Cinzas de bagaço de azeitona se mostram promissoras como substituto ecológico do cimento

Resumo

Um estudo publicado na revista Materials explorou o uso de cinzas de bagaço de azeitona como alternativa sustentável ao cimento Portland comum em argamassas para reduzir os impactos ambientais da produção de cimento. A pesquisa constatou que até 20% de cinzas de bagaço podem ser usadas em blends de argamassa para reduzir as emissões de dióxido de carbono sem perda significativa no desempenho mecânico, embora mais estudos sejam necessários para avaliar a durabilidade a longo prazo e o desempenho em condições reais.

Um novo estudo examinou o uso de cinzas de bagaço de azeitona como uma substituição parcial sustentável para cimento Portland comum em argamassa. 

Sendo a produção de cimento uma principal contribuidor às emissões globais de dióxido de carbono, a pesquisa visa reduzir os impactos ambientais da indústria.

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

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

Comparado ao cimento Portland comum, seu peso mais leve e tamanho de partícula mais fino influenciam características da argamassa, como densidade e trabalhabilidade (a facilidade com que a argamassa pode ser blendda, colocada e compactada).

Amostras de argamassa foram criadas substituindo cimento Portland por cinzas de bagaço em incrementos de dez por cento até 50 por cento. 

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

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

Em níveis de até dez por cento, as amostras de argamassa apresentaram alterações mínimas tanto na densidade aparente úmida quanto no tempo de fluxo, indicando sua adequação para aplicações práticas.

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

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

Os pesquisadores notaram que a resistência continuou a aumentar ao longo de 90 dias, consistente com a atividade das reações pozolânicas — os processos químicos pelos quais certos materiais, como cinzas, reagem com água e cimento para formar compostos de ligação que aumentam a resistência e a durabilidade do concreto ao longo do tempo.

Os testes de resistência ao congelamento e ao degelo confirmaram ainda mais o limite de 20% para os níveis de cinzas de bagaço. Acima desse limite, as blends apresentaram vulnerabilidade substancial.

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

Todas as amostras apresentaram uma absorção máxima de 6.92%, o que está dentro da faixa de dez a 15% considerada aceitável para um desempenho adequado a longo prazo.

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

Uma análise ambiental comparou o uso de energia e as emissões de dióxido de carbono da produção de argamassa de cinza de bagaço com as da blend 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 blend de controle consumiu 1,000 quilowatts-hora por tonelada (kWh/t) e emitiu 500 quilos de dióxido de carbono por tonelada (kg CO2/ton). 

Em contraste, a produção da blend de dez por cento de cinzas de bagaço consumiu 953.5 kWh/t e produziu 476.75 kg de CO2/t, enquanto a produção da blend de 20 por cento consumiu 907 kWh/t e produziu 453.5 kg de CO2/t.

Os autores concluem que as blends de dez e 20 por cento estão associadas a uma redução significativa no impacto ambiental, mantendo um desempenho mecânico aceitável, o que reforça sua candidatura como materiais de construção ecologicamente corretos. 

Eles acreditam, no entanto, que estudos adicionais são necessários para examinar a durabilidade a longo prazo, o comportamento microestrutural e o desempenho em cenários do mundo real. 

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