Estudo para uso do resíduo do bioetanol celulósico adicionado ao cimento em argamassas de concreto

Abstract

A indústria da construção civil, uma das mais importantes atividades produtivas e econômicas, é também responsável por impactos ambientais de extração de matérias primas, geração de resíduos, fabricação de cimento, dentre outros. Desde 2012 o planeta já havia atingido recorde de emissões de CO2 na atmosfera, 31,6 gigatoneladas, com crescimento de 1,4% em relação a 2011. Substituição parcial de cimento por resíduos industriais contribui para a redução da degradação ambiental e melhoria do desenvolvimento sustentável, além de agregar valor econômico aos meios de produção. O objetivo principal desta pesquisa foi estudar a viabilidade técnica de aplicação do resíduo gerado pela produção do bioetanol celulósico de segunda geração e do resíduo gerado pela indústria de celulose e papel, em substituição parcial do cimento em argamassas de concreto auto-adensável (CAA) e concreto convencional vibrado (CC). Esses resíduos possuem lignina em suas respectivas composições e foram aplicados sem novo processamento industrial, in natura. Complementarmente, a pesquisa buscou obter respostas, quanto ao desempenho dessas composições em relação à trabalhabilidade no estado fresco e à resistência e durabilidade no estado endurecido, tendo comparado ainda as possíveis diferenças de comportamento entre os resíduos com e sem a presença de aditivos químicos superplastificantes (SP) e plastificantes (P). O resíduo do bioetanol celulósico de 2ª geração obtido da cana de açúcar foi estudado apenas secado em estufa e destorroado (Rseco) e queimado para obtenção de cinzas (Rcinza), tendo os resultados sido comparados com a lignina da produção de celulose e papel (Rlignina), em oito diferentes composições de argamassa para concreto, C1 a C8, com substituição parcial do cimento pelos diferentes resíduos, Rseco, Rcinza e Rlignina, e com incorporação de aditivos SP e P. No estado fresco, ensaios de agulha de Vicat para os tempos de inicio e fim de pega e de índices de consistência. No estado endurecido, resistência à compressão e ensaios de durabilidade: absorção de água por capilaridade, ascensão capilar e índice de vazios. As composições estudadas utilizaram constituintes usualmente aplicados na região metropolitana do Recife onde os estudos foram feitos. Cada ensaio realizado teve sempre três execuções e, nos ensaios em concreto endurecido, foram moldados corpos de prova cilíndricos de diâmetro 5 e altura 10 cm. O percentual aplicado dos resíduos estudados foi de 2,5% em massa da mistura de ligante, sendo o ligante considerado como a mistura de cimento e resíduo, base seca, razão água/ligante (a/l) = 0,50, cimento CP III 40 RS e diferentes combinações com e sem aditivos (SP) e (P). Os resultados demonstraram: houve compatibilidade entre os resíduos e aditivos químicos; o tempo de inicio de pega e o índice de consistência aumentaram com a aplicação dos resíduos; o melhor resultado de resistência à compressão foi de Rlignina, seguido de Rcinza, com o menor desempenho para Rseco; a durabilidade melhorou em todos os ensaios nas composições com resíduos. A continuidade da pesquisa pode trazer contribuição para a sustentabilidade e melhoria do meio ambiente.