Análise das propriedades do concreto permeável com adição da cinza do bagaço da cana-de-açúcar em uso de revestimento para pavimento em ambiente urbano

Abstract

RESUMO: A impermeabilização dos solos, resultado da urbanização, vem sendo um dos grandes problemas nos centros urbanos devido a ocorrência de alagamentos e enchentes nessas áreas, tornando-se não só um problema ambiental, mas também social, pois, provoca danos à saúde e à economia local. Em contrapartida, as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar (CBC), subproduto gerado pela usina sucroalcooleira, se mostram, através dos resultados obtidos nesta pesquisa, como um material alternativo viável à substituição parcial do cimento Portland. Este fato, auxilia na redução do impacto ambiental causado pela extração de calcário e argila, somado ao potencial de diminuição de emissões de CO2 e de despejos de resíduos nas lavouras ou locais inapropriados. Com o intuito de favorecer a busca de soluções, visando minimizar o impacto ambiental desse resíduo, o estudo de novos materiais é importante, pois contribui com a produção de concretos permeáveis de baixo carbono, utilizando-se da CBC como material constituinte e o dispõe como medida mitigadora às carências dos sistemas de drenagem urbana. Esta pesquisa, dividida em duas etapas, primeira e segunda campanha experimental, busca analisar os desempenhos mecânicos (resistências à compressão e tração na flexão) e hidráulicos (índice de vazios e coeficiente de permeabilidade) do concreto permeável produzido com substituição parcial do cimento Portland por cinza do bagaço da cana-de-açúcar em uso de revestimento para pavimento urbano. Como parâmetro à dosagem, mistura e adensamento do concreto permeável, utilizou-se do traço 1:3,26 (cimento:brita), com relação a/c igual a 0,34, sem uso de aditivos químicos, conforme o estudo de Sandoval (2014). Na primeira campanha experimental, definiu-se a granulometria do agregado graúdo basalto utilizado (brita zero) no concreto permeável, como controle referencial, sem o uso da CBC. Na segunda campanha experimental, a CBC coletada na usina Melhoramentos Norte do Paraná, foi beneficiada através do peneiramento primário, calcinação e moagem, bem como, caracterizada quanto a sua granulometria, massa específica, superfície específica e propriedades físicas (finura, desempenho com cimento Portland e cal) e químicas (teor de umidade e perda ao fogo). As amostras de concreto permeável foram produzidas com teores de substituição de 3 %, 5 % e 10 % de CBC. Desta forma, em relação ao concreto controle (0 % de CBC), os resultados indicaram que todas as amostras estudadas aumentaram a resistência à compressão, à tração por compressão diametral, índice de vazios e absorção de água por imersão e reduziram a resistência à tração na flexão, tal como, o coeficiente de permeabilidade. Entretanto, todos os teores de substituição apresentaram desempenhos aceitáveis quanto a NBR 16416 (2015), viabilizando o uso do concreto permeável com substituição parcial do cimento Portland por CBC em uso de revestimento para pavimento de tráfego leve e de pedestres moldado no local, agregando valor sustentável ao produto, minimizando os impactos ambientais na região do Arenito Caiuá.

ABSTRACT: The waterproofing of soils, resulting from urbanization, has been one of the major problems in urban centers due to the occurrence of floods and floods in these areas, becoming not only an environmental problem, but also a social one, as it causes damage to health and the economy. local. On the other hand, sugarcane bagasse ash (CBC), a by-product generated by the sugarcane mill, is shown, through the results obtained in this research, as a viable alternative material to the partial replacement of Portland cement. This fact helps to reduce the environmental impact caused by the extraction of limestone and clay, added to the potential to reduce CO2 emissions and waste dumping in crops or inappropriate places. In order to favor the search for solutions, aiming to minimize the environmental impact of this waste, the study of new materials is important, as it contributes to the production of permeable low-carbon concrete, using CBC as a constituent material and disposing of it as mitigating measure to the deficiencies of urban drainage systems. This research, divided into two stages, first and second experimental campaign, seeks to analyze the mechanical (compressive and tensile strength in bending) and hydraulic (void index and permeability coefficient) performance of permeable concrete produced with partial replacement of Portland cement by ash from sugarcane bagasse in use as a covering for urban pavement. As a parameter for the dosage, mixing and densification of permeable concrete, the mix 1:3.26 (cement:gravel) was used, with a w/c ratio equal to 0.34, without the use of chemical additives, according to the study by Sandoval (2014). In the first experimental campaign, the granulometry of the coarse basalt aggregate used (zero gravel) in permeable concrete was defined as a reference control, without the use of CBC. In the second experimental campaign, the CBC collected at the Melhoramentos Norte do Parana plant, was processed through primary sieving, calcination and grinding, as well as characterized in terms of its particle size, specific mass, physical properties (fineness, performance with Portland cement and lime) and chemical (moisture content and loss to fire). The permeable concrete samples were produced with substitution contents of 3%, 5% and 10% of CBC. Thus, in relation to the control concrete (0% CBC), the results indicated that all the studied samples increased the compressive strength, tensile strength by diametral compression, void index and water absorption by immersion and reduced the tensile strength in bending, such as the permeability coefficient. However, all replacement grades presented acceptable performances according to NBR 16.416 (2015), enabling the use of permeable concrete with partial replacement of Portland cement by CBC in use of molded-in-place pedestrian and light traffic pavement cladding, adding value sustainable to the product, minimizing the environmental impacts in the Caiua Arenito area.