A cinza de bagaço de azeitona mostra-se promissora como substituto ecológico do cimento

Um novo estudo analisou o uso de cinzas de bagaço de azeitona como substituto parcial sustentável do cimento Portland comum em argamassa. 

Como a produção de cimento é um dos principais contribuintes para as emissões globais de dióxido de carbono, a pesquisa visa reduzir os impactos ambientais do setor.

Publicado em uma edição especial da revista Materials, o estudo avalia como a combinação com cinzas de bagaço afeta as propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade da argamassa para determinar sua adequação para uso em larga escala.

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A cinza de bagaço de azeitona é derivada do bagaço de azeitona incinerado (casca, polpa e caroços residuais da azeitona). Quando moída, o pó resultante contém quantidades significativas de dióxido de carbono, sílica e cal. 

Em comparação com o cimento Portland comum, seu peso mais leve e o tamanho mais fino das partículas influenciam características da argamassa, como densidade e trabalhabilidade (a facilidade com que a argamassa pode ser misturada, aplicada e compactada).

Amostras de argamassa foram criadas substituindo o cimento Portland por cinza de bagaço em incrementos de 10%, até 50%. 

Cada mistura foi submetida a testes de fluidez (a capacidade da mistura de fluir e se espalhar no local quando despejada), resistência, absorção de água e resistência a ciclos de congelamento-degelo durante períodos de sete, 28 e 90 dias.

Os pesquisadores constataram que a trabalhabilidade e a fluidez da argamassa diminuíram à medida que os níveis de cinza de bagaço aumentaram. 

Em níveis de até 10%, as amostras de argamassa apresentaram alterações mínimas tanto na densidade aparente úmida quanto no tempo de escoamento, indicando sua adequação para aplicações práticas.

Entre 10% e 20%, as misturas tornaram-se mais difíceis de trabalhar, mas mantiveram um fluxo aceitável. Acima de 20%, as taxas de fluxo foram drasticamente afetadas.

Os testes de resistência à compressão e à flexão apresentaram resultados semelhantes, com teores de bagaço de até 20% exibindo resistência reduzida, mas permanecendo dentro da faixa aceitável para argamassas estruturais. 

Os pesquisadores observaram que a resistência continuou a aumentar ao longo de 90 dias, em con­so­nância com a at­ividade das reações pozzolânicas — os pro­cessos quí­mi­cos pelos quais certos mate­riais, como cinzas, reagem com água e cimento para formar comp­o­us aglutinantes que a­u­mentam a re­sol­vid­a e a du­ra­bi­li­dade do con­cre­to ao longo do tempo.

Testes de resis­tência ao congelamento e descongelamento con­firma­ram ainda mais o limi­te de 20 por­cento para os ní­veis de cinzas de bagaço. Acima desse limi­te, as mis­turas exi­bi­ram vul­ne­ra­bi­li­dade sub­stan­cial.

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A absorção de água, que pode levar a danos relacionados à durabilidade e à degradação do desempenho, aumentou em amostras com níveis de cinzas de bagaço acima de 10%. 

Todas as amostras apresentaram uma absorção máxima de 6,92%, o que está bem dentro da faixa de 10% a 15% considerada aceitável para um desempenho adequado a longo prazo.

Curiosamente, a mistura de 10% apresentou absorção ligeiramente menor do que a mistura de controle de cimento Portland comum. Isso foi atribuído às partículas finas de cinza que preencheram os vazios e, de outra forma, refinaram a estrutura porosa da mistura.

Uma análise ambiental comparou o consumo de energia e as emissões de dióxido de carbono da produção de argamassa com cinza de bagaço com os da mistura de controle, que é feita inteiramente de cimento Portland comum. 

As emissões de dióxido de carbono foram calculadas com base na geração de eletricidade na Argélia, onde o estudo foi realizado.

A produção da mistura de controle consumiu 1.000 quilowatts-hora por tonelada (kWh/t) e emitiu 500 quilogramas de dióxido de carbono por tonelada (kg CO₂/t). 

Em con­tra­s­te, a produção da mistura com 10% de cinzas de bagaço consumiu 953,5 kWh/t e produziu 476,75 kg CO2/t, enquanto a da mistura com 20% consumiu 907 kWh/t e produziu 453,5 kg CO2/t.

Os autores concluem que as misturas de 10% e 20% estão associadas a uma redução significativa do impacto ambiental, mantendo um desempenho mecânico aceitável, reforçando sua candidatura como materiais de construção ecologicamente corretos. 

Eles acreditam, no entanto, que são necessários mais estudos para examinar a durabilidade a longo prazo, o comportamento microestrutural e o desempenho em ambientes reais. 

Eles também observam que uma adoção mais ampla exigiria que tais materiais fossem incorporados a códigos e especificações de construção atualizados.

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