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As indústrias madeireiras que trabalham na produção de painéis de compensado utilizam a biomassa florestal de Pinus spp. como principal combustível na alimentação de caldeiras responsáveis pela produção de energia através do vapor. As cinzas resultantes deste processo representam em torno de 3% do volume de biomassa queimada, tornando-se importante passivo ambiental. As cinzas de Pinus spp. têm sido empregadas como corretivos e fertilizantes agrícolas, mesmo que de forma empírica. O cimento Portland representa atualmente um dos insumos mais consumidos pela humanidade, sendo responsável pela emissão de aproximadamente uma tonelada de gases por tonelada de clínquer produzido. O aproveitamento de resíduos na construção civil tem sido estimulado por ser este setor um dos maiores consumidores de recursos naturais. As cinzas agroindustriais ocupam lugar de destaque dentre os resíduos com possibilidades de adição ao cimento Portland e em matrizes cimentícias, por seu potencial pozolânico e de “efeito filler”, contribuindo para a redução do consumo de cimento Portland. Nesse sentido, esta pesquisa aborda as características físicas, químicas e morfológicas da cinza de Pinus spp. e seu potencial de uso em produtos de cimento Portland. Para atendimento aos objetivos, foram realizados ensaios para caracterização do seu potencial pozolânico de acordo com as normas (ABNT NBR 12653:2014; ABNT NBR 12826:2014; ABNT NBR 15895:2010; ABNT NBR 5751:2012; ABNT NBR 5752:2014; ABNT NBR 7215:1997; ABNT NBR NM 23:2001; ABNT NBR NM 76:1998). Os resultados dos ensaios sobre as características físicas (massa específica seca variando de 2,62 a 2,98 g/cm3; superfície específica 5.416 cm²/g; distribuição granulométrica contínua; e, 18,1% de resíduo retido na peneira com abertura de 45 µm), características químicas (75,3% de concentração de SiO2+Al2O3+Fe2O3; 0,6% de SO3 e 3,18% de perda ao fogo) e resistência mecânica à compressão (índice de atividade pozolânica com cimento – IAP-cimento 77,4%), caracterizaram o potencial pozolânico das cinzas. Porém, o não atendimento de requisitos (229 mg/g de reatividade com o Ca(OH)2; índice de atividade pozolânica com a cal – IAP-Cal < 6,0 MPa e resistência mecânica à compressão com tempo de cura de 1, 3 e 7 dias < que 14, 24 e 34 MPa, respectivamente, e, ausência da fase amorfa da sílica), não permitiu a sua classificação como material com atividade pozolânica. Finalmente, concluiu-se que a cinza de Pinus spp. mesmo não podendo ser classificada como pozolana, tem grande potencial de uso como adição mineral ou substituto parcial do cimento Portland em concretos e argamassas.
The logging companies engaged in the production of plywood panels use forest biomass of Pinus spp. as the principal fuel in power boilers responsible for the production of energy through the steam. The resulting ashes from this process represent about 3% of burned biomass volume, making it an important environmental liability. The Pinus spp. ashes have been used as corrective and agricultural fertilizers, even if empirically. Portland cement is currently one of the most consumed inputs, being responsible for the emission of approximately one ton of gas per ton of clinker produced. The use of waste in construction has been stimulated because this sector is one of the largest consumers of natural resources. The agroindustrial ashes occupy a prominent place among the waste with added opportunities to Portland cement and cementitious matrices, for its potential pozzolan and filler effect, contributing to the reduction of Portland cement consumption. In this sense, this research addresses the physical, chemical and morphological Pinus spp. ash and its potential for use in Portland cement products. To meet the objectives laboratory tests were performed to characterize the potential pozzolanic according to the Brazilian standards (ABNT NBR 12653: 2014; ABNT NBR 12826: 2014; ABNT NBR 15895: 2010; ABNT NBR 5751: 2012; ABNT NBR 5752: 2014; ABNT NBR 7215: 1997; ABNT NBR NM 23:2001; ABNT NBR NM 76:1998). The results tests on the physical characteristics (dry density ranging from 2.62 to 2.98 g/cm3; specific surface 5,416 cm²/g; continuous particle size distribution; and 18.1% of residue retained on the sieve with opening of 45 µm), chemical characteristics [75.3% (SiO2+Al2O3+Fe2O3) concentration, 0.6 % (SO3) and 3.18% of loss on ignition] and compressive strength (pozzolanic activity index with cement – IAP-cement 77.4 %) characterized the potential pozzolanic ashes. However, the non-compliance of requirements (229 mg/g of reactivity with Ca(OH)2; pozzolanic activity index with lime – IAP-Cal <6.0 MPa and compressive strength with curing time of 1,3 and 7 days < than 14, 24, 34 MPa, respectively, and the absence of the amorphous phase of silica), not allowed to be classified as material with pozzolanic activity. Finally, it was found that the Pinus spp. ash cannot be classified as pozzolan, but it has great potential for use as mineral addition or partial substitute Portland cement in concrete and mortar.
Data da defesa: 30/03/2015
Banca Examinadora
Orientador(a): Kleber Franke Portella (Lactec)
Membro da Banca: Rodrigo Moraes da Silveira (Lactec)
Membro da Banca: Rodrigo Cézar Kanning (IFPR)
Palavra(s)-Chave: Cinzas de Pinus spp, Adições minerais , Pozolanas, “Efeito filler”.
Keywords: Pinus spp. ashes, Mineral additions, Pozzolanas, “Filler effect”.
