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IBRACON Structures and Materials Journal • 2012 • vol. 5 • nº 2
E. M. R. FAIRBAIRN
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T. P. DE PAULA |
G. C. CORDEIRO
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B. B. AMERICANO
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R. D. TOLEDO FILHO
aditivo mineral em cimento é tecnicamente viável, pois é capaz de
melhorar diversas propriedades físicas e mecânicas de concretos.
3. Emissões da produção do cimento
As emissões na produção de cimento estão principalmente as-
sociadas à etapa de clinquerização e à queima de combustíveis
fósseis, como o carvão, óleo mineral e diesel, tanto para autogera-
ção elétrica da fábrica quanta relativa à matriz energética da rede.
A etapa de queima consiste no aquecimento da farinha ou “cru”
até temperaturas em torno de 1450°C. Com isso, o calcário sofre
uma decomposição térmica dando origem ao clínquer, conforme a
reação de calcinação mostrada abaixo:
(1)
2
3
CO CaO
CaCO
+
D
¾®
O primeiro produto da reação é o óxido de cálcio, principal óxi-
do constituinte do clínquer. O segundo produto desta reação é o
CO
2
. O aquecimento do calcário representa mais da metade das
contribuições em gases de efeito estufa da produção de cimento,
tendo em vista que o carbono emitido está fora do ciclo natural do
carbono.
O clínquer é misturado a outros aditivos como gipsita e pozolanas
em proporção variável de acordo com o tipo de cimento. Esta mis-
tura sofre então uma segunda moagem, dando origem ao cimento
Portland propriamente dito, que é ensacado e estocado, e cuja
composição média (cimento CPII) é de 80% de clínquer, 15% de
aditivos e 5% de outros materiais [15].
Estima-se que seja emitida uma tonelada de CO
2
para cada tone-
lada de cimento produzido. Este valor médio da produção mundial
tende a ser maior ou menor nos diferentes países principalmente
em função da matriz energética nacional ser menos ou mais limpa.
cimentícios com novas perspectivas na dosagem e composição,
onde o uso da CBCA com potencial pozolânico, em substituição
parcial de cimento, tem mostrado os melhores desempenhos me-
cânicos e potenciais de redução de emissão de CO
2
na produção
de cimento.
2. Viabilidade da CBCA como aditivo
em cimento
A CBCA, por ser rica em dióxido de silício amorfo, pode ser usa-
da como pozolana na fabricação de cimento. A sílica presente na
cinza é proveniente principalmente da epiderme das células vege-
tais, através da absorção de ácido monossílico (H
4
SiO
4
) do solo,
e de areia residual que por vezes não é inteiramente removida no
processo de lavagem da cana e é queimada em conjunto com o
bagaço nas caldeiras de vapor [6].
Os primeiros estudos relativos ao comportamento de materiais
cimentícios contendo cinza residual do bagaço datam do final
dos anos 1990. Estudos de Martirena Hernández
et al
. [11], Sin-
gh
et al
. [12], Ganesan
et al
. [13] e Morales
et al
. [14] mostram
que a substituição de cimento por cinza (5 a 30% em massa) é
capaz de melhorar as propriedades mecânicas e a durabilidade
do concreto.
Mais recentemente, através de testes reológicos, mecânicos, ca-
lorimétricos e de durabilidade em amostras de concretos com 0 a
20% de cinza do bagaço, Cordeiro
et al
. [5] concluíram que existe
melhora considerável na performance reológica e na durabilidade
e manutenção da resistência à compressão a longo prazo, como
mostrado na Figura 2. A cinza utilizada neste estudo foi coletada
durante a operação de limpeza da caldeira de queima do baga-
ço e moída para melhorar a homogeneização e reatividade. Este
trabalho também indicou que o aumento máximo de temperatura
adiabática do concreto diminuiu em 11%. Dessa maneira, é pos-
sível inferir que o uso de cinza residual do bagaço da cana como
Figura 2 – Valores médios de resistência à compressão ao longo do tempo para os
diferentes concretos (dispersão dos resultados indicada pelo desvio-padrão) [9]