1. RECICLAGEM DE CERÂMICA VERMELHA NO DESENVOLVIMENTO DE
ARGAMASSAS
J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. L. Sordi; J. B. Baldo; C. A. Martins.
Rodovia Washington Luiz km 235 CEP 13565- 905 São Carlos - SP – cmartins@power.ufscar.br
Universidade Federal de São Carlos – Departamento de Engenharia de Materiais
RESUMO
O objetivo desse estudo foi a reciclagem de rejeitos das indústrias de cerâmica vermelha, no
desenvolvimento de argamassas para uso na indústria da construção civil. Foi dese nvolvida uma
argamassa com composição volumétrica 1:2:x (cimento:cal:agregado), com x variando de 9 a 14, cujas
características em várias idades foram comparadas com uma argamassa obtida no canteiro de uma obra.
A argamassa obtida na obra utiliza como agre gado a areia média, enquanto que na desenvolvida com a
reciclagem, foi utilizado o rejeito de cerâmica vermelha descartado no final do processo de produção,
moído em granulometria apropriada para simular um tipo genérico de areia. Diferentes técnicas de
preparação da argamassa desenvolvida resultaram também em resistência mecânica diferenciada.
Foram utilizadas normas da ABNT para a caracterização e comparações de resultados, que em alguns
casos da argamassa desenvolvida, resultaram em valores superiores aos encontrados nas argamassas
convencionais. Além de mecanismos possíveis de reações envolvidas, concluiu-se que a argamassa
desenvolvida pode ser utilizada em substituição às argamassas convencionais, com benefícios de custo
e ambientais.
Palavras-Chaves: reciclagem, argamassas, cerâmica vermelha
INTRODUÇÃO
A indústria de Cerâmica Vermelha movimenta cerca de 60 milhões de toneladas de matéria prima
por ano[1], o que representa 54 milhões de toneladas transformadas em produtos (supondo que 10%
desse material correspondam a materiais que são decompostos, como matéria orgânica e carbonatos). A
perda média de 3 a 5% durante o ciclo de produção é aceitável pelas indústrias, podendo gerar de 1,6 a
2,7 milhões de toneladas de resíduo por ano, constituido de produtos que foram descartados por conter
algum tipo de defeito, como trincas, empenamento, baixa resistência, deformações, ou qualquer outro
que impeça o uso dentro dos padrões exigidos pela normalização vigente.
[2]
A reciclagem de resíduos industriais na indústria da construção civil é uma opção viável pois
esse segmento consome grandes volumes de matérias primas e está distribuída em todas as regiões do
país. Os benefícios gerais da reciclagem já foram muito discutidos, como a preservação e o
[3]
prolongamento da vida útil de recursos naturais, e a lei 9605 de 12/02/98 referente à ISO 14000
contempla esses aspectos, pois determina que as empresas geradoras de resíduos devem buscar
alternativas de controle da poluição ambiental.
A produção de Cerâmica Verm elha está concentrada em pólos cerâmicos, o que significa que os
[4]
resíduos gerados também estarão. Dados sobre os nove pólos cerâmicos do Estado de São Paulo
relatam a produção mensal superior a 125 milhões de peças, o que pode representar cerca de 75
milhões de peças descartadas por ano (na perda média de 5%). Isso significa que 150 mil toneladas de
resíduo industrial ao ano podem ser gerados só no estado, supondo peso médio de dois quilos por peça,
já que os dados incluem tijolos maciços, elementos vazados, lajes, revestimentos, pisos e tubos
cerâmicos.
1179

2. Um fator relevante a ser considerado na disposição de resíduos sólidos é justamente o meio que
propiciam para a proliferação de insetos e animais nocivos, já que servem como abrigo conveniente para
tal. Também, o volume de resíduos sólidos, quando dispostos em aterro sanitário, envolve custos
consideráveis para essa disposição, que nem sempre são incluídos nos benefícios econômicos da
reciclagem. Um tipo de resíduo extensamente estudado é o entulho proveniente de demolições e perdas
em obras de construção civil, cuja reciclagem tem sido estudada por grupos de pesquisa já
[5] [6]
estabelecidos . Propriedades típicas têm sido comentadas, como atividade pozolânica . Entretanto,
devido às variações das quantidades relativas de Cerâmica Vermelha e as diferentes granulometrias nos
diversos modos de preparação, o aproveitamento dessas propriedades fica dificultado, ou seja, o efeito
esperado pode variar muito.
No caso dos resíduos gerados nas indústrias de Cerâmica Vermelha, não foram realizados estudos
relativos à caracterização e reciclagem desses materiais logo após a sua geração. Existem aspectos de
controle de qualidade durante cada ciclo de produção, e mesmo de reciclagem, que as indústrias podem
aplicar visando reduzir o volume de rejeitos, mas essa prática ainda não tem sido extensamente
observada.
Em relação a esse material descartado disponível, alguns aspectos podem contextualizar o
problema, já que não existem sistemas para recuperação desses resíduos nem qualquer controle sobre a
sua disposição.
1- Se não ocorre a disposição adequada dos resíduos gerados nas empresas da região, existe o
problema ambiental. Ainda que a NBR 10.004 classifique materiais desse tipo como inertes, não existem
estudos sobre a solubilidade do resíduo no meio a que ficará exposto;
2- Se ocorre a disposição em aterros, os custos para manutenção e prevenção de contaminação futura
de lençóis freáticos são maiores do que aqueles associados à reciclagem desses materiais;
3- As empresas deverão atender ao preconizado na ISO 14.000, em relação ao Gerenciamento
Ambiental e proteção ao meio ambiente;
4- Para cada metro cúbico de material reciclado, um metro cúbico de material não estará ocupando local
em aterro sanitário, além de que um metro cúbico de material deixará de ser extraído do meio ambiente,
no caso, areias;
[7 -10]
Estudos com agregados reciclados já foram desenvolvidos com sucesso , e apesar da natureza
diferente do agregado a ser utilizado, as propriedades e desempenho das argamassas constituídas não
devem diferir significativamente das argamassas convencionais, como observado em outros casos. A
possibilidade de uso como agregado artificial em argamassas para uso na indústria da construção civil,
através da preparação granulométrica adequada, pode ser um método eficiente para reduzir o volume
disposto no meio ambiente, e contribuir para que agregados naturais não sejam retirados através de
mineração. A redução de custos de componentes contendo o agregado obtido dos descartes também é
possível, influenciando toda a cadeia da indústria da construção civil. A caracterização dos resíduos
industriais desse importante setor, e a metodologia para a obtenção de produtos incorporando os
resíduos preparados, ainda não foi efetivada de modo a po der estabelecer as possibilidades de
reciclagem. No presente estudo, os resíduos serão preliminarmente avaliados em termos da
possibilidade de reciclagem para obtenção de argamassas de revestimento e de assentamento, utilizadas
na indústria da construção civil.
MATERIAIS E MÉTODOS
COMPOSIÇÕES ESTUDADAS
Foram produzidas quatro composições, correspondente a cimento : cal: resíduo industrial,
denominadas de C2, na proporção em volume de 1:2:14, C3, na proporção 1:2:12, C4, na proporção
1:2:9 e C5, também na proporção 1:2:9, mas preparada de maneira diferenciada das demais. A
composição da argamassa obtida no canteiro de obra é constituída de cimento:cal:areia de rio na
proporção 1:2:9, e foi denominada C1.
1180

3. CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS(Os subtítulos devem ser iniciados em letras
maiúsculas a 1,00 cm da margem esquerda, não usar negrito) [11]
O cimento e a cal foram caracterizados através do ensaio de finura , e foi determinada a massa
[12]
unitária para cada um , incluindo a do resíduo. O resíduo utilizado é proveniente da moagem de peças
de Cerâmica Vermelha, descartadas no processo de produção após a queima, de indústrias fabricantes
de tijolos maciços e telhas, da região de Barra Bonita/SP.
As peças foram inicialmente fragmentadas com o uso de um britador de mandíbulas, e
posteriormente moídas por moinho de martelos. O material obtido foi separado em frações
granulométricas de interesse. Para a preparação da argamassa, foi utilizado o material que passou
integralmente pela peneira de abertura nominal da malha de 4,8 mm. O resíduo industrial utilizado na
preparação da composição foi classificado de acordo com a distribuição granulométrica, conforme a
[13]
normalização da ABNT .
PREPARAÇÃO DA ARGAMASSA(Os subtítulos devem ser iniciados em letras
maiúsculas a 1,00 cm da margem esquerda, não usar negrito)
A composição C1 foi obtida diretamente do canteiro de uma obra que estava sendo realizada na
cidade de São Carlos, SP, e foi preparada utilizando os métodos tradicionais de preparo de grandes
quantidades em obras, ou seja, com auxílio de uma betoneira.
As composições C2, C3 e C4 foram preparadas em laboratório utilizando um misturador planetário.
O tempo de mistura foi cerca de 5 minutos na fase final, sendo que os materiais foram introduzidos com o
misturador em funcionamento. O teor de água na composição corresponde à consistência padrão,
utilizada na caracterização de argamassas para revestimento. A composição C5 foi preparada em duas
etapas, sendo que na primeira, a cal e o resíduo e água foram homogenizados e reagidos ao ar durante
36 horas, para em seguida ser adicionado o cimento e a água restante para obter a consistência padrão.
A cura dos corpos de prova da composição C5 foi realizada a úmido, enquanto que os demais foram
curados ao ar.
CORPOS DE PROVA
Foram confeccionados corpos de prova para cada uma das argamassas, no formato cilíndrico, de
[14]
acordo com a normalização da ABNT . Os corpos de prova da maioria das composições foram
submetidos ao ensaio para verificação da resistência à compressão, após as idades de 7, 14, 28, 63 e 91
[14]
dias, cura ao ar, conforme a ABNT .
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela I mostra as propriedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e
argamassa produzida. A Figura 1 mostra os corpos de prova após cura e após capeamento. A Tabela II e
a Figura 2 mostram os valores da resistência à compressão determinados em várias idades, para as
argamassas.
O resíduo industrial foi classificado, como tendo a distribuição granulométrica similar a areia média,
quando retirados os fragmentos finos, (diâmetro médio menor que 0,15 mm). Entretanto, a análise
desses finos mostrou que não são similares ao silte ou argilas em termos de granulometria, estando as
dimensões médias concentradas perto da faixa de 0,15 mm.
Os valores de resistência mecânica em compressão obtidos para a argamassa confeccionada com
o uso do resíduo industrial, superam aqueles obtidos com a argamassa obtida no canteiro de obra. Os
fatores determinantes para essa ocorrência podem ser, em conjunto, a diferença no teor de água
utilizado na confecção das argamassas (mesmo estando na consistência padrão, ocorre pequena
diferença entre os teores), a natureza dos agregados utilizados e a presença de finos no resíduo
industrial. A somatória dessas influencias pode ter resultado na melhor resistência mecânica da
argamassa desenvolvida com o resíduo. Uma visão da influência da granulometria na fluidez da
[15]
argamassa pode ser estimada pela análise utilizando o critério de Andreassem .
1181

4. Tabela I: Prop riedades características obtidas nas análises do cimento, cal, resíduo e argamassa
produzida
Característica Cimento Cal Resíduo Massas produzidas
Tipo CP II - F-32 CH III Cerâmica Vermelha Cimento-cal -resíduo
Finura (%) 3 13 x X
Massa unitária (g/cm 3) 1,15 0,70 1,15 X
Distribuição granulométrica 97%< #200 87%< #200 Similar à Areia média + finos X
Densidade de massa (g/cm 3) X X X 1,95
A classificação granulométrica, utilizada para caracterizar os materiais utilizados, não é de utilidade
quando querem os comparar ou prever o comportamento de argamassas. Uma visão da possibilidade de
[15]
comportamento é a utilização do modelo de máximo empacotamento de Andreassen (Equação 1), com
os quais podemos ter noção sobre a fluidez das argamassas preparadas.
q
P %<D = ( D/Dmax) (1)
Figura 1- Na figura à esquerda, corpos de prova após cura, estocados. Na figura à direita, capeado,
pronto para a determinação da resistência à compressão.
Tabela II- Resistência à compressão (MPa) para várias idades, determinadas para as composições
estudadas.
Resistência à Compressão (MPa)
COMPOSIÇÃO Idades (dias)
7 14 28 63 91
C1 0,92 1,55 1,24 1,17 1,35
C2 1,90 2,73 2,28
C3 2,35 2,82 2,55
C4 3,18 3,92 4,37
C5 1,35 3,10 3,88 4,71 5,05
1182

5. Resistência à Compressão x Idade
6
C1
5
C2
4
RC (MPa)
C3
3 C4
C5
2
1
0
7 14 28 63 91 t (dias)
Figura 2 Resistência à compressão em várias idades, das argamassas C1 (obra) e C2 a C5
-
(confeccionadas com o uso de resíduo industrial).
onde P%<D é a porcentagem acumulada em volume menor do que um certo diâmetro equivalente D,
Dmáx é o máximo diâmetro disponível no agregado e q é o módulo da distribuição. Utilizando esses
[15]
critérios , as granulometrias resultantes para cada uma das composições, estão expressas na Figura 3.
As curvas representadas por q=0,20 e q=0,40 na Figura 3 representam os limites dentro dos quais a
fluidez das argamassas estaria otimizada.
A curva da composição C2 referente à argamassa produzida com o resíduo industrial se encontra
nesta faixa, indicando que a fluidez esperada para essa argamassa pode ser melhor que a fluidez da
outra composição.
100
% Acumulada < D
10
R
A
q=0,39 até #0,15mm
q=0,20
q=0,40
1
0,01 0,1 1
Tamanho de Partícula D (mm)
Figura 3 – Distribuição Granulométrica das composições C1(curva A) e C2 a C5 (curva R)
[15]
utilizando o critério de Andreasen .
A natureza do agregado influenciou significativamente, como pode ser visto comparando as
composições C1 (obra -areias) e C2 a C4 (laboratório-resíduo). Também, nas composições de C2 a C4 é
visível a influência da composição na resistência mecânica, para todas as idades. Na composição C5, o
efeito do pré- preparo da mistura, e da cura a úmido, também levam a resistências superiores, em todas
as idades. Os valores de resistência mecânica em compressão obtidos para a argamassa confeccionada
com o uso do resíduo industrial, superam aqueles obtidos com a argamassa obtida no canteiro de obra,
1183

6. mas os fatores determinantes para ocorrência dessa diferença podem ser a pequena variação no teor de
água utilizado na confecção das argamassas, na consistência padrão, as diferenças de fluidez, a
natureza dos agregados utilizados e a influência do fator de forma do resíduo.
CONCLUSÕES
Foi possível preparar argamassa utilizando resíduos industriais da indústria de Cerâmica Vermelha
como agregados, com valores de resistência mecânica em compressão normalmente mais elevados do
que os encontrados em argamassas convencionais, que utilizam areia como agregado. Em alguns modos
particulares de preparação, a resistência mecânica das argamassas confeccionadas com o resíduo
industrial como agregado superou em muito o valor da resistência mecânica das argamassas preparadas
em canteiro de obra. A facilidade de execução para obtenção da argamassa, as propriedades
desenvolvidas, a disponibilidade dos resíduos e os ganhos em custos (pela redução de resíduos e do
aterro sanitário), além do gerenciamento ambiental, indicam a viabilidade do processo.
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1184

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castables. In Congresso da ALAFAR, XXV, 1996, San Carlos de Bariloche, Argentina. Elkem
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RECYCLING OF COMMINUTED RED ROOF TILES AND BRICKS INDUSTRY SCRAP
AS FINE AGGREGATES IN MASONRY MORTAR
J. E. S. Silva Junior; G. H. Silva; R. A. Passos; V. L. Sordi; J. B. Baldo; C. A. Martins.
Rodovia Washington Luiz km 235 CEP 13565- 905 São Carlos - SP – cmartins@power.ufscar.br
Universidade Federal de São Carlos – Departamento de Eng enharia de Materiais
ABSTRACT
In this study it was investigated the potential use of crushed and screened red roof tiles and brick
ceramics scrap, as a substitute for river sand aggregate in regular cement, lime, containing mortar, for
either brick laying or wall mortar. A composition based on cement: slaked lime: red roof tiles and brick
scrap aggregate under a ratio of 1:2:9 was compared to a similar composition using river sand instead,
one which was field produced while the other was laboratory made. The prepared mortar were evaluated
using ABNT standards recomended for mortars. The results in all cases indicated good mechanical
properties of the mortar containing recycled red roof tiles and brick scrap, indicating a promissing potential
of use of the mentioned industrial waste, bringing additional envirommental benefits.
Key-words: recycling, mortar, masonry.
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