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Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 2, p. 131-150, abr./jun. 2012. ISSN 1678-8621 2005, Associao Nacional de Tecnologia do Ambiente Construdo. Todos os direitos reservados.

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Chapas de cimento-madeira com resduos da indstria madeireira da Regio Amaznica Cement-wood particleboards made with waste from the Amazon timber industry

Alcebades Negro Macdo Alberto Alexandre Costa e Souza Bernardo Borges Pompeu Neto

Resumo ste estudo teve como objetivo avaliar o emprego do resduo da indstria madeireira da regio da Amaznia brasileira na produo de material compsito cimento-madeira. Foi avaliada a compatibilidade de seis espcies de dicotiledneas nativas da Amaznia com o cimento CP V

ARI por meio da realizao de ensaios de compresso axial em corpos de prova cilndricos. Os resduos foram utilizados ao natural e submetidos ao tratamento de lavagem em gua quente por 2 h. A relao cimento-madeira foi de 3:1, em massa, juntamente com os aditivos aceleradores de pega sulfato de alumnio a 3% e cloreto de clcio a 3% e 5%. Os resultados dos ensaios de compresso indicaram como potencial de uso os resduos de trs espcies combinado ao tratamento com o acelerador de pega cloreto de clcio a 5%. Foram confeccionadas chapas cimento-madeira com resduos das espcies Cedrela Odorata L. (Cedro), Vochysia mxima Ducke (Quaruba), Hymenaea courbaril L. (Jatob) e mais a mistura delas. Os resultados dos ensaios das propriedades fsicas e mecnicas das chapas mostraram que todas apresentaram caractersticas adequadas para a finalidade, e as chapas da espcie cedro apresentaram o melhor desempenho. Palavras-chave: Compsito cimento-madeira. Dicotiledneas da Amaznia.

Abstract The aim of this study was to to evaluate the use of waste from the timber industry of the Brazilian Amazon Region in the production of wood-cement composites. The compatibility of six Amazon hardwood native species with cement CP V ARI was assessed through axial compression tests in cylindrical specimens. The waste was used was only treated by washing in hot water for two hours. The ratio cement/wood was 3:1 in mass, along with aluminum sulfate curing accelerators at 3%, and calcium chloride curing accelerators at 3% and 5%. The results of the axial compression tests indicated the potential use of waste for three species combined with calcium chloride curing accelerator treatment at 5%. Wood-cement particleboards were made with waste of the species Cedrela odorata L. (Cedar), Vochysia maximum Ducke (Quaruba), Hymenaea courbaril L. (Jatoba) and a mixture of them. The test results of the physical and mechanical properties of the particleboards showed that all had adequate characteristics for the purpose, and the Cedar species particleboards presented the best performance. Keywords: Cement-wood composite. Amazon hardwoods.

E

Alcebades Negro Macdo Instituto de Tecnologia

Universidade Federal do Par Rua Augusto Corra, 1, Jurunas

Belm - PA - Brasil CEP 66075-110

Tel.: (91) 3201-8062 E-mail: anmacedo@ufpa.br

Alberto Alexandre Costa e Souza

Instituto de Tecnologia Universidade Federal do Par

Tel.: (91) 3201-8063 E-mail: costa@ufpa.br

Bernardo Borges Pompeu Neto Instituto de Tecnologia

Universidade Federal do Par Tel.: (91) 3201-7254

E-mail: pompeu@ufpa.br

Recebido em 22/06/11 Aceito em 07/04/12

Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 2, p. 131-150, abr./jun. 2012.

Macdo, A. N.; Costa e Souza, A. A.; Pompeu Neto, B. B. 132

Introduo As restries de utilizao de materiais ambientalmente inadequados e a necessidade crescente de utilizao de resduos tm levado a indstria busca de novas alternativas para os produtos oferecidos no mercado. Um exemplo claro dessa tendncia a recente restrio ao uso de fibras de amianto pela indstria. As fibras vegetais, por outro lado, tm sido usadas por milnios pela humanidade, at os dias atuais. Seu uso vem despertando maior interesse em alguns pases como uma alternativa de material que poderia viabilizar construes de baixo custo.

As chapas de cimento-madeira, por exemplo, so utilizadas no setor da construo civil na ustria desde 1920 e na Alemanha desde 1940, e tiveram sua expanso aps a II Guerra Mundial, para Austrlia, Estados Unidos e pases da sia. A produo em larga escala surgiu em 1976, na Alemanha, e expandiu-se para os Estados Unidos (wood fiber cement) e Mxico (cement-bonded particleboard). Sua aceitao deve-se ao uso de aglomerante inorgnico, o que lhe confere propriedades superiores s chapas que utilizam resinas sintticas, garantindo resistncia ao fogo, ataque de fungos e cupins, alm de isolamento trmico e acstico (LATORRACA, 2000). Outro aspecto importante o fato de poder utilizar em seu processo de fabricao resduos da indstria madeireira, agregando valor ao material e reduzindo possveis impactos ambientais.

A atividade madeireira na regio amaznica teve nas ltimas dcadas uma explorao seletiva e predatria de recursos florestais. Apesar de uma tendncia de mudana de paradigmas, o consumo de toras de madeiras no Estado do Par pela indstria chegou a 11.150.000 m3 em 2004 segundo Lentini et al. (2005), gerando quantidade significativa de resduos. Esses resduos geralmente so depositados a cu aberto ou utilizados, em alguns casos, na gerao de energia. O aproveitamento de resduos de madeira como agregado para fabricao de chapas de cimento-madeira pode ser uma alternativa de material de construo no convencional.

A utilizao de resduos industriais de madeira na fabricao de novos produtos uma resposta ao meio ambiente, agregando valor ao resduo e diminuindo a presso sobre o desmatamento. Sabe-se que a presena de substncias qumicas presentes na madeira pode retardar ou at impedir a pega da pasta de cimento. No entanto, as pesquisas de Ramrez e Freire (1996), Latorraca (2000), Savastano Junior et al. (2000) tm mostrado a eficincia da aplicao de substncias

qumicas chamadas de aceleradores de pega, que chegam a minimizar o efeito adverso desses extrativos. O banho trmico, a mineralizao das partculas e a substituio da matriz cimentante por cimentos de baixa alcalinidade so exemplos de tratamentos que podem ser utilizados na produo do compsito (LIMA, 2005).

A grande maioria das pesquisas sobre compsitos cimento-madeira tem-se concentrado em espcies conferas, o mesmo no ocorrendo com as dicotiledneas, fato devido produo comercial destas chapas utilizar conferas de reflorestamento e pelo efeito mais pronunciado das dicotiledneas sobre a pega do cimento. Essa carncia de estudos sobre compsitos cimento-madeira com dicotiledneas torna-se mais acentuada quando se trata de dicotiledneas da regio amaznica. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a compatibilidade cimento-madeira de seis dicotiledneas da regio amaznica por meio de ensaios de compresso em corpos de prova cilndricos e posteriormente avaliar propriedades fsico-mecnicas de chapas cimento-madeira confeccionadas com as espcies que apresentaram melhor comportamento nos ensaios de compresso.

Materiais e mtodos Materiais Utilizou-se o cimento Portland CP V-ARI PLUS (alta resistncia inicial), NBR 5733 (ABNT, 1991). Sua escolha deveu-se a suas elevadas resistncias iniciais, o que favorece a reduo do tempo de manipulao de pr-moldados, sendo o mesmo utilizado na indstria de painis e nas pesquisas desenvolvidas por Moslemi e Pfister (1987), Beraldo et al. (1996, 2002), Zucco (1999), Latorraca (2000) e Batista (2001/2002).

Os resduos de madeira de seis dicotiledneas (Figura 1) foram coletados em uma indstria de mveis na cidade de Ananindeua, PA (angelim, cedro, jatob e tauari) e em uma serraria localizada na cidade de Abaetetuba, tambm no PA (anani e quaruba). Os nomes vulgares e cientficos dessas espcies so apresentados no Quadro 1. Aps a homogeneizao de cada resduo, os mesmos foram acondicionados em sacos plsticos e armazenados at sua utilizao. Utilizou-se tambm uma amostra composta da mistura em partes iguais das seis espcies de resduos. Os resduos foram identificados no Laboratrio de Tecnologia de Produtos Florestais da Universidade Federal Rural da Amaznia (UFRA).

Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 2, p. 131-150, abr./jun. 2012.

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Figura 1 - Resduos de madeira

Espcie Famlia Nome vulgar Symphonia globulifera L. Clusiaceae Anani Dinizia excelsa Ducke Leguminosaea mimosoidae Angelim Cedrela odorata L. Meliaceae Cedro Hymenaea courbaril L. Caesalpiniaceaea Jatob Vochysia mxima Ducke Vochysiaceae Quaruba Couratari oblongifolia Ducke et R. Knuth Lecythidaceae Tauari

Quadro 1 - Relao das espcies coletadas

Os aditivos utilizados para reduzir o tempo de pega da mistura cimento-madeira-gua foram os aceleradores de pega, mais especificamente o cloreto de clcio e o sulfato de alumnio comercial. Esses aditivos foram usados por apresentarem baixo custo e pelo bom desempenho nas pesquisas realizadas por Zhengtian e Moslemi (1985), Teixeira e Guimares (1989), Zucco (1999), Latorraca e Iwakiri (2001), Beraldo et al. (2002) e Beraldo e Carvalho (2004).

Mtodos Caracterizao dos materiais (cimento e resduos de madeira)

As propriedades do cimento utilizado so apresentadas na Tabela 1 e foram determinadas pelo fabricante e confirmadas no Laboratrio de Engenharia Civil da UFPA.

Para a realizao dos ensaios de anlises qumicas foram preparadas amostras de resduo de cada espcie e sua mistura, passando na peneira de 0,60 mm para avaliao dos extrativos solveis em gua quente e fria, visando determinao de produtos solveis presentes na madeira. Esses ensaios foram realizados de acordo com as recomendaes da Associao Brasileira de Celulose e Papel, Mtodo 4/68, e so apresentados na Tabela 2.

A anlise granu