Investigação experimental da produção sustentável de concreto usando pó de resíduo cerâmico como substituto parcial do agregado fino

Transformando Azulejos Quebrados em Concreto Mais Forte

Cada ano, fábricas de cerâmica ao redor do mundo descartam enormes pilhas de azulejos quebrados e cortados de forma incorreta. Somente na cidade paquistanesa de Faisalabad, mais de um milhão de toneladas de resíduos cerâmicos são geradas anualmente, grande parte delas depositada a céu aberto. Este estudo faz uma pergunta simples, mas poderosa: em vez de tratar essas pilhas como lixo inútil, seria possível misturar os azulejos triturados ao concreto para poupar areia natural, reduzir custos e até tornar as construções mais duráveis?

Do Resíduo de Fábrica ao Pó Fino

Os pesquisadores começaram visitando várias grandes fábricas de cerâmica em Faisalabad para confirmar que o fluxo de resíduos era abundante, gratuito e fácil de coletar. Azulejos de piso quebrados de três plantas principais foram lavados, secos, triturados e moídos até virar um pó fino, com tamanhos de grão semelhantes aos da areia natural. Testes químicos mostraram que esse pó é rico em sílica, o mesmo ingrediente-chave que ajuda a conferir ao concreto sua resistência semelhante à da pedra. Isso significava que o pó de azulejo não era apenas um enchimento inerte; tinha potencial para interagir de forma benéfica com o cimento.

Misturando Novas Receitas de Concreto

Em seguida, a equipe produziu uma série de traços de concreto nos quais o pó cerâmico substituiu parte do agregado fino natural (areia) por volume. Testaram seis níveis de substituição: 0% (concreto comum), 10%, 20%, 30%, 40% e 50%. Para cada traço, mediram a facilidade de manuseio do concreto fresco e, depois da cura, quão pesado, resistente e absorvente de água ele ficava. Testes padrão avaliaram a resistência à compressão (quanto de pressão o concreto suporta), resistência à tração e flexão (quão bem resiste a fissuras e flexão), além de verificações simples de durabilidade, como absorção de água e comportamento em ambiente ácido.

Encontrando o Ponto Ideal para a Resistência

Os resultados revelaram que uma quantidade moderada de pó cerâmico na verdade melhora o desempenho. Com cerca de 30% de substituição da areia, a capacidade do concreto de resistir a forças de esmagamento aumentou aproximadamente 10%, e sua resistência à flexão também cresceu. A absorção de água diminuiu nesse nível, indicando uma estrutura interna mais densa com menos vazios. No entanto, aumentar o teor cerâmico além de 30% reverteu esses ganhos: a trabalhabilidade caiu drasticamente, mais água foi absorvida e as resistências diminuíram, já que o pó em excesso introduziu vazios adicionais e perturbou a rede do cimento. Para a resistência à fissuração especificamente, uma substituição ligeiramente menor, de 20%, apresentou a melhor resistência à tração por compressão diametral, sugerindo que diferentes tipos de tensão favorecem equilíbrios ligeiramente diferentes dos ingredientes.

O Que Acontece Dentro do Concreto

Para entender por que 30% funcionou tão bem, os pesquisadores examinaram o concreto endurecido usando técnicas de raios X que revelam sua estrutura cristalina interna. Eles descobriram que nesse nível a sílica abundante do pó cerâmico ajuda a consumir um subproduto menos útil do cimento e o transforma em mais do material tipo cola que realmente mantém o concreto unido. As partículas cerâmicas também se acomodam entre os grãos de areia e brita, preenchendo lacunas e reduzindo caminhos microscópicos para a água e substâncias agressivas. Quando a parcela cerâmica fica alta demais, não há cimento suficiente para formar esse gel de ligação, e a estrutura volta a ficar mais fraca e porosa.

Benefícios Ambientais e de Custo

Além do laboratório, o estudo destaca vantagens claras no mundo real. Usar pó de resíduo cerâmico até 30% reduz a necessidade de areia de rio, um recurso cuja extração degrada paisagens e ecossistemas. Também desvia grandes volumes de resíduos de azulejos de aterros e depósitos a céu aberto, diminuindo a poluição local. Em uma comparação econômica para um lote típico de concreto de 3 metros cúbicos, o traço com 30% de pó cerâmico foi cerca de 2,3% mais barato do que o concreto convencional, já que o material residual em si praticamente não tinha custo. A mistura rica em cerâmica também se saiu melhor em um banho ácido agressivo, sugerindo maior vida útil em ambientes severos.

O Que Isso Significa para a Construção Cotidiana

Em termos simples, este trabalho mostra que azulejos de piso quebrados não precisam terminar suas vidas em um monte de lixo. Quando moídos em pó fino e usados na proporção correta, eles podem ajudar a produzir um concreto ligeiramente mais forte, mais denso, mais durável e mais barato, tudo isso poupando areia natural e reduzindo resíduos. Para construtores, engenheiros e planejadores urbanos em regiões de rápido crescimento, a mensagem é encorajadora: ao reutilizar com critério sobras industriais locais, é possível produzir concreto que apoia tanto estruturas sólidas quanto um futuro mais sustentável.

Citação: Tariq, K.A., Adil, W.A., Salhi, A. et al. Experimental investigation of sustainable concrete production using ceramic waste powder as partial fine aggregate replacement. Sci Rep 16, 11659 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47927-3

Palavras-chave: concreto com resíduo cerâmico, materiais de construção sustentáveis, agregados reciclados, construção verde, reutilização de resíduos industriais