãos cristalinos que compõem o gesso endurecido variam em forma e

tamanho dependendo de alguns parâmetros como, por exemplo, se o hemidrato é

alfa ou beta. Também dependem de parâmetros externos, como presença de

aditivos e condições de hidratação (temperatura, umidade e relação a/g) (MURAT,

PUSZTASZERI & GREMION, 1975 apud HINCAPIE & CINCOTTO, 1997).

Hincapie & Cincotto (1997) completam que para se verificar essa

microestrutura, é muito utilizado o sistema de microscopia eletrônica de varredura

(MEV), pois podem ser observadas a rugosidade, morfologia dos grãos cristalinos e

porosidade. E é a forma desses grãos que vai definir as propriedades mecânicas do

material endurecido, como resistência mecânica e absorção de água.

As propriedades mecânicas das pastas decrescem com o aumento da relação

água/gesso que provoca o aumento das porosidades das pastas. A velocidade de

crescimento dos grãos é outro fator importante a ser analisado.

Uma velocidade de crescimento rápida favorece a formação de grãos

cristalinos bem definidos e maior número por unidade de volume; quando o

crescimento é lento, formam-se grãos cristalinos maiores, com uma estrutura mais

organizada e com menos defeitos. As pesquisas mostram também que, em relação

ao tamanho dos grãos cristalinos, as propriedades mecânicas são piores quando o

arranjo cristalino é formado por grãos cristalinos maiores (MURAT, PUSZTASZERI &

GREMION, 1975 apud HINCAPIE & CINCOTTO, 1997).

Em um material policristalino, cada grão tenta deformar-se homogeneamente

em conformidade com a deformação da amostra como um todo. Entretanto, as

fronteiras entre os grãos agem como barreiras ao escorregamento dos cristais

adjacentes, originando uma heterogeneidade de deformações entre grãos vizinhos e

dentro do próprio grão. Assim, o rendimento da força depende da granulometria,

mantendo uma relação inversa da tensão em relação ao tamanho do grão. À medida

que o tamanho do grão decresce, as fronteiras e grão recebem a sua influência em

seu interior. Logo, o endurecimento por cisalhamento será maior em materiais com

grãos reduzidos (MITCHELL, 2004).

A relação Hall-Petch (Equação 3) estabelece que o limite de resistência à

deformação de um material policristalino está relacionado com o seu tamanho de

grão:

−

+= kd

σσ

(3)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 24

onde σ

e σ

representam, respectivamente, a tensão limite e a tensão teórica de

limite ao cisalhamento, “k” é uma constante medidora da extensão de empilhamento

de deslocações junto à fronteira do grão e “d” refere-se ao tamanho do grão

(MITCHELL, 2004).

Os hemidratos alfa e beta possuem a mesma estrutura cristalina, porém

diferentes morfologias (tamanho e superfície) devido ao método de produção. O

hemidrato α caracteriza-se por apresentar seus grãos cristalinos compactos,

regulares e resistentes, conforme mencionado em Baltar, Bastos & Luz [2004?]. Já o

hemidrato β tem as formações cristalinas mais fragmentadas e folgadas (LE

PLÂTRE, 1982). Essas diferenças morfológicas influem tanto nas propriedades da

pasta quanto do gesso endurecido. Para se obter a mesma consistência, é

necessário menos água de amassamento para o hemidrato α do que para o

hemidrato β (NOLHIER, 1986 apud ANTUNES, 1999), possibilitando assim a

trabalhabilidade da mistura com uma menor relação água/gesso.

Sabendo que os hemidratos alfa (α) requerem menos água de amassamento

que os hemidratos beta (β), para se obter uma mesma consistência, e, além disso,

como a resistência mecânica do gesso é inversamente proporcional à relação

água/gesso e, também, à porosidade, as pastas produzidas com o hemidrato α são

mais resistentes que as produzidas com o hemidrato β (NOLHIER, 1986 apud

ANTUNES, 1999).

A produção de gesso tipo alfa está dividida no tipo A (fino) e tipo B (grosso),

sendo suas características descritas na tabela 6.

A tabela 7 apresenta as características técnicas do gesso beta.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 25

Tabela 6: Características técnicas do gesso alfa tipo A e tipo B.

Tipo A Tipo B

Composição 100% hemidrato alfa 100% hemidrato alfa

Água de Cristalização 5,0 a 6,0% 5,0 a 6,0%

Polvilhamento do gesso para

100ml de água

250 a 260 g.

235 a 245g

Do pó

Granulometria

(Dimensão média)

9 a 13 microns 14 a 18 microns

Espraiamento (cm) 0 a 7 0 a 7

Tempo de Pega Inicial (min) 3 a 6 3 a 7

Da pasta

preparada

Tempo de Pega Final (min) 5 a 11 6 a 13

Resistência à Compressão

(MPa)

15,0 a 18,0 15,0 a 18,0

Resistência à Flexão (MPa) 8,0 a 11,0 8,0 a 11,0

Do gesso

endurecido

Densidade (g/cm³) 0,8 a 1,0 0,8 a 1,0

Fonte: Adaptado de Sindusgesso (2006)

Tabela 7: Características técnicas do gesso beta.

Características técnicas gerais:

Densidade após secagem (g/cm³) 0,65 – 0,80

Resistência à compressão (MPa) 6,00

Características técnicas do pó:

Perda ao Fogo 4,5 a 6,2%

Características técnicas da pasta preparada:

Consistência normal (cm) 7,50

Tempo de pega inicial (min) 8 a 12

Tempo de pega inicial (min) 16 a 25

Fonte: Adaptado de Sindusgesso (2006)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 26

O gesso de construção é constituído de 60% a 70% de CaSO

.0,5H

essencialmente por hemidrato β, e o restante de anidrita II e III, além das impurezas

e adjuvantes (BAUER, 1992; COUTINHO, 2006).

Hincapie & Cincotto (1997) realizaram um estudo utilizando um tipo de gesso

de construção, que é o gesso lento ou gesso para revestimento, disponível no

mercado nacional, e observaram a caracterização química e física desse gesso sem

aditivos. Como referência a esse estudo, um resumo da caracterização é

apresentado na tabela 8.

Tabela 8: Características químicas e físicas do gesso lento.

Características Químicas Características Físicas

Óxidos % Constituintes % Massa unitária 612kg/m³

Água livre (H

O) 1,35 Hemidrato 88,2 Módulo de finura 1,02

Água combinada

5,47 Anidrita 8,8

Massa

específica

2,645 g/cm³

Anidrido sulfúrico

(SO

)

53,9

Carbonato de

magnésio

(MgCO

)

0,52 Finura Blaine 860,5m²/kg

Óxido de cálcio

(CaO)

38,0

Carbonato de

cálcio

(CaCO

)

Consistência

normal

7,0 cm

Óxido de

magnésio (MgO)

0,25 Impurezas 1,35 Início de pega 8min22s

Anidrido carbônico

(CO

)

0,13 Umidade 1,35 Fim de pega 16min14s

Resíduo insolúvel

+ anidrido silícico

(Rl +SiO

)

0,81 Total 100,2

Óxido de ferro e

de alumínio

(Fe

+ Al

)

0,60

pH 6,92

Fonte: Hincapie & Cincotto (1997)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 27

2.3.3 O emprego do gesso na construção civil

A maior aplicação do gesso é na indústria da construção civil (revestimento de

paredes, placas, blocos, painéis, etc), onde pode ser utilizado como alternativa em

relação a outros materiais como a cal, o cimento, a alvenaria e a madeira.

O gesso tipo β é utilizado na indústria da construção civil, indústria cerâmica e

indústria de modelagem. As principais aplicações na indústria da construção civil

são: placas para rebaixamento de teto, placas de gesso acartonado, blocos para

paredes divisórias, argamassa de projetar (Figura 10), gesso para revestimento

manual (Figura 11), gesso para acabamento manual e gesso cola, além dos

elementos pré-moldados utilizados como decoração. É produzido a partir da gipsita

de pureza superior a 90% em processo físico.

Figura 10: Execução de revestimento

projetado com argamassa de gesso.

Figura 11: Execução manual de

revestimento de gesso.

Fonte: Gerolla (2008) Fonte: Gerolla (2008)

John (2000) cita que, na construção civil, o emprego do gesso divide-se em

dois grupos básicos: para fundição e para revestimento. O gesso para revestimento

é empregado para revestir paredes e tetos de ambientes internos e secos. Gesso

para fundição, que é o foco deste trabalho, é o material empregado na fabricação de

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 28

pré-moldados como peças para decoração, placas para forro (Figura 12), blocos de

gesso reforçados ou não com fibras e chapas de gesso acartonado (drywall),

utilizados para fazer paredes divisórias e forro (Figuras 13 e 14).

Figura 12: Placas de gesso para execução

de forros.

Figura 13: Parede curva utilizando-se

placas de gesso acartonado.

Figura 14: Gesso acartonado utilizado

em uma residência.

O gesso tipo α não é utilizado na construção civil, devido principalmente ao

custo desse material ser bem mais alto do que o gesso β, em torno de dez vezes. É

utilizado principalmente na fabricação de bandagens de alta resistência, matrizes

para indústria cerâmica, indústria de modelagem (usado por artistas plástico), e para

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 29

mistura de produtos de gessos especiais (cerâmica, odontologia, automobilística,

ortopedia) (BALTAR, BASTOS & LUZ, 2004?).

As chapas de gesso acartonado, muito utilizadas na construção civil para

confecção de divisórias tipo drywall e forros, são divididas em três tipos:

• Placa ST: placa standard para áreas secas;

• Placa RU: placa resistente à umidade para ambientes sujeitos à ação da

umidade por tempo limitado (de forma intermitente);

• Placa RF: placa resistente ao fogo para áreas com exigências especiais

em relação ao fogo.

De acordo com Li; Li & Yu (2006), a taxa de absorção de água em produtos

de gesso natural é e em torno de 50%, sendo essa uma das maiores barreiras para

o desenvolvimento de produtos com gesso.

Para a ABNT NBR 14715 (2001), que estabelece os requisitos para chapas

de gesso acartonado, o máximo de absorção para placas RU é de 5% e a máxima

absorção de água pela superfície é de 160g/m².

Conforme Gypsum Association (2005), o ensaio de absorção de água

normatizado pela ASTM C 473, em que as placas devem permanecer imersas em

água por um período de 2 horas, permite uma taxa de absorção máxima para placas

de gesso acartonado à prova de umidade para revestimento de paredes externas de

10% e para placas de gesso acartonado à prova d’água de 5%.

Já em relação aos blocos de gesso sem função estrutural, Bloco... (2007) cita

que o projeto de norma 02:103.40-010/2005 limita o valor máximo de absorção de

água para blocos tipo S (standard, para uso geral) para 50%; e para blocos tipo H

(hidrófugo, para uso em ambientes sujeitos à ação da umidade de forma

intermitente) para 5%.

Nota-se, então, que tanto para chapas de gesso acartonado, quanto para

blocos de gesso sem função estrutural, utilizados em ambientes sujeitos à ação da

umidade, o limite de absorção máximo de água é 5%. Esse valor, portanto, é tomado

como referência para este trabalho.

Os dados relativos à resistência à compressão para as placas de gesso

acartonado são apresentados por Gypsum Association (2005), de acordo com a

tabela 9. As placas de gesso tipo MH e X são desconhecidas aqui no Brasil.

Os blocos de gesso tipo S e H têm resistência mínima de 5MPa (BLOCO...,

2007).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 30

Tabela 9: Valores de resistência à compressão para placas de gesso acartonado.

Tipo de Placa Espessura (mm)

Resistência à compressão

mínima (MPa)

Placa de gesso tipo MH 7,90 2,75

Placa de gesso regular 12,70 2,40

Placa de gesso tipo X 15,90 2,75

Fonte: Gypsum Association (2005)

2.4 Os resíduos do gesso e suas possibilidades de reciclagem

A geração de resíduos é inevitável por diversas razões. Primeiramente porque

a vida útil de um produto é sempre limitada, transformando-se depois em resíduo.

Outro fator é a variabilidade dos processos e matérias-primas, que faz com que

alguns produtos sejam produzidos em não-conformidade com o especificado ou que

apresentem deficiência em suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, que

restringem o seu uso ou seu desempenho e acabem se tornando resíduos.

A questão da redução e da gestão dos resíduos, a partir de 2002, passou a

ser, além de uma questão de consciência ambiental e de redução de custos, uma

questão legislativa. Isso devido à implantação da Resolução 307/02 do Conselho

Nacional do Meio Ambiente, do Ministério do Meio Ambiente (CONAMA 307, 2002).

O prazo para a implantação dessa resolução para os geradores e para os

municípios terminou em 2005.

De acordo com ABNT NBR 10004 (2004), “[...] resíduos sólidos são definidos

como resíduos nos estados sólidos e semi-sólidos, que resultam de atividades de

origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e varrição, e

ainda lodos provenientes de sistemas de tratamento de águas, bem como líquidos

cujas particularidades tornem inviável seu lançamento na rede pública de esgoto

[...]”.

As fontes geradoras dos resíduos sólidos são divididas em urbano, que tem

origem nas residências, comércio e locais públicos; construção civil, que são

resultantes de obras, reformas e demolições; serviços de saúde, resultantes de

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 31

clínicas, farmácias, hospitais e postos de saúde; industrial, que tem origem nas

indústrias; e agrícola, que tem origem em propriedades agrícolas.

A resolução do CONAMA nº 307 define resíduos da construção civil como

aqueles provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de

construção civil e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos.

A ABNT NBR 15112 (2004) classifica os resíduos da construção civil em

quatro classes. Dentre elas, se destaca a CLASSE C, onde se encontram os

resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações

economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem e recuperação, tais como

os produtos oriundos do gesso.

Na gestão de resíduos vigora uma hierarquia de objetivos (LEACH, BAUEN &

LUCAS

, 1997; GRÜBL & RÜHL, 1998; EU, 1999; JOHN, 2000):

• Reduzir a geração do resíduo na fonte;

• Reutilizar o resíduo;

• Reciclar;

• Incinerar recuperando a energia;

• Depositar em aterros sanitários.

Em tese, essa hierarquia é questionável, pois a melhor alternativa é, por

definição, aquela de menor impacto ambiental global (TUKKER & GIELDEN, 1994

apud JOHN, 2000).

Mundialmente, os resíduos da construção civil se diversificam muito devido às

peculiaridades dos sistemas construtivos de cada país. Nos Estados Unidos, a

produção de resíduos da construção civil (RCC) atinge taxa de geração de 20 kg/m²

a 39 kg/m² de área construída. Essa taxa varia conforme o tipo de construção, seja

ela uma residência ou um edifício de apartamentos. A composição percentual para

uma residência familiar simples é mostrada no gráfico 1 (WORLD WASTE, 1994,

apud NETO, 2005).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 32

Resíduos Misturados

15%

Papelão

Metais

Alvenaria

Madeira

46%

Gesso/Drywall

26%

Gráfico 1: Composição percentual de resíduos (RCC) em residências nos EUA.

Fonte: World Waste (1994)

No Brasil, a situação não é a mesma devido à diferença do sistema

construtivo. Estudos realizados na cidade de São Carlos mostram a composição dos

resíduos da construção civil no Brasil, conforme apresentado no gráfico 2.

Assim, pode-se notar que, no Brasil, os resíduos do gesso são em uma

quantidade bem menor do que nos Estados Unidos. Isso ocorre porque naquele

país, é utilizado o sistema drywall para a construção de paredes, enquanto que no

Brasil utiliza-se alvenaria de blocos cerâmicos, apesar de a construção com sistema

drywall ter aumentado significativamente nos últimos anos.

Cerâmica Polida

15%

Ferro

Plástico

Concret o

20%

Areia/Solo

10%

Fibrocimento

Gesso

Argamassa

Pedra

11%

Madeira

Vidro

Cerami ca

27%

Gráfico 2: Composição percentual de resíduos (RCC) no município de São Carlos.

Fonte: Neto (2005)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 33

Mesmo sendo em pequena quantidade, conforme pode ser visto nos gráficos

1 e 2, as perdas na construção são significativas. Segundo dados do Sindusgesso

(2006), são geradas 12.000 toneladas por ano de resíduos de gesso na Grande São

Paulo, o que resulta num custo para as prefeituras de R$ 2,5 milhões/ ano. Estima-

se que 5% do gesso acartonado é transformado em resíduos durante a construção.

Já o gesso aplicado como revestimento, diretamente sobre alvenaria, gera uma

quantidade maior de resíduos, em torno de 35%.

A disposição de gesso em aterros sanitários não é prática recomendada,

exceto quando enclausurado e sem contato com matéria orgânica e água, já que em

contato com umidade, condições anaeróbicas, com baixo pH e sob ação de

bactérias redutoras de sulfatos, condições presentes em muitos aterros sanitários e

lixões, pode formar gás sulfídrico (H

S), que é tóxico e inflamável. Segundo CIWMB

(2007) esta é a razão pela qual o produto tem sido banido de vários aterros

sanitários nos Estados Unidos. Principalmente quando se trata de gesso acartonado,

material que tem uma composição bem mais complexa do que o gesso comum.

Para o gesso acartonado, a parcela predominante é de gesso natural

hidratado (gipsita), papel (em torno de 4% a 12%), fibras de vidro, vermiculita,

argilas (até 8%), amido, potassa (KOH), agentes espumantes (sabões),

dispersantes, hidro-repelentes nas placas resistentes à água. Sabe-se que algumas

jazidas de vermiculita podem conter amianto e ainda metais pesados como o boro,

sendo este considerado o elemento mais preocupante devido à sua toxidade

(ADDISON, 1995; JOHN & CINCOTTO, 2003).

De acordo com as ações que foram geradas pela aprovação da resolução do

CONAMA nº 167, que estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a Gestão

dos Resíduos da Construção Civil, é necessário que o setor de gesso estabeleça

uma política de gestão adequada para os resíduos de gesso gerados na fabricação,

construção e demolição.

Um primeiro passo seria a redução na geração dos resíduos de gesso. A

grande parte desses resíduos vem principalmente da execução de revestimentos

com gesso, que chega a 45% do volume total desses resíduos (AGOPYAN et al,

1998), seguido da perda no uso de gesso acartonado (5%). Para reduzir a geração

no processo de revestimento, seria necessário aumentar o tempo útil das pastas de

gesso, propiciar um treinamento melhor à mão-de-obra e também melhorar a

qualidade da alvenaria que será revestida. Em relação às perdas no uso de gesso

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 34

acartonado e na fabricação de pré-moldados, o principal é melhorar a tecnologia do

produto, além da melhoria da qualidade da mão-de-obra (JOHN & CINCOTTO,

2003).

O desenvolvimento de técnicas de reciclagem que combinem desempenho

técnico com proteção ao meio ambiente é tarefa complexa e multidisciplinar. Do

ponto de vista da engenharia, ela exige a integração de conceitos como análise do

ciclo de vida, estudo da durabilidade em longo prazo, análise de risco de

contaminação ambiental por ensaios de lixiviação e aplicação de ciências a

materiais novos e de grande complexidade (JOHN, 2000).

As pesquisas de reciclagem de resíduos como materiais de construção têm

apresentado crescimento significativo. Desde 1991 a ISCOWA (The International

Society for the Environmental and Technical Implications of Construction with

Alternative Materials), promove conferências sobre a discussão da reciclagem de

resíduo no âmbito da construção civil.

Uma das contribuições ambientais mais importantes da reciclagem é a

preservação dos recursos naturais, que são substituídos por resíduos, aumentando

assim a vida útil das reservas naturais e reduzindo a destruição da paisagem, da

fauna e da flora (PHILIPPI, ROMÉRO & BRUNA, 2004).

A reciclagem também permite a geração de empregos e aumenta a

competitividade da economia (EPA, 1998), permite a redução do volume de aterros

e a redução dos custos de proteção ambiental (PHILIPPI, ROMERO & BRUNA,

2004).

John (2000) cita que “do ponto de vista da construção civil, a reciclagem ou o

uso de resíduos vai resultar no oferecimento de uma maior quantidade de produtos

alternativos para uma mesma função e, possivelmente, de soluções mais adequadas

para situações específicas, com ganhos de eficiência geral do processo”. Completa

afirmando que a reciclagem dos resíduos de construção e demolição é um desafio

importante a ser enfrentado.

São várias as aplicações possíveis da maioria dos resíduos, sendo importante

analisar principalmente o desempenho técnico, os impactos ambientais, a viabilidade

de mercado e os aspectos sociais.

A maioria dos trabalhos realizados até o ano de 2004 só considera o uso de

agregados reciclados graúdos em concretos para fins não estruturais, mesmo

sabendo que a fração de agregados miúdos, que é naturalmente produzida como

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 35

resíduo no processo de britagem, representa até 50% do montante produzido nas

usinas de reciclagem no Brasil (ANGULO, 2004; AGUIAR, 2004), merecendo

portanto estudos específicos.

A destinação mais comum para os agregados reciclados é o emprego em

sub-base de pavimentação, produção de blocos de vedação e bloquetes (MIRANDA,

2003 apud AGUIAR, 2004).

Do ponto de vista ambiental, a reciclagem deve proporcionar um menor

impacto ambiental, sendo esta análise realizada em termos de berço a berço. De

acordo com John (2000), a reciclagem ideal é aquela onde o resíduo é utilizado

como produto final ou matéria-prima sem qualquer beneficiamento e com mínima

distância de transporte.

É nesse contexto que surge o termo reciclabilidade, que é a garantia da

possibilidade de o novo produto não se converter, ao final da sua vida útil, em um

resíduo (DESIMONE & POPOFF, 1998 apud JOHN, 2000).

Do ponto de vista econômico, é importante que o novo produto possua

vantagem competitiva em relação aos produtos tradicionais, para que ele possa

obter sucesso no mercado. Essa vantagem competitiva é definida por Day &

Wensely (1989 apud JOHN, 2000) como sendo algo que reduza o custo do produto

com relação a um produto de mesmo desempenho ou que resulte em um produto de

desempenho mais elevado e menor relação custo/benefício. Essa realidade ainda é

distante no Brasil, considerando a abundância de matérias-primas naturais, a cultura

do extrativismo e as dificuldades que os órgãos de controle encontram para

fiscalizar, inclusive, ações predatórias.

Na fase de desenvolvimento do produto, a partir do resíduo selecionado, é

importante verificar o conceito da engenharia simultânea, segundo o qual são

analisados simultaneamente o desenvolvimento da tecnologia, o desempenho do

novo produto, aspectos relativos à manutenção, confiabilidade, marketing e aspectos

ambientais, sendo todos do berço ao túmulo (SWINK, 1998; JOHN, 2000).

A reciclagem, de forma geral, possui diversas vantagens, tais como a

preservação dos recursos naturais, geração de emprego e renda e a redução do

volume nos aterros, sendo estimado que para cada tonelada de lixo urbano

recolhido, são coletadas duas toneladas de entulho originado do setor de construção

civil (NETO, 2005).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 36

John & Cincotto (2003) citam, de uma forma genérica, como pode ser dividida

a reciclagem dos resíduos de gesso no Brasil:

a) Gestão dos resíduos;

b) Coleta dos resíduos;

c) Separação dos contaminantes;

d) Processamento;

e) Controle da qualidade;

f) Comercialização.

A gestão dos resíduos fundamenta-se principalmente na segregação do

resíduo no canteiro de obra, na demolição seletiva e na proteção dos resíduos

contra umidade. A reciclagem dos resíduos fica impossibilitada se não houver esta

primeira etapa bem executada.

Já a coleta dos resíduos só pode ser realizada se houver uma parceria com

transportadores capacitados para remoção dos mesmos do canteiro de obra e

posterior transporte a uma empresa de reciclagem.

A separação dos contaminantes é uma fase que ainda requer estudos. São

muitos os contaminantes do gesso, tais como pintura, metais, madeiras, adesivos,

plásticos, dentre outros. Deve-se ter cautela na escolha do processo de

descontaminação, pois uma separação manual dos contaminantes pode acarretar

danos aos trabalhadores.

A ausência de procedimentos adequados na gestão dos resíduos no canteiro

de obras ou na fase de demolição pode aumentar, significativamente, a quantidade

de contaminantes, dificultando ainda mais o processo de separação (JOHN &

CINCOTTO, 2003).

Posteriormente, é iniciado o processamento dos resíduos que varia de acordo

com a capacidade da empresa recicladora. Nesta fase, é de grande importância a

fase do controle da qualidade para garantir, ao consumidor, um padrão de qualidade

do produto reciclado compatível com o produto virgem e, também, facilitar a

comercialização do produto reciclado (GYPSUM, 2006).

Estudos mostraram que existem diversos procedimentos para reutilização e

reciclagem dos resíduos de gesso. Paparotte & Maciel (2006) realizaram um estudo

avaliando a sua utilização em solos agrícolas, de forma sustentável e sem

agressões ao meio ambiente. Os autores concluíram que esse resíduo pode ser

disposto em solos agrícolas como corretivo da acidez e portador de nutrientes como

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 37

cálcio, magnésio e potássio, desde que utilizado nas quantidades recomendadas.

Até a dosagem de dez toneladas por hectare não se constatou nenhuma ação

prejudicial no desenvolvimento vegetativo, permitindo a sua disposição em solos

agrícolas e culturas sensíveis como a alface.

Mundialmente, pode-se citar como exemplo a empresa européia denominada

“Gypsum Recycling International” que, com tecnologia e sistema diferenciados, faz a

reciclagem dos resíduos do gesso e comenta que esse processo de reciclagem tem-

se transformado em uma solução viável, sendo capaz de utilizar todos os tipos de

blocos de gesso e gesso acartonado (GYPSUM, 2006).

Assim, são aceitáveis os resíduos provenientes de reformas, demolições,

novas construções e sobras de produção das fábricas. Podem-se utilizar chapas de

gesso acartonado de paredes ou forros, chapas de gesso com partes quebradas, ou

pedaços de chapas; chapas com pregos, parafusos, ou mesmo com papel de

parede.

O sistema de reciclagem da “Gypsum Recycling International” contém todos

os componentes necessários para assegurar um bom rendimento no sistema de

reciclagem:

• Sistema Coletor: onde os resíduos do gesso são depositados e coletados

em containers especialmente desenvolvidos para essa atividade (Figuras

15 e 16);

• Sistema de Logística: os materiais são coletados e levados para os

armazéns centrais (Figuras 17 e 18);

• Unidade de Reciclagem: nesta etapa os materiais são transformados em

pó de gesso. Essa unidade pode ser móvel, compacta e fechada,

protegendo assim os resíduos do gesso das intempéries (Figuras 19 e 20);

• Clientes: os fabricantes de gesso em pó e gesso acartonado podem

utilizar esse pó de gesso reciclado (Figura 21) ao invés de gipsita.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 38

Figura 15: Container utilizado na

coleta dos resíduos.

Fonte: Gypsum (2006)

Figura 16: Ilustração da deposição

dos resíduos no container.

Fonte: Gypsum (2006)

Figura 17: Sistema utilizado para o

transporte dos resíduos.

Fonte: Gypsum (2006)

Figura 18: Chegada dos resíduos

coletados aos armazéns centrais.

Fonte: Gypsum (2006)

Figura 19: Unidade móvel de reciclagem.

Fonte: Gypsum (2006)

Figura 20: Quadro de controle da

unidade de reciclagem.

Fonte: Gypsum (2006)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 39

Figura 21: Armazenagem do pó de gesso reciclado.

Fonte: Gypsum (2006)

Para os fabricantes de gesso, vários benefícios foram encontrados com a

aplicação da reciclagem, principalmente diante da concepção do desenvolvimento

sustentável. Além disso, pode-se obter com a reciclagem uma fonte adicional estável

(de gesso de boa qualidade) e com preço, muitas vezes, abaixo do material virgem

(GYPSUM, 2006).

2.5 A utilização de polímeros como aditivos ao gesso

São considerados aditivos os produtos que em pequena porcentagem são

inseridos na composição final de um produto para modificar ou acrescentar alguma

propriedade. Eles podem ter a função de retardadores de pega, aceleradores de

pega, espessantes ou redutores de água, fluidificantes e impermeabilizantes

(MANUAL..., 2001).

No gesso, muitas vezes, são utilizados polímeros como aditivos. Como

exemplo, podem-se citar os derivados de silicone, os quais, incorporados na massa

de gesso, produzem determinada impermeabilidade (MANUAL..., 2001).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 40

Os polímeros, macromoléculas orgânicas formadas pela união de substâncias

simples, chamadas monômeros, podem ser de origem natural ou sintética. Os

polímeros naturais são conhecidos desde que o homem primitivo utilizou produtos

de origem animal ou vegetal, como madeira, fibras têxteis (lã), crinas, ossos, couros,

borracha natural e outros produtos da natureza (PADILHA, 1997).

Os polímeros constituem-se em moléculas de cadeia longa com grupos

repetitivos que apresentam ligações covalentes, geralmente muito fortes. O

carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, flúor e alguns elementos não metálicos

constituem os principais elementos dessa cadeia.

De acordo com Isaia (2007), as cadeias poliméricas se unem entre si por

ligações secundárias relativamente fracas, resultando em deslizamentos entre si

quando são aplicadas forças externas, conferindo-lhes resistências mecânicas

baixas.

O termo “polímero” foi criado em 1832 por Jöns Jacob Berzelius, médico e

químico sueco, para designar compostos de pesos moleculares múltiplos. Ele

estudou mais de 2.000 compostos químicos.

Em 1907, Leo Hendrik Baekeland, químico belgo-americano, descobriu o

primeiro polímero sintético, obtido pela mistura sob pressão e temperatura

controladas, aplicadas ao fenol e formaldeído, encontrando uma substância

moldável a que denominou de baquelite (ISAIA, 2007).

Ainda de acordo com esse autor, em 1950 foi dado o grande salto no estudo

dos polímeros, com os trabalhos de Ziegler sobre o uso de catalisadores, que

possibilitaram a produção de polímeros com propriedades pré-determinadas,

iniciando a era da Engenharia Polimérica.

Como vantagens, os polímeros apresentam seu baixo custo, baixa densidade

e facilidade de conformação em formas complexas. Por outro lado, sua resistência

mecânica é relativamente baixa, são de difícil reparação e, em geral, possuem baixa

resistência aos raios UV.

Em contraste com as substâncias químicas comuns, os polímeros não são

produtos homogêneos; contêm mistura de moléculas, de variados pesos

moleculares, apresentando o que se chama de polimolecularidade. Já os

monômeros são compostos químicos que reagem para formar os polímeros.

A reação química que conduz a formação de polímeros é definida como

polimerização. Já o grau de polimerização é o número de meros de uma cadeia

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 41

polimérica. Quando há mais de um tipo de mero na composição do polímero, este é

designado por copolímero, e os monômeros que lhe dão origem comonômeros. Em

reação de polimerização, o encadeamento das unidades monoméricas pode ser

realizado na forma regular, cabeça-cauda, ou na forma cabeça-cabeça, cauda-

cauda, ou mista (MARCZAK, 2004).

Alguns aditivos são classificados em controladores de pega e interferem na

velocidade da reação de hidratação, acelerando-a ou retardando-a, interferindo

também no tempo de pega da pasta.

Hincapie & Cincotto (1997) realizaram um estudo para avaliar a influência dos

retardadores de pega na hidratação e microestrutura do gesso de construção. Para

o estudo, utilizaram bórax, caseína, gelatina e ácido cítrico. Foi observado que em

presença do ácido cítrico e caseína não ocorre uma mudança significativa dos

cristais de gipsita; já com a adição de bórax, os cristais apresentam-se com forma

irregular e hexagonal. Com a adição de gelatina, os cristais que se formam têm

maior espessura, são arredondados e de menor tamanho que os cristais de gipsita

formados quando não é adicionado o retardador. Nesse trabalho não foram

verificadas as propriedades físicas como absorção e resistência à compressão.

De acordo com Padilha (1997), os maiores produtores mundiais de polímeros

são: Estados Unidos (29%), Japão (12%), Alemanha (10%), Ex-URSS (6%) e França

(5%).

No gesso, os aceleradores aumentam a solubilidade do hemidrato acelerando

o processo de hidratação. Já os retardadores, como por exemplo, o bórax e o ácido

cítrico, podem ampliar o período de indução causando o deslocamento da curva de

hidratação, ou outros como a caseína e a gelatina, podem interferir na cinética da

formação da microestrutura do dihidrato (HINCAPIÉ & CINCOTTO 1997).

Li, Li, Yu (2006) citam que a pintura de placas de gesso com aditivos

orgânicos impermeabilizantes promoveu, em seus estudos, apenas um efeito

temporário, não resolvendo o problema de absorção de água pelo gesso. Assim,

optou-se por trabalhar, nesse estudo, somente com os produtos que pudessem ser

adicionados na água de amassamento do gesso.

No presente trabalho, foram utilizados quatro aditivos comerciais, o Masterfix,

o Imperwall, o Glenium 3200 HES e o Silicone.

O Masterfix é um produto comercial da Basf – The Chemical Company. Trata-

se de um adesivo polimérico líquido, à base de resina sintética, que tem como

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 42

função principal auxiliar na adesão do concreto ou argamassa ao substrato. Ele deve

ser misturado junto com a água de amassamento.

No estado fresco, melhora a trabalhabilidade da pasta e aumenta a

adesividade de argamassas. Já no estado endurecido, proporciona boa aderência

sobre diversos substratos, diminui o risco de fissuração e evita a retração (BASF,

2007). A tabela 10 apresenta as características técnicas desse produto.

Tabela 10: Dados técnicos do produto Masterfix.

Função principal Auxiliar na adesão

Base química Resina sintética

Aspecto Líquida

pH 4 a 6

Cor Branca

Densidade 0,980 g/cm³ a 1,020 g/cm³

Sólidos 9% a 11%

Fonte: Basf (2007)

O produto Imperwall da Degussa é um composto químico denominado

acetado de polivinila (PVA) e possui características plastificantes e antiumidificantes.

O acetato de polivinila (PVA) é um polímero termoplástico que pertence à classe dos

polivinil ésteres e é preparado através da polimerização do acetato de vinila. Uma de

suas principais características é a adesividade (ISAIA, 2007).

Os polímeros termoplásticos, ao serem aquecidos, sofrem amolecimento e,

ao resfriarem, retomam a sua rigidez inicial. Eles possuem ligações químicas

intermoleculares fracas, tipo Van der Waals, de maneira que podem ser facilmente

rompidas com a introdução de energia (ISAIA, 2007).

A água é um dissolvente ideal para o PVA, cuja solução tem boa qualidade de

adesão e coagulação em película, porém indissolúvel em muitos dissolventes

orgânicos tais como óleos, lubrificantes e hidrocarbonetos. Ele possui excelente

estabilidade química, boa qualidade de isolamento e coagulação em película e de

poliálcool, podendo realizar reações de esterificação, eterificação e acetal (BASF,

2007).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 43

Na construção civil, o Imperwall possui algumas propriedades específicas tais

como, fácil aplicação, endurecimento de suportes porosos e absorventes antes da

colocação de revestimentos cerâmicos ou outros, proteção antiumidificante para

fachadas, piscinas e áreas sujeitas à exposição de água e proteção dos suportes

absorventes de umidade além do endurecimento superficial, proporcionando uma

melhor capacidade portante e aderência da argamassa colante (BASF, 2007)

Seu campo de aplicação inclui imprimação para suportes de concreto celular,

gesso, rebocos com alta permeabilidade, antes da aplicação do revestimento; além

da imprimação antiumidade e endurecedor para gesso acartonado, concreto celular,

concreto asfalto, emboço e argamassa de revestimento (BASF, 2007).

O silicone utilizado neste trabalho, disponibilizado pela empresa Supergesso,

de Araripina, Pernambuco, é fabricado pela Bluestar Silicones France SAS e é

denominado comercialmente por essa empresa de Rhodorsil H68.

O silicone é um polímero químico que foi descoberto em 1900 por Frederic

Stanley Kipping (SICHIERI et al, 2005). Possui uma cadeia básica formada de

átomos alternados de silício e oxigênio, de modo análogo ao dos compostos

orgânicos. Por serem desprovidos de átomos de carbono em sua cadeia principal,

esses polímeros não são considerados orgânicos, embora o sejam os radicais mais

importantes ligados ao átomo de silício. São eles o grupo metila (-CH

) nos metil-

silicones e o fenila (-C

) nos fenil-silicones (OBRA..., 2007).

O silicone (nome comercial do polidimetil-siloxano) é obtido pela hidrólise dos

clorosilados, seguida da condensação do produto instável assim obtido. Esse

polímero apresenta excelente resistência química e suas principais propriedades

são: boa resistência elétrica, antiaderência, resistência ao intemperismo, baixa

tensão superficial e elevada recuperação elástica. Além disso, tem excelente

estabilidade térmica em temperaturas entre (-70

C a 20

C) e apresentam boa

resistência à oxidação. São bons repelentes de água (sua taxa de absorção de água

é de 0,02%) e proporcionam isolamento térmico. E geralmente é utilizado como

selante. Na construção civil, a aplicação principal está relacionada à proteção contra

umidade em paredes de alvenaria e concreto (ROCHA, 1990 apud SICHIERI et al,

2005; ISAIA, 2007).

A tabela 11 apresenta algumas propriedades físico-químicas do silicone

(CALLISTER JR., 2002; BLUESTAR SILICONES FRANCE SAS, 2008).

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 44

Tabela 11: Propriedades físico-químicas do silicone.

Propriedades Silicone

Massa específica (g/cm³) 1,1 – 1,6

Coeficiente linear de expansão

térmica [10

-6

(

-1

]

270

Condutividade térmica

(kcal/m².h.

0,19

Perda por secagem (%) 1,4 (limite de 2)

Acidez (mg/kg) Menor que 1 (limite de 5)

Viscosidade em 25ºC (mm²/s) 20 – 25

Quantidade de água (%) 0,0120 (limite de 0,0200)

Fonte: Callister Jr., 2002; Bluestar Silicones France SAS, 2008

O Glenium 3200 HES, baseado na tecnologia dos policarboxilatos, é um

produto comercial da Basf – The Chemical Company e também foi utilizado como

aditivo neste trabalho. Atualmente é conhecido como aditivo superplastificante de 4ª

geração e é utilizado na indústria de pré-moldados em concreto. Como benefícios ao

concreto, reduz a permeabilidade (de 5% a 40%), aumenta as resistências iniciais e

finais, entre outros. A dosagem indicada pode variar entre 0,25% a 1,20% sobre

peso de cimento (BASF, 2007). Os principais dados técnicos podem ser vistos na

tabela 12.

Tabela 12: Dados técnicos do produto Glenium 3200 HES.

Função principal Superplastificante

Base química Policarboxilatos

Aspecto Líquido viscoso

Cor Castanho escuro

Densidade 1,040 g/cm³ a 1,080 g/cm³

Sólidos 31% a 39%

Fonte: Basf (2007)

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 45

Para a análise dos custos das misturas de gesso confeccionadas, foram

levantados, no mês de março de 2008, junto aos fornecedores relacionados a cada

material para a região de Bauru, estado de São Paulo, os valores dos insumos já

com impostos e custos de transporte incluídos, conforme apresentado na tabela 13.

Tabela 13: Custos dos materiais utilizados na pesquisa.

MATERIAL PREÇO

Gesso Beta R$ 0,30/kg

Gesso Alfa R$ 1,30/kg

Masterfix R$ 6,10/kg

Imperwall R$ 10,00/kg

Silicone (Rhodorsil H68) R$ 29,00/kg

Glenium 3200 HES R$ 22,83/kg

3 MATERIAIS E MÉTODOS 46

3 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste estudo experimental, o objetivo foi analisar a influência dos gessos,

denominados na literatura de tipo alfa (α) e beta (β), na pasta, assim como a relação

água/gesso e a adição de polímeros e, conseqüentemente, nos componentes

produzidos com o material obtido. Vale lembrar que, devido ao processo de

fabricação mais elaborado, o custo do gesso alfa é maior que o custo do gesso beta.

Assim, o uso do mesmo deve ser em quantidade que apresente custo final

competitivo e atraente ao consumidor.

Uma das prioridades deste trabalho é reduzir a relação água/gesso da

mistura, para que assim os componentes construtivos produzidos tenham

porosidade menor e, conseqüentemente, se tornem mais impermeáveis, garantia de

melhor desempenho e durabilidade. Outra prioridade é definir o mini-slump, ou seja,

determinar a fluidez da pasta, que caracterizará as condições de boa

trabalhabilidade da mistura. Para isso, a pasta deve fluir de tal forma que se possa

moldar, adequadamente, a peça de gesso a ser produzida.

Também os tempos de início e fim de pega são fundamentais para o

processo, uma vez que caracterizam tanto o tempo que se tem disponível para

mistura, lançamento e adensamento quando no estado fresco, quanto o tempo de

desforma. Caso o tempo de início de pega e o tempo de fim de pega não sejam

compatíveis com o processo de produção, tem-se aumento do volume de resíduos e,

como conseqüência, do desperdício.

As normas técnicas pertinentes para a determinação das propriedades físicas

e mecânicas, no estado fresco e do estado endurecido, estão descritas nos itens

correspondentes aos ensaios realizados.

3.1 Materiais utilizados

Para a seleção dos materiais utilizados nos experimentos deste trabalho,

procurou-se utilizar o critério de selecionar produtos comerciais, presentes no

3 MATERIAIS E MÉTODOS 47

mercado brasileiro, e com características compatíveis com o objetivo proposto pelo

trabalho.

3.1.1 Gesso tipo alfa (α)

Neste projeto, devido à maior resistência encontrada no hemidratos α,

disponibilizados pela empresa Supergesso, situada na cidade de Araripina, em

Pernambuco, foi utilizada certa porcentagem desse tipo de gesso, para verificar se

ele provoca uma melhoria no desempenho da pasta.

A porcentagem adicionada à mistura restringiu-se a 5% e 10%. A

porcentagem máxima de 10% deve-se ao custo do gesso alfa, em torno de cinco

vezes o preço do gesso beta, o que poderia resultar em custos finais que

inviabilizariam a fabricação dos componentes de gesso.

3.1.2 Gesso tipo beta (β)

O gesso beta (β) divide-se em gesso de fundição e gesso para revestimento.

Neste trabalho, foi utilizado o gesso de fundição, disponibilizado também pela

empresa Supergesso, devido a um dos objetivos, deste estudo, que consiste na

confecção de painéis modulares. Neste trabalho não será analisado gesso para

revestimento.

3.1.3 Masterfix

Devido ao seu baixo custo e pelo seu bom desempenho como adesivo

polimérico em argamassas e concretos, utilizou-se este aditivo para verificar a sua

atuação na melhoria da trabalhabilidade das pastas de gesso e na redução da

3 MATERIAIS E MÉTODOS 48

absorção de água. Esse produto foi disponibilizado gratuitamente pela BASF

Construction Chemicals do Brasil.

3.1.4 Imperwall

Por possuir características plastificantes e antiumidificantes, e por ser

utilizada na imprimação antiumidade e como endurecedor em gesso acartonado,

empregou-se esse polímero com o objetivo de avaliar sua influência no gesso, tanto

no estado fresco quanto no estado endurecido. Esse produto foi disponibilizado

gratuitamente pela Degussa.

3.1.5 Silicone

A justificativa para o uso desse polímero é a sua baixa taxa de absorção de

água, conforme visto na literatura. Para o presente trabalho, o silicone, fabricado

pela empresa Bluestar Silicones France SAS, foi disponibilizado pela empresa

Supergesso.

3.1.6 Glenium 3200 HES

Os aditivos superplastificantes, tidos como de 4ª geração, quando

adicionados na produção do concreto contribuem para a redução da permeabilidade

(de 5% a 40%) e o aumento das resistências nas idades iniciais e finais. O material

foi utilizado nas misturas com o gesso, objetivando avaliar se essas características

são potencializadas. Esse produto foi disponibilizado gratuitamente pela BASF

Construction Chemicals do Brasil.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 49

3.1.7 Água de amassamento

A água de amassamento é um dos fatores que influenciam no tempo de pega

ou de presa do gesso, além de influenciar no endurecimento e, conseqüentemente,

na resistência e porosidade. Isso ocorre porque a solução leva mais tempo para ficar

saturada e assim a cristalização se faz mais tarde, de acordo com o Manual...

(2001). Neste trabalho, foi utilizada água proveniente da rede pública de distribuição.

Segundo Coutinho (2006), o tempo de pega (ou presa) é mais rápido quanto

mais se reduzir a quantidade de água, aproximando-a da necessária à hidratação de

certa quantidade de gesso, que para o composto CaSO

.0,5.H

O é cerca de 25%,

em massa. A água para a reidratação é muito inferior à necessária para o

amassamento; o excedente de água utilizada na mistura se evapora aos poucos

durante o tempo de pega e a secagem, deixando uma microestrutura porosa no

hidrato (MANUAL..., 2001).

3.2 Métodos de ensaio

3.2.1 Ensaios preliminares

Inicialmente foi tomada uma relação água/gesso (a/g) de 0,62 kg/kg para a

preparação dos corpos-de-prova utilizando somente gesso β. Entretanto, ao colocar

100 gramas de gesso com 62 gramas de água, notou-se que a quantidade de água

não era suficiente para proporcionar a trabalhabilidade desejada à pasta, avaliada

através de uma inspeção visual. Os ensaios preliminares visaram a definir relação

a/g capaz de conferir às misturas valores de consistências compatíveis com as

condições de trabalhabilidade adequada, não só para se moldar os corpos-de-prova

para realização dos ensaios físicos e mecânicos do material gesso propriamente

dito, mas principalmente para serem adequadas para a produção de componentes –

placas e blocos para alvenaria, divisórias e placas de piso elevado. A partir daí foram

realizados os ensaios, conforme as etapas descritas no decorrer deste trabalho.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 50

Os traços produzidos foram identificados por letras e números. As letras

diferem de acordo com a variação da quantidade de gesso α, relação água/gesso, e

adição ou não de polímeros. Já os números estão presentes nos traços aditivados e

diferenciam a porcentagem de aditivos que está sendo utilizada em cada mistura,

que pode ser em relação à massa de gesso ou em relação à massa de água

empregada em cada dosagem.

Foram confeccionadas composições que possibilitaram a moldagem de

corpos-de-prova brancos de análise para todas as condições de mistura. Estes CP´s

permitem comparar a influência das adições nas propriedades, tanto no estado

fresco quanto no estado endurecido.

Para cada traço produzido, foram realizados ensaios preliminares visando a

obter a trabalhabilidade adequada para as condições de uso desejadas.

Etapa: Variação da relação água/gesso.

Inicialmente, utilizou-se somente gesso tipo β, variando a relação água/gesso,

para se verificar a fluidez dessas misturas, visando a determinar a plasticidade que

resultasse em uma boa fluidez e, conseqüentemente, em trabalhabilidade adequada.

TRAÇO A – a/g 0,68 kg/kg

TRAÇO B – a/g 0,70 kg/kg

TRAÇO C – a/g 0,72 kg/kg

Etapa: Adição de gesso α e variação da sua quantidade.

A partir dos resultados obtidos com o gesso β, foi adicionado à mistura gesso

α, para estudar a influência do mesmo na composição. Em relação à massa de

gesso, foram adicionados 0%, 5% e 10% de gesso α na mistura, para se analisar a

plasticidade das pastas. O elevado custo desse material não favorece a adição de

maior quantidade, o que poderia implicar numa não-viabilidade econômica do

produto final.

TRAÇO D – 95% gesso β : 5% gesso α : a/g 0,70

TRAÇO L – 95% gesso β : 5% gesso α : a/g 0,60

TRAÇO M – 100% gesso β : 0% gesso α : a/g 0,60

3 MATERIAIS E MÉTODOS 51

TRAÇO N – 90% gesso β : 10% gesso α : a/g 0,60

TRAÇO O – 90% gesso β : 10% gesso α : a/g 0,70

Etapa: Adição de Masterfix e variação da sua quantidade.

Após a verificação da influência da adição do gesso tipo α na pasta,

observou-se que a adição de 5% do gesso α é a que melhor atendeu às propostas

de uso. Assim, a estas composições, adicionou-se o Masterfix. A quantidade do

polímero adicionada relaciona-se à quantidade de água de amassamento necessária

para casa dosagem.

TRAÇO E

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 5% Masterfix

TRAÇO E

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 30% Masterfix

TRAÇO E

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 50% Masterfix

TRAÇO I

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,60 : 40% Masterfix

Etapa: Adição de Imperwall e variação da sua quantidade.

Com a mesma metodologia utilizada para o Masterfix, foi utilizada o Imperwall

para a realização dos ensaios. A quantidade adicionada deste polímero, assim como

para o Masterfix, relaciona-se à quantidade de água de cada traço.

TRAÇO F

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 5% Imperwall

TRAÇO F

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 10% Imperwall

TRAÇO F

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 30% Imperwall

TRAÇO F

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,70 : 50% Imperwall

TRAÇO G

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,60 : 40%Imperwall

TRAÇO G

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,60 : 60%Imperwall

TRAÇO G

– 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,60 : 70%Imperwall

TRAÇO H

– 100% gesso ß : 0% gesso α : a/g 0,60 : 40%Imperwall

TRAÇO Q – 95% gesso ß : 5% gesso α : a/g 0,50 : 70%Imperwall

3 MATERIAIS E MÉTODOS 52

Etapa: Adição combinada de silicone e Glenium 3200 HES.

O Glenium 3200 HES é um aditivo superplastificante para concreto,

considerado de 4ª geração, em função de seu desempenho nas misturas. O uso

desses aditivos no concreto possibilita a redução na relação água/cimento em torno

de até 40%, com conseqüente aumento da resistência mecânica e da

impermeabilidade. Mesmo considerando que o custo desse produto é maior em

relação aos demais materiais empregados, optou-se pelo seu emprego associado ao

silicone, para estudar os efeitos dos mesmos nas propriedades do gesso. A

porcentagem de Glenium foi fixada em 0,60%, optou-se por adicionar também o

silicone, devido ao seu bom desempenho em relação à absorção de água, conforme

visto na literatura. A quantidade de água foi sendo reduzida ao mínimo possível de

se trabalhar, até alcançar a dosagem presente no traço T

. A porcentagem

adicionada de Glenium e silicone relacionam-se à massa de gesso.

TRAÇO T

– 100% gesso ß : 0% gesso α : a/g 0,50 : 0,60% Glenium: 0,60%

silicone

A tabela 14 apresenta um resumo dos traços empregados, com a composição

de cada um deles.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 53

Tabela 14: Descrição dos traços utilizados.

Quantidade de

Gesso (%)

Relação

água/gesso

Aditivo utilizado

TRAÇO

Tipo β Tipo α (kg/kg) Tipo

Quantidade

em relação

à massa de

água (%)

Quantidade

em relação

à massa de

gesso (%)

A 100 0 0,68 - - -

B 100 0 0,70 - - -

C 100 0 0,72 - - -

D 95 5 0,70 - - -

95 5 0,70 Masterfix 5 -

95 5 0,70 Masterfix 30 -

95 5 0,70 Masterfix 50 -

95 5 0,70 Imperwall 5 -

95 5 0,70 Imperwall 10 -

95 5 0,70 Imperwall 30 -

95 5 0,70 Imperwall 50 -

95 5 0,60 Imperwall 40 -

95 5 0,60 Imperwall 60 -

95 5 0,60 Imperwall 70 -

100 0 0,60 Imperwall 40 -

95 5 0,60 Masterfix 40 -

L 95 5 0,60 - - -

M 100 0 0,60 - - -

N 90 10 0,60 - - -

O 90 10 0,70 - - -

P 100 0 0,70 Silicone - 0.60

Q 95 5 0,50 Imperwall 70 -

100 0 0,50 Silicone

Glenium

0.60

3 MATERIAIS E MÉTODOS 54

3.2.2 Análise granulométrica

A granulometria do gesso foi determinada de acordo com as prescrições da

ABNT NBR 12127 (1991).

De acordo com o método de ensaio, a amostra foi preparada, passando-a

através da peneira com abertura de 2,0mm e deixando-a secar em estufa em

temperatura de (40 ± 4)

C até massa constante, esfriando-a em seguida em

dessecador.

Toma-se (100 ± 1)g da massa inicial para passar pela peneira com abertura

de 0,840mm e, posteriormente, pela peneira de 0,420mm, conforme descrito no

método de ensaio. Desse material passante, toma-se 50g para passar pela peneira

de 0,210mm e, depois, pela peneira de 0,105mm, registrando, para cada peneira, a

média aritmética percentual retida dos valores em duas determinações.

Os resultados de duas determinações não devem diferir de mais de 5% em

relação à média aritmética, ou quando os resíduos forem menores que 2g, a

diferença não deve ser maior que 0,1g, conforme ABNT NBR 12127 (1991).

Assim, deve-se calcular o material retido em cada peneira, utilizando a

equação (4), para as peneiras de 0,840mm e de 0,420mm:

100×=

(4)

Onde:

R = material retido, em porcentagem;

m = resíduo na peneira, em gramas;

M = massa inicial, em gramas.

Para as peneiras com abertura de 0,210mm, 0,105mm e para o fundo,

utilizam-se as equações (5) e (6):

100

××= D

(5)

3 MATERIAIS E MÉTODOS 55

Onde:

R = material retido, em porcentagem;

m = resíduo na peneira, em gramas;

= massa total do material retido no jogo de peneiras (0,210mm, 0,105mm e

fundo), em gramas;

D = diferença obtida entre a massa inicial (M) e os resíduos das peneiras (0,840mm

e 0,420mm) dividido por 100, segundo a equação a seguir.

100

)(

mmM

−

(6)

Onde:

= resíduo da peneira de 0,840mm;

= resíduo da peneira de 0,420mm.

Assim, pode-se calcular também o módulo de finura (MF), utilizando a

equação 7:

100

∑

(7)

Onde:

MF = módulo de finura

∑Ra= somatório do percentual retido acumulado em cada peneira da série padrão.

3.2.3 Mini-slump

O ensaio de mini-slump é realizado para se verificar a fluidez/plasticidade da

mistura, sendo uma propriedade que normalmente se mede pela consistência da

pasta e que determina as condições de trabalhabilidade.

Petrucci (1983) resume o termo trabalhabilidade como sendo a propriedade

que identifica a maior ou menor aptidão da pasta para ser empregada com

3 MATERIAIS E MÉTODOS 56

determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade. Já o termo consistência,

o autor reserva para o grau de umidade da pasta, intimamente relacionado com o

grau de plasticidade da mesma, isto é, maior ou menor facilidade de deformar-se

sob a ação das cargas.

O mesmo autor ainda cita que, de acordo com estudos efetuados em Madrid,

a trabalhabilidade compreende três propriedades fundamentais: a consistência (ou

fluidez), a compacidade e o travamento (coesão).

A consistência é em função da quantidade de água; a compacidade varia com

os vazios de cada um dos tamanhos de grãos dos agregados e com a existência de

grãos menores para preenchê-los; e o travamento é em função da quantidade de

finos e da continuidade da curva de distribuição granulométrica dos diâmetros de

grãos.

Assim, enquanto a consistência representa a facilidade de deformação, e a

compacidade é a propriedade que torna possível à pasta alcançar o adensamento

necessário, tem-se que o travamento representa a capacidade da pasta de manter

sua homogeneidade (PETRUCCI, 1983).

Para o gesso, a quantidade de água necessária para que a pasta adquira a

consistência desejada é condicionada pelo tipo de produto e pela sua granulometria

(MANUAL..., 2001).

Em função das etapas de preparação da mistura, transporte, lançamento e

adensamento, haverá um índice de consistência que confere à mistura as melhores

condições de trabalhabilidade. Para outras condições, ou mesmo com alteração em

uma das fases, o índice de consistência que confere boas condições de

trabalhabilidade pode ser outro. A fluidez da mistura é determinante para o processo

de lançamento e adensamento. Quanto menor a fluidez, maiores serão as

dificuldades de lançamento e de adensamento; quanto maior a fluidez, maiores

poderão ser as facilidades de lançamento e adensamento.

A princípio, maior fluidez representa necessidade de relação água/gesso mais

elevada, implicando em menor resistência à compressão, maior absorção, menor

resistência a intempéries e menor durabilidade. Portanto, é importante obter maior

fluidez com uma redução da relação água/gesso, uma vez que se potencializam as

propriedades da mistura, conferindo, inclusive, novas possibilidades de uso.

Para a determinação do abatimento das misturas com gesso, empregou-se,

neste trabalho, o ensaio de mini-slump, em função da praticidade de sua execução.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 57

A metodologia do ensaio foi estabelecida considerando os resultados obtidos em

determinações preliminares do índice de consistência.

O mini-slump é verificado pelo abatimento (deformação) causado na pasta de

gesso, após a mistura, pelo seu próprio peso. Consiste em uma forma tronco-cônica

com diâmetro superior de 2cm e diâmetro inferior de 4cm, com altura de 6cm, que é

disposta sobre uma placa de vidro que serve de base. Para maior facilidade de

determinação do abatimento, posicionou-se sob a placa de vidro uma folha de papel

milimetrado, indicando o centro, onde deve ser colocado o tronco de cone, no qual é

colocada a pasta de gesso. Logo após a moldagem, retira-se lentamente a forma

com o cuidado de mantê-la na posição vertical. A seguir, através do papel

milimetrado, verifica-se o espalhamento da pasta em relação ao centro, medindo-se

o diâmetro da base em duas direções perpendiculares. O índice de consistência da

mistura é dado pela média (em cm) obtida das duas leituras (Figuras 22 e 23).

Para realizar esse ensaio, tomou-se uma amostra com 50 gramas de gesso

para cada traço, quantidade esta suficiente para preencher o cone.

A homogeneização do gesso com a água deu-se por um tempo de até os 40

segundos, e a retirada da forma tronco-cônica se deu em 1 minuto (valores e

condições estabelecidas em laboratório, adaptadas ao gesso, considerando a

inexistência de normas pertinentes), para que todas as misturas estejam com o

mesmo tempo de reação.

Para cada traço foram realizados dois ensaios de mini-slump, obtendo assim,

a média aritmética das duas determinações.

Figura 22: Ensaio de mini-slump com a pasta

, de baixa fluidez.

Figura 23: Ensaio de mini-slump com a

pasta I

, de fluidez elevada.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 58

3.2.4 Tempos de início e fim de pega

A pega (ou presa) é um fenômeno de solidificação que compreende a

evolução das propriedades mecânicas da pasta na fase inicial de seu

endurecimento. É um processo fundamentalmente físico decorrente do processo

químico das reações e que representa uma etapa importante para a utilização do

gesso (SANTOS, VASCONCELOS & PINTO, 1997 apud ABREU et al, 2003).

Quando o gesso é misturado à água, forma-se um gel intermediário a partir do

qual se desenvolvem os cristais de gipsita. A pega é considerada a coagulação

desse gel. Essa reação é acompanhada por uma elevação de temperatura

(SANTOS, VASCONCELOS & PINTO, 1997 apud ABREU et al, 2003) e por uma

expansão de volume. Em geral, a expansão é maior na medida em que a velocidade

de hidratação é mais lenta (MANUAL..., 2001).

Coutinho (2006) cita que essa reação é fortemente exotérmica e expansiva,

formando-se uma fina malha de cristais em forma de longas agulhas que se

interpenetram dando coesão ao conjunto. A autora completa essa informação

comentando que, depois da presa, o gesso continua a endurecer em um processo

que pode durar semanas, dependendo também da finura, da presença de

impurezas, da presença de retardadores de presa e da água de amassamento.

Neste trabalho, para acompanhar a evolução do processo de endurecimento, os

ensaios de resistência à compressão foram realizados em diversas idades.

No processo físico de mudança de estado, parte-se da pasta em estado

líquido, incapaz de resistir a esforços constantes, para ir progressivamente

aumentando a viscosidade, passando por um período plástico onde há uma certa

resistência. Aos poucos, a dureza superficial e a resistência vão aumentando até

que, convencionalmente, o produto é capaz de resistir a uma pressão exercida por

um dedo (5kg/cm²) sem deixar fenda, momento no qual se considera que a pasta

passa para o estado sólido (MANUAL..., 2001). Partindo desse ponto de vista,

denomina-se como tempo de início de pega o ganho de viscosidade; e tempo de

final de pega o endurecimento, onde a pasta passa a ter mais consistência.

(HINCAPIÉ & CINCOTTO, 1997).

3 MATERIAIS E MÉTODOS 59

Portanto, tempo de início de pega e tempo de fim de pega constituem etapas

artificialmente definidas como sendo um tempo em que a pasta se torna imprópria a

um trabalho; ambos indicam a fase inicial do processo de endurecimento.

Em geral, para o gesso de construção, o amassamento é feito com uma

quantidade de água de cerca de 0.60 a 0.75, verificando-se o princípio de presa

entre 2 a 6 minutos e o fim de presa de 15 a 30 minutos (DURIEZ, 1952 apud

COUTINHO, 2006).

Coutinho (2006) ainda cita que é possível retardar o tempo de pega sem

aumentar a quantidade de água, utilizando um retardador de pega, que pode ser

gelatina, cola forte, cal hidratada ou água quente e, portanto, aumentar sua

resistência e diminuir a porosidade.

Utilizou-se a normatização da ADA (American Dental Association), utilizando

as agulhas de Gillmore (Figura 24) para medir o tempo de pega das pastas de

gesso.

E, para o projeto em questão, constatou-se como compatível com as

propostas de uso um tempo de início de pega acima de 25 minutos, considerando o

tempo de mistura, transporte, lançamento e adensamento na confecção de artefatos

para a construção civil.

Figura 24: Agulhas de Gillmore.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 60

3.2.5 Determinação da massa em relação à idade do corpo-de-prova

Foram moldados corpos-de-prova cilíndricos, com 2cm de diâmetro por 4cm

de altura, para se verificar a variação da massa com a idade e para cada de traço

desenvolvido. Assim, pôde-se notar até em que idade o gesso sofre alterações em

sua massa, ou seja, perde água de amassamento.

A massa foi obtida com 0, 7, 14, 21, 28 e 35 dias de idade. Em alguns traços,

foi obtida a massa aos 5 dias e, só como ilustração, aos 42 dias de idade.

3.2.6 Absorção por imersão

O ensaio de absorção por imersão foi efetuado tomando-se como base as

especificações da ABNT NBR 9778 (1987) para argamassa e concreto endurecidos,

realizando-se as adaptações pertinentes, considerando as especificidades da

matéria-prima, pois a realização desse ensaio com gesso ainda não foi contemplada

pela ABNT.

Foram ensaiados de três a cinco corpos-de-prova cilíndricos com 5cm de

diâmetro por 10cm de altura, para cada tipo de composição e com idade acima de

50 dias, com exceção do traço G

, no qual só foram ensaiados 2 CP’s.

Inicialmente, as amostras são colocadas em estufa para secagem (Figura 25)

em temperatura de (55

± 2)

C, apesar de a norma estabelecer a temperatura de (105

± 5)

C para argamassa e concreto. Isso foi estabelecido para que não ocorresse

perda acelerada de água, pois esse fato poderia favorecer o aparecimento como a

propagação de fissuras implicando em prejuízo para a sua impermeabilidade. O

tempo de secagem em estufa foi de 72 horas, sendo confirmada por variação de

massa menor que 0,5% da menor massa, entre duas pesagens consecutivas,

intervaladas em 24 horas.

Completada a secagem, as amostras foram colocadas em imersão em água,

na temperatura de (23 ± 2)

C durante 72 horas.

Durante as 4 primeiras horas, ⅓ do volume das amostras ficou imerso

(Figuras 26 e 27). Após essas horas iniciais, as amostras foram pesadas imersas

3 MATERIAIS E MÉTODOS 61

em água (massa da amostra mergulhada em água) e posteriormente enxugadas e

pesadas em uma balança digital com sensibilidade de 0,01g (massa da amostra com

superfície seca). Realizadas as leituras, os CP’s foram novamente colocados em

recipiente com água, porém agora com ⅔ do seu volume imerso, mantendo-se

assim por mais 4 horas, conforme ilustrado na figura 28. Após esse período, as

massas foram novamente avaliadas. As amostras retornaram ao recipiente com

água e permaneceram completamente imersas durante as 64 horas restantes, sendo

efetuadas as leituras das massas, tanto imersa quanto com superfícies secas,

decorridos os tempos de 24, 48 e 72 horas de saturação.

Figura 25: Amostras em estufa para

secagem.

Figura 26: Recipiente para imersão,

completa ou parcial, dos corpos-de-prova

em água.

Figura 27: Corpos-de-prova com ⅓ do seu

volume imerso.

Figura 28: Recipiente com os corpos-de-

prova com ⅔ do seu volume imerso.

Terminado o processo de saturação, as amostras foram colocadas em um

recipiente cheio d’água, progressivamente levado à ebulição, e mantidas sob a ação

3 MATERIAIS E MÉTODOS 62

da água fervente por um período de 5 horas (Figuras 29 e 30). A seguir a água foi

resfriada naturalmente, por mais de 14 horas, conforme estabelecido na norma. As

amostras foram enxugadas e pesadas com a superfície seca e na balança

hidrostática (Figuras 31 e 32), verificando a massa das amostras imersas em água.

Figura 29: Ebulidor utilizado no ensaio. Figura 30: Detalhe dos corpos-de-prova

após término do período de ebulição.

Figura 31: Conjunto da balança para

pesagem hidrostática.

Figura 32: Cesto para amostras, no

conjunto da balança.

Para esse ensaio calculou-se, além da taxa de absorção de água por

imersão, o índice de vazios e a massa específica da amostra.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 63

A taxa de absorção de água após imersão é definida pela seguinte expressão:

(%)100

)(

−

ssat

sat

(8)

Onde:

sat

= taxa de absorção de água após imersão (em %);

sat

= massa do corpo-de-prova saturado após imersão;

= massa do corpo-de-prova seco em estufa e resfriado no dessecador.

Já a taxa de absorção de água após imersão e fervura é expressa por:

(%)100

)(

−

sfersat

ferv

(9)

Onde:

ferv

= taxa de absorção de água após imersão e fervura (em %);

sat_fer

= massa do corpo-de-prova saturado com superfície seca após fervura;

= massa do corpo-de-prova seco em estufa e resfriado no dessecador.

De acordo com a ABNT NBR 9778 (1987), índice de vazios consiste na

relação entre os volumes dos poros permeáveis e o volume total. Nesse ensaio, é

possível calcular o índice de vazios após saturação em água (equação 10), e após

saturação e fervura (equação 11).

(%)100

)(

−

isat

ssat

sat

(10)

(%)100

)(

−

fervifervsat

sfervsat

ferv

(11)

Onde:

sat

= Índice de vazios após saturação em água (%);

ferv

= Índice de vazios após saturação e fervura (%);

3 MATERIAIS E MÉTODOS 64

= massa do corpo-de-prova saturado, imerso em água;

i_ferv

= massa do corpo-de-prova após saturação e fervura, imerso em água.

A partir das massas obtidas, determinaram-se a massa específica da amostra

seca, massa específica após saturação, massa específica após saturação e fervura

e a massa específica real.

A massa específica da amostra seca (γ

) é calculada através da equação:

)/(

cmg

isat

−

(12)

O cálculo da massa específica da amostra após saturação (γ

sat

) é expresso

pela equação 13, e o cálculo da massa específica após saturação e fervura (γ

ferv

) é

expresso pela equação 14.

)/(

cmg

isat

sat

−

(13)

)/(

cmg

isat

sat

ferv

−

(14)

A massa específica real (γ

real

) é dada por:

)/(

cmg

real

−

(15)

3.2.7 Absorção por capilaridade

O ensaio de absorção por capilaridade foi realizado pela adaptação da ABNT

NBR 9779 (1995), que prescreve ensaios para argamassa e concreto, uma vez que

a ABNT não apresenta norma que contemple este experimento para gesso.

Foram confeccionados corpos-de-prova cilíndricos com diâmetro de 5cm por

10cm de altura, os quais, inicialmente, foram colocados para secar em estufa em

temperatura de (55 ± 2)

C, mesmo a norma estabelecendo a temperatura de (105 ±

3 MATERIAIS E MÉTODOS 65

C para argamassa e concreto. Essa medida de precaução foi adotada para que

não houvesse acelerada perda de água, capaz de influir nos resultados a serem

obtidos.

Para análise do ensaio, a ABNT NBR 9779 (1995) exige no mínimo três

amostras. Na realização deste ensaio com o gesso foram utilizadas de três a cinco

amostras para cada tipo de mistura. Só foram ensaiadas as amostras após a

constância de massa, ou seja, após a mistura parar de perder umidade, para que

houvesse um parâmetro de comparação, considerando as especificidades das

misturas preparadas.

A execução desse ensaio é realizada imergindo parcialmente os corpos-de-

prova de gesso em água, com uma temperatura de (23

± 2)

A base dos corpos-de-prova deve ser colocada sobre suportes, de modo a

permitir a passagem da água. De acordo com a norma, a lâmina d’água deve ter

altura de (5 ± 1)mm, acima da base inferior dos CP’s, tomando-se cuidado para não

molhar outras superfícies das amostras, conforme ilustrado na figura 33.

Após 3 horas de contato dos CP’s com a água, foram determinadas as

massas dos corpos-de-prova. Repetiu-se esse procedimento depois de 6h, 24h, 48h

e 72h do contato com a água, com o auxílio de uma balança digital com

sensibilidade de 0,01g.

Figura 33: Corpos-de-prova sobre a lâmina

d’água.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 66

Para cada ensaio, foi calculada a absorção de água por capilaridade,

conforme equação 16:

)(

−

(16)

Onde:

C = Absorção de água por capilaridade, em g/cm²;

A = Massa do corpo-de-prova que permanece com uma das faces em contato com a

água durante um período especificado de tempo, em g;

B = massa do corpo-de-prova seco, assim que este atingir a temperatura de (23 ±

C), em g;

S = área da seção transversal, em cm².

Sendo os corpos-de-prova cilíndricos, com diâmetro de 5cm, a área da seção

é 19,625 cm².

3.2.8 Resistência à compressão axial

De acordo com estudos apresentados no Manual...(2001), a resistência

mecânica do gesso depende da quantidade de água utilizada no amassamento e da

umidade presente no ambiente. Se o gesso, após a presa, for mantido em ambiente

saturado, praticamente não endurece, pois os cristais formados são solúveis em

água. Coutinho (2006) cita que, ao ar livre para uma umidade relativa média, a

resistência do gesso pode duplicar entre o 1º e o 7º dia após o início da pega.

A importância desse ensaio, para este trabalho, está na necessidade de

obtenção de parâmetros que indiquem os traços com melhor desempenho para a

produção de componentes para a indústria da Construção Civil, tais como os painéis

modulares de gesso, um dos objetivos deste estudo.

Esse ensaio foi desenvolvido por meio de uma analogia às especificações da

ABNT NBR 7215 (1996) para o cimento Portland, por constituir-se num dos materiais

mais tradicionais da indústria da construção no Brasil. A adaptação para o gesso foi

3 MATERIAIS E MÉTODOS 67

quanto ao uso de corpos-de-prova cilíndricos com diâmetro de 2 cm e 4 cm de

altura.

Para esse ensaio foram moldados, no mínimo de 3 e até 6 corpos-de-prova

para cada idade de ruptura e para cada traço, considerando a escassez de literatura

científica a respeito do mesmo, sendo que a ABNT NBR 7215 (1996) determina que

se ensaiem, no mínimo, três corpos-de-prova, para cada traço.

O ensaio consiste na aplicação de uma carga a uma velocidade controlada de

(250 ± 50)N/min, utilizando-se assim, a máquina de ensaio EMIC, da linha DL30000

(Figura 34), com capacidade máxima de carga de 300kN, para rompimento de

corpos-de-prova em diferentes idades, conforme ilustra a figura 35.

Figura 34: Máquina universal de ensaio

utilizada.

Figura 35: Detalhe da máquina de ensaios,

com uma amostra sendo comprimida.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 68

3.2.9 Microscopia eletrônica de varredura (MEV)

A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de

varredura (MEV), equipamento da marca Philips, modelo XL 30 (figura 36), onde são

colocadas as amostras para análise, conforme ilustra a figura 37.

Figura 36: Microscópio eletrônico de

varredura utilizado.

Figura 37: Colocação das amostras para

análise da MEV.

A MEV é uma ferramenta-padrão para inspeção e análise em diversas áreas

de pesquisa, desde a área de materiais até a área biológica. Esses métodos são

baseados fundamentalmente na interação da matéria com os elétrons incidentes e a

emissão de ondas ou partículas (fótons, elétrons, íons, átomos, nêutrons)

(BARBAROTO, DAMIANI & TATSH, 2002).

Esse tipo de microscópio possui três partes principais: uma coluna eletro-

óptica que gera e colima o feixe eletrônico. Um sistema de vácuo incluindo a câmara

onde fica a amostra. E a parte de detecção do sinal e o sistema de geração de

imagem. Uma amostra submetida a um feixe de elétrons apresenta diversos tipos de

sinais, propiciando a cada um deles um modo particular de operação.

No caso particular de uma MEV, o princípio de operação baseia-se

fundamentalmente na quantificação dos elétrons secundários emitidos por uma

amostra como resposta a uma excitação eletrônica incidente. Essa medida de

elétrons secundários (ES) permite uma definição qualitativa da morfologia e

topografia da amostra.

Existem modos diferentes para obtenção das imagens pela MEV.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 69

No modo de elétrons secundários (ES), estes são retardados com uma tensão

positiva e repelidos com uma tensão negativa aplicada à superfície da amostra,

sendo influenciado pelo campo eletrostático criado entre as regiões com diferentes

tensões. Esse efeito gera o contraste de tensão. Polarizando positivamente, as

áreas aparecem escuras, e polarizando negativamente, claras. A influência do

campo eletrostático é suprimida através da pré-aceleração dos ES em um campo de

algumas centenas de voIts por milímetro na superfície. O potencial local é medido

com alta resolução por meio de um espectrômetro eletrônico. Isso possibilita uma

importante aplicação na tecnologia de circuitos integrados. Devido à sua baixa

energia de saída, os elétrons têm a trajetória afetada pela deformação do campo

magnético causado pelas superfícies ferromagnéticas. Esse efeito possibilita um tipo

de contraste magnético, devido à seleção angular.

Um dos modos mais importantes para obtenção das imagens é o de elétrons

retroespalhados (Backscatered Electrons – BSE). O mais importante mecanismo de

contraste desse modo de funcionamento é a dependência da reflexão com o número

atômico médio do material. O coeficiente de reflexão depende também da orientação

relativa dos elétrons do feixe incidente em relação aos planos cristalinos. Uma onda

plana de elétrons, propagando em um cristal, mostra anomalias na transmissão ou

na absorção, dependendo do ângulo de incidência. O resultado dessa anisotropia de

orientação é a diferença causada no coeficiente de reflexão de 1 a 10 %. A variação

na orientação dos grãos, em materiais policristalinos, permite a observação da

orientação cristalina através do contraste de canalização (BARBAROTO, DAMIANI &

TATSH, 2002). Como os sinais são gerados de partes mais profundas da amostra, é

possível visualizar detalhes logo abaixo da superfície, não observáveis usando

apenas elétrons secundários (KITAJIMA & LEITE, 1999).

Amostras não-metálicas, como insetos, plantas, cerâmica e gesso, devem ser

revestidos com uma camada metálica, para se tornarem condutores, neste caso

foram recobertas com uma fina camada de ouro. As amostras foram então coladas

em suportes de alumínio para serem observadas ao microscópico eletrônico de

varredura (figura 38). Foram utilizados aumentos de 100, 200, 1.000 e 5.000 vezes

para caracterizar o gesso em pó e aumentos de 500, 1.000 e 5.000 vezes para

caracterizar o gesso endurecido.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 70

Figura 38: Amostras coladas em suportes de

alumínio para serem observadas na MEV.

3.2.10 Avaliação da trabalhabilidade das misturas

Teve como objetivo o desenvolvimento de componentes, tais como, painéis e

blocos modulares para a execução de alvenarias divisórias, internas e externas, e de

placas para uso em piso elevado modular, como materiais alternativos aos que a

indústria da construção civil tradicionalmente disponibiliza para o mercado.

Cabe esclarecer que, atualmente, a indústria disponibiliza painéis de gesso

acartonado, fixados em montantes metálicos e blocos alveolares com espessuras de

7,0cm e 10,0cm. Para espessuras maiores, há necessidade de sobrepor duas ou

três placas de gesso acartonado em cada face da alvenaria, fato que pode-se tornar

inviável pelo aumento de custos.

Outro material já disponibilizado para o mercado são os blocos, que também

apresentam espessuras de 7,0cm e de 10,0cm, podendo ser vazados ou maciços.

Dessa forma, tanto as espessuras das alvenarias de gesso acartonado

quanto às de blocos, não favorecem o uso em reformas, por exemplo, para substituir

alvenarias cerâmicas existentes, considerando que não haverá compatibilidade

dessas espessuras com as larguras de peças estruturais de concreto, vigas e

pilares, particularmente.

Assim, adotou-se tanto para os painéis quanto para os blocos para alvenaria

a espessura nominal de 15,0cm, tendo sido utilizado no interior dos componentes

3 MATERIAIS E MÉTODOS 71

para painéis divisórias (alvenarias e laje de forro) garrafas PET (Politereftalato de

etila) com capacidade de 2 litros, com suas respectivas tampas, convenientemente

dispostas de modo a favorecer os aspectos de absorção e transmissão das tensões

a eles aplicadas nas fases de produção, deforma, transporte e montagem.

O uso de garrafas PET, além de favorecer a redução no peso próprio dos

painéis, contribui para o desenvolvimento sustentável, considerando que representa

a utilização de um material que seria transformado em resíduo.

Essas condições atendem aos objetivos propostos neste trabalho, que

consiste na produção de painéis ecologicamente corretos com custos e

desempenhos competitivos aos convencionais existentes no mercado, situação essa

que contribuirá com o aumento da demanda do material gesso pela indústria da

construção civil.

Para a produção dos painéis de alvenaria foi confeccionada forma de

madeira, com dimensões nominais de 2,80 metros (pé direito), 1,00 metro de

largura, com espessura de 0,15 metros (figura 39). As peças de madeira foram

convenientemente pregadas, travadas nos cantos e no centro e revestidas com lona

plástica (figura 40) visando a facilitar a operação de deforma da peça produzida e

conferir acabamento superficial compatível com o uso desejado.

Figura 39: Esquema das dimensões da

forma.

Figura 40: Forma forrada com lona

plástica.

Para garantir o posicionamento das garrafas PET no interior do painel, as

mesmas foram amarradas umas às outras, com utilização de arame galvanizado

(com o objetivo de, caso não evite, pelo menos minore a ação deletéria do sulfato de

cálcio – gesso – no material metálico). As garrafas foram dispostas nas laterais,

perpendicularmente à altura do painel, e no centro, paralelas a essa lateral,

3 MATERIAIS E MÉTODOS 72

conforme pode ser visto na figura 41. Para conferir a espessura superficial de 20mm

de gesso ao painel, posicionou-se de 5 a 7 pastilhas por metro quadrado de forma,

produzidas com o próprio gesso.

As características de desempenho físico, mecânico e de durabilidade dos

painéis, mesmo não tendo sido contemplado neste trabalho, merecem estudos, haja

vista o desempenho dos mesmos nessa fase.

As instalações hidro-sanitárias (figura 42) e elétricas devem ser posicionadas,

conforme projetos específicos, na fase de produção dos painéis, fato que

proporcionará redução de re-trabalho e do volume de resíduos gerados no processo

construtivo.

Figura 41: Vista das garrafas PET e dos

tubos de PVC dispostos dentro da forma.

Figura 42: Vista dos tubos de PVC como

parte da instalação hidráulica.

A pasta de gesso utilizada para a confecção do painel foi a do traço T

, que

possui na sua composição 100% de gesso ß : a/g 0,50 : 0,60% Glenium : 0,60%

silicone, devido ao seu bom desempenho quanto à resistência à compressão e à

absorção.

Para a preparação da pasta, o gesso beta foi adicionado à água de maneira

gradativa, para evitar torrões e empelotamento. Em seguida foi feita a

homogeneização dos componentes, através de um misturador elétrico de baixa

rotação, conforme ilustrado na figura 43. Com o término da homogeneização, a

mistura foi vazada na forma (figura 44) e vibrada, para um preenchimento uniforme

da mesma.

Foram produzidos também blocos para alvenaria com dimensões nominais de

0,60m de comprimento por 0,45m de largura e espessura de 0,15m, adicionando-se

3 MATERIAIS E MÉTODOS 73

também, no seu interior, garrafas PET de 2 litros ou 2,5 litros, com o objetivo de

reduzir o peso próprio dos mesmos, adequando-os ergonomicamente quando da

execução da alvenaria em obra. As fôrmas utilizadas para sua produção apresentam

características idênticas às dos painéis citados anteriormente. Para esses blocos

foram realizados ensaios de resistência à compressão axial.

Figura 43: Fase de mistura dos

componentes da pasta de gesso estudada.

Figura 44: Vazamento da pasta de gesso

na forma.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 74

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Serão analisados, neste trabalho, além da granulometria dos gessos alfa e

beta, a plasticidade da pasta através do mini-slump e o tempo de início e fim de

pega no estado fresco, também a absorção por capilaridade e imersão, resistência à

compressão e a MEV, no estado endurecido, para os aditivos e respectivos teores

em cada mistura. O objetivo dos ensaios é verificar o efeito dos diferentes teores de

adição, relação água/gesso e idade nas propriedades da mistura, e se tais

diferenças encontradas são significativas para cada propriedade analisada.

4.1 Análise granulométrica

Com as massas obtidas nesse ensaio foi possível calcular o módulo de finura

para o gesso alfa e beta, conforme apresentado na tabela 15.

O gesso alfa apresentou um módulo de finura praticamente 50% menor que o

gesso beta, indicando que ele realmente é mais fino, conforme citado na literatura. A

ABNT NBR 13207/1994 especifica que o módulo de finura para gesso fino para

fundição seja menor que 1,10. Assim, tanto o gesso alfa quanto o gesso beta

utilizados neste trabalho estão de acordo com o estabelecido em norma.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 15: Massas e módulo de finura do gesso alfa e beta obtidas durante o ensaio de

granulometria.

Gesso Alfa Gesso Beta

Determinações da

massa (g)

Determinações da

massa (g)

1ª

Determ.

2ª

Determ.

Média

1ª

Determ.

2ª

Determ.

Média

Massa inicial 100,00 100,00 100,00 100,00

Retido na peneira

0,84mm

0,08 0,08 0,08 0,00 0,00 0,00

Retido na peneira

0,42mm

0,11 0,12 0,115 5,09 4,92 5,005

Retido na peneira

0,210mm

0,20 0,18 0,19 0,69 0,62 0,655

Massa inicial 50,00 50,00 50,00 50,00

Retido na peneira

0,105mm

17,12 16,47 16,795 30,48 31,15 30,815

Fundo 32,16 32,98 32,57 19,33 18,52 18,925

Módulo de Finura

(MF)

0,34 0,67

4.2 Mini-slump

Os resultados obtidos com o ensaio de mini-slump são importantes para o

presente trabalho, pois, além de verificar a compatibilidade dos polímeros com o

gesso, permitiu, a partir dos valores obtidos, descartar aquelas misturas que não

apresentaram a plasticidade e o tempo de pega compatíveis para a produção de

painéis de gesso modulares. As composições, conforme apresentadas na tabela 14,

apresentam os respectivos abatimentos expressos na tabela 16.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 16: Resultados obtidos pelo ensaio de mini-slump.

MINI – SLUMP (cm)

TRAÇOS

1ª Determinação 2ª Determinação Média

A 8,40 7,80 8,10

B 7,80 8,70 8,25

C 8,20 8,80 8,50

D 9,40 10,00 9,70

7,60 7,40 7,50

16,10 15,85 15,98

6,20 6,05 6,13

6,60 6,70 6,65

14,00 13,80 13,90

18,00 17,60 17,80

12,00 8,20 10,10

17,25 17,50 17,37

5,00 4,50 4,75

15,10 16,90 16,00

L 5,00 5,20 5,10

M 5,05 4,40 4,72

N 5,55 5,25 5,40

0 8,70 8,28 8,49

P 15,20 14,90 15,05

Q 15,40 15,90 15,65

13,00 13,40 13,20

De acordo com Sindusgesso (2006), o espalhamento da pasta com gesso alfa

varia de 0 a 7cm, e a consistência normal para o gesso beta é de 7,50cm. Para este

trabalho, essa fluidez não é suficiente para lançar e moldar adequadamente um

artefato de gesso. Por isso, determinou-se que o mínimo espalhamento para este

estudo é de 10cm, sendo este, então, o limite de boa trabalhabilidade.

Como pode ser visto no gráfico 3, com dados dos traços brancos A, B, C e M,

aumentando a relação água/gesso, a fluidez da pasta também aumenta.

Mantendo a relação água/gesso de 0,70 e aumentando a quantidade de

gesso alfa adicionada à pasta, verifica-se que existe uma quantidade ótima, 5%, que

fornece a maior fluidez, conforme ilustrado no gráfico 4. Acima de 5% de gesso alfa,

o valor do mini-slump é reduzido. Já para a relação água/gesso de 0,60, a fluidez

aumenta à medida que se acrescenta mais gesso alfa na composição.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72

Relação água/gesso (g/g)

Mini-slump (cm)

Gráfico 3: Variação da taxa de escoamento (mini-slump) em função da

relação água/gesso.

0% 5% 10%

Quantidade de gesso alfa (%)

Mini-slump (cm)

a/g=0.60 a/g=0.70

Gráfico 4: Variação da taxa de escoamento (mini-slump) em função da

quantidade de gesso alfa na pasta.

Analisando o gráfico 5, nota-se que houve uma queda no mini-slump tanto

para as misturas com Imperwall quanto para as misturas com Masterfix, na relação

a/g de 0,70. Adicionando 5% ou 10% destes aditivos na mistura, ocorreu uma

redução na fluidez da pasta, se comparado com o traço branco. A partir desse ponto,

a fluidez começa a aumentar, mas não proporcionalmente à quantidade de aditivo

adicionado à mistura.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0 102030405060

QUANTIDADE DE ADITIVO (%)

MINI-SLUMP (cm

)

Imperwall - a/g 0.60 Imperwall - a/g 0.70

Masterfix - a/g 0.60 Masterfix - a/g 0.70

Limite de trabalhabilidade adequada

Gráfico 5: Variação da taxa de escoamento (mini-slump) nas pastas

com Imperwall e Masterfix.

Tomando como limite de trabalhabilidade, adequada para este trabalho, um

valor de mini-slump maior que 10 cm, as misturas D, L, E

, F

, não são

adequadas para a confecção de artefatos de gesso, conforme objetivo deste

trabalho.

Ainda observando o gráfico 5, nota-se que as composições com relação a/g

de 0,60 não apresentaram uma queda no mini-slump em relação ao traço branco de

análise. Com 40% de Imperwall, a mistura G

apresentou um mini-slump de 10,1 cm,

enquanto que a mistura I

, com adição de Masterfix na mesma quantidade,

apresentou um mini-slump de 16 cm. Esses dados mostram a eficácia do produto

Masterfix em relação à trabalhabilidade da pasta, se comparado com o Imperwall. O

aumento da fluidez é uma das condições indicativas da compatibilidade dos

polímeros com o aglomerante gesso.

Para reduzir a quantidade de água na pasta, diminuindo a relação a/g de 0,70

para 0,60, sem alterar a fluidez da mesma, foi necessário aumentar 10% de

Imperwall na mistura, passando de 50% para 60% a quantidade do produto,

conforme ilustrado no gráfico 6.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0 10203040506070

QUANTIDADE DE ADITIVO (%)

MINI-SLUMP (cm)

Imperwall - a/g 0.60 Imperwall - a/g 0.70 Limite de trabalhabilidade adequada

Gráfico 6: Comparação da taxa de escoamento (mini-slump) nas

pastas com Imperwall na relação a/g de 0,60 e 0,70.

No caso do Masterfix, para reduzir a relação a/g para 0,60, mantendo a

mesma fluidez, foi necessário aumentar de 30% para 40% a adição do produto na

pasta, conforme gráfico 7.

Essa redução é de grande importância para o presente trabalho, pois um dos

fatores que interferem na porosidade do material endurecido é a quantidade de água

de amassamento. Quanto maior a relação a/g, maior a porosidade do material.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0 10203040506070

QUANTIDADE DE ADITIVO (%)

MINI-SLUMP (cm)

Masterfix - a/g 0.60 Masterfix - a/g 0.70 Limite de trabalhabilidade adequada

Gráfico 7: Comparação da taxa de escoamento (mini-slump) nas

pastas com Masterfix na relação a/g de 0,60 e 0,70.

No traço P (com silicone), constata-se que o valor médio do abatimento obtido

pelo ensaio de mini-slump é aproximadamente 80% maior do obtido no traço B (sem

aditivos), sendo que ambos foram confeccionados com a relação a/g de 0,70,

mostrando a compatibilidade do polímero com o gesso, dado pelo aumento da

plasticidade da pasta.

A adição de Glenium favoreceu a redução da relação água/gesso para 0,50

no traço T

. Sem esse aditivo, foi impossível moldar CP´s na relação a/g de 0,50,

enquanto que com a adição do polímero, mesmo com redução em torno de 28% da

relação água/gesso, a pasta adquiriu trabalhabilidade adequada tanto para a

moldagem dos CP´s quanto para a produção dos painéis, compatível com o objetivo

de conferir aos produtos à base de gesso, maior impermeabilidade.

4.3 Tempos de início e fim de pega

Conforme visto no item 2.3.2, os tempos de início e fim de pega são

relacionados com a velocidade de crescimento dos cristais de gesso, ou seja, com o

processo de hidratação do gesso, e têm uma influência importante nas propriedades

mecânicas.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Em virtude da quantidade de composições e ensaios realizados e visando a

focar a pesquisa aos objetivos propostos, os tempos de desforma (retirada do

molde), início e fim de pega serviram como parâmetro de seleção das misturas que

apresentaram indicativos em atender a plasticidade requerida ao uso pretendido e,

para os traços brancos, tomados como base de referência. Esses tempos estão

apresentados na tabela 17.

Tabela 17: Tempos de desforma, início e fim de pega.

Traço Desforma Início de pega Fim de pega

B 24min a 26min 25min a 27min 32min a 35min

D 4min 5min30s a 6min30s 11min30s a 12s

5min15s 8min30s a 9min30s 17min a 18min

8min30s a 9min30s 13min30s a 14min 19min30s a 20min30s

10min30s 13min30s a 14min 20min30s a 21min

19min20s 26min a 27min 32min a 33min

11min12s 16min a 17min 19min30s a 20min

L 5min30s a 6min30s 7min a 7min30s 14min a 15min

P 22min a 24min 25min a 30min 35min a 40min

Q 45min a 48min 48min a 50min 55min a 59min

42min a 44min 45min a 50min 55min a 60min

De acordo com Sindusgesso (2006), o tempo de pega inicial para o gesso tipo

alfa é de 3 a 7 minutos, e o tempo de pega final é de 5 a 13 minutos. Já para o

gesso beta, o tempo de início de pega é de 8 a 12 minutos, enquanto que o tempo

de fim de pega é de 16 a 25 minutos.

A ABNT NBR 13207/1994 estabelece que o tempo de início de pega do gesso

para fundição seja em torno de 4 a 10 minutos, e o tempo de fim de pega seja entre

20 e 45 minutos.

O traço branco de análise confeccionado somente com gesso beta, mistura

“B”, apresentou um tempo de início de pega maior do que o estabelecido em norma.

Entretanto, o tempo de fim de pega esteve dentro do intervalo determinado pela

ABNT NBR 13207/1994.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Sendo um dos objetivos deste trabalho ampliar o tempo de início e fim de

pega das misturas, a fim de proporcionar um tempo maior para a trabalhabilidade da

pasta, os valores apresentados na literatura servem como um parâmetro para este

estudo.

Conforme Hincapié & Cincotto (1997), quando a velocidade de crescimento é

rápida, formam-se cristais bem definidos e em forma de agulha, entrelaçados entre

si; quando o crescimento é lento, há formação de cristais arredondados e espessos,

que favorecem a queda nas propriedades mecânicas. Entretanto, também há

formação de cristais pequenos que ajudam a preencher os vazios e,

conseqüentemente, diminuem a porosidade da estrutura.

Baseando-se nessas informações, os traços G

, P, Q e T

tendem a formar

cristais com maiores espessuras e, portanto, ter reduzidas suas propriedades

mecânicas. Por outro lado, tendem a formar estruturas menos porosas.

Essas afirmações podem ser comprovadas através dos ensaios de resistência

à compressão e absorção, analisados nos itens 4.5, 4.6 e 4.7. Analisando o traço

branco D, com as composições com adição de Masterfix (E

, E

e E

), verifica-se

que o aumento da quantidade de aditivo na pasta provoca uma menor velocidade de

hidratação, aumentando assim o tempo de pega e, conseqüentemente, ampliando o

tempo de trabalho da pasta. Ao diminuir a relação água/gesso de 0,70 para 0,60

(traço I

), mesmo diminuindo a quantidade de aditivo se comparado com o traço E

o momento do início de ganho de viscosidade da pasta aumenta, enquanto que o

tempo de endurecimento das pastas se mantém praticamente o mesmo.

Aparentemente, além de evidenciar a influência da quantidade de água de

amassamento na mistura no processo de hidratação do gesso, indica a

compatibilidade do aditivo com o gesso.

O silicone (traço P) tem grande influência no tempo de hidratação do gesso,

aumentando o tempo de início e fim de pega da pasta, enquanto que a combinação

do silicone e do Glenium proporciona uma velocidade de hidratação do gesso ainda

maior, como pode ser verificado no traço T

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.4 Determinação da massa em relação à idade do corpo-de-prova

A obtenção dessas massas para o projeto é importante, pois a aplicação de

algum filme de impermeabilização nas placas de gesso só deve ser executada após

a constância da massa, ou seja, após a mistura perder toda água. Caso o filme de

impermeabilização seja aplicado em idade inferior, a pressão negativa poderá vir a

comprometer a sua eficácia ou reduzir sua vida útil. Verificou-se, através desse

ensaio, que a variação da massa no intervalo de 35 dias de idade aos 42 dias de

idade foi desprezível, ou seja, o gesso já havia perdido toda sua água de

amassamento.

Os valores médios das massas obtidas em relação com as idades dos CP´s

são apresentados na tabela 18, juntamente com a redução total da massa após 28

dias de idade. As massas individuais para cada traço encontram-se no ANEXO A.

Tabela 18: Valores médios das massas dos CP´s em função da idade.

IDADE / MASSA (gramas)

TRAÇOS

0 7 14 21 28

REDUÇÃO

TOTAL (%)

A 19,43 14,16 14,84 14,06 13,70 29,49

B 18,72 17,70 17,09 13,91 13,45 28,15

C 18,95 18,20 16,63 13,47 13,14 30,66

D 19,30 18,52 17,85 14,53 13,52 29,95

19,42 16,34 14,32 14,07 14,09 27,45

20,01 15,84 15,95 15,90 15,86 20,74

20,17 15,49 15,48 15,48 15,47 23,30

L 19,83 16,29 14,50 14,53 14,50 26,88

P 18,67 15,75 13,41 13,41 13,39 28,28

20,95 18,85 16,67 16,65 16,65 20,52

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

A redução média da massa verificada nos corpos-de-prova, até os 28 dias, foi

da ordem de 30% para os traços A, C e D, enquanto que para os traços B, E

, L e P

essa variação ficou entre 26,5% e 28,5%. Os traços G

e T

apresentaram as

menores taxas de redução de massa, em torno de 20%, o que, aparentemente,

representa menor porosidade. Entretanto, após o ensaio de absorção, verificou-se

que somente a mistura T

obteve uma redução na absorção de água.

Comparando os traços brancos D e L, tendo o primeiro uma relação

água/gesso de 0,60 e o segundo a relação a/g de 0,70, verifica-se que a redução de

15% na relação a/g, proporciona uma redução da massa cerca de 3%, o que tende a

confirmar a teoria de que quanto maior a relação água/gesso, mais poroso fica o

gesso após seu endurecimento final.

4.5 Absorção por imersão

Os ensaios de absorção por imersão realizados em corpos-de-prova das

misturas L e G

possibilitaram analisar dois opostos: a ausência de aditivos e a

presença de 70% do mesmo, em relação à quantidade de água da pasta. Nessas

condições, pôde-se verificar a efetiva influência do Imperwall quanto à absorção de

água por imersão.

Realizou-se, então, o ensaio com o branco de análise B que possui a mesma

relação a/g que P (0,70), com o traço T

que possui relação a/g reduzida (0,50), e

com os traços G

e I

para comparar o desempenho dos aditivos Masterfix e

Imperwall.

Para calcular os índices de vazios, absorção e massa específica foram

utilizadas as equações apresentadas no capítulo 3, item 3.2.6, a partir das massas

obtidas, apresentadas no ANEXO B, conforme determinado na ABNT NBR 9778

(1987). Os valores médios encontrados para cada traço estão apresentados nas

tabelas 19 e 20.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 19: Taxas de absorção e índice de vazios médios obtidos durante ensaio de

absorção por imersão.

Traços

Absorção após

imersão (%)

Absorção após

imersão e fervura

(%)

Índice de vazios

após saturação

(%)

Índice de

vazios após

saturação e

fervura (%)

36,42 37,15 40,51 43,27

33,62 37,78 39,75 45,00

22,75 26,70 31,00 36,43

30,84 34,07 37,91 42,30

33,71 33,47 39,53 40,12

8,98 35,94 9,90 41,56

7,14 25,32 9,51 34,30

Tabela 20: Valores de massa específica obtidos durante ensaio de absorção por imersão.

Traços

Massa específica

da amostra seca

(g/cm³)

Massa específica

após saturação

(g/cm³)

Massa específica

após saturação e

fervura (g/cm³)

Massa

específica real

(g/cm³)

1,10 1,51 1,51 1,87

1,13 1,51 1,55 1,96

1,29 1,59 1,64 1,97

1,18 1,55 1,59 1,98

1,18 1,57 1,57 1,94

0,86 0,93 1,16 1,23

1,07 1,15 1,34 1,47

Ao comparar os produtos comerciais Masterfix (traço I

) e Imperwall (traço

), os dados indicam que o traço I

obteve uma taxa de absorção após imersão de

30,84%, enquanto que o traço G

obteve uma taxa de 33,62%, conforme apresenta

a tabela 19. Estes dados indicam um melhor desempenho do Masterfix, em relação

à absorção, do que os corpos-de-prova com Imperwall.

É perceptível também, pela tabela 19, que os traços sem aditivos (B e L) e o

com 40% de Imperwall (G

) não apresentaram diferença significativa na absorção.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Já o traço G

, que contém 70% de Imperwall, obteve o melhor desempenho,

absorvendo em torno de 30% menos de água, mostrando que o Imperwall, se

colocado em pequenas porcentagens em relação à massa de água, não provoca

melhoria na impermeabilidade da pasta.

Com a adição de silicone (traço P), a taxa de absorção por imersão declinou

cerca de 75% se comparado com o branco de análise (traço B). Além disso, a massa

específica real foi de 1,23 g/cm³, enquanto que nos traços com Imperwall e

Masterfix, ela ficou em torno de 1,97 g/cm³ , conforme visto na tabela 20. A adição

de Glenium (traço T

) resultou em uma queda ainda maior da taxa de absorção, se

apresentando como o traço com menor absorção de água, tanto para imersão

(7,14%), quanto para fervura (25,32%), além do menor índice de vazios dentre todos

os traços estudados (tabela 19).

Conforme observado no item 4.4 a respeito da variação da massa com a

idade do corpo-de-prova, o traço G

apresentou menor redução da massa (20%),

indicando assim, num primeiro momento, menor porosidade. Entretanto,

comparando esse traço com seu branco de análise (L), verificou-se que a taxa de

absorção após imersão reduziu menos que 1%, mostrando que a diferença entre as

taxas de variação da massa precisam ser bem maiores para proporcionar uma

melhoria na impermeabilidade do CP.

Pôde-se verificar, ainda, que a absorção dos corpos-de-prova, quando

submetidos à fervura, aumentou. Nesse caso, a fervura causou uma decomposição

dos sólidos presentes no aditivo da mistura. A taxa de absorção, após fervura,

aumentou em torno de 10 a 15% nos traços com Masterfix e Imperwall, e

praticamente quadruplicou nos traços com adição de silicone e Glenium, o que não

ocorreu para o traço branco L, conforme tabela 19.

O mesmo pode-se observar com o índice de vazios, conforme visualizado no

gráfico 8.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0% 40% 70%

QUATI DADE DE ADITI VO (%)

ÍNDICE DE VAZIOS (%)

Após sat uração Após fervura

Gráfico 8: Índices de vazios após saturação e fervura dos traços L, G

e G

Ao realizar uma inspeção visual e física na superfície dos corpos-de-prova

após imersão em água fervente, verificou-se que a superfície dos CP´s

confeccionados sem aditivos (traço L) permaneceu na cor branca, característica do

gesso, enquanto que a superfície dos CP´s com Imperwall (G

) e Masterfix (I

)

apresentou-se com uma fina película de cor amarelada, que pôde ser removida com

a utilização de uma espátula, predominando novamente a cor branca característica

do gesso, conforme ilustrado na figura 45.

Além disso, a fervura ressaltou os poros da superfície dos CP’s tornando-os

visíveis a olho nu. Entretanto, constatou-se que os poros superficiais não

apresentam relação com a taxa de absorção do material. O traço P, por exemplo,

conforme ilustrado na figura 46, foi o CP que apresentou maior quantidade de poros

na superfície, se comparado com os CP´s de traços B e L. Entretanto, o traço B foi o

que apresentou maior taxa de absorção após imersão e fervura.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Figura 45: Aspecto da superfície das amostras sem aditivo (grupo L) e

aditivadas (grupos G

e I

), após fervura.

Figura 46: Aspecto da superfície dos corpos-de-prova traços P, B e L,

após fervura.

Comparando os dados obtidos com as informações presentes na literatura,

pôde-se verificar que, em todas as misturas, a taxa de absorção foi menor que 50%,

valor apresentado por Li; Li & Yu (2006) para produtos em gesso natural.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

A taxa de absorção máxima, tanto para placas de gesso acartonado

resistentes à umidade, quanto para os blocos de gesso sem função estrutural tipo H

(hidrófugo), é de 5% (ABNT NBR 14715, 2001; GYPSUM ASSOCIATION, 2005;

BLOCO..., 2007).

Baseando-se nesse valor, nota-se que as misturas P e T

resultaram em uma

taxa de absorção em torno de 3% acima deste limite, uma variação pequena,

levando em conta que a comparação está sendo feita entre materiais diferentes e

que foram submetidos a métodos de ensaios diferentes.

4.6 Absorção por capilaridade

Para esse ensaio, foram obtidas as massas dos CP’s depois de 3 horas de

contato com a água, e sucessivamente, 6, 24, 48 e 72 horas de contato com a água.

Essas massas estão apresentadas no ANEXO C. A partir desses valores, foi

possível calcular a taxa de absorção por capilaridade (Tabela 21), utilizando a

equação (16) do item 3.2.7 do capítulo 3.

Tabela 21: Valores obtidos durante ensaio de absorção por capilaridade.

Absorção média por capilaridade após período de contato com a água

Traços

Após 3

horas (g/cm²)

Após 6

horas (g/cm²)

Após 24

horas (g/cm²)

Após 48

horas (g/cm²)

Após 72

horas (g/cm²)

4,49 4,50 4,53 4,58 4,61

2,44 3,83 3,87 3,90 3,93

1,49 3,78 3,83 3,86 3,89

4,01 4,11 4,16 4,21 4,24

0,10 0,14 0,27 0,36 0,42

0,08 0,14 0,37 0,54 0,64

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

No gráfico 9, nota-se que a maior absorção de água por capilaridade ocorreu

de forma acentuada nas 6 primeiras horas nas misturas com Imperwall e Masterfix.

Os traços brancos (B e L) mostraram-se praticamente saturados nas primeiras 3

horas, enquanto que os traços P e T

, que contêm silicone, apresentaram uma baixa

taxa de absorção durante todo o ensaio. A presença do silicone (traço P) reduziu a

taxa de absorção em 90%, ao se comparar com o traço B (branco).

Essa observação é importante, pois descarta a possibilidade de fabricação

dos painéis de gesso com as misturas B e L para utilização como vedação externa.

No caso de incidência de água de chuva, por exemplo, com menos que 6 horas de

duração, o painel de gesso praticamente ficaria saturado, podendo perder suas

propriedades iniciais, acarretando problemas na vedação.

Gráfico 9: Variação da quantidade de água absorvida por capilaridade em função do

tempo.

4.7 Resistência à compressão axial

O programa computacional TESC, existente junto à máquina universal de

ensaios EMIC DL 30000, fornece os relatórios dos diversos ensaios, inclusive o de

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

resistência à compressão axial, incluindo neste relatório um gráfico “Força X

Tempo”. Esses relatórios estão presentes no ANEXO D.

Inicialmente, na tabela 22, são apresentadas as tensões de compressão

médias em função da idade dos CP’s. Não foram feitos ensaios com todas as

misturas, pois algumas foram descartadas após a determinação do mini-slump por

não apresentarem trabalhabilidade suficiente para este trabalho. Só foram feitos

ensaios para todas as idades em algumas misturas para acompanhar a evolução do

processo de endurecimento.

Teve como prioridade obter a resistência à compressão aos 63 dias de idade,

pois, de acordo com Coutinho (2006), o gesso continua a endurecer em um

processo que pode durar semanas. Assim, nessa idade, é obtido o valor máximo de

resistência ou um valor próximo a ele.

Tabela 22: Valores obtidos durante ensaio de resistência à compressão em diversas idades.

Idade / Tensão média de compressão (MPa)

Traços

1 dia 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias 63 dias

- - - - - 9,02

10,33 9,60 8,83 10,31 9,85 6,72

- - - - - 8,10

- - - - - 8,67

- - - - - 7,07

- - - - - 7,55

- 3,65 - - 7,50 10,92

3,17 6,15 - - - 10,49

- 4,40 - - 10,57 9,21

5,54 10,55 10,39 9,94 10,12 8,83

7,71 19,60 17,84 18,72 18,07 16,07

Algumas misturas, como por exemplo, os traços B, L, P e T

, apresentaram

uma tensão média aos 63 dias, menor que a resistência aos 28 dias. Provavelmente

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

isso aconteceu devido a possíveis anomalias ocorridas nas fases de preparo da

mistura e/ou na moldagem e/ou quando do rompimento.

Deve-se ressaltar que não é possível criar resistência no material, mas por

falha de moldagem ou na cura, é possível reduzir a resistência característica, o que

deve ter acontecido nestes casos. A resistência aos 63 dias foi reduzida por algum

desses motivos citados, por isso, para efeito de comparação, será considerado como

tensão máxima a maior tensão de ruptura entre as idades de 28 e 63 dias.

De acordo com Hincapie & Cincotto (1997), a relação do tempo de presa ou

tempo de pega com as propriedades mecânicas do material são de extrema

importância. O aumento no tempo de pega proporciona uma redução nas

propriedades mecânicas do gesso. Isso pode ser verificado no gráfico 10.

A mistura G

, que apresentou as menores tensões de compressão, também é

a que apresenta maior tempo de pega se comparado com I

e L. A mistura L teve um

baixo tempo de pega, implicando, teoricamente, que teria que apresentar as maiores

resistências à compressão. Isso ocorreu na idade de 63 dias, no entanto, com 7

dias, o valor da resistência do traço L foi menor que o valor do traço I

. Provelmente

algum fator como a temperatura, umidade ou mesmo a forma de moldagem do

corpo-de-prova influenciou negativamente na resistência aos 7 dias do traço L,

provocando uma redução na sua resistência.

É importante notar que as tensões obtidas com 63 dias de idade duplicaram

em relação aos valores obtidos com idade de 7 dias, para as misturas L, I

e G

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Gráfico 10: Comparação das tensões de compressão entre os traços

com relação a/g de 0,60, nas 2 idades estudadas.

Ao analisar as tensões de compressão dos traços B e P (gráfico 11), nota-se

que a presença do silicone reduziu pela metade a resistência inicial da pasta, e não

alterou a resistência final da mistura, permanecendo praticamente igual à do traço

branco. Esse fato indica que o silicone inibe a velocidade inicial das reações,

resultando em menor calor de calor de hidratação e, conseqüentemente, menor

variação de volume.

Gráfico 11: Comparação das tensões de compressão entre os traços

com relação a/g de 0,70, nas 6 idades estudadas.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63

Idade (dias)

Tensão de compressão (MPa)

B P T2 Tensão mínima de acordo com a ABNT NBR 13207/1994

Gráfico 12: Variação das tensões de compressão médias dos traços B,

P e T

com a idade.

Analisando as misturas B, P e T

(gráfico 12), nota-se que a resistência à

compressão de T

a partir dos 7 dias de idade, é em torno de 80% maior que a

resistência de P e B. Isso pode ser explicado pela diferença na relação água/gesso,

que foi reduzida de 0,70 (P e B) para 0,50 (T

), diminuindo assim a porosidade do

material e, conseqüentemente, aumentando a sua resistência. Além disso, pode-se

notar que as máximas resistências obtidas nas misturas B, P e T

estão acima de

8,40 MPa, valor mínimo de resistência à compressão do gesso para construção civil

de acordo com a NBR 13207/1994.

Analisando as tensões médias aos 63 dias de idade (gráfico 13), pode-se

verificar com as misturas B e D, que foram moldados com a mesma relação

água/gesso, com adição de 5% de gesso α no traço D, que resultou em um aumento

na sua resistência à compressão axial, de aproximadamente 20%.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Gráfico 13: Resistência à compressão média aos 63 dias (MPa).

Com a adição de 5% de aditivo nas misturas, tanto para Masterfix quanto para

o Imperwall, houve uma redução na resistência à compressão. Os CP’s com a

presença de Masterfix (traço E

) apresentaram uma redução média na resistência à

compressão de 22%, enquanto que os CP’s com Imperwall (F

) apresentaram uma

redução menor, em torno de 15%.

Alguns autores, como Cincotto et al (1988), apresentaram alguns valores de

resistência à compressão para gesso de construção brasileiro. Para uma relação a/g

entre 0,65 a 0,45, os valores de resistência à compressão variam no intervalo de

9,93 MPa e 27,29 MPa. Entretanto, os autores não especificam a idade em que

foram obtidos esses valores de resistência, sendo difícil, então, tomá-los como base

de comparação.

Bloco...(2007) cita que a resistência mínima para os blocos de gesso sem

função estrutural é de 5 MPa. Comparando, então, esse valor com as resistências

obtidas neste trabalho, nota-se que, já aos 14 dias, todas as misturas

confeccionadas apresentaram um valor de resistência acima deste citado na

literatura.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.8 Microscopia eletrônica de varredura

Com a realização dos ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV)

foi possível observar a morfologia da microestrutura das diferentes misturas de

gesso.

Ao observar o pó de gesso, notou-se que o gesso alfa apresenta uma

morfologia cúbica com pequena dispersão de tamanhos em torno da média,

enquanto que o gesso beta apresenta aglomerados de grãos aciculares (em forma

de agulha), com grande dispersão de tamanhos, conforme pode-se visualizar nas

figuras 47 e 48. A menor dispersão de tamanhos visualizada no gesso alfa faz que

com que a interação dos grãos seja melhor.

Figura 47: Fotomicrografia da amostra do pó

de gesso alfa, com aumento linear de 200

vezes.

Figura 48: Fotomicrografia da amostra do

pó de gesso beta, com aumento linear de

1.000 vezes.

Comparando as misturas B e P (tabela 23), que se diferenciam apenas pela

adição de silicone no traço P, verificou-se que em ambos os casos houve um

crescimento mais lento dos cristais (maior tempo de pega), resultando na formação

de cristais mais espessos e arredondados, o que pode acarretar em uma redução

das propriedades mecânicas, como por exemplo, a resistência à compressão. Além

disso, aparentemente, os cristais, tanto na mistura B quanto na mistura P,

apresentam-se sobrepostos (figuras 49 e 50), com pouca aderência, sendo

responsável pela menor resistência mecânica.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 23: Resumo das características das misturas B e P após todos os ensaios.

Mistura B Mistura P

Relação a/g 0,70 0,70

Quantidade de gesso α

adicionada à mistura (%)

0 0

Aditivo utilizado Sem aditivos Silicone – 0,6%

Tempo de início de pega 25min a 27min 25min a 30min

Tempo de fim de pega 32min a 35min 35min a 40min

Absorção por imersão (%) 36,42 8,98

Absorção por capilaridade

após 72 horas em contato

com a água (g/cm²)

4,61 0,42

Resistência à compressão

aos 63 dias (MPa)

6,72 8,83

Características dos grãos Grãos aciculares com

extensa formação inicial de

placas.

Grãos aciculares com

extensa formação inicial de

placas.

Distribuição dos grãos Grande dispersão de

tamanhos

Morfologia média

predominante e

homogeneamente distribuída

Por outro lado, esse crescimento lento favoreceu a formação de maior

quantidade de cristais pequenos na mistura P, que contribuiu a preencher os vazios

e reduzir a porosidade. Além disso, a mistura P possui uma distribuição média de

espessuras mais homogênea do que B, fazendo com que a interação entre os grãos

seja melhor, minimizando a formação de poros grandes. A área média superficial de

cada poro em P ficou em torno de 0,47 µm² enquanto que 1/3 dos poros de B

resultaram em áreas médias em torno de 21 µm². As imagens também mostraram

que os cristais de gesso em B apresentam poros na sua superfície (figura 49), o que

não ocorre em P (figura 50). Provavelmente, o silicone encapsulou os grãos em P,

reduzindo a porosidade do cristal. Essa redução da porosidade pôde ser

comprovada com o ensaio de absorção por imersão onde se obteve uma taxa de

absorção de 8,98%.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Figura 49: Fotomicrografia da amostra B,

com aumento linear de 5.000 vezes.

Figura 50: Fotomicrografia da amostra P,

com aumento linear de 5.000 vezes.

Analisando as misturas D e E

(tabela 24), que se diferem pela adição de 5%

de Masterfix em E

, nota-se que enquanto em E

é predominante a presença de

placas, D é composto somente por grãos colunares, tipo agulhas, bem entrelaçados

e embricados. Isso se deve ao menor tempo de pega de D, que favorece a formação

de grãos, não chegando a formar placas. Essa característica da microestrutura de D

é responsável pelo aumento da resistência à compressão. Placas hexagonais e de

tamanho maior provocam a queda da resistência devido à falta de aderência entre

os cristais (HINCAPIE & CINCOTTO, 1997).

A porosidade do material é visível, observando-se nas imagens (figuras 51 e

52) algumas áreas escuras resultantes da perda da água de amassamento durante

a secagem do gesso. Verificou-se que a área de porosidade superficial de D é 22%

menor que a de E

. Assim, nota-se que o Masterfix proporcionou um maior tempo

de hidratação, aumentando o tempo de pega e, conseqüente, maior crescimento dos

grãos e maior porosidade.

Esses dados estão de acordo com o que foi observado na literatura. Muitos

autores afirmam que as propriedades mecânicas decrescem com o aumento da

porosidade da pasta (MURAT et al, 1975 apud ANTUNES, 1999).

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Tabela 24: Resumo das características das misturas D e E

após todos os ensaios.

Mistura D Mistura E

Relação a/g 0,70 0,70

Quantidade de gesso α

adicionada à mistura (%)

5 5

Aditivo utilizado Sem aditivos Masterfix – 5%

Tempo de início de pega 5min30s a 6min30s 8min30s a 9min30s

Tempo de fim de pega 11min30s a 12min 17min a 18min

Resistência à compressão

aos 63 dias (MPa)

8,67 7,07

Características dos grãos Grãos aciculares, somente

agulhas.

Presença predominante de

placas extremamente

crescidas, em vez de

agulhas.

Distribuição dos grãos Grande dispersão de

tamanhos

Morfologia média

predominante e

homogeneamente distribuída

Figura 51: Fotomicrografia da amostra D,

com aumento linear de 500 vezes.

Figura 52: Fotomicrografia da amostra E

com aumento linear de 500 vezes.

Analisando as misturas D e L (tabela 25) onde houve uma redução da relação

água/gesso em L, notou-se um menor crescimento dos grãos em L devido à

hidratação. O comprimento médio dos cristais em L são aproximadamente ¼ do

comprimento médio dos cristais em D.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

100

Hallows (1992 apud SELMO et al, 1997), em seu estudo experimental,

concluiu que a redução da relação água/gesso leva ao encurtamento e

engrossamento das agulhas. Já SELMO et al (1997) não obtiveram diferenças

significativas nos cristais de gipsita em função da relação água/gesso.

De acordo com Murat et al (1975 apud ANTUNES, 1999), microestruturas

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

formadas por cristais pequenos (mais densas). Isso pôde ser observado nesse caso,

pois a resistência à compressão de L foi, aproximadamente, 6% maior que a

resistência obtida no traço D.

Tabela 25: Resumo das características das misturas L e D após todos os ensaios.

Mistura L Mistura D

Relação a/g 0,60 0,70

Quantidade de gesso α

adicionada à mistura (%)

5 5

Aditivo utilizado Sem aditivos Sem aditivos

Tempo de início de pega 7min a 7min30s 5min30s a 6min30s

Tempo de fim de pega 14min a 15min 11min30s a 12min

Absorção por imersão (%) 33,71 Não determinado

Absorção por capilaridade

após 72 horas em contato

com a água (g/cm²)

4,24 Não determinado

Resistência à compressão

aos 63 dias (MPa)

9,21 8,67

Características dos grãos Grãos aciculares. Grãos aciculares, somente

agulhas.

Distribuição dos grãos Grande dispersão de

tamanhos

Pelas imagens (figuras 53, 54, 55 e 56), também foi possível notar que a

porosidade superficial de D é de aproximadamente 0,84%, enquanto que D possui

aproximadamente 7% em área de porosidade.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

101

Figura 53: Fotomicrografia da amostra L,

com aumento linear de 500 vezes.

Figura 54: Fotomicrografia da amostra D,

com aumento linear de 5.000 vezes.

Figura 55: Fotomicrografia da amostra L,

com aumento linear de 500 vezes.

Figura 56: Fotomicrografia da amostra D,

com aumento linear de 5.000 vezes.

Comparando os traços G

, G

e I

, ambos com relação água/gesso de 0,60,

mas com a utilização de diferentes aditivos em várias porcentagens (tabela 26),

foram constatadas microestruturas morfologicamente idênticas, com a presença

predominante de placas (figuras 57, 58, 59 e 60), em vez de agulhas, como produto

resultante da hidratação. A porcentagem de sólidos presente no Masterfix, de acordo

com Basf (2007), varia de 9 a 11%. Isso significa que a quantidade de água presente

nesses aditivos é grande, o que aumentou ainda mais a hidratação e,

conseqüentemente, o tempo de pega das misturas. A porcentagem de sólidos

presentes no Imperwall não foi divulgada pelo fabricante.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

102

Tabela 26: Resumo das características das misturas G

, G

e I

após todos os ensaios.

Mistura G

Mistura I

Relação a/g 0,60 0,60 0,60

Quantidade de gesso

α adicionada à mistura

(%)

5 5 5

Aditivo utilizado Imperwall – 40% Imperwall – 70% Masterfix – 40%

Tempo de início de

pega

26min a 27min Não determinado 16min a 17min

Tempo de fim de pega 32min a 33min Não determinado 19min30s a 20min

Absorção por imersão

(%)

33,62 22,75 30,84

Absorção por

capilaridade após 72

horas em contato com

a água (g/cm²)

3,93 Não determinado 3,89

Resistência à

compressão aos 63

dias (MPa)

10,92 Não determinado 10,49

Características dos

grãos

Presença

predominante de

placas em vez de

agulhas.

Presença

predominante de

placas em vez de

agulhas.

Presença

predominante de

placas em vez de

agulhas.

Figura 57: Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 1.000 vezes.

Figura 58: Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 5.000 vezes.

Apesar de constar na literatura que placas hexagonais e de maiores

dimensões são responsáveis pela queda da resistência, devido à falta de aderência

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

103

entre os cristais (HINCAPIE & CINCOTTO, 1997), as misturas G

e I

apresentaram

valores de resistência mecânica em torno de 15% maior que a mistura L (branco)

formada por cristais menores. O motivo provável dessa ocorrência foi que a

presença dos aditivos promoveu certo embricamento dos grãos, conforme pode ser

visto na figura 57, acarretando no aumento da resistência mecânica.

Figura 59: Fotomicrografia da amostra I

com aumento linear de 1.000 vezes.

Figura 60: Fotomicrografia da amostra I

com aumento linear de 5.000 vezes.

Observa-se em G

grande presença do aditivo na superfície da amostra,

conforme ilustrado nas figuras 61 e 62. Nos três casos também se observa uma

formação superficial bastante fechada, praticamente sem porosidade superficial.

Apesar dessa constatação, a taxa de absorção de água em G

foi a mesma

encontrada no traço branco L, ou seja, a adição de 40% de Imperwall não teve

influência na permeabilidade do material. No caso de I

, houve uma redução na

absorção de apenas 8%. Somente a mistura G

apresentou uma melhor

impermeabilidade, com absorção em torno de 30% menor que a mistura L.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

104

Figura 61: Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 1.000 vezes.

Figura 62: Fotomicrografia da amostra G

com aumento linear de 5.000 vezes.

Ao analisar as misturas P e T

, verifica-se que enquanto T

apresenta

somente grãos colunares bastante crescidos em relação ao pó original, P apresenta

uma extensa formação inicial de placas, conforme pode ser visto nas figuras 63 e 64,

apesar de o tempo de pega de P ser menor que o de T

, o que diminui o tempo de

hidratação em P.

SELMO et al (1997), em seu estudo experimental, verificaram que as pastas

aditivadas com um incorporador de ar e outra com um superfluidificante obtiveram

uma tendência a uma microestrutura diferenciada, com cristais de maior diâmetro,

estando de acordo com as características observadas de endurecimento mais lento

e maior temperatura na fase de hidratação. Isso pôde ser visualizado na mistura T

onde as espessuras das agulhas na mistura T

variaram entre 1,1 a 5,7 µm,

enquanto que em P essas espessuras variaram de 0,45 a 2,0 µm, resultado do

maior tempo de pega (tabela 27).

Aparentemente, os cristais em P apresentam-se sobrepostos (figura 66)

enquanto que os cristais em T

apresentam-se embricados uns aos outros (figura

65). Essa falta de aderência dos cristais em P pode ser responsável pela redução da

resistência mecânica verificado nessa mistura (tabela 27).

Além disso, de acordo com Hincapié & Cincotto (1997), os maiores valores de

resistência à compressão são conseguidos com cristais em forma de agulha e

embricados, de maior comprimento e menor largura. Essa constatação pode ser

observada nas imagens de T

(figura 63), que mostram cristais bem mais compridos

do que os cristais em P (figura 64).

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

105

Sendo a única diferença entre essas duas misturas, a adição de Glenium em

, que pode ter provocado um aumento no crescimento dos cristais apesar da baixa

velocidade de hidratação, promoveu maiores valores de resistência à compressão

nesse traço, conforme pode ser visto na tabela 27.

Em relação ao silicone, conforme análise realizada anteriormente entre as

misturas P e B, verificou-se que presença do mesmo proporcionou redução da taxa

de absorção da mistura, provavelmente pelo encapsulamento dos cristais, conforme

visualizado na figura 49 (traço B) e na figura 50 (traço P), pois os cristais de gesso

em B apresentaram poros na superfície, o que não ocorreu nos cristais de P.

Tabela 27: Resumo das características das misturas P e T

após todos os ensaios.

Mistura P Mistura T

Relação a/g 0,70 0,50

Quantidade de gesso α

adicionada à mistura (%)

0 0

Aditivo utilizado Silicone – 0,60% em relação

à massa de gesso

Silicone – 0,60% em relação

à massa de gesso; Glenium –

0,60% em relação à massa

de gesso.

Tempo de início de pega 25min a 30min 45min a 50min

Tempo de fim de pega 35min a 40min 55min a 60min

Absorção por imersão (%) 8,98 7,14

Absorção por capilaridade

após 72 horas em contato

com a água (g/cm²)

0,42 0,64

Resistência à compressão

aos 63 dias (MPa)

8,83 16,07

Características dos grãos Grãos aciculares bastante

crescidos com relação ao pó

original e uma extensa

formação inicial de placas.

Somente grãos aciculares,

bastante crescidos com

relação ao pó original.

Distribuição dos grãos Morfologia média

predominante e

homogeneamente distribuída.

Morfologia média

predominante e

homogeneamente distribuída.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

106

Figura 63: Fotomicrografia da amostra T

com aumento linear de 1.000 vezes.

Figura 64: Fotomicrografia da amostra P,

com aumento linear de 1.000 vezes.

Figura 65: Fotomicrografia da amostra T

com aumento linear de 5.000 vezes.

Figura 66: Fotomicrografia da amostra P,

com aumento linear de 5.000 vezes.

4.9 Ensaios realizados nos artefatos de gesso produzidos

Foram determinadas as características de dois blocos de gesso para

vedação, produzidos conforme descrito no item 3.2.9, as quais estão apresentadas

na tabela 28.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

107

Tabela 28: Características dos blocos de gesso produzidos com garrafas PET no seu

interior.

BLOCO 1 BLOCO 2

Especificação 6 garrafas PET de 2 litros 6 garrafas PET de 2,5 litros

Comprimento 61,90 cm 61,60 cm

Largura 45,20 cm 45,50 cm

Espessura 14,60 cm 14,10 cm

Peso 31,30 kg 29,28 kg

Volume total do bloco 0,0408 m³ 0,0395 m³

Volume das garrafas 0,002 m³ 0,0025 m³

Volume de vazios 0,012 m³ 0,015 m³

Volume de sólidos 0,0288 m³ 0,0245 m³

Densidade 767,20 kg/m³ 741,30 kg/m³

A pasta utilizada para a confecção dos blocos apresentou abatimento de

16,0cm, determinado pelo mini-slump, que conferiu à mesma capacidade de

preencher os vãos entre as garrafas, mas coesa o suficiente para não vazar pela

forma, apesar da precariedade da sua execução, conferindo características de auto-

adensável e de acordo com a proposta do trabalho.

Com a mesma pasta foi produzido um painel e para conferir se a consistência

da pasta resultou em trabalhabilidade adequada, o mesmo foi cortado transversal e

longitudinalmente (figura 67).

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

108

Figura 67: Aspecto de um painel de gesso cortado.

Pode-se verificar que houve perfeito espalhamento do gesso pela fôrma,

tendo inclusive formado os alvéolos entre as garrafas, condição que pode ampliar o

uso dos painéis.

A densidade obtida nesses blocos corresponde a 60% da densidade da

alvenaria de blocos cerâmicos, o que resulta, numa edificação, na redução de peso

significando um menor consumo de estrutura e fundação.

Os blocos foram submetidos ao ensaio de resistência à compressão axial, o

qual consiste na aplicação de uma força vertical no bloco para verificar sua

resistência máxima antes de apresentar qualquer sinal de ruína, trinca ou ruptura.

O bloco foi colocado em uma máquina de ensaio universal mecânica,

conforme ilustrado na figura 68, que tem seu acionamento através de uma fonte

estável de energia, de modo a propiciar uma aplicação de carga contínua e isenta de

choques, que é registrada, conforme visto na figura 69.

Para permitir uma distribuição de carga uniforme no bloco, utilizou-se de uma

chapa de aço nas faces inferior e superior do mesmo.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

109

Figura 68: Bloco de gesso posicionado para

o ensaio de compressão axial.

Figura 69: Mostrador do índice de carga da

máquina universal de ensaio.

Os resultados do ensaio à compressão foram satisfatórios e estão

apresentados na tabela 29.

Tabela 29: Resultados obtidos no ensaio de compressão com blocos produzidos com

garrafas PET no seu interior

BLOCO 1 BLOCO 2

Força de ruptura (kgf) 6800 7600

Resistência à

compressão (kgf/cm²)

7,5 8,7

4.10 Análise dos custos das misturas

A partir dos preços dos materiais apresentados na tabela 13, foi calculado um

indicativo de custo de cada mistura confeccionada neste trabalho, conforme se pode

visualizar no gráfico 14.

Nesses custos só estão inclusos os preços dos materiais utilizados neste

trabalho. Não foram considerados os custos com formas, produção e montagem das

placas.

Apesar de contemplar apenas um componente, é possível verificar que o

preço do quilo das misturas com silicone e Glenium (P e T

) são baixos se

comparados com o custo das misturas com Imperwall e Masterfix (G

, G

, H

e I

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

110

A-B-C-M

D-L

N-O

R$ -

R$ 0,50

R$ 1,00

R$ 1,50

R$ 2,00

R$ 2,50

R$ 3,00

R$ 3,50

R$ 4,00

R$ 4,50

R$ 5,00

Traços

Custo (R$/ kg)

Gráfico 14: Indicativo de custo de cada mistura estudada, para um quilo de gesso.

Assim, em função da sua eficácia para o objetivo presente neste estudo, é

possível aumentar a porcentagem de silicone e Glenium 3200 HES na mistura até

uma quantidade que resulte em um preço competitivo para o mercado, e assim

analisar, por meio de novos ensaios, maiores melhorias nas propriedades do gesso.

5 CONCLUSÕES

111

5 CONCLUSÕES

Com a realização deste trabalho, foi possível aprofundar o conhecimento

sobre o gesso como material de construção, o qual, além do alto potencial de

exploração e produção no Brasil, é um material que requer baixa quantidade de

energia para sua produção, se comparado com outros materiais de construção, e

pode ser reciclado, conforme estudo bibliográfico realizado.

O processo de reciclagem é comum e viável em diversos países, conforme

mostrado na revisão bibliográfica. No Brasil, algumas empresas fabricantes de gesso

acartonado fazem reciclagem dos resíduos e utilizam 5% de matéria-prima reciclada

na produção de novas chapas.

Este estudo, com o intuito de explorar o mercado verde no país, baseou-se na

necessidade de suprir as limitações do gesso para a produção de painéis

modulares, com precaução em termos ecológicos.

Para suprir essas limitações, foram adicionados alguns produtos comerciais

na água de amassamento do gesso, em diferentes dosagens e, através dos ensaios

realizados, foi possível verificar a influência desses aditivos nas propriedades físicas

e mecânicas do produto final.

A realização da MEV possibilitou comprovar os dados obtidos nos ensaios

físicos e mecânicos através da análise da microestrutura das pastas de gesso, com

as características dos grãos cristalinos e sua distribuição, fatores que influenciam na

redução ou aumento da resistência à compressão e na absorção de água.

Conforme citado em Manual... (2001), com maior quantidade de água de

amassamento há uma maior porosidade, menor compacidade, densidade e

resistência do produto. Dessa forma, diminuir a relação a/g se torna um fator

importante para possibilitar melhoria nas propriedades do gesso, rompendo a

barreira para o desenvolvimento de produtos com gesso devido à alta taxa de

absorção de água em produtos de gesso natural que é em torno de 50%, de acordo

com Li, Li, Yu (2006).

A adição dos polímeros aumentou a fluidez das pastas, melhorando assim a

trabalhabilidade, sem precisar aumentar a relação água/gesso, o que acarretaria em

um maior índice de vazios e, conseqüentemente, menor impermeabilidade. A

5 CONCLUSÕES

112

consistência definida neste estudo confere às misturas características de pasta auto-

adensável, propriedade importante para a produção de artefatos.

O aditivo superplastificante à base de policarboxilatos Glenium 3200 HES

apresentou um desempenho maior ao possibilitar a redução da relação a/g para 0,50

no traço T

e conseqüente aumento na resistência à compressão e redução na taxa

de absorção de água. Sem esse aditivo, não foi possível moldar corpos-de-prova

nessa relação, devido à baixa fluidez da pasta.

Neste trabalho, a taxa de absorção, após imersão, variou de 7% a 40%. A

menor taxa foi obtida na composição T

(7,14%) que possui relação a/g de 0,50,

adição de Glenium 3200 HES e silicone. A adição somente de silicone, mantendo a

relação a/g de 0,70, provocou uma redução na taxa de absorção da água em 80%,

se comparada com o traço branco de análise.

A presença do silicone proporcionou um crescimento lento dos cristais,

favorecendo a formação de grãos cristalinos pequenos, que contribuíram para o

preenchimento dos vazios e, conseqüentemente, redução da porosidade, conforme

visualizado na MEV. Além disso, acredita-se que o silicone encapsulou os grãos

cristalinos, pois os mesmos deixaram de apresentar poros na sua superfície,

conforme visto pela MEV na mistura B.

Placas cimentícias produzidas em cimento reforçado com fios sintéticos têm

uma taxa de absorção máxima de 30% (BRASIPLAC, 2006), blocos cerâmicos para

alvenaria possuem uma taxa de absorção entre 8% e 25% (ABNT NBR 7171, 1992)

e tijolos maciços de solo-cimento, uma taxa máxima de 20% (ABNT NBR 8491,

1984).

Em relação às placas de gesso acartonado, algumas normas de absorção

estrangeiras referem-se a um período de 2 horas de imersão das placas, limitando a

taxa de absorção máxima para as placas resistentes à umidade em 5% (GYPSUM

ASSOCIATION, 2005). O projeto de norma para os blocos de gesso sem função

estrutural tipo H (hidrófugo) também utiliza esse mesmo limite de absorção, sem

especificar sua metodologia de ensaio.

Comparando esses dados com as taxas obtidas neste trabalho, pode-se

verificar que o traço G

, com a presença de Imperwall, e o traço I

com a presença

de Masterfix, resultaram numa taxa de absorção acima de 30%; enquanto que as

composições G

(com adição de Imperwall), T

e P têm impermeabilidade

compatível com os materiais de construção tradicionais utilizados para vedação,

5 CONCLUSÕES

113

como as placas cimentícias, os blocos cerâmicos para alvenaria e os tijolos maciços

de solo-cimento. Por outro lado, apresentam-se ligeiramente acima do limite

estabelecido para as placas de gesso acartonado e blocos de gesso resistentes à

umidade.

Mesmo tratando-se de um material alternativo em relação aos tradicionais,

submetidos a ensaios com metodologias diferentes, essa comparação mostra a

potencialidade dos materiais adicionados ao gesso, principalmente do silicone e do

Glenium 3200 HES, indicando bom desempenho para o uso determinado no

objetivo.

Para futuras normatizações para o material desenvolvido neste trabalho,

recomenda-se tomar como base o limite máximo de absorção por imersão de 8%, e,

posteriormente, realizar novos ensaios aumentando a quantidade de silicone

adicionada à pasta, no intuito de restringir aquele valor para 5%.

Em relação à resistência à compressão dos traços, verificou-se que os valores

variaram conforme a idade do corpo-de-prova. Coutinho (2006) cita que ao ar livre e

com umidade relativa média a resistência do gesso pode duplicar entre o 1

e o 7

dia após o amassamento. Isso foi observado nos traços com silicone e Glenium

3200 HES. Com os presentes dados, pôde-se notar que a resistência à compressão

aumentou até os 7 dias de idade e depois se manteve praticamente constante. Os

valores máximos obtidos de resistência são da ordem de 19 MPa para a mistura com

adição de Glenium e com a relação a/g de 0,50. Para o traço com silicone e relação

a/g de 0,70, a resistência à compressão foi menor que 11MPa. Em relação a outros

traços, tanto os brancos quanto os com Masterfix e Imperwall, a resistência à

compressão variou entre 6 MPa e 11 MPa, sendo que as misturas com relação a/g

de 0,60 apresentaram valores acima de 9 MPa. Com isso, pôde-se verificar que um

dos fatores de maior influência na taxa de resistência à compressão do gesso,

conforme citado por autores como Nolhier (1986 apud ANTUNES, 1999), é a relação

água/gesso, que foi reduzida na composição com adição do Glenium 3200 HES.

A quantidade de água presente na mistura é responsável pela quantidade de

poros presente no material endurecido e pelas características dos seus grãos

cristalinos que se modificam dependendo do processo de hidratação em que estão

inseridos.

A redução na relação água/gesso promoveu um baixo crescimento dos grãos

cristalinos devido a um tempo de hidratação menor, formando microestruturas mais

5 CONCLUSÕES

114

densas e, conseqüentemente, mais resistentes (MURAT et al 1979 apud ANTUNES,

1999), comprovando assim os resultados obtidos durante o ensaio de compressão

na mistura L.

Hincapié & Cincotto (1997) afirmam que quanto menor o tempo de pega, ou

seja, quanto mais rápida for a velocidade de hidratação, são formados cristais bem

definidos, em maior número por unidade de volume, maior resistência mecânica e

menor porosidade; o tempo de pega maior favorece a formação de cristais

espessos, cuja estrutura é mais organizada, com menos defeitos, menor resistência

mecânica e maior porosidade. Além disso, citam que os maiores valores de

resistência à compressão são conseguidos com cristais em forma de agulha e

embricados, de maior comprimento e menor largura.

A presença do Glenium 3200 HES na mistura T

permitiu a formação de grãos

cristalinos em forma de agulha, de maior comprimento e embricados uns aos outros,

características não presentes em casos com maior tempo de pega, que é o caso

dessa mistura.

Assim, acredita-se que o Glenium 3200 HES proporcionou uma mudança na

estrutura cristalina do gesso, pois não permitiu a formação de placas que são

conseqüência de uma baixa velocidade de hidratação, o que resultou em uma

estrutura mais resistente devido ao embricamento dos grãos cristalinos e menos

porosa.

Nos ensaios de resistência à compressão para os traços B, L, P e T

verificou-se que a tensão média mostrou-se maior aos 28 dias do que aos 63 dias.

Essa constatação serve como um alerta para o uso desse material em um processo

industrial, à medida que sua resistência depende muito da forma de moldagem e da

cura do material. Se a mistura, a moldagem, a cura e os ensaios forem realizados

corretamente, obtêm-se o valor previsto. Um erro ou descuido em qualquer uma

dessas fases inevitavelmente provoca redução do valor da resistência. Essa

variabilidade existente justifica maior rigor de controle dos parâmetros influenciáveis

em trabalhos futuros para descartar hipóteses presentes.

O objetivo deste trabalho foi atingido ao confeccionar os artefatos de gesso

com a utilização de garrafas PET que poderiam virar resíduos. A composição de

gesso T

foi utilizada na confecção desses painéis, pois conferiu os melhores

resultados em relação à impermeabilidade, resistência à compressão e em relação

ao seu custo, que foi baixo se comparado com as outras misturas confeccionadas.

5 CONCLUSÕES

115

O traço T

foi confeccionado com 100% de gesso beta, relação água/gesso de 0,50

e com a adição de 0,60% de silicone e 0,6% de Glenium 3200 HES, em relação à

massa de gesso.

Assim, em função da sua eficácia para o objetivo presente neste estudo e um

potencial futuro para a produção de painéis modulares de gesso, é possível

aumentar a porcentagem de silicone e Glenium 3200 HES na mistura até uma

quantidade que resulte em um preço competitivo para o mercado, e assim analisar,

por meio de novos ensaios, maiores melhorias nas propriedades do gesso.

Por apresentarem potencial para serem empregados ao uso pretendido,

sugere-se, para trabalhos futuros, a confecção de painéis de gesso com as outras

composições que apresentaram também bons resultados em relação à

impermeabilidade e resistência à compressão, de modo a verificar seu desempenho

físico, mecânico e sua durabilidade, assim como artefatos confeccionados com a

mistura T

Recomenda-se, ainda, para futuras pesquisas, a realização da MEV em

diversas idades do gesso, para acompanhar as fases de crescimento dos cristais e a

forma de ocorrência ou não do embricamento dos grãos cristalinos.

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ANEXO A 124

ANEXO A

DETERMINAÇÃO DA MASSA EM RELAÇÃO À IDADE DO CORPO-DE-PROVA

Tabela 1:

Traço “A”- Determinação da massa com a idade ............................ 125

Tabela 2:

Traço “B”- Determinação da massa com a idade ............................ 125

Tabela 3:

Traço “C”- Determinação da massa com a idade ............................ 125

Tabela 4:

Traço “D”- Determinação da massa com a idade ............................ 126

Tabela 5:

Traço “E

”- Determinação da massa com a idade ........................... 126

Tabela 6:

Traço “E

”- Determinação da massa com a idade ........................... 126

Tabela 7:

Traço “F

”- Determinação da massa com a idade ........................... 126

Tabela 8:

Traço “G

”- Determinação da massa com a idade .......................... 127

Tabela 9:

Traço “I

”- Determinação da massa com a idade ............................ 127

Tabela 10:

Traço “L”- Determinação da massa com a idade ............................. 127

Tabela 11:

Traço “P”- Determinação da massa com a idade ............................ 128

Tabela 12:

Traço “T

”- Determinação da massa com a idade ........................... 128

ANEXO A

125

Tabela 1: Traço “A” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 19,20 14,07 13,55 14,64 14,67 13,51 13,64

2 20,19 14,19 14,35 15,28 14,91 14,25 14,22

3 18,88 13,76 14,79 14,80 13,48 13,33 13,34

4 19,33 13,59 13,83 14,26 13,80 13,66 13,60

5 19,69 13,82 14,38 15,74 13,87 13,86 13,86

6 19,27 13,55 14,05 14,32 13,65 13,58 13,59

MÉDIA 19,43 13,83 14,16 14,84 14,06 13,70 13,71

Tabela 2: Traço “B” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 18,90 18,44 18,36 16,54 13,74 13,71 13,72

2 18,77 17,73 17,50 17,61 14,05 13,50 13,50

3 18,72 18,02 17,10 16,86 13,65 13,40 13,39

4 18,81 18,10 17,92 18,13 14,58 13,50 13,51

5 18,38 17,86 17,61 16,30 13,51 13,12 13,12

MÉDIA 18,72 18,03 17,70 17,09 13,91 13,45 13,45

Tabela 3: Traço “C” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 18,92 18,35 18,16 16,13 13,40 13,22 13,21

2 18,83 18,34 18,33 16,35 13,04 13,03 13,02

3 18,84 18,11 17,67 16,67 13,51 13,15 13,15

4 19,20 18,58 18,63 17,29 13,99 13,20 13,19

5 18,77 18,25 18,15 15,82 13,46 13,10 13,10

6 19,12 18,30 18,25 17,49 13,44 13,12 13,13

MÉDIA 18,95 18,32 18,20 16,63 13,47 13,14 13,13

ANEXO A

126

Tabela 4: Traço “D” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 19,22 18,35 18,56 16,96 14,57 13,40 13,40

2 19,10 18,68 18,44 18,15 13,83 13,47 13,46

3 19,17 18,32 18,28 18,20 14,54 13,48 13,49

4 19,69 19,01 19,02 18,63 15,36 13,80 13,78

5 19,30 18,48 18,29 17,33 14,37 13,46 13,47

MÉDIA 19,30 18,57 18,52 17,85 14,53 13,52 13,52

Tabela 5: Traço “E

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 18,79 17,81 16,22 13,74 13,50 13,48 13,49

2 18,94 15,97 15,85 13,80 13,60 13,60 13,60

3 18,72 17,66 15,63 13,63 13,50 13,51 13,51

MÉDIA 18,82 17,15 15,90 13,72 13,53 13,53 13,53

Tabela 6: Traço “E

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 19,29 18,33 16,34 14,27 13,96 13,97 13,95

2 19,46 17,35 16,82 14,32 14,05 14,08 14,11

3 19,51 17,52 15,86 14,38 14,20 14,22 14,17

MÉDIA 19,42 17,73 16,34 14,32 14,07 14,09 14,08

Tabela 7: Traço “F

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28 35

1 19,29 15,40 13,63 13,63 13,65 13,65 13,65

2 18,99 15,20 13,48 13,43 13,44 13,44 13,42

3 18,86 15,49 13,28 13,31 13,32 13,34 13,29

4 19,06 15,27 13,30 13,30 13,29 13,28 13,28

5 18,99 15,35 13,32 13,31 13,31 13,30 13,28

6 19,43 15,20 13,58 13,59 13,59 13,57 13,56

MÉDIA 19,10 15,32 15,32 13,43 13,43 13,43 13,41

ANEXO A

127

Tabela 8: Traço “G

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 7 14 21 28 35

1 20,01 15,84 15,95 15,90 15,86 15,86

2 19,69 15,61 15,65 15,55 15,84 15,84

3 20,11 15,81 16,00 15,83 15,81 15,81

4 20,74 16,05 16,12 16,02 15,99 15,99

5 20,36 15,76 15,65 15,62 15,58 15,58

6 20,10 15,55 15,55 15,46 15,45 15,45

MÉDIA 19,85 15,73 15,80 15,73 15,85 15,76

Tabela 9: Traço “I

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 5 7 14 21 28

1 20,66 16,57 15,80 15,79 15,80 15,76

2 20,31 16,64 15,49 15,47 15,47 15,45

3 19,96 15,55 15,45 15,42 15,42 15,43

4 19,99 15,80 15,20 15,16 15,18 15,13

5 19,81 15,77 15,31 15,31 15,31 15,31

6 20,30 16,81 15,68 15,74 15,70 15,75

MÉDIA 20,17 16,19 15,49 15,48 15,48 15,47

Tabela 10: Traço “L” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 7 14 21

1 19,74 16,35 14,50 14,64 14,52 14,51

2 20,10 17,77 14,53 14,54 14,54 14,52

3 19,96 16,55 14,49 14,49 14,47 14,48

4 19,84 15,72 14,54 14,59 14,55 14,55

5 19,67 15,71 14,38 14,54 14,40 14,39

19,64 15,61 14,53 14,40 14,49 14,51

MÉDIA 19,83 16,29 14,50 14,53 14,50 14,49

ANEXO A

128

Tabela 11: Traço “P” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 7 14 21 28

1 19,06 16,15 13,59 13,60 13,60

2 17,70 14,85 13,33 13,33 13,35

3 18,94 16,04 13,37 13,37 13,26

4 18,84 15,78 13,35 13,32 13,34

5 18,81 15,91 13,41 13,41 13,42

MÉDIA 18,67 15,75 13,41 13,41 13,39

Tabela 12: Traço “T

” – Determinação da massa com a idade.

IDADE (dias) / MASSA (gramas)

CP's

0 7 14 21 28

1 20,93 18,63 16,73 16,71 16,72

2 20,87 18,54 16,63 16,61 16,58

3 21,17 19,98 16,82 16,81 16,81

4 20,92 18,62 16,55 16,54 16,54

5 20,87 18,47 16,60 16,59 16,59

MÉDIA 20,95 18,85 16,67 16,65 16,65

ANEXO B 129

ANEXO B

ENSAIO DE ABSORÇÃO POR IMERSÃO

Tabela 1:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço B ........ 130

Tabela 2:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço G

...........................................................................................................

131

Tabela 3:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço I

......... 132

Tabela 4:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço L......... 133

Tabela 5:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço P......... 134

Tabela 6:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço T

........ 135

ANEXO B

130

Tabela 1: Massas e índices obtidos durante ensaio de

absorção no traço B.

Índices / CP’s 1B

(g) 222,23 222,93 220,02

(g) 42,89 41,24 44,40

3-1

(g) 221,82 222,57 219,69

3-2

(g) 221,69 222,50 219,58

3-3

(g) 221,58 222,39 219,52

(g) 221,70 222,50 219,63

sat-1

(g) 308,01 304,86 304,07

sat-2

(g) 304,86 301,98 301,02

sat-3

(g) 304,24 301,19 300,18

i-1

(g) 103,56 103,02 102,54

i-2

(g) 103,20 102,86 101,79

i-3

(g) 103,68 103,17 101,95

sat_fer

(g) 305,48 301,71 303,20

i_ferv

(g) 114,16 113,02 113,43

sat

(%) 37,23 35,37 36,68

ferv

(%) 37,79 35,60 38,05

sat

(%) 41,15 39,74 40,63

ferv

(%) 43,79 41,98 44,04

(g/cm³) 1,10 1,12 1,09

sat

(g/cm³) 1,51 1,52 1,49

ferv

(g/cm³) 1,51 1,52 1,1

real

(g/cm³) 1,88 1,86 1,87

ANEXO B

131

Tabela 2: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço G

e G

Índices / CP’s 1G

(g) 234,79 234,99 243,93 246,11 242,93 274,39 279,03

(g) 42,65 36,74 37,21 41,57 37,57 77,20 77,65

3-1

(g) 234,25 234,19 243,00 245,33 242,23 272,34 277,26

3-2

(g) 234,13 234,08 242,87 245,19 242,12 272,05 277,01

3-3

(g) 234,07 234,04 242,79 245,13 242,07 271,91 276,87

(g) 234,15 234,11 242,89 245,21 242,14 272,25 277,23

sat-1

(g) 312,80 312,88 323,52 325,75 323,08 333,44 340,72

sat-2

(g) 312,94 312,96 323,47 326,07 323,19 333,45 340,80

sat-3

(g) 313,24 313,62 324,19 326,57 323,73 333,52 241,00

i-1

(g) 114,48 113,81 116,76 120,75 116,93 133,86 136,61

i-2

(g) 114,63 113,97 117,03 121,21 117,15 134,20 136,60

i-3

(g) 115,07 114,93 118,02 122,00 117,86 134,37 136,80

sat_fer

(g) 323,01 323,04 336,19 335,38 333,57 344,70 351,47

i_ferv

(g) 126,09 125,73 131,11 132,38 129,91 145,50 147,96

sat

(%) 33,78 33,96 33,47 33,18 33,70 22,51 23,00

ferv

(%) 37,95 37,99 38,41 36,77 37,76 26,61 26,78

sat

(%) 39,91 40,02 39,43 39,77 39,63 30,77 31,23

ferv

(%) 45,12 45,07 45,49 44,42 44,89 36,37 36,48

(g/cm³) 1,13 1,12 1,11 1,15 1,12 1,29 1,29

sat

(g/cm³) 1,51 1,51 1,49 1,53 1,50 1,59 1,59

ferv

(g/cm³) 1,55 1,55 1,54 1,57 1,55 1,64 1,64

real

(g/cm³) 1,97 1,96 1,95 1,99 1,95 1,97 1,97

ANEXO B

132

Tabela 3: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço I

Índices / CP’s 1I

(g) 251,15 252,41 242,92 252,32 250,56

(g) 47,53 47,30 45,64 47,52 47,28

3-1

(g) 250,72 251,96 242,41 251,74 250,06

3-2

(g) 250,61 251,85 242,32 251,67 249,96

3-3

(g) 250,58 251,81 242,29 251,62 249,93

(g) 250,68 251,91 242,37 251,72 250,01

sat-1

(g) 327,72 330,77 316,99 327,80 324,71

sat-2

(g) 327,53 330,70 316,98 327,80 324,62

sat-3

(g) 328,47 331,62 317,63 328,24 325,25

i-1

(g) 122,62 125,30 119,31 122,80 120,96

i-2

(g) 122,95 125,64 119,52 123,06 121,25

i-3

(g) 123,87 126,79 120,65 123,81 121,90

sat_fer

(g) 336,22 337,34 324,81 337,34 335,68

i_ferv

(g) 134,16 134,71 129,66 134,77 133,96

sat

(%) 31,03 31,64 31,05 30,40 30,09

ferv

(%) 34,12 33,91 34,01 34,01 34,27

sat

(%) 38,02 38,92 38,21 37,43 37,00

ferv

(%) 42,33 42,16 42,24 42,27 42,47

(g/cm³) 1,18 1,20 1,19 1,18 1,17

sat

(g/cm³) 1,55 1,58 1,56 1,54 1,52

ferv

(g/cm³) 1,58 1,60 1,59 1,58 1,57

real

(g/cm³) 1,98 2,01 1,99 1,97 1,95

ANEXO B

133

Tabela 4: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço L.

Índices / CP’s 1L

2L 3L 4L

(g) 236,86 236,22 237,42 236,67 237,86 234,15

(g) 42,77 47,05 41,37 44,15 42,24 42,88

3-1

(g) 236,53 235,92 237,03 236,38 237,54 233,86

3-2

(g) 236,43 235,82 236,97 236,29 237,47 233,76

3-3

(g) 236,37 235,78 236,91 236,26 237,41 233,71

(g) 236,59 235,96 237,12 236,46 237,63 233,89

sat-1

(g) 315,88 314,88 314,46 314,60 315,35 317,34

sat-2

(g) 315,86 314,89 314,60 314,64 315,40 317,43

sat-3

(g) 316,23 315,27 315,04 315,17 315,94 317,79

i-1

(g) 113,81 113,39 112,66 113,23 113,42 113,81

i-2

(g) 114,44 114,19 113,21 113,89 113,83 114,61

i-3

(g) 114,79 114,80 113,62 114,41 114,64 114,70

sat_fer

(g) 311,37 312,32 312,52 318,33 315,47 322,06

i_ferv

(g) 116,69 119,05 113,90 121,42 116,74 122,10

sat

(%) 33,66 33,61 32,86 33,29 32,95 35,87

ferv

(%) 31,61 32,36 31,80 34,62 32,76 37,70

sat

(%) 39,54 39,56 38,69 39,21 38,90 41,31

ferv

(%) 38,41 39,51 37,96 41,58 39,17 44,09

(g/cm³) 1,20 1,19 1,19 1,16 1,18 1,13

sat

(g/cm³) 1,61 1,60 1,58 1,55 1,57 1,53

ferv

(g/cm³) 1,58 1,58 1,57 1,56 1,57 1,55

real

(g/cm³) 1,94 1,95 1,92 1,94 1,93 1,96

ANEXO B

134

Tabela 5: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço P.

Índices / CP’s 1P 2P 3P

(g) 215,21 210,48 219,52

(g) 32,28 31,57 32,93

3-1

(g) 214,62 209,90 218,92

3-2

(g) 214,46 209,78 218,70

3-3

(g) 214,35 209,66 218,58

(g) 214,55 209,86 218,79

sat-1

(g) 232,53 229,86 242,12

sat-2

(g) 238,89 232,90 244,03

sat-3

(g) 238,31 232,27 230,15

i-1

(g) 35,66 33,87 38,33

i-2

(g) 42,60 37,55 40,52

i-3

(g) 43,15 37,87 41,18

sat_fer

(g) 289,39 286,66 298,29

i_ferv

(g) 106,91 107,22 103,70

sat

(%) 11,07 10,68 5,19

ferv

(%) 34,88 36,60 36,34

sat

(%) 12,17 11,53 6,01

ferv

(%) 41,01 42,80 40,86

(g/cm³) 0,87 0,84 0,85

sat

(g/cm³) 0,97 0,93 0,90

ferv

(g/cm³) 1,18 1,15 1,16

real

(g/cm³) 1,25 1,22 1,23

ANEXO B

135

Tabela 6: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço T

Índices / CP’s

(g) 270,60 268,24 274,32

(g) 65,90 63,47 70,96

3-1

(g) 269,73 267,32 273,35

3-2

(g) 269,23 267,20 273,23

3-3

(g) 269,10 267,08 273,15

(g) 269,73 267,30 273,32

sat-1

(g) 287,78 284,68 289,77

sat-2

(g) 290,18 287,35 292,27

sat-3

(g) 289,70 286,89 291,57

i-1

(g) 83,49 82,62 82,85

i-2

(g) 86,80 85,82 86,58

i-3

(g) 87,19 86,36 86,35

sat_fer

(g) 338,51 335,59 341,45

i_ferv

(g) 139,28 138,02 140,02

sat

(%) 7,40 7,33 6,68

ferv

(%) 25,50 25,55 24,93

sat

(%) 9,86 9,77 8,89

ferv

(%) 34,52 34,56 33,82

(g/cm³) 1,07 1,07 1,07

sat

(g/cm³) 1,15 1,15 1,14

ferv

(g/cm³) 1,35 1,35 1,34

real

(g/cm³) 1,48 1,48 1,46

ANEXO B

136

Onde:

– massa natural ao ar, em gramas;

– massa natural imersa, em gramas;

3-1

– massa seca em estufa após permanência de 24 horas, em gramas;

3-2

– massa seca em estufa após permanência de 48 horas, em gramas;

3-3

– massa seca em estufa após permanência de 72 horas, em gramas;

– massa seca no dessecador a temperatura de 23 +/- 2

C, em gramas;

sat-1

– massa saturada com superfície seca após 24 horas de imersão, em gramas;

sat-2

– massa saturada com superfície seca após 48 horas de imersão, em gramas;

sat-3

– massa saturada com superfície seca após 72 horas de imersão, em gramas;

i-1

– massa da amostra imersa em água após 24 horas de imersão, em gramas;

i-2

– massa da amostra imersa em água após 48 horas de imersão, em gramas;

i-3

– massa da amostra imersa em água após 72 horas de imersão, em gramas;

sat_fer

– massa saturada com superfície seca após fervura, em gramas;

i_ferv

– massa da amostra imersa em água após saturação e fervura, em gramas.

sat

= taxa de absorção de água após imersão (%);

ferv

= taxa de absorção de água após imersão e fervura (%);

sat

= Índice de vazios após saturação em água (%);

ferv

= Índice de vazios após saturação e fervura (%);

= A massa específica da amostra seca (g/cm³);

sat

= massa específica da amostra após saturação (g/cm³);

ferv

= massa específica após saturação e fervura (g/cm³);

real

=massa específica real (g/cm³).

ANEXO 137

ANEXO C

ENSAIO DE ABSORÇÃO POR CAPILARIDADE

Tabela 1:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço B........................................................................

138

Tabela 2:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço G

......................................................................

139

Tabela 3:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço I

........................................................................

140

Tabela 4:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço L.........................................................................

141

Tabela 5:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço P........................................................................

142

Tabela 6:

Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por

capilaridade no traço T

.......................................................................

143

ANEXO C

138

Tabela 1: Massas e índices obtidos durante ensaio de

absorção por capilaridade no traço B.

Índices / CP’s 1B

(g) 222.26 216.93 220.59

2-1

(g) 221.91 216.59 220.26

2-2

(g) 221.80 216.49 220.16

B (g) 222.08 216.77 220.41

(g) 310.68 304.14 308.78

(g) 310.74 304.24 309.00

24h

(g) 311.36 304.87 309.71

48h

(g) 312.18 305.82 310.66

72h

(g) 312.96 306.34 311.52

(g/cm²) 4.51 4.45 4.50

(g/cm²) 4.52 4.46 4.51

24h

(g/cm²) 4.55 4.49 4.55

48h

(g/cm²) 4.59 4.54 4.60

72h

(g/cm²) 4.63 4.56 4.64

ANEXO C

139

Tabela 2: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por capilaridade

no traço G

Índices /

CP’s

(g) 241.12 235.51 235.65 245.50 241.78

2-1

(g) 240.73 235.10 235.26 245.08 241.39

2-2

(g) 240.55 234.93 235.11 244.91 241.22

B (g) 240.68 235.07 235.27 245.10 241.38

(g) 274.73 283.45 273.61 319.88 285.26

(g) 312.65 308.00 310.32 323.68 318.65

24h

(g) 313.27 309.04 311.08 324.34 319.49

48h

(g) 313.81 309.67 311.60 324.90 319.95

72h

(g) 314.52 310.27 312.10 325.38 320.50

(g/cm²) 1.74 2.47 1.95 3.81 2.24

(g/cm²) 3.67 3.72 3.82 4.00 3.94

24h

(g/cm²) 3.70 3.77 3.86 4.04 3.98

48h

(g/cm²) 3.73 3.80 3.89 4.07 4.00

72h

(g/cm²) 3.76 3.83 3.91 4.09 4.03

ANEXO C

140

Tabela 3: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por capilaridade

no traço I

Índices / CP’s 1I

(g) 238.04 246.89 249.70 237.59 248.05

2-1

(g) 237.69 246.54 249.34 237.26 247.70

2-2

(g) 237.55 246.41 249.21 237.13 247.55

B (g) 237.70 246.56 249.35 237.27 247.71

(g) 271.23 279.07 284.23 279.96 299.02

(g) 310.42 321.92 325.75 309.80 322.07

24h

(g) 311.47 322.95 326.88 310.63 322.71

48h

(g) 312.11 323.55 327.75 311.27 323.15

72h

(g) 312.67 324.21 328.07 311.93 323.70

(g/cm²) 1.71 1.66 1.78 2.18 2.61

(g/cm²) 3.71 3.84 3.89 3.70 3.79

24h

(g/cm²) 3.76 3.89 3.95 3.74 3.82

48h

(g/cm²) 3.79 3.92 3.99 3.77 3.84

72h

(g/cm²) 3.82 3.96 4.01 3.80 3.87

ANEXO C

141

Tabela 4: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção por capilaridade

no traço L.

Índices / CP’s 1L

2L 3L 4L

(g) 236.30 236.75 235.56 236.67 234.91

2-1

(g) 235.95 236.41 235.21 236.35 234.57

2-2

(g) 235.60 236.04 234.91 236.01 234.22

B (g) 235.69 236.11 235.00 236.08 234.30

(g) 315.72 316.09 308.18 316.15 314.84

(g) 316.75 316.37 315.41 316.52 315.06

24h

(g) 317.87 317.45 316.60 317.68 316.03

48h

(g) 318.82 318.37 317.53 318.65 316.99

72h

(g) 319.45 319.03 318.19 319.24 317.48

(g/cm²) 4.08 4.08 3.73 4.08 4.10

(g/cm²) 4.13 4.09 4.10 4.10 4.12

24h

(g/cm²) 4.19 4.14 4.16 4.16 4.16

48h

(g/cm²) 4.24 4.19 4.21 4.21 4.21

72h

(g/cm²) 4.27 4.23 4.24 4.24 4.24

ANEXO C

142

Tabela 5: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção

por capilaridade no traço P.

Índices / CP’s 1P 2P 3P

(g) 218.57 210.31 217.52

2-1

(g) 217.85 209.72 216.77

2-2

(g) 217.58 209.48 216.61

B (g) 217.67 209.56 216.69

(g) 219.54 211.29 218.79

(g) 220.33 211.98 219.64

24h

(g) 222.98 214.34 222.53

48h

(g) 224.81 215.95 224.40

72h

(g) 222.95 217.06 225.54

(g/cm²) 0.11 0.10 0.09

(g/cm²) 0.15 0.14 0.12

24h

(g/cm²) 0.30 0.27 0.24

48h

(g/cm²) 0.39 0.36 0.33

72h

(g/cm²) 0.45 0.42 0.38

ANEXO C

143

Tabela 6: Massas e índices obtidos durante ensaio de absorção no traço T

Índices / CP’s

(g) 271.62 269.07 268.58 263.36 258.70 269.18

2-1

(g) 270.97 268.43 267.99 262.75 257.83 268.29

2-2

(g) 270.78 268.25 267.84 262.55 257.68 268.13

B (g) 271.26 268.71 268.33 263.02 257.77 268.22

(g) 272.21 270.60 269.56 264.13 259.58 270.11

(g) 273.36 272.79 271.30 265.36 260.32 270.79

24h

(g) 278.63 278.95 277.26 270.15 263.03 273.32

48h

(g) 283.09 282.83 281.36 274.22 264.79 274.91

72h

(g) 285.70 284.95 283.67 276.65 265.79 275.75

(g/cm²) 0.05 0.10 0.06 0.06 0.09 0.10

(g/cm²) 0.11 0.21 0.15 0.12 0.13 0.13

24h

(g/cm²) 0.38 0.52 0.46 0.36 0.27 0.26

48h

(g/cm²) 0.60 0.72 0.66 0.57 0.36 0.34

72h

(g/cm²) 0.74 0.83 0.78 0.69 0.41 0.38

ANEXO C

144

Onde:

– massa natural ao ar, em gramas;

2-1

– massa seca em estufa após permanência de 24 horas, em gramas;

2-2

– massa seca em estufa após permanência de 48 horas, em gramas;

B – massa seca no dessecador a temperatura de 23 +/- 2

C, em gramas;

– massa das amostras em contato com a água após 3 horas, em gramas;

– massa das amostras em contato com a água após 6 horas, em gramas;

24h

– massa das amostras em contato com a água após 24 horas, em gramas;

48h

– massa das amostras em contato com a água após 48 horas, em gramas;

72h

– massa das amostras em contato com a água após 72 horas, em gramas;

= Absorção de água por capilaridade após 3 horas em contato com a água, em

g/cm²;

= Absorção de água por capilaridade após 6 horas em contato com a água, em

g/cm²;

24h

= Absorção de água por capilaridade após 24 horas em contato com a água, em

g/cm²;

48h

= Absorção de água por capilaridade após 48 horas em contato com a água, em

g/cm²;

72h

= Absorção de água por capilaridade após 72 horas em contato com a água, em

g/cm².

ANEXO D 145

ANEXO D

RELATÓRIOS DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL

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