UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL,
ARQUITETURA E URBANISMO
GESSO RECICLADO: AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES PARA
USO EM COMPONENTES
Sayonara Maria de Moraes Pinheiro
Campinas
2011
i
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO
Sayonara Maria de Moraes Pinheiro
GESSO RECICLADO: AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES PARA USO EM
COMPONENTES
Orientadora: Profa. Dr
a. Gladis Camarini
Campinas, SP
2011
Tese de Doutorado apresentada à
Comissão de Pós-Graduação da Faculdade
de Engenharia Civil da Universidade
Estadual de Campinas, como parte dos
requisitos para obtenção do Título de
Doutor em Engenharia Civil, na área de
concentração de Arquitetura e Construção.
ii
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA
BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP
P655g
Pinheiro, Sayonara Maria de Moraes
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em
componentes / Sayonara Maria de Moraes Pinheiro. --Campinas, SP:
[s.n.], 2011.
Orientador: Gladis Camarini.
Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas,
Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.
1. Gesso. 2. Reciclagem. 3. Residuos industriais - Reciclagem.
4. Propriedades fisicas. 5. Propriedades mecânicas. I. Camarini,
Gladis. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de
Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. III. Título.
Título em Inglês: Recycled gypsum plaster: properties evaluation for components use
Palavras-chave em Inglês: Gypsum plaster, Recycling, Industrial waste - Recycling, Physical
properties, Mechanical properties
Área de concentração: Arquitetura e Construção
Titulação: Doutor em Engenharia Civil
Banca examinadora: Moema Ribas Silva, Janaíde Cavalcante Rocha, Mauro Augusto Demarzo,
Antonio Ludovico Beraldo
Data da defesa: 05-12-2011
Programa de Pós Graduação: Engenharia Civil
iv
Dedico este trabalho aos tesouros da minha vida: meu pai, minha mãe (in memorian), meu irmão,
minha cunhada e meus sobrinhos.
v
Agradecimentos
Em primeiro lugar, ao nosso Pai Criador, que me guia desde o início da existência no caminho da
evolução.
A seguir, à Profᵃ. Drᵃ. Gladis Camarini, minha orientadora, amiga e companheira, que não mediu
esforços para que eu alcançasse o doutoramento.
Aos técnicos dos laboratórios de Estruturas e Materiais de Construção da Faculdade de
Engenharia Civil da Unicamp, Ademir, Marcelo, Rodolfo, Luciano, Marçal e Fábio, que me
apoiaram desde o início do trabalho até a realização dos ensaios. E também aos alunos de PIC-Jr
e Iniciação Científica.
Aos meus professores e amigos anteriores ao doutorado, que me incentivaram a trilhar o
misterioso universo da pesquisa: Profa. Moema Ribas Silva, Prof. Fernando Lordêllo, Prof
a.
Maristela Gomes da Silva, Prof. Fernando Avancini, Prof. Luiz Herkenhoff e Prof. Walnório
Graça Ferreira.
Aos professores do Colegiado de Engenharia Civil da UNIVASF, que me apoiaram de forma
incondicional.
À UNIVASF, pela minha liberação durante estes quatro anos. Em especial ao Prof. Paulo César,
ao Prof. Mário Miranda e ao Prof. Bismark.
À CAPES pela bolsa de doutorado no Programa Pró-Doutoral.
Ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, por ter possibilitado a realização dos ensaios de
microscopia.
À INGENOR, por ter proporcionado minhas visitas ao Pólo Gesseiro de Araripina.
Aos amigos Antonina, Max, Adelaide, Poliana, Penha, Mara, José Fernando, André, Alexandre, e
em especial Milton e Marcelo companheiros em todos os momentos, e Vanessa, que percebeu
minha necessidade de ficar em um ambiente propício ao desenvolvimento de uma tese de
doutorado.
Aos meus amigos espirituais, Tupaíba, Rompe-Mato, Matinata, Unayara e a todos os meus guias
e protetores.
vi
Pesquisa é Amor. Amor é entrega total. É não ser mais um, é ser dois em um. É ultrapassar a
própria vida, transitória e mortal. É renunciar a si mesmo...
Caboclo Aymoré
vii
RESUMO
PINHEIRO, Sayonara Maria de Moraes. Gesso Reciclado: Avaliação de Propriedades para Uso
em Componentes. Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo,
Universidade Estadual de Campinas, 2011. 352p. Tese (Doutorado). Departamento de Arquitetura e
Construção, UNICAMP, 2011.
A busca pela viabilidade técnica e econômica da reciclagem de resíduos na cadeia produtiva da
construção civil vem atender às novas necessidades do setor de promover um crescimento
econômico integrado às necessidades sociais e ambientais. O gesso é um material construtivo de
ampla aplicação no setor. O processo produtivo é relativamente simples e envolve baixo custo
energético em relação a outros aglomerantes. A reversibilidade de suas reações de transformação
possibilita a reciclagem do material, o que aumenta a possibilidade de reintegração no processo
produtivo, minimizando os impactos ambientais de produção. As indústrias produtoras de
componentes de gesso, na sua maioria, são formadas por empresas de pequeno porte, onde o
resíduo gerado, na maioria das vezes, é disposto de forma irregular, sem controle e estimativa de
volume. Esse resíduo é considerado pelas Resoluções 307/2002 e 431/2011 do CONAMA, como
resíduo de Classe “B”, resíduos recicláveis para outras destinações, sendo grande o seu potencial
de reciclagem. As pesquisas científicas na área ainda são incipientes. Faz-se necessária uma
investigação detalhada do resíduo e do material reciclado. Nesse sentido, o presente trabalho, por
meio da adoção de um processo simples de reciclagem, composto das etapas de moagem e
calcinação do resíduo de gesso de fundição, analisou as características químicas, microestruturais
e as propriedades físicas e mecânicas dos gessos reciclados em ciclos consecutivos. Analisou
também a influência do uso de aditivos nesses materiais. A análise dos resultados mostrou a
viabilidade da reciclagem do resíduo de gesso e a necessidade de estudos mais específicos para
que o gesso reciclado adquira o desempenho necessário para a aplicação no setor de componentes
para a construção civil.
Palavras-chave: gesso; reciclagem; microestrutura; propriedades físicas e mecânicas; construção
civil.
viii
ABSTRACT
PINHEIRO, Sayonara Maria de Moraes. Recycled Gypsum Plaster: Properties Evaluation for
Using in Components. Campinas, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Urban
Design, 2011. 352p. Tese (Doutorado). Departamento de Arquitetura e Construção,
UNICAMP, 2011.
The search for technical and economical feasibility of waste recycling in the productive
construction chain meets the new needs of the sector to promote an integrated development with
economical, social and environmental needs. Gypsum plaster is a widely material used in civil
construction. The productive process is relatively simple and it involves low energy costs
compared to other binders. The reactions reversibility enables the recycling of the material, which
increases the possibility of being reintegrated to the productive process as well as decrease
environmental production impact. The gypsum components industries are formed by small
companies, where the wastes are usually disposed incorrectly, without any control or estimate of
volume. The waste is considered by Resolutions 307/2002 and 431/2011 from CONAMA as
Class “B” which should be destined for recycling. Scientific research in this area is still incipient.
It is necessary further investigations of this waste as a recycled material. In this way, the current
research adopted a simple recycling process which produced a recycled gypsum plaster that was
analyzed by its chemical and microstructures characteristics, as well as the physical and
mechanical properties. The recycled plaster was obtained from consecutive cycles. The influence
of using a superplasticizer in recycled plaster has been also analyzed. The results showed the
feasibility to recycling the gypsum wastes, as well as the need of specific studies in order to allow
the recycled gypsum plaster achieve the necessary performance to be applied for components in
construction.
Keywords: gypsum plaster; recycling; microstructure; physical and mechanical properties; civil
construction.
ix
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 2.1 Uso do gesso como material construtivo ao longo do tempo........................ 11
Figura 2.2 Pólo Gesseiro do Araripe............................................................................... 15
Figura 2.3 – Frente de lavra de gipsita no Pólo Gesseiro do Araripe.............................. 16
Figura 2.4 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a)
cocadinha; (b) rapadura e (c) pedra Johnson................................................................. 17
Figura 2.5 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a)
alabastro; (b) selenita e (c) anidrita................................................................................. 18
Figura 2.6 – Fluxograma do processo de produção do gesso.......................................... 21
Figura 2.7 – Atividades de preparação da matéria-prima para serem submetidas ao
processo de calcinação.................................................................................................... 21
Figura 2.8 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo
Panela.............................................................................................................................. 24
Figura 2.9– Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo
Marmita........................................................................................................................... 25
Figura 2.10– Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo
Rotativo Tubular.............................................................................................................. 26
Figura 2.11 – Ilustração esquemática da calcinação do grão de gipsita.......................... 31
Figura 2.12 – Morfologia característica do sulfato de cálcio di-hidratado, proveniente
da hidratação do sulfato de cálcio hemi-hidratado.......................................................... 32
Figura 2.13 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo α. 33
Figura 2.14 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo β. 33
Figura 2.15 – Ilustração teórica da curva calorimétrica das pastas de gesso: (a)
modelo teórico e (b) etapas da cinética das reações de hidratação.................................. 40
Figura 2.16– Comportamento da fluidez de pastas de gesso produzidas com
superplastificantes à base de policarboxilato (A) e ácido sulfônico (B)......................... 44
Figura 2.17– Influência da temperatura da água de amassamento da pasta de gesso na
pega do material.............................................................................................................. 46
Figura 2.18– Influência da utilização de diferentes tipos e teores de retardadores da
pega em pastas de gesso: (a) ácido cítrico; (b) caseína................................................... 48
Figura 2.19– Ilustração esquemática do fenômeno da retração/expansão da pasta de
gesso................................................................................................................................ 49
Figura 2.20– Morfologias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da
microestrutura: (a) gesso tipo hidratado; (b) gesso tipo hidratado........................... 51
x
Figura 2.21– Imagem tri-dimensional obtida pelo µ-CT da estrutura do gesso
hidratado: (a) e (c) gesso hidratado e (b) e (d) gesso hidratado ................................ 52
Figura 2.22– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de
aceleradores de pega: (a) referência; (b) adição de gipsita e (c) aditivo K2SO4.............. 53
Figura 2.23– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de
retardadores de pega: (a) referência; (b) ácido succínio e (c) ácido cítrico..................... 53
Figura 3.1 – Geração de resíduos durante a extração do minério de gipsita em lavras
na região do Araripe: (a) frente de lavra e (b) resíduos - minério descartado e material
estéril............................................................................................................................... 60
Figura 3.2 – Geração de resíduos durante a britagem do minério de gipsita junto às
lavras na região do Araripe: (a) britagem do minério e (b) resíduos - material
particulado....................................................................................................................... 61
Figura 3.3 – Contaminações do lençol freático (a) e degradação do ambiente (b)
durante o processo de extração e beneficiamento do minério de gipsita junto às lavras
na região do Araripe........................................................................................................ 61
Figura 3.4 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do
Araripe (a) rebritagem e moagem; (b) resíduos gerados................................................. 62
Figura 3.5 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do
Araripe (a) material particulado; (b) emissão de poluentes............................................. 63
Figura 3.6 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do
Araripe (a) resíduos provenientes do acondicionamento; (b) resíduo de varrição e (c)
acondicionamento dos resíduos de varrição.................................................................... 63
Figura 3.7 – Formação dos poluentes atmosféricos (a) e (b); ação dos poluentes sobre
a caatinga (c) e (d) – Pólo Gesseiro do Araripe............................................................... 64
Figura 3.8 – Fluxograma do processo produtivo de componentes de gesso................... 65
Figura 3.9 – Processo de fabricação de placas de gesso para forro automatizado.......... 66
Figura 3.10 – Processo de fabricação semi-automatizado para produção de blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) misturador automático; (b) alimentador de
pasta................................................................................................................................. 68
Figura 3.11 – Processo de fabricação semi-automatizado para produção de blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) remoção de pasta do alimentador e (b)
remoção do excesso de pasta dos moldes........................................................................ 68
Figura 3.12 – Processo de fabricação semi-automatizado para produção de blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) endurecimento da pasta; (b) extração dos
blocos; (c), (d) e (e) transporte dos blocos para a área de secagem (f) secagem dos
blocos ao ar, no interior da fábrica.................................................................................. 69
Figura 3.13 – Processo de fabricação semi-automatizado para produção de blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) geração de resíduos; (b) reciclagem – tijolos
de gesso........................................................................................................................... 70
Figura 3.14 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) gesso armazenado em baias; (b) gesso
armazenado em bags....................................................................................................... 71
xi
Figura 3.15 – Processo de fabricação artesanal, para produção de placas e blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) materiais de mistura; (b) misturadora de pasta. 71
Figura 3.16 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) disposição dos moldes; (b) recebimento da
pasta; (c) colocação do molde superior; (d) peça após a retirada parcial do molde........ 72
Figura 3.17 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) secagem; (b) estocagem.................................... 73
Figura 3.18 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de
gesso no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) transporte; (b) carregamento............................. 73
Figura 3.19 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e
blocos de gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe, durante a etapa de preparação da pasta. 74
Figura 3.20 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e
blocos de gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) e (b) área de conformação; (c) e (d)
área interna da fábrica e (e) e (f) área de secagem externa da fábrica............................. 75
Figura 3.21 – Resíduos de gesso depositados em áreas ilegais no Pólo Gesseiro do
Araripe: (a) ao longo de estradas e (b) em encostas de mananciais de água................... 76
Figura 3.22 – Fluxograma do processo de fabricação de chapas de gesso acartonado... 77
Figura 3.23 – Geração de resíduos no processo de execução manual de revestimento
com pasta de gesso: (a) durante aplicação; (b) endurecimento da pasta......................... 79
Figura 3.24 – Processo de execução manual de revestimento com pasta de gesso: (a)
polvilhamento; (b) primeiro tempo de espera; (c) mistura; (d) segundo tempo de
espera; (e) e (f) aplicação................................................................................................ 80
Figura 3.25 – Geração de resíduos de chapas de gesso acartonado................................ 81
Figura 3.26 – Processo de execução de alvenarias com bloco de gesso: (a)
assentamento da alvenaria e (b) rejuntamento e acabamento.......................................... 82
Figura 327 – Ciclo de reciclagem do resíduo de chapas acantonadas............................ 88
Figura 3.28 – Reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso......... 89
Figura 3.29 – Evolução da resistência em função do teor do resíduo de gesso presente
nas pastas (a) calcinado e (b) moído................................................................................ 92
Figura 4.1 – Curva granulométrica do gesso comercial.................................................. 98
Figura 4.2 – Ilustração esquemática do programa experimental para definição dos
parâmetros do processo de reciclagem........................................................................... 100
Figura 4.3 – Secagem do resíduo de gesso fragmentado................................................. 101
Figura 4.4 – Processo de moagem do resíduo: (a) fragmentação e (b) armazenamento. 102
Figura 4.5 – Processo de moagem do resíduo: (a) moagem e (b) armazenamento......... 102
Figura 4.6– Processo de calcinação: (a) distribuição (b) calcinação em estufa.............. 104
Figura 4.7 – Processo de calcinação: (a) resfriamento e (b) armazenamento................. 104
Figura 4.8 – Homogeneização em pilha.......................................................................... 105
Figura 4.9 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de
laboratório: (a) peneiramento e (b) formação da pilha.................................................... 105
xii
Figura 4.10 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de
laboratório: (a) divisão das amostras e (b) armazenamento das amostras....................... 106
Figura 4.11 – Ilustração esquemática do programa experimental para avaliação do
gesso reciclado................................................................................................................. 108
Figura 4.12 – Ilustração esquemática dos ciclos de reciclagem...................................... 109
Figura 4.13 – Ilustração esquemática do uso de superplastificante em gesso reciclado. 110
Figura 4.14 – Equipamento utilizado para medir oespalhamento das pastas por meio
do ensaio do mini-slump................................................................................................. 115
Figura 4.15– Ensaio do mini-slump: (a) posicionado do molde tronco-cônico e (b)
espalhamento da pasta..................................................................................................... 115
Figura 4.16 – Ilustração esquemática do calorímetro pseudo-adiabático........................ 117
Figura 4.17 – Ilustração esquemática do Permeâmetro................................................... 118
Figura 4.18 – Preparo das amostras para ensaio de permeabilidade ao ar...................... 119
Figura 4.19 – Dispositivo para o ensaio de tração na flexão........................................... 120
Figura 5.1 – Curva granulométrica do resíduo de gesso comercial................................ 126
Figura 5.2 – Curvas do tempo de pega das pastas de gesso comercial e de gessos
reciclados à temperatura de 120 ºC................................................................................. 128
Figura 5.3 – Curvas do tempo de pega das pastas de gessos reciclados à temperatura
de 150 ºC e de gessos reciclados à temperatura de 200 ºC.............................................. 129
Figura 5.4 – Comportamento da resistência das pastas de gesso reciclado à
compressão axial, aos 7 dias de idade em função do tempo de calcinação..................... 131
Figura 5.5 – Difratograma do GC.................................................................................... 134
Figura 5.6 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC................................. 135
Figura 5.7 – Micrografias do GC nas ampliaçãos de 1.000x e 2.500x............................ 136
Figura 5.8 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GC08.............................. 137
Figura 5.9 – Dados das curvas de elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08... 138
Figura 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08................................ 140
Figura 5.11 – Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.................................... 141
Figura 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08................ 142
Figura 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.................. 143
Figura 5.14 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação
1000x............................................................................................................................... 144
Figura 5.15 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação
2000x............................................................................................................................... 144
Figura 5.16 – Morfologia típica das pastas de gesso tipo β – CaSO4.2H2O observadas
no MEV por: (a) Lewry e Williamson (1994b); (b) Singh e Middendorf (2007)........... 145
Figura 5.17 – Diagrama obtido por EDS das pastas GC07 e GC08................................ 146
Figura 5.18 – Curva Granulométrica do GC e do GR1C................................................ 148
xiii
Figura 5.19 – Difratograma do GC e do GR................................................................... 150
Figura 5.20 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC e do GR1C............ 151
Figura 5.21 – Micrografias do GC nas ampliações de 1.000x e 2.500x.......................... 152
Figura 5.22 – Micrografias do GR1C nas ampliações de 1.000x e 3.000x..................... 153
Figura 5.23 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07........................ 154
Figura 5.24 – Curvas de elevação da temperatura das pastas de GC07 e GR1C07........ 155
Figura 5.25 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e
GR1C............................................................................................................................... 157
Figura 5.26 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e
GR1C07........................................................................................................................... 158
Figura 5.27 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de
GC07 e GR1C07.............................................................................................................. 159
Figura 5.28 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de
GC07 e GR1C07.............................................................................................................. 160
Figura 5.29 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação
1000x............................................................................................................................... 162
Figura 5.30 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação
2000x............................................................................................................................... 162
Figura 5.31 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação
4000x............................................................................................................................... 163
Figura 5.32 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1C07....................................... 163
Figura 5.33 – Morfologia das pastas de gesso tipo β (a) e gesso tipo β com adição de
grãos de gipsita– CaSO4.2H2O........................................................................................ 164
Figura 5.34 – Curva Granulométrica do GC, do GR1C e do GR3C............................... 166
Figura 5.35 – Difratogramas dos GC, GR1C e GR3C.................................................... 168
Figura 5.36 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR3C.......................... 169
Figura 5.37 – Micrografias do GR3C nas ampliações de 1.000x e 2.500x..................... 171
Figura 5.38 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07....... 172
Figura 5.39 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC07, GR1C07 e
GR3C............................................................................................................................... 173
Figura 5.40 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07,
GR1C07 e GR31C07....................................................................................................... 176
Figura 5.41 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07
e GR3C07........................................................................................................................ 177
Figura 5.42 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de
GC07, GR1C07 e GR3C07............................................................................................. 178
Figura 5.43 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de
GC07, GR1C07 e GR3C07............................................................................................. 179
Figura 5.44 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07,
xiv
ampliação 1000x.............................................................................................................. 180
Figura 5.45 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07,
ampliação 2000x.............................................................................................................. 181
Figura 5.46 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07,
ampliação 4000x.............................................................................................................. 181
Figura 5.47 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR3C07....................................... 181
Figura 5.48 – Curva Granulométrica do GC e do GR5C................................................ 183
Figura 5.49 – Difratograma do GR5C............................................................................. 185
Figura 5.50 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR5C.......................... 186
Figura 5.51 – Micrografias do GR5C nas ampliações de 1.000x e 2.500x..................... 187
Figura 5.52 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC08 e GR5C08........................ 188
Figura 5.53 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC08 e GR5C08........ 189
Figura 5.54 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC08 e
GR5C08........................................................................................................................... 192
Figura 5.55 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC08 e
GR5C08........................................................................................................................... 193
Figura 5.56 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de
GC08 e GR5C08.............................................................................................................. 194
Figura 5.57 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de
GC08 e GR5C08.............................................................................................................. 195
Figura 5.58 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08, ampliação
500x................................................................................................................................. 196
Figura 5.59 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08 (b), ampliação
2000x............................................................................................................................... 196
Figura 5.60 – Micrografias típicas das pastas de e GR5C08, ampliação 4000x............. 197
Figura 5.61 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR5CG08.................................... 197
Figura 5.62 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-
1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 199
Figura 5.63 – Evolução da dureza superficial das pastas de gesso reciclado em função
do teor de superplastificante, nas idades de 1 e 7 dias.................................................... 201
Figura 5.64 – Evolução da resistência à compressão axial das pastas de gesso
reciclado em função do teor de superplastificante nas idades de 1 e 7 dias.................... 203
Figura 5.65 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07........................ 205
Figura 5.66 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GR1C07 e GR1C07-
1,5%G.............................................................................................................................. 206
Figura 5.67 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GR1C07 e
GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 208
Figura 5.68 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07
e GR1C07-1,5%G............................................................................................................ 209
Figura 5.69 – Evolução da resistência à compressão axial, no tempo, das pastas de
GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G................................................................................. 210
Figura 5.70 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de
xv
GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G................................................................................. 211
Figura 5.71 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação
2.000x.............................................................................................................................. 213
Figura 5.72 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação
5.000x.............................................................................................................................. 213
Figura 5.73 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1CG07-1,5%G....................... 213
Figura 5.74 – Morfologia dos cristais de di-hidrato, quando adicionado ácido
carboxílico (a) 0,2% ácido cítrico - Sing e Middendorf (2007) e (b) 0,1% ácido cítrico
- Song et al. (2010).......................................................................................................... 214
xvi
LISTA DE QUADROS
Página
Quadro 2.1 – Influência das impurezas presentes no minério de gipsita nas
propriedades do gesso..................................................................................................... 19
Quadro 2.2 – Composição química teórica das espécies químicas do gesso.................. 21
Quadro 3.1 Geração de resíduos na extração de gipsita e fabricação de gesso e
componentes, no Brasil................................................................................................... 83
Quadro 3.2 Geração de resíduos na aplicação do material e de componentes de gesso
durante as atividades de construção, no Brasil................................................................ 84
Quadro 3.3 Estimativas do consumo de gesso e geração de resíduos por setor
produtivo......................................................................................................................... 85
Quadro 4.1 – Denominação dos materiais reciclados gerado na definição do processo
de reciclagem.................................................................................................................. 103
Quadro 4.2 – Composição das pastas de referência........................................................ 111
Quadro 4.3 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizadas nos ciclos
consecutivos de reciclagem............................................................................................. 112
Quadro 4.4 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizados no estudo do uso
de superplastificante........................................................................................................ 112
xvii
LISTA DE TABELAS
Página
Tabela 2.1 – Produção nacional de gipsita durante o ano de 2009.................................. 15
Tabela 2.2 – Consumo setorial nacional da produção de gipsita durante o ano de
2009................................................................................................................................. 16
Tabela 2.3 – Análise química de gipsitas brasileiras...................................................... 20
Tabela 2.4 – Exigências físicas e mecânicas do gesso para construção.......................... 36
Tabela 2.5 – Exigências físicas do gesso para construção.............................................. 36
Tabela 2.6 – Exigências químicas do gesso para construção.......................................... 36
Tabela 2.7 – Análise química de gessos de construção brasileiros................................. 37
Tabela 2.8 – Composição percentual de gessos de construção brasileiros..................... 37
Tabela 2.9 – Efeito da adição de grãos de gipsita em pastas de gesso (160<φ<400
m).................................................................................................................................. 47
Tabela 2.10 – Características Técnicas das Placass de Gesso......................................... 56
Tabela 3.1 Volume de resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção
e demolição no Brasil...................................................................................................... 78
Tabela 4.1 – Características químicas do gesso comercial............................................. 98
Tabela 4.2 – Granulometria do gesso comercial – percentuais de massa retida ............ 98
Tabela 4.3 – Propriedades físicas do gesso comercial.................................................... 99
Tabela 4.4 – Propriedades e consumo de energia do gesso reciclado nas condições
definidas no processo de reciclagem............................................................................... 108
Tabela 5.1 – Granulometria do resíduo de gesso comercial – percentuais de massa
retida.............................................................................................................................. 126
Tabela 5.2 – Propriedades físicas do RGC em pó – valores médios............................... 127
Tabela 5.3 – Tempo de pega para as pastas de gesso comercial e gessos reciclados
com relação água/gesso de 0,7, em massa....................................................................... 129
Tabela 5.4 – Resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, para as pastas de
gesso comercial e gesso reciclado................................................................................... 131
Tabela 5.5 – Consumo energético para a produção dos gessos reciclados..................... 132
Tabela 5.6 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas
TGA/DTGA do GC......................................................................................................... 134
Tabela 5.7 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC............................. 134
Tabela 5.8 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GC08............................................ 137
xviii
Tabela 5.9 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.................................... 138
Tabela 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08................................
140
Tabela 5.11 – Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.................................... 141
Tabela 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08................ 142
Tabela 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.................. 143
Tabela 5.14 – Percentuais de massa retidas nas peneiras do ensaio granulométrico -
do GC e do GR1C, em pó – valores médios.................................................................... 147
Tabela 5.15 - Propriedades físicas do GC e do GR1C, em pó – valores médios............ 148
Tabela 5.16 – Características químicas do GC e GR1C.................................................. 149
Tabela 5.17 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do
GR1C............................................................................................................................... 150
Tabela 5.18 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR1C........ 150
Tabelas 6.19 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GR1C07.................................... 154
Tabela 5.20 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07............................. 155
Tabela 5.21 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GR1C07........................... 158
Tabela 5.22 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, e GR1C07.............................. 159
Tabela 5.23 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GR1C07........... 160
Tabela 5.24 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GR1C07............. 161
Tabela 5.25 - Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do
GC, do GR1C, e do GR3C em pó – valores médios....................................................... 165
Tabela 5.26 – Propriedades físicas do GC, GR1C e do GR3C, em pó – valores
médios.............................................................................................................................. 166
Tabela 5.27 – Características químicas do GC, GR1C e GR3C..................................... 167
Tabela 5.28 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas
TGA/DTGA do GC, do GR1C e do GR3C..................................................................... 169
Tabelas 6.29 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC, no GR1C e no
GR3C............................................................................................................................... 170
Tabela 5.30 – Tempo de pega para as pastas de GC07, GR1C07 e GR3C..................... 172
Tabela 5.31 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07............................. 173
Tabela 5.32 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR3C07........... 175
Tabela 5.33 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07............... 177
Tabela 5.34 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e
GR3C07........................................................................................................................... 178
Tabela 5.35 - Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e
GR3C07........................................................................................................................... 179
Tabela 5.36 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do
GC e do GR5C, em pó – valores médios.........................................................................
183
xix
Tabela 5.37 – Propriedades físicas do GC e do GR5C, em pó – valores médios............ 184
Tabela 5.38 – Características químicas do GC e GR5C.................................................. 184
Tabela 5.39 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR5C 186
Tabela 5.40 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR5C........ 186
Tabela 5.41 – Tempo de pega para as pastas GC08 e GR5C.......................................... 188
Tabela 5.42 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.................................. 190
Tabela 5.43 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC08 e GR5C08........................... 191
Tabela 5.44 – Dureza superficial média (MPa) – GC08 e GR5C08............................... 192
Tabela 5.45 - Resistência à compressão axial média (MPa) – GC08 e GR5C08............ 193
Tabela 5.46 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC08 e GR5C08............. 194
Tabela 5.47 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-
1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 199
Tabela 5.48 – Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-
1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................................... 201
Tabela 5.49 - Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G;
GR1C07-1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G..................... 202
Tabela 5.50 – Espalhamento das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G............ 204
Tabela 5.51 – Tempo de pega para as pastas GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G......... 205
Tabela 5.52 – Elevação da temperatura das pastas GR1C07 e GR1C07-1,5%G............ 206
Tabela 5.53 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR1C07-
1,5%G.............................................................................................................................. 208
Tabela 5.54 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G... 209
Tabela 5.55 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e
GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 210
Tabela 5.56 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e
GR1C07-1,5%G.............................................................................................................. 211
xx
LISTA DE SIGLAS, SIMBOLOS E ABREVIATURAS
Al2O3 Óxido de alumínio
BPF Baixo Ponto de Fluidez
CaO Óxido de cálcio – Cal livre
CaSO4 Sulfato de Cálcio
CaSO4·0,5H2O Sulfato de cálcio hemi-hidratado - gesso
CaSO4·2H2O Sulfato de cálcio di-hidratado - Gipsita
CO2 Dióxido de carbono
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
D Dureza Superficial (MPa)
DRX Difração de raios-X
DTGA Derivada da análise termogravimétrica
Fe2O3 Óxido de Ferro
GC Gesso Comercial
GR Gesso reciclado
GR1C Gesso reciclado de 1º ciclo
GR2C Gesso reciclado de 2º ciclo
GR3C Gesso reciclado de 3º ciclo
GR4C Gesso reciclado de 4º ciclo
GR5C Gesso reciclado de 5º ciclo
H2O Água
H2S Gás sulfídrico
K Permeabilidade ao ar (mm²)
MEV Microscópio Eletrônico de Varredura
MF Módulo de Finura
MgO Óxido de Magnésio
Mu Massa unitária (kg/m³)
NaCl Cloreto de Sódio
NBR Norma Brasileira
P.F. Perda de massa ao fogo
φmax Diâmetro máximo
Rc Resistência à compressão axial (MPa)
RCC Resíduo de Construção Civil
xxi
Rf Resistência à Tração na Flexão (MPa)
RGC Resíduo de gesso comercial
S Superfície específica (m²/kg)
SiO2 Dióxido de silício
SO3 Trióxido de enxofre – Anidrido sulfúrico
SO2 Dióxido de enxofre
TGA Análise termogravimética
UR Umidade relativa
ρ Massa específica (kg/m³)
xxii
SUMÁRIO
Página
LISTA DE FIGURAS ix
LISTA DE QUADROS xvi
LISTA DE TABELAS xvii
LISTA DE SÍMBOLOS, SIGLAS E ABREVIATURAS xx
RESUMO vii
ABSTRACT viii
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................... 1
1.1 Aspectos da Produção e Geração de Resíduos de Gesso no Brasil...................... 2
1.2 Objetivo da Pesquisa............................................................................................ 4
1.3 Hipóteses de Trabalho.......................................................................................... 4
1.4 Contribuição para o Avanço da Tecnologia do Gesso Reciclado......................... 5
1.5 Estrutura da Pesquisa............................................................................................ 6
2. GESSO DA CONSTRUÇÃO CIVIL....................................................................... 9
2.1 Aspectos Históricos............................................................................................. 9
2.2 Gipsita : a Matéria-Prima.................................................................................... 12
2.2.1 Gipsita Natural.............................................................................................. 12
2.2.2 Gipsita Residual............................................................................................ 13
2.2.3 Reservas Brasileiras de Gipsita Natural........................................................ 14
2.2.4 A Gipsita do Pólo Gesseiro do Araripe.......................................................... 16
2.2.5 Características das Gipsitas para a Produção do Gesso................................. 18
2.3 Processo de Produção do Gesso – a Formação do Hemi-hidrato......................... 20
2.3.1 Calcinação – a Desidratação da Gipsita......................................................... 23
2.3.2 As Reações de Transformação ...................................................................... 27
2.3.3. Cinética das Reações de Desidratação.......................................................... 30
2.3.4. Microestrutura do Sistema CaSO4 – H2O..................................................... 32
2.4 Gesso para a Construção Civil.............................................................................. 34
2.5 Hidratação do Gesso............................................................................................. 37
2.5.1 Mecanismo de Hidratação do Gesso.............................................................. 38
2.5.2 Cinética da Hidratação................................................................................... 39
2.6 Propriedades no Estado Fresco............................................................................. 42
xxiii
2.6.1 Trabalhabilidade da Pasta de Gesso............................................................... 42
2.6.2 Pega e Endurecimento da Pasta..................................................................... 44
2.6.3 Variação Dimensional do Gesso.................................................................... 48
2.7 Propriedades no Estado Endurecido..................................................................... 50
2.7.1 Microestrutura............................................................................................... 51
2.7.2 Resistência Mecânica..................................................................................... 54
2.7.3 Outras Propriedades....................................................................................... 54
2.8 Produtos de Gesso – Aplicação na Construção.................................................... 55
2.9 Considerações do Capítulo.................................................................................. 56
3. RESÍDUO DO GESSO DE CONSTRUÇÃO.......................................................... 59
3.1 Cadeia Produtiva do Gesso e a Geração de Resíduos........................................... 59
3.1.1 Resíduos da Extração e Preparação da Matéria-Prima.................................. 60
3.1.2 Resíduos do Processo de Produção do Gesso................................................ 62
3.1.3 Resíduos do Beneficiamento de Componentes de Gesso.............................. 65
3.1.4 Resíduos de Gesso na Construção e Demolição............................................ 77
3.1.5 Considerações sobre a Geração de Resíduos na Cadeia Produtiva do Gesso 83
3.2 Características e Impacto do Resíduo de Gesso................................................... 85
3.3 Viabilidades de Reciclagem do Resíduo de Gesso em sua Cadeia Produtiva...... 86
3.3.1 Reciclagem no Setor de Beneficiamento de Componentes........................... 87
3.4 Processos de Reciclagem do Resíduo de Gesso................................................... 88
3.5 Estudos sobre a Viabilidade do Gesso Reciclado – Caracterização e
Propriedades............................................................................................................... 90
3.6 Considerações do Capítulo................................................................................... 94
4. MATERIAIS E MÉTODOS..................................................................................... 97
4.1 Materiais............................................................................................................... 97
4.1.1 Gesso Comercial............................................................................................ 97
4.1.2 Aditivo Superplastificante............................................................................. 99
4.1.3 Água............................................................................................................... 99
4.2 Definição do Processo de Reciclagem.................................................................. 99
4.2.1 Geração do Resíduo de Gesso........................................................................ 101
4.2.2 Moagem......................................................................................................... 101
4.2.3 Calcinação...................................................................................................... 102
4.2.4 Homogeneização............................................................................................ 105
4.2.5 Avaliação do Processo de Reciclagem........................................................... 106
4.3 Ciclos Consecutivos de Reciclagem..................................................................... 108
4.4 Utilização de Aditivos Superplastificantes.......................................................... 109
xxiv
4.5 Misturas Experimentais........................................................................................ 110
4.5.1 Pastas para Produção de Resíduos................................................................. 111
4.5.2 Pastas de Referência....................................................................................... 111
4.5.3 Pastas de Gesso Reciclado............................................................................. 111
4.5.4 Moldagem e Cura dos Corpos de prova......................................................... 112
4.6 Métodos de Ensaios.............................................................................................. 113
4.6.1 Ensaios do Material em Pó............................................................................ 113
4.6.2 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Fresco............................................. 114
4.6.3 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Endurecido...................................... 117
4.6.4 Técnicas de Estudos Microestruturais........................................................... 121
4.7 Tratamento de Dados............................................................................................ 122
4.8 Considerações do Capítulo................................................................................... 122
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................. 125
5.1 Definição do Processo de Reciclagem.................................................................. 125
5.1.1 Gesso Comercial – GC................................................................................... 125
5.1.2 Resíduo de Gesso Comercial – RGC............................................................. 126
5.1.3 Obtenção do Gesso Reciclado – GR.............................................................. 127
5.1.4 Avaliação das Pastas no Estado Fresco.......................................................... 127
5.1.5 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido................................................. 130
5.1.6 Consumo Energético..................................................................................... 132
5.2 Avaliação das Características e Propriedades do Gesso Reciclado...................... 133
5.2.1 Gesso Comercial – GC................................................................................... 133
5.2.2 Gesso de 1ᵃ Reciclagem – GR1C................................................................... 147
5.2.3 Gesso de 3ᵃ Reciclagem – GR3C................................................................... 165
5.2.4 Gesso de 5ᵃ Reciclagem – GR5C................................................................... 182
5.3 Utilização de Aditivo Superplastificante............................................................. 198
5.3.1 Definição do Teor de Aditivo........................................................................ 199
5.3.2 Propriedades do Gesso Reciclado com Superplastificante............................ 204
5.4 Considerações do Capítulo................................................................................... 215
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES............................................................... 217
6.1 Processo de Reciclagem...................................................................................... 217
6.2 Avaliação do Gesso Reciclado Submetido a Ciclos de Reciclagem
Consecutivos............................................................................................................... 217
6.3 Uso do Aditivo Superplastificante........................................................................ 218
6.4 Recomendações para Trabalhos Futuros............................................................. 219
6.4.1 Quanto ao Processo de Reciclagem.............................................................. 219
xxv
6.4.2 Quanto aos Ciclos de Reciclagem................................................................. 219
6.4.3 Quanto à Utilização de Aditivos Superplastificantes no Gesso Reciclado.... 220
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 221
APÊNDICE A – Quantitativo de Resíduos 235
APÊNDICE B – Tratamento Estatístico 239
APÊNDICE C – Cálculo dos Teores de Hemi-hidrato e Di-hidrato 289
APÊNDICE D – Caracterização Química 295
APÊNDICE E – Difratogramas 299
1
1 INTRODUÇÃO
A necessidade de adequação da indústria da construção ao novo modelo de
desenvolvimento econômico mundial, onde a busca da sustentabilidade do setor é inquestionável,
exige uma análise interativa de toda sua cadeia produtiva, constituída por diferentes segmentos
industriais, que fornecem os insumos necessários à construção civil. Entre eles podem ser citados
os segmentos da indústria siderúrgica, da indústria cimenteira, da indústria gesseira, entre outros.
Em geral, suas atividades se iniciam com a extração de recursos naturais e passam ao
beneficiamento de materiais e à aplicação do material na construção propriamente dita
(KURESKI, et al., 2008).
O desenvolvimento sustentável da cadeia depende da sustentabilidade de cada segmento,
cujos principais elementos a serem controlados, para alcançar este modelo de desenvolvimento,
são: (i) a redução do uso de recursos naturais; (ii) a redução de consumo energético; (iii) a
redução da geração de resíduos; (iv) a reutilização e a reciclagem, entre outros (CIB, 1999;
DEGANI, 2003; JOHN, et.al.,2000).
Entre os diferentes segmentos da cadeia produtiva da construção civil, o segmento
gesseiro apresenta um grande potencial de contribuição para a sustentabilidade da indústria da
construção, devido ao baixo consumo energético do processo de produção e da viabilidade de
reciclagem dos resíduos gerados ao longo de sua cadeia produtiva (JOHN; CINCOTTO, 2003,
2007).
Com uma cadeia produtiva própria, o segmento gesseiro concentra suas atividades nos
setores: (i) de extração mineral; (ii) calcinação - produção de gesso; (iii) produção de
componentes; e (iv) aplicação na construção civil.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
2
Entre os principais elementos impeditivos ao desenvolvimento sustentável da cadeia
produtiva do gesso encontram-se a extração do minério de gipsita, a geração de resíduos oriundos
da produção de componentes e da aplicação do material nas atividades de construção (AGUIAR,
2007).
As características físico-químicas do resíduo exigem cuidados especiais na sua
disposição final, devido ao seu potencial tóxico, à liberação de gases inflamáveis, ao risco de
contaminação do solo e do lençol freático, bem como em razão das restrições aos percentuais de
uso em agregados reciclados oriundos dos resíduos da construção civil (ARAÚJO, 2004; JOHN;
CINCOTTO, 2003). Entretanto, a reversibilidade de suas reações de transformação possibilita,
por meio de um processo simples de reciclagem, a inserção do resíduo nos diferentes setores da
sua cadeia produtiva.
A experiência internacional mostra que a reciclagem do resíduo de gesso é viável, sendo
adotada nos EUA e Europa, especificamente, no setor de beneficiamento de chapas acartonadas
(CAMPBELL, 2003). No Brasil, porém, ela é praticamente inexistente. Há algumas iniciativas
isoladas e restritas a determinados setores e as pesquisas científicas relativas à reciclagem são
incipientes.
1.1 Aspectos da Produção e Geração de Resíduos de Gesso no Brasil
O segmento gesseiro nacional encontra-se em expansão, com uma taxa de crescimento
anual de 8% e expectativas de crescimento ainda maior (SINDUSGESSO, 2007). O que se deve,
principalmente, à disseminação de sistemas construtivos alternativos, ao baixo custo do gesso e
ao alto teor de pureza das jazidas de gipsita nacional.
No Brasil, a extração do minério de gipsita é da ordem de 1,9 milhão de toneladas por
ano, sendo 59% destinados à calcinação, 30% ao setor cimenteiro e 11% ao setor agrícola, sendo
utilizadas, no consumo direto do gesso, para aplicação na construção, aproximadamente
1.090.000 toneladas, do minério, por ano1 (BRASIL, 2009; MARCONDES, 2007 e RIBEIRO,
2006).
1 Ver cálculo no Apêndice A.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
3
As atividades dos setores que compõem a cadeia se concentram no Pólo Gesseiro do
Araripe, em Pernambuco, responsável por 85% da produção nacional, tendo como principais
consumidores de seus produtos os estados da região sudeste (BRASIL, 2009).
O Pólo Gesseiro do Araripe é constituído por 37 minas de exploração do minério, cerca
de 100 calcinadoras e, aproximadamente, 300 pequenas unidades produtoras de componentes
(BRASIL, 2009), a maioria com processos artesanais de produção.
O volume de resíduos de gesso gerado por essas unidades produtoras é desconhecido.
Entretanto, é provável que represente uma massa significativa e que proporcione uma reciclagem
em nível industrial (JOHN; CINCOTTO, 2003), inclusive em outras regiões do País, onde as
atividades de construção (construção e demolição) geram grande volume de resíduos de gesso,
que devidamente gerenciado, pode voltar a ser integrado na cadeia produtiva.
Segundo informações do Sindugesso2 e Abragesso
3 apud Agopyan et al. (2005), as
principais fontes de resíduos de gesso na construção são as atividades de revestimento (88%), as
chapas de gesso acartonado (8%) e os componentes pré-moldados (4%), sendo estimada uma
massa de 120 mil toneladas por ano na Grande São Paulo que, se devidamente gerenciada,
poderia minimizar o consumo de gipsita em 32.700 toneladas por ano4.
As perspectivas do Pólo Gesseiro e da região da grande São Paulo, evidenciam a
necessidade de uma ação urgente no gerenciamento do resíduo gerado no segmento gesseiro,
quer pelo impacto ambiental causado diretamente ou pela necessidade de adaptação do setor ao
modelo de desenvolvimento sustentável.
Paralelamente à elaboração de um Plano de Gerenciamento do resíduo, é necessário o
desenvolvimento de pesquisas que avaliem os resíduos e o material resultante de sua reciclagem,
para aplicação na própria cadeia produtiva do gesso. Esse trabalho, cujos objetivos são postos a
seguir, procuram colaborar para isso.
2 SINDUSGESSO – Sindicato da Indústria do Gesso do Estado de Pernambuco.
3 ABRAGESSO – Associação Brasileira dos Fabricantes de Gesso e Chapas.
4 Ver cálculo no Apêndice A.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
4
1.2 Objetivo da Pesquisa
Considerando a necessidade de analisar os resíduos gerados na cadeia produtiva do
gesso e avaliar as propriedades do material reciclado para aplicação no setor de produção de
componentes, este trabalho tem como objetivos:
a) Objetivo Geral
Avaliar e analisar as características químicas e microestruturais, e as propriedades físicas
e mecânicas dos gessos reciclados, provenientes dos resíduos de gesso gerados na produção de
componentes pré-moldados para a construção civil, obtidos por simulação em laboratório.
b) Objetivos Específicos
Os objetivos específicos do estudo, necessários para alcançar o objetivo geral são:
(i) Simular, em laboratório, um processo de reciclagem constituído das etapas de moagem e
calcinação do resíduo de gesso, determinando as condições ótimas para a geração de um
material reciclável, com características técnicas para ser utilizado no setor de componentes.
(ii) No contexto do processo de reciclagem adotado, avaliar o consumo energético desprendido
para produção do material reciclado.
(iii) Submeter o material a vários ciclos de reciclagem, para avaliar a constância de suas
propriedades.
1.3 Hipóteses de Trabalho
As hipóteses utilizadas neste trabalho, para serem corroboradas ou não, são as
apresentadas a seguir:
(i) As propriedades físicas, mecânicas e microestruturais do gesso reciclado são similares às
propriedades do gesso comercial.
(ii) Com o uso de um processo de reciclagem constituído de moagem e calcinação para os
resíduos de gesso, com equipamentos simples, é possível obter um material reciclado com
propriedades similares ao gesso comercial e apto a ser utilizado no setor de componentes.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
5
(iii) Os gessos reciclados, gerados em vários ciclos de reciclagem, mantêm constantes suas
propriedades físicas e mecânicas e suas características químicas e microestruturais.
1.4 Contribuição para o Avanço da Tecnologia do Gesso Reciclado
O estudo realizado constitui os fundamentos básicos para o conhecimento das
propriedades do material reciclado, contribuindo para o avanço de tecnologias relacionadas ao
desenvolvimento de novos produtos, de técnicas de reciclagem e à análise da sustentabilidade do
setor.
a) Desenvolvimento de Novos Produtos
As avaliações, com fundamentação científica, das propriedades físicas e mecânicas, e
das características químicas e microestruturais do gesso reciclado permitem o desenvolvimento
de novos processos para produção de componentes viáveis técnica e economicamente, para
inserção no mercado da construção.
b) Desenvolvimento de Processos de Reciclagem
A viabilidade de utilização do gesso reciclado na indústria de componentes, incentiva a
instalação de usinas de reciclagem específicas para os resíduos de gesso. Em regiões como o Pólo
Gesseiro do Araripe, a implantação dessas usinas de reciclagem pode ser viabilizada em escala
industrial e em regime de cooperativas.
A simulação em laboratório com equipamentos simples de moagem e calcinação do
resíduo, possibilita o uso do processo de reciclagem interno ao setor gerador, principalmente nas
pequenas fábricas de componentes localizadas distante das unidades de reciclagem em nível
industrial.
c) Sustentabilidade do Setor
A constância, em vários ciclos, das propriedades do gesso reciclado, permite a
reutilização constante do material, quando alcançado o ciclo final de sua utilização, reduzindo o
consumo da matéria-prima explorada no início da cadeia produtiva do gesso, o que, juntamente
com a redução da geração de resíduos ao longo das demais atividades dos setores que compõem a
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
6
cadeia produtiva do gesso, possibilita a sustentabilidade do segmento gesseiro, dentro da nova
visão de desenvolvimento econômico mundial.
1.5 Estrutura da Pesquisa
O texto destinado à apresentação da pesquisa e da tese de Doutorado está estruturado em
6 capítulos.
O capítulo 1, Introdução, aborda o tema a ser analisado por meio de justificativas da
necessidade da pesquisa, no contexto da sustentabilidade da indústria da construção civil,
apresentando os objetivos, as hipóteses de trabalho, a contribuição para o avanço científico do
tema abordado e a estrutura da tese.
O Capítulo 2, Gesso da Construção Civil, faz uma revisão bibliográfica sobre o
processo produtivo do material, abordando a matéria-prima utilizada, o processo de obtenção do
gesso, o mecanismo de hidratação, as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais do
material em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado endurecido. Também avalia a
influência de impurezas, aditivos e adições no desempenho do material.
O capítulo 3, Resíduo do Gesso de Construção, analisa a geração do resíduo de gesso ao
longo da cadeia produtiva; caracteriza a natureza do resíduo e disserta sobre o impacto ambiental
do material; analisa a viabilidade de reciclagem do material por meio de um sistema de gestão
com base na Produção Mais Limpa; e apresenta uma revisão bibliográfica das pesquisas
desenvolvidas para a viabilidade técnica de utilização do gesso reciclado na construção.
No capítulo 4, Materiais e Métodos, são apresentados a metodologia e o programa de
experimentos para a reciclagem dos resíduos de gesso em estudo, com avaliação das propriedades
físicas, mecânicas e microestruturais dos materiais reciclados.
O Capítulo 5, Resultados e Discussão, traz os resultados da pesquisa em conformidade
com o programa de experimentos, que compreende a avaliação e a análise da caracterização
física, química e microestrutural do gesso comercial e dos gessos reciclados; o estudo preliminar
do processo de reciclagem; o estudo do grau de reaproveitamento do gesso; e o estudo da
influência do uso de aditivo superplastificante no gesso reciclado.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
7
O Capítulo 6, Conclusão e Recomendações, relata as conclusões dos experimentos
realizados e discutidos no capítulo anterior, com vista aos objetivos e às hipóteses de trabalho
consideradas no capítulo 1, e sugere os estudos adicionais necessários para o preenchimento das
lacunas de exploração nesta pesquisa.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 1 – Introdução
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9
2 GESSO DA CONSTRUÇÃO CIVIL
O presente capítulo faz uma revisão bibliográfica sobre o gesso, abordando seu processo
produtivo, suas características microestruturais e suas propriedades físicas e mecânicas,
necessárias para o uso na construção civil.
2.1 Aspectos Históricos
Estudos arqueológicos mostram que o gesso1 é utilizado como material construtivo
desde o período neolítico, no início do uso da pirotecnia (GOURDIN; KINGERY, 1975).
Segundo Gourdin e Kingery (1975), o uso do gesso como material construtivo remonta
ao ano 7000 a.C., tendo sido identificada sua presença em amostras de materiais oriundos de
ruínas na Turquia (Anatólia) e na Síria, onde eram aplicados como argamassa para pisos, suporte
de afrescos e fabricação de recipientes.
As amostras datadas de 6000 a.C., relativas às ruínas da cidade de Jericó, em Israel,
evidenciam o emprego do gesso em moldagem de recipientes e modelagens de afrescos, e a
utilização em argamassas de revestimento em ruínas na Síria e na cidade de Anu, no sul do
Turquestão (GOURDIN; KINGERY, 1975).
Esses mesmos pesquisadores (1975) identificaram, também, a presença de gesso em
material utilizado nas juntas de assentamento dos blocos das Pirâmides de Gizé, no Egito, erguida
por Quéops, faraó da quarta dinastia egípcia, no ano de 2800 a.C.
1 Gesso: material construtivo obtido pela calcinação do minério de gipsita.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
10
A documentação mais antiga relacionada à atividade de extração do minério de gipsita e
produção do gesso é o “Tratado da Pedra”, do filósofo Theofraste, discípulo de Platão e
Aristóteles que, por volta do ano 300 a.C., relatou a existência de gesseiras na região de Chipre,
Fenícia e Síria, cujo material era utilizado como argamassa e para a confecção de elementos
decorativos - afrescos e estatuetas (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982; SNIP; 1982).
A disseminação da utilização do gesso no Ocidente ocorreu após a invasão romana, na
França, no ano 222 a.C., quando os processos construtivos com esse material passaram a ser
desenvolvidos e difundidos pelos “pedreiros do gesso”. A técnica utilizada nas construções
constituía na associação do gesso à madeira, sendo amplamente empregado até a época
merovíngia e carolíngia nos séculos V e X. Ainda nessa época o gesso foi amplamente utilizado
na região parisiense em elementos decorativos de sarcófagos (ANGELERI; CARDOSO;
SANTOS 1982).
Durante o século X, também se pode observar a utilização do gesso como material
construtivo no Vale de M’zab na África (Argélia), onde o material era empregado na construção
de barragens e canais que asseguravam a irrigação das palmeiras em torno das quais eram
construídas habitações em blocos de adobe unidos com gesso (PERES; BENACHOUR;
SANTOS, 2001; SNIP, 1982).
Em 1292, uma carta real de França mencionava a exploração de 18 jazidas de “pedra de
gesso” na região parisiense, evidenciando a grande demanda, na época, desse material. A partir
do século XII, no final da idade Média, o gesso foi empregado na produção de argamassas e na
colocação de placas de madeira para fechamento de ambientes. Durante o Renascimento (século
XIII) e o Barroco (século XVIII), foi utilizado como elemento decorativo em toda a Europa
(PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
A disseminação do uso do gesso na Europa, no período compreendido entre o século XII
e o XVIII, é evidenciada pela presença de argamassas de gesso utilizadas em construções antigas
em Portugal (SILVEIRA; VEIGA; BRITO, 2007), bem como pelo seu uso em moldes para a
indústria cerâmica inglesa no ano de 1750 (GERMAN, 1977).
No século XVIII o uso do gesso foi generalizado na Europa, tendo a França como pólo
disseminador e a região parisiense como fonte da matéria-prima. O material passou a ser
conhecido como gesso paris ou “plaster of Paris” (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO,
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
11
1988a). Nessa época, cerca de 95% das novas construções parisienses aplicavam o material em
painéis de madeira e argamassas (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).
Os primeiros estudos científicos relacionados ao gesso remontam ao final do século
XVIII e início do século XIX, quando Lavoisier, em 1798, apresentou à Academia de Ciências
Francesa o primeiro estudo sobre os fenômenos relacionados à origem da preparação do gesso.
Foi seguido por Vant’Hoff e Le Chatelier (1887), que elaboraram uma explicação científica sobre
a desidratação da gipsita e a hidratação do gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007; PERES;
BENACHOUR; SANTOS, 2001; SNIP, 1982).
No século XX, com o desenvolvimento industrial, novas tecnologias foram agregadas à
produção do gesso e proporcionaram a fabricação de um material com maior qualidade e
desempenho adequado a novas aplicações, tais como: revestimento de paredes na forma de
argamassa e pasta, confecção de componentes pré-moldados para forros e divisórias (blocos e
painéis de gesso acartonado), e elementos decorativos (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO,
1988a).
Os principais marcos da utilização do gesso como material construtivo, portanto, podem
ser representados em três fases: (i) o uso tácito, que compreende o período da Antiguidade até o
século XVIII; (ii) o desenvolvimento do conhecimento científico ocorrido durante os séculos
XVIII e XIX e (iii) o uso do material com agregação de tecnologias disponíveis a partir do século
XX (Figura 2.1).
Figura 2.1 Uso do gesso como material construtivo ao longo do tempo.
Fonte: GOURDIN e KINGERY (1975).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
12
Atualmente, no século XXI, satisfazendo as necessidades da construção civil em busca
de materiais que empregam menor quantidade de combustível em seu processo de produção e que
minimizam o uso de recursos naturais, o gesso desponta como um material com grande potencial
de utilização, por possuir baixo consumo energético e grandes possibilidades de reciclagem,
tornando viável sua utilização como material construtivo por um longo período de tempo, tendo
em vista a quantidade de matéria-prima disponível (JOHN; CINCOTTO, 2003; 2007).
2.2 Gipsita : a Matéria-Prima
A gipsita é o mineral básico da matéria-prima utilizada na obtenção do gesso. É
constituída principalmente de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), podendo ser oriunda
de fontes naturais e de fontes residuais (JOHN; CINCOTTO, 2007).
2.2.1 Gipsita Natural
A gipsita natural é oriunda de rochas sedimentares muito solúveis, denominadas
“evaporitos”, constituídas mineralogicamente por cloretos e sulfatos de sódio, cálcio, magnésio e
potássio (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982; SUGUIO, 2003).
Os evaporitos de natureza sulfática são constituídos, principalmente, por gipsita
(CaSO4·2H2O) e anidrita (CaSO4) que, em geral, ocorrem de forma associada, dependendo do
seu processo de formação (SUGUIO, 2003).
A rocha gipsífera ou minério de gesso, como costuma ser denominada, é constituída,
principalmente, pelo sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), apresentando como
contaminantes a anidrita, a argila, o quartzo, os carbonatos de cálcio e magnésio, os cloretos e
outras formas de sulfatos (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2005).
O mineral gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), apresenta as seguintes
características, segundo Angeleri, Cardoso e Santos (1982): (i) possui uma composição química
teórica correspondente a 32,5% de CaO, 46,6% de SO3 e 20,9% de água; (ii) cristaliza-se no
sistema monoclínico, com morfologia lamelar ou tabular; (iii) apresenta densidade varia de 2.300
kg/m³ a 2.370 kg/m3; (iv) sua dureza oscila entre 1,5 e 2,5 na escala Möhs; (v) não se funde, se
decompõe em CaO e SO3 quando aquecidos entre 900 ºC e 1200 ºC; (vi) é solúvel em ácido
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
13
clorídrico e levemente solúvel em água; (vii) quando puro tem a cor branca ou incolor, podendo
apresentar tonalidades de cinza, marrom, amarelo, rosa e azul, dependendo das impurezas
presentes.
Embora tenha ocorrência mundial, a exploração da rocha gipsífera para fins comerciais
só é viável a partir da obtenção de um minério com 80% a 95% de pureza (BALTAR; BASTOS;
LUZ, 2005).
Durante o ano de 2009, os principais produtores mundiais de gipsita natural foram a
China, com 42.000.000 t; o Irã, com 12.000.000 t; e a Espanha, com 11.500.000 t. O Brasil
participou com uma produção de 2.350.000 t (BRASIL, 2011a).
2.2.2 Gipsita Residual
As gipsitas residuais, gesso químico ou gesso sintético, como costumam ser
denominadas, são produtos resultantes dos processos industriais da fabricação do ácido fosfórico
(fosfogesso), do ácido fluorídrico (fluorogesso), do ácido bórico (borogesso) e da dessulfurização
dos gases de combustão (FGD – flue gas desulfurisation ou sulfogesso) (JOHN; CINCOTTO,
2007; SNIP, 1982).
A semelhança das propriedades físicas e químicas da gipsita residual com a gipsita
natural, principalmente o fosfogesso e o sulfogesso, propicia a aplicação desses coprodutos em
vários segmentos da construção civil e da agricultura. Na construção civil são utilizados
principalmente na produção de componentes pré-moldados de gesso e na produção de cimento,
enquanto na agricultura são empregados como nutrientes e corretivos de solos (ANGELERI;
CARDOSO; SANTOS, 1982; BALAZIK, 1996; CANUT, 2006; MANGAT; KHATIB;
WRIGTH, 2006).
A presença, nessas gipsitas residuais, de impurezas e contaminantes, inerentes aos
processos industriais, limita seu uso a algumas aplicações. Um exemplo dessa limitação é a
presença de resíduos de fósforo e radionucleídeos em fosfogesso que, embora dentro dos limites
permitidos de toxicidade, exige, durante seu uso, o monitoramento do material (CANUT, 2006;
BRASIL, 2009).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
14
As gipsitas residuais são fontes alternativas de matéria-prima para a produção do gesso e
já são utilizadas em alguns setores da construção civil. Entretanto, a viabilidade e a consolidação
do seu uso prosseguem em estudo, na busca de alternativas que minimizem o consumo de
recursos naturais não renováveis e os impactos ambientais.
2.2.3 Reservas Brasileiras de Gipsita Natural
No Brasil, as principais reservas de gipsita natural ocorrem associadas às bacias
sedimentares: Amazônica (Amazonas e Pará); do Parnaíba (Maranhão e Tocantins); Potiguar
(Rio Grande do Norte); do Araripe (Piauí, Ceará e Pernambuco); e do Recôncavo (Bahia)
(BRASIL, 2001). As reservas minerais medidas de gipsita nacional correspondem a
1.001.031.085 toneladas (BRASIL, 2007), concentradas no estado da Bahia (42,7%), no estado
do Pará (30,3%), e no estado de Pernambuco (25,1%), as demais reservas encontram-se
distribuídas em ordem decrescente entre os estados do Maranhão, Ceará, Piauí, Amazonas e
Tocantins (BRASIL, 2009).
A viabilidade de exploração econômica das reservas de gipsita depende de alguns
fatores, como sua localização em relação aos centros consumidores, a existência de infraestrutura,
a facilidade de exploração (minas de superfície ou subterrâneas) e a pureza de seu minério.
O estado do Pará possui alguns desses fatores impeditivos, como a distância dos centros
consumidores, a deficiência de infraestrutura e as restrições ambientais, devido à localização no
interior de uma floresta nacional (BRASIL, 2001, 2009); a região de Camamú, no estado da
Bahia, desponta como uma região com grandes perspectivas para exploração econômica, como a
proximidade com os centros consumidores e o grande potencial de suas jazidas subterrâneas.
Entretanto, algumas restrições técnicas relacionadas à extração vêm retardando o processo de
exploração na região (BRASIL, 2009).
Em 2001 foram estimadas que as reservas que possuíam melhores condições de
exploração econômica são as da bacia do Araripe, principalmente as localizadas no estado de
Pernambuco, no Pólo Gesseiro do Araripe (Figura 2.2), constituído pelos municípios de
Araripina, Bodocó, Exu, Ipubi, Ouricuri e Trindade (BRASIL, 2001).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
15
Figura 2.2 Pólo Gesseiro do Araripe.
Fonte: FUNDAÇÃO ARARIPE (2001)2.
A produção nacional de gipsita durante o ano de 2009 foi de 2.348.390 t, proveniente da
exploração nos estados de Pernambuco, Maranhão e Amazonas, tendo sido destinadas aos setores
de calcinação para produção de gesso, cimenteiro e agrícola. A Tabela 2.1 apresenta a
contribuição percentual dos estados na produção nacional e a Tabela 2.2 o consumo setorial, da
gipsita, durante o ano de 2009.
Tabela 2.1 – Produção nacional de gipsita durante o ano de 2009.
Estado Produção (t) Produção (%)
Pernambuco 2.178.095 92,75
Maranhão 142.639
6,08
Amazonas 27.656 1,18
Fonte: BRASIL (2011a).
2 Fundação para o Desenvolvimento Sustentável do Araripe – disponível em
<http://www.fundacaoararipe.org.br/content/temp/ParticipacaoCoGestaoDasAguasBioregiaoAraripe.php>. Acesso
em 08/09/2011..
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
16
Tabela 2.2 – Consumo setorial nacional da produção de gipsita durante o ano de 2009.
Setor Consumo (%)
Calcinação - produção de gesso 58
Cimenteiro – produção de cimento 29
Agrícola 13
Fonte: BRASIL (2011a).
Responsável pelo consumo de 58% da produção nacional de gipsita, o setor de
calcinação destina seu produto, em ordem decrescente, aos segmentos de fundição,
revestimentos, moldes cerâmicos e outros (BRASIL, 2009).
A grande participação do estado de Pernambuco na produção nacional de gipsita e gesso
se deve ao desenvolvimento do Pólo Gesseiro do Araripe, onde o minério é extraído e
beneficiado por 37 minas, 100 calcinadoras e 300 pequenas produtoras de artefatos (BRASIL,
2009).
2.2.4 A Gipsita do Pólo Gesseiro do Araripe
As jazidas gipsíferas do Pólo Gesseiro do Araripe apresentam ótima qualidade industrial
e excelentes condições de mineração. O condicionamento geológico permite a extração do
minério a céu aberto, onde as bancadas são desenvolvidas com cerca de 20 m de altura e frentes
de lavra em forma de anfiteatro, conforme mostra a Figura 2.3 (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2005;
BRASIL, 2001).
.
Figura 2.3 – Frente de lavra de gipsita no Pólo Gesseiro do Araripe.
Fonte: Visita à região em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
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O minério da região possui uma alta concentração de sulfatos (cerca de 90 a 95%). As
impurezas, de origem terrígena, são praticamente desprezíveis, inferiores a 0,5%, e a presença de
anidrita, em torno de 4 a 7% (BRASIL, 2001).
As variedades mineralógicas encontradas nas jazidas de gipsita do Araripe (Figuras 2.4 e
2.5) são conhecidas na região como cocadinha, rapadura, pedra Johnson, estrelinha, alabastro,
selenita, boró e anidrita, cujas características e aplicações são descritas a seguir (BALTAR;
BASTOS; LUZ, 2004):
(i) Cocadinha - variedade mineralógica de gipsita estratificada, com presença rara de filmes de
argila verde (Figura 2.4a).
(ii) Rapadura - variedade mineralógica de gipsita estratificada, com presença de filmes
milimétricos de argila verde (Figura 2.4b).
(iii) Estrelinha – variedade mineralógica de gipsita que apresenta cristais radiados em forma de
estrelas.
(iv) Pedra Johnson - variedade mineralógica de gipsita, com alto grau de pureza, e estrutura
cristalina em forma de nódulos e estrela (Figura 2.4c).
(v) Alabastro - variedade mineralógica de gipsita, fibrosa, maciça e transparente (Figura 2.5a).
(vi) Selenita - variedade mineralógica de gipsita, incolor e transparente (Figura 2.5b).
(vii) Boró – mistura de alabastro e argila e
(viii) Anidrita – variedade mineralógica constituída de sulfato de cálcio (Figura 2.5c).
Figura 2.4 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) cocadinha; (b)
rapadura e (c) pedra Johnson.
Fonte: Visita à região em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
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Figura 2.5 – Variedades de gipsita encontradas no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) alabastro; (b)
selenita e (c) anidrita.
Fonte: Visita à região em 2007.
As variedades mineralógicas cocadinha, rapadura e estrelinha são utilizadas na produção
do gesso β3, e a variedade pedra Johnson é utilizada na produção do gesso
4. O alabastro, o boró
e a anidrita encontram aplicação na fabricação de cimento e na agricultura; já a selenita é usada
em polarizadores (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2004).
2.2.5 Características das Gipsitas para a Produção do Gesso
A viabilidade de aplicação de um mineral em escala industrial, em geral, é determinada
pelas propriedades físicas e químicas da rocha que o contém. Essas propriedades estão
relacionadas à estrutura cristalina, à morfologia e às dimensões dos cristais, e ao teor e à natureza
das impurezas presentes na rocha, e são especificadas pelas indústrias que utilizam o mineral
como matéria-prima para os seus produtos. No caso da mineração em rochas gipsíferas, essas
especificações são inexistentes. A mineração toma como base as especificações existentes para
alguns de seus produtos comercializados (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).
Para a produção do gesso de construção, todas as impurezas são indesejáveis, por
reduzirem o teor de hemi-hidratos e anidritas no material, que são responsáveis pelas
características aglomerantes do gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007).
3 Gesso β – produzido em fornos com pressões inferiores a 1 atm.
4 Gesso - produzidos em autoclaves sob pressão de vapor.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
19
A presença de certas impurezas, dependendo de seus teores, pode afetar algumas
propriedades do material, como a resistência mecânica, a consistência, o tempo de pega e sua
estabilidade (Quadro 2.1).
Quadro 2.1 – Influência das impurezas presentes no minério de gipsita nas propriedades do gesso.
Mineral Espécies Propriedade
insolúveis em água silicosos, calcário,dolomito, anidrita, argilo-minerais
Redução da resistência mecânica do material hidratado
solúveis em água halita - NaCl, silvita - KCl Alteram a temperatura de calcinação, e a consistência e tempo de pega das pastas no estado fresco
hidratados sais de sulfatos e montmorillonita Proporcionam instabilidade no produto final, por poderem absorver água após o endurecimento
Adaptado: JOHN; CINCOTTO (2007).
Assim, os teores de minerais silicosos, calcário, dolomito, anidrita, argilo-minerais,
halita, silvita, sais e montmorillonita, sempre que possível, devem ser verificados antes que o
minério seja encaminhado ao processo industrial.
Angeleri, Cardoso e Santos (1983b) recomendam que o teor de impurezas no minério de
gipsita seja, no máximo, de 15%, sendo, nesta composição são aceitáveis os teores máximos de
0,03% de cloretos alcalinos, de 0,03% sulfatos hidratados (epsomita e mirabilita) e de 2% de
montmorillonita.
A composição química característica das gipsitas brasileiras utilizadas para a fabricação
do gesso é apresentada na Tabela 2.3 e faz parte do estudo de caracterização do minério
desenvolvido por Angeleri, Cardoso e Santos (1982).
As amostras analisadas correspondem a exemplares provenientes da região do Araripe e
do estado do Maranhão. A análise química permitiu avaliar que os teores de gipsita e anidrita dos
minérios utilizados para a fabricação do gesso nacional; são de 98% a 99% para as amostras A,
B, C, D, E, F e G; 94% a 95% para a amostra J; 74% a 75% para a amostra I; e 50% a 54% para
as amostras H e K e contêm impurezas como carbonatos, sílica, argilo-minerais e cloreto de sódio
(ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1982).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
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Tabela 2.3 – Análise química de gipsitas brasileiras.
Composição (%)
Amostras gipsita anidrita
A B C D E F G H I J K CaSO4
.
2H2O CaSO4
SiO2 0,18 0,24 1,14 0,71 0,70 0,74 0,26 41,5 2,70 0,90 30,14 - -
Al2O3 - - - - - 0,20 0,20 2,04 0,61 2,04 3,87 - -
Fe2O3 - - - - - - - 0,59 0,20 - 0,16 - -
CaO 29,13 30,85 30,01 29,27 31,13 32,26 32,00 17,25 27,20 31,12 19,19 32,5 41,18
MgO 1,00 0,30 0,10 0,80 - - 0,20 1,10 8,66 1,31 8,06 - -
SO3 49,10 48,68 48,08 48,04 48,21 46,40 47,00 22,46 37,18 45,01 9,94 46,5 58,82
NaCl 0,19 0,19 0,19 0,17 0,17 0,15 0,10 0,22 0,22 0,10 1,15 - -
CO2 0,62 0,50 0,95 1,16 - 0,49 1,40 9,30 13,17 3,00 21,02 - -
umidade - 0,09 0,08 0,04 0,04 0,06 0,12 1,03 0,33 0,08 1,84 0,0 0,0
P.F. (230C) 20,37 19,68 19,80 19,78 19,85 20,09 19,70 4,51 9,73 17,39 5,77 20,9 -
Total 100,7 100,5 100,3 99,97 100,1 99,39 100,9 100,0 100,0 100,9 100,1 100,0 100,0
Fonte: ANGELERI; CARDOSO; SANTOS (1982).
Os resultados obtidos por Angeleri, Cardoso e Santos (1982) mostram que os minérios
referentes às amostras A, B, C, D, E, F e G são viáveis para a exploração industrial, segundo os
limites especificados por Baltar, Bastos e Luz (2005), e devem manter uma pureza de 80% a
95%.
Aranha e Oliveira (2002) apresentam um estudo de caracterização mineralógica de dois
tipos de minério de gipsita da região do Araripe, a variedade denominada “cocadinha” e a
variedade denominada “disseminada”. O teor estimado de gipsita (CaSO4.2H2O) foi de 96,6%
para a primeira e de 93,8% para a segunda.
Considerando que a variedade cocadinha é utilizada para a produção do gesso de
construção (BALTAR; BASTOS; LUZ, 2004) e que 92,75% da produção do gesso nacional é
proveniente da região do Araripe (BRASIL, 2011a) pode-se dizer que o minério de gipsita
utilizado para a produção do gesso nacional possui um alto grau de pureza.
2.3 Processo de Produção do Gesso – a Formação do Hemi-hidrato
O gesso de construção é um aglomerante aéreo5 produzido pela calcinação da gipsita
natural ou da gipsita residual, em fornos industriais, sob pressão atmosférica, em temperaturas
entre 150 ºC e 200 ºC. O produto final, gesso de construção, é constituído essencialmente por
sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O), anidritas solúveis e insolúveis (CaSO4) e
5 Aglomerante aéreo: tipo de aglomerante que possui baixa resistência quando exposto à ação prolongada da água.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
21
sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O). Sua composição química teórica é apresentada no
Quadro 2.2. As proporções dos elementos constituintes dependem da aplicação do produto a ser
comercializado e são controladas durante o processo produtivo (JOHN; CINCOTTO, 2007).
Quadro 2.2 – Composição química teórica das espécies químicas do gesso.
Sulfatos Fórmula Massa molecular
(g)
Composição (%) Relação CaO/SO3 H2O CaO SO3
Anidrita CaSO4
136,14 0 41,19 58,81 0,7
Hemidrato CaSO4
.0,5 H2O 145,15 6,20 38,63 55,15 0,7
CaSO4.0,66H2O 148,02 8,03 37,88 54,08 0,7
Gipsita CaSO4.2 H2O 172,17 20,99 32,57 46,5 0,7
Fonte: JOHN; CINCOTTO (2007).
O processo de produção do gesso, a partir da utilização da gipsita natural, consta das
etapas: (i) extração e preparação da matéria-prima; (ii) calcinação; (iii) pulverização; (iv)
ensilagem; e (v) acondicionamento (Figura 2.6).
Figura 2.6 – Fluxograma do processo de produção do gesso.
A extração e a preparação do minério de gipsita para calcinação envolvem atividades
executadas nas minas e/ou nas usinas de calcinação, que têm como objetivos a redução do
diâmetro do minério, a estocagem do material, a homogeneização e a secagem do material
(Figura 2.7) (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).
Figura 2.7 – Atividades de preparação da matéria-prima para ser submetidas ao processo de
calcinação.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
22
Após a extração, os blocos de minério de gipsita são fragmentados mecanicamente de
forma a viabilizar seu transporte até o setor de britagem, em geral, localizado junto às minas,
onde os blocos fragmentados são submetidos à britagem, em britadores de mandíbulas, separados
em frações granulométricas por um sistema de esteiras e transportados para as usinas.
Ali, o minério é estocado, homogeneizado e passa por uma nova britagem, de forma a
ser reduzido a fragmentos com diâmetros inferiores a 100 mm, tornando possível seu transporte
em esteiras, para ser submetido ao tratamento de moagem.
Durante a moagem, o minério é reduzido a dimensões inferiores a 25 mm, granulometria
necessária para que se processe a calcinação do material. O peneiramento é realizado para
garantir a dimensão máxima dos grãos de gipsita (SNIP, 1982).
O minério britado, moído e peneirado pode, ainda, possuir certa umidade, em torno de
10%, que deve ser controlada por um processo de secagem (JOHN; CINCOTTO, 2007).
Após a preparação do minério de gipsita, o processo inclui as etapas de calcinação,
pulverização, ensilamento e acondicionamento, conforme fluxograma da Figura 2.6.
Na calcinação ocorre a desidratação do minério, por meio do aquecimento da matéria-
prima em fornos, cujos processos dependem das características do gesso a ser produzido e dos
equipamentos disponíveis.
Durante a etapa de pulverização, o gesso produzido na calcinação passa por uma
moagem fina, de forma a adquirir a granulometria adequada à sua utilização. Em geral, as
granulometrias são especificadas por norma (ABREU, 2005). Em seguida, é armazenado em
silos, com a finalidade de proporcionar a estabilização de seus constituintes (hemi-hidratos e
anidritas), o que torna o material mais homogêneo e proporciona melhor qualidade ao gesso
produzido.
Para o acondicionamento do produto final, são utilizados sacos de papel kraft
multifoliados, sacos plásticos ou big bags. As embalagens devem ser estanques, de forma a
proteger o material da umidade ambiente. O contato do gesso com a umidade ambiente
proporciona a hidratação parcial do gesso, formando sulfato de cálcio di-hidratado de
(CaSO4.2H2O), o qual age como acelerador de pega alterando as propriedades do produto final
(ABREU, 2005; JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
23
A seguir será detalhada cada etapa do processo de produção do gesso: calcinação,
reações no forno e produto final.
2.3.1 Calcinação – a Desidratação da Gipsita
A calcinação do minério de gipsita consiste, basicamente, na desidratação térmica do
sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), cujo material resultante é composto por formas
variadas de sulfatos de cálcio hidratados e não hidratados, os quais se distinguem pelas suas
formas cristalinas e por reatividades distintas, cuja formação depende das condições sob as quais
o processo de calcinação é desenvolvido (SNIP, 1982).
Os equipamentos utilizados no processo de calcinação do minério de gipsita são fornos
industrializados, para tratamento térmico de pós, os quais, com freqüência, são aperfeiçoados
pelos fabricantes de gesso, que desenvolvem seus próprios processos.
O processo de calcinação da gipsita ocorre com base em dois princípios: por via úmida e
por via seca, conforme descritos a seguir:
(i) Via úmida – a calcinação por via úmida ocorre em fornos cujo ambiente se encontra sob
pressão de vapor de água saturado, em autoclaves. O produto obtido é o hemi-hidrato
(gesso tipo ), usado em moldes de precisão e na odontologia e
(ii) Via seca – a calcinação por via seca é realizada em fornos sob pressão atmosférica ou com
uma fraca pressão de vapor de água. O produto obtido é o hemi-hidrato β (gesso tipo β),
usado na construção civil.
Os fornos utilizados no processo de produção por via seca utilizam o aquecimento direto
ou indireto, conforme ocorra, ou não, contato direto do minério pulverizado com as chamas ou
gases de combustão, proporcionando características diferenciadas no material produzido (SNIP,
1982).
(i) Fornos com aquecimento direto – Os gessos obtidos, nos fornos com aquecimento direto
são constituídos principalmente de hemi-hidratos β, quantidades variáveis de anidritas e
pequenas quantidades de gipsita. As proporções de cada constituinte dependem do tempo
de permanência, da temperatura e do tipo de forno. O material produzido possui grande
reatividade, com início de pega precoce e grande velocidade de endurecimento e
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
24
(ii) Fornos com aquecimento indireto – O material produzido nos fornos com aquecimento
indireto é constituído, essencialmente, pelo hemi-hidrato β com a presença eventual de
pequenas quantidades de anidritas e gipsita. A obtenção do gesso com estas características é
possível devido à não contaminação do material pelos gases de combustão e ao controle do
ambiente mantido sob uma determinada pressão parcial de vapor, que controla a formação
de anidritas.
A indústria gesseira nacional utiliza, para a calcinação do gesso por via seca, fornos de
aquecimento direto e indireto dos tipos: panela, marmita, rotativo tubular, tubular paralelo e
barriga quente (SANTANA, 2008).
a) Forno Tipo Panela
Os fornos tipo panela caracterizam-se por possuírem a forma de panelões de aço,
circulares, abertos, com grande diâmetro e altura reduzida. Possuem em seu interior pás
agitadoras que promovem a homogeneização do material (SANTANA, 2008).
O fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Panela é
apresentado na Figura 2.8.
Figura 2.8 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Panela.
Fonte: PERES; BENACHOUR;SANTOS (2001).
Os panelões de aço utilizados em pequenas calcinadoras são assentados sobre uma
fornalha, não havendo contato direto da chama com o material. Em geral, utiliza-se lenha como
combustível. O controle de temperatura e tempo de permanência do material no forno é empírico,
por meio de observação visual (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001; SANTANA, 2008).
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25
b) Forno Tipo Marmita
O forno tipo Marmita apresenta a forma de panelão fechado, em cuba, provido de um
sistema de palhetas internas que garante a homogeneidade do material.
O processo de produção é representado pelo fluxograma da Figura 2.9.
Figura 2.9 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Marmita.
Fonte: PERES; BENACHOUR;SANTOS (2001).
O calor, para calcinação do material é gerado na parte inferior do forno, de forma
indireta, utilizando como combustível a lenha ou o óleo BPF (óleo preto). A temperatura é
controlada por pirômetros; e o tempo de permanência, por gravimetria (PERES; BENACHOUR;
SANTOS, 2001; SANTANA, 2008).
O processo produtivo utilizando o forno tipo Marmita que possui uma capacidade cinco
vezes maior que o forno tipo Panela propicia maior uniformidade ao produto gerado e permite a
utilização de combustíveis alternativos (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
c) Forno Tipo Rotativo Tubular
Os fornos rotativos tubulares foram adaptados das indústrias cimenteiras. Possuem a
forma de um tubo giratório, confeccionado em aço revestido com material refratário. São de
grande extensão e possuem uma ligeira inclinação. O processo de produção é apresentado na
Figura 2.10.
A gipsita moída, por gravidade ou forçada por palhetas, percorre o tubo em toda
extensão. O material entra em contato direto com a chama de um maçarico localizado na entrada
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
26
do tubo. A temperatura é controlada por essa chama; e o tempo de permanência, pela velocidade
de rotação do tubo (SANTANA, 2008).
Figura 2.10 – Fluxograma do processo de produção do gesso utilizando o forno tipo Tubular
Rotativo.
Fonte: PERES; BENACHOUR;SANTOS (2001).
O forno Rotativo Tubular permite a utilização de um sistema de produção contínua, com
facilidade de automação e a geração de um produto com características mais uniformes. Utiliza
como combustíveis o óleo BPF, a lenha e o carvão (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
d) Forno Tipo Tubular Paralelo
Os fornos tubulares paralelos são constituídos por um tubo central e tubos periféricos
por onde circulam os gases aquecidos. A gipsita não entra em contato direto com o maçarico. A
temperatura é controlada pela chama do maçarico; e o tempo de permanência pela velocidade de
rotação do tubo. O sistema de produção é contínuo, e o equipamento permite o monitoramento da
temperatura ao longo da extensão do tubo (SANTANA, 2008).
e) Forno Tipo Barriga Quente
Os fornos tipo Barriga Quente possuem forma tubular tronco-cônica. O material moído
não entra em contato com a chama do maçarico; e o controle da temperatura e do tempo de
permanência é automatizado e controlado por um sistema de computadores, fundamentados na
perda de massa do material (SANTANA, 2008).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
27
2.3.2 As Reações de Transformação
Como já relatado aqui, é no interior dos fornos de calcinação que ocorrem as reações de
transformação do minério de gipsita em gesso, as quais consistem na desidratação, com perda
total ou parcial da água de cristalização, do sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
Dependendo da temperatura a que o material é submetido, pode ocorrer perda de 1,5 a 2
moléculas de água, resultando, como constituintes do gesso, espécies químicas distintas de
sulfatos de cálcio (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a)
Essas espécies químicas de sulfato de cálcio diferem entre si, por suas fases cristalinas,
sendo as mais comuns: a gipsita, as duas formas polimórficas do hemi-hidrato ( e β), a anidrita
do tipo III solúvel, a anidrita do tipo II insolúvel e a anidrita do tipo I, também denominada
anidrita- (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a).
A obtenção das espécies químicas de sulfato de cálcio, em função do aumento de
temperatura, podem ser representadas pelas reações de transformação do sulfato de cálcio di-
hidratado (CaSO4·2H2O), por meio das Equações 2.1 a 2.9, conforme discutido por Angeleri,
Cardoso e Santos (1983a); Cincotto, Agopyan e Florindo (1988a); John e Cincotto, 2007 e SNIP
(1982) e descritas a seguir:
a) Gipsita
A gipsita, forma di-hidratada do sulfato de cálcio, cristaliza-se no sistema monoclínico e
é representada quimicamente pela fórmula CaSO4·2H2O. Quando submetida ao aquecimento até
100 ºC (Equação 2.1), ocorre a liberação da água livre existente no material (JOHN; CINCOTTO,
2007; SNIP, 1982).
→
Equação 2.1
b) Hemi-hidrato de Sulfato de Cálcio
O hemi-hidrato de sulfato de cálcio, de fórmula CaSO4·0,5 H2O, é a primeira espécie
química da desidratação da gipsita, cujo processo de reação tem início à temperatura de 106 C,
segundo a Equação 2.2, para formação dos hemi-hidratos e β. Como a velocidade de reação,
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
28
nesta temperatura, é muito baixa, para fins industriais utiliza-se a temperatura de 140 ºC a 160 ºC
(SCHROEDER, 1970 apud ABREU, 2005).
→
Equação 2.2
Em função da temperatura e do processo de produção, o hemi-hidrato pode apresentar o
número de moléculas de cristalização variando de 0,15 a 0,66, com valor típico de 0,5 (JOHN;
CINCOTTO, 2007).
As duas formas polimórficas do hemi-hidrato ( e β) dependem do processo de
fabricação, possuem diferentes características específicas, mas são de difícil diferenciação
experimental (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a).
O hemi-hidrato- é obtido em ambiente sob pressão de vapor de água, saturado, em
autoclaves, proporcionando uma liberação mais lenta da água de cristalização e uma maior
uniformidade na desidratação. Apresenta cristais bem formados nas formas prismáticas e
aciculares; os difratogramas de raios-X são idênticos aos do hemi-hidrato-β, sendo possível
identificação somente em baixa velocidade, com pico a 48,5º (2θ); a análise térmica diferencial
do hemidrato- mostra que a transformação da anidrita III em anidrita II ocorre à temperatura de
220 ºC e a densidade real em xileno é de 2.750 kg/m3 (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS,
1983a; CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; GREEN, 1983; SNIP, 1982).
O hemi-hidrato-β é obtido sob pressão atmosférica. A liberação da água de cristalização
é rápida, proporcionando a formação de cristais irregulares, fraturados e porosos; os
difratogramas de raios-X são idênticos aos do hemi-hidrato-α, sendo possível sua identificação
somente em baixa velocidade com pico a 50º (2θ); a análise térmica diferencial do hemi-hidrato-β
mostra que a transformação da anidrita III em anidrita II ocorre à temperatura de 350 ºC e a
densidade real em xileno é de 2.600 kg/m2.
O hemi-hidrato-β é essencialmente o gesso de
construção (ANGELERI; CARDOSO; SANTOS, 1983a; CINCOTTO; AGOPYAN;
FLORINDO, 1988a; GREEN, 1983; SNIP, 1982).
c) Anidrita III
A anidrita III, ou anidrita solúvel, é a etapa intermediária entre os hemi-hidratos e a
anidrita II. É formada quando a temperatura atinge o intervalo de 160 ºC a 190 ºC, segundo as
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
29
reações de transformação da Equação 2.3 e da Equação 2.4. A sua fórmula CaSO4·H2O indica
que o constituinte possui um teor pequeno de água de cristalização variável entre 0,06 < < 0,11
(JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).
→
Equação 2.3
→
Equação 2.4
A anidrita III é instável, altamente reativa e ávida por água. Sua reversão em hemi-
hidrato é bastante rápida, reage com a própria umidade do ar.
No processo de produção do gesso, a etapa de estabilização do material é o período de
transformação da anidrita III em hemi-hidrato, que ocorre até 12 horas de armazenamento em um
ambiente com 80% de umidade relativa - UR (JOHN; CINCOTTO, 2007).
Após a fase de estabilização, um pequeno percentual de anidrita III pode estar presente
no gesso. A presença desse constituinte no produto age como acelerador de pega (JOHN;
CINCOTTO, 2007).
d) Anidrita II
A anidrita II, ou anidrita insolúvel, é obtida pelo aquecimento da gipsita em temperatura
de 220 ºC para o hemi-hidrato- e 350 ºC para o hemi-hidrato-β (gesso de construção). A reação
de transformação é representada pela Equação 2.5, e sua fórmula é CaSO4 (JOHN; CINCOTTO,
2007; SNIP, 1982).
→
Equação 2.5
Quando produzida em temperaturas superiores a 350 ºC (Equação 2.6), a anidrita II é
denominada de anidrita supercalcinada, possui baixa reatividade podendo levar até sete dias para
se hidratar.
→
Equação 2.6
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
30
Entre as temperaturas de 700 ºC e 800 ºC (Equação 2.7), outro tipo de anidrita II é
obtido, denominada de “anidrita calcinada à morte”; possui uma reatividade mais baixa que a
anidrita supercalcinada, hidratando-se somente após alguns meses (JOHN; CINCOTTO, 2007).
→
Equação 2.7
A hidratação da anidrita II é lenta e consome duas moléculas de água, o que proporciona
diminuição na porosidade do gesso e, consequentemente, aumento na resistência mecânica e na
dureza do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).
e) Anidrita I
A anidrita I, denominada anidrita de alta temperatura ou anidrita-, é o produto obtido
da calcinação da gipsita em temperaturas de 800 ºC a 1230 ºC (Equação 2.8); a fórmula é CaSO4;
caracteriza-se por ser uma fase impura, contaminada por óxido de cálcio, cujo processo de
decomposição pode ocorrer à temperatura de 800 ºC (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).
→
Equação 2.8
Acima de 1230 ºC, ocorre a decomposição da anidrita I (Equação 2.9) em óxido de
cálcio e anidrido sulfúrico.
→ Equação 2.9
2.3.3. Cinética das Reações de Desidratação
As mudanças de fases durante a desidratação do CaSO4·2H2O não dependem somente
da temperatura, são também influenciadas pela pressão do vapor de água na vizinhança do grão
hidratado (CaSO4·2H2O). Moisset (1997) elaborou um diagrama de equilíbrio das fases do
sistema de sulfato de cálcio CaSO4-H2O, combinando temperatura e pressão parcial de água, em
que para uma mesma temperatura, diferentes fases do sistema, hemi-hidratos (α e β) e anidritas
(III e II) são formadas.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
31
O processo de calcinação da gipsita é um processo de transporte com difusão de calor e
massa. A transferência de calor do sistema ocorre de fora para dentro do grão, enquanto a
liberação da água em forma de vapor ocorre em ordem inversa, em função da velocidade de
difusão e da distância da superfície, conforme ilustrado na Figura 2.11 (MOISSET, 1997).
Segundo Moisset (1997), a velocidade da retirada da água é inversamente proporcional à
dimensão da partícula (1/dp); a velocidade de evaporação da água é função da superfície da
partícula (dp2), e a quantidade de água a ser removida é função do volume da partícula (dp
3).
Nesse sentido, se o diâmetro da partícula for duplicado (dp), o tempo de calcinação necessário
para a mesma conversão será quadruplicado. Se o grão for suficientemente grande pode ser
possível a identificação das quatro fases do sulfato de cálcio: (i) o di-hidrato no núcleo central;
(ii) seguido por um anel de hemi-hidrato; (iii) um anel de anidrita III; e (iv) na parte externa a
anidrita II (Figura 2.11). Isso significa que, para obter um material homogêneo, além do controle
da temperatura e da pressão do vapor de água, é necessário ajustar o tamanho do grão de gipsita
(CaSO4·2H2O).
Figura 2.11 – Ilustração esquemática da calcinação do grão de gipsita.
Adaptado: MOISSET (1997).
Marinho, Dantas e Santos (1997) verificaram que, em um reator de leito fluidizado, as
partículas de gipsita com diâmetro médio de 0,09 mm a 0,29 mm não exercem influência no
processo de desidratação, sendo, entretanto, significativas na reação de conversão as partículas
com dimensões entre 0,29 mm e 0,59 mm.
Considerando que, para passar de uma fase para outra é necessário o fornecimento de
energia; e, para que o processo de transferência seja eficiente, é preciso tempo, é fundamental
estabelecer, também, o tempo de permanência apropriado para a obtenção do produto
desidratado.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
32
Nesse sentido, observa-se que a eficácia do processo de decomposição da gipsita está
diretamente relacionada com a distribuição do calor na massa do material. Portanto, além do
controle da temperatura, da pressão de vapor de água, da granulometria e do tempo de
permanência, outro parâmetro relevante a ser considerado na velocidade de desidratação é o
volume da massa em calcinação, cuja velocidade de reação reduz com o aumento da massa a ser
calcinada, podendo duplicar o tempo de decomposição, quando duplicada a massa a ser calcinada
(FERREIRA; YADAVA, 2007).
2.3.4. Microestrutura do Sistema CaSO4 – H2O
a) Gipsita
O sulfato de cálcio di-hidratado proveniente da hidratação do gesso apresenta-se na
forma de cristais, geralmente bem definidos, e na forma de agulhas mais ou menos alongadas.
Quando observados no microscópio eletrônico de varredura, apresentam a morfologia registrada
na Figura 2.12 (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; SNIP, 1982).
Figura 2.12 – Morfologia característica do sulfato de cálcio di-hidratado, proveniente da
hidratação do sulfato de cálcio hemi-hidratado.
Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994b).
b) Sulfato de Cálcio Hemi-hidratado
O sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) é o produto formado na primeira
etapa da desidratação da gipsita. Lewry e Williamson (1994a) relatam que as partículas de hemi-
hidrato-α (CaSO4·0,5H2O) são formadas por cristais simples, romboédricos, com características
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
33
idiomórficas uniformes. A observação sob o microscópio eletrônico de varredura (MEV) registra
cristais bem formados, conforme apresentado na Figura 2.13. São formados por partículas
maiores que o hemi-hidrato-β.
Figura 2.13 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo α.
Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994b).
Por outro lado, o hemi-hidrato-β é formado por partículas compostas por pequenos
cristais com orientação variada. As faces cristalográficas não são uniformes, apresentam fissuras
e poros. Observados no MEV, os cristais do hemi-hidrato-β apresentam uma morfologia
característica, conforme mostra Figura 2.14 (LEWRY; WILLIAMSON, 1994a).
Figura 2.14 – Morfologia característica do sulfato de cálcio hemi-hidratado do tipo β.
Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994b).
c) Anidrita III
A anidrita III constitui a etapa intermediária entre os hemi-hidratos e a anidrita II. Sua
fórmula CaSO4,·εH2O indica que ela contém uma proporção fraca e variável de água adsorvida
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
34
(0.06 < ε < 0.11). É instável e ávida de água; sua transformação em hemi-hidrato é bastante
rápida, mesmo na presença de ar pouco úmido (SNIP, 1982).
d) Anidrita II
A anidrita II (CaSO4) representa uma fase definida do ponto de vista cristalográfico
(sistema ortorrômbico) e termodinâmico. Ela é obtida industrialmente através da calcinação da
gipsita em temperaturas variando de 300 ºC a 700 ºC (SNIP, 1982).
2.4 Gesso para a Construção Civil
No mercado brasileiro, encontram-se disponíveis três tipos de gesso para construção: o
gesso para fundição, o gesso para revestimento e os gessos especiais, sendo normatizados o gesso
para fundição e o gesso para revestimento (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
a) Gesso para Fundição
O gesso para fundição é utilizado na fabricação de elementos e componentes para a
construção civil, como blocos, placas, divisórias, elementos decorativos, entre outros (ABNT,
1994; PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
É constituído essencialmente de hemi-hidrato-β (CaSO4·0,5H2O), podendo conter uma
certa fração de anidrita solúvel (CaSO4·εH2O) (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
Produzido com duas granulometrias distintas, o gesso para fundição é classificado em:
gesso grosso para fundição, quando seu módulo de finura é maior que 1,10, e gesso fino para
fundição, quando seu módulo de finura é menor que 1,10 (ABNT, 1994).
A NBR 13.207 (ABNT, 1994) determina, para os dois tipos de gesso de fundição, o
tempo de pega de 4 a 10 minutos para início de pega e de 20 a 45 minutos para o final de pega.
b) Gesso para Revestimento
É o gesso desenvolvido para a produção de revestimentos de paredes, tetos e lajes:
constituído basicamente por hemi-hidrato-β (CaSO4·0,5H2O) e anidrita insolúvel (CaSO4),
podendo conter cerca de 2% de impurezas como sílica, sulfato de magnésio, carbonatos, argilas e
óxidos de ferro e alumínio (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
35
O gesso para revestimento é produzido com duas granulometrias distintas: gesso grosso
para revestimento, com módulo de finura maior que 1,10, e gesso fino para revestimento, com
módulo de finura menor que 1,10. O tempo de pega para os dois tipos é satisfatório, quando o
início de pega é maior que 10 minutos e o fim de pega maior que 45 minutos (ABNT, 1994).
c) Gessos Especiais
Os gessos especiais para construção são produzidos a partir dos gessos básicos, por meio
da adição de materiais auxiliares, que conferem ao gesso produzido as propriedades necessárias a
uma aplicação específica. No Brasil, esses gessos não são normatizados (PERES;
BENACHOUR; SANTOS, 2001).
Os materiais auxiliares adicionados aos gessos especiais são, em geral, agregados finos,
aditivos e corantes, cujas finalidades, segundo Peres, Benachour e Santos (2001), são descritas a
seguir:
(i) Agregados finos – os agregados utilizados são areias e pó de calcário, com granulometrias
bem definidas, segundo a aplicação do material. Em geral são utilizados em argamassas de
gesso projetado, argamassas autonivelantes, massas de acabamento e cola de gesso e
(ii) Aditivos – o uso de aditivos, nos gessos especiais, tem o objetivo de modificar propriedades
específicas do material produzido. Em geral, os aditivos utilizados são os retardadores de
pega, para aumentar a trabalhabilidade do material; os retentores de água, que garantem a
recristalização adequada e homogênea do material; os aerantes e umectantes, que melhoram
a trabalhabilidade, reduzindo a formação de grumos; os reforçadores de aderência, que
aumentam a aderência das pastas de gesso; e os plastificantes, que aumentam a fluidez das
pastas objetivando o aumento da resistência mecânica.
Os gessos nacionais normatizados têm suas características químicas e propriedades
físicas e mecânicas especificadas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (Tabelas 2.4 a 2.6) e métodos
de ensaios determinados pela NBR 12.127 (ABNT,1991a), NBR 12.128 (ABNT,1991b), NBR
12.129 (ABNT,1991c) e NBR 12.130 (ABNT,1991d).
As características físicas e mecânicas do gesso exigidas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994)
(Tabela 2.4) são a resistência à compressão axial, a dureza superficial e a massa unitária. Os
limites propostos para a resistência à compressão axial e a dureza consideram a relação
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
36
água/gesso (a/g) necessária aquela obtida para uma pasta de consistência normal. E, a Norma
estabelece os mesmos limites para todos os tipos de gesso.
Tabela 2.4 – Exigências físicas e mecânicas do gesso para construção.
Determinações físicas e mecânicas
Unidade Limites Normas
Resistência à compressão MPa > 8,4 NBR 12.129 (ABNT, 1991 c)
Dureza MPa
> 30,00 NBR 12.129 (ABNT, 1991 c)
Massa unitária kg/m3
> 700,00 NBR 12.127 (ABNT, 1991 a)
Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).
A distinção entre os gessos para fundição e os gessos para revestimento (Tabela 2.5) é
determinada por meio do tempo de pega e pelo módulo de finura. Os limites para tempo de pega
consideram a relação água/gesso necessária à obtenção de uma pasta de consistência normal.
Tabela 2.5 – Exigências físicas do gesso para construção.
Classificação do gesso
Tempo de pega (min)
NBR 12.128 (ABNT, 1991 b) Módulo de finura
NBR 12.127 (ABNT, 1991 a) início fim
Gesso fino para fundição 4-10 20-45 < 1,10
Gesso grosso para fundição 4-10 20-45 > 1,10
Gesso fino para revestimento
> 10 > 45 < 1,10
Gesso grosso para revestimento
> 10 > 45 > 1,10
Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).
As exigências químicas (Tabela 2.6) fazem referência aos teores de água livre, à água de
cristalização, ao óxido de cálcio e ao anidrido sulfúrico, considerados iguais para todos os tipos
de gesso. Não há nenhuma referência aos teores de impurezas e aos percentuais das frações de
hemi-hidrato e anidrita.
Tabela 2.6 – Exigências químicas do gesso para construção.
Determinações químicas Limites (%) Normas
Água livre máx. 1,3 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)
Água de cristalização 4,2 a 6,2 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)
Óxido de cálcio (CaO) mín. 38,0 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)
Anidrido sulfúrico (SO3) mín. 53,0 NBR 12.130 (ABNT, 1991 d)
Fonte: NBR 13.207 (ABNT, 1994).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
37
Cincotto, Agopyan e Florindo (1988a) e John e Cincotto (2007) caracterizaram
quimicamente o gesso de construção nacional, e sua análise química e sua composição percentual
típica são apresentadas nas Tabelas 2.7 e 2.8, com os percentuais de hemi-hidrato e anidrita em
conformidade com a composição básica dos gessos comerciais apresentada por Peres, Benachour
e Santos (2001), podendo ser tomados como valores típicos dos gessos de fabricação nacional.
Tabela 2.7 – Análise química de gessos de construção brasileiros.
Composição (%) Amostras
*A *B *C *D **E **F
Água livre - H2O 0,00 1,28 0,05 0,79 1,18 0,00
Água combinada - H2O 4,70 5,64 5,92 5,58 3,80 6,62
Anidrido sulfúrico - SO3 53,0 53,9 53,7 53,7 49,6 53,1
Óxido de cálcio - CaO 38,7 38,4 38,4 38,6 30,4 38,4
Anidrido carbônico - CO2 1,14 0,74 0,72 1,08 2,79 0,74
Óxido de ferro e alumínio (Fe2O3; Al2O3) 0,19 0,59 0,08 0,02 1,98 0,12
Óxido de magnésio - MgO 0,62 0,30 0,38 0,46 0,69 0,30
Resido insolúvel e anidrido silícico (RI + SiO2) 0,70 0,53 0,90 0,56 1,90 0,80
Total 99,06 100,10 100,13 100,00 100,16 100,08
Fonte: * CINCOTTO;AGOPYAN; FLORINDO (1988a) e ** JOHN; CINCOTTO (2007).
Tabela 2.8 – Composição percentual de gessos de construção brasileiros.
Composição (%) Amostras
*A *B *C *D **E **F
Umidade - - - - 1,18 -
Hemidrato 75,80 90,90 95,40 90,00 57,50 92,58
Anidrita 19,00 6,30 1,80 6,90 30,50 -
Gipsita - - - - - 4,10
Impurezas - - - - 3,88 0,92
Carbonato de magnésio – MgCO3 1,30 0,63 0,79 0,96 1,44 0,63
Carbonato de cálcio – CaCO3 1,04 0,91 0,70 1,32 4,63 0,94
Cal livre - CaO 1,00 0,17 0,41 0,31 2,08 0,70
Total 98,14 98,91 99,1 99,49 100,03 99,89
Fonte: * CINCOTTO;AGOPYAN; FLORINDO (1988a) e ** JOHN; CINCOTTO (2007).
2.5 Hidratação do Gesso
As espécies químicas provenientes da desidratação da gipsita, na presença de água,
retornam a seu grau de hidratação inicial, formando novamente o sulfato de cálcio di-hidratado.
Este fenômeno químico é conhecido como hidratação do gesso. O processo tem início no
momento em que o gesso entra em contato com a água, produzindo uma pasta homogênea, que,
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
38
rapidamente, adquire plasticidade e vai se solidificando, até o seu endurecimento, quando o
material adquire resistência mecânica.
2.5.1 Mecanismo de Hidratação do Gesso
O mecanismo de hidratação do gesso vem sendo explicado por meio de duas teorias: a
teoria da cristalização e a teoria coloidal.
A teoria da cristalização foi descrita por Lavoisier, em 1798, e por Le Chatelier, em
1877, considerando que a cristalização da gipsita ocorria na solução saturada de hemi-hidratos. O
fenômeno químico compreendia três etapas: um fenômeno químico de hidratação; um fenômeno
físico de cristalização e um fenômeno mecânico de endurecimento (HANSEN, 1930; SNIP,
1982).
Em 1909, a teoria da cristalização foi questionada pela primeira vez por um grupo de
pesquisadores que defendiam a hipótese de que o ganho inicial de consistência, no processo de
hidratação do gesso, seguia um processo coloidal e não de cristalização. Este mecanismo ficou
conhecido como teoria coloidal (HANSEN, 1930; SNIP, 1982).
O mecanismo de hidratação do gesso, descrito pela teoria coloidal, tem como base o
ganho de consistência inicial da pasta de gesso, anterior à elevação rápida de temperatura que
caracteriza a formação dos cristais de gipsita. Segundo essa teoria o mecanismo pode ser
compreendido, considerando-se três etapas (SNIP, 1982):
(i) A dissolução – inicialmente a solução é saturada, de forma progressiva, pelos elementos
solúveis presentes no material.
(ii) A formação de gel – período em que os produtos das reações químicas, no interior da
solução saturada, se formam no estado coloidal (na forma de gel). Corresponde ao início da
pega e
(iii) A cristalização - período no qual os géis se transformam em cristais. Corresponde ao
período de endurecimento.
As pesquisas que adotavam a veracidade da teoria proposta por Le Chatelier seguiram
paralelamente ao desenvolvimento da teoria coloidal, e aquela foi aprimorada e adotada pela
maioria dos pesquisadores (SNIP, 1982).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
39
Atualmente, o mecanismo de hidratação do gesso, pela teoria da cristalização, pode ser
compreendido considerando-se quatro etapas (JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982):
(i) A dissolução – inicialmente é formado um sistema iônico saturado de íons Ca2+
e SO42-
,
proveniente da dissolução dos hemi-hidratos. Atingida a concentração de saturação, há a
formação de microcristais de di-hidratos, pouco estáveis e de baixa solubilidade,
conhecidos como hidratos primários.
(ii) A indução – durante este período, os hidratos primários se estabilizam, constituindo os
núcleos de cristalização, denominados também “germes de nucleação”.
(iii) Crescimento dos núcleos de cristalização – é o período em que os íons, a partir de uma
solução supersaturada, vão se depositando sobre os núcleos de cristalização,
proporcionando o crescimento de cristais em forma de agulhas, que se entrelaçam; e
precipitam. A baixa solubilidade do di-hidrato formado permite a dissolução total do hemi-
hidrato. Nesta etapa as reações são altamente exotérmicas e
(iv) Redução das reações – compreende a etapa em que ocorre a redução gradativa dos
constituintes anidros e da velocidade das reações de hidratação.
2.5.2 Cinética da Hidratação
As reações de hidratação do gesso são exotérmicas, isto é, liberam calor durante seu
desenvolvimento. A determinação da quantidade de calor liberada ao longo do tempo é feita por
meio de ensaios calorimétricos, que revelam a cinética das reações. Os resultados são
representados por curvas calorimétricas que possibilitam a identificação das diferentes etapas do
mecanismo de hidratação do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).
A curva calorimétrica é fornecida pelo incremento da temperatura em função do tempo,
sendo representada por uma curva sigmoide, onde é possível observar a cinética da reação de
hidratação das pastas de gesso em três etapas de evolução: (i) período de indução, (ii)
aceleramento das reações e (iii) período de reação lenta (LEWRY; WILLIAMSON, 1994a;
SINGH; MIDDENDORF, 2007).
O modelo teórico da curva calorimétrica das pastas de gesso e as etapas da cinética da
reação de hidratação são apresentados nas Figuras 2.15a e 2.15b.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
40
Figura 2.15 – Ilustração teórica da curva calorimétrica das pastas de gesso: (a) modelo teórico e
(b) etapas da cinética das reações de hidratação.
Fonte: (a) LEWRY; WILLIAMSON (1994a) e (b) SINGH; MIDDENDORF (2007).
A Figura 2.15a representa o modelo teórico da curva calorimétrica das pastas de gesso,
em que a taxa da atividade cinética da reação pode ser obtida por meio de ΔTmax/Δt e a Figura
2.15b revela as etapas da cinética da reação de hidratação:
(i) A etapa de indução é caracterizada pela estabilização química e física dos hidratos
existentes, iniciando a organização do arranjo cristalino (JOHN; CINCOTTO, 2007).
(ii) A etapa de aceleração tem seu início durante a finalização da etapa de indução, coincidindo
com o início da pega da pasta, no instante em que a taxa de elevação da temperatura
ultrapassa 0,1 oC/min (RIDGE, 1960 apud ANTUNES; JOHN, 2000). A seguir há um forte
aumento na temperatura, devido ao aumento da velocidade das reações, ocorrendo
precipitação dos hidratos e formação dos cristais (JOHN; CINCOTTO, 2007) e
(iii) A etapa de reação mais lenta tem seu início quando a reação atinge o ponto máximo de
incremento de temperatura, correspondente ao tempo de fim de pega (RIDGE, 1960 apud
ANTUNES; JOHN, 2000). A seguir a velocidade da reação decresce progressivamente até
o fim da hidratação (JOHN; CINCOTTO, 2007).
A cinética das reações de hidratação do gesso depende das frações e da reatividade dos
seus constituintes. O hemi-hidrato e as anidritas possuem velocidades de reação diferentes, sendo
altamente reativa a anidrita III, seguida pelo hemi-hidrato, a anidrita II e a anidrita I (JOHN;
CINCOTTO, 2007).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
41
A anidrita III, altamente reativa, se transforma imediatamente em hemi-hidrato,
contribuindo com a elevação da temperatura, representada por um pico anterior à etapa de
indução. A presença da anidrita III acelera o tempo inicial de pega, reduzindo o período de
indução do mecanismo de hidratação das pastas de gesso (JOHN; CINCOTTO, 2007;
TYDLITÁT; MEDVED; CERNÝ, 2011).
O processo de hidratação continua, passando pela etapa de indução, seguida pela
cristalização dos hemi-hidratos, também bastante reativos; e esta é responsável pelo aumento da
temperatura observada na etapa II das reações. Na ausência de aditivos, a hidratação do hemi-
hidrato ocorre em menos de duas horas, sendo que 95% se hidratam em aproximadamente 30
minutos (SNIP, 1982).
A anidrita II possui uma reatividade menor que o hemi-hidrato e uma velocidade
variável de hidratação, em função da temperatura em que foi formada. A anidrita II de baixa
temperatura (350 C) hidrata-se em até sete dias, preenchendo os vazios da estrutura cristalina
formada pela hidratação dos hemi-hidratos. A anidrita II de alta temperatura (700 ºC a 800 ºC)
pode levar meses para se hidratar, não intervindo no reforço da estrutura cristalina do material
(JOHN; CINCOTTO, 2007; SNIP, 1982).
Além das frações dos constituintes do gesso, acima descritos, influenciam na atividade
cinética das reações de hidratação a relação água/gesso, o grau de agitação da pasta, a
temperatura da água de amassamento, a presença de impurezas, a presença de aditivos e a
distribuição granulométrica das partículas (JOHN; CINCOTTO, 2007).
Por meio dos métodos calorimétricos é possível identificar, de forma mais precisa, o
mecanismo de hidratação das pastas de gesso. A técnica vem sendo utilizada desde a década de
1930 por pesquisadores como Hansen (1930), Weiser e Moreland (1932), Southard (1940),
Hincapie e Cincotto (1997) e Carvalho et al. (2008), em investigações destinadas à compreensão
do mecanismo de hidratação e influência de outros materiais (aditivos e adições) no
desenvolvimento da cinética das reações de hidratação das pastas de gesso.
Embora, aprimorados ao longo do tempo, os diferentes tipos de calorímetros,
disponíveis e utilizados nesse tipo de experimento não fornecem uniformidade na determinação
dos tempos do período de indução e aumento da atividade cinética das pastas, podendo ocorrer,
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
42
em função do tipo de calorímetro empregado, diferenças significativas entre suas medições
(TYDLITÁT; TESÁREK; CERNÝ, 2008).
2.6 Propriedades no Estado Fresco
Durante a hidratação da pasta de gesso são, geralmente, observadas as características de
trabalhabilidade, o tempo de pega e a variação dimensional das pastas.
2.6.1 Trabalhabilidade da Pasta de Gesso
A trabalhabilidade de uma pasta é definida como a maior ou menor facilidade do
material de ser empregado para uma determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade. É
medida pela consistência da pasta, ou seja, pelo grau de umidade necessário para garantir uma
determinada plasticidade ao material. Essa consistência é denominada “consistência normal”. A
água necessária para sua obtenção depende do tipo de material e de sua granulometria (RIBAS
SILVA, 1985).
A consistência normal de uma pasta de gesso é determinada por ensaios normatizados,
que utilizam o equipamento de Vicat modificado. No Brasil, o ensaio é normatizado pela NBR
12.128 (ABNT, 1991b), e o valor da consistência normal é expresso em massa de água por massa
de gesso.
A consistência das pastas de gesso também pode ser obtida por meio da saturação do
material em pó com a água (valores típicos de 0,6 < a/g < 0,8) e por meio do ensaio do mini-
slump, que calcula a fluidez das pastas pela medida do diâmetro ou da área de espalhamento do
material sobre uma placa de vidro (DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001; MUNHOZ, 2008).
Nas pastas de gesso, a trabalhabilidade depende de dois fatores: a consistência e os
tempos de pega, que devem ser adequados à finalidade de seu uso. O tempo de pega deve garantir
o manuseio do material, antes que se inicie a pega, e a consistência deve garantir a moldagem e a
coesão do material. A água requerida para garantir a trabalhabilidade necessária à pasta de gesso
depende da superfície específica e da distribuição do tamanho das partículas do gesso (JOHN;
CINCOTTO, 2007).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
43
Segundo Ye et al. (2011), a água requerida para manter a trabalhabilidade/fluidez da
pasta de gesso é função da distribuição do tamanho das partículas (DTP) do material em pó e
varia em função do diâmetro característico da partícula (finura do material) e do coeficiente de
uniformidade (tamanho de sua distribuição).
Em geral, em gesso do tipo α, o aumento do diâmetro característico reduz a quantidade
da água de amassamento, e o aumento do coeficiente de uniformidade aumenta a quantidade de
água requerida. Entretanto, pequenas modificações na DTP, em relação ao coeficiente de
uniformidade, podem reduzir a fluidez das pastas, mesmo quando os materiais possuírem a
mesma superfície específica (YE et al., 2011).
Em alguns casos, como na produção de componentes para a construção civil, é
necessária uma consistência mais fluida (espalhamento em torno de 70 a 80 mm) para assegurar a
trabalhabilidade do material. Inicialmente, isso implica no aumento da quantidade da água de
amassamento, elevando a relação a/g. Entretanto, o aumento da relação a/g pode reduzir
significativamente as resistências finais do material (DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001;
MUNHOZ, 2008).
Para alcançar a trabalhabilidade/fluidez necessárias às pastas de gesso são, também,
utilizados certos tipos de aditivos. Os mais utilizados para melhorar a trabalhabilidade das pastas
de gesso são os retardadores de pega, que aumentam o tempo disponível para seu manuseio, e os
superplastificantes, que fornecem a fluidez/plasticidade necessárias à sua moldagem
(DOMÍNGUEZ; SANTOS, 2001, MILLÁN, 1997).
A ação dos aditivos plastificantes nas pastas de gesso depende da interação do tipo de
aditivo com o aglomerante. Estudos desenvolvidos por Peng, et al.(2005), com dois tipos de
plastificantes (ácido sulfônico de β-naftaleno e policarboxilato) em pastas de gesso mostram a
fluidez da pasta e em relação relação à manutenção da trabalhabilidade expressa em unidade de
tempo (Figura 2.16).
Os resultados encontrados por Peng, et al. (2005) mostram que o aditivo B (ácido
sulfônico de β-naftaleno) possui melhor comportamento que o aditivo A (policarboxilato),
quando utilizados em pastas de revestimento, proporciona um aumento da fluidez do material em
dosagens superiores a 1% e por mantém a estabilidade da fluidez durante a trabalhabilidade do
material.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
44
Figura 2.16– Comportamento da fluidez de pastas de gesso produzidas com superplastificantes à
base de policarboxilato (A) e ácido sulfônico (B).
Fonte: PENG, et al (2005).
2.6.2 Pega e Endurecimento da Pasta
A pega das pastas de gesso é o tempo necessário para a solidificação do material. O
tempo de início de pega é considerado o momento em que os componentes anidros do material se
hidratam, formando os primeiros cristais, e coincide com o início da Etapa II da Figura 2.15. E o
fim de pega é o momento em que a hidratação dos componentes anidros alcança o incremento
máximo de temperatura das reações de hidratação e coincide com o final da Etapa II da Figura
2.15.
Nas pastas de gesso, o início da pega depende essencialmente dos constituintes de
reações mais rápidas (hemi-hidratos), e o endurecimento dos constituintes de reações mais lentas
(anidritas II), cuja hidratação proporciona o preenchimento dos vazios entre os cristais hidratados
dos hemi-hidratos. O preenchimento desses vazios evita a retração por secagem e a fissuração do
material (LE COVEC, 1978 apud JOHN; CINCOTTO, 2007).
Durante a pega e o endurecimento da pasta de gesso, o material vai adquirindo
resistência, resultado da redução do volume de água, que se combina com o material anidro,
formando cristais hidratados, com volume superior ao volume de sólidos originais, adquirindo a
forma de um sólido contínuo com porosidade, progressivamente, passando da menor a maior
resistência (JOHN; CINCOTTO, 2007).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
45
Em condições normais, a pega do gesso se encerra em até duas horas, quando a maior
parte das reações de hidratação do material foi processada. Entretanto, o material continua
adquirindo resistência até 20 horas, devido ao prosseguimento das reações de hidratação. A partir
desse momento o ganho de resistência do material ocorre devido à secagem, por evaporação, da
água de amassamento do material (JOHN; CINCOTTO, 2007).
A pega e o endurecimento das pastas de gesso dependem de alguns fatores, como a
presença de impurezas, a fração de seus constituintes, a finura e a forma dos grãos, a relação
água/gesso, a temperatura da água de amassamento, a velocidade e o tempo de mistura e a
presença de aditivos (JOHN; CINCOTTO, 2007; KARNI; KARNI, 1995).
a) Presença de Impurezas
O teor de impurezas presente no minério de gipsita, como algumas espécies químicas de
sais solúveis, pode alterar a pega do material, cujos teores devem ser controlados antes que o
minério seja encaminhado para o processo de produção do gesso (ANGELERI; CARDOSO;
SANTOS, 1983b).
b) Fração dos Constituintes
As diferentes frações dos constituintes do gesso alteram a pega do material, devido às
diferentes velocidades de reação. A anidrita III acelera a pega do material e a anidrita II, de
hidratação lenta, retarda a pega do material (JOHN; CINCOTTO, 2007)
c) Relação Água/Gesso
A relação água/gesso é a proporcionalidade da água que fornece a trabalhabilidade
necessária a seu manuseio. Em geral, quanto menor a relação água/gesso, mais rápida é a pega do
material.
A quantidade de água, necessária para que a pasta de gesso adquira uma consistência
adequada à sua utilização, depende da superfície específica, da finura, da forma e da distribuição
dos grãos de gesso. Segundo Karmazsin e Murat (1977, apud JOHN; CINCOTTO, 2007), quanto
maior a superfície específica, maior a área de reação, mais rápida a dissolução e menor o período
de indução do material consequentemente, mais rápido o início de pega do material.
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46
d) Temperatura da Água de Amassamento
A temperatura da água de amassamento das pastas de gesso aumenta a solubilidade do
hemi-hidrato, modificando o tempo de pega, conforme ilustrado na Figura 2.17.
Figura 2.17– Influência da temperatura da água de amassamento da pasta de gesso na pega do
material.
Fonte: CLIFTON, (1973 apud JOHN e CINCOTTO 2007).
Observa-se que, com a utilização da água de amassamento com temperaturas até 45 ºC
os tempos de pega diminuem, voltando a aumentar para temperaturas superiores a 45 ºC.
e) Aditivos e Adições
Os aditivos podem ser usados nas pastas de gesso para modificar seu processo de
hidratação. Em geral, os aditivos modificam as propriedades das superfícies dos cristais,
alterando o processo de nucleação, o crescimento de cristais e a cinética das reações de
hidratação, proporcionando uma formação diferenciada no tamanho, na morfologia e no arranjo
dos cristais na forma hidratada (SONG et al., 2010).
Em geral, aditivos aceleradores e retardadores de pega são utilizados para controlar a
cinética das reações de hidratação, de forma a controlar os tempos de pega e a trabalhabilidade do
material. Os aditivos aceleradores de pega atuam no mecanismo de hidratação das pastas de gesso
por meio do aumento da solubilidade das fases anidras e por meio da formação de núcleos de
cristalização. Esses mecanismos aceleram a cinética das reações de hidratação, reduzindo o
tempo de indução da pasta; e acelerando o tempo de pega do material (SINGH; MIDDENDORF,
2007).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
47
Grãos de gipsita adicionados às pastas de gesso atuam como aceleradores de pega.
Participam no desenvolvimento do mecanismo de hidratação como centros de nucleação
adicional. Estudos realizados por Gmouh et al.(2003; 2004) com grãos de gipsita mostram que a
adição do material em pastas de gesso acelera a pega do material e seu desempenho é função da
finura e dos teores do material utilizado como adição (Tabela 2.9).
Os resultados mostrados na Tabela 2.9 revelam que o aumento percentual, em massa,
dos grãos de gipsita diminuiu com o tempo de hidratação do material, acelerando o tempo de
pega. O mesmo comportamento foi observado por Song et al. (2010), usando a técnica de
ressonância magnética.
Tabela 2.9 – Efeito da adição de grãos de gipsita em pastas de gesso (160<φ<400 m).
Percentuais de gipsita (% massa)
0 1 3 6
Tempo de hidratação (min) 16,0 12,5 8,5 8,0
Fonte: GMOUH et al. (2004).
Segundo Singh e Middendorf (2007), os aditivos retardadores de pega alteram as
propriedades superficiais dos cristais, proporcionando modificações nas fases de nucleação e
crescimento dos cristais. Os aditivos redutores de pega possuem natureza orgânica ou inorgânica.
Em geral são utilizados alguns tipos de ácidos carboxílicos (cítrico, málico, succínico e tartárico).
Estudos desenvolvidos por Hincapie e Cincotto (1997) mostram que a ação dos
retardadores do tempo de pega, nas pastas de gesso, está relacionada com o aumento do tempo de
indução do material e os efeitos dependem do tipo e dos teores do aditivo utilizado (Figura 2.18).
Na Figura 2.18 pode-se observar o aumento do tempo de indução por meio do
deslocamento da curva para a direita, em função do aumento do teor de aditivo utilizado em cada
mistura. Entretanto, o comportamento quanto ao desenvolvimento da pega é diferente para cada
um dos aditivos utilizados: ácido cítrico (Figura 2.18a) e caseína (Figura 2.18b).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
48
Figura 2.18– Influência da utilização de diferentes tipos e teores de retardadores da pega em
pastas de gesso: (a) ácido cítrico; (b) caseína.
Fonte: HINCAPIE; CINCOTTO (1997).
Na Figura 2.18 pode-se observar o aumento do tempo de indução por meio do
deslocamento da curva para a direita, em função do aumento do teor de aditivo utilizado em cada
mistura. Entretanto, o comportamento quanto ao desenvolvimento da pega é diferente para cada
um dos aditivos utilizados: ácido cítrico (Figura 2.18a) e caseína (Figura 2.18b).
Nas pastas de gesso são também utilizados alguns tipos de aditivos plastificantes, com a
finalidade de aumentar a fluidez das pastas ou reduzir a quantidade da água de amassamento
(MILLÁN, 1997; PENG et al., 2005).
Alguns tipos de aditivos superplastificantes, à base de carboxilatos, são utilizados para
aumentar a fluidez das pastas de gesso. A adição desse tipo de aditivo nas pastas de gesso altera o
mecanismo de hidratação do material, sendo quimicamente adsorvido na superfície dos grãos de
sulfato de cálcio hemi-hidratado, tornando mais lentos o processo de dissolução, a formação dos
pontos de nucleação, o crescimento dos cristais e o endurecimento da pasta. Funcionam, portanto,
como retardadores do tempo de pega (SINGH;MIDDENDORF, 2007; SONG et al., 2010).
2.6.3 Variação Dimensional do Gesso
As pastas de gesso apresentam, durante sua hidratação, diferentes variações de volume,
em função dos fenômenos físicos e químicos que ocorrem no processo de hidratação dos hemi-
hidratos.
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
49
Inicialmente, ocorre uma retração de volume que se prolonga até o início da pega. A
seguir, a pasta de gesso sofre uma expansão intensa, que vai diminuindo gradualmente até o final
da pega e se encerra após um ou dois dias, quando a massa de gesso já alcançou a temperatura
ambiente. Isso sugere que o fenômeno retração/expansão do gesso não é causado pelo aumento
de temperatura durante a hidratação do material (GMOUH et al., 2004; JOHN; CINCOTTO,
2007; KARNI; KARNI, 1995).
Segundo Gmouh et al. (2004), o fenômeno retração/expansão do gesso pode ser
representado de forma esquemática, conforme ilustrado pela Figura 2.19.
Figura 2.19– Ilustração esquemática do fenômeno da retração/expansão da pasta de gesso.
Fonte: CASPAR et al. (1996 apud GMOUH et al.,2004).
A retração do volume da pasta ocorre no domínio entre os pontos A e B (Figura 2.19a),
onde o volume de di-hidratos formados é menor que o volume de hemi-hidratos e água
anteriormente presente. No domínio entre os pontos B e C, ocorre a formação dos cristais de di-
hidratos que vão se ligando, compondo arranjos geométricos em constante crescimento, com
formação de poros que resulta em um sólido com maior volume, ocasionando a expansão do
material (GMOUH et al., 2004). A expansão termina quando o material se torna rígido (KARNI;
KARNI, 1995).
A retração/expansão das pastas de gesso varia de acordo com o tipo de gesso utilizado,
podendo apresentar valores de expansão linear em torno de 1%, para gesso de alta
expansibilidade, e valores de 0,1% para gesso de baixa expansibilidade. Esses valores podem
representar um aumento de volume de até 3% (KARNI; KARNI, 1995).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
50
Segundo Karni e Karni (1995), a magnitude da expansão do gesso é influenciada por
alguns fatores como: a finura do gesso - materiais mais finos possuem maior expansão; a relação
água/gesso – quanto maior a relação água/gesso da pasta, menor a expansão; a utilização de
aditivos – diminui a expansão durante a pega e a presença de inertes - como areia e argila, que
também reduzem a expansão do material.
O comportamento característico de retração/expansão do gesso garante ao material a
produção de componentes com dimensões precisas, proporcionando um excelente acabamento
superficial, bem como, quando usado como argamassa de revestimento, evita as fissurações de
interface com o agregado (JOHN; CINCOTTO, 2007; KARNI; KARNI, 1995).
2.7 Propriedades no Estado Endurecido
As propriedades físicas e mecânicas do gesso, no estado endurecido, são influenciadas
diretamente pela formação de sua microestrutura, em particular, pela porosidade e pela forma de
entrelaçamento dos cristais (MIKHAIL; MALEK, 1971 apud LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b).
Segundo Lewry e Williamson (1994 b), a resistência do material depende:
(i) do tamanho e da forma dos cristais;
(ii) da força de ligação entre os cristais;
(iii) das impurezas presentes, que proporcionam a formação de cristais com maior dureza ou
com predisposição a fraturas; e
(iv) da porosidade da estrutura devido ao excesso da água de amassamento.
A porosidade do gesso devido à água de amassamento tem sua origem na evaporação do
excesso de água que não consumida durante o processo de hidratação. Em geral, para se alcançar
uma trabalhabilidade satisfatória da pasta de gesso, é necessária a utilização de teores de água
superiores a 50% da massa do gesso. Como a água consumida durante a reação é da ordem de
0,186 g/g de gesso, resulta em uma estrutura altamente porosa e, consequentemente, com
resistências mecânicas reduzidas (JOHN; CINCOTTO, 2007).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
51
2.7.1 Microestrutura
A microestrutura da pasta de gesso endurecida é constituída por um sólido de alta
porosidade e grande área superficial interna, formada pelo entrelaçamento de cristais em formas
de agulhas ou placas (RIDGE, 1960, apud LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b).
Influenciam na formação do arranjo microestrutural das pastas o tipo de gesso, a
distribuição do tamanho das partículas, as impurezas e o uso de aditivos e adições (KARNI;
KARNI, 1995; LEWRY; WILLIAMSON, 1994 b: TYDLITÁT; TESÁREK; CERNÝ, 2008).
2.7.1.1 Efeito do Tipo de Gesso
Estudos desenvolvidos por Lewry e Williamson (1994b), mostram as diferentes
formações da microestrutura do gesso hidratado dos tipos e (Figura 2.20) e a influência da
forma e tamanho dos cristais na resistência do material.
Figura 2.20– Morfologias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da microestrutura: (a)
gesso tipo hidratado; (b) gesso tipo hidratado.
Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994a; 1994b).
A hidratação do gesso resultou na formação de uma estrutura cristalina composta por
um grande entrelaçamento de cristais fortemente ligados em forma de agulhas curtas (Figura
2.20a). Por outro lado, a hidratação do gesso resultou em uma estrutura cristalina constituída
por agulhas que crescem uniaxialmente a partir dos centros de nucleação, gerando ligações
cristalinas mais fracas e maior volume de vazios, o que reduz as resistências mecânicas finais do
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
52
material (Figura 2.20b) (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; SONG; MITCHELL; GLADDEN,
2009 e YU; BROUWERS, 2011).
A formação de cristais morfologicamente mais grossos, curtos e fraturados, com menor
grau de entrelaçamento das pastas de gesso β é decorrente da hidratação mais rápida desse gesso
β em relação ao gesso α (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b).
Song, Mitchell e Gladden (2009) apresentaram, por meio da ressonância magnética
nuclear, o desenvolvimento da hidratação do gesso β e do gesso α, que veio a confirmar o
mecanismo descrito anteriormente. E, por meio da técnica de tomografia microcomputadorizada
(µ-CT), foi possível calcular e visualizar a porosidade dos dois tipos de materiais (Figura 2.21).
Figura 2.21– Imagem tri-dimensional obtida pela µ-CT da estrutura do gesso hidratado: (a) e (c)
gesso hidratado e (b) e (d) gesso hidratado .
Fonte: SONG; MITCHELL; GLADDEN (2009).
2.7.1.2 Efeito de Aditivos e Adições
O uso de aditivos e adições nas pastas de gesso modifica a morfologia e a forma do
crescimento dos cristais de gipsita, resultando em mudanças na forma e no tipo de entrelaçamento
dos cristais, na porosidade capilar e na resistência do material (SINGH; MIDDENDORF, 2007).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
53
A Figura 2.22 mostra as modificações microestruturais em pastas de gesso produzidas
com adição de gipsita e aditivo acelerador de pega (K2SO4), que resultaram na formação de uma
microestrutura com reduzido grau de entrelaçamento entre os cristais e, consequentemente, com
resistências mecânicas mais baixas (LEWRY; WILLIAMSON, 1994c).
Figura 2.22– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de aceleradores
de pega: (a) referência; (b) adição de gipsita e (c) aditivo K2SO4.
Fonte: LEWRY; WILLIAMSON (1994c).
Singh e Middendorf (2007) observaram a mudança na morfologia dos cristais das pastas
de gesso com uso de aditivos retardadores de pega, que apresentaram, também, um reduzido grau
de entrelaçamento, resultando no decréscimo da resistência do material quando comparado com a
pasta de referência (Figura 2.23).
Figura 2.23– Morfologias da microestrutura das pastas de gesso tipo com uso de retardadores
de pega: (a) referência; (b) ácido succínio e (c) ácido cítrico.
Fonte: SINGH; MIDDENDORF (2007).
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
54
2.7.2 Resistência Mecânica
A resistência mecânica do gesso endurecido é alterada, segundo Karni e Karni (1995):
pela relação água/gesso; idade do produto; das condições ambientais de endurecimento; e
condições de uso do material.
(i) Relação água/gesso – a resistência mecânica decresce com o aumento da relação
água/gesso.
(ii) Idade – a resistência aumenta com tempo, alcançando níveis máximos entre os 14 e 28 dias
de idade, dependendo das condições ambientais.
(iii) Condições ambientais de endurecimento – a resistência do gesso é sensível às variações de
umidade, e a presença desta pode reduzir-se em até 50% seu valor (JOHN; CINCOTTO,
2007).
(iv) Condições de uso do material – a resistência do gesso decresce, devido à capacidade do
material de absorver umidade. Este fator deve ser considerado, dependendo da condição de
uso do material.
2.7.3 Outras Propriedades
O gesso no estado endurecido apresenta algumas propriedades específicas, como: a
resistência ao fogo; o isolamento térmico e a higroatividade (PERES, BENACHOUR; SANTOS,
2001):
(i) Resistência ao Fogo – o gesso é um material não inflamável, combate a propagação do
fogo e estabiliza a temperatura por um determinado tempo. Esta propriedade se deve ao
consumo da água de cristalização do produto durante uma situação de incêndio, mantendo
uma temperatura que não ultrapassa 40 ºC.
(ii) Isolamento Térmico – a capacidade de isolamento térmico do gesso está associada
diretamente à estrutura porosa do material (KARNI; KARNI, 1995).
(iii) Higroatividade – o gesso possui a capacidade de absorver e liberar o excesso de umidade
do ambiente o que deve ser considerado quando for necessário avaliar o desempenho do
material.
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Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
55
2.8 Produtos de Gesso – Aplicação na Construção
Tradicionalmente, o gesso é utilizado, na construção civil, para a produção de
argamassas de revestimento na forma de reboco e emboço ou na forma de pasta. No Brasil, a
aplicação do gesso para revestimento na forma de pasta é normatizada pela NBR 13.867 (ABNT,
1997). Entretanto, é a produção de componentes, como placas, blocos e divisórias de gesso
acartonado que consome uma grande parte deste material. Esses produtos serão descritos a seguir.
a) Placas de Gesso
As placas de gesso são utilizadas para a execução de forros e rebaixamento de teto na
construção civil. São constituídas por uma mistura de gesso e água com possíveis incorporações
de aditivos, fibras e pigmentos (DOMÍNGUEZ; SANTOS 2001).
No Brasil, são produzidas nas dimensões de 60 x 60 cm ou 65 x 65 cm e com espessura
que varia de 12 a 20 mm. A NBR 12.775 (ABNT, 1992) normaliza esse produto.
b) Blocos de Gesso
Os blocos de gesso são elementos de vedação vertical, utilizados para a execução de
paredes e divisórias internas nas edificações. São constituídos por uma mistura de água e gesso,
com ou sem adições de forma a conferir as propriedades necessárias a seu uso (PERES,
BENACHOUR; SANTOS, 2001).
Segundo Peres, Benachour e Santos (2001), no Brasil são produzidos três tipos de placas
de gesso: BS: placas simples; B-GRG: placas reforçadas com fibra de vidro e B-Hidro: placas
resistentes à umidade. As características técnicas destes produtos, cujos limites são preconizados
por normas internacionais, devido à ausência de normas brasileiras, são apresentadas na Tabela
2.10.
c) Chapas de Gesso Acartonado
As chapas de gesso acartonado são elementos utilizados como divisórias, nas
edificações. São produzidas por um processo de laminação contínua, onde uma mistura de gesso,
água e aditivos é envolvida por duas lâminas de papel cartão (PERES; BENACHOUR;
SANTOS, 2001).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
56
As especificações técnicas, características geométricas e físicas das placas são
determinadas pelas normas NBR 14.715 (ABNT, 2001a) NBR 14.716 (ABNT, 2001b) NBR
14.717 (ABNT, 2001c).
Tabela 2.10 – Características Técnicas das Placas de Gesso.
Variáveis B-S B-GRG B-Hidro
Composição Química gesso gesso e Fibras de
Vidro. gesso e aditivos hidrofugantes.
Densidade (kg/m3) 950 – 1.100 950 – 1.100 950 – 1.100
Resistência à Flexão (MPa) 2,00 - 3,00 3,00 - 4,00 2,00 - 3,00
Resistência à compressão (MPa) 4,50 – 5,50 4,50 – 5,50 4,50 – 5,50
Peso do Bloco (kg) 15 - 16 15 - 16 15 - 16
Dimensões (mm) 666 x 500 666 x 500 666 x 500
Espessura (mm) 70, 80 e 100 70, 80 e 100 70, 80 e 100
Absorção d’água (%) 45 45 4 - 5
Volume Vazio (%) 25/c 25/c 25/c
Cor Branco Verde Azul
Fonte: PERES: BENACHOUR e SANTOS (2001)
2.9 Considerações do Capítulo
Neste capítulo foram abordados os aspectos históricos e as principais características do
gesso de construção: seu processo produtivo, as transformações do minério em gesso e o seu uso
em componentes empregados na construção civil.
O gesso de construção é um aglomerante aéreo, constituído basicamente de sulfato de
cálcio hemi-hidrato. É obtido pela calcinação da gipsita, em fornos industriais em temperaturas
que variam de 140 ºC a 200 ºC. Dependendo das características do material a ser calcinado e da
eficiência do forno, o gesso produzido pode conter, além do hemi-hidrato, teores menores de di-
hidrato, de anidritas e de impurezas, que podem alterar as características do produto final.
A desidratação da gipsita é um processo de transporte com difusão de calor e massa,
onde as reações de transformação se processam combinando a temperatura; a pressão de vapor de
água; o tamanho do grão; o tempo de permanência no forno; e a massa a ser calcinada.
O gesso em contato com a água inicia um fenômeno químico e retoma o seu grau de
hidratação inicial. A mistura gesso com água produz uma pasta homogênea que rapidamente
adquire plasticidade e se solidifica adquirindo resistência mecânica.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
57
Durante a hidratação são formados cristais, que crescem radialmente, em forma de tufos
e se entrelaçam, constituindo arranjos microestruturais responsáveis pela resistência final do
material. Esses arranjos microestruturais variam em função dos constituintes do gesso; da
quantidade de água; e da utilização de aditivos e adições, alterando as propriedades das pastas no
estado fresco e no estado endurecido.
O proporcionamento adequado do gesso de construção resulta em um material hábil a
ser aplicado em revestimento e componentes nas obras de construção civil.
Durante o processo de produção e aplicação desse material são gerados resíduos, os
quais serão dissertados no próximo capítulo.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 2 – Gesso da Construção Civil
58
59
3 RESÍDUO DO GESSO DE CONSTRUÇÃO
As características e as propriedades peculiares do gesso proporcionam ao material um
amplo campo de aplicação na construção civil, com grande potencial de reciclagem. Analisar a
geração do resíduo e conhecer suas características é necessário para o desenvolvimento de
tecnologias que permitam sua utilização com desempenho satisfatório a um determinado uso.
Nesse sentido, o presente capítulo, por meio de uma revisão bibliográfica, aborda a geração de
resíduos ao longo da cadeia produtiva do gesso e apresenta os estudos desenvolvidos que
viabilizam a sua reutilização e reciclagem.
3.1 Cadeia Produtiva do Gesso e da Geração de Resíduos
A cadeia produtiva do gesso destinado à construção civil é constituída por atividades
desenvolvidas nas etapas: (i) de extração e preparação da matéria prima; (ii) do processo de
produção do gesso; (iii) do beneficiamento de componentes; e (iv) da aplicação do material e dos
componentes durante a construção.
As atividades desenvolvidas em todas as etapas da cadeia produtiva do gesso geram
resíduos, cuja natureza e volume, além do impacto ambiental causado por eles, dependem dos
processos de produção e gerenciamento em cada etapa.
Aguiar (2007) identificou a geração de resíduos nas três primeiras etapas da cadeia
produtiva do gesso, considerando os estudos desenvolvidos no Pólo Gesseiro do Araripe, e
Ribeiro (2006), a geração de resíduos devido às atividades de construção e demolição de obras
civis. A existência desses resíduos em cada uma das etapas é apresentada a seguir.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
60
3.1.1 Resíduos da Extração e da Preparação da Matéria-Prima
Durante o processo de extração e preparação da matéria-prima para a produção do gesso
são gerados resíduos provenientes de duas atividades básicas executadas nas frentes de lavras: a
extração propriamente dita (Figura 3.1) e o beneficiamento do minério (Figura 3.2) (AGUIAR,
2007).
Figura 3.1 – Geração de resíduos durante a extração do minério de gipsita em lavras na região do
Araripe: (a) frente de lavra e (b) resíduos - minério descartado e material estéril.
Fonte: Visita à região em 2007.
A extração do minério de gipsita gera, como principais rejeitos, uma mistura de material
estéril e minérios impróprios à industrialização (Figura 3.1b), que são depositados em áreas
próximas às cavas de mineração (ARAÚJO, 2004).
O processo de beneficiamento do minério é constituído por um sistema de britagem
(Figura 3.2 a), em que o minério destinado à produção do gesso adquire a granulometria
adequada ao envio para as calcinadoras; e a fração mais fina, considerada um resíduo do
processo, é destinada à produção do gesso agrícola. O processo gera um material particulado
(Figura 3.2 b), considerado um poluente atmosférico, de alto risco para a saúde humana
(AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
61
Figura 3.2 – Geração de resíduos durante a britagem do minério de gipsita junto às lavras na
região do Araripe: (a) britagem do minério e (b) resíduos - material particulado.
Fonte: Visita à região em 2007.
Os resíduos gerados pela extração e pelo beneficiamento do minério de gipsita nas lavras
de mineração, associados à deposição em regiões próximas às cavas e à ausência de controle de
poluentes atmosféricos, ocasionam impactos ambientais que determinam a modificação do
ecossistema da região, como a redução da vegetação nativa – caatinga, a perda da biodiversidade
(Figura 3.3b), e a contaminação do lençol freático (Figura 3.3a), com aumento da acidez e
sulfurização dos mananciais que contribuem para a proliferação de microrganismos patogênicos à
saúde da população (AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004). Ainda, segundo Araújo (2004), há
ausência de trabalhos científicos sobre essas questões na região do Pólo Gesseiro do Araripe.
Figura 3.3 – Contaminações do lençol freático (a) e degradação do ambiente (b) durante o
processo de extração e beneficiamento do minério de gipsita nas lavras na região do Araripe.
Fonte: Visita à região em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
62
3.1.2 Resíduos do Processo de Produção do Gesso
Durante o processo de beneficiamento do gesso, o minério de gipsita submetido ao
tratamento primário nas frentes de lavras é enviado às usinas de calcinação, onde é submetidos
aos processos de estocagem, rebritagem, moagem, peneiramento, calcinação e acondicionamento
(JOHN; CINCOTTO, 2007).
Durante o processo de produção do gesso são gerados resíduos nas fases de rebritagem e
moagem (Figura 3.4), calcinação e acondicionamento (Figura 3.5 e 3.6).
Na rebritagem e na moagem do minério de gipsita (Figura 3.4a), realizadas com a
finalidade da obtenção de uma granulometria necessária à calcinação, são gerados resíduos
similares aos do beneficiamento do minério nas frentes de lavras: rejeitos sólidos, destinados, em
geral, para o gesso agrícola e materiais particulados (Figura 3.4b).
Figura 3.4 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe (a)
rebritagem e moagem; (b) resíduos gerados.
Fonte: Visita à região em 2007.
Na fase de calcinação são gerados materiais particulados, que ficam em suspensão no
interior das usinas (Figura 3.5a), e os gases emitidos pelas chaminés dos fornos, que se
constituem em poluentes atmosféricos (Figura 3.5b).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
63
Figura 3.5 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe (a)
material particulado; (b) emissão de poluentes.
Fonte: Visita à região em 2007.
Durante o acondicionamento do gesso em bags ou embalagens de papel, pode ocorrer
perda de material, acumulando certa quantidade de resíduos no setor (Figura 3.6a). Os materiais
pulverulentos gerados por sistemas ineficientes de vedação se sedimentam no piso das usinas,
gerando o resíduo de varrição (Figura 3.6b). Esse gesso é acondicionado em embalagens
especiais (Figura 3.6 c), comercializado como gesso de baixa qualidade e utilizado na fabricação
de tijolos de gesso, na região do Araripe (ARAÚJO, 2004).
Figura 3.6 – Geração de resíduos no processo de produção do gesso na região do Araripe: (a)
resíduos provenientes do acondicionamento; (b) resíduo de varrição e (c) acondicionamento dos
resíduos de varrição.
Fonte: Visita à região em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
64
Segundo Araújo (2004), a porcentagem de rejeitos/resíduos nesta etapa é da ordem de
10% a 15%, na produção do gesso , e 25% na produção do gesso . Constituídos por materiais
cuja granulometria é superior às especificadas para o gesso e o gesso , esses resíduos podem
conter graus de impurezas elevados, como a argila.
Os maiores impactos dos resíduos gerados nesta etapa são aqueles referentes à emissão
de poluentes atmosféricos, gases e materiais particulados que, ao serem lançados no ambiente,
formam uma mancha de poeira (Figura 3.7a e b), que, na região do Araripe, se estende por
quilômetros, atingindo, em direções diferenciadas, todos os municípios do Pólo Gesseiro
(ARAÚJO, 2004).
Figura 3.7 – Formação dos poluentes atmosféricos (a) e (b); ação dos poluentes sobre a caatinga
(c) e (d) – Pólo Gesseiro do Araripe.
Fonte: Visita à região em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
65
Essa mancha de poeira avança sobre a vegetação (Figura 3.7c) e sobre os corpos d’água
representados por açudes e cursos de água, comprometendo a saúde da população e colaborando
para a desertificação da região (Figura 3.7d) (AGUIAR, 2007; ARAÚJO, 2004).
3.1.3 Resíduos do Beneficiamento de Componentes de Gesso
Os componentes de gesso utilizados na construção civil são peças pré-moldadas
destinadas ao revestimento de forro – placas de gesso para forro; à vedação vertical - blocos de
gesso; a divisórias internas de edificações - chapas de gesso acartonado; e aos elementos
decorativos - sancas, domos, nichos e consoles (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a;
PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
O processo produtivo das peças pré-moldadas de gesso (Figura 3.8) – que pode ser
manual ou mecanizado, depende do tipo de componente produzido e do porte da empresa - é
constituído das etapas de preparação da pasta, conformação e secagem (PERES; BENACHOUR;
SANTOS, 2001).
Figura 3.8 – Fluxograma do processo produtivo de componentes de gesso.
A preparação da pasta é realizada por meio da mistura de gesso de fundição e água,
podendo conter aditivos e adições necessários ao desempenho do produto desejado; a
conformação utiliza fôrmas especiais, que proporcionam ao produto formas e dimensões
específicas, e a secagem pode ser realizada ao ar livre, em ambientes protegidos ou em estufas
especiais (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
No Brasil, o setor de pré-moldados de gesso consome 61% do gesso produzido
(RIBEIRO, 2006), sendo 14,3% destinados à produção de chapas acartonadas (MARCONDES,
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
66
2007) e 46,7%, ao setor de componentes, como placas, blocos e elementos decorativos, formado,
em sua maioria, por pequenas empresas (BRASIL, 2009).
A origem e o volume de resíduos gerados durante a produção dos componentes
dependem do processo de fabricação utilizado: artesanal, semiartesanal ou automatizado. Podem
ocorrer, no processo produtivo quebras acidentais nas etapas de desforma e transportes
(AGUIAR, 2007).
Inexistem dados oficiais que estimem os volumes gerados na fabricação de
componentes. Entretanto, a geração do resíduo existe, conforme comentado e ilustrado nos
diferentes processos de fabricação adotados no Pólo Gesseiro do Araripe, apresentados a seguir.
a) Resíduos da Produção de Placas e Blocos
A produção de placas de gesso para forro e de blocos de gesso para vedação vertical
pode utilizar processos artesanais, semiartesanais ou automatizados. No contexto mundial os
processos de fabricação utilizados são automatizados (Figura 3.9) (PERES; BENACHOUR;
SANTOS, 2001).
Figura 3.9 – Processo automatizado de fabricação de placas de gesso para forro.
Fonte: GPM - GYPSUM PANELS MACHINERY (2009).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
67
Nesse processo automatizado de produção de placas de gesso para forro, é baixíssima a
utilização de mão-de-obra; a produção é completamente limpa, e a geração de resíduos, quase
inexistente, devido ao controle de qualidade do processo (GPM - GYPSUM PANELS
MACHINERY, 2009). A geração ocasional de resíduos é devida às peças que não foram
aprovadas no controle de qualidade ou foram danificadas durante a etapa de acondicionamento e
expedição.
No Brasil, na região do Pólo Gesseiro do Araripe, o porte das empresas, a maturidade
gerencial e os aspectos sócioeconômicos levam à formação de agrupamentos de pequenas e
médias empresas que, sem acesso à tecnologia automatizada, utilizam o processo de fabricação
artesanal1.
Entretanto, as fábricas de componentes associadas às usinas de calcinação adotam
processos semiautomatizados de fabricação para a produção de blocos de gesso (PERES;
BENACHOUR; SANTOS, 2001), conforme ilustrado nas Figuras 3.10 a 3.13.
A Figura 3.10 expõe a fase inicial do processo semiautomatizado de fabricação do bloco
de gesso, com a etapa de preparação da pasta e conformação do bloco. Inicialmente a pasta é
dosada por um misturador automatizado (Figura 3.10a), acoplado ao alimentador que verte a
pasta no molde (Figura 3.10b). O operário executa a remoção manual do material acumulado no
alimentador e sobre os moldes (Figura 3.11b).
O processo continua com o tempo de espera para o endurecimento da pasta (Figura
3.12a). Em seguida o conjunto de blocos é suspenso por um sistema hidráulico (Figura 3.12b).
Após a conformação requerida, os blocos de gesso são içados (Figura 3.12c e 3.12d) e
transportados (Figura 3.12 e) para a área de secagem (Figura 3.12f), no interior da própria
fábrica.
1 Informações obtidas do representante do SINDUSGESSO, em visita da autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em
2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
68
Figura 3.10 – Processo semiautomatizado de fabricação para produção de blocos de gesso no
Pólo Gesseiro do Araripe: (a) misturador automático; (b) alimentador de pasta.
Fonte: Visita à região em 2007.
Figura 3.11 – Processo semiautomatizado de fabricação para produção de blocos de gesso no
Pólo Gesseiro do Araripe: (a) remoção de pasta do alimentador e (b) remoção do excesso de pasta
dos moldes.
Fonte: Visita à região em 2007.
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Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
69
Figura 3.12 – Processo semiautomatizado de fabricação para produção de blocos de gesso no
Pólo Gesseiro do Araripe: (a) endurecimento da pasta; (b) extração dos blocos; (c), (d) e (e)
transporte dos blocos para a área de secagem (f) secagem dos blocos ao ar, no interior da fábrica.
Fonte: Visita à região em 2007.
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Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
70
No processo semiautomatizado de fabricação dos blocos de gesso, segundo informações
dos produtores2, a geração de resíduos é constituída por eventuais não conformidades das peças e
por quebras durante o transporte. O excesso de pasta gerado no processo (Figura 3.11b), é
utilizado para a produção de tijolos de gesso consumidos no mercado local (Figura 3.13).
Figura 3.13 – Processo semiautomatizado de fabricação para produção de blocos de gesso no
Pólo Gesseiro do Araripe: (a) geração de resíduos; (b) reciclagem – tijolos de gesso.
Fonte: Visita à região em 2007.
A Figura 3.13a mostra a geração de excesso de pasta durante a produção dos
componentes por meio do processo semiautomatizado de fabricação. Essa pasta é aproveitada
para a fabricação dos tijolos de gesso (Figura 3.13b), gerando um componente sem controle de
qualidade, que é aplicado em habitações populares na região. Entretanto, ainda podem ser
observados resíduos no piso da fábrica; não há estimativa do seu volume e sua destinação é
incerta. Todavia, a utilização do processo semiautomatizado de fabricação no Pólo Gesseiro do
Araripe é restrito a poucas empresas3.
A grande maioria das empresas, estimada em 300 unidades de produção (BRASIL,
2009), utiliza o processo de fabricação artesanal constituído pelas três etapas do processo
produtivo de componentes (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001), acrescidas da estocagem e
da expedição, comentado e ilustrado nas Figuras 3.14 a 3.18.
2 Informações obtidas dos produtores de blocos de gesso que utilizam o processo semiautomatizado, durante visita da
autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em 2007. 3 Em visita ao Pólo Gesseiro, em 2007, só foi possível identificar duas fábricas utilizando o processo
semiautomatizado de fabricação para a produção de componentes.
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Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
71
Os materiais, gesso e água, são armazenados em baias, bags e tanques, localizados
próximos às misturadoras (Figuras 3.14 e 3.15).
Figura 3.14 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de gesso no Pólo
Gesseiro do Araripe: (a) gesso armazenado em baias; (b) gesso armazenado em bags.
Fonte: Visita à região em 2007.
Figura 3.15 – Processo de fabricação artesanal, para produção de placas e blocos de gesso no
Pólo Gesseiro do Araripe: (a) materiais de mistura; (b) misturadora de pasta.
Fonte: Visita à região em 2007.
A dosagem do material é medida em volume, e o equipamento (Figura 3.15) destinado à
produção da pasta é constituído por uma pá giratória e uma cuba de borracha, onde a pasta
adquire a consistência necessária à moldagem dos componentes.
A área destinada à conformação dos componentes é formada por um conjunto de
bancadas sobre as quais são dispostos os moldes (Figura 3.16a). A pasta preparada na etapa
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
72
anterior é vertida sobre a parte inferior do molde (Figura 3.16b) e confinada pela fixação da parte
superior deste (Figura 3.16c). Ao atingir o estado de endurecimento, o componente, tendo
adquirindo a conformidade desejada é retirado dos moldes (Figura 3.16d).
Figura 3.16 – Processo de fabricação artesanal de placas e blocos de gesso no Pólo Gesseiro do
Araripe: (a) disposição dos moldes; (b) recebimento da pasta; (c) colocação do molde superior;
(d) peça após a retirada parcial do molde.
Fonte: Visita à região em 2007.
Após a conformação das peças, os componentes são submetidos à secagem, em pátio
aberto, com proteção superior (Figura 4.17a). A seguir, são encaminhados à estocagem (Figura
3.17b), ou enviados diretamente para a expedição (Figura 3.18).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
73
Figura 3.17 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de gesso no Pólo
Gesseiro do Araripe: (a) secagem; (b) estocagem.
Fonte: Visita à região em 2007.
Durante a etapa de expedição, pode-se observar a ausência de embalagens específicas
para os componentes, tanto no transporte das peças (Figura 3.18a) como no carregamento (Figura
3.18b).
Figura 3.18 – Processo de fabricação artesanal para produção de placas e blocos de gesso no Pólo
Gesseiro do Araripe: (a) transporte; (b) carregamento.
Fonte: Visita à região em 2007.
Em todas as etapas do processo de fabricação artesanal ocorre a geração de resíduos,
inclusive pela produção de peças não conformes ou por quebras durante as diferentes etapas. A
identificação de alguns desses resíduos é comentada e ilustrada nas Figuras 3.19 e 3.20.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
74
O processo utilizado durante a preparação da pasta ocasiona próximo às misturadoras a
perda do material na forma de grumos e na forma de pó, gerando os resíduos (Figura 3.19).
Figura 3.19 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e blocos de
gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe, durante a etapa de preparação da pasta.
Fonte: Visita à região em 2007.
Na conformação das peças, o excesso de material é lançado sobre as paredes de
alvenaria (Figura 3.20a) e se acumula na estrutura das bancadas (Figura 3.20b), gerando um
resíduo composto por pasta de gesso hidratado. Também, é possível identificar volumes
significativos de resíduos de gesso hidratado acumulado no interior da fábrica (Figuras 3.20c e
3.20d). Além disso, no pátio de secagem, um resíduo pulverulento (Figura 3.20e), provavelmente
originado da varrição da fábrica e volumes considerados de resíduos de gesso hidratado
distribuídos ao longo de toda a área (Figura 3.20f) foram observados durante a visita.
Segundo informações dos produtores locais 4,
- “parte do resíduo gerado é destinada aos
bota-foras e outra parte é destinada à produção de tijolos de gesso”. Não há estimativa do
volume de resíduos gerados.
4 Informações obtidas dos produtores de placas e blocos de gesso, que utilizam o processo artesanal, durante visita da
autora ao Pólo Gesseiro do Araripe, em 2007.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
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Figura 3.20 – Geração de resíduos no processo de fabricação artesanal de placas e blocos de
gesso, no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) e (b) área de conformação; (c) e (d) área interna da
fábrica e (e) e (f) área de secagem externa da fábrica.
Fonte: Visita à região em 2007.
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Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
76
Aguiar (2007) verificou que parte desses resíduos é depositada em áreas impróprias e
ilegais (Figura 3.21b), o que também foi observado pela autora em visita à região em 2007
(Figura 3.21a). Isso mostra a necessidade urgente de estudos que viabilizem a reutilização e
reciclagem desse material na própria região, visto que os impactos ambientais, como
contaminação do solo e nível do lençol freático, são evidentes (AGUIAR, 2007).
Figura 3.21 – Resíduos de gesso depositados em áreas ilegais no Pólo Gesseiro do Araripe: (a) ao
longo de estradas e (b) em encostas de mananciais de água.
Fonte: (a) Visita à região em 2007 e (b) Aguiar (2007).
b) Resíduos da Produção de Chapas de Gesso Acartonado
As placas de gesso acartonadas são componentes pré-moldados de gesso utilizadas como
divisórias nas edificações e constituídos de uma mistura de gesso, água e aditivos, envolvida por
duas lâminas de papel-cartão (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
No Brasil, as chapas de gesso acartonado são produzidas por três empresas
internacionais. A primeira fábrica foi instalada em 1972 na cidade de Petrolina-PE, distante 260
quilômetros do Pólo Gesseiro do Araripe (FARIA, 2008; MARCONDES, 2007).
Com o processo produtivo automatizado para a fabricação das chapas - etapas de
preparo da mistura, conformação, secagem, acondicionamento e expedição (Figura 3.22), as
fábricas apresentam grande capacidade de produção, com obtenção de produtos que atendem a
padronização internacional (MARCONDES, 2007; PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
77
Figura 3.22 – Fluxograma do processo de fabricação de chapas de gesso acartonado.
Fonte: MARCONDES (2007).
A preparação da mistura da pasta de gesso é feita pela dosagem de gesso, água e
aditivos, que são homogeneizados no misturador, e o resultado é lançado sobre uma lâmina de
papel cartão. A seguir, é aplicada, na parte superior, outra lâmina de papel igual, e o componente
é submetido a um sistema de calandras que dão a conformidade necessária à peça. As placas são
cortadas e conduzidas ao compartimento de secagem, sendo acondicionadas e enviadas para a
expedição (MARCONDES, 2007).
Os resíduos de gesso gerados no processo de fabricação das chapas são constituídos por
gesso hidratado e papelão, que são reinseridos no processo produtivo, visto que as unidades de
produção de chapas de gesso acartonado possuem, junto à planta de produção, um setor de
calcinação da matéria-prima (JOHN; CINCOTTO, 2003).
O volume de resíduos gerado durante o processo de fabricação varia em função do local
considerado. Nos Estados Unidos, o valor é da ordem de 3% a 5% (CAMPBELL, 2003). No
Brasil, o volume estimado alcança o valor de 2,5% (MARCONDES, 2007).
3.1.4 Resíduos de Gesso na Construção e na Demolição
Os resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção e demolição de obras
civis são decorrentes, principalmente, do desperdício de materiais resultantes dos processos
construtivos adotados e do planejamento de atividades no canteiro de obra (SCHENINI;
BAGNATI; CARDOSO, 2004). O volume desses resíduos varia em função da cultura local, do
uso e dos sistemas construtivos adotados.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
78
Em países como os Estados Unidos, onde é intenso o uso de construções com o gesso
acartonado, o volume de resíduos de gesso é de 20% em relação aos demais constituintes do
resíduo de construção civil – RCC (WORLD WASTE, 1994, apud MUNHOZ, 2008). No Brasil,
este valor é menor e varia entre 1% e 15% em função da região e dos métodos adotados no
levantamento, conforme apresentado na Tabela 3.1.
Tabela 3.1 Volume de resíduos de gesso gerados durante as atividades de construção e demolição
no Brasil.
Localidade Atividade Resíduo gerado Fonte
Londrina - PR construção 15% Levy e Helene (1997, apud NETO, 2005)
Campina Grande - PB construção 15% Nóbrega (2002)
São Carlos - SP construção demolição
1% Neto (2005)
Petrolina - PE construção demolição
3% Pinheiro, Pereira Junior e Camarini (2009)
Recife - PE construção demolição
4% Ribeiro (2006)
Campinas - SP construção 28% Camarini, Pimentel e Sá (2011)
No Brasil, os resíduos de gesso gerados nas atividades de construção e demolição
tiveram sua disposição final regulamentada pela Resolução 307/2002 do CONAMA (BRASIL,
2002), sendo classificados como resíduos da classe “C”, sem reciclagem e com necessidade de
tratamentos especiais, devido à contaminação do solo e do lençol freático, quando de sua
disposição no ambiente. Essa consideração foi revista e, por meio da Resolução 431/2011 do
CONAMA (BRASIL, 2011a), os resíduos de gesso foram inseridos na classe “B”, e passaram a
ser considerados resíduos recicláveis.
As principais atividades executadas com gesso, nas obras de construção civil,
responsáveis pela geração de resíduos, são os revestimentos de alvenaria e teto com a pasta de
gesso, a execução de divisórias com gesso acartonado, a execução de alvenarias com blocos de
gesso, a aplicação de placas para forro e elementos decorativos.
a) Resíduos de Revestimento de Alvenaria e Teto
O revestimento de gesso utilizado para alvenarias e tetos é constituído por uma pasta de
gesso obtida pela mistura homogeneizada de gesso e água, cujo processo de execução em obra
segue as etapas de mistura (Figura 3.2.4): (i) polvilhamento do gesso sobre a água; (ii) tempo de
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
79
espera para início das reações de hidratação do material; (iii) homogeneização da pasta; (iv)
tempo de espera para ganho de consistência adequada – período de indução da hidratação do
gesso; e (v) aplicação do material sobre alvenaria e tetos, limitada pelo tempo útil da pasta,
finalizada quando o material adquire uma consistência que impede a aderência ao substrato
(JOHN; CINCOTTO, 2007; PIMENTEL; CAMARINI, 2009; RIBEIRO, 2006).
A geração de resíduos, neste processo executivo, é devida à perda de material que ocorre
durante o preparo, a aplicação e o endurecimento da pasta (Figuras 3.23 e 3.24) antes de sua
efetiva aplicação, o que evidencia a necessidade de ampliação do tempo útil do material
(ANTUNES, 1999; JOHN; CINCOTTO, 2003; PIMENTEL; CAMARINI, 2009; RIBEIRO,
2006).
O volume de resíduos gerado neste processo construtivo é estimado pela perda de
material. Segundo Agopyan, et al. (2003), o volume estimado é de 45%, superior ao informado
pelos fabricantes de gesso, os quais estimam uma perda de 30% (JOHN; CINCOTTO, 2003).
Pimentel e Camarini (2009) estimaram valores entre 30% e 40% em obras no interior de São
Paulo.
Figura 3.23 – Geração de resíduos no processo de execução manual de revestimento com pasta de
gesso: (a) durante aplicação; (b) endurecimento da pasta.
Fontes: PIMENTEL e CAMARINI (2009) -(b); SABBATINI et al (2006) – (a).
Quando da fase do pós-uso, a pasta de gesso aderida ao substrato é incorporada a outros
resíduos de construção (JOHN; CINCOTTO, 2003).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
80
Figura 3.24 – Processo de execução manual de revestimento com pasta de gesso: (a)
polvilhamento; (b) primeiro tempo de espera; (c) mistura; (d) segundo tempo de espera; (e) e (f)
aplicação.
Fontes: PIMENTEL e CAMARINI (2009) -(a), (e); RIBEIRO (2006) – (b), (d), (f) SABBATINI, et al. (2006) –
(c).
b) Resíduos de Divisórias com Chapas de Gesso Acartonado
O processo construtivo de vedação vertical com chapas de gesso acartonado, é
constituído das etapas de: (i) locação e fixação de guias; (ii) colocação dos montantes; (iii)
preparo e colocação das chapas e (iv) acabamento final (TANIGUTTI, 1999).
As atividades são executadas por equipes de mão-de-obra especializada e possuem alta
produtividade.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
81
Os resíduos de gesso gerados neste processo são formados por pedaços de chapas
danificadas ou sobras provenientes dos cortes (Figura 3.25), durante a etapa de preparo das peças
(JOHN; CINCOTTO, 2003).
Figura 3.25 – Geração de resíduos de chapas de gesso acartonado.
Fonte: MARCONDES (2007).
O volume de resíduo de gesso gerado neste processo depende da modulação da obra.
Nos EUA, é estimado um montante de 10% a 12% (CAMPBELL, 2003). No Brasil, a Associação
Brasileira de Gesso - ABRAGESSO - estima um percentual de 5% (JOHN; CINCOTTO, 2003),
enquanto, em pesquisa de campo com instaladores, o valor estimado é da ordem de 12%
(MARCONDES, 2007).
Na fase de pós-uso, esses resíduos podem vir a ser contaminados pelos demais materiais
utilizados na construção e na manutenção da edificação.
c) Resídos de Alvenarias com Blocos de Gesso
Os blocos de gesso, constituídos por peças pré-moldadas em forma de paralelepípedo e
um sistema de encaixe macho-fêmea, são utilizados para a execução de alvenarias modulares. O
processo construtivo consta das etapas de: (i) locação da alvenaria; (ii) assentamento dos blocos,
com gesso-cola; e (iii) rejuntamento e acabamento, com pasta ou massa de gesso (Figura 3.26)
(ALTERNATIVAS... 2007; ATUAL ENGENHARIA, 2007).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
82
Figura 3.26 – Processo de execução de alvenarias com bloco de gesso: (a) assentamento
da alvenaria e (b) rejuntamento e acabamento.
Fontes: ATUAL ENGENHARIA (2007).
No Brasil, o uso desta tecnologia é recente e restrito a algumas regiões. As
especificações para o componente fazem parte de um conjunto de Projetos de Normas
encaminhado à Associação Brasileira de Normas Técnicas em 2005 (ALTERNATIVAS...2007).
Segundo Raad e Martins (2005), a perda de material durante o processo construtivo é
reduzida, devido à natureza modular das peças resultantes.
Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduos gerados neste processo.
Entretanto, de acordo com Alternativas... (2007), para cálculo do consumo de material se deve
considerar uma perda de 5%. Na fase de pós-uso, o material, constituído essencialmente de gesso
hidratado, pode apresentar contaminações por outros materiais.
d) Resíduos de Forros com Placas de Gesso
Os forros com placas de gesso são executados com elementos pré-moldados, fixados à
estrutura de suporte por pendurais - arames de sustentação. As placas são coladas com gesso-cola
e rejuntadas com pasta de gesso (SILVA, 2009).
Os resíduos de gesso gerados nesta atividade são provenientes de quebra e manuseio no
transporte, e da pasta e da cola de gesso utilizados no acabamento (RIBEIRO, 2006).
Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduo gerado por essa atividade
na fase de construção ou pós-uso.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
83
e) Resíduos de Elementos Decorativos de Gesso
Os elementos decorativos de gesso são fixados à estrutura de suporte por meio de cola
de gesso ou pasta de gesso. Os resíduos são provenientes da perda de material durante seu
manuseio (RIBEIRO, 2006).
Não existem dados disponíveis quanto ao volume de resíduo gerado por essa atividade
na fase de construção ou pós-uso.
3.1.5 Considerações sobre a Geração de Resíduos na Cadeia Produtiva do Gesso
Os resíduos gerados durante as etapas (i) de extração e preparação da matéria prima; (ii)
do processo de produção do gesso e (iii) do beneficiamento de componentes da cadeia produtiva
do gesso são apresentados de forma resumida no Quadro 3.1, em que são considerados a natureza
e o volume do resíduo e o impacto ocasionado por ele. Tais dados foram dissertados ao longo do
item 3.1, tendo como principais fontes Aguiar (2007), Araújo (2004), Marcondes (2007) e
Ribeiro (2006).
Quadro 3.1 Geração de resíduos na extração de gipsita e na fabricação de gesso e componentes,
no Brasil.
Fonte do Resíduo Natureza Volume estimado Impactos ambientais
Extração e preparo da matéria-prima
material estéril
minério impróprio ao uso
material particulado
ausência de dados
poluentes atmosféricos
contaminação do solo
contaminação de lençol freático
degradação ambiental
Processo de fabricação do gesso
material particulado
resíduo de varrição 10% a 15% de perda
poluentes atmosféricos
contaminação do solo
contaminação de lençol freático
degradação ambiental
Produção de componente
pasta de gesso hidratada
peças danificadas
chapas de gesso acartonado – 2,5%
demais componentes – ausência de dados
contaminação do solo
contaminação de lençol freático
degradação ambiental
Essas informações permitem observar que a natureza dos resíduos gerados nas duas
primeiras etapas da cadeia produtiva do gesso é similar; há ausência de dados quanto ao volume
gerado dos materiais particulados, e os impactos ambientais são graves e idênticos.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
84
Na etapa de beneficiamento de componentes, a natureza dos resíduos é diferente das
duas etapas anteriores; há estimativa do volume de resíduos gerado somente na produção de
gesso acartonado; e os impactos ambientais são semelhantes ao das etapas anteriores.
No Brasil, os setores de extração, produção de gesso, e produção de componentes estão
submetidos à Lei N 6.938/81, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. São
submetidos ao Licenciamento Ambiental para funcionamento e responsáveis pelo resíduo gerado,
mesmo após sua disposição final (BRASIL, 1981).
Na construção civil os resíduos de gesso são provenientes da aplicação das pastas de
revestimento e aplicações de componentes. O volume estimado gerado por atividade, sua
natureza e impactos ambientais são apresentados no Quadro 3.2, tendo como principais fontes
Agopyan, et al. (2003), John e Cincotto (2003), Marcondes (2007), Pimentel e Camarini (2009) e
Ribeiro (2006).
Quadro 3.2 Geração de resíduos na aplicação do material e de componentes de gesso durante as
atividades de construção, no Brasil.
Aspectos Atividades
Volume gerado
revestimento C* 30% a 40% D** ausência de dados
chapas de gesso acartonado
C* 12% D** ausência de dados
alvenaria blocos C* 5% D** ausência de dados
forro de placas de gesso C* ausência de dados D** ausência de dados
elementos decorativos C* ausência de dados D** ausência de dados
Natureza pasta de gesso hidratada peças danificadas
Impactos ambientais contaminação do solo contaminação de lençol freático degradação ambiental
* - C - fase de construção ** - D – fase de demolição
As informações do Quadro 3.2 mostram que a natureza do resíduo gerado e os impactos
ambientais na aplicação do material e dos componentes, durante as atividades de construção, são
os mesmos do beneficiamento (Quadro 3.1). E, de forma generalizada, com poucas exceções, há
ausência de estimativas do volume de resíduo gerado na fase de construção e demolição.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
85
Com base em dados fornecidos por Agopyan, et al. (2003), John e Cincotto (2003),
Marcondes (2007), Pimentel e Camarini (2009) e Ribeiro (2006), que tratam do levantamento
quantitativo localizado desse resíduo, foi possível estimar o volume. O cálculo estimativo é
apresentado no Apêndice A e os valores encontrados estão apresentados no Quadro 3.3.
Quadro 3.3 Estimativas do consumo de gesso e geração de resíduos por setor produtivo.
Consumo de gesso e geração de resíduo
Setor
revestimento chapas de gesso acartonado componentes
consumo de gesso 35% 14,3% 46,7%
*resíduo de beneficiamento - 2,5% dados inexistentes
*resíduo de construção 36,25% 12% dados inexistentes
resíduo de demolição incorporados a outros materiais
dados inexistentes dados inexistentes
* percentuais em relação à massa de gesso consumida pelo setor.
O Quadro 3.3 indica que o setor de aplicação de componentes (46,7%) é o que consome
o maior percentual do gesso de construção, seguido pelo setor de revestimento (35%) e chapas de
gesso acartonado (14,3%). Observa-se, também, a inexistência de dados quanto à geração de
resíduos no setor de aplicação de componentes.
No Brasil, a indústria da construção civil, responsável pela geração dos resíduos de
gesso nesta etapa, está subordinada às recomendações da Resolução 307/2002 e da Resolução
431/2011 do CONAMA (BRASIL, 2002, 2011a), que estabelece as diretrizes para gerenciamento
e destinação final dos resíduos de construção.
Embora seja classificado como reciclável, a destinação final desse resíduo continua
sendo um problema para o setor, não é aceito nos aterros sanitários; são raras as áreas de
transbordo e triagem; e são quase inexistentes as usinas de reciclagem.
3.2 Características e Impacto do Resíduo de Gesso
Os resíduos de gesso provenientes das atividades de beneficiamento de componentes e
aplicação do material e de componentes na construção civil são, predominantemente, constituídos
de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO3·.2H2O), aditivos e adições, incorporados durante seu
processo produtivo.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
86
A NBR 10.004 (ABNT, 2004) classifica o gesso como resíduo não inerte, devido à sua
natureza sulfática e à alta solubilidade. O material deve ter destinação final em áreas apropriadas,
de forma a evitar a contaminação do solo e do lençol freático, com aumento da acidez e
sulfurização do ambiente, que contribuem para a proliferação de microrganismos patogênicos
(ARAÚJO, 2004).
A deposição do resíduo de gesso em aterros sanitários comuns também não é
recomendada. O ambiente úmido, associado às condições aeróbicas e à presença de bactérias
redutoras de sulfato, permite a dissociação dos componentes do gesso em dióxido de carbono,
água e gás sulfídrico (H2S), que possui odor característico de ovo podre, é tóxico e inflamável. A
incineração do resíduo produz o dióxido de enxofre (SO2), um gás tóxico (CIWMB, 2009;
JOHN; CINCOTTO, 2003; MARVIN, 2000).
As possibilidades de minimizar o impacto ambiental ocasionado pelos resíduos de gesso
são a redução, a reutilização e a reciclagem do material.
3.3 Viabilidades de Reciclagem do Resíduo de Gesso em sua Cadeia Produtiva
O resíduo de gesso é constituído basicamente de gipsita e uma parcela de impureza. Esta
é um fator limitante à reciclagem do resíduo. Nos processos de reciclagem utilizados na indústria
de chapas de gesso acartonado, o limite aceitável é de 3% de contaminantes (CAMPBELL, 2003;
GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009; MARVIN, 2000).
Quando controladas as impurezas e os contaminantes, é possível utilizar o resíduo de
gesso de construção como matéria-prima (semelhante às gipsitas residuais) em processos de
reciclagem simples, constituídos de etapas de moagem e/ou de moagem associada à calcinação.
A transformação do resíduo de gesso em produto reciclado, em função do processo de
reciclagem adotado (moagem e/ou moagem associado à calcinação), pode ser mais bem
visualizada pela transformação química de seu principal constituinte (CaSO4·2H2O), nas reações
representadas pelas Equações 3.1 e 3.2.
→
Equação 3.1
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
87
→
Equação 3.2
Na forma hidratada (CaOSO4·2H2O), quando submetido ao processo de moagem, o
resíduo de gesso pode ser reintegrado no setor de calcinação, no setor de beneficiamento de
componentes e no setor da construção. No setor de calcinação, o resíduo moído pode ser utilizado
como matéria-prima para a produção de um novo gesso (hemi-hidrato – CaSO3.0,5H2O) e, no
setor de beneficiamento de componentes e no setor da construção (produção de pasta), como
adição (BALTAR; ALENCAR; MIRANDA, 2008; BERNHOEFT; GUSMÃO; TAVARES,
2011; CARVALHO, 2005; TAVARES et al., 2010).
Na forma calcinada (CaSO4·0,5H2O), o resíduo de gesso submetido à moagem e à
calcinação pode ser reintegrado no setor de beneficiamento de componentes e no setor da
construção (produção de pasta) como aglomerante (BARDELLA; CAMARINI, 2003, 2004,
2006; CAMPBELL, 2003; CARVALHO; 2005; NITA et al., 2004).
Os processos de reciclagem utilizados para proporcionar a reintegração do resíduo de
gesso em sua cadeia produtiva, na forma hidratada ou calcinada, são localizados e experimentais.
Em nível industrial, a reintegração do resíduo de gesso em sua cadeia produtiva foi verificada
somente no setor de produção de chapas de gesso acartonado, conforme relatado pela Gypsum
Recycling International (2009).
A facilidade de reversão das reações da forma hidratada/hemi-hidratada e da forma
hemi-hidratada/hidratada torna o resíduo de gesso potencialmente reciclável. Entretanto, alguns
fatores devem ser considerados nesse processo, como a gestão adequada na produção do resíduo,
de forma a reduzir a contaminação e os teores de impureza no resíduo, e o desenvolvimento de
processos de moagem e calcinação que proporcionem ao material reciclado as características
necessárias para um uso específico (JOHN; CINCOTTO, 2003).
3.3.1 Reciclagem no Setor de Beneficiamento de Componentes
A reciclagem de resíduos no setor de beneficiamento de componentes é restrita ao
segmento de produção de chapas de gesso acartonado, que possui um sistema de reciclagem
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
88
próprio e consolidado, proveniente do processo produtivo, de construção e de demolição, em que
o resíduo tratado é incorporado ao processo produtivo na etapa de beneficiamento (Figura 3.27)
(GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009; JOHN; CINCOTTO, 2007).
Figura 3.27 – Ciclo de reciclagem do resíduo de chapas acartonadas.
Fonte: GYPSUM RECYCLING INTERNATIONAL, 2009
Segundo a Gypsum Recycling International (2009) o processo é amplamente empregado
na Europa, nos Estados Unidos e na Ásia. O sistema é constituído pela coleta do resíduo e pelo
transporte até a usina de reciclagem, onde o material é submetido à remoção do contaminante em
excesso, triturado e inserido no beneficiamento das chapas acartonadas. A Gypsum Recycling
International (2009) estima que todo resíduo gerado pela produção e aplicação na construção
retorna ao processo produtivo.
3.4 Processos de Reciclagem do Resíduo de Gesso
A reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso (calcinação) e do
gesso em gesso di-hidratado (hidratação) torna possível a reciclagem do resíduo, conforme
ilustrado na Figura 3.28.
A revisão bibliográfica mostra que os estudos mais recentes de reciclagem do resíduo de
gesso estão relacionados à utilização do material na forma de di-hidrato (CaSO4·2H2O), com
adoção de processos de reciclagem, com diferentes graus de complexidade, que visam sua
utilização como material alternativo: (i) na produção de cimento Portland; (ii) na produção de
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
89
placas de gesso acartonado; e (iii) como adição em pastas de gesso (CAMPBELL, 2003;
CHANDARA; et al., 2009; KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK, 2002).
Figura 3.28 – Reversibilidade das reações de transformação da gipsita em gesso.
Entretanto, o esquema ilustrado na Figura 3.28 sugere que, por meio de um processo de
reciclagem, com as etapas de moagem e calcinação, é possível transformar o resíduo de gesso em
um aglomerante reciclado, proporcionando a redução do consumo do mineral que lhe deu origem.
Estudos nesse sentido vêm sendo desenvolvidos por Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006),
Carvalho, Leles e Tubino (2008) e Nita et al., (2004), cujos resultados preliminares evidenciam a
viabilidade técnica de utilização do material reciclado na forma hemi-hidratada.
Todavia, o resíduo de gesso pode conter, além do sulfato de cálcio di-hidratado, teores
de hemi-hidratos, anidritas e outros inertes (impurezas), que alteram sua composição química em
relação à gipsita natural. Os cristais de di-hidrato do resíduo de gesso, devido às condições em
que foram hidratados, podem apresentar morfologias diferenciadas da gipsita natural. Nesse
sentido, a composição química e a morfologia dos cristais de di-hidratos dos resíduos exigem
tratamentos especiais, como a rehidratação e tratamentos químicos, para a reciclagem do resíduo
(KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK, 2002).
Visando à produção de um gesso com características apropriadas à reciclagem,
Cavalcanti (2006), Monção Júnior (2008) e Melo (2008) desenvolveram um processo de
calcinação em que a gipsita calcinada, à temperatura de 170 ºC e sob pressão de 0,65 atm, produz
um gesso de construção, que ao ser hidratado gera resíduos cujas características proporcionam a
produção de um gesso reciclado com características físicas e mecânicas melhoradas à reciclagem.
Esse processo pode ser inserido no setor de calcinação da cadeia produtiva do gesso. Embora não
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
90
implantada, essa tecnologia pode viabilizar os processos simplificados de reciclagem dos
resíduos de gesso provenientes dos setores de beneficiamento de componentes, de construção e
de demolição.
No Brasil, os estudos relacionados aos processos de reciclagem dos resíduos de gesso
encontram-se na fase inicial, com adoção de processos simples, constituídos das etapas de
moagem e/ou moagem associada à calcinação, com caracterização e avaliação das propriedades
físicas e mecânicas dos materiais reciclados.
3.5 Estudos sobre a Viabilidade do Gesso Reciclado – Caracterização e
Propriedades
Algumas pesquisas vêm sendo desenvolvidas nesta área desde 2003. Os resíduos em
análise nessas pesquisas são provenientes de pastas de revestimento, placas de gesso e elementos
decorativos. Os processos adotados para a reciclagem, as propriedades analisadas e a aplicação
do resíduo são específicas de cada estudo. Dessa forma, as propriedades do gesso reciclado são
apresentadas considerando o resíduo analisado e as condições específicas de cada pesquisa.
a) Resíduos de Pasta de Revestimento - Obra
Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006) e Niglio e Camarini (2004) estudaram, em
laboratório, as propriedades do gesso reciclado proveniente dos resíduos de pasta de revestimento
de obras, considerando as seguintes condições do processo de reciclagem: (i) moagem do resíduo,
com 80% da massa passante do material na peneira com abertura de malha de 0,297 mm; e (ii)
calcinação em estufa, nas temperaturas de 100 ºC, 160 ºC e 200 ºC, com tempo de permanência
de 24 horas.
As propriedades estudadas foram as características do material em pó e as propriedades
físicas e mecânicas da pasta de gesso reciclado, nos estados fresco e endurecido.
Segundo os estudos de Bardella e Camarini (2003, 2004 e 2006), os gessos reciclados,
obtidos por este processo, apresentam as seguintes características, no material em pó e
propriedades físicas no estado fresco:
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
91
(i) Massa unitária – a massa unitária do gesso reciclado é inferior à massa unitária do gesso
comercial.
(ii) Finura – o gesso reciclado possui um módulo de finura maior que o do gesso comercial;
(iii) Consistência normal – a consistência das pastas de gesso reciclado é reduzida em todas as
temperaturas estudadas – 100 ºC, 160 ºC e 200 ºC e
(iv) Tempo de pega – o tempo de início de pega é retardado, para as temperaturas de calcinação
de 160 ºC e 200 ºC, sendo maiores à temperatura de 200 ºC, e aceleram o processo de pega
à temperatura de 100 ºC.
Os autores concluem que o fator temperatura influencia no tempo de pega do material
reciclado. Todavia, alertam que o fator impureza do resíduo pode contribuir para essa alteração.
Isso fica evidenciado com os valores encontrados por Niglio e Camarini (2004), pois, embora os
resíduos sejam de mesma natureza, o tempo de início de pega é acelerado para o gesso reciclado
à temperatura de 160 ºC.
As propriedades mecânicas encontradas pelos autores mostram que o gesso reciclado
pode alcançar os mesmos níveis do gesso comercial, apresentando melhor desempenho o gesso
reciclado a 200 ºC, possivelmente devido à redução da permeabilidade avaliada nesse material
(BARDELA; CAMARINI, 2003; 2004 e NIGLIO; CAMARINI, 2004).
b) Resíduos de Pasta de Revestimento - Laboratório
Nita et al. (2004), objetivando analisar o potencial de reciclagem dos resíduos de gesso
da construção, desenvolveram um estudo com gesso para revestimento, cujo processo constou
das seguintes etapas: (i) hidratação do gesso comercial (a/g = 0,72); (ii) moagem do gesso
hidratado, com 100% passante na peneira de malha 0,297 mm; (iii) calcinação do material, em
estufa com circulação de ar, à temperatura de 140 ºC.
A viabilidade de aplicação do material reciclado foi analisada em pastas de gesso
constituídas de gesso de construção, com adição do material reciclado, nas formas de resíduo
moído e calcinado a 140 ºC, em substituição à massa de gesso natural, nas proporções de 1%, 2%
e 4%, com relações água/gesso de 0,60 e 0,72.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
92
O comportamento da resistência mecânica das misturas analisadas por Nita et al. (2004)
está explicitado na Figura 3.29.
Figura 3.29 – Evolução da resistência em função do teor do resíduo de gesso presente nas pastas
(a) calcinado e (b) moído.
Fonte: NITA, et al. (2004).
A resistência mecânica nas pastas com relação a/g = 0,60, com resíduo de gesso
calcinado ou moído, apresentou um aumento significativo, para o percentual de adição de 1%,
reduzindo progressivamente. Entretanto, somente para a mistura com resíduo moído com teor de
4% ocorreu uma resistência inferior com o aumento da adição à de referência. Nas pastas com
relação a/g = 0,72, o aumento da resistência é progressivo, com o aumento do teor dos reciclados.
O comportamento inverso das misturas com relação a/g = 0,60, provavelmente, é decorrente da
perda de consistência da mistura (NITA et al., 2004).
c) Resíduos de Pasta de Revestimento – Obra-Caracterização
Carvalho, Leles e Tubino (2008) utilizaram um processo de reciclagem de pastas de
revestimento com resíduos obtidos em uma mesma partida. Inicialmente ocorreu a calcinação do
material, em seu estado natural, à temperatura de 100 ºC, até constância de massa, seguido de um
processo de moagem, no equipamento de abrasão Los Angeles, por 16 minutos.
O estudo constou da caracterização química do gesso natural e do gesso reciclado, por
meio de técnicas de difração de raios-X (DRX), espectrometria de raios Infravermelho (FTIR) e
técnicas de termogravimetria (TG e DSC).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
93
Os materiais analisados, gesso natural e gesso reciclado, apresentaram os seguintes
resultados:
(i) DRX – a análise por difração de raios-X identificou, como principal componente no gesso
natural, o hemi-hidrato e, em menor quantidade o di-hidrato. No gesso reciclado foi
identificado somente o sulfato de cálcio hemi-hidratado.
(ii) FTIR – a espectrometria de raios Infravermelho, não detectou nenhuma diferença entre os
materiais e
(iii) TG e DSC – a termogravimetria mostrou que os dois materiais apresentaram o mesmo
comportamento.
Carvalho, Leles e Tubino (2008) concluem que as técnicas de análise utilizadas
permitiram confirmar que não há diferença entre o gesso reciclado e o gesso natural, sendo
possível o uso sem prejuízo em relação às suas propriedades.
d) Resíduos de Pasta de Revestimento e Componentes – Obra
Ribeiro (2006) analisou as propriedades dos resíduos de gesso proveniente de obras por
meio de um processo de reciclagem constituído das seguintes etapas: (i) moagem do material em
um britador de mandíbula e, (ii) calcinação em recipiente aberto, simulando os fornos tipo barriga
quente, à temperatura de 140 ºC e tempo de residência de 32 minutos.
Foram analisados os resíduos separadamente (pasta de revestimento, placas de forro e
elementos decorativos) e avaliadas as propriedades de resistência à flexão, resistência à
compressão, dureza e aderência, com pastas produzidas com relação água/gesso de 0,75.
O autor concluiu que os valores encontrados para as propriedades analisadas estão em
conformidade com o estabelecido nas normas brasileiras, o que viabiliza o uso do gesso reciclado
na construção.
d) Resíduos de Gesso Gerado - Utilizado em Obra
Baltar, Alencar e Miranda (2008) analisaram as propriedades de pastas de revestimento
produzidas com adição de resíduo de gesso moído, em obras na cidade do Recife. O processo
utilizado pelos construtores constitui na trituração manual dos resíduos de gesso gerados no
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
94
canteiro, com 93,91% da massa passante na peneira de malha 6,7 mm, com módulo de finura de
3,45 e sua adição à pasta de revestimento nas proporções de 10%, 15%, 20% e 25%.
As propriedades avaliadas do material foram o tempo de pega, a resistência à
compressão aos 21 dias de idade e a aderência, em pastas com relação água/gesso de 0,75. Os
resultados obtidos mostraram:
(i) Resistência à compressão –apresentou um aumento de tensão para a adição de 5% e 10% e,
para maiores concentrações ocorreu uma queda, mantendo-se próxima à resistência de
referência.
(ii) Tempo de Pega – o tempo final foi acelerado com o acréscimo do teor da adição, entretanto
não prejudicou a aplicação da pasta e
(iii) Aderência – a aderência da pasta de gesso no substrato apresentou um aumento para teores
da adição de até 15%, sofrendo uma ligeira queda para os demais teores, entretanto
superiores ao de referência.
Os autores concluem que, por meio de um procedimento simples é possível reciclar
parte do resíduo de gesso no próprio canteiro de obra.
3.6 Considerações do Capítulo
Ao longo de toda a cadeia produtiva do gesso, desde a extração do minério até o descarte
do material aplicado em obra, é possível observar a geração de um grande volume de resíduos.
Com poucas restrições, as estimativas dos volumes gerados são inexistentes.
As características químicas e físicas do resíduo exigem um tratamento especial para o
descarte. A facilidade de solubilização promove a sulfurização do solo e a contaminação do
lençol freático, e a transformação de seus constituintes, em gás sulfúrico e em dióxido de enxofre,
são componentes tóxicos e inflamáveis.
Os impactos ambientais que ocorrem durante a extração e a calcinação do minério são
preocupantes e, junto com os resíduos gerados nos demais setores da cadeia, comprometem a
sustentabilidade do setor. Todavia, a facilidade de reversão de suas reações de transformação
propicia a reciclagem do material, interna e externamente ao setor de geração. É necessário,
entretanto, um gerenciamento eficiente para viabilizar esse processo.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
95
O setor de beneficiamento de componentes apresenta um grande potencial para absorver
o gesso reciclado. Porém, há carência de processos técnica e economicamente viáveis para a
reciclagem, bem como de conhecimento sobre as propriedades do material reciclado, para que
seja possível o desenvolvimento de novos materiais com este produto.
Objetivando contribuir para o avanço dessas pesquisas, em especial no que se refere ao
resíduo de gesso gerado no setor de beneficiamento de componentes, o próximo capítulo,
Materiais e Métodos, apresenta um programa experimental, constituído por um processo de
reciclagem e avaliações do gesso reciclado, visando a sua aplicação interna ao setor de
construção.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 3 – Resíduo do Gesso de Construção
96
97
4 MATERIAIS E MÉTODOS
O programa experimental deste trabalho foi fundamentado na possibilidade da
reciclagem dos resíduos de gesso, gerados durante o processo de produção de componentes de
gesso para a construção civil, por meio de um procedimento de reciclagem simples e econômico.
O desenvolvimento do programa experimental foi dividido nas seguintes etapas: (i)
escolha do gesso comum de referência; (ii) definição do processo de reciclagem; (iii) avaliação
das características químicas, microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas dos gessos
reciclados submetidos a ciclos de reciclagem consecutivos, produzidos em conformidade com o
processo definido na etapa anterior; e (v) avaliação das características químicas, microestruturais
e das propriedades físicas e mecânicas do gesso reciclado, quando adicionado aditivo
superplastificante para a produção de pastas.
4.1 Materiais
Os materiais utilizados neste experimento foram o gesso comercial, o superplastificante
(base de policarboxilato) e a água.
4.1.1 Gesso Comercial
O gesso comercial (GC) selecionado para o experimento foi o gesso destinado à
produção de componentes para a construção civil, denominado, segundo a NBR 13.207 (ABNT,
1994), Gesso Fino para Fundição.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
98
Suas características químicas e físicas apresentaram, para o material em pó, os valores
apresentados nas Tabelas 4.1 a 4.3 e na Figura 4.1, obtidos segundo as normas técnicas
brasileiras.
Tabela 4.1 – Características químicas do gesso comercial.
Determinação Química Teor (%) Norma
água livre 1,27 NBR 12.130 (ABNT, 1991d)
água de cristalização 1,04
óxido de cálcio (CaO) 37,3
anidrido sulfúrico (SO3) 49,9
Tabela 4.2 – Granulometria do gesso comercial – percentuais de massa retida.
Peneiras Valores médios
Norma % retido % retido acumulado
# 0,840 mm 0,00 0,00 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)
# 0,420 mm 0,00 0,00
# 0,210 mm 0,62 0,62
# 0,105 mm 4,66 5,28
fundo 94,72 100,00
Figura 4.1 – Curva granulométrica do gesso comercial.
0
20
40
60
80
100
Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840
% r
et. a
cum
.
abertura das peneiras (mm)
Curva Granulomética - Gesso Comercial
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
99
Tabela 4.3 – Propriedades físicas do gesso comercial.
Propriedade Valor Norma
módulo de finura MF 0,06 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)
diâmetro máximo característico (mm) φmax 0,210 NBR 7.211 (ABNT, 2005a)
massa unitária (kg/m3) Mu
746,23 NBR 12.127 (ABNT, 1991a)
massa específica (kg/m3) ρ 2.600 NBR NM 23 (ABNT, 2000)
superfície específica (cm2/g) S 623,524 NBR NM 76 (ABNT, 1998)
4.1.2 Aditivo Superplastificante
O aditivo superplastificante utilizado nesse experimento foi um aditivo à base de
policarboxilato, disponível no mercado consumidor. O teor de sólidos do aditivo é de 21,88%,
determinado por meio de secagem em balança com luz infravermelha. O ensaio de secagem foi
realizado no Laboratório de Solos da FEC/UNICAMP.
4.1.3 Água
A água empregada para a produção das pastas de gesso foi fornecida pelo abastecimento
público de Campinas-SP, e é considerada própria para o consumo da atividade da construção
civil.
4.2 Definição do Processo de Reciclagem
A revisão bibliográfica mostra que os estudos mais recentes de reciclagem do resíduo de
gesso estão relacionados à utilização do material na forma de di-hidrato (CaSO4·2H2O), com
adoção de processos de reciclagem que visam a sua utilização como material alternativo: (i) na
produção de cimento Portland; (ii) na produção de placas de gesso acartonado; e (iii) como
adição em pastas de gesso (CHANDARA, et al., 2009; KOJIMA; YASUE, 2006; KONCZAK,
2002).
Por outro lado, a reversibilidade das reações de desidratação do di-hidratado
(CaSO4·2H2O) permite o uso de um processo de reciclagem do resíduo de gesso similar ao
processo industrial, em que a fase di-hidratada do resíduo é convertida na fase hemi-hidratada do
tipo β (CaSO4·0,5H2O). Estudos nesse sentido vêm sendo desenvolvidos por Bardella e Camarini
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
100
(2003, 2004 e 2006); Carvalho, Leles e Tubino (2008); e Nita et al. (2004), e seus resultados
preliminares evidenciaram a viabilidade técnica de utilização do material reciclado na forma
hemi-hidratada.
Do ponto de vista gerencial, é aconselhável que o processo de reciclagem de um resíduo
seja simples, com baixo custo energético, de fácil inserção nas proximidades da fonte geradora do
resíduo e capaz de gerar um produto reciclado que possa ser inserido no seu processo de
produção, de forma a tornar economicamente viável a sua implantação (CNTL, 2003).
Nesse sentido, foi adotado neste estudo um processo de reciclagem do resíduo de gesso,
constituído das etapas de moagem e de calcinação e capaz de produzir um material reciclado
similar ao gesso comercial do tipo β (CaSO4·0,5H2O).
A metodologia utilizada contou com (i) a simulação, em laboratório, da geração do
resíduo de gesso característico da produção de componentes; e (ii) a definição do processo de
reciclagem constituído das fases de moagem e calcinação, conforme ilustrado na Figura 4.2.
Figura 4.2 – Ilustração esquemática do programa experimental para definição dos
parâmetros do processo de reciclagem.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
101
4.2.1 Geração do Resíduo de Gesso
O resíduo de gesso, utilizado no estudo, foi obtido pela hidratação total do gesso
comercial fino de fundição, utilizado na produção de componentes de gesso para a construção
civil.
O gesso comercial foi polvilhado sobre a água, homogeneizado e vertido em formas
metálicas retangulares (0,50 x 0,50) m, previamente, protegidas por sacos plásticos. O material
hidratado produziu placas com 1 cm de espessura, secas em condições ambiente.
A seguir as placas de gesso hidratado foram fragmentadas, dispostas em uma lona
plástica para secagem (Figura 4.3), até alcançar o grau de umidade interna necessário para
moagem.
Figura 4.3 – Secagem do resíduo de gesso fragmentado.
4.2.2 Moagem
O processo de moagem do resíduo de gesso constou da fragmentação e do
armazenamento, em “bags”, do material (Figura 4.4), que foi moído em um moinho de martelos
(Figura 4.5-a), e posteriormente armazenado em recipientes fechados (Figura 4.5-b), em ambiente
de laboratório, aguardando a calcinação.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
102
Figura 4.4 – Processo de moagem do resíduo: (a) fragmentação e (b) armazenamento.
Figura 4.5 – Processo de moagem do resíduo: (a) moagem e (b) armazenamento.
O equipamento utilizado para a moagem do resíduo foi o triturador do tipo moinho de
martelos fabricado pela TRAPP, modelo TRF-300, com potência de 30 CV, tensão de 220/380 V
e frequência de 60 Hz, capaz de produzir 75 kg de material para reciclagem por hora. O sistema
de peneiras do equipamento foi regulado para produzir um resíduo moído com módulo de finura
inferior a 1,10, de forma a atender à especificação granulométrica de gesso fino da NBR 13.207
(ABNT, 1994).
4.2.3 Calcinação
A revisão bibliográfica indica que a obtenção do gesso do tipo β ocorre em função da
reação de transformação do sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O) em sulfato de cálcio
hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
103
A obtenção do hemi-hidrato do tipo β depende das condições de calcinação do di-
hidrato, cujo ambiente deve apresentar uma pressão de vapor de água inferior a 1 atm e um
intervalo de temperatura entre 140 ⁰C e 200 ⁰C. Adicionalmente a essas condições, é relevante
considerar que a reação de desidratação do di-hidrato é um processo de transporte com difusão de
calor e massa, sendo necessário que o material a ser desidratado permaneça na estufa por tempo
suficiente para que as reações se processem e o material adquira as características desejadas
(JOHN; CINCOTTO, 2007; MOISSET, 1997).
Nesse sentido, o presente estudo adotou para análise das condições de calcinação do
resíduo de gesso, as temperaturas de 120 ºC, 150 ºC e 200 ºC e os tempos de permanência de 1 h,
2 h, 5 h, 8 h, 16 h e 24 h. Os materiais reciclados, gerados em cada uma das condições em estudo,
receberam as denominações apresentadas no Quadro 4.1.
Quadro 4.1 – Denominação dos materiais reciclados gerado na definição do processo de
reciclagem.
Denominação Condições de reciclagem
GR-120-1 gesso reciclado a 120 ⁰C por 1 hora
GR-120-2 gesso reciclado a 120 ⁰C por 2 hora
GR-120-5 gesso reciclado a 120 ⁰C por 5 hora
GR-120-8 gesso reciclado a 120 ⁰C por 8 hora
GR-120-16 gesso reciclado a 120 ⁰C por 16 hora
GR-120-24 gesso reciclado a 120 ⁰C por 24 hora
GR-150-1 gesso reciclado a 150 ⁰C por 1 hora
GR-150-2 gesso reciclado a 150 ⁰C por 2 hora
GR-150-5 gesso reciclado a 150 ⁰C por 5 hora
GR-150-8 gesso reciclado a 150 ⁰C por 8 hora
GR-150-16 gesso reciclado a 150 ⁰C por 16 hora
GR-150-24 gesso reciclado a 150 ⁰C por 24 hora
GR-200-1 gesso reciclado a 200 ⁰C por 1 hora
GR-200-2 gesso reciclado a 200 ⁰C por 2 hora
GR-200-5 gesso reciclado a 200 ⁰C por 5 hora
GR-200-8 gesso reciclado a 200 ⁰C por 8 hora
GR-200-16 gesso reciclado a 200 ⁰C por 16 hora
GR-200-24 gesso reciclado a 200 ⁰C por 24 hora
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
104
A calcinação do resíduo do gesso moído foi processada em uma estufa para secagem,
sem circulação de ar, com temperatura regulável de 50 ⁰C a 350 ⁰C, com dispositivo na parte
superior para adaptação do termômetro digital, que permitiu a aferição da temperatura de
calcinação. A estufa proporcionou a produção de 6,5 kg de gesso reciclado por batelada.
O processo de calcinação incluiu a distribuição do resíduo de gesso moído em bandejas
metálicas, em camadas com espessura média de 1 cm e controle de massa (Figura 4.6). Após a
calcinação, o material foi resfriado à temperatura ambiente, homogeneizado, e armazenado em
recipientes fechados (Figura 4.7).
Figura 4.6– Processo de calcinação: (a) distribuição (b) calcinação em estufa.
Figura 4.7 – Processo de calcinação: (a) resfriamento e (b) armazenamento.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
105
4.2.4 Homogeneização
Após a obtenção de toda a massa do gesso reciclado, com a finalidade de evitar a
heterogeneidade do material, foi executada a sua homogeneização pelo método da distribuição
longitudinal do material em pilhas, proposto por Chevron (PETERSEN, 2004). Esse método
consiste na distribuição uniforme e ininterrupta do material ao longo de uma pilha, em camadas
sucessivas e em direções alternadas (Figura 4.8).
Figura 4.8 – Homogeneização em pilha.
Fonte: ANGULO (2000).
No ambiente de laboratório, a homogeneização em pilha do gesso reciclado foi obtida
por meio do peneiramento do material distribuído em camadas de 3,00 m de comprimento (l),
0,40 m de largura (b) e 0,18 m de altura (h). A seguir, o material reciclado foi dividido em cinco
amostras, ensacadas e guardadas em local seco até a data dos ensaios de avaliação das
propriedades do material reciclado (Figura 4.9 e Figura 4.10).
Figura 4.9 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de laboratório:
(a) peneiramento e (b) formação da pilha.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
106
Figura 4.10 – Homogeneização em pilha do gesso reciclado no ambiente de laboratório:
(a) divisão das amostras e (b) armazenamento das amostras.
4.2.5 Avaliação do Processo de Reciclagem
A definição dos parâmetros do processo de reciclagem desta pesquisa levou em
consideração a avaliação (i) das propriedades físicas nos estados fresco e endurecido; e (ii) do
consumo de energia despendido no processo de reciclagem, para a geração dos gessos reciclados
em estudo.
a) Propriedades Físicas e Mecânicas Avaliadas
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas para os gessos reciclados, nos estados
fresco e endurecido, foram o espalhamento por meio do método do mini-slump descrito no item
4.6.2 (MUNHOZ, 2008), o tempo de pega com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT,
1991b) e a resistência à compressão axial aos 7 dias de idade com base nas recomendações da
NBR 12.129 (ABNT, 1991c).
As pastas de gesso avaliadas foram produzidas com relação a/g de 0,7 em massa, e a
cura dos corpos de prova foi realizada em ambiente de laboratório, visando simular as condições
de produção dos componentes de gesso para a construção civil.
Nesta etapa foram selecionados os gessos reciclados (GR-120-8, GR-120-24, GR-150-1,
GR-200-1, GR-200-5) que apresentaram propriedades equivalentes às do gesso comercial,
tomado como referência.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
107
b) Consumo de Energia
Os gessos reciclados selecionados na avaliação das propriedades físicas e mecânicas
foram avaliados também quanto ao consumo de energia despendido para a sua produção.
O consumo de energia (Et) foi determinado considerando a energia consumida na etapa
de moagem (Em) e na etapa de calcinação (Ec) do processo de reciclagem (Equação 4.1).
Equação 4.1
onde
Et – energia total consumida no processo, em Kwh
Em – energia consumida no processo de moagem, em Kwh
Ec – energia consumida no processo de calcinação, em Kwh
O consumo de energia despendido na etapa de moagem do resíduo de gesso levou em
consideração a capacidade de moagem e a potência do equipamento. E o consumo de energia
despendido na calcinação levou em consideração a capacidade de calcinação da estufa, o tempo
gasto para estabilização de cada temperatura, o tempo de permanência do resíduo de gesso no
ambiente de calcinação e a potência consumida em cada caso. A medida do consumo de energia
na etapa de calcinação foi realizada com o auxílio de um alicate amperímetro da marca Minipo,
modelo PEAK HOLD ET – 3200 A.
A análise da avaliação das propriedades físicas e mecânicas e do consumo de energia
dos gessos reciclados definiu a condição ideal de reciclagem do resíduo de gesso, que
proporcionou a geração de um gesso reciclado com reduzido consumo de energia e dotado de
propriedades físicas e mecânicas similares às do gesso comercial. As condições de calcinação do
processo de reciclagem selecionadas foram (i) a temperatura de 150 ⁰C; e (ii) o tempo de
permanência em estufa de 1 hora. As propriedades e o consumo de energia avaliados são
apresentados na Tabela 4.4.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
108
Tabela 4.4 – Propriedades e consumo de energia do gesso reciclado nas condições definidas no
processo de reciclagem.
Pastas Propriedades Consumo de
Energia (kWh/kg) aglomerante a/g mini-slump
(mm) tempo de pega (min) Rc (MPa)
início fim
GC 0,7 78 13 28 4,05 1,000*
GR-150-1 0,7 - 12 25 4,19 0,814
* consumo energético para produção de gesso fornecido pelo IDHEA - Instituto para o Desenvolvimento da Habitação Ecológica (2009). Rc – resistência à compressão axial.
4.3 Ciclos Consecutivos de Reciclagem
Após a definição das condições do processo de reciclagem, foi realizada a avaliação das
características químicas, microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas do gesso
reciclado. Essas propriedades foram determinadas no material em pó, e em pastas nos estados
fresco e endurecido, conforme ilustra a Figura 4.11. O gesso reciclado avaliado nesta etapa foi
denominado gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C).
Figura 4.11 – Ilustração esquemática do programa experimental para avaliação do gesso
reciclado.
A seguir, para avaliar as alterações do gesso reciclado, quando submetido a ciclos
consecutivos de reciclagem, o GR1C passou por novos ciclos de processamento, conforme revela
a Figura 4.12.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
109
Figura 4.12 – Ilustração esquemática dos ciclos de reciclagem.
Na terceira etapa, o gesso reciclado de 1⁰ ciclo foi submetido a ciclos consecutivos de
reciclagem, gerando novos materiais reciclados: (i) o gesso reciclado de 2⁰ ciclo – GR2C; (ii) o
gesso reciclado de 3⁰ ciclo – GR3C; (iii) o gesso reciclado de 4⁰ ciclo – GR4C; e o (iv) o gesso
reciclado de 5⁰ ciclo – GR5C. Foram selecionados para a avaliação o GR1C, o GR3C e o GR5C.
Os materiais foram avaliados em pó e em pastas, no estado fresco e no estado
endurecido, conforme determinado nos itens 4.6.1 a 4.6.4.
4.4 Utilização de Aditivos Superplastificantes
Esta etapa do programa experimental foi destinada à avaliação das alterações nas
propriedades da pasta do gesso reciclado (GR1C), quando produzidas com a adição de aditivos
superplastificantes, conforme ilustração esquemática revelada na Figura 4.13.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
110
Figura 4.13 – Ilustração esquemática do uso de superplastificante em gesso reciclado.
O programa experimental constou (i) da definição do teor de aditivo superplastificante; e
(ii) da avaliação das características microestruturais e das propriedades físicas e mecânicas das
pastas de gesso reciclado (GR1C) produzidas com a adição do teor adotado de superplastificante.
O teor do aditivo plastificante foi definido por meio da avaliação dos valores do
espalhamento fornecido pelo método do mini-slump e dos valores de dureza superficial e
resistência à compressão axial aos 1 e 7 dias de idade, com base nas recomendações da NBR
12.129 (ABNT, 1991c), para pastas produzidas com 1%, 1,5%, 1,75%, 2,0% e 2,2% do aditivo,
em massa. O valor adotado para o teor do superplastificante foi o referente à pasta que apresentou
um espalhamento (71,23 mm) permitindo o uso na produção de componentes, com menor perda
de resistência à compressão.
Após a definição do teor de aditivo, o material foi avaliado no estado fresco e no estado
endurecido, conforme determinado nos itens 4.6.2 e 4.6.3. A microestrutura, no estado
endurecido, foi avaliada por meio da técnica de observação direta da microscopia eletrônica de
varredura.
4.5 Misturas Experimentais
As misturas experimentais foram constituídas de pastas produzidas com o gesso
comercial e os gessos reciclados, para avaliar as propriedades físicas, mecânicas e
microestruturais, nos estados fresco e endurecido.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
111
4.5.1 Pastas para Produção de Resíduos
As pastas para produção dos resíduos de gesso foram obtidas, em laboratório, por meio
da hidratação total do gesso comercial e dos gessos reciclados.
A mistura homogeneizada foi disposta em fôrmas retangulares (0,50 x 0,50 m), tendo
produzido placas de placas de gesso com 1 cm de espessura, que, após o endurecimento, foram
fragmentadas e armazenadas em “bags”, constituindo o resíduo de gesso a ser reciclado.
4.5.2 Pastas de Referência
As pastas de referência foram produzidas pela mistura homogênea do gesso comercial e
da água, com relações água/gesso (a/g) de 0,7 e 0,8, em massa. Sua composição é apresentada do
Quadro 4.2.
Quadro 4.2 – Composição das pastas de referência.
Pasta Aglomerante Relação água/gesso
GC07 GC 0,7
GC08 GC 0,8
As misturas foram preparadas por meio do polvilhamento do gesso sobre a água, durante
1 minuto, deixado em repouso durante 2 minutos. Em seguida, o material foi homogeneizado,
manualmente, de forma contínua durante 1 minuto, desfazendo os grumos e eliminando o ar
aprisionado, conforme recomendações da NBR 12.129 (ABNT, 1991c).
4.5.3 Pastas de Gesso Reciclado
As pastas de gesso reciclado foram compostas pela mistura homogênea de gesso
reciclado e água, com relações água/gesso (a/g) de 0,7 e 0,8, em massa, e pela mistura
homogênea de gesso reciclado, aditivo superplastificante e água, com relação água/gesso (a/g) de
0,7. Sua composição é apresentada nos Quadros 4.3 e 4.4, em conformidade com a etapa do
projeto experimental em que foram utilizadas.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
112
Quadro 4.3 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizadas nos ciclos consecutivos de
reciclagem.
Pasta Aglomerante Relação água/gesso
GR1C07 GR1C 0,7
GR3C07 GR3C 0,7
GR5C08 GR5C 0,8
Quadro 4.4 – Composição das pastas de gesso reciclado utilizados no estudo do uso de
superplastificante.
Pasta Aglomerante Relação água/gesso Teor de aditivo (%)
GR1C07-1,0%G GR1C 0,7 1,00
GR1C07-1,5%G GR1C 0,7 1,50
GR1C07-1,75%G GR1C 0,7 1,75
GR1C07-2,0%G GR1C 0,7 2,00
GR1C07-2,2%G GR1C 0,7 2,20
As pastas de gesso reciclado foram preparadas por meio do polvilhamento do gesso
reciclado sobre a água, com homogeneização manual e contínua, até a obtenção de uma pasta
isenta de grumos.
As pastas com aditivo foram preparadas de forma semelhante às pastas de referência. No
entanto, o aditivo foi previamente misturado à água de amassamento.
4.5.4 Moldagem e Cura dos Corpos de Prova
Os moldes foram preenchidos com as pastas, em duas camadas, de forma a evitar o
aprisionamento de ar. A compactação das camadas foi efetuada por meio de pequenos impactos
de um martelo de borracha nas laterais do molde. Após 24 horas, os corpos de prova foram
retirados dos moldes e mantidos em ambiente de laboratório, com registro de temperatura e
umidade relativa (UR), até a data do ensaio. A cura em ambiente de laboratório foi selecionada
para simular o processo de secagem dos componentes de gesso da construção civil.
Foram utilizados como moldes: fôrmas cilíndricas com 50 mm de diâmetro e 100 mm de
altura – permeabilidade ao ar; fôrmas cúbicas com 50 mm de aresta – dureza e resistência à
compressão axial; e fôrmas prismáticas com dimensões de 40 x 40 x 160 mm – resistência à
tração na flexão.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
113
4.6 Métodos de Ensaios
Os métodos de ensaio selecionados para avaliação do material reciclado constaram de
análises do material em pó e das pastas produzidas nos estados fresco e endurecido.
4.6.1 Ensaios do Material em Pó
Os ensaios para caracterizar o material em pó, gesso comercial e os gessos reciclados
foram os relacionados às suas propriedades físicas - a granulometria, a massa unitária, a massa
específica, a superfície específica - e às suas características químicas - os teores de água livre,
água de cristalização, óxido de cálcio e anidrido sulfúrico.
a) Granulometria
O ensaio de granulometria seguiu as prescrições da NBR 12.127 (ABNT, 1991a), em
que o material seco em estufa (40 4 ºC) foi submetido ao peneiramento mecânico sequencial,
em peneiras normatizadas com aberturas de 0,840 mm, 0,420 mm, 0,210 mm e 0,105 mm.
A massa retida do material em cada peneira foi registrada para representação gráfica
(curva granulométrica) ou em tabela (distribuição granulométrica) do percentual retido de massa
acumulada, em função da abertura das peneiras utilizadas.
b) Massa Unitária
A massa unitária (Mu) de um material é definida como a relação entre a massa não
compactada do material e o volume do recipiente que o contém.
O ensaio da Mu do material em estudo foi executado em conformidade com as
prescrições da NBR 12.127 (ABNT, 1991a), com o auxílio de um funil, por onde o material seco
em estufa (40 4 ºC) foi escoado e depositado no recipiente inferior até o seu transbordamento e
nivelamento final.
c) Massa Específica
A massa específica (ρ) de um material é definida como a massa na unidade de volume
do material.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
114
O ensaio da massa específica do material em pó seguiu as prescrições da NBR NM 23
(ABNT, 2000) realizado por meio do frasco volumétrico de Le Chatelier.
d) Superfície Específica
A superfície específica de um material em pó é a determinação de sua finura por meio da
observação do tempo requerido para uma determinada quantidade de ar fluir através de uma
camada compactada de dimensões e porosidade especificadas.
Neste experimento, a superfície específica (S) do material em pó, tomou como base as
prescrições da NBR NM 76 (ABNT, 1998) – Método de Blaine.
e) Características Químicas
As características químicas, determinadas para o material em pó, foram os teores de (i)
água livre; (ii) água de cristalização; (iii) óxido de cálcio; e (iv) anidrido sulfúrico, cujos valores,
determinados em conformidade com as prescrições da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), indicam a
natureza e o grau de pureza do material.
Os ensaios de caracterização química foram realizados no Instituto de Química da
UNICAMP (Apêndice D).
4.6.2 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Fresco
Os ensaios realizados para caracterizar as pastas de gesso comercial – tomado como
referência - e as pastas de gessos reciclados no estado fresco foram a consistência, o tempo de
pega, e a evolução de temperaturas durante a hidratação.
Cumpre ressaltar que os ensaios do tempo de pega e da evolução de temperaturas
durante a hidratação foram executados simultaneamente.
a) Consistência
Nesse experimento, a consistência das pastas foi observada por meio do ensaio do mini-
slump, que mede as condições de trabalhabilidade do material por meio da sua
fluidez/plasticidade (MUNHOZ, 2008). É um ensaio relativamente rápido e de simples execução.
Os equipamentos necessários são (i) um molde tronco-cônico, aberto nas duas extremidades, com
diâmetro inferior de 40 mm, diâmetro superior de 20 mm e altura de 60 mm; e (ii) uma placa de
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
115
vidro com dimensões de 500 mm x 700 mm e 5 mm de espessura, colocada sobre uma folha de
papel milimetrado, indicando o centro da placa (Figura 4.14).
Figura 4.14 – Equipamento utilizado para medir o espalhamento das pastas por meio do ensaio do
mini-slump.
O molde tronco-cônico é posicionado sobre o vidro no centro dos eixos traçados no
papel milimetrado (Figura 4.15a) e preenchido com a pasta a ser ensaiada. O material excedente é
removido com o auxílio de uma espátula. Após 60 segundos, o molde tronco-cônico é retirado
verticalmente, com movimento lento, resultando no escoamento da pasta sobre a placa de vidro
(Figura 4.15b). A seguir, são tomadas duas medidas ortogonais, demarcadas no papel
milimetrado, as quais expressam o espalhamento do material (Figura 4.15b). A consistência da
mistura é a média das duas leituras, em milímetros (MUNHOZ, 2008).
As condições para realização do ensaio foram controladas, com temperatura de 24 ºC
2 ºC e umidade relativa de 60%.
Figura 4.15– Ensaio do mini-slump: (a) posicionado do molde tronco-cônico e (b) espalhamento
da pasta.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
116
b) Tempo de Pega
O tempo de pega do gesso é o intervalo de tempo necessário para que a pasta se
solidifique. Indica a velocidade da reação de hidratação do material (CINCOTTO; AGOPYAN;
FLORINDO, 1988b).
A determinação do tempo de pega do gesso é prescrita pela NBR 12.128 (ABNT,
1991b). Os tempos avaliados são o de início e o de fim de pega. Os resultados são expressos em
minutos e segundos, contados a partir da mistura do gesso com a água até o instante em que a
agulha do aparelho de Vicat estacione a 1 mm da base do equipamento – início de pega -, e até o
instante em que a agulha não deixe impressões na superfície das pastas – fim de pega.
c) Cinética de Temperaturas
A evolução da hidratação das pastas de gesso pode ser analisada por meio de ensaios
calorimétricos que fornecem informações sobre o incremento da temperatura ao longo do tempo.
Neste experimento utilizou-se um equipamento em condições pseudoadiabáticas, similar
ao utilizado por Antunes (1999), Carvalho, et al. (2008) e Hincapié e Cincotto (1997), constituído
por um recipiente de isopor, que proporciona o isolamento do material do ambiente externo; por
um copo de isopor com tampa, com capacidade de 120 mL, que contém a pasta a ser analisada; e
por um conjunto de três termopares, conectados a um datalogger, em que se registra o
incremento da temperatura ao longo do tempo (Figura 4.16). O isolamento do material do
ambiente interno é proporcionado pelo preenchimento dos espaços vazios do recipiente com
espuma de poliuretano expansivo.
As pastas submetidas ao experimento foram vertidas no copo de isopor imediatamente
após a homogeneização, em seguida inseridos os termopares conectados ao datalogger, que
registrou os acréscimos da temperatura ao longo do tempo. Os dados registrados foram
representados graficamente por uma curva expressa em Temperatura x tempo.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
117
Figura 4.16 – Ilustração esquemática do calorímetro pseudoadiabático.
O datalogger utilizado é o modelo TESTO, modelo Testo 177-T3, com três canais de
leitura e com registro de temperaturas médias de -40 ºC a +70 ºC. Os termopares utilizados para a
medição das temperaturas foram os Testo TP tipo K de ponta de imersão flexível.
4.6.3 Ensaios nas Pastas de Gesso no Estado Endurecido
Os ensaios realizados para caracterizar as pastas de gesso comercial – considerada como
referência - e as pastas de gessos reciclados no estado endurecido foram a permeabilidade ao ar, a
dureza superficial, a resistência à compressão axial e a resistência à tração na flexão. Para simular
o processo de secagem dos componentes de gesso para a construção civil, a cura dos corpos de
prova foi realizada em ambiente de laboratório.
a) Permeabilidade ao Ar
O ensaio de permeabilidade ao ar das pastas no estado endurecido teve como objetivo a
avaliação da porosidade interna do material.
A permeabilidade ao ar é determinada com base na metodologia desenvolvida por
Thenoz (1964), expressa pela Equação 4.2, e consiste em medir o tempo necessário para que o
líquido contido em um tubo capilar se desloque de uma altura ho até ht (MASSAT; BIGAS;
OLLIVER, 1995).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
118
Equação 4.2
onde
K – permeabilidade ao ar, em m2
– viscosidade do ar, em Pa.s
s – seção do tubo capilar, em mm2
l – altura do corpo de prova, em m
S – seção do corpo de prova, em mm2
ρ – massa específica da água, em kg/m3
g – aceleração da gravidade, em m/s2
t – tempo, em s
h0 – altura inicial do nível de água, em m
ht – altura final do nível de água, em m
O ensaio usou um equipamento denominado Permeâmetro, proposto por Massat, Bigas e
Olliver (1995) e utilizado por Bardella e Camarini (2003) e Milito (2001) em estudos de pastas de
gesso e gesso/cimento (Figura 4.17).
Figura 4.17 – Ilustração esquemática do Permeâmetro.
Fonte: BARDELLA; CAMARINI (2003).
No ensaio foram utilizados 3 corpos de prova cilíndricos, com 50 mm de diâmetro e 100
mm de altura. Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados conforme item 4.5.4,
sendo mantidos em ambiente de laboratório, até 48 h anteriores à data do ensaio, com 7 e 28 dias
de idade.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
119
As amostras submetidas ao ensaio de permeabilidade ao ar foram extraídas do terço
médio do corpo de prova, submetidas a um jato de ar para remoção das impurezas, sendo a seguir
submetidas à secagem em estufa à temperatura de 50 C (Figura 4.18). Na estufa, as amostras
permaneceram por 24 horas até a constância de massa.
Figura 4.18 – Preparo das amostras para ensaio de permeabilidade ao ar.
Resfriadas em dessecador até a temperatura ambiente, as amostras foram
impermeabilizadas lateralmente com uma película de resina acrílica, tendo sido, então, mantidas
no dessecador até o momento do ensaio.
Após a instalação da amostra na célula de permeabilidade, o sistema foi submetido a
pressão, por meio da válvula reguladora de ar, o que fez que o líquido manométrico (água) se
elevasse acima do nível h0, marcado na régua graduada. A seguir, a válvula reguladora foi
liberada, de modo a manter o fluxo de água em comportamento linear entre os níveis h0 e ht.
O procedimento deste ensaio estabelece a relação ln (ho/ht) = 1, e se faz necessário
adotar uma altura inicial de leitura h0 = 40 cm e altura final ht = 14,7 cm, a partir do nível de água
do recipiente, que deve permanecer constante durante todo o ensaio.
O tempo, t, necessário ao cálculo da permeabilidade ao ar, foi registrado nos instantes
em que o nível de água, em movimento descendente, alcançou os níveis h0 e ht, marcados na
régua graduada.
Foram considerados, neste ensaio, os seguintes valores: s = 26,42 mm2; ρ = 1.000 kg/m
3;
g = 9,81 m/s2.
b) Dureza Superficial
Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados com as pastas de gesso
conforme item 4.5.4. A dureza superficial das pastas de gesso foi determinada em conformidade
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
120
com as prescrições da NBR 12.129 (ABNT, 1991c), utilizando uma máquina de ensaio fabricada
pela SOILTEST, modelo VERSA TESTER, com capacidade de 15 toneladas força.
O cálculo foi efetuado pela medida da profundidade de impressão de uma esfera de aço
duro com diâmetro de 10,4 mm 0,5 mm, sob uma carga de 500 N, sobre três faces de um corpo
de prova cúbico com 50 mm de aresta. Para cada série foi tomada a média aritmética das
profundidades obtidas em 6 corpos de prova.
c) Resistência à Compressão Axial
Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados com as pastas de gesso
produzidas conforme item 4.5.4. A resistência à compressão axial, das pastas de gesso no estado
endurecido, foi determinada em conformidade com as prescrições da NBR 12.129 (ABNT,
1991c), utilizando uma máquina de ensaio modelo VERSA TESTER, com capacidade de 15
toneladas força. Para cada tipo de mistura foram moldados 6 corpo de prova cúbico com 50 mm
de aresta.
d) Resistência à Tração na Flexão
Os corpos de prova destinados ao ensaio foram moldados com as pastas de gesso
produzidas conforme item 4.5.4. O ensaio tomou como base o método recomendado pela NBR
13.279 (ABNT, 2005b), utilizando uma máquina de ensaios modelo VERSA TESTER, com
capacidade de até 15 toneladas força, dotado de um anel dinanométrico, com conversões para a
leitura das pequenas cargas e dispositivo de carga composto por 2 roletes de aço com 50 mm de
comprimento e 10 mm de diâmetro (apoios) e 1 rolete de aço com 45 mm de comprimento e 10
mm de diâmetro (aplicação de carga), conforme ilustrado na Figura 4.19. Para cada tipo de
mistura foram moldados 6 corpo de prova prismáticos.
Figura 4.19 – Dispositivo para o ensaio de tração na flexão.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
121
4.6.4 Técnicas de Estudos Microestruturais
As análises realizadas para caracterização microestrutural dos materiais em estudo foram
a microscopia eletrônica de varredura (MEV), a análise termogravimétrica e sua derivada
(TGA/DTGA) e a difração de raios-X (DRX).
a) Microscopia Eletrônica de Varredura
As amostras destinadas à observação no microscópio eletrônico de varredura (MEV)
foram fragmentadas em peças com área de aproximadamente 1 cm2, para o material hidratado, ou
na forma de pó para o material anidro. As amostras foram observadas em triplicatas.
As amostras em pó foram pulverizadas sobre a fita de carbono e metalizadas com uma
fina camada de ouro.
O material fragmentado foi fixado na fita de carbono, com as demais faces metalizadas
com uma fina camada de ouro. As imagens observadas no MEV foram obtidas por meio de
elétrons secundários, e por meio do sistema de microanálise química de energia dispersiva, EDS
(Energy Dispersive Spectroscopy), foi possível determinar a composição química, de forma
qualitativa e semiquantitativa das amostras.
Os equipamentos utilizados para preparo e observação das amostras foram o Metalizador
BAL-TEC, SCD-050 e o Microscópio Eletrônico de Varredura JEOL – JSM – 5900 LV, com
analisador de espectroscopia dispersiva em energia de raios-X. Os ensaios foram realizados no
Laboratório Nacional de Luz Síncontron, LNLS.
As observações no MEV permitiram a identificação morfológica, o arranjo dos cristais e
a natureza química dos elementos constituintes do material.
b) Difração de Raios-X
As análises de Difração de raios-X foram executadas no difratômetro de raios-X,
Shimadzu – XRD 7000, do Instituto de Química da UNICAMP (Anexo 2), na faixa de 10⁰ (2θ) a
90⁰ (2θ), 2⁰/min (Apêndice E), em amostras do material em pó, conservadas em recipientes
fechados até a data do ensaio. Os difratogramas de DRX analisados permitiram a identificação
dos principais constituintes cristalinos dos materiais.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
122
c) Análises Térmicas
As análises térmicas efetuadas neste experimento foram a termogravimetria (TGA) e sua
derivada (DTGA), com ensaios em amostras do material em pó mantidas em recipientes fechados
até a data do ensaio.
Os termogramas do GC, GR1C, GR3C e GR5C foram obtidos no detector Shimadzu
(TGA-50), em atmosfera de nitrogênio, com uma taxa de aquecimento de 10 ⁰C/min, realizados
no Laboratório da Faculdade de Química da UNICAMP (Apêndice C). Os resultados obtidos, nas
curvas termogravimétricas (TGA) e sua derivada (DTGA) permitiram obter a composição dos
materiais analisados.
4.7 Tratamento de Dados
Os dados obtidos nos ensaios foram, inicialmente, tratados estatisticamente pelos
critérios estabelecidos pelas Normas Brasileiras para cada propriedade estudada. A seguir foram
tratados estatisticamente por meio da análise de variância - ANOVA, utilizando o programa
Statgraphics Plus 4.1, cuja diferença significativa entre os grupos analisados utilizou o teste de
variação múltipla, fundamentado no método de menor diferença significativa de Fisher (LSD -
least significant difference), considerando 95% de confiança.
4.8 Considerações do Capítulo
O Capítulo de materiais e métodos selecionou como materiais a serem utilizados na
pesquisa o gesso comercial de fundição, o aditivo superplastificante a base de policarboxilato e a
água fornecida pelo sistema público de abastecimento.
O programa experimental foi constituído das etapas de definição do processo de
reciclagem; da obtenção de gesso reciclado submetido a ciclos de reciclagem consecutivos; do
uso de aditivo superplastificante em gesso reciclado.
A definição do processo de reciclagem selecionou a temperatura (T) e o tempo de
permanência (t) do resíduo de gesso em estufa, considerando ótima a temperatura de 150 ºC e o
temo de permanência de 1 hora.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
123
A avaliação das propriedades dos gessos reciclados utilizou os métodos de ensaios
realizados no material em pó – granulometria, massa unitária, massa específica, superfície
específica e caracterização química; em pastas no estado fresco – mini-slump, tempo de pega e
evolução da temperatura de hidratação; em pastas no estado endurecido – permeabilidade ao ar;
durza superficial, resistência à compressão axial e resistência à tração na flexão; e técnicas
microestruturais - microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e análises
termogravimétricas.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 4 – Materiais e Métodos
124
125
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Este capítulo apresenta os resultados dos estudos desenvolvidos ao longo do programa
experimental. Inicialmente, são apresentados os resultados da definição do processo de
reciclagem; segue-se a avaliação das características, e das propriedades dos gessos reciclados
submetidos a ciclos consecutivos de reciclagem; e da influência da adição de superplastificantes
nas pastas de gesso reciclado.
5.1 Definição do Processo de Reciclagem
Nesta etapa foi definida a temperatura e o tempo de calcinação do processo de
reciclagem que produziu um material reciclado com desempenho físico e mecânico, e consumo
de energia compatível com o gesso comercial.
5.1.1 Gesso Comercial - GC
O gesso comercial (GC) teve as suas características químicas e propriedades físicas
avaliadas no capítulo 4, item 4.1.1.
A análise do GC tomou como parâmetros os limites das propriedades físicas do material
determinadas pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) e as relatadas na literatura.
Quanto às propriedades físicas avaliadas, o GC apresentou granulometria (MF = 0,06;
φmax = 0,210 mm) e massa unitária (Mu = 746,230 kg/m3) compatíveis com os limites
determinados pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (Mu > 700 kg/m3 e MF < 1,10) para um gesso de
construção com granulometria fina.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
126
Quanto à massa específica, ρ = 2.600 kg/m3, foi possível afirmar que o valor é
compatível com os encontrados por Cincotto, Agopyan e Florindo (1988b) – (2.570 kg/m3). E
apresentou, para a superfície específica, o valor de S = 623,524 m2/kg.
O gesso comercial foi hidratado, resultando no produto que foi moído para obtenção do
resíduo de gesso, material básico para o prosseguimento desta pesquisa.
5.1.2 Resíduo de Gesso Comercial - RGC
O resíduo de gesso comercial (RGC), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) à
granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico -
φmax); (ii) à massa unitária – Mu; (iii) à massa específica – ρ; e (iv) à superfície específica – S,
cujos valores médios tratados estatisticamente (Apêndice B) são apresentados nas Tabelas 5.1 e
5.3 e na Figura 5.1.
Tabela 5.1 – Granulometria do resíduo de gesso comercial – percentuais de massa retida.
Peneiras Valores médios
% retida % retida acumulada
# 0,840 mm 0,32 0,32
# 0,420 mm 2,24 2,55
# 0,210 mm 12,58 15,12
# 0,105 mm 9,54 24,66
fundo 75,34 100,00
Figura 5.1 – Curva granulométrica do resíduo de gesso comercial.
0
20
40
60
80
100
Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840
% r
et. a
cum
.
abertura das peneiras (mm)
Curva Granulométrica - RGC
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
127
Tabela 5.2 – Propriedades físicas do RGC em pó – valores médios.
Materiais Propriedades
MF φmax (mm) Mu (kg/m3) ρ (kg/m
3) S (m
2/kg)
RGC 0,43 0,420 470,65 2.300 547,361
Quanto às propriedades físicas avaliadas, o RGC apresentou granulometria - MF = 0,43
e φmax = 0,420 mm; massa unitária - Mu = 470,65 kg/m3; massa específica - ρ = 2.300 kg/m
3 e
superfície específica, S = 547,361 cm2/g.
A análise do RGC teve como objetivo a caracterização do material a ser calcinado, visto
que as propriedades avaliadas são características do tipo de processo de moagem adotado, com
exceção do valor da massa específica, cujo valor de 2.300 kg/m3 é corroborado por Angelleri,
Cardoso e Santos (1982), quando relatam que o valor típico do sulfato de cálcio di-hidratado
(CaSO4·2H2O) se encontra no intervalo de 2.300 kg/m3 a 2.370 kg/m
3.
Ao analisar o MF do RGC, foi possível verificar que o valor encontra-se em
conformidade com o limite especificado pela NBR 13.207 (ABNT, 1994) (MF < 1,10) para a
produção de um gesso reciclado com granulometria fina.
Esse resíduo foi submetido ao processo de calcinação, sob diferentes condições
(temperatura - T e tempo de permanência -t), para a obtenção de diversos tipos de gessos
reciclados.
5.1.3 Obtenção do Gesso Reciclado - GR
Os gessos reciclados (GR) selecionados para o estudo foram os obtidos nas temperaturas
de 120 ºC, 150 ºC e 200 ºC, com tempos de permanência de 1 h, 2 h, 5 h, 8 h, 16 h e 24 h.
5.1.4 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
As propriedades físicas e mecânicas foram avaliadas e analisadas em pastas produzidas
com os gessos reciclados no estado fresco, com relação água/gesso de 0,7, em massa, tomando
como referência os valores obtidos para as propriedades da pasta produzida com o gesso
comercial.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
128
Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas: GC07, GR07-120-5, GR07-
120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16,
GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-
200-24. Não foi possível a homogeneização das pastas: GR07-120-1, GR07-120-2 e GR07-120-
5. Isso ocorreu porque elas endureceram imediatamente após a mistura com água.
As propriedades físicas avaliadas e analisadas para as pastas no estado fresco foram a
consistência pelo método do mini-slump e o tempo de início e fim pega, medido pelo aparelho de
Vicat.
a) Consistência – Mini-Slump
A pasta de gesso comercial (GC07) apresentou um espalhamento médio de 78 mm,
compatível com os valores relatados na literatura por Cavalcanti (2006) e Munhoz (2008) para
pastas de gesso destinadas à produção de componentes para a construção civil.
Nas pastas de gesso reciclado, não foi possível obter o espalhamento, devido à redução
da fluidez, que foi tão minimizada que não permitiu o preenchimento do molde para a realização
do ensaio.
b) Tempo de Pega
Os resultados para os tempos de pega das pastas de gesso comercial e reciclado são
apresentados na Tabela 5.3 e nas Figuras 5.2 e 5.3. Foram realizadas uma determinação para cada
pasta.
Figura 5.2 – Curvas do tempo de pega das pastas de gesso comercial e de gessos reciclados à
temperatura de 120 ºC.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
129
Tabela 5.3 – Tempo de pega para as pastas de gesso comercial e gessos reciclados com relação
água/gesso de 0,7, em massa.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) Δt - (tf – ti)
GC07 13 28 15
GR07-120-5 6 18 12
GR07-120-8 10 22 12
GR07-120-24 14 26 12
GR07-150-1 12 25 13
GR07-150-2 20 37 17
GR07-150-5 23 43 10
GR07-150-8 23 48 15
GR07-150-16 21 40 19
GR07-150-24 21 39 18
GR07-200-1 12 28 16
GR07-200-2 11 30 19
GR07-200-5 13 26 13
GR07-200-8 6 17 11
GR07-200-16 14 29 15
GR07-200-24 10 24 14
Figura 5.3 – Curvas do tempo de pega das pastas de gessos reciclados à temperatura de 150 ºC e
de gessos reciclados à temperatura de 200 ºC.
A pasta de GC07 apresentou o valor de 13 minutos para o tempo de início de pega e de
28 minutos para o tempo de fim de pega. Enquanto que as pastas de gesso reciclado GR07-120 ºC
apresentaram o tempo de início de pega variando entre 6 e 14 minutos, e o tempo de fim de pega
variando entre 18 e 26 minutos; as pastas de gesso reciclado GR07-150 tiveram o tempo de início
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
130
de pega variando entre 12 e 23 minutos, e o tempo de fim de pega variando entre 25 e 48
minutos; e para as pastas de gesso reciclado GR07-200 o tempo de início de pega variou entre 6 e
14 minutos, e o tempo de fim de pega entre 17 e 30 minutos.
Os intervalos - Δt entre o início e o fim de pega dos gessos reciclados apresentaram
valores compatíveis com o gesso comercial. Entretanto, as pastas GR07-120-5 e GR07-200-8
apresentaram valores bem menores para o início do tempo de pega (6 min), o que compromete a
utilização na produção de componentes.
As pastas que apresentaram comportamento para tempos de pega mais próximo ao da
pasta de gesso comercial (GC07) foram GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-200-1,
GR07-200-5 e GR07-200-24.
5.1.5 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
A propriedade mecânica avaliada e analisada foi a resistência à compressão axial (Rc),
aos 7 dias de idade, em pasta de gesso comercial (GC07) e em pastas de gesso reciclado (GR07-
120-5, GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-150-5, GR07-150-8,
GR07-150-16, GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-
16 e GR07-200-24).
Foram moldados 8 corpos de prova de 50x50x50 mm para avaliação da Rc da pasta de
GC07 e 3 corpos de prova de 50x50x50 mm para avaliação da Rc de cada pasta de gesso
reciclado. Os dados foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e seus valores médios são
apresentados na Tabela 5.4 e na Figura 5.4.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
131
Figura 5.4 – Comportamento da resistência das pastas de gesso reciclado à compressão axial, aos
7 dias de idade em função do tempo de calcinação.
Tabela 5.4 – Resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, para as pastas de gesso
comercial e gesso reciclado.
Pastas
Compressão axial (MPa)
tempo de calcinação
1 h 2h 5h 8h 16h 24h
GR07-120 - - 4,14 4,93 - 4,69
GR07-150 4,05 3,32 4,03 3,89 3,98 4,60
GR07-200 4,47 5,35 5,09 5,38 3,64 3,58
GC07 4,19
O tratamento dos resultados mostrou que os valores de Rc da pasta de GC07, aos 7 dias
de idade, são estatisticamente iguais aos valores da Rc das pastas de gesso reciclado GR07-120-5,
GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16, GR07-150-24 e GR07-
200-1.
As pastas de gesso reciclado GR07-120-8, GR07-200-2; GR07-200-5 e GR07-200-8,
apresentaram, aos 7 dias de idade, os valores de Rc, estatisticamente maiores que o valor de Rc da
pasta de GC07.
0
1
2
3
4
5
6
7
1 h 2 h 5 h 8 h 16 h 24 h
Rc
(MP
a)
tempo permanência estufa (h)
Resistência à Compressão Axial aos 7 dias de idade
GC07 - refer
GR07-120
GR07-150
GR07-200
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
132
5.1.6 Consumo Energético
Os gessos selecionados para a avaliação do consumo energético foram os que
apresentaram, no estado fresco, os tempos de pega mais próximos ao da referência (GC07) e, no
estado endurecido, a Rc, aos 7 dias de idade,os que apresentaram, estatisticamente igual ou
superior aos valores encontrados para a pasta de GC07.
Nesse sentido, foram selecionados para o estudo do consumo energético os gessos
reciclados: GR-120-8, GR-120-24, GR-150-1, GR-200-1 e GR-200-5.
O consumo energético despendido na etapa de moagem do processo de reciclagem levou
em consideração a capacidade de moagem (75 kg/h) e a potência do equipamento (22,065 kW),
resultando em um consumo energético de 0,294 kWh/kg de material moído.
A etapa de calcinação teve o consumo energético calculado para cada tipo de gesso
reciclado produzido, considerando a capacidade de calcinação do equipamento (6,5 kg/batelada),
o tempo gasto para estabilização em cada temperatura, o tempo de permanência do material na
estufa e a potência consumida em cada caso. A energia total consumida no processo é apontada
na Tabela 5.5.
Entre os gessos reciclados em estudo, o GR-150-1 e o GR-200-1 foram os que
apresentaram menores consumos de energia para sua produção, bem como registraram, valores
para tempo de pega e resistência à compressão axial, aos 7 dias de idade, compatíveis com o
gesso comercial.
Nesse sentido, objetivando viabilizar a produção de um gesso reciclado com baixo
consumo energético, o estudo permitiu selecionar para o processo de reciclagem a temperatura de
150 ºC e um tempo de permanência de 1 hora para a geração do gesso reciclado.
Tabela 5.5 – Consumo energético para a produção dos gessos reciclados.
Materiais Consumo energético (kWh/kg)
moagem calcinação total
GR-120-8 0,294 1,224 1,518
GR-120-24 0,294 3,303 3,597
GR-150-1 0,294 0,520 0,814
GR-200-1 0,294 0,765 1,059
GR-200-5 0,294 1,747 2,041
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
133
5.2 Avaliação das Características e Propriedades do Gesso Reciclado
Definido o processo de reciclagem, deu-se início à reciclagem dos resíduos de gesso,
produzidos em laboratório. A referência para essa etapa experimental foi o mesmo gesso
comercial empregado para definir o processo de reciclagem, cujas características e propriedades
são descritas a seguir.
5.2.1 Gesso Comercial - GC
O gesso comercial (GC) foi avaliado quanto às suas características e propriedades do na
forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado endurecido.
5.2.1.1 Avaliação do Material em Pó
O gesso comercial (GC), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às propriedades físicas;
(ii) às características químicas e; (iii) às características microestruturais por meio da análise
termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por observação direta no
microscópio eletrônico de varredura (MEV).
a) Propriedades Físicas e Características Químicas
As propriedades físicas avaliadas para o gesso comercial (GC) foram: (i) a
granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico -
φmax); (ii) a massa unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.
Os valores das propriedades físicas e características químicas avaliados para o GC são
apresentados no capítulo 4, item 4.1.1.
b) Difração de raios-X - DRX
As fases cristalinas identificadas foram: (i) sulfato de cálcio hemi-hidratado
(CaSO4·0,5H2O); (ii) sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O); e (iii) sulfato de cálcio anidro
(CaSO4). O difratograma do GC é apresentado na Figura 5.5 e no Apêndice E.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
134
Figura 5.5 – Difratograma do GC.
A análise do difratograma mostrou que o GC apresentou uma alta incidência de hemi-
hidratos e uma pequena incidência de di-hidratos e anidritas.
c) Análises Térmicas – TGA/DTGA
A técnica de análise térmica utilizada neste estudo foi a termogravimetria e sua derivada
(TGA/DTGA). Por meio das perdas de massa registradas nas curvas da análise térmica, foi
possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os teores de
água livre, de di-hidrato e de hemi-hidrato, presente no GC.
O resultado da TGA/DTGA é apresentado na Figura 5.6; as perdas de massa e os teores
de di-hidratos (D) e hemi-hidratos (H), presentes no material em estudo, encontram-se nas
Tabelas 5.6 e 5.7; e o cálculo no Apêndice C.
Tabela 5.6 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas TGA/DTGA do GC.
Materiais Perdas de massa (%)
Água livre Materiais voláteis Carbono fixo Cinzas
GC 1,561 5,856 1,138 91,445
Tabela 5.7 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC.
Materiais
Teores (%)
Di-hidrato (CaSO4.2H2O)
Hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O)
outros
GC 0,00 94,45 5,55
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
135
Figura 5.6 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC.
A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 3 picos (A, B e C),
que representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GC, descritas a seguir:
(i) o pico “A”, presente no termograma do GC a 44,39 ºC, representa a perda de massa do
material, relativa à reação da liberação da água livre, cujo teor está exposto na Tabela 5.6;
(ii) o pico “B”, presente no termograma do GC, a 158,14 ºC, representa a perda de massa do
material, relativa à reação da liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,
cujo teor é mostrado na Tabela 5.6 como materiais voláteis;
(iii) o pico “C”, presente no termograma do GC, a 688,78 ºC, representa a perda de massa do
material, relativa à reação da liberação do carbono presente no material, cujo teor é
apresentado na Tabela 5.6.
Por meio da perda de massa registrada no pico “B”, foi possível determinar os teores de
hemi-hidrato (CaSO4·0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4·2H2O) presentes no GC, conforme revela a
Tabela 5.7. Os valores apresentados para o GC são compatíveis com os teores encontrados em
gesso comercial do tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO,
2007).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
136
d) Características Microestruturais Observadas ao MEV
A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiu a observação
morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GC, conforme
mostra a Figura 5.7.
Figura 5.7 – Micrografias do GC nas ampliaçãos de 1.000x e 2.500x.
A observação das micrografias mostrou que o GC é formado por um aglomerado de
microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, podendo apresentar comprimentos
maiores que 20 µm e menores que 10 µm. Há presença de falhas e fraturas nos cristais, sendo
morfologicamente semelhantes àqueles descritos por Lewry e Williamson (1994a) para gesso do
tipo β.
5.2.1.2 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas de gesso comercial produzidas
com relação água/gesso de 0,7 em massa (GC07) e com relação água/gesso de 0,8 em massa
(GC08).
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo
espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e fim de pega, medido
pelo aparelho de Vicat, com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT, 1991b); e (iii) a
cinética da temperatura, em condições pseudoadiabática.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
137
a) Consistência – Mini-Slump
A pasta de GC07 apresentou um espalhamento médio de 78 mm e a pasta de GC08
apresentou um espalhamento médio de 106,40 mm, compatíveis para uso em componentes.
b) Tempo de Pega
Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de GC07 e GC08 são na Tabela
5.8 e na Figura 5.8.
Tabela 5.8 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GC08.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf - ti)
GC07 18 30 12
GC08 25 37 12
Figura 5.8 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GC08.
Os dados relativos aos tempos de pega das pastas de GC07 e GC08 mostraram aumento
nos tempos de início e fim de pega das pastas de GC08, em relação à pasta de GC07.
c) Cinética de Temperaturas
Os valores resultantes do ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as
pastas de GC07 e GC08 são revelados na Tabela 5.9 e na Figura 5.9.
0
10
20
30
40
50
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49
pen
etra
ção
(m
m)
tempo (min)
Tempo de Pega - GC07 e GC08
GC07
GC08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
138
Tabela 5.9 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.
Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética
(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)
GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7
11 44 33
GC08 16 23 43,5 20,5 0,5
8 49 41
T – temperatura t – tempo de ocorrência
Figura 5.9 – Curva de elevação de temperatura das pastas GC07 e GC08.
Os dados do ensaio calorimétrico, exposto na Figura 5.9 e na Tabela 5.9, foram
analisados em função do comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3],
conforme modelo teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf
(2007) (Cap. 2 – 2.5.2). Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o
tempo necessário para alcançar a temperatura máxima e a atividade cinética da pasta de GC08 em
relação à pasta de GC07, conforme indicações a seguir:
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
139
(i) aumento do período de indução de 12 min (GC07) para 16 min (GC08);
(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 44 min (GC07) para
49 min (GC08); e
(iii) redução na atividade cinética nas reações de transformação de 0,7 ºC/min (GC07) para 0,5
ºC/min (GC08).
A análise dos dados relativos ao desenvolvimento da temperatura mostrou que a pasta de GC08
apresentou uma atividade cinética menor que a pasta de GC07, conforme pode ser observado pelo
deslocamento à direita das curvas apresentadas na Figura 5.9.
5.2.1.2.1 Análise das pastas GC07 e GC08 no estado fresco
A comparação entre as propriedades das pastas de GC07 e GC08 no estado fresco
possibilitou afirmar que ocorreu: (i) aumento da fluidez do material; (ii) redução do tempo de
pega e (iii) redução da atividade cinética da pasta de GC08 em relação à pasta de GC07.
O resultado encontrado está em conformidade com o relatado na literatura; o aumento da
relação a/g proporciona, durante o período de hidratação da pasta, a presença de uma solução
com menor concentração de íons de Ca2+
e SO42-
, o que reduz a atividade cinética das reações de
hidratação; retarda a formação dos centros de nucleação e o fechamento tridimensional da
estrutura, devido ao maior distanciamento entre os produtos hidratados da pasta; e,
consequentemente, aumenta o tempo de início e fim de pega do material (KARNI; KARNI, 1995;
LEWRY; WILLIAMSON, 1994a; SING; MIDDENDORF, 2007).
5.2.1.3 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
Os materiais avaliados no estado endurecido foram as pastas de gesso comercial
produzidas com relação água/gesso de 0,7 em massa (GC07) e com relação água/gesso de 0,8 em
massa (GC08).
A análise das pastas foi executada por meio da avaliação das propriedades físicas e
mecânicas da permeabilidade ao ar (K); (ii) da dureza superficial (D); (iii) da resistência à
compressão axial (Rc); (iv) da resistência à tração na flexão (Rf); e (v) das características
microestruturais observadas ao MEV.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
140
a) Permeabilidade ao Ar - K
Os resultados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GC07 e de GC08 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.10 e na
Figura 5.10.
Tabela 5.10 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GC08.
Pastas Idade
7 dias 28 dias
GC07 7,5329 x 10-14
9,3773 x 10-14
GC08 21,2586 x 10-14
26,2773 x 10-14
Figura 5.10 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e GC08.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento das pastas
em estudo para a permeabilidade ao ar – K:
(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC07 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias;
(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC08 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias; e
(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC08 aumentou para as idades de 7 e 28 dias, em
relação aos valores da pasta de GC07.
Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento na permeabilidade ao ar para as
pastas de GC08, em relação à pasta de GC07.
0,0E+00
5,0E-14
1,0E-13
1,5E-13
2,0E-13
2,5E-13
3,0E-13
7 dias 28 dias
K (
mm
²)
tempo (dias)
Evolução de K no Tempo
GC07
GC08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
141
b) Dureza Superficial - D
Os resultados obtidos para a dureza superficial, D, das pastas de GC07 e de GC08 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apontados na Tabela 5.11 e na
Figura 5.11.
Tabela 5.11 - Dureza superficial média (MPa) – GC07 e GC08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21
Figura 5.11 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e GC08.
Os resultados tratados estatisticamente revelaram o seguinte comportamento das pastas,
em estudo para a dureza superficial – D:
(i) a dureza superficial - D da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras idades (1 a 3
dias); aumentou até os 28 dias de idade; e permaneceu constante até a idade de 91 dias;
(ii) a dureza superficial - D da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeiras idades (1, 3
e 7 dias); aumentou até os 28 dias de idade; e diminuiu até a idade de 91 dias; e
(iii) a dureza superficial - D da pasta de GC08, em relação à D da pasta de GC07, não sofreu
alteração na idade de 1 dia e menores nas demais idades.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que a dureza superficial das pastas de
GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.
0
5
10
15
20
25
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
Du
reza
(M
pa)
tempo (dias)
Evolução de D no Tempo
GC07
GC08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
142
c) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os resultados para a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GC07 e de GC08
foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela
5.12 e na Figura 5.12.
Tabela 5.12 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GC08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50
Figura 5.12 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07 e GC08.
Os resultados das pastas, tratados estatisticamente, revelaram o seguinte comportamento
para a resistência à compressão axial – Rc.
(i) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras
idades (1 a 3 dias) e aumentou até a idade de 91 dias;
(ii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeiras
idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 91 dias; e
(iii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC08, em relação à Rc da pasta de GC07,
foi menor nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que à compressão axial das pastas de
GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.
0
2
4
6
8
10
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
Rc
(MP
a)
tempo (dias)
Evolução da Rc no Tempo
GC07
GC08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
143
d) Resistência à Tração na Flexão – Rf
A resistência à tração na flexão - Rf, das pastas de GC07 e de GC08, teve seus dados
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão apresentados na Tabela 5.13 e
na Figura 5.13.
Tabela 5.13 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GC08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96
Figura 5.13 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07 e GC08.
As pastas apresentaram o seguinte comportamento para a resistência à tração na flexão –
Rf .
(i) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras
idades (1 a 3 dias); diminuiu aos 7 dias de idade; aumentou até os 28 dias de idade; e
permaneceu constante até a idade de 91 dias;
(ii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC08 permaneceu constante nas primeira
idades (1, 3 e 7 dias) e aumentou até a idade de 91 dias; e
(iii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC08, em relação à Rf da pasta de GC07,
foi menor nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que a resistência à tração na flexão das
pastas de GC08 diminuiu em relação à pasta de GC07.
0
1
2
3
4
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
Rf
(MP
a)
tempo (dias)
Evolução de Rf no Tempo
GC07
GC08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
144
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
As características microestruturais das pastas de GC07 e GC08, registradas por
observação ao MEV, em diferentes ampliações, permitiram identificar: a morfologia dos cristais;
o arranjo microestrutural (Figuras 5.14 e 5.15) e a composição química semiquantitativa do
material (Figura 5.17).
Figura 5.14 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação 1000x.
Figura 5.15 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GC08, ampliação 2000x.
As Figuras 5.14 e 5.15 mostram as morfologias dos cristais das pastas de GC07 e de
GC08 (CaSO4·2H2O) em diferentes ampliações. Os cristais presentes nas pastas possuem forma
acicular/alongada e em placas, crescem radialmente em forma de tufos; as superfície das faces de
alguns cristais mantêm contato direto entre si e há cristais que se entrelaçam.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
145
As morfologias observadas nas micrografias das pastas de GC07 e GC08 encontram-se
em conformidade com as descritas por Hansen (1930) e Cunnigham, Dunham e Antes (1952), e
registradas por Lewry e Williamson (1994b) e Singh e Middendorf (2007) como ilustra a Figura
5.16.
Figura 5.16 – Morfologia típica das pastas de gesso tipo β – CaSO4.2H2O observadas no MEV
por: (a) Lewry e Williamson (1994b); (b) Singh e Middendorf (2007).
A observação das micrografias apresentadas nas Figuras 5.14 e 5.15 das pastas de GC07
e GC08 permitiu concluir que a pasta de GC08 apresentou um arranjo cristalino mais aberto, com
maior presença de vazios, formado por cristais aciculares com um grau de entrelaçamento
visualmente menor que o da pasta de GC07.
As pastas de GC07 e GC08 foi avaliada pela análise química semiquantitativa obtida
pelo EDS (Figura 5.17), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do
material, que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a
composição química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
Lewry e Williamson (1994b) relatam que a microestrutura da pasta de gesso endurecida
influencia as propriedades físicas e mecânicas das pastas de gesso endurecidas, em particular,
pela porosidade e pela forma de entrelaçamento dos cristais. A redução da porosidade e um maior
entrelaçamento são os responsáveis pelo aumento da resistência mecânica do material.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
146
Figura 5.17 – Diagrama obtido por EDS das pastas GC07 e GC08.
5.2.1.3.1 Análise das pastas GC07 e GC08 no estado endurecido
Os resultados avaliados e analisados para as propriedades físicas e mecânicas das pastas
de GC07 e de GC08, no estado endurecido, mostraram que a K das pastas de GC08 aumentou,
em relação aos valores encontrados para as pastas de GC07, o que corrobora a alteração
observada na microestrutura da pasta e a redução nas demais resistências físicas e mecânicas - S,
Rc e Rf -, conforme também é relatado por Yu e Brouwers (2011).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
147
5.2.2 Gesso de Primeira Reciclagem Reciclagem – GR1C
A partir do GC foram produzidos os resíduos de gesso que serviram de matéria-prima
para a reciclagem. Este resíduo, ao ser reciclado, gerou o GR1C, cuja análise do material contou
com a avaliação das características e propriedades do material na forma em pó, em pastas no
estado fresco e em pastas no estado endurecido, tomando como referência o gesso comercial
(GC).
5.2.2.1 Avaliação do Material em Pó
O gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às
propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais, por
meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por
observação direta no microscópio eletrônico de varredura (MEV).
a) Propriedades Físicas
As propriedades físicas avaliadas para o gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C)
foram: (i) a granulometria (curva granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo
característico - φmax); (ii) a massa unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície
específica – S.
Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR1C e o GC de referência são
estão nas Tabelas 5.14 e 5.15 e na Figura 5.18.
Tabelas 5.14 – Percentuais de massa retidas nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC e do
GR1C, em pó – valores médios.
Peneiras GC - média GR1C – média
% retida % retida acum. % retida % retida acum.
# 0,840 mm 0,00 0,00 0,40 0,40
# 0,420 mm 0,00 0,00 1,81 2,21
# 0,210 mm 0,62 0,62 11,14 13,35
# 0,105 mm 4,66 5,28 8,33 21,68
fundo 94,72 100,00 78,32 100,00
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
148
Figura 5.18 – Curva Granulométrica do GC e do GR1C.
Tabela 5.15 – Propriedades físicas do GC e do GR1C, em pó – valores médios.
Materiais Propriedades
MF φmax (mm) Mu (kg/m3) ρ (kg/m
3) S (m
2/kg)
GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524
GR1C 0,38 0,420 429,37 2.550 634,457
Os dados tratados estatisticamente revelaram que: (i) os valores da massa específica (ρ)
e da superfície específica (S) do GR1C e do GC são estatisticamente iguais; (ii) os valores da
massa unitária (Mu) do GR1C é menor que o valor do GC; e (iii) os valores de módulo de finura
(MF) e diâmetro máximo característico (φmax) do GR1C são maiores que os valores do GC,
indicando a obtenção de um material com característica granulométrica mais grossa que a
referência.
As propriedades físicas analisadas, em conformidade com os limites especificados pela
NBR 13.207 (ABNT, 1994), mostraram que o GR1C atende à especificação de granulometria
para o gesso fino de construção (MF < 1,10) e apresentou um valor, para massa unitária (Mu)
inferior ao especificado (Mu > 700 kg/m3).
b) Características Químicas
As características químicas avaliadas para o gesso reciclado (GR1C) foram: (i) o teor de
água livre; (ii) o teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO) e; (iv) o teor
de anidrido sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT,
1991d), cujos valores são apresentados na Tabela 5.16.
0
20
40
60
80
100
Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840
% r
et. a
cum
.
abertura das peneiras (mm)
Curvas Granulométicas - GC e GR1C
GC
GR1C
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
149
Tabela 5.16 – Características químicas do GC e GR1C.
Materiais Teores (%)
Água livre Água cristalização CaO SO3
GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)
GR1C 0,85 (± 0,09) 2,96 (± 0,22) 39,0 (± 0,5) 49,4 (± 2,0)
As características químicas analisadas, em conformidade com os limites especificados
pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), mostraram que o GR1C e o GC atendem às especificações do
teor de água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançaram os limites do
teor água de cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).
c) Difração de raios-X - DRX
O gesso reciclado (GR1C) foi avaliado por DRX identificando as fases cristalinas: (i) de
sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado
(CaSO4·2H2O) e; (iii) de sulfato de cálcio anidro (CaSO4). O difratograma do GR1C é
apresentado na Figura 5.19 e no Apêndice E.
A análise dos difratogramas mostrou que o GR1C e o GC apresentaram uma alta
incidência de hemi-hidratados e uma pequena incidência de di-hidratos e anidritas. Ao analisar os
dois difratogramas, foi possível observar uma maior incidência de di-hidratos no GR1C, em
relação ao GC.
d) Análises Térmicas – TG/DTG
A técnica de análise térmica utilizada neste estudo foi a termogravimetria e sua derivada
(TGA/DTGA). Por meio das perdas de massa registradas nas curvas da análise térmica, foi
possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os valores do
teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato presentes no GC e no GR1C.
Os resultados estão na Figura 5.20; as perdas de massa e os teores de di-hidratos (D) e
hemi-hidratos (H) presentes nos materiais em estudo, nas Tabelas 5.17 e 5.18; e o cálculo no
Apêndice C.
A análise das curvas termogravimétricas permitiu identificar 3 picos (A, B e C) que
representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GC e no GR1C, descritas a
seguir:
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
150
Figura 5.19 – Difratograma do GC e do GR1C.
Tabela 5.17 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR1C.
Materiais Perdas de massa (%)
Água livre Materiais voláteis Carbono fixo Cinzas
GC 1,561 5,856 1,138 91,445
GR1C - 7,914 - -
Tabela 5.18 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR1C.
Materiais
Teores (%)
Di-hidrato (CaSO4.2H2O)
Hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O)
outros
GC 0,00 94,45 5,55
GR1C 10,92 89,08 0,63
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
151
Figura 5.20 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GC e do GR1C.
(i) o pico “A”, presente no termograma do GC a 44,39 ºC, representa a perda de massa do
material relativa à reação de liberação da água livre, cujo teor é revelado na Tabela 5.17. O
GR1C não apresentou esta transformação;
(ii) o pico “B” presente no termograma do GC, a 158,14 ºC, e do GR1C, a 124,71 ºC,
representa a perda de massa do material relativa à reação de liberação da água de
cristalização dos produtos hidratados, cujo teor é apresentado na Tabela 5.17 como
materiais voláteis; e
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
152
(iii) o pico “C”, presente no termograma do GC, a 688,78 ºC, e do GR1C, a 650,33 ºC,
representa a perda de massa do material relativa à reação da liberação do carbono presente
no material, cujo teor a Tabela 5.17 revela.
Por meio da perda de massa registrada no pico “B”, foi possível determinar os teores de
hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4.2H2O) presentes no GC e no GR1C, como
mostra a Tabela 5.18. O GR1C contém um teor de di-hidrato maior que o GC, entretanto
compatível com os teores encontrados em gesso comercial do tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN;
FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007).
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiu a observação
morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) dos GC e GR1C,
como apresentam as Figuras 5.21 e 5.22.
Figura 5.21 – Micrografias do GC nas ampliações de 1.000x e 2.500x.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
153
Figura 5.22 – Micrografias do GR1C nas ampliações de 1.000x e 3.000x.
A observação das micrografias mostra que o GC e o GR1C são formados por um
aglomerado de microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, podendo apresentar
comprimentos maiores que 20 µm e menores que 10 µm, com falhas e fraturas nos cristais. É
possível afirmar que o GR1C e o GC são formados por cristais morfologicamente semelhantes e,
segundo Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β.
A análise das propriedades do GR1C revelou que o material reciclado possui
características químicas e microestruturais semelhantes ao GC. Difere do GC pela presença de di-
hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição conforme resultados obtidos por DRX e TGA/DTGA.
5.2.2.2 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
Foram avaliadas no estado fresco foram as pastas de gesso comercial (GC07) e de gesso
reciclado de primeiro ciclo (GR1C07), produzidas com relação água/gesso de 0,7 em massa.
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo
espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e de fim pega, medido
pelo aparelho de Vicat, com base nas recomendações da NBR 12.128 (ABNT, 1991b); e (iii) a
cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.
a) Consistência – Mini-Slump
A pasta de gesso comercial (GC07) apresentou um espalhamento médio de 78 mm e a
pasta de GR1C não apresentou espalhamento.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
154
b) Tempo de Pega
Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de gesso comercial e reciclados
são apresentados na Tabela 5.19 e na Figura 5.23.
Tabela 5.19 – Tempo de pega para as pastas GC07 e GR1C07.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf - ti)
GC07 18 30 12
GR1C07 12 25 13
Figura 5.23 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07.
Os dados para os tempos de pega das pastas de GC07 e GR1C07 mostraram redução nos
tempos de início e fim de pega das pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.
c) Cinética de Temperaturas
Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as
pastas de GC07 e GR1C07, são revelados na Tabela 5.20 e na Figura 5.24.
Os dados do ensaio calorimétrico, representados na Figura 5.20, foram analisados em
função do comportamento cinético das pastas, durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo
teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf (2007) (Cap. 2 –
2.5.2). Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário
para alcançar a temperatura máxima e, a atividade cinética da pasta de GR1C07 em relação à
pasta de GC07, conforme descrito a seguir:
(i) redução do período de indução de 12 min (GC07) para 3 min (GR1C07);
0
10
20
30
40
50
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49
pen
etra
ção
(m
m)
tempo (min)
Tempo de Pega - GC07 e GR1C07
GC07
GR1C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
155
(ii) redução do tempo necessário para alcanças a temperatura máxima de 44 min (GC07) para
22 min (GR1C07); e
(iii) aumento da atividade cinética nas reações de transformação de 0,7 ºC/min(GC07) para 1,3
ºC/min (GR1C07).
Tabela 5.20 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07.
Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética
(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)
GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7
11 44 33
GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3
2 22 22
T – temperatura t – tempo de ocorrência
Figura 5.24 – Curvas de elevação da temperatura das pastas de GC07 e GR1C07.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
156
A análise dos dados do ensaio calorimétrico mostrou que a pasta de GR1C07 apresentou
uma atividade cinética maior que a pasta de GC07, conforme pode ser observado pelo
deslocamento à esquerda da curva apresentada na Figura 5.24.
5.2.2.2.1 Análise das pastas GC07 e GR1C07 no estado fresco
A comparação das propriedades da pasta de GR1C07 e GC07 no estado fresco
possibilitou afirmar que ocorreu: (i) redução na fluidez do material; (ii) redução no tempo de
pega; e (iii) aumento na atividade cinética, da pasta de GR1C07 em relação à pasta de GC07.
Segundo John e Cincotto (2007), a água requerida para manter a fluidez das pastas de
gesso depende da superfície específica e da distribuição granulométrica das partículas (DTP) e,
em geral, quanto maior a área específica, maior a quantidade de água. Ye et al. (2011) relatam
que a água requerida para manter a trabalhabilidade/fluidez da pasta de gesso é função DTP do
material em pó, e varia em função do diâmetro característico da partícula (finura do material) e
do coeficiente de uniformidade (tamanho da distribuição do diâmetro).
Em geral, o aumento do diâmetro característico reduz a quantidade da água de
amassamento, e o aumento do coeficiente de uniformidade aumenta a quantidade de água
requerida. Entretanto, pequenas modificações na DTP, em relação ao coeficiente de
uniformidade, podem reduzir a fluidez das pastas, mesmo quando os materiais possuírem a
mesma superfície específica (YE et al., 2011).
No presente estudo, o GR1C apresentou mesma superfície específica e granulometria
mais grossa que o GC, o que não justifica a redução de fluidez apresentada pela pasta de GR1C07
em relação à pasta de GC07. Entretanto, os ensaios não permitiram avaliar os parâmetros da
DTP. Em virtude da perda de fluidez da pasta de GR107, supõe-se que a diferença entre o
comportamento das pastas de GR1C07 e GC07 esteja relacionada a possíveis alterações na DTP,
que influenciam no empacotamento do material em pó, cujo reflexo pode ser percebido na
redução do valor da Mu.
A redução do tempo de pega e o aumento da cinética das reações estão relacionados com
o teor das frações e da reatividade dos seus constituintes: - anidrita III > hemi-hidrato > anidrita
II > anidrita I, bem como a presença de impurezas como a gipsita não calcinada – sulfato de
cálcio di-hidratado -, que atua como núcleo de cristalização, aumentando a cinética das reações
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
157
de hidratação e a pega do material (GMOUH et al.,2003; JOHN; CINCOTTO, 2007; LEWRY;
WILLIAMSON, 1994 b; SONG et al., 2010).
O GR1C, embora similar ao GC, apresentou como um de seus constituintes o sulfato de
cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), em teores maiores que os presentes no GC, conforme
registrado na análise de DRX e TGA/DTGA, o que justifica a redução do tempo de pega e o
aumento da cinética apresentada pelas pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.
5.2.2.3 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
Os materiais avaliados no estado endurecido foram as pastas de gesso comercial (GC07)
e de gesso reciclado de primeiro ciclo (GR1C07), produzidas com relação água/gesso de 0,7, em
massa.
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas foram a permeabilidade ao ar (K); (ii) a
dureza superficial (D); (iii) a resistência à compressão axial (Rc); (iv) a resistência à tração na
flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observadas ao MEV.
a) Permeabilidade ao Ar - K
Os resultados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR1C07 e de GC07 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.21 e
Figura 5.25.
Figura 5.25 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07 e GR1C07.
0,00E+00
1,00E-14
2,00E-14
3,00E-14
4,00E-14
5,00E-14
6,00E-14
7,00E-14
8,00E-14
9,00E-14
1,00E-13
1,10E-13
7 dias 28 dias
K (
mm
²)
tempo (dias)
Evolução de K no Tempo
GC07
GR1C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
158
Tabela 5.21 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07 e GR1C07.
Pastas Idade
7 dias 28 dias
GC07 7,5329 x 10-14
9,3773 x 10-14
GR1C07 2,17906 x 10-14
2,5258 10-14
Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento para a
permeabilidade ao ar – K:
(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GC07 aumentou entre as idades de 7 e 28 dias;
(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07 permaneceu constante entre as idades de 7
e 28 dias; e
(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em
relação aos valores da pasta de GC07.
Os dados tratados estatisticamente revelaram redução na permeabilidade ao ar para as
pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.
b) Dureza Superficial - D
Os resultados para a dureza superficial, D, das pastas de GR1C07 e de GC07 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios constam na Tabela 5.22 e Figura
5.26.
Figura 5.26 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07 e GR1C07.
0
5
10
15
20
25
30
35
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução de D no Tempo
GC07
GR1C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
159
Tabela 5.22 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, e GR1C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que as pastas em estudo apresentaram
o seguinte comportamento para a dureza superficial – D:
(i) a dureza superficial - D da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras idades (1 a 3
dias); aumentou até os 28 dias de idade; e permaneceu constante até a idade de 91 dias;
(ii) a dureza superficial - D da pasta de GR1C07 aumentou nas primeiras idades (1, 3 e 7 dias);
manteve constância nas idades de 3 e 7 dias; e aumentou até a idade de 91 dias; e
(iii) a dureza superficial - D da pasta de GR1C07, em relação à D da pasta de GC07, não sofreu
alteração na idade de 7 dias e aumentou a dureza nas demais idades;
Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento na dureza superficial das pastas
de GR1C07, em relação à pasta de GC07.
c) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os resultados encontrados para a resistência das pastas de GR1C07 e de GC07 à
compressão axial, Rc, foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são
apresentados na Tabela 5.23 e na Figura 5.27.
Figura 5.27 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07 e
GR1C07.
0
2
4
6
8
10
12
14
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(MP
a)
tempo (dias)
Evolução da Rc no Tempo
GC07
GR1C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
160
Tabela 5.23 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07 e GR1C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69
Os resultados das pastas tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento
das pastas em estudo para a resistência à compressão axial – Rc.
(i) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras
idades (1 a 3 dias) e aumentou até a idade de 91 dias;
(ii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GR1C07 permaneceu constante nas
primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 91 dias; e
(iii) a resistência à compressão axial - Rc da pasta de GR1C07, em relação à Rc da pasta de
GC07, aumentou nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente denotaram aumento da resistência à compressão axial
das pastas de GR1C07, em relação à pasta de GC07.
d) Resistência à Tração na Flexão – Rf
A resistência à tração na flexão, Rf, das pastas de GR1C07 e de GC07 foi tratada
estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela 5.24 e Figura
5.28.
Figura 5.28 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07 e
GR1C07.
0
1
2
3
4
5
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da Rf no Tempo
GC07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
161
Tabela 5.24 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07 e GR1C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43
Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento das pastas
em estudo para a resistência à tração na flexão – Rf :
(i) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GC07 permaneceu constante nas primeiras
idades (1 a 3 dias); diminuiu aos 7 dias de idade; aumentou até os 28 dias de idade e
permaneceu constante até a idade de 91 dias;
(ii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GR1C07 permaneceu constante nas
primeira idades (entre 1 e 7 dias); aumentou até os 28 dias de idade e diminuiu na idade de
91 dias;
(iii) a resistência à tração na flexão – Rf da pasta de GR1C07, em relação à Rf da pasta de GC07,
não sofreu alteração na idade de 91 dias; aumentou nas idades de 1, 3, 7 e 28 dias.
Os dados tratados estatisticamente assinalaram aumento na resistência à tração na flexão
das pastas de GR1C07 em relação à pasta de GC07.
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
As características microestruturais das pastas de GC07 e GR1C07 foram registradas por
observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a morfologia dos cristais; o
arranjo microestrutural (Figuras 5.29 a 5.31); e a composição química semiquantitativa do
material (Figuras 5.32).
As Figuras 5.29 a 5.31 mostram as morfologias dos cristais das pastas de GC07 e de
GR1C07 (CaSO4·2H2O) em diferentes ampliações. Os cristais presentes nas pastas possuem
forma acicular/alongada e em placas, crescem radialmente em forma de tufos, alguns cristais
mantêm contato direto entre as superfícies de suas faces, e há cristais que se entrelaçam.
As morfologias observadas nas micrografias das pastas de GC07 e de GR1C07
encontram-se em conformidade com as descritas por Hansen (1930) e Cunnigham, Dunham e
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
162
Antes (1952), e registradas por Lewry e Williamson (1994b) e Singh e Middendorf (2007) como
ilustra a Figura 5.16.
Na análise das micrografias nas Figuras 5.29 a 5.31 das pastas de GC07 e de GR1C07
permitiu observar-se que a pasta de GR1C07 apresentou um arranjo cristalino mais fechado, com
menor presença de vazios, formado por cristais aciculares com um grau de entrelaçamento
visualmente maior que o da pasta de GC07.
A pasta de GR1C07 foi avaliada pela análise química semiquantitativa obtida pelo EDS
(Figuras 5.32), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do material,
que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a composição
química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
Figura 5.29 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação 1000x.
Figura 5.30 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação 2000x.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
163
Figura 5.31 – Micrografias típicas das pastas de (a) GC07 e (b) GR1C07, ampliação 4000x.
Figura 5.32 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1C07.
A alteração do arranjo cristalino apresentado pela pasta de GR1C07, em relação à pasta
de GC07, está relacionada à presença de grãos de sulfato de cálcio di-hidratado no material em pó
(DRX e TGA/DTGA), que dependendo dos teores, modifica a cinética da hidratação da pasta,
pois os grãos atuam como centros adicionais de nucleação, acelerando o tempo de pega do
material, proporcionando à pasta endurecida uma estrutura com maior grau de entrelaçamento e
redução dos vazios na estrutura do material, conforme relatado por Gmouh et al., (2003) (Figura
5.33).
Lewry e Williamson (1994b) relatam que a microestrutura da pasta de gesso endurecida
influencia suas propriedades físicas e mecânicas, em particular pela porosidade e pela forma de
entrelaçamento dos cristais, cuja redução e maior entrelaçamento são os responsáveis pelo
aumento da resistência mecânica do material.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
164
Figura 5.33 – Morfologia das pastas de gesso tipo β (a) e gesso tipo β com adição de
grãos de gipsita– CaSO4.2H2O.
Fonte: GMOUH et al., (2003).
5.2.2.3.1 Análise das pastas GC07 e GR1C07 no estado endurecido
Os resultados avaliados e analisados para as propriedades físicas e mecânicas das pastas
de GC07 e de GR1C07, no estado endurecido, mostraram que a K das pastas de GR1C07 foi
reduzida em relação aos valores encontrados para as pastas de GC07, o que corrobora a alteração
na microestrutura da pasta e o acréscimo nas demais resistências físicas e mecânicas - S, Rc e Rf -,
conforme também é relatado por Yu e Brouwers (2011).
A avaliação do GR1C, gerado pelo processo de reciclagem definido no item 5.1, com
MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência em estufa de 1 h,
apresentou propriedades físicas e mecânicas melhoradas, no estado endurecido, em relação às do
GC. Entretanto, no estado fresco ocorreu a perda de trabalhabilidade necessária ao material para
aplicação em componentes para a construção civil.
A perda de trabalhabilidade/fluidez das pastas produzidas com o GR1C foi justificada
pela possível alteração na distribuição do tamanho das partículas (DTP) em relação ao GC, que,
embora apresente um MF maior que o do GC, pode possuir um coeficiente de uniformidade1 que
requeira um maior consumo de água para a homogeneização do material (YE, et al., 2011).
1 Coeficiente de uniformidade – tamanho da distribuição do grão.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
165
5.2.3 Gesso de Terceira Reciclagem – GR3C
A partir do resíduo de gesso calcinado três vezes, foi gerado o gesso reciclado de
terceiro ciclo (GR3C), que foi selecionado para análise e avaliação quanto às características e
propriedades do material na forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado
endurecido, tomando como referência o GR1C e o GC.
5.2.3.1 Avaliação do Material em Pó
O gesso reciclado de terceiro ciclo (GR3C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às
propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais, por
meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X e por
observação direta no microscópio eletrônico de varredura (MEV).
a) Propriedades Físicas
As propriedades físicas avaliadas para o GR3C foram: (i) a granulometria (curva
granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico - φmax); (ii) a massa
unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.
Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR3C e suas referências (GR1C e
GC) são apresentados nas Tabelas 5.25 e 5.26 e na Figura 5.34.
Tabelas 5.25 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC, do
GR1C, e do GR3C em pó – valores médios.
Peneiras GC CR1C GR3C
% retida ∑ % retida % retida ∑ % retida % retida ∑ % retida
# 0,840 mm 0,00 0,00 0,40 0,40 0,05 0,05
# 0,420 mm 0,00 0,00 1,81 2,21 2,39 2,44
# 0,210 mm 0,62 0,62 11,14 13,35 12,66 15,10
# 0,105 mm 4,66 5,28 8,33 21,68 8,27 23,37
fundo 94,72 100,00 78,32 100,00 76,63 100,00
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
166
Figura 5.34 – Curva Granulométrica do GC, do GR1C e do GR3C.
Tabela 5.26 – Propriedades físicas do GC, GR1C e do GR3C, em pó – valores médios.
Materiais Propriedades
MF φmax (mm) Mu (kg/m3) ρ (kg/m
3) S (m
2/kg)
GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524
GR1C 0,38 0,420 429,37 2.550 634,457
GR3C 0,41 0,420 384,54 2.550 626,623
Os dados tratados estatisticamente revelaram que: (i) os valores da massa específica (ρ)
do GR3C, do GR1C e do GC são estatisticamente iguais; (ii) os valores da superfície específica
do GR3C, do GR1C e do GC são estatisticamente iguais (S); (iii) os valores da massa unitária
(Mu) do GR3C é menor que o do GR1C e menor que o valor do GC – GR3C < GR1C < GC e (iv)
os valores de módulo de finura (MF) e diâmetro máximo característico (φmax) do GR3C são iguais
aos do GR1C e são maiores que os valores do GC, indicando a obtenção de um material com
característica granulométrica iguais ao do GR1C, o que era intencional.
As propriedades físicas analisadas, em conformidade com os limites especificados pela
NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR3C atende à especificação de granulometria para
o gesso fino de construção (MF < 1,10) e apresentou um valor, para massa unitária (Mu) inferior
ao especificado (Mu > 700 kg/m3).
0
20
40
60
80
100
Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840
% r
et. a
cum
.
abertura das peneiras (mm)
Curvas Granulométicas - GC, GR1C e GR3C
GC
GR1C
GR3C
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
167
b) Características Químicas
As características químicas avaliadas para o GR3C foram: (i) o teor de água livre; (ii) o
teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO) e (iv) o teor de anidrido
sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), cujos
valores são apresentados na Tabela 5.27.
Tabela 5.27 – Características químicas do GC, GR1C e GR3C.
Materiais Teores (%)
Água livre Água cristalização CaO SO3
GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)
GR1C 0,85 (± 0,09) 2,96 (± 0,22) 39,0 (± 0,5) 49,4 (± 2,0)
GR3C 1,03 (± 0,09) 1,91 (± 0,23) 39,3 (± 1,1) 47,0 (± 1,3)
As características químicas analisadas, em conformidade com os limites especificados
pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR3C atende às especificações do teor de
água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançaram os limites do teor água
de cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).
c) Difração de raios-X - DRX
O GR3C foi avaliado por DRX identificando as fases cristalinas: (i) de sulfato de cálcio
hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O) e (iii) de
sulfato de cálcio anidro (CaSO4).
O resultado do difratograma é apresentado na Figura 5.35. A análise mostrou que o
GR3C apresentou uma alta incidência de hemi-hidratatos e uma pequena incidência de di-
hidratos e anidritas.
Ao comparar o difratograma do GR3C com os difratogramas do GR1C e GC foi
possível observar a ausência da incidência de raios referentes aos di-hidratos presentes no GR1C
e a semelhança com as incidências dos raios presentes no GC.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
168
Figura 5.35 – Difratogramas dos GC, GR1C e GR3C.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
169
d) Análises Térmicas – TGA/DTGA
A técnica de análise térmica utilizada neste estudo foi a termogravimetria e sua derivada
(TGA/DTGA). Por meio das perdas de massa registradas nas curvas da análise térmica, foi
possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os valores do
teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato, presentes no GR3C.
Os resultados são apresentados na Figura 5.36. As perdas de massa e os teores de di-
hidratos (D) e hemi-hidratos (H), presentes nos materiais em estudo nas Tabelas 5.28 e 5.29, e o
cálculo no Apêndice C.
Figura 5.36 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR3C.
Tabela 5.28 – Perdas de massa registradas nos acidentes térmicos das curvas TGA/DTGA do GC,
do GR1C e do GR3C.
Materiais Perdas de massa (%)
Água livre Materiais voláteis Carbono fixo Cinzas
GC 1,561 5,856 1,138 91,445
GR1C - 7,914 - -
GR3C 1,267 6,091 1,108 91,534
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
170
Tabela 5.29 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC, no GR1C e no GR3C.
Materiais
Teores (%)
Di-hidrato (CaSO4.2H2O)
Hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O)
Outros
GC 0,00 94,45 5,55
GR1C 10,92 89,08 0,63
GR3C 0,00 98,24 1,76
A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 3 picos (A, B e C)
que representam as transformações térmicas, significativas, ocorridas no GR3C, que são descritas
a seguir:
(i) o pico “A” presente no termograma do GR3C, a 42,39 ºC representa a perda de massa do
material relativa à reação de liberação da água livre, cujo teor é apresentado na Tabela 5.28;
(ii) o pico “B” presente no termograma do GR3C, a 153,34 ºC representa a perda de massa do
material relativa à reação de liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,
cujo teor é apresentado na Tabela 5.28 como materiais voláteis; e
(iii) o pico “C” presente no termograma do GR3C, a 647,77 ºC, representa a perda de massa do
material relativa à reação da liberação do carbono presente no material, cujo teor é
apresentado na Tabela 5.28.
Por meio da perda de massa registrada no pico “B”, foi possível determinar os teores de
hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4.2H2O) presentes no GR3C, conforme
demonstra a Tabela 5.29. Os valores revelados são compatíveis com os teores encontrados em
gesso comercial do tipo β, similares aos do GC e diferem do GR1C pela ausência de di-hidratos
(CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007).
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV), permitiu a observação
morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GR3C (Figura
5.37).
A observação das micrografias mostra que o GR3C são formados por um aglomerado de
microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, falhas e fraturas, semelhantes aos
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
171
descritos por Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β e semelhantes aos do GR1C
e do GC (Figuras 5.7 e 5.21).
A análise das propriedades do GR3C mostrou que o material reciclado apresenta
características químicas e microestruturais semelhantes ao GR1C e ao GC, diferindo do. GR1C
pela ausência de di-hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição (DRX e TGA/DTGA).
Figura 5.37 – Micrografias do GR3C nas ampliações de 1.000x e 2.500x.
5.2.3.2 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
O material avaliado no estado fresco foi a pasta de GR3C07, produzida com relação
água/gesso de 0,7 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GR1C07 e
GC07.
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo
espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e fim de pega, medido
pelo aparelho de Vicat; e (iii) a cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.
a) Consistência – Mini-Slump
A pasta de GR3C07 não apresentou espalhamento pelo método do mini-slump,
mostrando o mesmo comportamento da pasta de GR1C07, porém com maior dificuldade de
homogeneização, sendo necessário empregar mais energia na mistura e na moldagem dos corpos
de prova.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
172
b) Tempo de Pega
Os resultados obtidos para os tempos de pega das pastas de GR3C07, GR1C07 e GC07
são apresentados na Tabela 5.30 e na Figura 5.38.
Tabela 5.30 – Tempo de pega para as pastas de GC07, GR1C07 e GR3C.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf – ti)
GC07 18 30 12
GR1C07 12 25 13
GR3C07 6 12 6
Figura 5.38 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07.
Os dados para os tempos de pega das pastas de GR3C07 mostraram redução nos tempos
de início e fim de pega das pastas de GR3C07 em relação à pasta de GR1C07 e GC07, bem como
reduziu o tempo necessário para o seu endurecimento.
c) Cinética de Temperatura
Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em meio pseudo-adiabático, para a pasta de
GR3C são revelados na Tabela 5.31 e na Figura 5.39.
0
10
20
30
40
50
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49
pen
etra
ção
(m
m)
tempo (min)
Tempo de Pega - GC07, GR1C07 e GR3C07
GC07
GR1C07
GR3C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
173
Figura 5.39 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C.
Tabela 5.31 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GR1C07.
Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética
(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)
GC07 12 23,6 46,7 23,1 0,7
11 44 33
GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3
2 22 22
GR3C07 4 27,6 53,6 26,0 1,3
3 23 20
T – temperatura t – tempo de ocorrência
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
174
Os dados obtidos no ensaio calorimétrico foram analisados em função comportamento
cinético, da pasta de GR3C desenvolvidos durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo
teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf (2007) (Cap. 2 –
2.5.2).
Nesse sentido, foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário
para alcançar a temperatura máxima e a atividade cinética da pasta de GR3C07 em relação à
pasta de GR1C07, conforme os itens a seguir:
(i) aumento do período de indução de 3 min (GR1C) para 4 min (GR3C);
(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 22 min (GR1C) para
23 min (GR3C);
(iii) mesma atividade cinética nas reações de transformação da ordem de 1,3 ºC/min para as
duas pastas.
A análise dos dados, referente ao desenvolvimento do calor de hidratação, mostrou que a
pasta de GR3C07 apresentou mesma atividade cinética que a pasta de GR1C07, conforme pode
ser observado nas curvas apresentadas na Figura 5.39. As diferenças no tempo de indução e no
tempo para alcançar a temperatura máxima não são significativas, de forma que é possível
afirmar que as pastas de GR3C07 e GR1C07 apresentaram o mesmo comportamento cinético.
5.3.2.1 Análise das pastas GC07, GR1C07 e GR3C07 no estado fresco
Quando analisada, em conjunto, as propriedades avaliadas para a pasta de GR3C07, no
estado fresco, foi possível afirmar que a pasta de GR3C07 e a pasta de GR1C07 apresentaram: (i)
mesma fluidez; (ii) mesmo comportamento cinético e (iii) redução no tempo de pega da pasta de
GR3C07 em relação à pasta de GR1C07.
Segundo John e Cincotto (2007) e Karni e Karni (1995), a pega e o endurecimento das
pastas de gesso dependem de fatores como a presença de impurezas, a fração de seus
constituintes, a finura e a forma dos grãos, a relação água/gesso, a temperatura da água de
amassamento, a velocidade e o tempo de mistura e a presença de aditivos.
As pastas de GR3C07 e GR1C07 foram produzidas sem aditivos, com mesma relação
a/g, com mesma temperatura da água de amassamento, tendo sido necessário, entretanto,
empregar mais energia na mistura da pasta de GR3C07 para promover a sua homogeneização.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
175
Isso indica que a pasta produzida com o GR3C necessitava de uma relação a/g maior que 0,7 para
manter a velocidade e o tempo de mistura utilizado na produção da pasta de GR1C07.
Essa necessidade está relacionada às características químicas e físicas do GR3C. Entre
as características e propriedades avaliadas do material em pó, a única alteração que justifica o
comportamento da pasta é a redução da Mu, indicando uma provável alteração na DTP e seus
efeitos sobre o material no estado fresco (YE et al.,2011).
5.2.3.3 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
O material avaliado no estado endurecido foi a pasta de GR3C07, produzida com relação
água/gesso de 0,7 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GR1C07 e
GC07.
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a permeabilidade ao ar (K); (ii) a
dureza superficial (D); (iii) a resistência à compressão axial (Rc); (iv) a resistência à tração na
flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observados na MEV.
a) Permeabilidade ao Ar - K
Os resultados encontrados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR3C07, de
GR1C07 e de GC07 foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são
apresentados na Tabela 5.32 e na Figura 5.40.
Tabela 5.32 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR3C07.
Pastas Idade
7 dias 28 dias
GC07 7,5329 x 10-14
9,3773 x 10-14
GR1C07 2,17906 x 10-14
2,5258 x 10-14
GR3C07 2,1505 x 10-14
2,66353 x 10-14
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
176
Figura 5.40 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07 e
GR31C07.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR3C07 apresentou o
seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:
(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 permaneceu constante entre as idades de 7
e 28 dias;
(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 permaneceu constante para as idades de 7 e
28 dias, em relação à pasta de GR1C07; e
(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR3C07 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em
relação à pasta de GC07.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que não houve redução na permeabilidade
ao ar para as pastas de GR3C07, em relação à pasta de GR1C07.
b) Dureza Superficial - D
Os resultados encontrados para a dureza superficial, D, da pasta de GR3C07 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são indicados na Tabela 5.33 e na
Figura 5.41.
0,00E+00 1,00E-14 2,00E-14 3,00E-14 4,00E-14 5,00E-14 6,00E-14 7,00E-14 8,00E-14 9,00E-14 1,00E-13 1,10E-13
7 dias 28 dias
K (
mm
²)
tempo (dias)
Evolução de K no Tempo
GC07
GR1C07
GR3C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
177
Tabela 5.33 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47
GR3C07 17,39 12,43 12,77 30,25 15,84
Figura 5.41 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR3C07 apresentou o
seguinte comportamento para a dureza superficial – D:
(i) a dureza superficial - D das pastas GR3CO7 diminuiu a dureza nas primeiras idades (3 e 7
dias); permaneceu constante entre as idades de 3 e 7 dias; aumentou entre as idades de 7 e
28 dias; diminuiu na idade de 91 dias;
(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR3C07 em relação ao GR1C07 aumentou nas
idades de 1 e 28 dias, diminuiu nas idades de 3 e 91 dias e permaneceu constante na idade
de 7 dias; e
(iii) a dureza superficial - D das pastas de GR3C07 em relação ao GC07 não sofreu alteração na
idade de 7 dias, aumentou nas idades de 1, 3 e 28 dias e diminuiu na idade de 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de D,
nas pastas de GR3C07, com os valores de D nas pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor
desempenho do que as pastas de GC07.
0
5
10
15
20
25
30
35
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução de D no Tempo
GC07
GR1C07
GR3C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
178
c) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os resultados encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, da pasta de GR3C07
foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão apresentados na Tabela
5.34 e na Figura 5.42.
Tabela 5.34 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69
GR3C07 5,44 5,45 5,61 12,45 10,49
Figura 5.42 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC07, GR1C07
e GR3C07.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR3C07, apresentou o
seguinte comportamento para a resistência à compressão axial – Rc.
(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR3CO7 permaneceu constante nas primeiras
idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias;
(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR3C07, em relação ao GR1C07 não sofreu
alteração na idade de 7 dias, diminuiu nas idades de 1, 3 e 91 dias de idade e aumentou na idade
de 28 dias; e
(iii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR3C07, em relação ao GC07 aumentou nas
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.
0
2
4
6
8
10
12
14
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(MP
a)
tempo (dias)
Evolução da Rc no Tempo
GC07
GR1C07
GR3C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
179
Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de Rc
das pastas de GR3C07 com os valores de Rc das pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor
desempenho do que as pastas de GC07.
d) Resistência à Tração na Flexão – Rf
Os resultados da resistência à tração na flexão, Rf, da pasta de GR3C07 foram tratados
estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são indicados na Tabela 5.35 e na Figura
5.43.
Tabela 5.35 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR3C07.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43
GR3C07 3,06 2,84 2,62 4,31 4,43
Figura 5.43 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07
e GR3C07.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a resistência à tração na flexão –
Rf , na pasta de GR3C07 apresentou o seguinte comportamento:
(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR3C07 permaneceu constante nas
primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; permaneceu constante até
a idade de 91 dias;
0
1
2
3
4
5
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da Rf no Tempo
GC07
GR1C07
GR3C07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
180
(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR3C07, em relação ao GR1C07 não
sofreu alteração nas idades de 7 e 28 dias; aumentou nas idades de 1, 3, e 91 dias; e
(iii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR3C07, em relação ao GC07 aumentou
nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que houve similaridade nos valores de Rf
das pastas de GR3C07 com os valores de Rf das pastas de GR1C07, ambas apresentando melhor
desempenho que as pastas de GC07.
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
As características microestruturais da pasta de GR3C07 foram registradas por
observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a morfologia dos cristais; o
arranjo microestrutural (Figuras 5.45 a 5.47) e a composição química semiquantitativa do
material (Figuras 5.44).
As micrografias das Figuras 5.45 a 5.47 mostram que a morfologia e o arranjo
microestrutural da pasta de GR3C07 (CaSO4.2H2O) se apresentam em conformidade com o
relatado na literatura para gesso do tipo β e discutido no item 5.2.1.3.
A observação das micrografias permitiu registrar a similaridade do arranjo cristalino da
pasta de GR3C07 com o da pasta de GR1C07. Entretanto, o arranjo cristalino da pasta de
GR3C07 foi constituído por cristais aciculares, visualmente mais robustos e com menor grau de
entrelaçamento do que aqueles observados na pasta GR1C07.
Figura 5.44 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR3C07.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
181
Figura 5.45 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07, ampliação 1000x.
Figura 5.46 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07, ampliação 2000x.
Figura 5.47 – Micrografias típicas das pastas de (a) GR1C07 e (b) GR3C07, ampliação 4000x.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
182
A da pasta de GR3C07 foi avaliada por meio da análise química semiquantitativa obtida
pelo EDS (Figura 5.44), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do
material, que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a
composição química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
5.2.3.3.1 Análise das pastas de GC07, GR1C07 e GR3C07 no estado endurecido
A alteração observada no arranjo cristalino do GR3C07 não alterou as propriedades
físicas e mecânicas da pasta no estado endurecido, mantendo os valores de K, entre as pastas de
GR3C07 e GR1C07 e similaridade entre os valores das demais propriedades - S, Rc e Rf - no
estado endurecido, conforme relatado por Yu e Brouwers (2011).
As eventuais diferenças entre a pasta de GR3C07 e a pasta de GR1C07 para as
propriedades físicas e mecânicas - no estado endurecido - S, Rc e Rf , podem estar relacionadas à
maior dificuldade de homogeneização da pasta (aprisionamento de ar) e ao ambiente de cura dos
corpos de prova (JOHN; CINCOTTO, 2007 e KARNI; KARNI, 1995), devido à variação da
temperatura e à umidade relativa do ar, que apresentaram valores variando de 19,1 ºC a 25,3 ºC e
54,6% a 75,6%.
A avaliação do GR3C, gerado pelo processo de reciclagem definido no item 5.1, com
MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência de 1 h, apresentou,
no estado endurecido, propriedades físicas e mecânicas da pasta similares ao GR1C e superiores,
em relação às do GC.
Entretanto, a pasta produzida com o GR3C, no estado fresco, apresentou perda de
trabalhabilidade/fluidez e redução no tempo de pega (método de Vicat), devido à redução da Mu,
proveniente de possíveis diferenças ocorridas na DTP do GR3C, em relação ao do GR1C.
5.2.4 Gesso de Quinta Reciclagem – GR5C
A partir do resíduo de gesso calcinado, cinco vezes, foi gerado o gesso reciclado de
quinto ciclo (GR5C), que, selecionado para análise, foi avaliado quanto às características e
propriedades do material na forma em pó, em pastas no estado fresco e em pastas no estado
endurecido, tomando como referência o GC.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
183
5.2.4.1 Avaliação do Material em Pó
O gesso reciclado de quinto ciclo (GR5C), na forma em pó, foi avaliado quanto (i) às
propriedades físicas; (ii) às características químicas; e (iii) às características microestruturais por
meio da análise termogravimétrica (TGA/DTGA), da análise de difração de raios-X, e por
observação direta no microscópio eletrônico de varredura (MEV).
a) Propriedades Físicas
As propriedades físicas avaliadas para o GR5C foram: (i) a granulometria (curva
granulométrica, módulo de finura – MF e diâmetro máximo característico - φmax); (ii) a massa
unitária – Mu; (iii) a massa específica – ρ; e (iv) a superfície específica – S.
Os valores das propriedades físicas avaliados para o GR5C e sua referência (GC) estão
nas Tabelas 5.36 e 5.37 e na Figura 5.48.
Tabelas 5.36 – Percentuais de massa retida nas peneiras do ensaio granulométrico - do GC e do
GR5C, em pó – valores médios.
Peneiras GC CR5C
% retida ∑ % retida % retida ∑ % retida
# 0,840 mm 0,00 0,00 0,21 0,21
# 0,420 mm 0,00 0,00 1,18 1,39
# 0,210 mm 0,62 0,62 1,71 3,11
# 0,105 mm 4,66 5,28 0,75 3,86
fundo 94,72 100,00 96,14 100,00
Figura 5.48 – Curva Granulométrica do GC e do GR5C.
0
20
40
60
80
100
Fundo # 0,105 # 0,210 # 0,420 # 0,840
% r
et. a
cum
.
abertura das peneiras (mm)
Curvas Granulométicas - GC e GR5C
GC
GR5C
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
184
Tabela 5.37 – Propriedades físicas do GC e do GR5C, em pó – valores médios.
Materiais Propriedades
MF φmax (mm) Mu (kg/m3) ρ (kg/m
3) S (m
2/kg)
GC 0,06 0,210 746,23 2.600 623,524
GR5C 0,09 0,105 260,33 2.560 554,139
Os dados tratados estatisticamente revelaram que: (i) os valores da massa específica (ρ)
e da superfície específica (S) do GR5C e do GC são iguais; (ii) o valor da massa unitária (Mu) do
GR5C é menor que o do GC; (iii) os valores do módulo de finura (MF) do GR5C e do GC são
iguais; e (iv) o diâmetro máximo característico (φmax) do GR5C é menor que do GC, indicando
que se obteve um material com característica granulométrica similar àquelas do GC.
As propriedades físicas, analisadas em conformidade com os limites especificados pela
NBR 13.207 (ABNT, 1994), indicaram que o GR5C atende à especificação de granulometria para
o gesso fino de construção (MF < 1,10), porém apresentando massa unitária (Mu) inferior à
especificada (Mu > 700 kg/m3).
b) Características Químicas
As características químicas avaliadas para o GR5C foram: (i) o teor de água livre; (ii) o
teor de água de cristalização; (iii) o teor de óxido de cálcio (CaO); e (iv) o teor de anidrido
sulfúrico (SO3), avaliados segundo as recomendações da NBR 12.130 (ABNT, 1991d), cujos
valores são apresentados na Tabela 5.38.
Tabela 5.38 – Características químicas do GC e GR5C.
Materiais Teores (%)
Água livre Água cristalização CaO SO3
GC 1,27 (± 0,06) 1,04 (± 0,06) 37,3 (± 1,6) 49,9 (± 1,1)
GR5C 0,89 (± 0,14) 1,39 (± 0,06) 37,4 (± 0,7) 49,8 (± 1,4)
As características químicas analisadas, em conformidade com os limites especificados
pela NBR 13.207 (ABNT, 1994), revelaram que o GR5C atende às especificações do teor de
água livre (máx. 1,3%) e do teor de CaO (min. 38,0%), e não alcançou os limites do teor água de
cristalização (4,2% a 6,2%) e do teor de SO3 (min. 53%).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
185
c) Difração de raios-X - DRX
O GR5C foi avaliado por DRX, identificando as fases cristalinas: (i) de sulfato de cálcio
hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O); (ii) de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O); e (iii) de
sulfato de cálcio anidro (CaSO4).
O resultado do difratograma é demostrado na Figura 5.49 e no Apêndice E. A análise
indicou que o GR5C apresentou uma alta incidência de hemi-hidratatos e uma pequena incidência
de di-hidratos e anidritas
Figura 5.49 – Difratograma do GR5C.
Ao comparar o difratograma do GR5C com o difratograma do GC (Figura 5.5),
observou-se a semelhança da presença e incidências dos raios entre os materiais.
d) Análises Térmicas – TGA/DTGA
A técnica de análise térmica utilizada neste estudo foi a termogravimetria e sua derivada
(TGA/DTGA). Por meio das perdas de massa registradas nas curvas da análise térmica, foi
possível estimar, segundo a metodologia apresentada por Dweck e Lasota (1997), os valores do
teor de água livre, do teor de di-hidrato e do teor de hemi-hidrato, presentes no GR5C.
Os resultados estão demonstrados na Figura 5.50; as perdas de massa e os teores de di-
hidratos (D) e hemi-hidratos (H) presentes nos materiais em estudo, nas Tabelas 5.39 e 5.40; e o
cálculo no Apêndice C.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
186
Figura 5.50 – Curvas das análises térmicas, TGA e DTGA, do GR5C.
Tabela 5.39 – Perdas de massa registradas nas curvas TGA/DTGA do GC e do GR5C.
Materiais Perdas de massa (%)
Água livre Materiais voláteis Carbono fixo Cinzas
GC 1,561 5,856 1,138 91,445
GR5C 0,00 6,573 0,619 92,808
Tabela 5.40 – Teores de di-hidratos e hemi-hidratos presentes no GC e no GR5C.
Materiais
Teores (%)
Di-hidrato (CaSO4.2H2O)
Hemi-hidrato (CaSO4.0,5H2O)
Outros
GC 0,00 94,45 5,55
GR5C 2,37 97,63 0,00
A análise das curvas termogravimétricas permitiu a identificação de 2 picos (B e C) que
representam as transformações térmicas significativas ocorridas no GR5C, que são descritas a
seguir:
(i) o pico “B” presente no termograma do GR5C, a 127,42 ºC, representa a perda de massa do
material relativa à reação de liberação da água de cristalização dos produtos hidratados,
cujo teor é apresentado na Tabela 5.39 como materiais voláteis; e
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
187
(ii) o pico “C” presente no termograma do GR5C, a 640,57 ºC, representa a perda de massa do
material relativa à reação de liberação do carbono presente no material, cujo teor é
apresentado na Tabela 5.39.
Por meio da perda de massa registrada no pico “B”, foi possível determinar os teores de
hemi-hidrato (CaSO4·0,5H2O) e di-hidrato (CaSO4·2H2O) presentes no GR5C, conforme expõe
na Tabela 5.40. Esses valores são compatíveis com os teores encontrados em gesso comercial do
tipo β (CINCOTTO; AGOPYAN; FLORINDO, 1988a; JOHN; CINCOTTO, 2007), porém
diferem do GC pela presença de di-hidratos.
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
A utilização da microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiu a observação
morfológica dos cristais de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4·0,5H2O) do GR5C, como a
Figura 5.51 permite perceber.
Figura 5.51 – Micrografias do GR5C nas ampliações de 1.000x e 2.500x.
A observação das micrografias indica que o GR5C é formado por um aglomerado de
microcristais de forma alongada, com dimensões variadas, falhas e fraturas, semelhantes àquelas
descritas por Lewry e Williamson (1994a), típicos do gesso do tipo β e semelhantes àquelas do
GC (Figuras 5.7).
A análise das propriedades do GR5C revelou que o material reciclado apresenta
características químicas, microestruturais e físicas semelhantes ao GC, porém diferindo quanto à
presença de di-hidrato – CaSO4·2H2O na sua composição.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
188
5.2.4.2 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
Os materiais avaliados no estado fresco foram as pastas de GC08 e de GR5C08,
produzidas com relação água/gesso de 0,8, em massa. O aumento da relação a/g teve a finalidade
de viabilizar a homogeneização da pasta do gesso reciclado.
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo
espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e fim de pega, medido
pelo aparelho de Vicat; e (iii) a cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.
a) Consistência – Mini-Slump
A pasta de gesso comercial (GC08) apresentou um espalhamento médio de 106,40 mm e
a pasta de GR5C08 não apresentou espalhamento.
b) Tempo de Pega
Os resultados para os tempos de pega das pastas de GC08 e GR5C08 são indicados na
Tabela 5.41 e na Figura 5.52.
Tabela 5.41 – Tempo de pega para as pastas GC08 e GR5C08.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf - ti)
GC08 25 37 12
GR5C08 02 05 03
Figura 5.52 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC08 e GR5C08.
0
10
20
30
40
50
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49
pen
etra
ção
(m
m)
tempo (min)
Tempo de pega - GC08 e GR5C08
GC08
GR5C08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
189
Os dados obtidos para os tempos de pega das pastas de GC08 e GR5C08 mostraram
redução nos tempos de início e fim de pega das pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08,
bem como reduziu o tempo necessário ao seu endurecimento.
c) Cinética de Temperaturas
Os valores obtidos no ensaio calorimétrico, em condições pseudoadiabáticas, para as
pastas de GC08 e GR5C08 são apresentados na Tabela 5.42 e na Figura 5.53.
Os dados do ensaio calorimétrico, representados na Figura 5.53, foram analisados em
função comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo
teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf (2007) (Cap. 2 –
2.5.2).
Figura 5.53 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GC08 e GR5C08.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
190
Tabela 5.42 – Elevação da temperatura das pastas GC07 e GC08.
Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética
(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)
GC08 16 23 43,5 20,5 0,5
8 49 41
GR5C08 4 30,5 49,8 19,3 2,8
3 10 7
T – temperatura t – tempo de ocorrência
Nesse sentido foi possível avaliar o tempo do período de indução, o tempo necessário
para alcançar a temperatura máxima, e a atividade cinética da pasta de GR5C08, em relação à
pasta de GC08, como indicado a seguir:
(i) redução do período de indução de 16 min (GC08) para 4 min (GR5C08);
(ii) redução do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 49 min (GC08) para 4
min (GR5C08);
(iii) aumento na atividade cinética nas reações de transformação de 0,5 ºC/min (GC08) para 2,8
ºC/min (GR5C08).
A análise dos dados, referente ao ensaio calorimétrico, mostrou aumento na atividade
cinética da pasta de GR5C08, em relação à pasta de GC08, conforme pode ser observado pelo
deslocamento para a esquerda da curva apresentada na Figura 5.53.
5.2.4.2.1 Análise das pastas de GC08 e GR5C08 no estado fresco
Quando analisadas em conjunto, as propriedades avaliadas para a pasta de GR5C08, no
estado fresco, foi possível afirmar que ocorreu: (i) redução na fluidez do material; (ii) redução no
tempo de pega e (iii) aumento na atividade cinética, em relação à pasta de GC08.
No presente estudo, o GR5C apresentou mesma superfície específica e mesmo MF que o
GC, o que não justifica a redução de fluidez. Entretanto, a redução da Mu evidencia uma possível
alteração na DTP, o que leva à suposição de que a diferença entre o comportamento das pastas de
GR5C08 e GC08 está relacionado a essas possíveis alterações.
A redução do tempo de pega e o aumento da cinética das reações estão relacionados com
o teor das frações e da reatividade dos seus constituintes: - anidrita III > hemi-hidrato > anidrita
II > anidrita I, bem como com a presença de impurezas como a gipsita não calcinada – sulfato de
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
191
cálcio di-hidratado, que atua como núcleo de cristalização, acelerando a cinética das reações de
hidratação e a pega do material (GMOUH et al.,2003; JOHN; CINCOTTO, 2007; LEWRY;
WILLIAMSON, 1994 b; SONG et al., 2010).
O GR5C, embora similar ao GC, apresenta como um de seus constituintes o sulfato de
cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O), em teores maiores que os presentes no GC, conforme
registrado na análise TGA/DTGA. Além disso, por meio da análise da curva calorimétrica do
GR5C08, é possível identificar a presença de anidrita III (TIDLITÁT; MEDVED; CERNÝ,
2011). A presença do di-hidrato e da anidrita III justifica a redução do tempo de pega e o
aumento da cinética apresentada pelas pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08.
5.2.4.3 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
O material avaliado no estado endurecido foi a pasta de GR5C08, produzida com relação
água/gesso de 0,8 em massa, cujos resultados foram comparados com os das pastas de GC08.
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a permeabilidade ao ar (K); (ii) a
dureza superficial (D); (iii) a resistência à compressão axial (Rc); (iv) a resistência à tração na
flexão (Rf); e (v) as características microestruturais observados na MEV.
a) Permeabilidade ao Ar - K
Os resultados encontrados para a permeabilidade ao ar, K, das pastas de GR5C08 e de
GC08 foram tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são apresentados na
Tabela 5.43 e na Figura 5.54.
Tabela 5.43 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC08 e GR5C08.
Pastas Idade
7 dias 28 dias
GC08 21,2586 x 10-14
26,2773 x 10-14
GR5C08 2,31456 x 10-14
2,60487 x 10-14
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
192
Figura 5.54 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GC08 e GR5C08.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR5C08 apresentou o
seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:
(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR5C08 permaneceu constante entre as idades de 7
e 28 dias; e
(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR5C08 diminuiu para as idades de 7 e 28 dias, em
relação à pasta de GC08.
Os dados tratados estatisticamente mostraram redução na permeabilidade ao ar para as
pastas de GR5C08, em relação à pasta de GC08.
b) Dureza Superficial – D
Os resultados encontrados para a dureza superficial, D, da pasta de GR5C08 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios estão expressos na Tabela 5.44 e na
Figura 5.55.
Tabela 5.44 - Dureza superficial média (MPa) – GC08 e GR5C08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21
GR5C08 5,88 5,70 5,82 16,14 14,03
0,00E+00
5,00E-14
1,00E-13
1,50E-13
2,00E-13
2,50E-13
3,00E-13
7 dias 28 dias
k (m
m2
)
tempo (dias)
Evolução de K no Tempo
GC08
GR5C08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
193
Figura 5.55 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC08 e GR5C08.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento da pasta de
GR5C08 para a dureza superficial – D:
(i) a dureza superficial - D das pastas GR5C08 permaneceu constante nas primeiras idades (1,
3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e
(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR5C08, em relação à GC08 não sofreu alterações
nas idades de 1, 3 e 7 dias, e aumentou nas idades de 28 e 91dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que as pastas de GR5C08 apresentaram
melhor desempenho para a D que as pastas de GC08.
c) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os resultados para a resistência à compressão axial, Rc, da pasta de GR5C08 foram
tratados estatisticamente (Apêndice B), e os valores médios são revelados na Tabela 5.45 e na
Figura 5.56.
Tabela 5.45 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC08 e GR5C08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50
GR5C08 1,84 1,90 1,71 5,90 4,87
0
5
10
15
20
25
30
35
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução de D no Tempo
GC08
GR5C08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
194
Figura 5.56 – Evolução da resistência à compressão axial no tempo das pastas de GC08 e
GR5C08.
Os resultados tratados estatisticamente demostraram que a pasta de GR5C08, apresentou
este comportamento para a resistência à compressão axial – Rc:
(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR5C08 permaneceu constante nas primeiras
idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e
(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR5C08, em relação ao GC08 não sofreu
alteração na idade de 1, 3 e 7 dias; aumentou na idade de 28 dias; e diminuiu na idade de 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram que as pastas de GR5C08 apresentaram
melhor desempenho para a Rc do que as pastas de GC08.
d) Resistência à Tração na Flexão – Rf
A resistência à tração na flexão, Rf, da pasta de GR5C08 foi tratada estatisticamente
(Apêndice B), e os valores médios são apresentados na Tabela 5.46 e na Figura 5.57.
Tabela 5.46 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC08 e GR5C08.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96
GR5C08 1,63 1,13 1,30 3,55 2,12
0
2
4
6
8
10
12
14
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(MP
a)
tempo (dias)
Evolução da Rc no Tempo
GC08
GR5C08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
195
Figura 5.57 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC08 e
GR5C08.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram o seguinte comportamento da pasta de
GR5C08 para a resistência à tração na flexão – Rf :
(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR5C08 diminuiu nas primeiras idades (1, 3
e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; diminuiu na idade de 91 dias; e
(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR5C08, em relação ao GC08 não sofreu
alteração nas idades de 7 e 28 dias; aumentou na idade de 1 dia; e diminuiu nas idades de 3
e 91 dias.
Os dados tratados estatisticamente mostraram similaridade no comportamento da Rf nas
pastas de GR5C08 e na pasta de GC08, entretanto com menor desempenho daquela.
e) Características Microestruturais – MEV
As características microestruturais da pasta de GR5C08 foram registradas por meio da
observação ao MEV, em diferentes ampliações, e foram identificadas: a morfologia dos cristais; o
arranjo microestrutural (Figuras 5.58 a 5.60); e a composição química semiquantitativa do
material (Figuras 5.61).
As micrografias apresentadas nas Figuras 5.58 a 5.60 mostram que a morfologia e o
arranjo microestrutural da pasta de GR5C08 (CaSO4·2H2O) se apresentam em conformidade com
o relatado na literatura para gesso do tipo β e discutido no item 5.2.2.
A observação das micrografias permitiu registrar as alterações do arranjo microestrutural
da pasta de GR5C08 com o arranjo da pasta de GC08. A pasta de GR5C08 foi constituída por
cristais aciculares menores, mais robustos e com um menor grau de entrelaçamento que o da
0
1
2
3
4
5
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da Rf no Tempo
GC08
GR5C08
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
196
pasta de GC08. É relevante registrar a presença constante de poros devido ao aprisionamento de
ar na pasta de GR5C08 (Figura 5.58).
A pasta de GR5C08 foi avaliada pela análise química semiquantitativa, obtida pelo EDS
(Figura 5.61), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do material,
que mostraram a predominância do enxofre (S) e do Cálcio (Ca), compatível com a composição
química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
A alteração do arranjo cristalino apresentado pela pasta de CR5C08, em relação à pasta
de GC08, está relacionada à redução do tempo de pega e ao aumento da atividade cinética da
pasta de GR5C08. Contribuíram para a redução do tempo de pega e para o aumento da atividade
cinética a presença do sulfato de cálcio di-hidratado, a presença da anidrita III, e a provável
alteração na distribuição do tamanho das partículas – DTP, o que proporcionou o endurecimento
precoce da pasta.
Figura 5.58 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08, ampliação 500x.
Figura 5.59 – Micrografias típicas das pastas de GC08 (a) e GR5C08 (b), ampliação 2000x.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
197
Figura 5.60 – Micrografias típicas das pastas de e GR5C08, ampliação 4000x.
Figura 5.61 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR5CG08.
Segundo Lewry e Williamson (1994b), a microestrutura das pastas de gesso influencia,
diretamente, as propriedades físicas e mecânicas do material - em particular, a porosidade e a
forma de entrelaçamento dos cristais.
A Figura 5.59 mostra que a pasta de GR5C08 apresentou uma microestrutura,
visualmente mais compacta que a pasta de GC08, constituída por um arranjo cristalino com
pequeno grau de entrelaçamento.
5.2.4.3.1 Análise das pastas de GC08 e GR5C08 no estado endurecido
Os resultados avaliados e analisados para as propriedades físicas e mecânicas das pastas
de GR5C08 e de GC08 mostraram que a K da pasta de GR5C08 é menor do que a K da pasta de
GC08, o que corrobora a alteração na microestrutura observada na Figura 5.59.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
198
De acordo com Yu e Brouwers (2011), a redução da porosidade (K) proporciona o
aumento das resistências mecânicas da pasta. Neste estudo, as resistências mecânicas avaliadas
da pasta de GR5C05 – D, Rc e Rf, apresentaram desempenho similar aos da GC08, contrapondo-
se ao esperado, devido à grande redução de K.
A redução do desempenho das propriedades mecânicas da pasta de GR5C08 - D, Rc e Rf
- pode estar relacionada à grande dificuldade de homogeneização (aprisionamento de ar). E as
eventuais alterações nos seus valores podem ser devidas ao ambiente de cura dos corpos de prova
(JOHN; CINCOTTO, 2007 e KARNI; KARNI, 1995) - variação da temperatura e umidade
relativa do ar - que apresentaram valores variando de 22,7 ºC a 27,2 ºC e 53,0% a 76,3%,
respectivamente.
A avaliação do GR5C, gerado pelo processo de reciclagem definido no item 5.1, com
MF < 1,10, calcinado à temperatura de 150 ºC com um tempo de permanência de 1 h, revelou
propriedades físicas e mecânicas, no estado endurecido, similares ao GC.
Entretanto, a pasta produzida com o GR5C, no estado fresco, apresentou perda de
trabalhabilidade/fluidez e redução no tempo de pega (método de Vicat) devido à presença de di-
hidratos, anidrita III e redução da Mu, proveniente de possíveis diferenças ocorridas na DTP, do
GR5C em relação ao do GC.
5.3 Utilização de Aditivo Superplastificante
O estudo da influência do uso de superplastificante no gesso reciclado teve como
objetivo fornecer ao material a trabalhabilidade necessária à produção de componentes de gesso
para a construção civil.
Os materiais selecionados para avaliação e análise neste estudo foram o GC, o GR1C e o
aditivo superplastificante à base de policarboxilato, com teor de 21,88% de sólidos.
Inicialmente foi definido o teor de aditivo que fornecesse à pasta de gesso reciclado a
trabalhabilidade necessária à produção de componentes. A seguir foram avaliadas as
propriedades, no estado fresco e endurecido, das pastas de gesso reciclado produzidas com o teor
de aditivo definido anteriormente.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
199
5.3.1 Definição do Teor de Aditivo
A definição do teor de aditivo a ser utilizado em pastas de gesso reciclado para a
produção de componentes para a construção civil foi realizada por meio da avaliação das
propriedades físicas e mecânicas das pastas no estado fresco e no estado endurecido.
As pastas selecionadas para o estudo foram as pastas de GC07, GR1C07, GR1C07-
1,0%G, GR1C07-1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.
5.3.1.1 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
A propriedade avaliada e analisada, no estado fresco, foi a consistência da pasta, medida
pelo espalhamento obtido pelo método do mini-slump, cujos valores médios e espalhamentos são
apresentados na Tabela 5.47 e na Figura 5.62.
Tabela 5.47 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G
GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.
Pastas GC07 GR1C07 GR1C07-
1,1%G GR1C07-
1,5%G GR1C07-1,75%G
GR1C07-2,0%G
GR1C07-2,2%G
Espalhamento (mm)
78,00 0,00 49,85 71,23 70,68 76,93 78,77
Figura 5.62 – Espalhamento médio das pastas de GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G
GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.
Os dados apresentados na Tabela 5.47 permitiram observar que as pastas de gesso
reciclado ganharam trabalhabilidade em função do acréscimo do teor de superplastificante
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
200
utilizado. O resultado encontra-se em conformidade com o relatado na literatura, pois segundo
Millán (1997), o superplastificante aumenta a fluidez das pastas de gesso.
O aditivo superplastificante, à base de policarboxilato, selecionado para o experimento,
promoveu para os teores em estudo, na maioria dos casos, um espalhamento inferior ao da pasta
de GC07 (78,00 mm), mas viável para a aplicação em componentes para construção, quando
utilizados teores maiores que 1,5%.
5.3.1.2 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
As propriedades mecânicas avaliadas e analisadas, no estado endurecido, foram (i) a
dureza superficial (D) e (ii) a resistência à compressão axial (Rc), nas idades de 1 e 7 dias.
a) Dureza Superficial - D
Os valores encontrados para a dureza superficial, D, nas pastas em estudo, são estão na
Tabela 5.48 e na Figura 5.63.
Os resultados tratados estatisticamente (Apêndice B) mostraram o seguinte
comportamento da dureza superficial – D:
(i) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para os valores de D:
aumento para o teor de 1,0%, constância para o teor de 1,5% e diminuição progressiva para
teores de 1,75%, 2,0% e 2.2% em relação à pasta de GR1C07;
(ii) as pastas de gesso reciclado, com 1 dia de idade, apresentaram para os valores de D:
aumento para os teores até 1,5% e constância para os teores de 1,75% a 2,2%, em relação à
pasta de GC07;
(iii) as pastas de gesso reciclado, com 7 dias de idade, apresentaram para os valores de D:
constância para os teores até 1,0%, 1,75% e 2,2%; aumento para o teor de 1,5%; e
diminuição para o teor de 2,0%, em relação à pasta de GR1C07; e
(iv) as pastas de gesso reciclado, com 7 dias de idade, apresentaram para os valores de D:
aumento para os teores até 1,5%; constância para os teores de 1,75% a 2,2%; e diminuição
para o teor de 2%, em relação à pasta de GC07.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
201
Figura 5.63 – Evolução da dureza superficial das pastas de gesso reciclado em função do teor de
superplastificante, nas idades de 1 e 7 dias.
Tabela 5.48 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-1,5%G
GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.
Pastas Idade
1 dia 7 dias
GC07 7,47 13,88
GR1C07 12,16 14,48
GR1C07-1,0%G 14,77 16,15
GR1C07-1,5%G 11,61 16,74
GR1C07-1,75%G 9,14 13,55
GR1C07-2,0%G 8,11 9,84
GR1C07-2,2%G 6,86 15,66
0
5
10
15
20
0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G
resi
stên
cia
(Mp
a)
teor de aditivo (%)
Dureza Superficial - 1 dia
GR1C07
GC07
0
5
10
15
20
0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G
resi
stên
cia
(MP
a)
teor de aditivo (%)
Dureza Superficial - 7 dias
GR1C07
GC07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
202
b) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os valores encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, das pastas em estudo,
constam da Tabela 5.49 e Figura 5.64.
Os resultados tratados estatisticamente (Apêndice B) mostraram que as pastas em estudo
apresentaram o seguinte comportamento quanto à resistência à compressão axial – Rc:
(i) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para valores de Rc:
diminuição progressiva para os teores até 1,5%; e diminuição constante até o teor de 2,2%,
em relação à pasta GR1C07;
(ii) as pastas de gesso reciclados, com 1 dia de idade, apresentaram para valores de Rc: aumento
para os teores até 1,5%; constância para os teores de 1,75% e 2,2%; e diminuição para o
teor de 2,0%, em relação à pasta GC07;
(iii) as pastas de gesso reciclados, com 7 dias de idade, apresentaram para valores de Rc:
aumento para o teor até 1,0%; e constância até o teor de 2,2%, em relação à pasta GR1C07;
e
(iv) as pastas de gesso reciclados, com 7 dias de idade, apresentaram para valores de Rc:
aumento para todos os teores, em relação à pasta GC07.
Tabela 5.49 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07-1,0%G; GR1C07-
1,5%G GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G.
Pastas Idade
1 dia 7 dias
GC07 3,06 4,19
GR1C07 6,20 5,67
GR1C07-1,0%G 5,00 7,74
GR1C07-1,5%G 3,76 5,88
GR1C07-1,75%G 3,23 6,21
GR1C07-2,0%G 2,46 5,93
GR1C07-2,2%G 2,66 6,01
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
203
Figura 5.64 – Evolução da resistência à compressão axial das pastas de gesso reciclado em
função do teor de superplastificante nas idades de 1 e 7 dias.
A análise das propriedades de resistência, no estado endurecido, das pastas de gesso
reciclado com diferentes teores de aditivo superplastificante (policarboxilato) permitiu observar a
redução da resistência das pastas com o aumento do teor a partir de uma dosagem limite,
dependendo da propriedade e da idade analisada.
O comportamento das pastas encontra-se em conformidade com o relatado na literatura,
justificando a redução da resistência em função da provável alteração na microestrutura causada
pelo aumento do período de indução durante a hidratação do material, o que pode ser observado
no aumento do espalhamento apresentado no item anterior (SING e MIDDENDORF, 2007).
A seleção do teor de aditivo superplastificante (policarboxilato) foi definida
considerando, primeiramente, o espalhamento necessário para o manuseio em componentes de
gesso para a construção ( teores >1,5%) e, além disso, as propriedades de resistência, iguais ou
0
2
4
6
8
10
0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G
resi
stên
cia
(Mp
a)
teor de aditivo (%)
Resistência à Compressão Axial - 1 dia
GR1C07
GC07
0
2
4
6
8
10
0%G 1%G 1,5%G 1,75%G 2%G 2,2%G
resi
stên
cia
(Mp
a)
teor de aditivo (%)
Resistência à Compressão Axial - 7 dia
GR1C07
GC07
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
204
superiores às das pastas de GC07 (teores – 1,5% e 1,75%). Considerando o fator econômico, foi
selecionado o teor de 1,5% para o prosseguimento dos estudos.
5.3.2 Propriedades do Gesso Reciclado com Superplastificante
A avaliação das propriedades do gesso reciclado com superplastificante foi realizada por
meio de ensaios nas pastas de GR1C07-1,5%G, no estado fresco e no estado endurecido,. tendo
como referência os valores da pasta de GR1C07.
5.3.2.1 Avaliação das Pastas no Estado Fresco
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a consistência da pasta, medida pelo
espalhamento obtido pelo método do mini-slump; (ii) o tempo de início e fim de pega, medido
pelo aparelho de Vicat; e (iii) a cinética da temperatura, em condições pseudoadiabáticas.
a) Consistência – Mini-Slump
Os valores encontrados para o espalhamento, por meio do método do mini-slump, das
pastas de GC07, de CR1C07 e de GR1C07-1,5%G são apresentados na Tabela 5.50.
Tabela 5.50 – Espalhamento das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Espalhamento (mm)
GC07 78,00
GR1C07 0,00
GR1C07-1,5%G 71,20
O valor do espalhamento das pastas de gesso em estudo foi de 78,00 mm para as pastas
de GC07; 0,00 mm para a pasta de GR1C07; e 71,20 mm para as pastas de GR1C07-1,5%G.
O aumento do espalhamento da pasta de GR1C07-1,5%G está relacionado à ação
retardadora do superplastificante à base de policarboxilato. Esse aditivo é quimicamente
adsorvido na superfície dos grãos de sulfato de cálcio hemi-hidratado, tornando mais lento o
processo de dissolução, nucleação, cristalização e endurecimento, o que permiti o maior
espalhamento da pasta na fase inicial da hidratação (MILLÁN, 1997; SING;MIDDENDORF,
2007; SONG et al., 2010;).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
205
b) Tempo de Pega
Os valores para o tempo de início e fim de pega das pastas de GC07, de GR1C07 e de
GR1C07-1,5G são apresentados na Tabela 5.51 e na Figura 5.65.
Figura 5.65 – Curvas do tempo de pega das pastas de GC07 e GR1C07.
Tabela 5.51 – Tempo de pega para as pastas GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Tempos de pega (min)
Início de pega (ti) Fim de pega (tf) (tf - ti)
GC07 18 30 12
GR1C07 12 25 13
GR1C07-1,5%G 28 36 08
O aumento do tempo de início e fim de pega das pastas produzidas com GR1C07-1,5%G
em relação à pasta de GR1C07 é resultado da utilização do teor de 1,5% de aditivo
superplastificante à base de policarboxilato, que retarda o tempo de pega da pasta (MILLÁN,
1997; SING;MIDDENDORF, 2007; SONG et al., 2010;).
c) Cinética de Temperatura
Os valores encontrados no ensaio calorimétrico são apresentados na Tabela 5.52 e na
Figura 5.66.
0 5
10 15 20 25 30 35 40 45
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49
pro
fun
did
ade
(mm
)
tempo (min)
Tempo de Pega
GC07
GR1C07
GR1C07-1,5%G
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
206
Figura 5.66 – Curvas de elevação de temperatura das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Tabela 5.52 – Elevação da temperatura das pastas GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pasta Período Indução Tinicial (ºC) Tmax (ºC) ΔTmax (ºC) Atividade Cinética
(min) t (min) t (min) t (min) (ºC/min)
GR1C07 3 32 58,1 20,5 1,3
2 22 22
GR1C07-1,5%G 18 33,5 54,3 20,8 0,5
3 49 46
T – temperatura t – tempo deocorrência
Os dados do ensaio calorimétrico, representados na Figura 5.66, foram analisados em
função comportamento cinético das pastas durante as etapas [1], [2] e [3], conforme modelo
teórico apresentado por Lewry e Williamson (1994a) e Sing e Middendorf (2007) (Cap. 2 –
2.5.2).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
207
Dessa forma foi possível avaliar o tempo do período de indução; o tempo necessário
para alcançar a temperatura máxima; e a atividade cinética dos materiais, para a pasta de
GR1C07-1,5%G, em relação à pasta de GR1C07, conforme descrição:
(i) aumento do período de indução de 3 min (GR1C07) para 18 min (GR1C07-1,5%G);
(ii) aumento do tempo necessário para alcançar a temperatura máxima de 22 min (GR1C07)
para 49 min (GR1C07-1,5%G ); e
(iii) redução na atividade cinética nas reações de transformação de 1,3 ºC/min (GR1C07) para
0,5 ºC/min (GR1C07-1,5%G).
A análise dos dados referentes ao calor de hidratação mostrou que a pasta de GR1C07-
1,5%G apresentou uma atividade cinética mais lenta que a pasta de GR1C07, conforme pode ser
observado pelo deslocamento à direita da curva na Figura 5.66.
5.3.2.1.1 Análise das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G no estado fresco
Quando analisadas em conjunto as propriedades avaliadas para a pasta de GR1C07-
1,5%G, no estado fresco, foi possível afirmar que ocorreram: (i) aumento na fluidez do material;
(ii) retardamento no tempo de pega; e (iii) diminuição na atividade cinética, em relação à pasta de
GR1C07.
A literatura relata que a adição desse tipo de aditivo nas pastas de gesso altera o
mecanismo de hidratação do material: como o superplastificante é quimicamente adsorvido na
superfície dos grãos de sulfato de cálcio hemi-hidratado, torna-se mais lentos o processo de
dissolução, a formação dos pontos de nucleação, o crescimento dos cristais e o endurecimento da
pasta, o que corrobora o resultado encontrado (SING; MIDDENDORF, 2007; SONG et al.,
2010).
5.3.2.2 Avaliação das Pastas no Estado Endurecido
As propriedades avaliadas e analisadas foram: (i) a permeabilidade ao ar (K); (ii) a
dureza superficial (D); (iii) a resistência à compressão axial (Rc); (iv) a resistência à tração na
flexão (Rf) e (v) as características microestruturais observadas em MEV.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
208
a) Permeabilidade ao Ar - K
Os valores para a permeabilidade ao ar, K, das pastas em estudo, são indicadas na Tabela
5.53 e na Figura 5.67.
Tabela 5.53 – Permeabilidade ao ar média (mm2) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Idade
7 dias 28 dias
GC07 7,5329 x 10-14
9,3773 x 10-14
GR1C07 2,17906 x 10-14
2,5258 x 10-14
GR1C07-1,5%G 18,4662 x 10-14
17,4632 x 10-14
Figura 5.67 – Evolução da permeabilidade ao ar, no tempo, das pastas de GR1C07 e GR1C07-
1,5%G.
Os resultados tratados estatisticamente revelaram que a pasta de GR1C07-1,5%G
apresentou o seguinte comportamento para a permeabilidade ao ar – K:
(i) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G permaneceu constante entre as
idades de 7 e 28 dias;
(ii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G aumentou nas idades de 7 e 28 dias,
em relação à pasta de GR1C07; e
(iii) a permeabilidade ao ar - K da pasta de GR1C07-1,5%G aumentou nas idades de 7 e 28 dias,
em relação à pasta GC07.
0 2E-14 4E-14 6E-14 8E-14 1E-13
1,2E-13 1,4E-13 1,6E-13 1,8E-13
2E-13 2,2E-13
7 dias 28 dias
k (m
m²)
tempo (dias)
Evolução de K no Tempo
GC07
GR1C07
GR1C07-1,5%G
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
209
b) Dureza Superficial - D
Os valores médios para a dureza superficial, D, das pastas em estudo são demonstrados
na Tabela 5.54 e na Figura 5.68.
Tabela 5.54 - Dureza superficial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47
GR1C07-1,5%G 12,15 10,32 20,89 13,90 16,62
Figura 5.68 – Evolução da dureza superficial no tempo das pastas de GC07, GR1C07 e GR1C07-
1,5%G.
Os resultados tratados estatisticamente apontaram o seguinte comportamento da pasta de
GR1C07-1,5%G para a dureza superficial – D:
(i) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G permaneceu constante nas primeiras
idades (1 e 3 dias); aumentou entre as idades de 3 e 7 dias; diminuiu entre as idade de 7 e
28 dias; e aumentou na idade de 91 dias;
(ii) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: mesmo valor na idade
de 1 dia; diminuiu nas idades de 3, 28 e 91 dias; e aumentou na idade de 7 dias, em relação
à pasta de GR1C07; e
0
5
10
15
20
25
30
35
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da D no Tempo
GC07
GR1C07
GR1C07-1,5%G
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
210
(iii) a dureza superficial - D das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: aumento nas idades de
1, 3 e 7 dias; e diminuição na idade de 28 e 91 dias, em relação à pasta de GC07.
c) Resistência à Compressão Axial - Rc
Os valores encontrados para a resistência à compressão axial, Rc, das pastas em estudo
são indicadas na Tabela 5.55 e na Figura 5.69.
Tabela 5.55 – Resistência à compressão axial média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69
GR1C07-1,5%G 4,28 2,98 2,81 6,10 4,84
Figura 5.69 – Evolução da resistência à compressão axial, no tempo, das pastas de GC07,
GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Os resultados tratados estatisticamente mostraram que a pasta de GR1C07-1,5%G
apresentou o seguinte comportamento para a resistência à compressão axial – Rc:
(i) a resistência à compressão axial - Rc das pastas GR1C07-1,5%G diminuiu entre a idade de
1 e 3 dias; permaneceu constante entre 3 e 7 dias de idade; aumentou na idade de 28 dias; e
tornou a diminuir na idade de 91 dias;
(ii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição
nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação à pasta de GR1C; e
0
2
4
6
8
10
12
14
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da Rc no Tempo
GC07
GR1C07
GR1C07-1,5%G
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
211
(iii) a resistência à compressão axial - Rc das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: aumento na
idade de 1 dia; mesmo valor na idade de 3 dias; e diminuição nas idades de 7, 28 e 91 dias,
em relação à pasta de GC07.
d) Resistência à Tração na Flexão – Rf
Os valores encontrados para a resistência à tração na flexão, Rf, das pastas em estudo,
são apresentados na Tabela 5.56 e na Figura 5.70.
Tabela 5.56 – Resistência à tração na flexão média (MPa) – GC07, GR1C07 e GR1C07-1,5%G.
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43
GR1C07-1,5%G 1,78 1,74 1,78 3,3 3,01
Figura 5.70 – Evolução da resistência à tração na flexão, no tempo, das pastas de GC07, GR1C07
e GR1C07-1,5%G.
Os resultados tratados estatisticamente demonstraram que a pasta de GR1C07-1,5%G
apresentou o seguinte comportamento para a resistência à tração na flexão – Rf:
(i) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas GR1CO7-1,5%G permaneceu constante nas
primeiras idades (1, 3 e 7 dias); aumentou até a idade de 28 dias; e diminuiu na idade de 91
dias;
(ii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição
nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação à pasta de GR1C07;
0
1
2
3
4
5
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
resi
stên
cia
(Mp
a)
tempo (dias)
Evolução da Rf no Tempo
GC07
GR1C07
GRC07-1,5% G
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
212
(iii) a resistência à tração na flexão – Rf das pastas de GR1C07-1,5%G apresentou: diminuição
nas idades de 1, 3, 28 e 91 dias; e mesmo valor na idade de 7 dias, em relação à pasta de
GC07.
e) Características Microestruturais Observadas ao MEV
As características microestruturais, típicas, da pasta de GR1C07-1,5%G foram
registradas por meio da observação ao MEV, em diferentes ampliações, foram identificadas: a
morfologia dos cristais; o arranjo microestrutural (Figuras 5.71 e 5.72) e a composição química
semiquantitativa do material (Figuras 5.73).
A observação das micrografias permitiu registrar as alterações do arranjo cristalino da
pasta de GR1C07-1,5%G em relação ao arranjo da pasta de GR1C07.
O arranjo cristalino da pasta de GR1C07-1,5%G é constituído por pequenos cristais
prismáticos, robustos e sobrepostos, sem entrelaçamento, diferente do arranjo cristalino do
GR1C07, que se compõe por cristais aciculares, com crescimento radial em forma de tufos, que
se entrelaçam. É relevante registrar que a pasta de GR1C07-1,5%G, visualmente, apresentou uma
estrutura mais aberta que a da pasta de GR1C07.
A pasta de GR1C07-1,5%G foi avaliada pela análise química semiquantitativa, obtida
pelo EDS (Figura 5.73), sendo representada pelos picos dos principais elementos constituintes do
material, que mostraram a predominância do enxofre (S) e do cálcio (Ca), compatível com a
composição química do material – sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4·2H2O).
A alteração do arranjo cristalino da pasta de GR1C07-1,5%G em relação à pasta de
GR1C07 está relacionada ao uso do aditivo superplastificante (policarboxilato), que, durante a
hidratação da pasta, é adsorvido quimicamente na superfície dos cristais de sulfato de cálcio
hemi-hidratado, resultando no retardamento do tempo de pega e no aumento do tempo de indução
e proporcionando a formação do arranjo cristalino registrado por Sing e Middendorf (2007) e
Song et al. (2010) na Figura 5.74, cuja similaridade, com o arranjo cristalino da pasta de
GR1C07-1,5%G pode ser observada (ERSEN; SMITH: CHOTARD, 2006; SING;
MIDDENDORF, 2007 e SONG et al.,2010).
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
213
Figura 5.71 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação 2.000x.
Figura 5.72 – Micrografias das pastas de GR1C07 (a) e GR1C07-1,5%G, ampliação 5.000x.
Figura 5.73 – Diagrama obtido por EDS da pasta de GR1CG07-1,5%G.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
214
Figura 5.74 – Morfologia dos cristais de di-hidrato, quando adicionado ácido carboxílico
(a) 0,2% ácido cítrico - Sing e Middendorf (2007) e (b) 0,1% ácido cítrico - Song et al. (2010).
A microestrutura das pastas de gesso, representada por seu arranjo cristalino, é
responsável pelo desenvolvimento das resistências do material, cujo desempenho está relacionado
à porosidade e à forma de entrelaçamento dos cristais. Nas pastas de gesso produzidas com
aditivos retardadores, a microestrutura apresenta maior volume de vazios e, consequentemente,
redução na resistência final do material (LEWRY; WILLIAMSON, 1994b; PRAKAYPUN;
JINAWATH, 2003).
5.3.2.2.1 Análise das pastas de GR1C07 e GR1C07-1,5%G no estado fresco
A análise das propriedades físicas e mecânicas da pasta de GR1C07-1,5%G, em relação
à pasta de GR1C07, permitiu observar que adição de 1,5% do superplastificante proporcionou
acréscimo da K – o que é corroborado pela observação das micrografias das Figuras 5.71 e 5.72 -
e menor desempenho para as resistências de D, Rc e Rf, conforme relatado por Prakaypun e
Jinawath (2003).
Ao confrontar os valores das propriedades da pasta de GR1C07-1,5%G com os valores
obtidos para a pasta de GC07, observou-se o mesmo comportamento anterior: maior fluidez;
retardamento no tempo de pega; menor atividade cinética; maior K; e redução no desempenho
das resistências finais – D, Rc e Rf.
Nesse sentido, foi possível observar que a adição de 1,5% do aditivo superplastificante
nas pastas de GR1C07 proporcionou ao material reciclado a trabalhabilidade necessária para a
produção de componentes de gesso para construção. Entretanto a pasta apresentou, para as
resistências mecânicas finais, desempenho inferior aos da pasta de gesso comercial, sendo
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
215
necessários estudos adicionais que definam teores de aditivos, de forma a se obter uma pasta com
o desempenho desejado.
5.4 Considerações do Capítulo
O capítulo de resultados e discussão avaliou e analisou as características químicas,
microestruturais e as propriedades dos gessos reciclados provenientes dos resíduos de gesso
gerados na produção de componentes obtidos por simulação em laboratório.
Os resultados analisados permitiram definir as condições apropriadas para o processo de
reciclagem dos resíduos de gesso; observar o comportamento dos gessos reciclados na forma em
pó, em pastas no estado fresco e endurecido; e a influência em suas propriedades na presença de
superplastificante.
Foi definida para o processo de reciclagem a temperatura de 150 ºC e o tempo de
permanência de 1 h de calcinação, como as condições ótimas para a produção do gesso reciclado,
que apresentou características técnicas e de consumo energético similares ao gesso comercial.
Os gessos reciclados apresentaram propriedades físicas e mecânicas no estado
endurecido compatível com o gesso comercial. Revelou alterações no estado fresco como:
redução da trabalhabilidade/fluidez; redução no tempo de pega; redução no período de indução; e
aumento na atividade cinética.
As alterações reveladas no estado fresco estão relacionadas, provavelmente à redução da
massa unitária dos gessos reciclados, e provavelmente a possível alteração na distribuição do
tamanho dos grãos do material.
O uso de aditivo superplastificante forneceu a fluidez adequada, com o teor de 1,5%,
para uso em componentes, todavia aumentou o tempo de pega do material e reduziu as
resistências finais do material.
No próximo capítulo serão apresentadas as conclusões e as recomendações para
trabalhos futuros.
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 5 – Resultados e Discussão
216
217
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Neste capítulo serão apresentadas as conclusões dos experimentos realizados e
discutidos no capítulo anterior, com vista aos objetivos e às hipóteses de trabalho consideradas no
Capítulo 1. Serão também expostas as recomendações para trabalhos futuros.
6.1 Processo de Reciclagem
O processo de reciclagem do resíduo de gesso simulou, em ambiente de laboratório, a
produção do gesso de construção (β-CaSO4·0,5H2O), constituído das etapas de moagem e de
calcinação. Na moagem, obteve-se um resíduo com módulo de finura médio (MF) de 0,43, valor
este característico do gesso comercial fino para a construção (MF<1,10). A calcinação foi
realizada em estufa elétrica sem circulação de ar. Nessas condições, foram definidos a
temperatura de 150 ºC e o tempo de permanência de 1 hora.
O gesso reciclado produzido nestas condições apresentou tempo de pega; resistência à
compressão axial, aos 7 dias de idade; e consumo de energia, similar ao do gesso comercial. A
fluidez/trabalhabilidade do gesso reciclado foi menor que do gesso comercial.
6.2 Avaliação do Gesso Reciclado Submetido a Ciclos de Reciclagem
Consecutivos
O resíduo de gesso foi submetido a vários ciclos de reciclagem para avaliar a constância
das propriedades. Os materiais selecionados foram os gessos reciclados no primeiro, no terceiro e
no quinto ciclos do processo (GR1C, GR3C e GR5C).
Os gessos reciclados, em pó, apresentaram características químicas e microestruturais
similares ao longo de todo o processo de reciclagem. Entretanto, foram registradas alterações,
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 6 – Conclusões e Recomendações
218
como a redução da massa unitária (Mu), a partir do primeiro ciclo; e a redução da granulometria
(MF), a partir do quinto ciclo.
No estado fresco, as pastas de gesso reciclado apresentaram perda de
trabalhabilidade/fluidez, cujo grau de dificuldade de homogeneização aumentou com o
transcorrer dos ciclos de reciclagem; aumento no tempo de pega; e aumento na atividade cinética,
à medida que os ciclos evoluíam. As alterações das propriedades analisadas para os gessos
reciclados, em relação às propriedades do gesso comercial estão relacionadas à redução da massa
unitária, reflexo de uma provável alteração na distribuição do tamanho das partículas do material
em pó, não detectada pelas técnicas de avaliação utilizadas neste estudo, e que se acentua à
medida que os ciclos evoluem.
No estado endurecido, as pastas de gesso reciclado apresentaram redução na
permeabilidade ao ar; e constância ou aumento da dureza superficial, resistência à compressão
axial e resistência à tração na flexão, em todos os ciclos. A constância/aumento das resistências
mecânicas das pastas de gesso reciclado, em todos os ciclos, em relação às pastas de gesso
comercial, é consequência da redução dos vazios revelada na redução da permeabilidade ao ar e
observada na microscopia eletrônica de varredura.
6.3 Uso do Aditivo Superplastificante
O estudo selecionou o teor de 1,5% do aditivo superplastificante à base de
policarboxilato (em relação à massa de gesso), pois forneceu à pasta de gesso reciclado um
espalhamento da ordem de 70,00 mm; e dureza superficial e resistência à compressão axial,
compatíveis com a pasta de gesso comercial de referência.
No estado fresco, as pastas de gesso reciclado com aditivo apresentaram menor atividade
cinética; e maior tempo de pega, em relação às pastas de gesso reciclado sem aditivo e à pasta de
gesso comercial.
No estado endurecido, as pastas de gesso reciclado com aditivo revelaram aumento na
permeabilidade ao ar; e redução da dureza superficial, resistência à compressão axial e resistência
à tração na flexão, em relação às pastas de gesso reciclado sem aditivo e à pasta de gesso
comercial. A redução das propriedades mecânicas é consequência do aumento de vazios revelado
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 6 – Conclusões e Recomendações
219
no aumento da permeabilidade ao ar e na microscopia eletrônica de varredura das pastas de gesso
reciclado com aditivo.
Como resultado do uso de 1,5% do superplastificante nas pastas de gesso reciclado,
embora atenda à fluidez/trabalhabilidade necessária à produção de componentes, o aditivo não
atendeu ao desempenho das resistências mecânicas no estado endurecido.
6.4 Recomendações para Trabalhos Futuros
Considerando que esse trabalho é apenas o início de uma pesquisa avaliando as
propriedades do gesso reciclado, de resíduos provenientes da produção de componentes para a
construção civil, se faz necessário que estudos adicionais sejam realizados para preencher as
lacunas aqui encontradas.
6.4.1 Quanto ao Processo de Reciclagem
O processo de reciclagem proposto foi constituído das etapas de moagem e de
calcinação do resíduo de gesso, em condições específicas, que proporcionaram a geração de um
gesso reciclado com redução significativa no valor da massa unitária (Mu) e perda da
trabalhabilidade do material.
A revisão bibliográfica relata que a perda da trabalhabilidade do material está
relacionada à distribuição do tamanho das partículas, refletida na redução da massa unitária (Mu),
e gerada, provavelmente, na etapa de moagem do processo de reciclagem. Neste sentido, é
sugerida a inserção de uma etapa de fracionamento do resíduo moído, entre a moagem e a
calcinação, que garanta a distribuição granulométrica ideal para a calcinação. Adicionalmente, o
controle dessa distribuição deverá ser acompanhado por ensaios mais precisos como a
determinação da distribuição granulométrica a laser e a determinação da superfície específica
pelo método BET.
6.4.2 Quanto aos Ciclos de Reciclagem
O estudo do grau de reaproveitamento do gesso registrou alterações no material
reciclado ao longo dos ciclos como a redução da granulometria (MF), a redução da massa unitária
Gesso reciclado: avaliação das propriedades para uso em componentes
Capítulo 6 – Conclusões e Recomendações
220
(Mu), a perda crescente da trabalhabilidade/fluidez das pastas, a redução do tempo de pega e o
aumento da atividade cinética.
Inicialmente, essas alterações são resultados da provável mudança na distribuição das
partículas do resíduo de gesso moído, que pode ter se tornado mais quebradiço no transcorrer dos
ciclos de reciclagem.
Nesse sentido, se faz necessária uma investigação, em nível microestrutural, que analise
a distribuição do tamanho das partículas e a morfologia dos cristais do resíduo de gesso moído a
ser calcinado para a geração dos gessos reciclados.
6.4.3 Quanto à Utilização de Aditivos Superplastificantes no Gesso Reciclado
O uso do superplastificante a base de policarboxilato no gesso reciclado proporcionou ao
material a trabalhabilidade/fluidez requerida para a produção de componentes de gesso para a
construção civil, entretanto as resistências mecânicas finais foram significativamente reduzidas.
Nesse sentido é sugerido o estudo complementar com outros tipos de superplastificantes
que proporcionem ao material a trabalhabilidade/fluidez requerida e que não interfiram nas
resistências finais requerida pelo componente.
221
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233
APÊNDICES
234
235
APÊNDICE A - Quantitativo de Resíduos
A.1 Consumo de Gipsita na Produção do Gesso para a Construção Civil
O cálculo do consumo de gipsita para a produção do gesso utilizado na construção civil
tomou como base os valores fornecidos pelo Sumário Nacional Brasileiro 2008 (BRASIL, 2009),
por dados do Sindusgesso apud Ribeiro (2006) e Marcondes (2007), sendo apresentados na
Figura A.1.
Figura A.1 Consumo setorial do minério de gipsita.
236
A.2 Redução do Consumo de Gipsita devido à Reciclagem do Resíduo de
Gesso na Construção Civil
O cálculo do consumo de gipsita proveniente da reciclagem do resíduo da construção,
somente para a região da Grande São Paulo, tomou como base os valores fornecidos pelo
Balanço Mineral Brasileiro 2001 (BRASIL, 2001) que considera o consumo de 1 tonelada de
minério de gipsita para a produção de 0,8 toneladas de gesso e os dados do Sindusgesso e
Abrangesso apud Agopyan, et al. (2005) para o volume de resíduo gerado na Grande São Paulo
e a participação percentual de cada setor (Figura A.2).
Figura A.2 Consumo do minério de gipsita em resíduos de gesso gerado na Grande São Paulo.
A.3 Consumo e Geração de Resíduos de Gesso nos Setores de Componentes e
Revestimento
O cálculo do consumo e geração de resíduos de gesso nos setores de componentes e
revestimento para construção civil levou em consideração os dados de consumo de gipsita no
setor de calcinação (BRASIL, 2009), o índice de consumo de gipsita para a produção de gesso de
1 tonelada de minério de gipsita para a produção de 0,8 toneladas de gesso (BRASIL, 2001), o
consumo setorial de gesso (RIBEIRO, 2006) e os percentuais de resíduos de gesso gerados nas
etapas de produção do material, aplicação na construção e demolição apresentados por Agopyan
237
et al. (2003), John e Cincotto (2003), Marcondes (2007) e Pimentel e Camarini (2009). Os
valores são apresentados na Figura A3.
Figura A.3 Levantamento do consumo e geração de resíduos de gesso nos setores de
componentes e revestimento da construção civil.
238
239
APÊNDICE B - Tratamento Estatístico
Foram tratadas estatisticamente as propriedades físicas dos materiais em pó e as
propriedades físicas e mecânicas das pastas de gesso comercial e reciclados, no estado
endurecido.
As propriedades físicas dos materiais em pó avaliadas e tratadas estatisticamente foram
o módulo de finura (MF), o diâmetro máximo característico (φmax), a massa unitária (Mu), a massa
específica (ρ) e a superfície específica (S).
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e tratadas estatisticamente para as pastas
de gesso comercial e gessos reciclados, no estado endurecido, foram a dureza superficial (D), a
permeabilidade ao ar (K), a resistência à compressão axial (Rc), e a resistência à tração na flexão
(Rf).
Os dados foram tratados, inicialmente, por meio do desvio relativo máximo, em relação
à média, de 15% para as propriedades de dureza superficial (D), resistência à compressão axial
(Rc) e permeabilidade ao ar (K), com base nas recomendações da NBR 12.129:1991 (ABNT,
1991c) e por meio do desvio absoluto máximo, em relação à média, de 0,3 MPa, para a
resistência à tração na flexão (Rf), com base nas recomendações da NBR 13.279:2005 (ABNT,
2005).
A seguir, os valores foram tratados estatisticamente por meio da análise de variância -
ANOVA, sendo utilizado o programa Statgraphics Plus 4.1. A diferença significativa entre os
grupos utilizou o teste de variação múltipla, fundamentado no método da menor diferença
significativa de Fisher (LSD - least significant difference), considerando um intervalo de 95% de
confiança.
240
B.1 Material em Pó
Os materiais analisados foram o gesso comercial (GC), o gesso reciclado do 1⁰ ciclo
(GR1C), o gesso reciclado do 3⁰ ciclo (GR3C), o gesso reciclado do 5⁰ ciclo (GR5C), o resíduo
de gesso comercial (RGC), o resíduo de gesso reciclado do 2⁰ ciclo (RGR2C) e o resíduo de
gesso reciclado do 4⁰ ciclo (RGR4C).
B.1.1 Módulo de Finura - MF
Número de observações: 24
Número de níveis analisados: 05
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.1 - Resumo estatístico da ANOVA – MF.
Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 2 0,06 0,0000 0,0000 0,06 0,06
GR1C 1001 8 0,38 0,0120 0,1096 0,20 0,44
GR3C 1003 2 0,41 0,0000 0,0000 0,41 0,41
GR5C 1005 6 0,09 0,0002 0,0137 0,07 0,10
RGC 2001 6 0,43 0,0035 0,05955 0,35 0,47
Tabela B.2 - Diferenças significativas entre grupos – MF.
Materiais Grupos Diferença
GC 0001 - 1001 *-0,3175
0001 - 1003 *-0,35
0001 - 1005 -0,0266667
0001 - 2001 *-0,366667
GR1C 1001 - 1003 -0,0325
1001 – 1005 *0,290833
GR3C 1003 - 1005 *0,323333 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre os gessos
1. não há diferença significativa para os valores do MF do GC e do GR5C;
2. não há diferença significativa para os valores do MF do GR1C e do GR3C;
3. o valor do MF do GC e do GR5C são menores que o do GR1C e GR3C.
241
b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial
1. há diferença significativa para os valores do MF do GC e do RGC;
2. o valor do MF do GC é menor que o do RGC.
B.1.2 Diâmetro Máximo Característico - φmax
Número de observações: 24
Número de níveis analisados: 05
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.3 - Resumo estatístico da ANOVA – φmax (mm).
Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 2 0,21 0,0000 0,0000 0,21 0,21
GR1C 1001 8 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42
GR3C 1003 2 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42
GR5C 1005 6 0,105 0,0000 0,0000 0,105 0,105
RGC 2001 6 0,42 0,0000 0,0000 0,42 0,42
Tabela B.4 - Diferenças significativas entre grupos – φmax.
Materiais Grupos Diferença
GC 0001 - 1001 *-0,21
0001 - 1003 *-0,21
0001 - 1005 *-0,105
0001 - 2001 *0,21
GR1C 1001 - 1003 0,00
1001 – 1005 *0,315
GR3C 1003 - 1005 *0,315 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre os gessos
1. não há diferença significativa para os valores do φmax do GR1C e do GR3C;
2. o valor do φmax do GC e do GR5C são menores que o do GR1C e do GR3C;
3. o valor do φmax do GC é maior que o do GR5C.
b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial
1. há diferença significativa para os valores do φmax do GC e do RGC;
2. o valor do φmax do GC é menor que o do RGC.
242
B.1.3 Massa Unitária - Mu
Número de observações: 20
Número de níveis analisados: 05
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.5 – Resumo estatístico da ANOVA – Mu (g/cm3).
Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 2 746,23 77,6258 8,8105 740,00 752,46
GR1C 1001 8 429,37 253,6870 15,9276 413,33 455,30
GR3C 1003 2 384,54 19,4064 4,4053 381,42 387,65
GR5C 1005 2 260,33 0,85805 0,9263 259,67 260,98
RGC 2001 6 470,65 376,1120 19,3936 446,23 490,71
Tabela B.6 – Diferenças significativas entre grupos – Mu.
Materiais Grupos Diferença
GC 0001 – 1001 *316,8590
0001 – 1003 *361,6950
0001 – 1005 *485,9050
0001 - 2001 *275,575
GR1C 1001 - 1003 *44,8363
1001 – 1005 *169,0460
GR3C 1003 - 1005 *124,2100 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre os gessos
1. há diferença significativa para os valores da Mu do GC e do GR1C, do GC e do GR3C, do
GC/GR5C;
2. há diferença significativa para os valores da Mu do GR1C e do GR3C, do GR1C e do
GR5C;
3. há diferença significativa para os valores da Mu do GR3C e do GR5C;
4. o valor da Mu do GC > GR1C > GR3C >GR5C.
b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial
1. há diferença significativa para os valores da Mu do GC e do RGC;
2. o valor da Mu do GC é maior que o do RGR2C.
243
B.1.4 Massa Específica - ρ
Número de observações: 20
Número de níveis analisados: 05
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.7 - Resumo estatístico da ANOVA – ρ (kg/m3).
Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 2 2600 12,5 3,5355 2595 2600
GR1C 1001 8 2550 1714,29 41,4039 2510 2630
GR3C 1003 2 2550 200,0 14,1421 2540 2560
GR5C 1005 2 2560 5000,0 70,7107 2510 2610
RGC 2001 6 2300 1536,67 39,2003 2280 2380
Tabela B.8 - Diferenças significativas entre grupos – ρ.
Materiais Grupos Diferença
GC 0001 - 1001 47,5000
0001 - 1003 47,5000
0001 - 1005 37,5000
0001 - 2001 *0,29333
GR1C 1001 - 1003 0,0000
1001 – 1005 -10,0000
GR3C 1003 - 1005 -10,0000 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre os gessos
1. não há diferença significativa para os valores da ρ do GC e do GR1C, do GC e do GR3C,
do GC/GR5C;
2. não há diferença significativa para os valores da ρ do GR1C e do GR3C, do GR1C e do
GR5C;
3. não há diferença significativa para os valores da ρ do GR3C e do GR5C.
b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial
1. há diferença significativa para os valores da ρ do GC e do RGC;
2. o valor da ρ do GC é maior que o do RGC.
244
B1.5 Superfície Específica - S
Número de observações: 15
Número de níveis analisados: 05
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.9 - Resumo estatístico da ANOVA – S (cm2/g).
Materiais Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 2 623,524 57,1359 7,55883 618,179 628,869
GR1C 1001 4 634,457 5167,26 71,8837 568,483 698,324
GR3C 1003 2 626,623 41,7241 6,45942 622,055 631,190
GR5C 1005 2 554,139 248,701 15,7702 542,987 565,290
RGC 2001 5 547,361 4357,69 66,0128 493,402 634,934
Tabela B.10 - Diferenças significativas entre grupos – S.
Materiais Grupos Diferença
GC 0001 - 1001 -10,9334
0001 - 1003 -3,0989
0001 - 1005 69,3852
0001 - 2001 76,1631
GR1C 1001 - 1003 7,83452
1001 – 1005 80,3187
1001 - 2001 *87,0966
GR3C 1003 - 1005 72,4842
1003 - 2002 69,5489
GR5C 1005 - 2004 66,8046
RGC 2001 - 2002 -9,71317
2001 – 2004 60,0267
RGR2C 2002 - 2004 69,7399 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre os gessos
1. não há diferença significativa para os valores da S do GC e do GR1C, do GC e do GR3C,
do GC/GR5C;
2. não há diferença significativa para os valores da S do GR1C e do GR3C, do GR1C e do
GR5C;
3. não há diferença significativa para os valores da S do GR3C e do GR5C.
b) Entre o gesso comercial e o resíduo de gesso comercial
1. não há diferença significativa para os valores da S do GC e do RC.
245
B.2 Pastas Estado Endurecido - Temperatura e Tempo de Calcinação
As pastas utilizadas no estudo foram as pastas de gesso comercial (GC07) e as pastas de
gesso reciclados (GR07-120-5, GR07-120-8, GR07-120-24, GR07-150-1, GR07-150-2, GR07-
150-5, GR07-150-8, GR07-150-16, GR07-150-24, GR07-200-1, GR07-200-2, GR07-200-5,
GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-200-24), cuja amostragem quantitativa é apresentada no
Quadro B.1.
A propriedade mecânica avaliada e analisada estatisticamente foi a resistência à
compressão axial (Rc) na idade de 7 dias.
Quadro B.1 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para a definição da
temperatura e tempo de calcinação.
Pastas Idade (dias)
Identificação n corpos-de-prova
ensaiados n amostras tratadas
estatisticamente
GC07 7 0001 7 5
GR07-120-5 7 1205 3 2
GR07-120-8 7 1208 3 2
GR07-120-24 7 12024 3 2
GR07-150-1 7 1501 3 3
GR07-150-2 7 1502 3 3
GR07-150-5 7 1505 3 3
GR07-150-8 7 1508 3 3
GR07-150-16 7 15016 3 3
GR07-150-24 7 15024 3 2
GR07-200-1 7 2001 3 3
GR07-200-2 7 2002 3 3
GR07-200-5 7 2005 3 3
GR07-200-08 7 2008 3 3
GR07-200-16 7 20016 3 3
GR07-200-24 7 20024 3 3
Total 52 46
B.2.1 Resistência à Compressão Axial - Rc
Número de observações: 46
Número de níveis analisados: 16
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
246
Tabela B.11 - Resumo estatístico da ANOVA – Rc (MPa).
Pastas Identificação n observações Média Variância Desvio padrão
Valor min
Valor max
GC07 0001 5 4,19 0,13945 0,37343 3,88 4,77
GR07-120-5 1205 2 4,14 0,00005 0,00707 4,14 4,15
GR07-120-8 1208 2 4,93 0,01280 0,11313 4,85 5,01
GR07-120-24 12024 2 4,69 0,00980 0,98994 4,62 4,76
GR07-150-1 1501 3 4,05 0,08413 0,29005 3,76 4,34
GR07-150-2 1502 3 3,32 0,00250 0,05000 3,27 3,37
GR07-150-5 1505 3 4,04 0,06943 0,26350 3,82 4,33
GR07-150-8 1508 3 3,89 0,01240 0,11135 3,79 4,01
GR07-150-16 15016 3 3,98 0,02730 0,16522 3,82 4,15
GR07-150-24 15024 2 4,59 0,16245 0,40305 4,31 4,88
GR07-200-1 2001 3 4,47 0,20890 0,45705 3,99 4,90
GR07-200-2 2002 3 5,35 0,16510 0,40632 5,01 5,80
GR07-200-5 2005 3 5,09 0,39040 0,62482 4,37 5,49
GR07-200-08 2008 3 5,38 0,19203 0,43821 5,02 5,87
GR07-200-16 20016 3 3,64 0,06263 0,25026 3,40 3,90
GR07-200-24 20024 3 3,58 0,09213 0,30353 3,31 3,91
Tabela B.12 - Diferenças significativas entre Grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos
Reciclados a 120 ⁰C.
Materiais Grupos Diferença
GC07 0001 - 1205 0,045
0001 - 1208 *-0,74
0001 - 12024 -0,5 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.13 - Diferenças significativas entre grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos
Reciclados a 150 ⁰C.
Materiais Grupos Diferença
GC07 0001 - 1501 0,136667
0001 - 1502 *0,87
0001 – 1505 0,153333
0001 - 1508 0,3
0001 - 15016 0,21
0001 - 15024 -0,405 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.14 - Diferenças Significativas entre Grupos – Pastas de Gesso Comercial e de Gessos
Reciclados a 200 ⁰C. Materiais Grupos Diferença
GC07 0001 – 2001 -0,28
0001 - 2002 *-1,16
0001 - 2005 *-0,9
0001 - 2008 *-1,19333
0001 - 20016 *0,546667
0001 - 20024 *0,606667 *diferença significativa nível de confiança de 95%
247
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 120 ⁰C
1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e das pastas GR07-
120-5, GR07-120-24;
2. há diferença significativa para os valores do Rc da pasta GC07 e da pasta GR07-120-8;
3. o valor da Rc da pastaGC07 é menor que o da pastaGR07-120-8.
b) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 150 ⁰C
1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas de GC07 e das pastas de
GR07-150-1, GR07-150-5, GR07-150-8, GR07-150-16 e GR07-150-24;
2. há diferença significativa para os valores da Rc das pastas de GC07 e das pastas GR07-
150-2;
3. o valor da Rc da pastaGC07 é maior que o da pasta GR150-2.
c) Entre o gesso comercial e os gessos reciclados à temperatura de 200 ⁰C
1. não há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e da pasta GR07-
200-1;
2. há diferença significativa para os valores da Rc das pastas GC07 e das pastas GR07-200-2,
GR07-200-5, GR07-200-8, GR07-200-16 e GR07-200-24;
3. o valor da Rc da pastaGC07 é menor que os das pasta GR200-2 , GR07-200-5, GR07-200-
8 e maior que os das pastas GR07-200-16 e GR07-200-24.
B.3 Pastas Estado Endurecido – GC07, GC08, GR1C07, GR3C07 e GR5C08
As pastas utilizadas no estudo foram as pastas GC07, de GC08, de GR1C07, de GR3C07
e de GR5C08, cuja amostragem quantitativa é apresentada no Quadro B.2.
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente foram a
Dureza Superficial (D), a Resistência à Compressão Axial (Rc), a Resistência à Tração na Flexão
(Rf), nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, e a Permeabilidade ao Ar (K), nas idades de 7 e 28 dias.
248
Quadro B.2 – Relação quantitativa dos dados obtidos para análise dos gessos reciclados.
Pasta Idade (dias)
Identificação n corpos-de-prova ensaiados n amostras tratadas
estatisticamente
D Rc Rf K D Rc Rf K
GC07
1 0001 6 9 6 5 7 6
3 0003 6 7 8 6 8 8
7 0007 6 7 8 4 4 5 7 3
28 0028 6 8 7 4 5 8 5 3
91 0091 6 8 8 4 7 4
GC08
1 0801 7 7 8 4 7 5
3 0803 9 9 7 6 9 8
7 0807 8 8 7 4 7 7 7 4
28 0828 8 8 7 4 5 7 5 3
91 0891 7 7 7 3 7 5
GR1C07
1 1001 9 9 7 7 8 7
3 1003 7 7 7 4 7 7
7 1007 7 7 7 4 4 4 6 3
28 1028 8 8 8 4 4 6 4 3
91 1091 8 8 7 2 7 4
GR3C07
1 3001 7 7 7 3 7 6
3 3003 7 7 6 5 6 4
7 3007 9 9 14 4 4 6 5 4
28 3028 7 7 14 4 4 6 4 3
91 3091 8 8 7 5 7 3
GR5C08
1 5801 7 7 7 6 6 6
3 5803 9 9 8 6 9 4
7 5807 15 15 7 4 11 8 11 3
28 5828 15 15 7 4 7 14 9 4
91 5891 8 8 7 4 7 5
Total 200 209 193 40 125 180 145 33
B.3.1 Dureza Superficial - D
Número de observações: 125
Número de níveis analisados: 25
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.15 - Dureza superficial média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GC08 6,56 5,90 5,77 13,72 10,21
GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47
GR3C07 17,39 12,43 12,77 30,25 15,84
GR5C08 5,88 5,70 5,82 16,14 14,03
249
Tabela B.16- Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).
Pasta Identificação n amostras Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0001 5 7,47 0,4078 0,6385 6,56 8,05
0003 6 7,74 0,6125 0,7826 6,75 8,66
0007 4 13,88 1,3450 1,1597 12,41 14,81
0028 5 22,89 4,5316 2,1287 19,96 25,51
0091 4 22,24 3,1776 1,7826 19,96 24,16
GC08 0801 4 6,56 0,1968 0,4436 5,92 6,86
0803 6 5,90 0,3350 0,5788 5,11 6,60
0807 7 5,77 0,2717 0,5213 5,11 6,43
0828 5 13,72 2,1254 1,4579 12,15 15,46
0891 3 10,21 0,8896 0,9432 9,35 11,22
GR1C07 1001 7 12,16 1,1577 1,0759 10,58 13,50
1003 4 15,22 1,6092 1,2685 13,66 16,51
1007 4 14,48 4,2412 2,0594 11,83 16,51
1028 4 26,79 4,9921 2,2343 24,29 29,43
1091 2 29,47 7,8408 2,8001 27,49 31,45
GR3C07 3001 3 17,39 3,5661 1,884 16,00 19,54
3003 5 12,44 1,1604 1,0772 11,09 13,46
3007 4 12,77 0,2388 0,4887 12,14 13,31
3028 4 30,25 13,6177 3,6902 26,39 33,76
3091 5 15,84 1,1531 1,0738 14,13 16,88
GR5C08 5801 6 5,88 0,0891 0,2985 5,61 6,37
5803 6 5,70 0,0933 0,3055 5,43 6,28
5807 11 5,82 0,6058 0,7784 4,47 7,25
5828 7 16,14 2,6930 1,6410 14,39 19,05
5891 4 14,02 2,2692 1,5064 12,21 15,89
Tabela B.17- Diferenças significativas entre grupos – GC07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 -0,267667
0001 - 0007 *-6,4085
0001 - 0028 *-15,414
0001 - 0091 *-14,7585
0003 - 0007 *-6,14083
0003 - 0028 *-15,1463
0003 - 0091 *-14,4908
0007 - 0028 *-9,0055
0007 - 0091 *-8,35
0028 - 0091 0,6555 *diferença significativa nível de confiança de 95%
250
Tabela B.18- Diferenças significativas entre grupos – GC08 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC08 0801 - 0803 0,6575
0801 - 0807 0,7875
0801 - 0828 *-7,1645
0801 - 0891 *-3,65583
0803 - 0807 0,13
0803 - 0828 *-7,822
0803 - 0891 *-4,31333
0807 - 0828 *-7,952
0807 - 0891 *-4,44333
0828 - 0891 *3,50867 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.19- Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 *-3,06179
1001 - 1007 *-2,32179
1001 - 1028 *-14,6368
1001 - 1091 *-17,3143
1003 - 1007 0,74
1003 - 1028 *-11,575
1003 - 1091 *-14,2525
1007 - 1028 *-12,315
1007 - 1091 *-14,9925
1028 - 1091 *-2,6775 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.20- Diferenças significativas entre grupos – GR3C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GR3C07 3001 – 3003 *4,954
3001 – 3007 *4,615
3001 – 3028 *-12,86
3001 – 3091 1,55
3003 – 3007 -0,339
3003 – 3028 *-17,814
3003 – 3091 *-3,404
3007 – 3028 *-17,475
3007 – 3091 *-3,065
3028 - 3091 *14,41 *diferença significativa nível de confiança de 95%
251
Tabela B.21- Diferenças significativas entre grupos – GR5C08 – D.
Pasta Grupos Diferença
GR5C08 5801 – 5803 0,185
5801 – 5807 0,0607576
5801 – 5828 *-10,2583
5801 – 5891 *-8,14333
5803 – 5807 -0,124242
5803 – 5828 *-10,4433
5803 – 5891 *-8,32833
5807 – 5828 *-10,3191
5807 – 5891 *-8,20409
5828 - 5891 *2,115 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.22- Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-4,68171
0003 - 1003 *-7,47583
0007 - 1007 -0,595
0028 - 1028 *-3,9045
0091 - 1091 *-7,2375 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.23- Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR3C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-9,916
0003 - 3003 *-4,69433
0007 - 3007 1,1075
0028 - 3028 *-7,362
0091 - 3091 *6,3925 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.24- Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *-5,23429
1003 - 3003 *2,7815
1007 - 3007 1,7025
1028 - 3028 *-3,4575
1091 - 3091 *13,63 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.25- Diferenças significativas entre grupos – GC08/GR5C08 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC08/GR5C08 0801 – 5001 0,411429
0803 – 5003 0,0933333
0807 – 5007 0,412679
0828 – 5028 *-2,19286
0891 - 5091 *0,637143 *diferença significativa nível de confiança de 95%
252
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da D com o tempo
GC07
1. dureza superficial cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1 e 3 dias;
3. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 28 e 91 dias.
GC08
1. dureza superficial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1, 3 e 7 dias.
GR1C07
1. dureza superficial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 3 e 7 dias.
GR3C07
1. dureza superficial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1 e 91 dias.
GR5C08
1. dureza superficial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de D para as idades de 1, 3 e 7 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR1C07, para a idade
de 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR1C07, para as idades de
1, 3, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com o GR1C07, apresentaram acréscimos nos valores de D, para as
idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.
253
GC07/GR3C07
1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR3C07, para a idade de
7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GC07/GR3C07, para as idades de
1, 3, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as
idades de 1, 3 e 28 dias, em relação ao GC07;
4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de D, para a idade
de 91 dias, em relação ao GC07.
GR1C07/GR3C07
1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GR1C07/GR3C07, para a
idade de 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades
de 1, 3, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as
idades de 1 e 28 dias, em relação ao GR1C07;
4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de D, para as
idades de 3 e 91 dias, em relação ao GR1C07.
GC08/GR5C08
1. não há diferença significativa nos valores de D das pastas GC08/GR5C08, para a idade
de 1, 3 e 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de D das pastas GC08/GR5C08, para as idades de
28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as
idades de 28 e 91 dias, em relação ao GC08.
B.3.2 Resistência à Compressão Axial - Rc
Número de observações: 180
Número de níveis analisados: 25
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
254
Tabela B.26 - Resistência à compressão axial média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GC08 2,25 1,99 2,12 3,71 5,50
GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69
GR3C07 5,44 5,45 5,61 12,45 10,49
GR5C08 1,84 1,90 1,71 5,90 4,87
Tabela B.27 - Resumo Estatístico da ANOVA – Rc (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0001 7 3,06 0,0452 0,2127 2,89 3,51
0003 8 3,10 0,0618 0,2487 2,65 3,47
0007 5 4,19 0,1394 0,3734 3,85 4,77
0028 8 7,31 0,2482 0,4982 6,57 8,35
0091 7 8,67 0,3310 0,5753 7,54 9,15
GC08 0801 7 2,25 0,0169 0,1301 2,1 2,41
0803 9 1,99 0,0261 0,1616 1,76 2,22
0807 7 2,12 0,0177 0,1332 1,92 2,27
0828 7 3,71 3,7114 0,2777 3,48 4,28
0891 7 5,50 5,5028 0,1773 5,25 5,69
GR1C07 1001 8 6,20 0,1440 0,3794 5,54 6,76
1003 7 5,99 0,0566 0,2381 5,55 6,31
1007 4 5,67 0,0466 0,2160 5,47 5,97
1028 6 9,93 0,5995 0,7742 8,81 11,04
1091 7 11,69 0,3374 0,5809 11,03 12,30
GR3C07 3001 7 5,44 0,0822 0,2832 5,04 5,77
3003 6 5,45 0,1473 0,3838 4,92 6,09
3007 6 5,61 0,0403 0,2008 5,41 5,95
3028 6 12,45 0,5729 0,7569 11,03 13,04
3091 7 10,49 0,6147 0,7840 9,22 11,32
GR5C08 5801 6 1,84 0,0139 0,1180 1,68 1,98
5803 9 1,90 0,0136 0,1152 1,77 2,1
5807 8 1,71 0,0214 0,1462 1,48 1,89
5828 14 5,90 0,837 0,9149 4,65 7,27
5891 7 4,87 0,141 0,3750 4,23 5,42
255
Tabela B.28 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 -0,0453571
0001 - 0007 *-1,13286
0001 - 0028 *-4,25286
0001 - 0091 *-5,61286
0003 - 0007 *-1,0875
0003 - 0028 *-4,2075
0003 - 0091 *-5,5675
0007 - 0028 *-3,12
0007 - 0091 *-4,48
0028 - 0091 *-1,36 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela Tabela B.29 - Diferenças significativas entre grupos – GC08 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC08 0801 - 0803 0,256984
0801 - 0807 0,13
0801 - 0828 *-1,46
0801 - 0891 *-3,25143
0803 - 0807 -0,126984
0803 - 0828 *-1,71698
0803 - 0891 *-3,50841
0807 - 0828 *-1,59
0807 - 0891 *-3,38143
0828 - 0891 *-1,79143 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.30 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 0,214464
1001 - 1007 0,52875
1001 - 1028 *-3,73125
1001 - 1091 *-5,49125
1003 - 1007 0,314286
1003 - 1028 *-3,94571
1003 - 1091 *-5,70571
1007 - 1028 *-4,26
1007 - 1091 *-6,02
1028 - 1091 *-1,76 *diferença significativa nível de confiança de 95%
256
Tabela B.31 - Diferenças significativas entre grupos – GR3C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR3C07 3001 – 3003 -0,000952381
3001 – 3007 -0,162619
3001 – 3028 *-7,00929
3001 – 3091 *-5,05
3003 – 3007 -0,161667
3003 – 3028 *-7,00833
3003 – 3091 *-5,04905
3007 – 3028 *-6,84667
3007 – 3091 *-4,88738
3028 - 3091 *1,95929 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.32 - Diferenças significativas entre grupos – GR5C08 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR5C08 5801 – 5803 -0,0611111
5801 – 5807 0,13125
5801 – 5828 *-4,06429
5801 – 5891 *-3,02571
5803 – 5807 0,192361
5803 – 5828 *-4,00317
5803 – 5891 *-2,9646
5807 – 5828 *-4,19554
5807 – 5891 *-3,15696
5828 - 5891 *1,03857 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.33 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-3,14161
0003 - 1003 *-2,88179
0007 - 1007 *-1,48
0028 - 1028 *-2,62
0091 - 1091 *-3,02 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.34 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR3C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-2,38857
0003 - 3003 *-2,34417
0007 - 3007 *-1,41833
0028 - 3028 *-5,145
0091 - 3091 *-1,82571 *diferença significativa nível de confiança de 95%
257
Tabela B.35 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *0,753036
1003 - 3003 *0,537619
1007 - 3007 0,0616667
1028 - 3028 *-2,525
1091 - 3091 *1,19429 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.36 - Diferenças significativas entre grupos – GC08/GR5C08 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC08/GR5C08 0801 - 5801 0,411429
0803 - 5803 0,0933333
0807 - 5807 0,412679
0828 - 5828 *-2,19286
0891 - 5891 *0,637143 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da Rc com o tempo
GC07
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1 e 3 dias.
GC08
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc,para as idades de 1, 3 e 7 dias.
GR1C07
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc,para as idades de 1, 3 e 7 dias.
GR3C07
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1, 3 e 7 dias.
GR5C08
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1, 3 e 7 dias.
258
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC07/GR1C07, para as idades de
1, 3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.
GC07/GR3C07
1. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC07/GR3C07, para as idades de
1, 3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.
GR1C07/GR3C07
1. não há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GR1C07/GR3C07, para a
idade de 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades
de 1, 3, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para a
idade de 28 dias em relação, ao GR1C07;
4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de Rc, para as
idades de 1, 3, 7 e 91 dias, em relação ao GR1C07.
GC08/GR5C08
1. não há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC08/GR5C08, para a idade
de 1, 3 e 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de Rc das pastas GC08/GR5C08, para as idades de
28 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR5C08, apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as
idades de 28 e 91 dias, em relação ao GC08.
259
B.3.3 Resistência à Tração na Flexão – Rf
Número de observações: 145
Número de níveis analisados: 25
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.37 – Resistência à tração na flexão – média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GC08 1,24 1,40 1,38 2,45 2,96
GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43
GR3C07 3,06 2,84 2,62 4,31 4,43
GR5C08 1,63 1,13 1,30 3,55 2,12
Tabela B.38 - Resumo Estatístico da ANOVA – Rf (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0001 6 2,10 0,0238 0,1543 1,92 2,25
0003 8 1,94 0,0168 0,1298 1,71 2,14
0007 7 1,77 0,0145 0,1204 1,63 1,89
0028 5 3,69 0,0360 0,1899 3,51 3,95
0091 4 3,55 0,0364 0,1909 3,31 3,74
GC08 0801 5 1,24 0,0248 0,1574 1,04 1,46
0803 8 1,4º 0,0114 0,1066 1,31 1,61
0807 7 1,38 0,0020 0,0447 1,29 1,43
0828 5 2,45 0,0597 0,2444 2,11 2,71
0891 5 2,96 0,0319 0,1787 2,70 3,12
GR1C07 1001 7 2,74 0,0632 0,2514 2,47 3,03
1003 7 2,65 0,0241 0,1554 2,40 2,84
1007 6 2,51 0,0216 0,1472 2,32 2,76
1028 4 4,34 0,0221 0,1488 4,16 4,50
1091 4 3,43 0,0221 0,1485 3,27 3,62
GR3C07 3001 6 3,06 0,0385 0,1961 2,76 3,31
3003 4 2,84 0,0326 0,1805 2,62 3,02
3007 5 2,62 0,0128 0,1132 2,51 2,78
3028 4 4,31 0,0297 0,1722 4,13 4,49
3091 3 4,43 0,0145 0,1205 4,32 4,56
GR5C08 5801 6 1,63 0,0099 0,0997 1,51 1,79
5803 4 1,13 0,0017 0,0419 1,07 1,17
5807 11 1,30 0.0647 0,2544 0,88 1,64
5828 9 2,55 0,2849 0,5337 1,91 3,22
5891 5 2,12 0,0245 0,1566 1,86 2,24
260
Tabela B.39 - Diferenças Significativas entre Grupos – GC07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 0,15875
0001 - 0007 *0,336429
0001 - 0028 *-1,583
0001 - 0091 *-1,445
0003 - 0007 *0,177679
0003 - 0028 *-1,74175
0003 - 0091 *-1,60375
0007 - 0028 *-1,91943
0007 - 0091 *-1,78143
0028 - 0091 0,138 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.40 - Diferenças significativas entre grupos – GC08 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC08 0801 - 0803 -0,1645
0801 - 0807 -0,147714
0801 - 0828 *-1,22
0801 - 0891 *-1,722
0803 - 0807 0,0167857
0803 - 0828 *-1,0555
0803 - 0891 *-1,5575
0807 - 0828 *-1,07229
0807 - 0891 *-1,57429
0828 - 0891 *-0,502 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.41 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 0,102857
1001 - 1007 *0,237143
1001 - 1028 *-1,59036
1001 - 1091 *-0,682857
1003 - 1007 0,134286
1003 - 1028 *-1,69321
1003 - 1091 *-0,78571
1007 - 1028 *-1,8275
1007 - 1091 *-0,92
1028 - 1091 *0,9075 *diferença significativa nível de confiança de 95%
261
Tabela B.42 - Diferenças significativas entre grupos – GR3C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR3C07 3001 – 3003 0,22
3001 – 3007 *0,432
3001 – 3028 *-1,25
3001 – 3091 *-1,37333
3003 – 3007 0,212
3003 – 3028 *-1,47
3003 – 3091 *-1,59333
3007 – 3028 *-1,682
3007 – 3091 *-1,80533
3028 - 3091 -0,123333 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.43 - Diferenças significativas entre grupos – GR5C08 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR5C08 5801 – 5803 *0,504167
5801 – 5807 *0,330758
5801 – 5828 *-0,920556
5801 – 5891 *-0,484333
5803 – 5807 -0,173409
5803 – 5828 *-1,42472
5803 – 5891 *-0,9885
5807 – 5828 *-1,25131
5007 – 5891 *-0,815091
5828 - 5891 *0,436222 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.44 - Diferenças significativas entre grupos GC07/GR1C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-0,642143
0003 - 1003 *-0,698036
0007 - 1007 *-0,741429
0028 - 1028 *-0,6495
0091 - 1091 0,12 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.45 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR3C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR3C07 0001 - 3001 *-0,955
0003 - 3003 *-0,89375
0007 - 3007 *-0,859429
0028 - 3028 *-0,622
0091 - 3091 *-0,883333 *diferença significativa nível de confiança de 95%
262
Tabela B.46 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR3C07 – Rf..
Pasta Grupos Diferença
GR1C07/GR3C07 1001 - 3001 *-0,312857
1003 - 3003 *-0,415714
1007 - 3007 -0,118
1028 - 3028 0,0275
1091 - 3091 *-1,00333 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.47 - Diferenças significativas entre grupos – GC08/GR5C08 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC08/GR5C08 0801 - 5801 *-0,393667
0803 - 5803 *0,275
0807 - 5807 0,0848052
0828 - 5828 -0,0942222
0891 - 5891 *0,844 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da Rf com o tempo
GC07
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91
dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 28 e 91
dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GC07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de
7 dias.
GC08
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1, 3 e 7 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
GR1C07
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 3 e 7 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
263
4. as pastas produzidas com GR1C07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade
de 7 e 91 dias.
GR3C07
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos dias
de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias, 3 e 7 dias e
28 e 91 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade
de 7 dias.
GR5C08
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 3 e 7 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GR508 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de
3 e 91 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC07/GR1C07, para as idades de 1,
3, 7 e 28 dias e
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as
idades de 1, 3, 7 e 28 dias em relação ao GC07.
GC07/GR3C07
1. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC07/GR3C07, para as idades de 1,
3, 7, 28 e 91 dias e
2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias em relação ao GC07;
264
GR1C07/GR3C07
1. não há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GR1C07/GR3C07, para a idade
de 7 e 28 dias;
2. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GR1C07/GR3C07, para as idades
de 1, 3, e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para a
idade de 1, 3 e 91 dias em relação ao GR1C07.
GC08/GR5C08
1. não há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC08/GR5C08, para as idades
de 7 e 28 dias;
2. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC08/GR5C08, para as idades de 1,
3 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para a
idade de 1 dia em relação ao GC08;
4. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram redução nos valores de Rf, para as idades
de 3 e 91 dias em relação ao GC.
B.3.4 Permeabilidade ao Ar – K
Número de observações: 33
Número de níveis analisados: 10
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.48 - Permeabilidade ao ar – média (mm2).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,5329E-14 9,3773E-14
GC08 21,2586E-14 26,2773E-14
GR1C07 2,17906E-14 2,5258E-14
GR3C07 2,1505E-14 2,66353E-14
GR5C08 2,31456E-14 2,60487E-14
265
Tabela B.49 - Resumo estatístico da ANOVA – K (mm2).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 07 0007 3 7,53290E-14 0,7107 0,8431 6,975E-14 8,4762E-14
0028 3 9,3773E-14 1,3069 1,1432 8,095E-14 10,289E-14
GC 08 0807 4 21,2586E-14 5,5800 2,3622 19,401E-14 24,407E-14
0828 3 26,2773E-14 2,8505 1,6883 24,796E-14 28,115-14
GR1C07 1007 3 2,17906E-14 0,0001 0,0105 2,171E-14 2,191E-14
1028 3 2,5258E-14 0,0685 0,2616 2,26E-14 2,782E-14
GR3C07 3007 4 2,1505E-14 0,0220 0,1485 1,979E-14 2,295E-14
3028 3 2,66353E-14 0,0029 0,0541 2,603E-14 2,708E-14
GR5C08 5807 3 2,31456E-14 0,0155 0,1247 2,172E-14 2,406E-14
5828 4 2,60487E-14 0,1280 0,3578 2,295E-14 2,919E-14
Tabela B.50 - Diferenças significativas entre grupos – GC07, GC08, GR1C07, GR3C07 e
GR5C08 – K.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0007 - 0028 *-1,87338
GC08 0807 -0828 *-5,01872
GR1C07 1007 - 1028 -0,346737
GR3C07 3007 - 3028 -0,513167
GR5C08 5807 - 5828 -0,285833 *diferença significativa
Tabela B.51 - Diferenças significativas entre grupos – K.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0007 - 1007 *5,505
0028 - 1028 *6,85133
GC07/GR3C07 0007 - 3007 *5,5335
0028 - 3028 *6,71333
GR1C07/GR3C07 1007 - 3007 0,0285
1028 - 3028 -0,138
GC08/GR5C08 0807 - 5807 *18,9419
0828 - 5828 *23,6748 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da K com o tempo
GC07
1. a permeabilidade ao ar cresce com o tempo;
2. há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GC08
1. a permeabilidade ao ar cresce com o tempo;
266
2. há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GR1C07
1. a permeabilidade ao ar permanece constante com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GR3C07
1. a permeabilidade ao ar permanece constante com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GR5C08
1. permeabilidade ao ar cresce com o tempo;
2. há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 7
e 28 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram redução nos valores de K, para as
idades de 7 e 28 dias em relação ao GC07.
GC07/GR3C07
1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC07/GR3C07, para as idades de 7
e 28 dias;
2. as pastas produzidas com GR3C07 apresentaram redução nos valores de K, para as idades
de 7 e 28 dias em relação ao GC07.
GR1C07/GR3C07
1. não há diferença significativa nos valores de K das pastas GR1C07/GR3C07, para a idade
de 7 e 28 dias.
GC08/GR5C08
1. há diferença significativa nos valores de K das pastas GC08/GR5C08, para as idades de 7
e 28 dias;
267
2. as pastas produzidas com GR5C08 apresentaram redução nos valores de K, para as idades
de 7e 28 dias em relação ao GC08.
B.4 Pastas Estado Endurecido – Definição do Teor de Aditivo
As pastas utilizadas no estudo foram as pastasGC07, de GR1C07, de GR1C07-1,0%G,
GR1C07-1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C07-2,2%G, cuja amostragem
quantitativa é apresentada no Quadro B.3.
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente foram a
Dureza Superficial (D) e a Resistência à Compressão Axial (Rc) nas idades de 1 e 7 dias.
Quadro B.3 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para o estudo preliminar da
dosagem do aditivo.
Pasta Idade (dias)
Identificação n corpos-de-prova ensaiados n amostras tratadas
estatisticamente
D Rc D Rc
GC07 1 0001 6 9 5 7
7 0007 6 7 4 5
GR1C07 1 1001 9 9 7 8
7 1007 7 7 4 4
GR1C07-1,0%G 1 101001 3 3 2 3
7 101007 3 3 2 3
GR1C07-1,5%G 1 151001 3 3 2 3
7 151007 3 3 3 3
GR1C07-1,75%G 1 1751001 3 3 3 3
7 1751007 3 3 2 3
GR1C07-2,0%G 1 201001 3 3 2 3
7 201007 3 3 3 3
GR1C07-2,2%G 1 221001 3 3 2 3
7 221007 3 3 2 3
Total 58 62 43 54
268
B.4.1 Dureza Superficial - D
Número de observações: 43
Número de níveis analisados: 14
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.52 - Dureza superficial média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47
13,88
GR1C07 12,16
14,48
GR1C07-1,0%G 14,77
16,15
GR1C07-1,5%G 11,61
16,74
GR1C07-1,75%G 9,14
13,55
GR1C07-2,0%G 8,11
9,84
GR1C07-2,2%G 6,86
15,66
Tabela B.53 - Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).
Pasta Identificação n amostras Média Variância Desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0001 5 7,47 0,40778 0,638577 6,56 8,05
0007 4 13,88 1,34503 1,15975 12,41 14,81
GR1C07 1001 7 12,16 1,1577 1,07596 10,58 13,5
1007 4 14,48 4,24129 2,05944 11,83 16,51
GR1C07 101001 2 14,77 0,8192 0,905097 14,13 15,41
1,0%G 101007 2 16,15 4,1472 2,03647 14,71 17,59
GR1C07 151001 2 11,61 0,256233 0,954594 10,93 12,28
1,5%G 151007 3 16,74 0,6728 2,30531 14,26 18,82
GR1C07 1751001 3 9,14 0,91125 0,506195 8,58 9,56
1,75%G 1751007 2 13,55 5,31443 0,820244 12,97 14,13
GR1C07 201001 2 8,11 0,59405 0,770746 7,56 8,65
2,0%G 201007 3 9,84 0,739633 0,860019 8,98 10,7
GR1C07 221001 2 6,86 0,0018 0,0424264 6,83 6,89
2,2%G 221007 2 15,66 2,14245 1,46371 14,62 16,69
269
Tabela A B.54 - Diferenças significativas entre grupos – 1 dia de idade – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C 0001-1001 *-4,68171
GC07/GR1C-1,0%G 0001-101001 *-7,296
GC07/GR1C-1,5%G 0001-151001 *-4,131
GC07/GR1C-1,75%G 0001-1751001 -1,66933
GC07/GR1C-2,0%G 0001-201001 -0,631
GC07/GR1C-2,2%G 0001-221001 0,614
GR1C07/GR1C07-1,0%G 1001-101001 *-2,61429
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001-151001 0,550714
GR1C07/GR1C07-1,75%G 1001-1751001 *3,01238
GR1C07/GR1C07-2,0%G 1001-201001 *4,05071
GR1C07/GR1C07-2,2%G 1001-221001 *5,29571
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101001-151001 *3,165
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101001-1751001 *5,62667
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101001-201001 *6,665
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101001-221001 *7,91
GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151001-1751001 *2,46167
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151001-201001 *-3,5
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151001-221001 *4,745
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751001-201001 -1,03833
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751001-221001 -2,28333
GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201001-221001 1,245 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.55 - Diferenças significativas entre grupos – 7 dia de idade – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C 0007-1007 -0,595
GC07/GR1C-1,0%G 0007-101007 *-2,2675
GC07/GR1C-1,5%G 0007-151007 *-2,85417
GC07/GR1C-1,75%G 0007-1751007 0,3325
GC07/GR1C-2,0%G 0007-201007 *4,03917
GC07/GR1C-2,2%G 0007-221007 -1,7725
GR1C07/GR1C07-1,0%G 1007-101007 -1,6725
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007-151007 *-2,25917
GR1C07/GR1C07-1,75%G 1007-1751007 0,9275
GR1C07/GR1C07-2,0%G 1007-201007 *4,63417
GR1C07/GR1C07-2,2%G 1007-221007 -1,1775
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101007-151007 -0,586667
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101007-1751007 2,6
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101007-201007 *6,3066
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101007-221007 0,495
GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151007-1751007 *3,18667
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151007-201007 *-6,89333
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151007-221007 1,08167
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751007-201007 2,6
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751007-221007 2,105
GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201007-221007 *-5,81167 *diferença significativa nível de confiança de 95%
270
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à adição de aditivos no GR1C07
1. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G,
GR1C-1,75%G/GR1C-2,0%G, GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G e GR1C-2,0%G/ GR1C-
2,2%G para a idade de 1 dia;
2. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GR1C07/GR1C07-1,0%G,
GR1C07/GR1C07-1,75%G, GR1C07/GR1C07-2,2%G, GR1C-1,0%G/GR1C-1,5%G,
GR1C-1,0%G/ GR1C-2,2%G, GR1C-1,5%G/GR1C-2,2%G, GR1C-1,75%G/GR1C-
2,0%G e GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G, para a idade de 7 dias;
3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% de aditivo apresentaram acréscimo para os
valores de D, com 1 dia de idade, e redução para teores entre 1,5% e 2.2% de aditivo;
4. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% de aditivo apresentaram acréscimo para os
valores de D, com 7 dia de idade, redução para teores entre 1,5% e 2.0% e acréscimo
para teores entre 2,0% e 2,2% de aditivo.
b) Quanto à pastaGC07
1. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GC07/GR1C07-1,75%G,
GC07/GR1C07-2,0%G e GC07/GR1C07-2,2%G para a idade de 1 dia;
2. não há diferença significativa nos valores da D das pastas GC07/GR1C07,
GC07/GR1C07-1,75%G e GC07/GR1C07-2,2%G para a idade de 7 dia;
3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% a 1,5% de aditivo apresentaram acréscimo
para os valores de D, com 1 dia de idade;
4. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% a 1,5% de aditivo apresentaram acréscimo
para os valores de D, com 7 dia de idade e redução, para teores de 2.0% de aditivo.
B.4.2 Resistência à Compressão Axial - Rc
Número de observações: 54
Número de níveis analisados: 14
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
271
Tabela B.56 – Resistência à compressão axial média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 4,19
GR1C07 6,20 5,67
GR1C07-1,0%G 5,00 7,74
GR1C07-1,5%G 3,76 5,88
GR1C07-1,75%G 3,23 6,21
GR1C07-2,0%G 2,46 5,93
GR1C07-2,2%G 2,66 6,01
Tabela B.57 - Resumo estatístico da ANOVA – Rc (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0001 7 3,06 0,0452571 0,212737 2,89 3,51
0007 5 4,19 0,13945 0,37343 3,85 4,77
GR1C07 1001 8 6,20 0,144012 0,37949 5,54 6,76
1007 4 5,67 0,0466667 0,216025 5,47 5,97
GR1C07 101001 3 5,00 0,0792333 0,281484 4,7 5,26
1,0%G 101007 3 7,74 0,693233 0,832606 6,83 8,46
GR1C07 151001 3 3,76 0,308433 0,555368 3,22 4,33
1,5%G 151007 3 5,88 0,0597333 0,244404 5,67 6,15
GR1C07 1751001 3 3,23 0,0190333 0,137961 3,13 3,39
1,75%G 1751007 3 6,21 0,490433 0,700309 5,43 6,79
GR1C07 201001 3 2,46 0,000533333 0,023094 2,45 2,49
2,0%G 201007 3 5,93 0,220633 0,469716 5,5 6,43
GR1C07 221001 3 2,66 0,0976 0,31241 2,3 2,86
2,2%G 221007 3 6,01 0,0562333 0,237136 5,81 6,27
272
Tabela B.58- Diferenças significativas entre grupos – 1 dia de idade – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C 0001-1001 *-3,14161
GC07/GR1C-1,0%G 0001-101001 *-1,93952
GC07/GR1C-1,5%G 0001-151001 *-0,70619
GC07/GR1C-1,75%G 0001-1751001 -0,17619
GC07/GR1C-2,0%G 0001-201001 *0,59381
GC07/GR1C-2,2%G 0001-221001 0,397143
GR1C07/GR1C07-1,0%G 1001-101001 *1,20208
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001-151001 *2,43542
GR1C07/GR1C07-1,75%G 1001-1751001 *2,96542
GR1C07/GR1C07-2,0%G 1001-201001 *3,73542
GR1C07/GR1C07-2,2%G 1001-221001 *3,53875
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101001-151001 *1,23333
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101001-1751001 *1,76333
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101001-201001 *2,53333
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101001-221001 *2,33667
GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151001-1751001 0,53
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151001-201001 *-1,3
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151001-221001 *1,10333
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751001-201001 *-0,77
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751001-221001 -0,573333
GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201001-221001 -0,196667 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.59 - Diferenças significativas entre grupos – 7 dia de idade – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C 0007-1007 *-1,48
GC07/GR1C-1,0%G 0007-101007 *-3,55333
GC07/GR1C-1,5%G 0007-151007 *-1,69333
GC07/GR1C-1,75%G 0007-1751007 *-2,01667
GC07/GR1C-2,0%G 0007-201007 *-1,73667
GC07/GR1C-2,2%G 0007-221007 *-1,81667
GR1C07/GR1C07-1,0%G 1007-101007 *-2,07333
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007-151007 -0,213333
GR1C07/GR1C07-1,75%G 1007-1751007 -0,536667
GR1C07/GR1C07-2,0%G 1007-201007 -0,256667
GR1C07/GR1C07-2,2%G 1007-221007 -0,336667
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,5%G 101007-151007 *1,86
GR1C07-1,0%G/GR1C-1,75%G 101007-1751007 *1,53667
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,05%G 101007-201007 *1,81667
GR1C07-1,0%G/GR1C-2,2%G 101007-221007 *1,73667
GR1C07-1,5%G/GR1C-1,75%G 151007-1751007 -0,323333
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,0%G 151007-201007 0,0433333
GR1C07-1,5%G/GR1C-2,2%G 151007-221007 -0,123333
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,0%G 1751007-201007 -0,28
GR1C07-1,75%G/GR1C-2,2%G 1751007-221007 -0,2
GR1C07-2,0%G/GR1C-2,2%G 201007-221007 -0,08 *diferença significativa nível de confiança de 95%
273
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à adição de aditivos no GR1C07
1. não há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GR1C07-1,5%G/GR1C07-
1,75%G, GR1C-1,75%G/GR1C-2,2%G e GR1C-2,0%G/GR1C-2,2%G, para a idade de 1
dia;
2. não há diferença significativa nos valores da Rc entre as pastas GR1C07, GR1C07-
1,5%G, GR1C07-1,75%G, GR1C07-2,0%G e GR1C-2,2%G, para a idade de 7 dias;
3. as pastas de gesso reciclados com teores de 1%, 1,5%, 1,75%, 2,0% e 2,2% de aditivo
apresentaram redução para os valores de Rc com 1 dia de idade;
4. as pastas de gesso reciclados com teores de 1% de aditivo apresentaram acréscimo para os
valores de Rc, com 7 dia de idade.
b) Quanto à pastaGC07
1. não há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GC07/GR1C07-1,75%G e
GC07/GR1C07-2,2%G, para a idade de 1 dia;
2. há diferença significativa nos valores da Rc das pastas GC07/GR1C07, GC07/GR1C07-
1,0%G, GC07/GR1C07-1,5%G, GC07/GR1C07-1,75%G, GC07/GR1C07-2,0%G e
GC07/GR1C07-2,2%G, para a idade de 7 dia;
3. as pastas de gesso reciclado com teores de 0% a 2,2% de aditivo apresentaram acréscimo
para os valores de Rc, com 7 dia de idade em relação ao gesso comercial.
B.5 Pasta Endurecida – com 1,5% de Superplastificante
As pastas utilizadas no estudo foram as pastasGC07, de GR1C07 e de GR1C07-1,5%G,
cuja amostragem quantitativa é apresentada no Quadro B.4.
As propriedades físicas e mecânicas avaliadas e analisadas estatisticamente, foram a
Dureza Superficial (D), a Resistência à Compressão Axial (Rc), a Resistência à Tração na Flexão
(Rf), nas idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, e a Permeabilidade ao Ar (K), nas idades de 7 e 28 dias.
274
Quadro B.4 – Relação quantitativa dos dados obtidos no experimento para o estudo da influência
do uso de superplastificante no gesso reciclado.
Pasta Idade (dias)
Identificação n corpos-de-prova ensaiados n amostras tratadas
estatisticamente
D Rc Rf k D Rc Rf k
GC07
1 0001 6 9 6 5 7 6
3 0003 6 7 8 6 8 8
7 0007 6 7 8 4 4 5 7 3
28 0028 6 8 7 4 5 8 5 3
91 0091 6 8 8 4 7 4
GR1C07
1 1001 9 9 7 7 8 7
3 1003 7 7 7 4 7 7
7 1007 7 7 7 4 4 4 6 3
28 1028 8 8 8 4 4 6 4 3
91 1091 8 8 7 2 7 4
GR1C07-1,5%G
1 151001 9 9 8 3 8 7
3 151003 8 8 7 4 5 8
7 151007 7 7 7 4 5 7 6 3
28 151028 8 8 7 4 3 8 6 4
91 151091 7 7 7 5 6 6
Total 108 117 109 24 65 101 91 19
B.5.1 Dureza Superficial - D
Número de observações: 65
Número de níveis analisados: 15
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.60 - Dureza superficial média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 7,47 7,74 13,88 22,89 22,24
GR1C07 12,16 15,22 14,48 26,79 29,47
GR1C07-1,5%G 12,15 10,32 20,89 13,90 16,62
275
Tabela B.61 - Resumo estatístico da ANOVA – D (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 5 7,47 0,4078 0,6385 6,56 8,05
07 0003 6 7,74 0,6125 0,7826 6,75 8,66
0007 4 13,88 1,3450 1,1597 12,41 14,81
0028 5 22,89 4,5316 2,1287 19,96 25,51
0091 4 22,24 3,1776 1,7826 19,96 24,16
GR1C 1001 7 12,16 1,1577 1,0759 10,58 13,50
07 1003 4 15,22 1,6092 1,2685 13,66 16,51
1007 4 14,48 4,2412 2,0594 11,83 16,51
1028 4 26,79 4,9921 2,2343 24,29 29,43
1091 2 29,47 7,8408 2,8001 27,49 31,45
GR1C 151001 3 12,15 0,9800 0,9899 11,01 12,82
07 151003 4 10,32 0,6902 0,8308 9,29 11,31
1,5%G 151007 5 20,89 2,1077 1,4518 18,97 22,4
151028 3 13,90 0,9345 0,9667 12,79 14,53
151091 5 16,62 0,5677 0,7534 15,71 17,21
Tabela B.62 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 -0,267667
0001 - 0007 *-6,4085
0001 - 0028 *-15,414
0001 - 0091 *-14,7585
0003 - 0007 *-6,14083
0003 - 0028 *-15,1463
0003 - 0091 *-14,4908
0007 - 0028 *-9,0055
0007 - 0091 *-8,35
0028 - 0091 0,6555 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.63 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 *-3,06179
1001 - 1007 *-2,32179
1001 - 1028 *-14,6368
1001 - 1091 *-17,3143
1003 - 1007 0,74
1003 - 1028 *-11,575
1003 - 1091 *-14,2525
1007 - 1028 *-12,315
1007 - 1091 *-14,9925
1028 - 1091 *-2,6775 *diferença significativa nível de confiança de 95%
276
Tabela B.64 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,5%G – D.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 1,82667
151001 - 151007 *-8,74733
151001 - 151028 -1,75667
151001 - 151091 *-4,47533
151003 - 151007 *-10,574
151003 - 151028 *-3,58333
151003 - 151091 *-6,302
151007 - 151028 *6,99067
151007- 151091 *4,272
151028- 151091 *-2,71867 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.65 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-4,68171
0003 - 1003 *-7,47583
0007 - 1007 -0,595
0028 - 1028 *-3,9045
0091 - 1091 *-7,2375 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.66 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *-4,67267
0003 - 151003 *-2,57833
0007 - 151007 *-7,0115
0028 - 151028 *8,98467
0091 - 151091 *5,6105 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.67 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – D.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 0,00904762
1003 - 151003 *4,8975
1007 - 151007 *-6,4165
1028 - 151028 *12,8892
1091 - 151091 *12,848 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da D com o tempo
GC07
1. dureza superficial cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 1 e 3 dias;
277
3. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 28 e 91 dias.
GR1C07
1. dureza superficial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 3 e 7 dias.
GR1C07-1,5%G
1. dureza superficial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de D, para as idades de 1 e 3 dias e 1 e 28 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. não há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07 para as idades
de 7 dias;
2. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de
1, 3, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de D, para as
idades de 1, 3, 28 e 91 dias em relação ao GC07.
GC07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 1,3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimo nos valores de D,
para as idades de 1, 3 e 7 dias em relação ao GC07;
3. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de D, para
as idades de 28 e 91 dias em relação ao GC07.
GR1C07/GR1C07-1,5%G
1. não há diferença significativa nos valores de D, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G
para a idade de 1 dia;
2. há diferença significativa nos valores de D, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 3, 7, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com GR1C071,5%G apresentaram acréscimo nos valores de D, para
a idade de 7 dias em relação ao GR1C07;
278
4. as pastas produzidas com GR1C 07-1,5%G apresentaram redução nos valores de D, para
as idades de 1, 3, 28 e 91 dias em relação ao GR1C07.
B.5.2 Resistência à Compressão Axial - Rc
Número de observações: 101
Número de níveis analisados: 15
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.68 - Resistência à compressão axial – média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 3,06 3,10 4,19 7,31 8,67
GR1C07 6,20 5,99 5,67 9,93 11,69
GR1C07-1,5%GºC 4,28 2,98 2,81 6,10 4,84
Tabela B.69 - Resumo estatístico da ANOVA – Rc (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 7 3,06 0,0452 0,2127 2,89 3,51
07 0003 8 3,10 0,0618 0,2487 2,65 3,47
0007 5 4,19 0,1394 0,3734 3,85 4,77
0028 8 7,31 0,2482 0,4982 6,57 8,35
0091 7 8,67 0,3310 0,5753 7,54 9,15
GR1C 1001 8 6,20 0,1440 0,3794 5,54 6,76
07 1003 7 5,99 0,0566 0,2381 5,55 6,31
1007 4 5,67 0,0466 0,2160 5,47 5,97
1028 6 9,93 0,5995 0,7742 8,81 11,04
1091 7 11,69 0,3374 0,5809 11,03 12,30
GR1C 151001 5 4,28 0,0303 0,1740 4,08 4,53
07 151003 9 2,98 0,0342 0,1850 2,7 3,34
1,5%G 151007 6 2,81 0,0217 0,1473 2,66 3,04
151028 7 6,10 0,1297 0,3601 5,74 6,56
151091 7 4,84 0,0811 0,2849 4,34 5,13
279
Tabela B.70 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 -0,0453571
0001 - 0007 *-1,13286
0001 - 0028 *-4,25286
0001 - 0091 *-5,61286
0003 - 0007 *-1,0875
0003 - 0028 *-4,2075
0003 - 0091 *-5,5675
0007 - 0028 *-3,12
0007 - 0091 *-4,48
0028 - 0091 *-1,36 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.71 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 0,214464
1001 - 1007 0,52875
1001 - 1028 *-3,73125
1001 - 1091 *-5,49125
1003 - 1007 0,314286
1003 - 1028 *-3,94571
1003 - 1091 *-5,70571
1007 - 1028 *-4,26
1007 - 1091 *-6,02
1028 - 1091 *-1,76 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.72 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,5%G – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 *1,29978
151001 - 151007 *1,47367
151001 - 151028 *-1,82086
151001 - 151091 *-0,556571
151003 - 151007 0,173889
151003 - 151028 *-3,12063
151003 - 151091 *-1,85635
151007 - 151028 *-3,29452
151007- 151091 *-2,03024
151028- 151091 *1,26429 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.73 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-3,14161
0003 - 1003 *-2,88179
0007 - 1007 *-1,48
0028 - 1028 *-2,62
0091 - 1091 *-3,02 *diferença significativa nível de confiança de 95%
280
Tabela B.74 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *-1,22486
0003 - 151003 0,120278
0007 - 151007 *1,38167
0028 - 151028 *1,20714
0091 - 151091 *-3,02 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.75 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – Rc.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 *1,91675
1003 - 151003 *3,00206
1007 - 151007 *2,86167
1028 - 151028 *3,82714
1091 - 151091 *6,85143 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da Rc com o tempo
GC07
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 1 e 3 dias.
GR1C07
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc ,c para as idades de 1, 3 e 7 dias.
GR1C07-1,5%G
1. resistência à compressão axial cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rc, para as idades de 3 e 7 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de
1, 3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rc, para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias em relação ao GC07.
281
GC07/GR1C07-1,5%G
1. não há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para a
idade de 3 dias;
2. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 1, 7, 28 e 91 dias;
3. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimo nos valores de Rc,
para a idade de 1 dia em relação ao GC07;
4. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rc,
para as idades de 7, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.
GR1C07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de Rc, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rc,
para as idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias, em relação ao GR1C07.
B.5.3 Resistência à Tração na Flexão – Rf
Número de observações: 91
Número de níveis analisados: 15
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.76 - Resistência à tração na flexão – média (MPa).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07 2,10 1,94 1,77 3,69 3,55
GR1C07 2,74 2,65 2,51 4,34 3,43
GR1C07-1,5%G 1,78 1,74 1,78 3,3 3,01
282
Tabela B.77- Resumo estatístico da ANOVA – Rf (MPa).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
Desvio padrão
Valor min Valor max
GC 0001 6 2,10 0,0238 0,1543 1,92 2,25
07 0003 8 1,94 0,0168 0,1298 1,71 2,14
0007 7 1,77 0,0145 0,1204 1,63 1,89
0028 5 3,69 0,0360 0,1899 3,51 3,95
0091 4 3,55 0,0364 0,1909 3,31 3,74
GR1C 1001 7 2,74 0,0632 0,2514 2,47 3,03
07 1003 7 2,65 0,0241 0,1554 2,40 2,84
1007 6 2,51 0,0216 0,1472 2,32 2,76
1028 4 4,34 0,0221 0,1488 4,16 4,50
1091 4 3,43 0,0221 0,1485 3,27 3,62
GR1C 151001 7 1,78 0,0079 0,0888 1,63 1,87
07 151003 8 1,74 0,0286 0,1691 1,55 2,00
1,5%G 151007 6 1,78 0,0180 0,1340 1,61 1,98
151028 6 3,30 O,0234 0,1528 3,09 3,50
151091 6 3,01 0,0264 0,1627 2,87 3,25
Tabela B.78 - Diferenças significativas entre grupos – GC07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0001 - 0003 0,15875
0001 - 0007 *0,336429
0001 - 0028 *-1,583
0001 - 0091 *-1,445
0003 - 0007 *0,177679
0003 - 0028 *-1,74175
0003 - 0091 *-1,60375
0007 - 0028 *-1,91943
0007 - 0091 *-1,78143
0028 - 0091 0,138 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.79 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07 1001 - 1003 0,102857
1001 - 1007 *0,237143
1001 - 1028 *-1,59036
1001 - 1091 *-0,682857
1003 - 1007 0,134286
1003 - 1028 *-1,69321
1003 - 1091 *-0,78571
1007 - 1028 *-1,8275
1007 - 1091 *-0,92
1028 - 1091 *0,9075 *diferença significativa nível de confiança de 95%
283
Tabela B.80 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07-1,55G – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07-1,5%G 151001 - 151003 0,0428571
151001 - 151007 0,00452381
151001 - 151028 *-1,51714
151001 - 151091 *-1,23214
151003 - 151007 -0,0383333
151003 - 151028 *-1,56
151003 - 151091 *-1,275
151007 - 151028 *-1,52167
151007- 151091 *-1,23667
151028- 151091 *0,285 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.81 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07 – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0001 - 1001 *-0,642143
0003 - 1003 *-0,698036
0007 - 1007 *-0,741429
0028 - 1028 *-0,6495
0091 - 1091 0,12 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.82 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07-1,5%G – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07-1,5%G 0001 - 151001 *0,322143
0003 - 151003 *0,20625
0007 - 151007 -0,0097619
0028 - 151028 *0,388
0091 - 151091 *0,535 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Tabela B.83 - Diferenças significativas entre grupos – GR1C07/GR1C07-1,5%G – Rf.
Pasta Grupos Diferença
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1001 - 151001 *0,964286
1003 - 151003 *0,904286
1007 - 151007 *0,731667
1028 - 151028 *1,0375
1091 - 151091 *0,415 *diferença significativa nível de confiança de 95%
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da Rf com o tempo
GC07
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; permanece constante dos 28 aos 91
dias de idade;
284
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 28 e 91
dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GC07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade de
7 dias.
GR1C07
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1 e 3 dias e 3 e 7 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GR1C07 apresentaram redução nos valores de Rf, para a idade
de 7 e 91 dias.
GR1C07-1,5%G
1. resistência à tração na flexão cresce com o tempo; reduz dos 28 aos 91 dias de idade;
2. não há diferença significativa nos valores de Rf, para as idades de 1, 3 e 7 dias;
3. há diferença significativa nos valores de Rf, para as demais idades;
4. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rf, para
a idade de 91 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de Rf das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 1,
3, 7 e 28 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram acréscimos nos valores de Rf, para as
idades de 1, 3, 7 e 28 dias, em relação ao GC07.
GC07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de Rf, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 1, 3, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rf, para
as idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GC07.
285
GR1C07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de Rf, das pastas GR1C07/GR1C07-1,5%G para as
idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias;
2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram redução nos valores de Rf, para
as idades de 1, 3, 28 e 91 dias, em relação ao GR1C07.
B.5.4 Permeabilidade ao Ar – K
Número de observações: 19
Número de níveis analisados: 6
Método: ANOVA – Análise de Variância
Nível de Confiança – 95%
Tabela B.84 – Permeabilidade ao ar – média (mm2).
Pastas Idade
1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias
GC07
7,50329E-14 9,3773E-14
GR1C07
2,17906E-14 2,5258E-14
GR1C07-1,5%G
18,4662E-14 17,4632E-14
Tabela B.85 - Resumo estatístico da ANOVA – K (mm2).
Pasta Identificação n
amostras Média Variância
desvio padrão
Valor min Valor max
GC07 0007 3 7,50329E-14 0,7107 0,8430 6,975E-14 8,476E-14
0028 3 9,3773E-14 1,3069 1,1432 8,094E-14 1,028E-13
GR1C07 10007 3 2,17906E-14 0,0001 0,0105 2,171E-14 2,190E-14
10028 3 2,5258E-14 0,0685 0,2616 2,258E-14 2,781E-14
GR1C07 151007 3 18,4662E-14 1,5630 1,2502 17,08E-14 19,52E-14
1,5%G 151028 4 17,4632E-14 0,4836 0,6954 16,67E-14 18,12E-14
Tabela B.86 - Diferenças significativas entre grupos – GC07, GR1C07, GR1C07-1,5%G – K.
Pasta Grupos Diferença
GC07 0007 - 0028 *-1,87338
GR1C07 1007 - 1028 -0,346737
GR1C07-1,5%G 151007 - 151028 1,00283 *diferença significativa
286
Tabela B.87 - Diferenças significativas entre grupos – GC07/GR1C07, GC07/GR1C07-1,5%G,
GR1C07/GR1C07-1,5%G – K.
Pasta Grupos Diferença
GC07/GR1C07 0007 - 1007 *5,32485
0028 - 1028 *6,8515
GC07/GR1C07-1,5%G 0007 - 151007 *-10,9623
0028 - 151028 *-8,08607
GR1C07/GR1C07-1,5%G 1007 - 151007 *-16,2871
1028 - 151028 *-14,9376 *diferença significativa
Resultado do Tratamento Estatístico
a) Quanto à evolução da K com o tempo
GC07
1. a permeabilidade ao ar cresce com o tempo;
2. há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GR1C07
1. a permeabilidade ao ar permanece constante com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
GR1C07-1,5%G
1. a permeabilidade ao ar permanece constante com o tempo;
2. não há diferença significativa nos valores de K, entre as idades de 7 e 28 dias.
b) Quanto à diferença entre os grupos
GC07/GR1C07
1. há diferença significativa nos valores de K, das pastas GC07/GR1C07 para as idades de 7
e 28 dias;
2. as pastas produzidas com o GR1C07 apresentaram redução nos valores de K, para as
idades de 7 e 28 dias, em relação ao GC07.
GC07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de K, das pastas GC07/GR1C07-1,5%G aos 7 e 28
dias de idade;
287
2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimos nos valores de K,
para as idades de 7 e 28 dias, em relação ao GC07.
GR1C07/GR1C07-1,5%G
1. há diferença significativa nos valores de K, das GR1C07/GR1C07-1,5%G aos 7 e 28
dias de idade;
2. as pastas produzidas com GR1C07-1,5%G apresentaram acréscimos nos valores de K
para as idades de 7 e 28 dias, em relação ao GR1C07.
288
289
APÊNDICE C - Cálculo dos Teores de Hemi-Hidratos e de Di-Hidratos
O cálculo para determinação dos teores de di-hidratos e hemi-hidratos para o gesso
comercial e dos gessos reciclados foram executados com base nas perdas de massa apresentadas
nos termogramas dos GC, GR1C, GR3C e GR5C (Anexo1).
Para a elaboração do cálculo dos teores de hemi-hidratos e di-hidratos foram
considerados:
a) Massa molecular das fases do sistema CaSO4-H2O
Quadro C.1 – Massa molecular das fases do sistema CaSO4-H2O (JOHN e CINCOTTO, 2007).
Fases do sistema CaSO4-H2O Massa molecular (g)
CaSO4 136,14
CaSO4.0,5H2O 145,15
CaSO4.2H2O 172,17
b) Perdas de massa percentuais das reações de transformação de desidratação do
sistema CaSO4-H2O
Quadro C.2 – Perdas de massa das reações de transformação do sistema CaSO4-H2O (DWECK e
LASOTA, 1997).
Item reação perda de massa (%)
I CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O 15,71
II CaSO4.0,5H2O → CaSO4.+ 0,5H2O 6,20
III CaSO4.2H2O → CaSO4.+ 2H2O 20,91
290
c) Fases do sistema CaSO4-H2O presentes nos gessos de construção
Os gessos de construção são constituídos fundamentalmente por sulfato de cálcio hemi-
hidratado e teores menores de sulfato de cálcio di-hidratado e anidritas (JOHN; CINCOTTO,
2007; PERES, BENACHOUR e SANTOS, 2001).
d) Cálculo dos teores de CaSO4.2H2O e CaSO4.0,5H2O presentes nos gessos de
construção por meio das análises térmicas TGA e DTGA.
Quadro C.3 – Cálculo dos teores de di-hidrato e hemi-dratos, por meio da perda de massa
registradas nos termogramas de TGA (DWECK e LASOTA, 1997).
Di-hidratos - fórmula Hemi-hidratos - fórmula
D = DM2-3/0,157 H = (DM3-4 – 0,062D)/0,062
O percentual máximo de perda de massa da reação de transformação II é 6,20%. Nas
perdas de massa fornecidas pelos termogramas, os percentuais excedentes podem estar
relacionados aos eventuais teores de di-hidrato existente no material.
Nesse sentido, o cálculo dos teores de hemi-hidratos e di-hidratos presentes nos gessos
em estudo (GC, GR1C, GR3C e GR5C), com base na perda de massa fornecida pelos
termogramas são apresentados na Tabela C.1 a seguir:
Tabela C.1 – Percentuais de hemi-hidratos e di-hidratos presentes no sistema CaSO4-H2O dos
gessos: GC, GR1C, GR3C e GR5C.
Materiais Perdas de massa (%) Teores (%)
Hemi-hidrato Di-hidrato D = DM2-3/0,157 H = (DM3-4 – 0,062D)/0,062
GC 5,856 0,00 0 94,45
GR1C 6,20 1,714 10,92 89,08
GR3C 6,091 0 0 98,24
GR5C 6,20 0,373 2,37 97,63
291
292
293
294
295
APÊNDICE D – Caracterização Química
296
297
298
299
APÊNDICE E – Difratogramas
300
GC – Gesso Comercial
301
GR1C – Gesso Reciclado Primeiro Ciclo
302
GR3C – Gesso Reciclado Terceiro Ciclo
303
GR5C – Gesso Reciclado Quinto Ciclo
304