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76 ESTUDO DO EFEITO DE MATERIAIS IMPERMEABILIZANTES DE ORIGEM VEGETAL NA PASTA DE GESSO Indira Cristiane Moreira Gonçalves1*, Andréa de Vasconcelos Ferraz1 1 Universidade Federal do Vale do São Francisco, 48902-300 Juazeiro, BA, Brasil. *Email: indira_cristiane@hotmail.com Resumo: O gesso é um dos materiais de construção mais antigos que se tem conhecimento e tem propriedades físicas atraentes, tornando-o um material de grande utilidade na Engenharia. Todavia, o mesmo apresenta limitações quanto à sua utilização em ambientes e externos e de elevada umidade, pois sua capacidade de absorção de água é elevada. Diante disto, o trabalho teve como objetivo estudar o efeito da cera de carnaúba, material já utilizado comercialmente como impermeabilizante, inserido nas pastas de gesso, propondo uma possível impermeabilização deste material antes mesmo da sua aplicação. Os resultados mostraram que é possível diminuir a capacidade de absorção do gesso utilizando uma concentração em massa de 10% de cera de carnaúba. Palavras-chave: Gesso, Carnaúba, Impermeabilização. Abstract: Plaster is one of the oldest building materials which are known and have attractive physical properties, making it a material of great value in engineering. However, it has limitations regarding its use and external environments and high humidity, because their ability to absorb water is high. Hence, the work aimed to study the effect of carnauba wax material already used commercially as waterproofing, inserted in folders plaster, suggesting a possible sealing this material even before its implementation. The results showed that it is possible to reduce the absorptive capacity of the plaster using a mass concentration of 10% wax. Keywords: Plaster, Carnauba, Waterproofing. Evolvere Scientia, V. 3, N. 1, 2014 A R T IG O Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 77 INTRODUÇÃO Desde a mais remota antiguidade, o gesso tem estado presente na evolução da humanidade, tanto na construção como na decoração, ou ainda em campos como a medicina e a alimentação (SILVA, 2010). O gesso, material de expressiva importância e utilização na construção civil, tem algumas propriedades intrínsecas que viabilizam a sua aplicação como material para Engenharia. É um aglomerante menos agressivo ao meio ambiente, quando comparado a fabricação do cimento, sendo utilizado devido às suas propriedades de aderência, apresentando baixa condutividade térmica e um elevado coeficiente de absorção acústica. Contudo, apresenta desvantagens quando posto em contato com a água, por isso geralmente é adicionado a ele aditivos impermeabilizantes ou hidrofugantes (MOREIRA et al., 2012). De acordo com o Instituto Brasileiro de Impermeabilização - IBI - (2014), levantamentos realizados junto a setores ligados à construção civil apontam que a água é a grande responsável por 85% dos problemas das edificações. Existem no Brasil diversos produtos impermeabilizantes, de qualidade e desempenho variáveis, de diversas origens e métodos de aplicação (normalizados ou não), que deverão ter suas características profundamente estudadas para se escolher um adequado sistema de impermeabilização (DANTE, 2006). Entretanto, há dificuldades em se conseguir selecionar produtos impermeabilizantes necessários para uma adequada proteção da edificação, logo o estudo desses diversos materiais para a construção civil, torna-se de importância vital para a melhor caracterização dos mesmos e, consequentemente, para um aumento da durabilidade das edificações (VIEIRA, 2008). Diante desta necessidade, este trabalho objetivou estudar o comportamento de um material de origem vegetal, como a cera de carnaúba, incorporado à pasta de gesso como impermeabilizante. REVISÃO Gesso é um tipo de aglomerante muito utilizado na construção civil obtido por meio da calcinação do mineral gipsita. Por sua vez, a gipsita é um sulfato de cálcio di- hidratado (CaSO4.2H2O), que ocorre geralmente associada a anidrita, sulfato de cálcio anidro (CaSO4) em diversas regiões do mundo. São minerais encontrados em depósitos de origem evaporítica, cuja formação esta associada à precipitação de sulfato de cálcio a partir de soluções aquosas concentradas e condições físicas favoráveis (BALTAR et al., 2008). Ainda de acordo com Baltar et al. (2008), as jazidas de gipsita consideradas as de melhor qualidade no mundo estão na região do Araripe, no sertão de Pernambuco, sendo que esta região é a maior produtora de gesso do Brasil, com 40% das reservas de gipsita do mundo, Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 78 atendendo cerca de 95% da demanda nacional. O gesso tem muitas aplicabilidades, sendo usado na construção civil principalmente para revestir paredes interiores e tetos e para construir paredes divisórias internas, além de elementos decorativos. Na agricultura, o gesso é utilizado na neutralização de solos alcalinos e salinos, no aumento da permeabilidade de solos argilosos e como fornecedor de enxofre e suporte catalítico para fertilizantes com aplicação no cultivo de leguminosas (SILVA, 2010). Apesar da sua grande aplicabilidade ainda há limitações para a aplicação do gesso. Uma das maiores deficiências do mesmo como material de construção é a sua falta de resistência à água (responsável por 85% dos problemas de edificações) ainda que, atualmente, este aspecto seja melhorado mediante a incorporação de aditivos à base de silicones ou poliméricos, como nas atuais placas de gesso acartonado, e com a incorporação de fibra de vidro. No entanto, os materiais de gesso existentes, apesar de poderem ser utilizados em zonas úmidas, ainda não possibilitam a sua utilização no exterior devido à carência de resistência ao contato direto e de maior duração com a água. A água atua como o próprio agente agressivo, ou atua como um meio condutor de outras substâncias (ácidos, sais, base, etc.) (SANTOS, 2010). Devido a grande utilidade do gesso, as indústrias de materiais estruturais para revestimentos têm buscado continuamente agregar valor a seus produtos por meio de inovação, em um contínuo processo de desenvolvimento tecnológico. Na sequência desse processo, nos últimos anos tem surgido um grande interesse mundial no desenvolvimento de tecnologias limpas que possibilitem a utilização de produtos de menor impacto ambiental (POLIAKOFF et. al., 2002). Diante destas preocupações com o meio ambiente, pretende-se com este trabalho, estudar a possibilidade de utilizar a cera de carnaúba, material biodegradável, como impermeabilizante natural do gesso. A cera de carnaúba é considerada um produto nobre principalmente pela exigência cada vez maior por produtos naturais e ecologicamente corretos. Além da infinidade de aplicações, a extração da cera não causa danos ao meio ambiente, pois as folhas retiradas na colheita são repostas pela própria planta no ano seguinte, atendendo também a exigência de alguns mercados por produtos de qualidade e base natural. O custo de oportunidade do trabalho com a extração também é nulo, já que é praticada no período de entressafra de outras culturas (ALVES; COELHO, 2006). MATERIAIS E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado no Campus Juazeiro da Universidade Federal do Vale do São Francisco, no Laboratório de Caracterização de Materiais Estratégicos (LACAME), localizado na área destinada à Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 79 pós-graduação em ciência dos materiais, no município de Juazeiro, BA. A primeira etapa do trabalho consistiu na obtenção da cera de carnaúba. A cera de carnaúba utilizada durante todo o trabalho era pura, sem nenhum aditivo em sua composição, sólida e em barra. Antes da sua inserção ao gesso, a mesmafoi triturada em pequenos pedaços e posteriormente foi macerada com o auxílio de um almofariz e pistilo com o intuito de se obter grãos mais finos com uma granulometria similar ao do pó de gesso, para desta maneira, obter amostras mais homogêneas. Em seguida, foi feito um teste de solubilidade de cera de carnaúba. A cera de carnaúba foi adicionada tanto ao etanol como à água em temperatura ambiente (25ºC). Também foram realizados testes de solubilidade da cera de carnaúba com etanol a quente, onde inicialmente o solvente era aquecido até seu ponto de ebulição, cerca de 78ºC, por meio de uma chapa aquecedora e posteriormente o pó da cera de carnaúba era adicionado, agitando constantemente a mistura com o auxílio de um bastão de vidro. Posteriormente, foi feita a adição do impermeabilizante ao gesso. Na preparação do compósito (pó de gesso + pó de carnaúba), a água foi utilizada como solvente, a princípio com o objetivo de verificar a interação entre os diferentes materiais (gesso e cera da carnaúba), e a interferência da cera de carnaúba no tempo de pega. Inicialmente o pó da cera de carnaúba foi adicionado ao pó de gesso e posteriormente as amostras foram preparadas de acordo com a Norma NBR 12128. A razão água/gesso utilizada foi de 0,7 (razão utilizada no mercado), com 2, 3, 4, 5 e 10% de impermeabilizante natural, onde os testes de tempo de pega foram feitos de acordo com a Norma DIN 1168 (1975). Após a realização destes experimentos, os mesmos foram repetidos com 1, 5 e 10% de cera de carnaúba, utilizando ao invés de água como solvente, o etanol para solubilizar a cera de carnaúba. A utilização dete álcool teve como finalidade de melhorar a solubilização da carnaúba. . Ou seja, antes de ser adicionado à mistura água/gesso, o pó da carnaúba foi solubilizado em álcool fervente. O tempo de pega foi monitorado de acordo com a norma DIN 1168 (1975). Também foram realizados ensaios de compressão com o objetivo de determinar o comportamento do gesso com cera de carnaúba sob cargas de compressão. Os corpos de prova utilizados possuíam uma forma cilíndrica e uma relação comprimento/diâmetro (L/D) de 2, seguindo as recomendações da NBR 5738 (2008), que descreve os procedimentos de confecção de corpos de prova de concreto para realização de testes mecânicos. O aparelho utilizado na realização dos testes foi a Máquina Universal de Ensaios DL- 10000 da EMIC. Neste ensaio o corpo de prova é comprimido, e a deformação com várias cargas é registrada. A força e a Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 80 deformação compressivas são calculadas e traçadas como um diagrama tensão- deformação. Por fim, com o intuito de observar o comportamento do gesso com a adição de cera de carnaúba em ambientes de elevada umidade, realizaram-se testes de absorção de água, a partir da Norma NBR 8947, para telha cerâmica, sendo o mesmo adaptado ao compósito de gesso. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados referentes aos testes de solubilidade mostraram que a cera de carnaúba é insolúvel à água e etanol à temperatura ambiente de 25°C. De acordo com QUIMIDROL - Comércio Indústria Importação Ltda, a cera de carnaúba é insolúvel na água, pouco solúvel no etanol frio e completamente solúvel no éter e no etanol em ebulição, bem como na essência de terebintina também quente; estas soluções deixam separar, pelo resfriamento, uma massa branca, cristalina, fusível a 105 °C. Confirmando o que foi descrito anteriormente, percebeu-se que o aumento da temperatura de fato aumentou a solubilidade da cera, entretanto a mesma não solubilizou completamente mesmo ao aumentar o volume de etanol para a mesma quantidade da cera, sendo que a melhor proporção encontrada, em massa/volume foi de 1:5 . Como foi descrito na metodologia do trabalho, avaliou-se a influência da cera de carnaúba no tempo de pega do gesso. A Tabela 1 mostra estes resultados. Razão água/gesso/ cera carnaúba Solvente % de cera de carnaúba Tempo de Trabalhabilidade (min) 0,7 ___ ___ 23 0,7 Água 2 12 0,7 Água 3 12 0,7 Água 4 12 0,7 Água 5 09 0,7 Água 10 09 Tabela 1. Influência do impermeabilizante nos tempos de início e fim de pega do gesso. Fonte: Indira Gonçalves, 2012. Os resultados exibidos na Tabela 1 evidenciam que a utilização do impermeabilizante natural, cera de carnaúba, alterou a pega do gesso, onde sua trabalhabilidade foi reduzida, de modo que o pó da cera de carnaúba está funcionando como um acelerador de pega. Segundo Antunes (1999), a trabalhabilidade é uma propriedade empírica e por isso mesmo difícil de ser expressa ou definida. Uma definição simples é que a trabalhabilidade avalia a facilidade de manuseio, transporte e aplicação das pastas sem perda da homogeneidade. Este mesmo autor utiliza a plasticidade e a consistência como formas indiretas de avaliar e expressar a trabalhabilidade das pastas e argamassas. Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 81 Já os resultados obtidos utilizando o etanol para solubilizar a cera de carnaúba estão exibidos na Tabela 2. Razão água/gesso Solvente % de cera de carnaúba Tempo de Pega (min) 0,7 ___ ___ 23 0,7 Etanol 1 29 0,7 Etanol 5 35 0,7 Etanol 10 38 Tabela 2. Influência do impermeabilizante solubilizado em etanol nos tempos de início e fim de pega do gesso. Fonte: Indira Gonçalves, 2012. A Tabela 2 mostra que a solubilização do pó da cera de carnaúba em álcool antes da sua inserção no gesso, aumentou o tempo de trabalhabilidade do mesmo, ou seja, a presença do etanol alterou as propriedades físicas do material, atuando, neste caso, como um retardante de pega. Ao aumentar a quantidade de carnaúba a ser utilizada em cada corpo de prova, foi utilizada uma maior quantidade de etanol para a solubilização e consequentemente o tempo de pega do compósito foi retardado. A Figura 1 mostra os resultados referentes aos testes de resistência mecânica realizados com os compósitos de gesso e cera de carnaúba. G P GC 1% GC 5% GC 10% 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Corpos de prova de gesso GP-Gesso Puro GC1%- Gesso +Carnaúba(1%) GC5%-Gesso +Carnaúba(5%) GC10%-Gesso +Carnaúba(10%) F o rç a M á x im a ( N ) Figura 1. Força máxima média suportada pelos corpos de prova. Fonte: Indira Gonçalves, 2012. Diante do gráfico acima fica evidente que a presença do impermeabilizante natural no gesso alterou suas propriedades físicas, neste caso diminuiu sua resistência mecânica. O melhor resultado apresentado foi com 1% de carnaúba, sendo que a carga máxima média suportada foi de aproximadamente 1500 N e o pior resultado, para 10% de carnaúba, a carga máxima média suportada foi de aproximadamente 800 N. A medida em que se aumentou a quantidade de carnaúba no gesso esse material se tornou menos resistente provavelmente tornando o material mais poroso. Já os resultados referentes aos testes de absorção de água estão exibidos na Figura 2, Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 82 Figura 2. Absorção média de água pelos corpos de prova utilizando a cera de carnaúba. Fonte: Indira Gonçalves, 2012. Pode-se notar que os corpos de prova com 1 e 5% de cera de carnaúba apresentaram maior capacidade de absorção de água do que os demais. Entretanto, ao utilizar 10% da cera de carnaúba, a capacidade de absorção de água do compósito diminuiu, atingindo valores médios de 35%, ficando abaixo da capacidade de absorção de água do gesso puro. CONCLUSÃO OU CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao analisar o tempo de pega do gesso com a cera de carnaúba em pó, notou-se que este impermeabilizante diminuiu a trabalhabilidade do gesso, ou seja, a cerade carnaúba está atuando como um acelerador de pega. Todavia, ao utilizar a cera de carnaúba solubilizada em etanol nas amostras de gesso, o tempo de trabalhabilidade do compósito aumentou. A cera de carnaúba nas proporções de 1 e 5% aumentou a capacidade de absorção de água do compósito, entretanto, ao utilizar concentração de 10% em massa de cera de carnaúba no gesso, a capacidade de absorção de água do compósito diminuiu, atingindo valores menores do que aqueles encontrados para o gesso puro. REFERÊNCIAS ANTUNES, R. P. N. Estudo da influência da cal hidratada nas pastas de gesso. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Construção Civil. São Paulo, 1999. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova - NBR 5738. Rio de Janeiro, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Gesso para Construção Civil: determinação das propriedades físicas da pasta. – NBR 12128. Rio de Janeiro, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Telha cerâmica - Determinação da massa e da absorção de água - Método de ensaio– NBR 8947. Rio de Janeiro, 1985. G P GC 1% GC 5% GC 10% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 A b s o rç ã o d e á g u a ( % ) Corpos de prova de gesso GP-Gesso Puro GC1%- Gesso +Carnaúba(1%) GC5%-Gesso +Carnaúba(5%) GC10%-Gesso +Carnaúba(10%) Evolvere Science, V. 3, N. 1, 2014 83 ALVES, M. O., COELHO, J. D.: Tecnologia e relações de produção no extrativismo da carnaúba no nordeste brasileiro. XLIV Congresso do Saber. Sociedade Brasileira de Economia e Sociologia Rural. Fortaleza, 2006. BALTAR, C. A. M.; BASTOS, F. de F.; LUZ, A. B. Gipsita. In.: Rochas e Minerais Industriais. 2ª Edição. Luz, A.B. & Lins, F.A.F. (Editores). CETEM/MCT. Cap. 23, p. 505-526, 2008. DANTE, J.G. Impermeabilização em obras de engenharia civil. Monografia de graduação, UDC. Foz do Iguaçu: 2006,91p. IBI – Instituto Brasileiro de Impermeabilização. Disponível em: <http://www.ibibrasil.com.br>. Acessado em arço de 2014. POLIAKOFF, M.; FITZPATRICK, J.M.; FARREN, T.R; ANASTAS, P.T.: Green chemistry: science and politics of change Science. 297(5582), 807-810, 2002. QUIMIDROL - Comércio Indústria Importação Ltda- Cera de Carnaúba. Disponível em:< http://www.quimidrol.com.br >Acessado em Janeiro de 2012. SANTOS,C. B.: Sistemas de impermeabilização: Estudo de casos de impermeabilização de pé de parede na pós-ocupação de laje de terraço em Feira de Santana-BA. Trabalho de conclusão de curso, UEFS. Feira de Santana, 2010, 102p. SILVA, C.G. Inovações tecnológicas para o melhor aproveitamento do gesso nas construções. Dissertação de mestrado. Universidade Federal da Paraíba-UFPB. João Pessoa, 2010. 132p. VIERIA, E.S: Análise comparativa de sistema de impermeabilização incorporando como estruturante fibras de sisal e de poliéster. Dissertação de mestrado, UFF. Niterói, 2008, 84p.
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