O documento investiga o uso de cinzas de dejetos de suínos como substituto parcial do cimento em produtos à base de cimento. A adição de até 10% de cinzas aumentou a resistência à compressão e densidade dos materiais, enquanto maiores níveis reduziram essas propriedades. As cinzas não apresentaram atividade pozolânica, mas podem ser usadas como material inerte em pequenas quantidades.

1. CINZAS DE DEJETOS DE SUÍNOS COMO ADIÇÃO EM PRODUTOS À BASE DE
CIMENTO
L.S. MARTELLO1, C.E.F. CASADO2, H. SAVASTANO JÚNIOR3
RESUMO: A deposição de dejetos de suínos no solo, de forma aleatória e continuada, tem acarretado
conseqüências graves ao ambiente. Portanto, torna-se importante o desenvolvimento de maior número
de pesquisas sobre a utilização adequada e novas alternativas para o uso desse resíduo. O objetivo
desse trabalho foi investigar a cinza dos dejetos de suínos como material pozolânico e o potencial de
sua utilização como substituto parcial do cimento. Os trabalhos foram divididos em duas fases. A
primeira foi composta pela obtenção e caracterização das cinzas e a segunda pela análise da argamassa
resultante, por meio da sua resistência à compressão (RC), absorção de água (AA), densidade (DS) e
porosidade aparente (PA), realizados após 28 dias de cura imersa. Foram moldados 12 corpos-de-prova
(CPs) cilíndricos, com 0, 10, 20 e 30% de cinzas em substituição ao cimento com três repetições
para cada nível. A RC apresentou um efeito quadrático (p<0,01) em função dos níveis de cinzas, com
redução a partir de 20% de substituição. Também foi observado um efeito quadrático entre níveis de
cinza e AA, DS e PA (p<0,01). AA e PA aumentaram à medida que se elevou o nível de adição de
cinzas, enquanto a DS reduziu a partir de 10% de substituição. Os resultados indicam que a cinza de
dejetos de suínos não possui pozolanicidade, mas sugerem seu uso como material inerte (“filler”).
PALAVRAS CHAVES: cimento alternativo, construção sustentável, reciclagem de resíduos.
ASHES FROM INCINERATION OF SWINE DEJECTS AS ADDICTION IN CEMENT
BASED MATERIALS
ABSTRACT: The continuos deposition of swine dejects on soil has become a serious environmental
problem. Therefore, more studies concerning to the correct use and new alternative to residues use
became important. The objective of this work was to investigate the incinerated ashes from dejects
swine as an eventual pozzolanic material and its potential use as a partial substitute of cement. This
studies were divided in two phases. The first phase was composed by production and characterization
of ashes and the second one by the evaluation of the resultant mortar and its compression strength
(CS), water absorption (WA), bulk density (BD) and apparent void volume (AV), after 28 days of cure
by immersion. Twelve hardened specimens were prepared with 0, 10, 20 and 30% ashes by mass of
cement and with three repetitions for each level. The CS presented a quadratic effect (p<0,01) with ash
levels, decreasing for 20% addition and upper. A quadratic effect (p<0,01) between ash levels and
WA, BD and AV was observed. WA and AV increased with the increase of ash levels and BD
decreased with the addition of 10% of ash over. The results obtained on this work showed that swine
dejects ash has no pozzolanic activity but could be interpreted as a filler effect in the produced
mortars.
KEYWORDS: alternative cement, sustainable construction, wastes recycling.
INTRODUÇÃO: O dejeto do suíno tem sido motivo de preocupação dos pesquisadores e
ambientalistas, sobretudo em regiões de grande concentração da suinocultura com métodos de
produção intensiva. A deposição aleatória e continuada desses dejetos no solo gera problemas
ambientais, o que tem ocorrido em regiões do Sul do Brasil, como Santa Catarina. Países como
1 Mestranda da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, Bolsista Capes, C.P.23, 13635-900
Pirassununga, SP, fone 19 3565 4176, fax 19 3565 4114, lumarte@uol.com.br.
2 Engenheiro de Materiais, Técnico de Nível Superior, FZEA/EP USP, 13635-900 Pirassununga, SP.
3 Professor Associado, Bolsista PQ CNPq, FZEA USP, 13635-900 Pirassununga, SP.

2. Bélgica e Holanda estão tomando medidas restritivas à deposição desses dejetos no solo
(SEGANFREDO, 2000). É necessário o desenvolvimento de maior número de pesquisas sobre a
utilização adequada desses dejetos, bem como novas alternativas para o seu uso. Nesse sentido,
destacam-se as indústrias de cimento e concreto, as quais têm procurado cada vez mais utilizar
materiais inertes ou com atividade pozolânica em suas linhas de produção. Ao substituírem parte do
cimento, essas pozolanas geram, além de economia de energia, a diminuição da poluição produzida
durante a fabricação do cimento Portland, pela menor emissão de dióxido de carbono (JOHN, 2000).
Vários subprodutos industriais e agrícolas apresentam características pozolânicas, com destaque para
as cinzas volantes provenientes da queima do carvão em usinas termoelétricas. FERREIRA et al.
(1997) enfatizaram a utilização da cinza da casca de arroz como substituto parcial do cimento
Portland, como adição mineral em concretos e na fabricação de outros tipos de material de construção.
Vários trabalhos demonstraram o potencial de utilização desse material (GUEDERT, 1989; FARIAS,
1990; ISAIA, 1995; PRUDÊNCIO JR., 1996). GEYER et al. (2000) demonstraram que a utilização da
cinza de lodo altamente poluente proveniente de esgoto urbano, pode ser uma alternativa segura e
econômica, em substituição parcial de até 20% do cimento Portland. Dessa forma, o objetivo deste
trabalho foi investigar a cinza dos dejetos de suínos como material pozolânico, bem como o potencial
de sua utilização como substituto parcial do cimento.
METODOLOGIA: Os trabalhos foram divididos em duas fases. A primeira foi composta pela
obtenção e caracterização das cinzas e a segunda pela análise dos ensaios mecânicos e físicos. Na
primeira, coletaram-se os dejetos da lagoa de decantação presente no setor de suinocultura do Campus
USP em Pirassununga. Em seguida, os dejetos foram desidratados na estufa a 105oC. A queima foi
programada para aumentar 10oC/min até atingir 800oC, permanecendo nessa temperatura por 30
minutos. O resfriamento foi gradativo, natural, até a temperatura baixar a 500oC. A seguir o material
foi rapidamente resfriado. A moagem do material incinerado foi feita em um almofariz. Procedeu-se a
análise granulométrica da cinza, tendo sido caracterizada com dimensão máxima de 0,30 mm, com
mais de 92% do material passante pela malha #0,15 mm. Também se realizou o exame de difração de
raios-X da cinza. Na segunda fase foram moldados 12 corpos-de-prova (CPs) cilíndricos, com 0, 10,
20 e 30% de cinzas em substituição ao cimento (quatro tratamentos) com três repetições para cada
nível. Para a moldagem dos CPs, seguiu-se a metodologia da Associação Brasileira de Normas e
Técnicas (ABNT), NBR 5751. A relação água/aglomerante utilizada foi de 45%. Areia natural com
módulo de finura de 2,12 e dimensão máxima de 2,4 mm foi utilizada como agregado miúdo (NBR-
7217). Foram calculados os índices de consistência e massa específica de cada mistura. Após 28 dias
de cura imersa, foram realizados os ensaios físicos e mecânicos, de acordo com a NBR 7215. Para os
ensaios de resistência à compressão, utilizou-se a prensa Emic DL 30000, com velocidade de
carregamento igual a 5 mm/min e monitoramento pelo programa computacional M-Test, versão
1.01/96. A célula de carga empregada foi de 300 kN. A análise estatística foi realizada por meio do
programa SAS (1990).
RESULTADOS E DISCUSSÕES: Os resultados obtidos na primeira fase se encontram na Tabela 1.
O teste de difração de raios-X das cinzas identificou o quartzo (SiO2) como o material mais abundante,
provavelmente proveniente de minerais presentes nos dejetos e oriundos da lagoa de decantação. Os
resultados médios do ensaio mecânico de resistência à compressão estão apresentados na Figura 1.
Observa-se que os corpos-de-prova moldados com adição de 10% de cinzas de dejetos de suínos
tiveram aumento de 2,3% na resistência à compressão em comparação aos controles (35,08 e 34,25
MPa, respectivamente). Houve decréscimo na resistência à compressão a partir de 20% de substituição
de parte do cimento pelas cinzas (31,86 e 24,28 MPa para 20 e 30%, respectivamente). Comparados
com os resultados do controle, observa-se que a adição de 20% de cinzas apresentou resistência 7%
menor e a de 30% de cinzas reduziu a resistência em 29%. GEYER et al. (2000), em trabalho com
adição de cinzas de lodo de esgoto urbano em substituição parcial ao cimento, observou aumento de
20% nos resultados de resistência à compressão de concreto com a adição de até 20% de cinzas,
comparado com as amostras sem cinza. Os valores relatados por eles foram 14,7, 17,8 e 17,7 para 0,
10 e 20% de cinza, respectivamente. Por outro lado, FERREIRA et al. (1997), trabalhando com cinzas

3. de casca de arroz em substituição ao cimento, em nível de 10%, encontraram valores de resistência à
compressão em torno de 35 MPa, após 28 dias de cura. Ainda segundo os autores, essa adição de 10%
de cinza de casca de arroz resultou aumento de 27% na resistência à compressão do concreto em
comparação ao controle. As Figuras 2, 3 e 4 apresentam os resultados dos ensaios físicos, os quais
apresentaram efeito quadrático (p<0,01) para as três características avaliadas. Houve aumento da
absorção de água, a partir do grupo controle, sendo o maior valor registrado para 20% de cinzas. Na
Figura 3, observa-se o comportamento da densidade dos materiais analisados. A adição de 10% de
cinzas aumentou a densidade do material, com posterior redução para os níveis de 20 e 30%.
Observam-se, na Figura 4, os resultados da porosidade aparente dos materiais. A partir do grupo
controle, a porosidade aparente aumentou até o nível de 20%, e apresentou tendência de estabilização
para o teor de 30% de cinza. Esses resultados indicaram que a adição de até 10% de cinzas de suínos
pode não apresentar problemas de empacotamento, podendo ser verificado pelo aumento da densidade
até esse nível. Segundo PANDOLFELLI et al. (2000), um fator que pode alterar a condição de
empacotamento das partículas é a sua morfologia (forma). À medida que se aumenta a concentração
de partículas não esféricas, a estrutura de empacotamento é destruída e ocorre a diminuição da
densidade, o que resulta maior porosidade. Por fim, a morfologia das partículas está intrinsecamente
relacionada com a moagem do material, o que sugere estudos adicionais a respeito, principalmente
com relação ao tipo de equipamento utilizado e tempo de moagem.
CONCLUSÕES: Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a cinza de dejetos de suínos
coletados na lagoa de decantação não possui atividade pozolânica, tendo apresentado alto teor de sílica
na forma cristalina. Porém, sugerem que a adição de até 10% de cinzas em substituição ao cimento
pode ser utilizada como material inerte de enchimento. Entretanto a utilização desse resíduo necessita
estudos adicionais relacionados à metodologia de coleta dos dejetos, ao tempo e temperatura de
queima, tipo e tempo de moagem da cinza.
Tabela 1. Resultados obtidos nos diversos níveis de substituição do cimento pelas cinzas.
Características avaliadas % de cinzas na mistura
0 10 20 30
Índice de consistência (mm) 258,8 215,96 204,86 214,4
Massa específica (g/cm3) 2,23 2,21 2,19 2,05
y = 8.4420 + 2.1998x - 0.4275 x2
R2 = 0.7431
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
0 10 20 30
Cinzas (%)
Absorção de Água
(% em massa)
40
35
30
25
Figura 1. Efeito dos níveis de cinza em
substituição parcial ao cimento
sobre a resistência à compressão
(MPA).
Figura 2. Efeito dos níveis de cinza em
substituição parcial ao cimento
sobre a absorção de água.
y = 34.238 + 0.2993x - 0.021x2
R2 = 0.9999
20
0 10 Cinzas (%) 20 30
Resistência à Compressão
(MPa)

4. y = 2.0262 + 0.0321x - 0.0156 x2
y = 17.0958 + 4.7867x - 1.0295x2
R2 = 0.5212
R2 = 0.778
25.0
2.1
2.1
22.5
2.0
20.0
2.0
17.5
1.9
15.0
0 10 20 30
0 10 Cinzas (%)20 30
Porosidade Aparente
(% em volume)
Cinzas (%)
Densidade
(g/cm3)
Figura 3. Efeito dos níveis de cinza em
substituição parcial ao cimento
sobre a densidade.
y = 17.0958 + 4.7867x - 1.0295x2
R2 = 0.778
25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
0 10 Cinzas (%)20 30
Porosidade Aparente
(% em volume)
Figura 4. Efeito dos níveis de cinza em
substituição parcial ao cimento
sobre a porosidade aparente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do
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