Materiais de Construção - Ibracon - C48

Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia

João Luiz CalmonDr. Ing.,Departamento de Engenharia Civil

Centro Tecnológico Universidade Federal do Espírito Santo

48 - RESÍDUOS INDUSTRIAIS E AGRÍCOLAS


Desde a sociedade primitiva, os seres humanos e os animais utilizaram os recursos da terra para a sobrevivência e para o descarte dos resíduos.Nos primórdios, a coleta dos resíduos não era um problema significativo já que a população era muito pequena, as áreas disponíveis quase inesgotáveis e a vida das sociedades existentes muito simples. Não obstante, cabe destacar-se os problemas de saúde pública que teve a Europa no século XIV, quando metade da sua população morreu devido à peste negra, uma grande epidemia devido à falta de gestão dos resíduos. Somente no século XIX, as medidas de controle e gestão de resíduos domésticos e urbanos passaram a ser consideradas de vital importância

Introdução


IntroduçãoNo transcorrer dos séculos, a sociedade se tornou complexa com um crescimento populacional significativo – hoje, cerca de 6,1 bilhões de habitantes

A sociedade do século XXI tem sistemas complexos de produção industrial e agrícola, o que gera resíduos sólidos, líquidos e gasosos, os quais impactam o sistema físico-ecológico que nos circunda, comprometendo o equilíbrio do planeta.

Busca-se um modelo fechado de produção, onde o resíduo gerado num processo de fabricação possa voltar ao mesmo, diminuindo, desta forma, o impacto gerado pela industrialização

A indústria de construção civil não foge dessa responsabilidade e incorpora em seus materiais, além de seus próprios resíduos, rejeitos de outras indústrias, contribuindo fortemente com a diminuição de resíduos lançados no ambiente


Desenvolvimento da pesquisa em utilização de resíduos

Desde os primórdios o homem vem incorporando resíduos nos materiais de construção, como aconteceu em sociedades antigas, como a Grécia (cinzas vulcânicas da Ilha de Santorini) e Roma (cinzas do monte Vesúvio); porém de forma empíricaOs estudos científicos sobre a utilização dos resíduos iniciou-se em 1974, quando a RILEM lançou um questionário piloto em 13 países, de maneira a explorar a intensidade da pesquisa e extensão da aplicação desses materiais

Já em 1975, a RILEM organizou um Simpósio com o intuito de avaliar se o uso de resíduos e subprodutos na indústria da construção poderia contribuir para conservar os recursos naturais utilizados na indústria.Como resultado desse Simpósio, chegou-se à conclusão de que o sucesso na utilização de tais materiais dependeria da capacidade de competir-se economicamente com os materiais naturais



A partir de então, vários outros organismos internacionais se mobilizaram a fim de estudar as propriedades desse “novo material” que surgia e suas propriedades.

OECD (1976): enumeração dos tipos de resíduos e subprodutos passíveis de serem utilizados na técnica de construção de estradas, identificação daqueles resíduos mais importantes e a análise da utilização ótima dos resíduos.ASTE (1977): propriedades geotécnicas, aplicação dos resíduos em diques, terraplenagem e aterros, problemas ambientais do uso dosresíduos, estabilizações, entre outros aspectos.ISCOWA (desde 1991): utilização de resíduos e subprodutos industriais no diferentes setores da construção civil, além de questões relacionadas a políticas ambientais e padronização de ensaios específicos. ACI/ CANMET (desde 1983): Congressos realizados a cada 3 anos, aponta para a consolidação do uso de resíduos na construção e mostra o desenvolvimento desse assunto ao longo do tempo



No Brasil, esses estudos foram intensificados a partir da década de 90 em diante. Recomenda-se procurar anais de congressos como:

ENTAC, ELECS (ANTAC), CBC (IBRACON), Jornadas Sul-americanas de Engenharia Estrutural, Simpósio EPUSP de Estruturas de Concreto, dentre outros

As publicações no nosso país têm caminhado de acordo com os seguintes tópicos:

resíduos de vidro e couro, resíduos de borracha EVA, resíduos de borracha de pneu, resíduos de mármore e granito, rejeitos virgens das indústrias cerâmicas, resíduos de polimento de porcelanato, fibras vegetais, cinza de casca de arroz e da castanha-do-pará,resíduos de aditivos químicos, resíduos de escória de ferro-cromo, escórias de aciaria, escórias de cobre, resíduos da indústria de construção e demolição, cinzas pesadas provenientes da queima de carvão, cinzas de estação de tratamento de esgoto.


Conceito e classificação de resíduos sólidos

Segundo a NBR 10004 (ABNT, 2004):Resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição lodos provenientes do tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnicas e economicamente inviáveis em face de melhor tecnologia disponível.Há basicamente duas formas de classificar os resíduos:

Quanto ao risco à saúde pública e ao meio ambiente (CONAMA)Classe I – perigosos; Classe II A – não perigosos e não inertes e Classe II B – não perigosos e inertes. Quanto à origem do resíduo (OECD)resíduos e subprodutos de mineração; resíduos e subprodutos metalúrgicos; resíduos e subprodutos industriais; resíduos municipais; resíduos e subprodutos agrícolas e florestais.


Conceito e classificação de resíduos sólidos

É oportuno apresentar-se uma visão dos macrocomplexos da economia e a sua comunicação com grandes cadeias da construção civil e seus principais produtos. Essa visão pode ser dada por meio da figura a seguir, na qual pode ser vista a geração de resíduos por vários setores e, no final, a busca de um modelo fechado no sentido de retornar os resíduos ao máximo possível para produtos utilizados na construção civil, que é uma grande absorvedora de resíduos.Nessa figura, o leitor pode ainda enxergar para onde caminha a linha de pesquisa de utilização de resíduos e subprodutos industriais.


Mapa dos resíduos segundo a origem: Resíduos e subprodutos de mineração

Existem outros resíduos provenientes de mineração e extração não explorados neste quadro, tais como: minério de ferro, taconita, fluorapatita, chumbo-zinco, cobre, ouro, sal de potássio, xisto betuminoso, rejeitos de minas de carvão, outros tipos de lama, etc. (Ver CINCOTTO, 1988; ISCOWA, 1991, 1994, 1997, 2000, 2003, 2006).

Outros resíduos de mineração e extração

COResíduos originados da flotação resultante dos processos de mineração de ouro.

Resíduos de processo de mineração do ouro. Calcário dolomítico

AR- Argamassas / TS - Tijolos de Solo Cimento / BP- Blocos de concreto para pavimentação / BE- Blocos de concreto estruturais e não estruturais / CO- Concretos / CR- Concreto refratário / CAA- Concreto auto-adensável / CA- Concreto asfáltico / AG- Agregados/ IC- Indústria cerâmica / MC- Materiais cerâmicos / CI-Cimentos / PO- Pozolanas.

Proveniente da indústria de produção de alumina.

Provenientes do beneficiamento de caulim.

Provenientes da exploração e beneficiamento de rochas como mármore e granito

ORIGEM NO PROCESSO

AR, CO

AR, CO, CR, AG, IC, MC, PO

AR, TS, BP, BE, CO, CAA, CA, AG, MC, CI

PESQUISA/UTILIZ.

Lama Vermelha

Resíduos de caulim

Resíduos de rochas ornamentais

RESÍDUO

Existem outros resíduos provenientes de mineração e extração não explorados neste quadro, tais como: minério de ferro, taconita, fluorapatita, chumbo-zinco, cobre, ouro, sal de potássio, xisto betuminoso, rejeitos de minas de carvão, outros tipos de lama, etc. (Ver CINCOTTO, 1988; ISCOWA, 1991, 1994, 1997, 2000, 2003, 2006).

Outros resíduos de mineração e extração

COResíduos originados da flotação resultante dos processos de mineração de ouro.

Resíduos de processo de mineração do ouro. Calcário dolomítico

AR- Argamassas / TS - Tijolos de Solo Cimento / BP- Blocos de concreto para pavimentação / BE- Blocos de concreto estruturais e não estruturais / CO- Concretos / CR- Concreto refratário / CAA- Concreto auto-adensável / CA- Concreto asfáltico / AG- Agregados/ IC- Indústria cerâmica / MC- Materiais cerâmicos / CI-Cimentos / PO- Pozolanas.

Proveniente da indústria de produção de alumina.

Provenientes do beneficiamento de caulim.

Provenientes da exploração e beneficiamento de rochas como mármore e granito

ORIGEM NO PROCESSO

AR, CO

AR, CO, CR, AG, IC, MC, PO

AR, TS, BP, BE, CO, CAA, CA, AG, MC, CI

PESQUISA/UTILIZ.

Lama Vermelha

Resíduos de caulim

Resíduos de rochas ornamentais

RESÍDUO


Mapa dos resíduos segundo a origem: Resíduos e subprodutos metalúrgicos/ siderúrgicos

RESÍDUO ORIGEM NO PROCESSO PESQUISA/UTILIZAÇÃO

Escória de alto forno Obtenção de ferro gusa em alto forno a coque

Resfr. ao ar: IS, TE, AG, BR, CAExpandida: BE, CO, RO, ALGranulada: BE, BP, CI, AG, BR, PI

Escória de Aciaria Nas aciarias, obtidas no processo de

fabricação do aço em forno arco elétrico ou sistema LD

CS, MA, MC, PI, RA, SD, TE, AG, BR, CL, LF, CI

Escória Fe-cromo Em siderúrgicas no forno elétrico de redução.

BR, AG, PI, RA, CR

Escória de Cobre Processos metalúrgicos IC, IS, TE, AG, AR, BR, CO, FVEscória Manganês Processos metalúrgicos CIEscória Níquel Processos metalúrgicos BR, IC, MC, PO, TEEscória Zinco/chumbo Processos metalúrgicos TE, IC, MC, PG, AGAreia de fundição Obtido em areias aglomeradas utilizadas

em moldes de metalúrgica e siderúrgicaCO, TE, AG, AR, BT, CI

AR-

Argamassas IS-

Materiais isolantes LM-

Lã mineral FV-

Fibra de vidro TE-

Terraplanagem PG-

Pigmentos AG-

Agregados AL-

Agregados leves CI-

Cimentos CO-

Concretos CA-

Concreto asfáltico

CR-

Concreto refratário PI-

Pisos industriais RO-

Rodovias BR-

Bases e sub-bases de rodovias e ferrovias RA-

Revestimentos asfálticos

BE-

Blocos de concreto estruturais ou não BP-

Blocos de concreto -

pavimentação CS-

Correção de solos SD-

Sistemas de drenagem BT-

Bases de Tubulações MA-

Manilhas IC-

Indústria cerâmica MC-

Materiais cerâmicos CL-

Cimentos aluminosos CF-

Cimentos de alto-forno PO-

Pozolanas

Não

Fer

roso

sFe

rroso

s


Mapa dos resíduos segundo a origem: Resíduos de outros setores industriais

RESÍDUO ORIGEM NO PROCESSO UTILIZAÇÃO

Cinzas de carvão mineral: Cinzas Volantes

Provenientes de centrais termoelétricas a carvão mineral. MV, AD, AR, CP, CC, MC

Resíduos de indústrias silico-metálicas

Obtida da produção das ligas de ferro-silício em fornos elétricos de redução.

PI, AD, AE, CI, AR, CD, CO

Resíduos da indústria calçadista

–

E.V.AObtido principalmente da produção de chapas usadas na produção de solados, entresolas

e palmilhas na indústria de calçados.BE, CL, AL

Resíduos de demolição e da construção

Resíduos provenientes das atividades da construção civil, ex: Cimento, gesso, argamassas, cal, concreto, cerâmicas, tintas, madeira, aço,plástico, vidro,etc

TS, AG, AR, BE, BP, CO, BR

Resíduos da ind. coureira Provenientes de diferentes fases do processo de fabricação do couro. AD, MC, PVResíduos da Indústria de celulose e papel

Provenientes do processo de fabricação de celulose Kraft. MC, AR, BE

Resíduos da indústria de petróleo

Resíduos ou lamas oleosas provenientes dos processos de extração de petróleo.

IC

Resíduo de fosfogesso Origina-se do processo de fabricação de ácido fosfórico e fertilizantes fosfatados

CI, AS, CS, PV, RO, BE

Lama da indústria têxtil Indústria têxtil MC, AR, COMV-

Materiais vitrocerâmicos

AD-

Adição em concretos AR-

Argamassa AE-

Argamassa para recuperação estrutural CP-

Cimentos pozolânicos

CO-

Concretos CC-

Concreto celular MC-

Materiais cerâmicos PI-

Pisos industriais BE-

Blocos de concreto estruturais ou não CL-

Concreto Leve AL-

Agregados leves TS-

Tijolos de Solo Cimento AG-

Agregados BP-

Blocos de concreto p/ pavimentação RO-

Rodovias BR-

Bases e sub-bases de rodovias e ferrovias PV-

Painéis de vedação IC-

Indústria cerâmica CI-

Cimentos AS-

Cobertura de aterro sanitários CS-

Condicionador de solos


Mapa dos resíduos segundo a origem: Resíduos agrícolas e florestais

RESÍDUO ORIGEM NO PROCESSO UTILIZAÇÃOCinzas de casca de arroz Provenientes da queima da

biomassa da casca de arroz em termelétricas.

MC, PV, FI, AR, CI, CR, CD, CN, CO, ES

Resíduos de Fibras vegetais (côco, sisal, Piaçava, algodão, bambu, Celulose de eucalipto, banana cultivar nanicão, Rami

etc).

Provenientes das zonas agrícolas de várias regiões brasileiras e processos industriais

PV, MC, FI

Resíduos da indústria sulcro-

alcooleira

(vinhaça, bagaço de cana-

de

açúcar, cinzas da queima de biomassa de bagaço de cana)

Provenientes de processos industriais das industriais sucro-

alcooleiras.

PV, AR, CP, CO, FI, PV

Resíduos da indústria de transformação da madeira

Provenientes do desdobro e do beneficiamento da madeira.

FI, PV

CP-

Cimentos pozolânicos

CI-

Cimentos CR-

Cimento refratário CO-

Concretos CD-

Concreto de alto desempenho CN-

Concretos pré-fabricados AR-

Argamassas MC-

Materiais cerâmicos TS-

Tijolos de Solo Cimento PV-

Painéis de vedação ES-

Estabilização físico-química dos solos FI-

Fibrocimento.


Mapa dos resíduos segundo a origem: Resíduos urbanos

RESÍDUO ORIGEM NO PROCESSO UTILIZAÇÃOResíduos de vidro Originado nos processos de coleta urbanos PO, SD, AG, FV, BR

Resíduos de plástico Provenientes de processos industriais da indústria de plásticos e de resíduos urbanos.

AG, CA

Resíduos de borracha de pneu Originado nos processos de coleta urbanos seletivos e da disposição inadequada dos resíduos.

CM, CE, CN, ED, IS, BR, BE, AG

Lodos de estação de tratamento de água

Proveniente do processo de tratamento da água em estações e do beneficiamento para utilização.

AG

Lodos de estação de tratamento de esgoto

Proveniente do processo de tratamento de esgoto. MC, PV, BR, PO, AL, CO, AD

Cinzas de resíduos orgânicos incinerados

Provenientes da incineração de resíduos. Coletados de incineradores

CO, MC, TE, AA

Cinzas de resíduos de hospitalares

Provenientes de processo de incineração AA

TE-

Terraplanagem SD-

Sistemas de drenagem ED-

Envelopamento

de dutos IS-

Materiais Isolantes FV-

Fibra de vidro CO-

Concretos CA-

Concreto asfáltico

CM-

Concreto de alta resistência ao impacto CE-

Concreto de alta resistência à

deformação CN-

Concreto pré-fabricado AG-

Agregados AL-

Agregados leves AA-

Agregados p/ asfalto CI-

Cimentos PO-

Pozolanas

BR-

Bases e sub-bases de rodovias e ferrovias PV-

Painéis de vedação BE-

Blocos de concreto estruturais ou não MC-

Materiais cerâmicos.


Uma abordagem mais completa dos resíduos

Após identificados os diversos tipos de resíduos utilizados na construção civil, cabe aqui abordar de forma mais detalhada os seguintes resíduos:

Resíduos de rochas ornamentais (indústria de mármore e granito)Dregs, grits e cinzas (indústria de papel e celulose) Escória de aciaria (indústria siderúrgica)


Resíduos de rochas ornamentaisMundialmente foram produzidos, só em 2003, cerca de 75 milhões de toneladas de mármore e granitoOs resíduos são gerados durante o desdobramento e o beneficiamento da rocha bruta. Só no Brasil estima-se que sejam gerados 1,6 milhões de toneladas de resíduo por ano.

Figura 2 –

Operações realizadas no processo de industrialização de rochas ornamentais. (adaptada de SILVA, 1998). RERO –

Resíduos de exploração de rochas ornamentais; RDRO –

Resíduos de desdobramento de rochas ornamentais; neste texto RSRO utilizado unicamente para a lama abrasiva; RPRO –

Resíduos do polimento de rochas ornamentais


Quadro 6 –

Caracterização física e química típica do resíduo da

serragem de blocos de granito (Silva, 1998).

Resíduos de rochas ornamentaisO resíduo de granito é encontrado em forma de lama abrasiva, devendo ser seco e destorroado para poder ser utilizado em materiais de construção

Figura 3 –

Resíduo destorroado utilizado na produção de materiais de construção (Silva, 1998; Moura et al., 2006a,2006b).

Componentes Químicos/ Álcalis (%) Propriedades Físicas

Óx. de Magnésio (MgO) 1,99 Massa específica (kg/l) 2,67

Dióx. de Silício (SiO2

) 58,86 Área específica (m²/kg) 1295

Óx. de Ferro (Fe2

O3

) 12,52 % Passando na # 75μm 71,7

Óx. de Alumínio (Al2

O3

) 13,45 Módulo de finura 0,16

Óx. de Cálcio (CaO) 5,10 Diâmetro máximo (mm) 0,3

Óx. de Titânio (TiO2

) 0,92 Diâmetro médio (μm) 1,2-1,9

Óx. de Sódio (Na2

O) 2,20 % Material metálico 39,65

Óx. de Potássio (K2

O) 4,81 % Material não metálico 77,0

Equiv. Alcalino em Na2

O 5,36

SiO2

+ Fe2

O3

+ Al2

O3 84,83


Resíduos de rochas ornamentaisMostra-se, nas Figuras 4a e 4b,

a morfologia típica de uma amostra

da serragem de bloco de granito. No processo de serragem, existem teares que possuem um processo de recuperação da granalha. Assim, pode-se visualizar na Figura 4b, que existe uma amostra que tem uma distribuição de grãos mais uniforme

devido ao processo de

recuperação.

Figura 4a –

Morfologia típica de uma amostra de resíduo de serragem de granito. Imagem obtida no

microscópio eletrônico de varredura –MEV –

ampliação 800 x. Sem recuperação de granalha

(Silva, 1998).

Figura 4b –

Morfologia típica de uma amostra de resíduo de serragem de granito. Imagem obtida no

microscópio eletrônico de varredura –MEV –ampliação 800 x. Com recuperação de granalha

(Silva, 1998).


Pesquisas, aplicações e aspectos relevantes sobre a utilização do resíduo de mármore e granito

Têm sido apontadas grandes perspectivas de utilização do resíduo principalmente na cadeia produtiva da indústria da construção civilArgamassas e agregados

Argamassas de assentamento e revestimento; tijolos de solo-cimento; ladrilhos hidráulicos; agregados de materiais de construção

Concretosladrilhos hidráulicos ou lajotas para piso; blocos estruturais e não-estruturais; blocos intertravados, adição em concretos convencionais, auto-adensáveis e asfálticos;


Vantagens da utilização do resíduo de mármore e granito

O resíduo pode funcionar como fíler ou como substituição de parte de cimento ou do agregado miúdo em blocos de vedação, blocos estruturais e blocos de pavimentação, melhorando a resistência àcompressão e tração.Em argamassas, verifica-se diminuição no índice de vazios e absorção de água e aumento da massa específica em função do teor substituído. Os ensaios realizados de durabilidades até o momento apontam favoravelmente para a utilização do resíduo, porém ainda não foi bem estudada em nível microestrutural a questão da granalhacontida no resíduo.Com relação às aplicações na cerâmica vermelha, a utilização como aditivo deve ser controlada, pois influi na resistência mecânica dos corpos cerâmicos, devido à formação de fases cristalinas e vítreas no processo de sinterização.


Resíduos da indústria de papel e celuloseOs principais resíduos sólidos gerados no processo são as cinzas de biomassa (as leves são coletadas nos precipitadores, e as pesadas se depositam no fundo da caldeira), os dregs, os grits e a lama de cal. Com exceção das cinzas, esses resíduos são gerados nos processos de recuperação de produtos químicos para serem utilizados novamente no processo. Figura 6

–

Fluxograma típico da produção de celulose e geração de

resíduos (MARTINS, 2006)


Resíduos da indústria de papel e celuloseEspécies químicas

Cinzas de caldeira de biomassa*

Dregs* Grits*

Ca 0,27 32,39 34,16

O 15,61 17,94 26,04

Na - 1,15 6,35

Si 3,21 0,79 3,79

Al 0,92 0,38 1,7

S 0,07 0,97 1,6

Mg 0,13 1,39 0,91

Fe

(total) 0,65 1,0 1,02

P nd 0,14 0,46

K 0,27 0,15 0,42

Mn - 0,85 0,35

Sr nd nd 0,31

Ti 0,07 - 0,21

Cl nd - 0,14

Perda ao fogo 78,81 42,4 22,55

Quadro 7 –

Composição química dos principais resíduos sólidos gerados em uma indústria de

celulose –

teores expressos em % (massa/massa) (adaptado de Martins, 2006).

Figura 7 –

Fotografias de resíduos sólidos de uma indústria de celulose.


Resíduos da indústria de papel e celulose

Figura 8 –

Difratogramas

de raios-X de alguns resíduos da indústria de

celulose (Martins, 2006).


Resíduos da indústria de papel e celulose Pesquisas e aplicações na construção civil

Traços de argamassas foram experimentados com diferentes teores de adição de cinzas e outros traços com adição de cinzas, dregs e grits (Bandeira, 1996).

Incorporação de até 30% de cinzas → desempenho semelhante ao traço de referência na resistência à compressão.O melhor desempenho quanto à resistência à tração por compressão

diametral foi o traço com adição de 30% de cinzas e 5% de dregs.Trabalhos realizados por pesquisadores na Suíça avaliaram a

aplicação das cinzas leves como substituição à cal na produção de concreto celular. Grits utilizados na estabilização de solos em camadas de

pavimentos rodoviários. Outras pesquisas vão desde a fabricação de clínquer e cimentos

compostos até a fabricação de cerâmicas e blocos cerâmicos.


Resíduos da indústria de papel e celulose Aspectos relevantes

Quando se refere às cinzas, a presença de teores altos de carbono faz com que seja realizado previamente um processo de peneiramento para sua eliminação.

Cuidados devem ser tomados na introdução de matéria orgânica em matrizes cimentícias, devido à perda ao fogo ser alta.

Quanto aos dregs e grits, a presença de óxidos de cálcio e magnésio podem trazer problemas quanto à durabilidade do concreto e sua estabilidade dimensional.

A incorporação desses resíduos junto com materiais pozolânicos reduziráesse efeito negativo, já que uma das propriedades pozolânicas é o consumo do hidróxido de cálcio gerando silicato de cálcio hidratado, melhorando a microestrutura da matriz


Escórias siderúrgicas

•Processo siderúrgico e a geração de escória (ferro-gusa)

Figura 9 –

Representação esquemática da produção do ferro-

gusa e processos de produção do

aço, com suas respectivas etapas de geração de escórias.

(Masuero, 2001).


Escórias siderúrgicas

Figura 10a –

Pote de escória (LEITE et al., 1999)

Figura 10b –

Vertido da escória no pátio de escória. (LEITE et al., 1999)


Escórias siderúrgicas Escória de aciaria

No processo de beneficiamento da escória, ela éresfriada e, então, processada em uma planta de britagem apropriada. A fração metálica éseparada e classificada em faixas granulométricas comerciais. Existem basicamente três métodos de resfriamento da escória: ao ar, controlado com água e brusco com água ou ar. O primeiro é mais utilizado para escórias de aciaria, e o último para escórias de alto forno. Ao ser resfriada, a escória sofre um choque

térmico, uma fragmentação dos seus blocos, gerando um material denominado escória bruta de aciaria, cuja granulometria varia entre 0 e 500 mm (ver Figura 11a). As faixas granulométricas que se obtêm por meio de resfriamento variam com o processo utilizado. A Companhia Siderúrgica de Tubarão experimenta vários processos de resfriamento, tais como: resfriamento ultra-lento resfriamento lento, rápido e ultra-rápido.

Figura 11a –

Escória bruta de aciaria

(LEITE et al., 1999)



A escória bruta é processada na planta de beneficiamento, onde são separadas e classificadas a fração metálica e a escória. Uma vista da planta de beneficiamento é apresentada na Figura 11b. Assim, a escória é classificada granulometricamente em frações de 0 a 12, 5 mm; 12,5 mm a 25 mm; 25 mm a 62,5 mm e de 62,5 mm a 200 mm, respectivamente escória 1, 2, 3 e 4. Na Figura 12, apresenta-se da esquerda para direita a escória 1, 2 e 3

Figura 11b –

Planta de beneficiamento (LEITE et al.,

1999)

Figura 12 –

Escória LD processada e classificada (LEITE et al., 1999)



As características químicas e mineralógicas das escórias dependem da matéria-prima usada; dos diferentes processos de produção, de resfriamento e de cura da escória

Quadro 8 –

Intervalo da composição química das escórias em diferentes processos

Processo Tipo de Escória

Fe total

Fe2+ CaO total

CaOlivre

SiO2 MgO MnO P2 O5

Conversor a oxigênio (BOF ou LD)

Oxidante 14,0-

26,0

8,4-

15,6

40,0-

50,0

0,0-7,0

9,0-

16,0

1,0-

9,6

3,0-8,0

0,0-

5,0

Forno Elétrico (EAF)

Oxidante 15,0-

17,0

9,8-

15,7

28,0-

40,0

1,4 12,0-

26,0

6,4-

18,0

3,0-

9,3

-

Redutora 0,0-

5,0

ND 47,6-

51,0

ND 19,7-

27,0

1,0-

2,0

-


Escórias siderúrgicas Pesquisas e aplicações da escória de aciaria

Existe uma ampla gama de estudos para aplicação desses resíduos, tais como: agregado para concreto, material vitro-

cerâmico, reutilização em processos siderúrgicos, lastro ferroviário, estruturas de contenção, aterros, fertilizante e corretivo de solo, adição ao cimento, indústria de cimento, pavimentação, entre outros.Utilização na pavimentação

O uso em pavimentação é a aplicação mais difundida em diferentes países. A escória de aciaria pode ser usada em todas as camadas do pavimento. Com os agregados de escória podem-se produzir bases e sub-bases de pavimento.

Utilização de escórias como lastro ferroviário As escórias de aciaria têm melhores propriedades que agregados naturais

comumente usados em vias férreas, pois possuem alta resistência àabrasão. (ver Machado, 2000; Masuero, 2001).



Utilização em obras de contenção, obras hidráulicas e aterrosA escória de aciaria pode ser utilizada em obras de contenção de terra,

estabilização de encostas, proteção de taludes, drenagem, construções fluviais e aterros. Essa aplicação consome cerca de 15% da escória de aciaria gerada no Brasil. Porém, seu uso deve ser evitado nas proximidades de mananciais de água potável

Incorporação na fabricação do cimentoApesar de existirem possibilidades e ser uma aplicação muito atrativa, a

utilização da escória de aciaria com matéria-prima para o clínquer élimitada porque sua composição química não atende aos teores de CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3 e SiO2 para tal finalidade. É uma aplicação que carece de pesquisa e tecnologia no Brasil para sua utilização como tal (ver Machado, 2000; Masuero, 2001). É um cimento com baixo custo energético, alta resistência à abrasão, baixo calor de hidratação e ganho de resistência ao longo do tempo (esse é o comportamento do cimento de alto forno).



Utilização em concretos e argamassasLima (1999) utilizou a escória proveniente de aciaria forno elétrico como

agregado miúdo e graúdo. Avaliando a resistência à compressão e a resistência à tração na flexão, encontraram-se resultados superiores para os concretos que utilizaram a escória como agregado miúdo em relação ao concreto de referência. Nos concretos com a escória como agregado graúdo, verificou-se que esses concretos possuem resistência superior aos que utilizam a escória como agregado miúdo, dentro de determinada faixa de resistência.Masuero (2001) estudou a estabilização das escórias de aciaria a forno

elétrico com vistas à sua utilização como substituição ao cimento. Nessa pesquisa, foram analisadas as influências do teor de substituição tanto no desempenho mecânico, como nos aspectos ligados à durabilidade das argamassas. As conclusões foram favoráveis do ponto de vista mecânico e, com relação à durabilidade, avaliaram-se as argamassas quanto àabsorção de água, ataque por cloretos, carbonatação e ataque por sulfatos.


A indústria cerâmica e sua capacidade de absorver resíduos de outros setores industriais e agrícolas

Para concluir-se um tema de tamanha importância como o de resíduos sólidos industriais e agrícolas na indústria da construção civil, cabe destacar-se a capacidade de a indústria cerâmica, grande participante na cadeia produtiva da construção, absorver os resíduos.A indústria cerâmica tem um importante destaque quando se fala de reciclagem de

resíduos industriais e urbanos, pois apresenta elevado volume de produção que possibilita o consumo de grandes quantidades de rejeitos. As características físico-químicas das matérias-primas cerâmicas e as particularidades do processamento cerâmico fazem a indústria cerâmica, inserida nas cadeias do macrocomplexos da construção civil, ser uma grande opção para reciclagem de resíduos sólidos.São vários os resíduos industriais que podem ser absorvidos pela indústria cerâmica e

praticamente todos os resíduos urbanos podem ser incorporados nas formulações cerâmicas após um tratamento adequado.Segundo Menezes, Neves e Ferreira (2002), em função das características e influência

sobre as propriedades das formulações cerâmicas, podem-se agrupar os resíduos sólidos, quando absorvidos pela indústria cerâmica, em redutores de plasticidade, fundentes, combustíveis, cinzas volantes, resíduos de incineração de rejeitos urbanos e resíduos radioativos.


Considerações finaisVerifica-se que as pesquisas em desenvolvimento não deixam de estar buscando o tão

sonhado modelo do ciclo fechado peça importantíssima do desenvolvimento sustentável.Mediante apreciação das pesquisas e dos estudos, percebe-se que o grande desafio

seja, realmente, em todos os estudos, perseguir-se a idéia contida na metodologia de pesquisa e desenvolvimento para reciclagem de resíduo no sentido de transformar-se o que é resíduo hoje em produtos passíveis de serem comercializados e de novo inseridos no processo produtivo Não é possível esquecer-se que, se o meio técnico e científico não conseguir

estabelecer normas técnicas para cada aplicação dos diferentes resíduos aplicados em produtos da construção civil, torna-se difícil a confiabilidade dos projetistas, construtores e consumidores no sentido de usarem efetivamente os produtos.Visualiza-se, atualmente, que a maioria dos estudos e das pesquisas está numa fase

de pesquisa básica, aplicada e em desenvolvimento experimental (protótipos), mas não conseguiu, efetivamente, alcançar a categoria de produtos. Na mente dos pesquisadores, necessita-se incorporar uma maior consciência de que se deve saltar da pesquisa aplicada e/ou protótipo para o desenvolvimento do produto e processo, tarefa esta que vai necessitar de engenheiros de produção e outros profissionais.


Referências BibliográficasAMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERINGS (ASCE). Proceedings. Conference onGeotechnical Practice for Disposal of Solid Waste Materials. ASCE. Ann Arbor, Michigan, 1977.AÏTCIN, P-C. Cements of yesterday and today. Concrete of tomorrow. Cement and Concrete Research. v. 30, n. 9, p. 1349-1359, 2000. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10004: Resíduos sólidos. Classificação. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.______. NBR 10005: Lixiviação de Resíduos – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.______. NBR 10006: Solubilização de Resíduos sólidos – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.______. NBR 10007: Amostragem de resíduos sólidos – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2007.BANDEIRA, Zózimo Rangel. Utilização Racional de Resíduos da Indústria de Celulose como Matéria-Prima para a Construção Civil. Vitória: UFES, 1996. 128 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 1996.BRASIL. Resoluções do CONAMA/2006. Brasília, 2006. Disponível em: <www.mma.gov.br/conama>. Acesso em: 29 de Jan. de 2007. CALMON, J. L.; DA SILVA, S. A. C. Mármore e granito no Espírito Santo: problemas e soluções ambientais. In: DOMINGUES A. F; BÓSON P. H. G.; ALIPAZ S. (Org.). A gestão dos recursos hídricos e a mineração. Brasília: ANA, 2006. 334 p.

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Sugestões para estudo complementarAMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI) e CANADA CENTRE FOR MINERAL AND ENERGY TECHNOLOGY (CANMET). Proceedings. International Conference Fly Ash, Sílica Fume, Slag & Other Mineral By-Products in Concrete. (1983, 1986, 1989, 1992, 1995, 1998, 2001, 2004) ASSOCIAÇÃO NACIONAL TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO (ANTAC). Anais. Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído. (2002,2004, 2006)INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO (IBRACON). Anais. Congresso Brasileiro do Concreto. (2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006)INTERNATIONAL SOCIETY FOR THE ENVIRONMENTAL AND TECHNICAL IMPLICATIONS OF CONSTRUCTION WITH ALTERNATIVE MATERIALS (ISCOWA). Proceedings. International Conference on Environmental Implications of Construction with Waste materials. (1991, 1994, 1997, 2000, 2003, 2006)

Materiais de Construção - Ibracon - C48

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