Efeito da adição de fíler gesso nas propriedades dos ligantes asfálticos e concretos asfálticos

Abstract

Esta pesquisa propõe o aproveitamento de resíduos de chapas de gesso acartonado (CGA), componentes do sistema de construção drywall. A utilização do drywall vem ganhando espaço, atualmente, no mercado brasileiro, devido ao aquecimento da indústria da construção, impulsionado pelos créditos imobiliários. Os resíduos de CGA podem ser gerados tanto na etapa de fabricação, quanto na etapa de construção, e sua deposição em aterros sanitários propicia o aparecimento de gás sulfídrico (H2S) que é inflamável e traz danos à saúde humana. Por outro lado, na área de pavimentação, estudos demonstram que a adição de fíleres em ligantes asfálticos e misturas asfálticas modifica as suas caracteríticas promovendo benefícios importantes para os revestimentos asfálticos. Neste trabalho, o gesso oriundo das CGA foi transformado em fíler e adicionado ao cimento asfáltico de petróleo (CAP) nos seguintes percentuais, em massa: 20%, 40%, 60%, 80% e 100%. Também foram produzidas misturas do tipo concreto asfáltico (CA) utilizando fíler gesso, em substituição ao fíler convencional de uma mistura de referência, nos percentuais em massa, 20%, 40%, 60%, 80% e 100%. A dosagem da mistura asfáltica foi baseada no método Marshall, de acordo com os limites da faixa granulométrica “C” do DNIT. Destacam-se como resultados dos ensaios para o CAP modificado com gesso, o aumento da viscosidade, a diminuição da penetração e aumento do ponto de amolecimento, além da redução da suscetibilidade térmica. Essas caracteríticas são positivas, no ponto de vista da melhoria do desempenho dos pavimentos, pois proporcionam o aumento da resistência à fadiga e à deformação permanente a que são submetidos. O ensaio de cisalhamento dinamico (DSR) indicou que os CAPs modificados, a partir de 40%, apresentaram comportamento dúctil e ao mesmo tempo elástico, contribuindo com a resistencia à fadiga dos concretos asfálticos. A adesividade do agregado-CAP modificado ficou prejudicada nas composições contendo 60%, 80% e 100 % de gesso. Os ensaios mecânicos em corpos de prova de CA, indicaram que 60%, 80% e 100% de gesso em substituição ao fíler convencional, promovem melhorias consideráveis para a vida de fadiga e deformações permanentes, além do aumento da resistência à tração e módulo de resiliência. Por outro lado, ensaios de umidade induzida apontaram que corpos de prova contendo adição de fíler gesso, acima de 20% foram os que mais sofreram suscetibilidade. Conclui-se que, devido às limitações frente às condições de umidade, o fíler gesso pode ser utilizado em concretos asfálticos, prevendo até 20% de substituição ao fíler convencional. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This research proposes the reuse of drywall plasterboard waste. The use of PlasterBoard (PB or CGA in portuguese) in Brazil has increased in recent years due to the growing of the building industry, driven by the easiness of real state credits. PB Waste (PBW) can be generated both during its own manufacturing stage or as scraps in the construction sites. The deposition of PBWs in landfills allows the undesirable production of hydrogen sulfide (H2S) gas. Such gas is flammable and brings harm to human health. On the other hand, in matters of paving, studies show that the addition of asphalt binders and fillers in asphalt mixtures change the paving characteristics producing major benefits in asphaltic coatings. In this research, the gypsum of the PBWs is transformed into filler and added to the Petroleum Asphalt Cement (PAC or CAP in portuguese) in the following percentages, in weight: 20%, 40%, 60%, 80% and 100%. Also mixtures of Asphalt Concrete (AC or CA in portuguese) were produced using gypsum as filler, replacing the conventional fillers of standard reference mixtures in weight percentage of 20%, 40%, 60%, 80% and 100%. The dosage of the asphalt mix was based on the Marshall method according to the limits of the range of particle size "C" of the Brazilian Department of National Infrastructure and Transportation (DNIT). The results of the tests for the modified PAC, draw attention to the increase in viscosity, decrease in penetration, increase in the softening point, and reduction in the thermal susceptibility. These results are positive to improving paving performances, as they provide more strength to fatigue and to permanent deformation. The Dynamic Shear Rehometer Test (DSR) indicated that the modified PACs (with 40% or more of filler from PBWs) showed elastic and ductile behavior giving to AC a better fatigue strength. The adhesion among aggregates and modified PAC was worse for compositions with 60%, 80% and 100% of PBWs. The mechanical tests on modified PAC specimens, indicated that 60%, 80% and 100% of gypsum, replacing the conventional fillers, provided significant improvements to fatigue and permanent deformation stregths, and increased tensile strength and modulus of resilience. However, specimens with more than 20% of gypsium and under induced moisture showed a decrease in tensile strength. In conclusion, because of such limitation due to moisture, gypsum replacing the conventional filler, may be used in AC up to 20%.