Concreto ambientalmente mais sustentável com inclusão de cinza de casca de arroz sem controle de queima e polipropileno pós-consumo

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Correa, Priscila Marques
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cinza de casca de arroz; Polipropileno; Reciclagem; Concreto; Tensoativos
• Palavras-chave em Inglês: Rice husk ash without burning control; Post-consumption polypropylene; Recycling; Structural concrete; Surfactant
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/214215

A construção civil teve um desenvolvimento significativo nos últimos anos, e esse aumento tem o efeito de aumentar a demanda por recursos naturais e a matéria-prima básica para a produção do material mais utilizado por esse setor, o cimento. No caso da construção civil, um dos componentes necessários é a areia extraída em larga escala de fonte natural, gerando impactos ambientais negativos como a incidência de processos erosivos, depreciação da qualidade da água e alterações na geomorfologia fluvial de cursos de água. Para a produção de concreto e argamassa é também necessário o uso do cimento. A produção de cimento tem um alto impacto em termos de emissões de gases de efeito estufa (GEE), com ênfase no dióxido de carbono, que corresponde a quase todas as emissões totais de GEE. Neste cenário, o presente trabalho tem como objetivo verificar a viabilidade do uso da cinza de casca de arroz (CCA) sem controle de queima, um dos resíduos agroindustriais mais abundantes no Rio Grande do Sul, como substituto parcial do cimento, além do uso do polipropileno pós-consumo (PP) como alternativa para reduzir o consumo de areia. A reciclagem deste resíduo polimérico é uma solução vantajosa do ponto de vista técnico e competitiva tanto em termos econômicos quanto sustentáveis. Para tanto, foi analisado o efeito da incorporação dos resíduos de PP (flocos) e de CCA sem controle de queima em dois traços de concreto com resistências de 40 MPa (Traço I) e 60 MPa (Traço II). Para melhorar a interação dos flocos de PP à matriz cimentícia, foi realizado tratamento superficial prévio ao PP com o uso de dois tipos de tensoativos (variando-se o teor e tempo). Com o auxílio do software estatístico Minitab, foi elaborado um plano experimental para definir as misturas analisadas, cobrindo diferentes níveis para as variáveis independentes (com teores mássicos de CCA entre 0% e 40% e em volume de PP entre 0% a 20%). Modelos com efeitos estatisticamente significativos foram obtidos. Verificou-se que todas as variáveis afetam as propriedades analisadas: resistência à compressão axial, tração na compressão diametral, módulo de elasticidade, absorção de água, índice de vazios, absorção por capilaridade, resistência à penetração de íons cloretos e velocidade de propagação ultrassónica. A inclusão de CCA teve um efeito maior, e sua adição melhora consideravelmente o procedimento das misturas utilizadas, principalmente quanto à durabilidade do concreto. Resultados satisfatórios foram obtidos nesta pesquisa, como a melhoria da resistência à penetração de íons cloretos quando incluídos ambos os resíduos nas propriedades estudadas. O tratamento superficial do PP com o tensoativo TS2 (0,2%-20s) apresentou uma boa eficiência na adesão do polímero à massa cimentícia. Observa-se que houve uma melhora nas propriedades mecânicas dos traços I e II, mais visível para as amostras com maiores teores de CCA. A durabilidade do traço I foi reduzida pela incorporação do PP, sendo compensada com a inserção de maiores teores de CCA. Já o traço II não teve sua durabilidade reduzida pela PP. A análise do teor ótimo das misturas analisadas constatou que, para atingir os mesmos valores de referência (sem inclusão de resíduos) para os Traços I e II, o teor considerado como ideal nesta pesquisa é de 18,13% de PP e 30,09% de CCA e 20% de PP e 8% de CCA, respectivamente.