Potencial da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como material de substituição parcial de cimento Portland

Neste artigo o potencial do bagaço da cinza da cana-de-açucar (CBC) é testado como material, de substituição parcial do cimento Portland em argamassas.O objetivo e demonstrar uma opção viável e sustentável para a destinação deste residuo, que tende  a crescer com a ampliação da indústria de produção de alcool combustível, além disso, a adição mineral do (CBC) nas argamassas, contribui para diminuição do impacto ambiental ocasionado boa parte pela produção do cimento.

O procedimento experimental abordou não só caracterização da CBC mas também a avaliação, através de ensaios físicos e mecânicos.Do ponto de vista da resistência à compressão, argamassas com teores de CBC entre 0 e 30% indicaram a possibilidade de substituição de até 20% do cimento pela CBC.

Durante a extração do caldo da cana-de-açúcar é gerada grande quantidade de bagaço (aproximadamente 30% da cana moída), biomassa de suma importância como fonte energética. Cerca de 95% de todo o bagaço produzido no Brasil são queimados em caldeiras para geração de vapor gerando, como resíduo, a cinza de bagaço, cuja disposição não obedece, na maior parte dos casos, a práticas propícias, podendo-se configurar em sério problema ambiental. Constituída, basicamente, de sílica, SiO₂, a cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC) tem potencial para ser utilizada como adição mineral, substituindo parte do cimento em argamassas e concretos (Cordeiro et al., 2008).

O procedimento para a obtenção da cinza do bagaço de cana-de-açucar.

O BC foi coletado e queimado em mufla, durante 6 horas, a 600 ºC; após a queima, pôde-se observar uma camada superficial de cinza de cor clara sobre o restante do material, que se caracterizava por cinza de coloração preta e composição heterogênea, compreendendo restos de bagaço não queimados e partículas de carvão; desta forma, tornou-se conveniente uma nova queima para homogeneização da amostra e redução do teor de carbono (responsável pela coloração escura); a segunda queima da CBC foi realizada por 3 horas, a 700 ºC, seguida de resfriamento natural.

 

Procedimento de adição em argamassas:

Na produção das pastas e argamassas foram empregadas as seguintes taxas de substituição parcial do cimento por CBC: 0, 10, 20 e 30%. As relações entre cimento - CBC nas argamassas e a nomenclatura adotada para as pastas e argamassas, são: C1 (100-0), C2 (90-10), C3 (80-20) e C4 (70-30), em que os valores representam os percentuais de cimento e CBC; foram usados o cimento Portland CPV ARI PLUS da marca Barroso e o traço 1:3, com areia normal brasileira.

Para se avaliar a influência da adição de CBC na argamassa, realizaram-se ensaios de tempo de pega inicial e final, resistência a compressão, índice de atividade pozolânica, determinação da massa específica, absorção de água por imersão e índice de vazios, ambos os ensaios foram realizados com base na Associação Brasileira de Normas Técnicas. O experimento foi desenvolvido adotando-se delineamento experimental inteiramente casualizado, constituído de 4 tratamentos, ou seja: 3 níveis de adição de CBC e um testemunho (100% cimento), com 3 repetições. Os melhores níveis de adição de CBC foram avaliados com base no teste de Tukey para todas as combinações, aos 7 e 28 dias. 

 

O estudo concluiu:

1. O bagaço de cana-de-açúcar utilizado apresentou rendimento de cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBC) de 10%, com teor SiO₂ de 84%.
2. Esses teores, combinados com previsões de aumento na geração deste resíduo em decorrência da expansão do setor sucroaçucareiro no Brasil, apresentam a CBC como fonte viável de adição mineral de cimentos, dependendo das características da sílica presente.
3. No caso, a sílica na CBC apresentou-se tanto na fase amorfa quanto nas fases cristalinas de cristobalita e quartzo.
4. Argamassas com maiores teores de cinza foram mais porosas e com maior absorção de água.
5. Os índices de atividade pozolânica comprovaram a reatividade da CBC.
6. Os resultados dos ensaios de compressão aos 28 dias indicaram a viabilidade de substituição de até 20% de cimento por CBC sem prejuízo da resistência.
7. A obtenção de cinzas com maiores teores de sílica reativa, principalmente por meio de procedimentos de queima melhor ajustados, pode permitir maiores teores de substituição ou melhorias mais significativas nas propriedades físicas e mecânicas das argamassas.

Autores:
Marcos O. de Paula^I; Ilda de F. F. Tinôco^II; Conrado de S. Rodrigues^III; Elizabeth N. da Silva^IV; Cecília de F. Souza^II
IEngº. Civil, Estudante de Doutorado, DEA/UFV, Viçosa, MG. Fone: (031) 9172-5297. E-mail: modep@vicosa.ufv.br
^IIEngª. Agrícola, Prof. Associada, DEA/UFV, Viçosa, MG. Fone: (31) 3899-1884. E-mail(s): iftinoco@ufv.br; cfsouza@ufv.br
^IIIEngº. Civil, Prof. do DEC/CEFET, MG. Fone: (31) 3319-6826. E-mail: crodrigues@civil.cefetmg.br
^IVEngª. Florestal, Estudante de Doutorado, DEF/UFV. Viçosa, MG. Fone: (31) 3891-5295. E-mail: e_neire@yahoo.com.br
 

Fonte: (Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental versão impressa ISSN 1415-4366)