Aplicação da metodologia DOE em argamassas baseadas no aproveitamento de resíduos de transformação de pedra

Abstract

The ornamental rock industry represents a significant portion of exports in Portugal. The production of waste constitutes one of the main constraints of this industry, in both its extractiveand transformative components. Ornamental rock quarries have a low utilization rate, leading to the accumulation of large waste landfills. The present work aims to evaluate the performance of mortar mixtures containing waste from limestone cutting in the face of environmental aggressions. Various binders were used in thecompositions of these mortars, with the objective of partially replacing these binders with waste in different proportions. This time, the reuse of waste generated in the extraction and cutting ofrocks is promoted in order to reduce the volume of waste by incorporating it into higher valueadded materials.In defining the laboratory tests to be carried out, the Design of Experiments (DOE) methodology was used with the assistance of specific software, specifically JMP Pro 2017. This methodology aims to reduce the labor effort in the preparation of mortar mixtures without compromising the precision and robustness of the results. Based on various parameters that define the mortar mixtures, as well as their levels (data effort), it was possible to developpredictive models for various responses (mechanical compressive strength, flexural strength, compressive diametral tensile strength, ultrasonic wave propagation velocity, and chloridepenetration).Based on the results obtained, it was concluded that the partial replacement of stone cutting waste (RCP) with a binder, at a rate of 5 to 10%, and the use of mix ratios between 1:2.5 and 1:3, contributed to some of the mortars exhibiting positive performance in the conducted tests, appearing very similar to reference mortars.

A indústria das rochas ornamentais representa uma parcela significativa das exportações em Portugal. A produção de resíduos constitui um dos principais constrangimentos desta indústria,em ambas as suas componentes (extrativa e transformadora). As pedreiras de rocha ornamental apresentam uma baixa taxa de aproveitamento, sendo responsáveis pela acumulação de grandesaterros de resíduos.O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de misturas de argamassas contendo resíduo proveniente do corte de pedra calcária, face a agressões ambientais.Utilizaram-se diversos ligantes nas composições dessas argamassas, com o objetivo de substituir parcialmente esses ligantes por resíduo em diferentes proporções. Desta vez promove-se reaproveitamento dos resíduos gerados na extração e no corte das rochas, no sentido de reduzir o volume de resíduos através da sua incorporação em materiais de maior valor acrescentado.Na definição dos ensaios a realizar em laboratório, utilizou-se a metodologia Design of Experiments (DOE) com auxílio de um software específico, mais concretamente o JMP Pro 2017. Esta metodologia tem como objetivo reduzir o esforço laboratorial na preparação demisturas de argamassas, sem comprometer a precisão e robustez dos resultados. Tendo por base diversos parâmetros que definem as misturas de argamassas, bem como os seus níveis (esforçode dados), foi possível desenvolver modelos preditivos para diversas respostas (resistência mecânica à compressão, à flexão, à tração por compressão diametral, velocidade de propagaçãode ondas ultrassónicas e penetração de cloretos).Com base nos resultados obtidos, chegou-se à conclusão que a substituição parcial de resíduos de corte de pedra (RCP) por ligante, com uma taxa de 5 a 10%, e a utilização de traçoscompreendidos entre 1:2.5 e 1:3, contribuíram para que algumas das argamassas apresentassem desempenhos positivos nos ensaios realizados, mostrando-se muito similares às argamassas dereferência.