USO DE CCA RESIDUAL EM ARGAMASSAS CIMENTÍCIAS PARTE I: DETERMINAÇÃO DA POZOLANICIDADE POR DRX, FRX E MEV

Resumo

O setor energético passa por um processo de transformação devido a sua contribuição nas emissões de gases de efeito estufa. Essa transformação é chamada transição energética e consiste, em síntese, na geração de eletricidade com menos impacto ambiental tendo como foco as fontes renováveis. Neste cenário, destaca-se a biomassa de casca de arroz (CA). A expectativa de safra de arroz no Rio Grande do Sul no ano de 2022 é 10,6 milhões de toneladas. Do processamento do cereal, cerca de 22%, em massa, é casca. Isto significa, considerando-se a expectativa de safra de 2022, 2,33 milhões de toneladas de CA. Como características, este subproduto possui baixo conteúdo nutricional, nenhum valor econômico, porém, alto poder calorífico. O descarte inadequado da CA causa impacto ambiental, pois o material tem um longo período de decomposição. Por isso, seu reaproveitamento é importante. Devido a esse grande volume, a CA pode ser utilizada de maneira sustentável na produção de energia elétrica, pela queima em turbinas a vapor, nas empresas beneficiadoras ou então transferidas para uma usina geradora. É importante salientar que, por ser de origem vegetal, o dióxido de carbono (CO2) produzido na combustão da casca é reabsorvido pelas plantas durante a fotossíntese. Contudo, pela queima, forma-se outro resíduo, a cinza da casca de arroz (CCA) cujo descarte inadequado prejudica o meio ambiente. Sabe-se que, em geral, a CCA apresenta elevado teor de sílica (SiO2) possibilitando adição ao concreto, como pozolana, para melhorar as propriedades mecânicas (foco deste trabalho), materiais refratários, vidros e como adsorvente. Um material pozolânico, quando adicionado em matrizes a base de cimento, melhora suas propriedades, modifica a microestrutura, diminui a permeabilidade, a difusibilidade iônica e a porosidade capilar, aumentando a estabilidade e a durabilidade de cimentos e argamassas. Ao analisar a composição mineral, o amorfismo e a morfologia de um material é possível estimar se ele é pozolânico ou não. Dessa forma, uma caracterização preliminar é fundamental. Com base nestes aspectos, neste trabalho foram realizadas duas etapas distintas, mas interligadas: i) Pesquisa estatística na plataforma Web of Science e suas ferramentas: search within results e analys results com o intuito de verificar a evolução das publicações nos últimos 10 anos sobre o tema aqui proposto. Utilizou-se a palavra-chave: rice husk ash e os filtros: pozzolan, characterization, concrete e region e ii) Caracterização por técnicas de Difração e Fluorescência de raios-X, DRX e FRX, respectivamente, e análise da morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) de uma CCA gerada em uma cerealista da região de Bagé-RS para verificação do teor de SiO2, do amorfismo e da morfologia. Verificou-se pela análise estatística que nos últimos 10 anos (2011-2021) foram publicados 4390 artigos sobre o tema rice husk ash na Web of Science. Destes, 141 autores utilizaram as CCA como pozolana. A caracterização das cinzas foi realizada em 23 artigos (0,52%). Por último, com filtro concrete encontrou-se 19 artigos. O Brasil é o país que mais publicou sobre o tema, considerando-se os filtros aplicados. Pode-se constatar com base nestes resultados que, a maioria dos artigos não realizou a caracterização das cinzas, evidenciando a relevância deste trabalho dedicado à caracterização. No espectro de difração evidenciou-se um halo amorfo, e picos de SiO2 na forma de cristobalita. Por FRX obteve-se um teor de SiO2 de 80,90%. A norma 12653 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): Materiais Pozolânicos-Requisitos prescreve um valor superior a 70% para um material ser considerado pozolânico. Tais resultados foram ratificados pela micrografia de MEV onde se observou ondulações da epiderme externada CCA que indica a presença de SiO2. Assim, os resultados de caracterização mostraram que a CCA analisada neste estudo é pozolânica, possibilitando o uso em materiais a base de cimento. Com base nos aspectos aqui apresentados, é possível reaproveitar todos os subprodutos provenientes do processamento do arroz, fechando-se o ciclo da industrialização, tendo-se assim, uma produção industrial que sem geração de resíduos e com baixo impacto ambiental.