Análise de argamassas de assentamento no estado fresco contendo resíduo de caulim calcinado

Fresh-state performance of masonry mortars incorporating calcined kaolin waste

Resumo

A intensificação das mudanças climáticas impulsiona a busca por materiais cimentícios suplementares que reduzam as emissões de CO₂ e reaproveitem rejeitos industriais. Diante disso, este estudo avaliou o efeito da adição do rejeito de caulim calcinado (RCC) no comportamento de argamassas de assentamento no estado fresco, analisando a viabilidade da substituição parcial do cimento Portland. Para isso, o RCC foi tratado termicamente a 600 °C por 3 horas e moído por 1 hora. Após esse tratamento, foram produzidas cinco composições no traço 1:6 (em massa), com teores de substituição de 0% a 40%. Os ensaios abrangeram o estado fresco da argamassa de assentamento. Os resultados indicam que a incorporação do RCC promove modificações benéficas no comportamento das argamassas, com potencial para redução de custos e ganhos ambientais. Concluiu-se, então, que o teor de 30% de substituição do cimento pelo resíduo representa o índice ótimo como plastificante entre as composições analisadas, garantindo o melhor desempenho para a aplicação proposta.

Palavras-chave
Rejeito de caulim calcinado; Argamassa para assentamento; Cimento Portland Composto; Estado fresco

Abstract

The intensification of climate change has driven the search for supplementary cementitious materials capable of reducing CO₂ emissions and promoting the reuse of industrial waste. In this context, this study evaluated the effect of adding calcined kaolin waste (CKW) on the fresh-state behavior of masonry mortars, analyzing its feasibility as a partial replacement for Portland cement. The CKW was thermally treated at 600 °C for 3 hours and subsequently ground for 1 hour. After processing, five mixtures were produced with a 1:6 ratio (by mass), incorporating replacement levels ranging from 0% to 40%. The experimental program focused on evaluating the fresh-state properties of the mortars. The results indicated that the incorporation of CKW promotes beneficial modifications in mortar behavior, demonstrating potential for cost reduction and environmental benefits. It was concluded that a 30% replacement level of Portland cement with CKW represents the optimal proportion among the compositions analyzed, providing the best performance for the intended application.

Keywords
Calcined kaolin waste; Masonry mortar; Blended Portland cement; Fresh state

1 Introdução

As mudanças climáticas, caracterizadas por alterações de longo prazo nos padrões globais de temperatura e clima (Barbieri; Barbieri, 2025; IPCC, 2021), intensificaram-se nas últimas décadas (Barbieri; Barbieri, 2025; IPCC, 2023). Esse fenômeno é evidenciado pelo incremento das temperaturas médias do planeta (IPCC, 2023; Marengo, 2008) e pela elevação do nível médio do mar (Braga; Pimentel; Rocha, 2020; IPCC, 2019). Nesse cenário, o dióxido de carbono (CO₂) atua como o principal indutor do aquecimento global, respondendo por cerca de 76% das emissões mundiais de gases de efeito estufa (GEE) (Barbieri; Barbieri, 2025; IPCC, 2021). Em 2023, as concentrações atmosféricas desse gás superaram 421 ppm, atingindo o patamar mais elevado registrado nos últimos 420 mil anos (Barbieri; Barbieri, 2025; Petit et al., 1999).

Paralelamente, a indústria da construção civil destaca-se como uma fonte expressiva de GEE (Andrew, 2019; Barbieri; Barbieri, 2025). O rápido crescimento desse setor nas últimas décadas expandiu severamente o volume de emissões, agravando o aquecimento global e a consequente expansão dos oceanos (IPCC, 2019). Sob um cenário de emissões contínuas e inalteradas, projeta-se que o nível do mar subirá de 0,25 m a 0,3 m até 2050, alcançando de 0,6 m a 1,1 m até 2100 (Ting; Yi, 2023).

Adicionalmente a esse panorama produtivo, a indústria cimenteira responde por 5% das emissões totais de gases de efeito estufa (GEE) geradas por atividades humanas e por aproximadamente 8% das emissões globais de CO₂ (United States, 2023). Esse impacto ambiental divide-se, fundamentalmente, em duas fontes de igual magnitude. A primeira metade decorre do uso de combustíveis fósseis em etapas como extração, transporte de insumos e geração de energia, visto que a fabricação do Cimento Portland (CP) demanda elevado consumo energético, variando entre 1,11 e 1,38 MWh/t. A segunda metade provém do processo de descarbonatação do calcário, reação química que libera na atmosfera uma média de 0,84 t de CO₂ por tonelada de clínquer produzido (Yanguatin; Tobón; Ramírez, 2017).

No nível molecular e processual dessa cadeia produtiva, a descarbonatação do calcário ocorre via calcinação, um processo fortemente endotérmico no qual o carbonato de cálcio é convertido, por decomposição térmica, em cal (óxido de cálcio - CaO) e dióxido de carbono (CO₂). A temperatura dessa decomposição varia entre 600 °C e 900 °C na literatura, a depender da tipologia do mineral. Uma vez liberado, o CO₂ difunde-se através da camada porosa até a superfície e, por convecção, é disperso no calcinador (Mikulčić et al., 2012). O gás atua, portanto, como um subproduto intrínseco dessa reação, sendo comumente emitido para a atmosfera (Engelhardt; Engelhardt, 2019).

Por outro lado, a gestão de resíduos é um grande desafio ambiental em escala global. Carmo, Lanchotti e Kamino (2020) estimam que, em 2016, em todo o planeta, foram gerados 2 bilhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos, residenciais, institucionais e comerciais. No entanto, a geração de resíduos pela indústria da mineração estaria subestimada, podendo ser 50 vezes maior em termos de volume anual, o que representa imensos riscos e responsabilidades ambientais. Segundo os autores, o maior produtor global de resíduos é a indústria mineral.

O descarte inadequado de resíduos inorgânicos, como metais pesados e produtos químicos tóxicos em aterros sanitários, ou diretamente nos ecossistemas, tem potencial de causar poluição do solo, da água e do ar. Isso também pode resultar na manipulação de ecossistemas naturais, afetando a fauna e a flora. A contaminação dos mananciais de água e do solo, causada pela exposição a resíduos inorgânicos tóxicos, pode levar as pessoas à ingestão de substâncias nocivas à saúde, acarretando risco para a saúde humana (Abdel-Shafy; Mansour, 2018).

2 Referencial teórico

A gestão de resíduos sólidos na atividade minerária representa um desafio crítico devido ao expressivo volume gerado e ao seu elevado potencial de impacto ambiental (Carmo; Lanchotti; Kamino, 2020). Essa problemática manifesta-se no armazenamento em pilhas de estéril e bacias de rejeitos, estruturas cujo índice de falhas dobrou nas últimas duas décadas (Armstrong; Petter; Petter, 2019). Entre 2008 e 2019, o descarte de volumes bilionários de rejeitos posicionou o Brasil em patamares críticos no cenário global de desastres minerários, evidenciando fragilidades nos modelos vigentes de governança socioambiental (Castro; Carmo, 2019). Ademais, a deposição indiscriminada de estéril em solos e corpos hídricos configura processos de pilhagem territorial, comprometendo a integridade ecossistêmica e a saúde das comunidades locais (Cardoso Júnior, 2024).

Esse panorama de degradação é intensificado pela expansão da demanda antrópica por insumos minerais não metálicos, com destaque para o caulim (Braga; Arruda Junior; Barata, 2023; Mendonça et al., 2017). Impulsionada pelos setores de papel e cerâmica, a produção mundial desse silicato apresenta crescimento constante, superando 49 milhões de toneladas em anos recentes (USGS, 2026; Mordor Intelligence, 2026). Contudo, a eficiência dessa cadeia produtiva enfrenta gargalos operacionais severos: os processos de extração e beneficiamento geram volumes massivos de subprodutos, os quais correspondem a uma faixa entre 80% e 90% da massa total lavrada (Menezes, 2007 apud Mendonça et al., 2017). Na Amazônia, essa dinâmica resultou no acúmulo de aproximadamente 13,4 milhões de toneladas de passivos ambientais em 2021, desprovidos de rotas de reaproveitamento em escala industrial (Silva, M. R. C. et al., 2021). A saturação desses depósitos impõe complexos desafios econômicos e logísticos, atuando como um fator limitante para a continuidade da expansão do setor (Leite, 2007 apud Mendonça et al., 2017).

Além disso, sabe-se que os resíduos acompanham todas as atividades humanas, especialmente as industriais (Bonczyk; Rubin, 2022). A reutilização de vários resíduos, que constituem um sério problema ambiental, também vem se tornando objeto de estudo em diversas pesquisas recentes. Dentre elas, estão estudos sobre resíduos de beneficiamento do caulim (como metacaulim) incorporados em matrizes de cimento. Devido a sua alta atividade pozolânica, a inclusão de metacaulim (MK) potencializa as propriedades mecânicas e de durabilidade do concreto (Khatib; Clay, 2004).

Nos últimos anos, a utilização da argila calcinada como material pozolânico em argamassas e concretos tem recebido considerável atenção (Sabir; Wild; Bai, 2001; Courard et al., 2003). Esse interesse alinha-se às iniciativas globais para mitigar o consumo de cimento Portland (CP), cuja produção do clínquer – seu principal componente – apresenta uma elevada pegada de carbono e consequente impacto ambiental negativo. Adicionalmente, a incorporação desses materiais pozolânicos promove melhorias substanciais nas propriedades de durabilidade das matrizes cimentícias (Sabir; Wild; Bai, 2001; Courard et al., 2003; Khatib; Clay, 2004; Siddique; Klaus, 2009).

O uso de rejeito de caulim como materiais cimentícios suplementares (SCM - Supplementary Cementing Materials) é uma tendência que tem se intensificado e está em crescente expansão, pois esse subproduto da indústria mineral, ao receber tratamento térmico adequado, apresenta excelentes características técnicas, as quais têm sido demonstradas por inúmeras pesquisas, que comprovaram seu potencial de aplicação não só na área de construção, mas também nas indústrias de refratários e cerâmica avançada (Siddique; Klaus, 2009).

Nessa tendência, tem-se desenvolvido pesquisas com objetivo de investigar as transformações térmicas de materiais a base de argila caulinita, onde essas passaram a demostrar que os parâmetros de tratamento térmico como temperatura, taxa de aquecimento e tempo de exposição, assim como os parâmetros de resfriamento no final do ciclo de produção, influenciam significativamente no processo de desidroxilação. Normalmente, um dos métodos de produção de metacaulim (amorfo) é o tratamento térmico cuidadosamente controlado do caulim a temperatura de 700 °C a 800 °C (Shvarzman et al., 2003); ou quando é processado a partir de argila de caulim de alta pureza por calcinação a temperaturas moderadas, para os autores, entre 650 °C e 841 °C (Sabir; Wild; Bai, 2001).

Outros trabalhos demonstram ainda a viabilidade da utilização de derivados da argila caulinita. Hela e Maršálová (2009) afirmam que o aquecimento da argila com caulinita (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), como componente mineral básico, submetida a temperaturas que variam entre 500 °C e 600 °C, promove a retirada da água estrutural da substância, obtendo como resultado a deformação da estrutura cristalina da caulinita e efetivando a formação de uma forma reativa não hidratada - chamada metacaulinita.

Para Arruda Junior et al. (2022), o rejeito de caulim é constituído essencialmente por caulinita extremamente fina, apresenta excelente uniformidade e fácil manuseio. Para os autores, todos esses requisitos se tornam de fundamental importância para a produção de uma pozolana altamente reativa a partir de tratamento térmico (calcinação) e posterior moagem de argilas de caulinita com características inerte, para outra substância reativa, denominada de metacaulinita.

As pesquisas com foco na utilização do rejeito de caulim na engenharia civil vêm se desenvolvendo, intensificando e tomando várias nuances. Existem diversas pesquisas em torno da utilização do rejeito de caulim em concreto, assim como em argamassa de revestimento; nesse último caso, tem-se a pesquisa de Silva (2024), mas não voltada a argamassas de assentamento. Para preencher a lacuna, esse artigo busca relatar os resultados do estudo que abordou a utilização do rejeito de caulim especificamente em argamassas destinadas ao assentamento de blocos para alvenaria convencional.

Por sua vez, o modelo construtivo mais popularmente utilizado no Brasil é a alvenaria convencional (não estrutural), caracterizado pela utilização de bloco cerâmico separado por juntas preenchidas por argamassas (para assentamento) (Azevedo; Brito, 2014; Lacerda; Gonçalves, 2022). Essa argamassa, como preenchimento das juntas, se torna parte essencial no sistema construtivo e responsável por fornecer características às estruturas construídas, que propiciam aos usuários boas condições de estanqueidade, confortos térmicos, acústico, entre outras (Silva, 2007; Lordsleem Júnior, 2004).

A função original da argamassa para assentamento de unidades de alvenaria era, provavelmente, vedar paredes permeáveis e fornecer proteção contra raio solar, chuva e vento. Certamente, as argamassas são utilizadas para cumprir essa função ainda nos dias de hoje; mas com o desenvolvimento de novos materiais, novos produtos e novas técnicas construtivas, houve um aumento significativo da demanda para o uso das argamassas em diversas funções. Este tipo de argamassa tem sido parte integrante dos sistemas de paredes de alvenaria há séculos. Para todos os efeitos, argamassa de alvenaria é o agente de ligação que interage e integra tijolos e/ou outras unidades de alvenaria (blocos ou pedras) em uma montagem de alvenaria (Revuelta, 2021).

As argamassas modernas utilizam o cimento Portland em uma composição tradicional com cal, areia e água. Nesse cenário, os aditivos plastificantes líquidos surgem como substitutos à cal para otimizar a trabalhabilidade e conferir resistência às intempéries, garantindo que as misturas para alvenaria atinjam requisitos essenciais de plasticidade, aderência, retenção de água, durabilidade e acabamento visual (Chudley; Greeno; Kovac, 2020). A inclusão desses aditivos químicos, incluindo os redutores de água e os incorporadores de ar, visa modificar o comportamento da argamassa em seu estado fresco sem recorrer a cimentos especiais (Pedroso, 2026; Krauczuk et al., 2023).

Os agentes incorporadores de ar atuam como tensoativos que diminuem a tensão superficial na interface ar-água, o que reduz o atrito interno entre os agregados e eleva a plasticidade da mistura, enquanto a formação de microbolhas estáveis potencializa a coesão interna pelo arranjo com os grãos de cimento (Souza, 2023).

Paralelamente, a introdução de materiais pozolânicos, a exemplo do metacaulim, gera impactos expressivos na fase inicial da mistura. Por demandar mais água devido à sua natureza mineral, o metacaulim reduz a consistência original da argamassa para manter a trabalhabilidade (Souza, 2023). Contudo, sua granulometria ultrafina proporciona um empacotamento de partículas superior, gerando uma densidade de massa discretamente maior no estado fresco (Souza, 2023). Essa combinação se mostra valiosa inclusive em argamassas de cal voltadas para o restauro histórico, onde o metacaulim atua na formação de silicato de cálcio hidratado (CSH) para assegurar a longevidade estrutural (Souza, 2013).

O comportamento reológico do metacaulim (caulim calcinado) e do resíduo de caulim natural é governado fundamentalmente pela morfologia geométrica de suas partículas e pela elevada área superficial específica (Lacerda, 2005; Muhammad; Thienel; Sposito, 2022; Santos et al., 2025).

Sob a perspectiva da trabalhabilidade e da fluidez no estado fresco, o metacaulim caracteriza-se por uma estrutura lamelar estratificada, cujas placas podem deslizar umas sobre as outras sob tensão. Esse mecanismo atua como um lubrificante interno que facilita os processos de homogeneização e lançamento da mistura (Lacerda, 2005; Menezes Júnior et al., 2020), promovendo incrementos qualitativos na trabalhabilidade quando comparado a matrizes de referência (Silva, B. R. et al., 2021). De forma complementar, investigações em pastas de cal indicam que a incorporação do metacaulim induz a redução da tensão de escoamento inicial (Azerêdo, 2012).

Essa mesma configuração morfológica, contudo, dita a hidrofilia do sistema. Devido à elevada finura e à natureza microporosa das partículas, esses materiais aluminossilicatados aumentam a demanda de água de amassamento necessária para a manutenção de uma consistência fixa (Lacerda, 2005). Em matrizes cimentícias avançadas, como as argamassas autoadensáveis, a introdução de argilas calcinadas eleva a viscosidade plástica e a resistência ao escoamento, demandando o ajuste posológico de aditivos superplastificantes para assegurar os índices de fluidez projetados (Muhammad; Thienel; Sposito, 2022).

Não obstante as restrições de mobilidade hídrica, a presença dessas adições minerais finas otimiza os parâmetros de plasticidade e coesão, mitigando o fenômeno de exsudação. Esse comportamento decorre do bloqueio físico exercido pelas partículas ao fluxo capilar da água, associado à sua expressiva capacidade de adsorção superficial (Lacerda, 2005). Adicionalmente, o metacaulim eleva a coesão interna do compósito e aperfeiçoa o empacotamento granular por meio do “efeito filler”, preenchendo os vazios interpartículas existentes entre os grãos de cimento e os agregados (Menezes et al., 2009; Lacerda, 2005).

O aproveitamento de resíduos minerais expande esses benefícios para o campo da sustentabilidade e da economia setorial (Marvila, 2018). Embora argilas de alta pureza elevem a exigência hídrica, a aplicação de subprodutos do beneficiamento do caulim em cimentos compostos, permite o controle preciso do comportamento reológico e dos tempos de pega da pasta (Silva; Malacarne; Kirchheim, 2020).

3 Materiais e método

3.1 Materiais

O rejeito do beneficiamento de caulim utilizado na pesquisa é oriundo da mina de exploração localizada na região do Rio Capim, localizado no município de Ipixuna do Pará, Estado do Pará. O rejeito analisado foi doado pela empresa Imerys Rio Capim Caulim S/A (IRCC), que explora a região e produz caulim de qualidade para a indústria de papel. No local, o material passa por alguns processos iniciais de beneficiamento e é transportado por mineroduto até a planta de beneficiamento da empresa no município de Barcarena/PA, onde é submetido a diversos processos industriais, gerando produtos e rejeitos, de onde o resíduo foi coletado.

A escolha da temperatura de 600 °C para a calcinação do rejeito de caulim baseou-se no estudo de Silva (2024), intitulado “Estudo de viabilidade técnica de utilização de um cimento composto por adições de resíduo de caulim da Amazônia para a produção de argamassa e concreto”. Em sua pesquisa, a autora avaliou o tratamento térmico do resíduo em diferentes temperaturas e identificou os 600 °C como a menor temperatura ideal para o desenvolvimento satisfatório da atividade pozolânica.

O beneficiamento do rejeito de caulim para a pesquisa iniciou-se com o processo de secagem em estufa a uma temperatura constante de (110 ± 5) °C por 24 horas, para a obtenção de constância da massa. Em seguida, foi retirado da estufa e resfriado até que atingisse a temperatura ambiente. Seguindo esse procedimento, o rejeito foi separado para receber o tratamento térmico (calcinação) a uma temperatura de 600 ºC por um período de 3 horas a partir do instante em que o forno (mufla) atinge a temperatura determinada. Após atingir as 3 horas de calcinação, o forno foi desligado até retornar à temperatura ambiente (Silva, 2024).

Após a calcinação, a amostra de rejeito foi destorroada e levada para a moagem em circuito aberto, a seco, com tempo de 60 minutos. Esse tipo de moagem é largamente utilizado para a redução do tamanho das partículas de um material, pois a granulometria é um fator importante na reatividade da pozolana e no efeito fíller quando adicionada ao cimento, argamassas e concretos (Pinheiro, 2016).

Na Tabela 1, referente à caracterização química do rejeito de caulim calcinado (RCC), pode-se observar que a amostra apresenta concentração de SiO₂ de 51,49%. Segundo Christ, Tutikian e Helene (2022), pozolanas que possuem elevado teor de dióxido de silício SiO₂ reagem com Ca(OH)₂, formando produtos hidratados que melhoram o desempenho mecânico e a durabilidade do material. Todavia, um elevado teor deste componente pode prejudicar a reatividade da pozolana produzida.

Tabela 1
Resultados obtidos no ensaio de Fluorescência de raios-X na amostra de RCC

Amostra	% dos elementos presentes
	SiO 2	Al 2 O 3	Fe 2 O 3	TiO 2	ZrO 2	SrO	SO 3	ZnO	CuO	Ga 2 O 3
RCC	51,49	47,39	0,62	0,39	0,025	0,004	0,048	0,009	0,01	0,005

Na mesma tabela, é possível verificar que, na amostra analisada, o valor do somatório dos teores de SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃ é maior que 70% (99,50%), atendendo as especificações para que um material seja classificado como adição pozolânica da classe N, conforme a NBR 12653 (ABNT, 2014).

Na Tabela 2, estão representados outros valores característicos do rejeito calcinado de caulim usado na pesquisa como a massa específica, percentual de perda ao fogo, superfície específica, índice de atividade pozolânica com cal e índice de atividade pozolânica com cimento.

Tabela 2
Resultados dos demais ensaios de caracterização do RCC utilizado nas composições de argamassas da pesquisa

Ensaio	Referência	RCC a 600 ºC
Massa específica	Valor (g/cm3)	2,626
Percentual de perda ao fogo	Limite Normativo ≤ 10 (%)	6,30
Superfície específica	Valor (cm2/g)	4090
Índice de atividade pozolânica com cal	≥ 6,00 MPa	6,06
Índice de atividade pozolânica com cimento	≥ 90% da argamassa ref.	96,77

• Fonte: adaptado de Silva (2024).

Como aglomerante principal, para a produção das composições de argamassas, utilizou-se o cimento Portland composto com Filler CP II-F-32, cujo teor de material carbonático pode variar de 6% a 10%, e sem adição de substância pozolânica, cujas características físicas podem ser conferidas na Tabela 3.

Tabela 3
Características físicas e mecânicas do Cimento CP II-F-32

Característica avaliada		Resultado	Normas
Massa Específica medida em laboratório (g/cm3)		2,95	NBR 16605 (ABNT, 2017)
Massa Específica / fabricante (g/cm3)		2,80 ≤ γ ≤ 3,20	NBR 16605 (ABNT, 2017)
Tempo de início de pega (h)		> 1	NBR 16607 (ABNT, 2018)
Superfície específica (cm2/g)		3770	NBR 16372 (ABNT, 2015)
Tempo de fim de pega (h)		< 10	NBR 16607 (ABNT, 2018)
Finura na peneira # 200 (%)		< 12,0	NBR 11579 (ABNT, 2012)
Resistência à Compressão (MPa)	1 dia	-	NBR 7215 (ABNT, 2019)
	3 dias	≥ 10,0	NBR 7215 (ABNT, 2019)
	7 dias	≥ 20,0	NBR 7215 (ABNT, 2019)
	28 dias	≥ 32,0	NBR 7215 (ABNT, 2019)

• Fonte: dados fornecidos pelo fabricante e ensaios realizados pelos autores.

O aditivo plastificante utilizado na produção das argamassas foi do tipo químico preparado, à base de resinas líquidas naturais modificadas, para a substituição da cal ou do barro na produção de argamassas de assentamento e revestimento. As características são apresentadas na Tabela 4.

Tabela 4
Características técnicas do aditivo plastificante

Item	Características Técnicas
Aspecto físico	Líquido
Cor	Escuro
pH	10,5
Densidade	1,10 g/cm³
Composição básica	Resina natural de pinus elliotti e resina natural extraída da araucária angustifólia.
Sólidos	5% em peso
Solubilidade	Totalmente solúvel em água

• Fonte: dados fornecidos pelo fabricante.

Por sua vez, foi utilizada como agregado miúdo das composições de argamassas a areia quartzosa comum, comercialmente disponível nas lojas de materiais de construção na região metropolitana de Belém/PA (RMB), cuja caracterização física está descrita na Tabela 5.

Tabela 5
Características físicas dos materiais anidros utilizados nas composições de argamassas

Características	Cimento	RCC	Areia
Massa específica (kg/m3) - NBR 16605 (ABNT, 2017)	2955	2626	2604
Massa Unitária (kg/m³) – NBR 16972 (ABNT, 2021b)	-	343	1570
Absorção 1 (%) – NBR 16916 (ABNT, 2021a)	-	-	1,01
Módulo de Finura – NBR 17054 (ABNT, 2022)	-	-	1,73
Dimensão Máx. (mm) – NBR 17054 (ABNT, 2022)	-	-	1,19
Coef. de Uniformidade – NBR 7181 (ABNT, 2016b)	-	-	2,75
Coef. de Curvatura – NBR 7181 (ABNT, 2016b)	-	-	0,91

3.2 Método

Para a avaliação dos efeitos que o rejeito de caulim causa nas argamassas de assentamentos, foram elaboradas cinco composições dessas, sendo uma de referência (A0) e quatro outras com diferentes teores de substituição de cimento pelo rejeito de caulim calcinado, sendo 10%, 20%, 30% e 40% de substituição do cimento, como mostra a Tabela 6.

A dosagem estabelecida para a argamassa de assentamento de referência foi de 1:6 (uma parte de cimento para seis de areia), com uma relação água/cimento (a/c) de 0,93, o que garantiu à composição boa consistência, trabalhabilidade e plasticidade. Nas demais composições, a relação a/c foi elevada devido à substituição parcial do cimento por RCC, embora a relação água/aglomerante (a/agl) tenha permanecido constante em 0,93. Adicionalmente, as proporções água/massa seca (a/ms) e água/argamassa fresca (a/argm F) foram fixadas em 0,13 e 0,12, respectivamente (conforme Tabela 6). Esse ajuste é tecnicamente fundamentado, pois resíduos com elevada superfície específica aumentam a demanda por água para assegurar que todas as partículas sejam molhadas e a trabalhabilidade não seja reduzida (Morelo; Vieira, 2024). Dessa forma, para os teores de 10%, 20%, 30% e 40% de substituição, a relação água/cimento resultou nos valores de 1,04; 1,17; 1,33 e 1,56, sucessivamente.

Tabela 6
Quantidade de materiais e suas relações utilizadas na produção de argamassas com 500g de aglomerante e 3000g de areia em suas composições

Composições Argamassas	A0	A10	A20	A30	A40
Componente
Cimento (g)	500	450	400	350	300
RCC (g)	0	50	100	150	200
Areia (g)	3000	3000	3000	3000	3000
Água (ml)	467	467	467	467	467
Aditivo (ml)	2,0	1,8	1,6	1,4	1,2
Massa Seca (g)	3500	3500	3500	3500	3500
Relação aditivo cimento (adt/c) [%]	0,40	0,40	0,40	0,40	0,40
Relação água massa seca (a/ms)	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13
Relação água aglomerante (a/agl)	0,93	0,93	0,93	0,93	0,93
Relação água cimento (a/c)	0,93	1,04	1,17	1,33	1,56
Relação água argamassa fresca (a/argm F)	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12

A moldagem dos corpos de prova foi conduzida em estrita conformidade com os requisitos da NBR 13281-2 (ABNT, 2023b) (Argamassas inorgânicas - Requisitos e métodos de ensaios. Parte 2: Argamassas para assentamento e argamassas para fixação de alvenaria) com a respectiva correlação entre as normas de especificação e os métodos de ensaio estruturada na Tabela 7. O programa experimental concentrou-se na caracterização tecnológica das argamassas em estado fresco por meio da determinação do índice de consistência, da densidade de massa (DF), do teor de ar incorporado e da capacidade de retenção de água, além da avaliação preliminar em testes de bancada, parâmetros fundamentais para a qualificação reológica e da trabalhabilidade das composições investigadas neste estudo.

Tabela 7
Relação dos ensaios para a caracterização das argamassas inorgânicas para assentamento e fixação de alvenaria

Relações de Ensaios
Ensaios		Previsão	Método de ensaio
Estado fresco	Teste de bancada	-	-
	Índice de consistência	NBR 13281-1 (ABNT, 2023a)	NBR 13276 (ABNT, 2016a)
	Densidade de massa no estado fresco (DF)	NBR 13281-1 e 2 (ABNT, 2023a, 2023b)	NBR 13278 (ABNT, 2005b)
	Teor de ar incorporado	NBR 13281-1 e 2 (ABNT, 2023a, 2023b)	NBR 13278 (ABNT, 2005b)
	Retenção de água	NBR 13281-1 e 2 (ABNT, 2023a, 2023b)	NBR 13277 (ABNT, 2005a)

4 Resultados e discussões

Nesta seção, são apresentados e analisados os resultados experimentais obtidos para as composições de argamassas de assentamento modificadas com rejeito de caulim calcinado (RCC). A discussão está focada na avaliação das propriedades no estado fresco, com foco na trabalhabilidade e no comportamento reológico das misturas. Por meio da correlação entre o índice de consistência, o teor de aditivo plastificante e a inspeção visual de coesão, busca-se compreender como a substituição parcial do cimento Portland pelo resíduo influencia a fluidez e a plasticidade das composições, identificando os limites de substituição que garantem a viabilidade técnica do material.

4.1 Influência no teor de Aditivo Plastificante e Índice de Consistência

A análise dos efeitos da substituição parcial do cimento Portland por rejeito de caulim calcinado (RCC) na trabalhabilidade das argamassas de assentamento no estado fresco está apresentada na Figura 1. As colunas representam os teores de aditivo plastificante (em percentual) utilizados em cada composição, expressos pela relação entre a quantidade de aditivo e a quantidade total de aglomerante.

Figura 1
Comportamento do índice de consistência (ICs) e teor de aditivo plastificante nas composições de argamassas, comparado ao percentual de substituição do cimento Portland composto

Observou-se que o incremento no índice de substituição de cimento por RCC resultou na redução progressiva do teor e da quantidade absoluta de aditivo plastificante na mistura, uma vez que a dosagem desse componente foi fixada em função da quantidade de cimento Portland presente em cada composição.

A linha azul na Figura 1 representa os valores de índice de consistência (IC) obtidos para cada composição, evidenciando o comportamento dessa propriedade em função do teor de substituição de cimento Portland por RCC. A linha vermelha (IC_Ref) corresponde ao índice de consistência da argamassa de referência (A0, sem substituição), servindo como parâmetro comparativo para avaliar as alterações proporcionadas pela incorporação do RCC.

Os resultados indicam que, nas composições A0 a A30, o aumento do teor de substituição de cimento por RCC promoveu incremento no IC, sugerindo maior espalhamento e fluidez das argamassas. Assim, as composições A10, A20 e A30 apresentaram valores de IC superiores ao da argamassa de referência, atingindo o valor máximo de 247 mm em A30, comparado a 243 mm em A0.

Entretanto, quando o percentual de substituição ultrapassou 30%, observou-se comportamento distinto. A composição A40 apresentou argamassa com aspecto mais seco em relação às composições anteriores, refletido pela redução do IC de 247 mm (A30) para 233 mm (A40), valor inferior inclusive ao da composição de referência. Essa transição entre A30 e A40 evidencia perda de plasticidade, confirmada pela interseção da linha azul (ICs das composições) com a linha vermelha (IC de referência) na Figura 1.

4.2 Relação entre Teor de Aditivo e espalhamento da argamassa

A quantidade de aditivo plastificante foi reduzida progressivamente ao longo do processo de substituição (aditivo/aglomerante – Add/Agl na Figura 1) (0,40%, 0,36%, 0,32%, 0,28% e 0,24% para A0, A10, A20, A30 e A40, respectivamente), em função da diminuição do teor de cimento Portland nas composições.

Ressalta-se que, apesar da redução na proporção de aditivo incorporada entre as composições A0 e A30, houve aumento do índice de consistência de 243 mm para 247 mm. Esse comportamento indica que, em proporções específicas, o RCC exerce efeito plastificante quando adicionado à argamassa. Os resultados sugerem que a proporção ótima de substituição se situa em torno de 30% para a dosagem utilizada nesta pesquisa.

A mudança de comportamento observada entre as composições A30 e A40 caracteriza-se por ressecamento e perda acentuada de plasticidade na composição A40, que apresentou consistência significativamente mais seca que todas as demais composições, conforme comprovado pelo IC inferior inclusive ao da argamassa A0.

4.3 Análise visual e coesão das composições

A inspeção visual revelou que a substituição progressiva de cimento Portland por RCC, até o teor de 30%, promoveu aumento gradual da fluidez das composições (A10, A20 e A30) em relação às composições anteriores, confirmado pelos valores de IC e pela facilidade de manipulação com espátula e colher de pedreiro. Contudo, quando a substituição atingiu 40%, a argamassa apresentou perda de fluidez, tornando-se a mais seca dentre todas as composições estudadas, com aspecto argiloso comparativamente às demais.

Quanto à coesão, avaliada pela presença ou ausência de exsudação e/ou segregação, todas as composições foram classificadas como “coesas”. A argamassa de referência (A0) apresentou pequena quantidade de água acumulada na borda (exsudação), embora mantivesse brilho característico em toda a composição, indicando presença de água distribuída na mistura (ver Quadro 1).

Quadro 1
Canvas referente aos aspectos visuais das composições de argamassas, conforme o teor de substituição, para análise de coesão, plasticidade

% de resíduo	Aspecto em imagens
A0 (0%)
A10 (10%)
A20 (20%)
A30 (30%)
A40 (40%)

A composição A10 apresentou coesão e consistência superiores à argamassa de referência, com características como brilho, homogeneidade, envolvimento de agregado miúdo e empacotamento mais evidentes, demonstrando melhor consistência no estado fresco, sem perda de água. Entretanto, aproximadamente 25 minutos após o ensaio de IC, durante a fase final de moldagem dos corpos de prova prismáticos, observou-se perda de fluidez e ressecamento parcial, embora ainda se mantivesse a presença de água (evidenciada pelo brilho), porém com plasticidade reduzida.

As composições A20 e A30 (Figuras 2a e 2b) apresentaram coesão e consistência progressivamente melhores, sem perda de água inicial, quando comparadas às composições anteriores. Características como brilho, homogeneidade, envolvimento de agregado miúdo, empacotamento e aderência inicial à colher mostraram-se mais pronunciadas. Ambas as composições exibiram excelente trabalhabilidade inicial, porém, após aproximadamente 30 minutos, apresentaram perda de trabalhabilidade e ressecamento parcial, mantendo presença de água (brilho característico), mas com plasticidade reduzida.

Figura 2
Realização do ensaio de índice de consistência e teste de bancada na composição de argamassa

A composição A40 apresentou boa coesão, porém com consistência caracterizada por aspecto mais pesado e argiloso, resultando em difícil trabalhabilidade (Figuras 2 e 3). Essa característica foi corroborada pelos ensaios subsequentes (Figura 3a, 3b e 3c), incluindo o menor espalhamento no ensaio de IC e maior densidade de massa no estado fresco em relação a todas as outras composições.

Figura 3
Realização do ensaio de índice de consistência e teste de bancada em argamassas com 40% de substituição de cimento Portland por RCC

A execução dos ensaios de teor de ar incorporado e a moldagem dos corpos de prova prismáticos apresentaram dificuldades operacionais para a composição A40, tanto na colocação da argamassa nos recipientes quanto no adensamento.

A perda de fluidez observada ao longo do tempo (Figura 3c) encontra respaldo na literatura. Hela e Maršálová (2009) observaram diminuição da trabalhabilidade com o tempo ao utilizar 15% de metacaulim em concreto, relatando que o aumento da proporção de metacaulim na mistura pareceu exigir maior dosagem de superplastificante para garantir maior tempo de trabalhabilidade.

Em todas as composições analisadas, as argamassas apresentaram boa homogeneidade e uniformidade, sem evidências de segregação entre pasta, agregado miúdo e água de amassamento. Nas composições A10, A20 e A30, a adição de RCC promoveu aumento da homogeneidade e do brilho característico, indicando presença e boa distribuição de água em toda a argamassa.

Os procedimentos foram documentados fotograficamente para análise visual das características e registro temporal. Foram registrados os procedimentos de manipulação, teste de aderência inicial em colher ou espátula de pedreiro, e verificação visual da coesão e plasticidade de todas as composições. Todos os parâmetros avaliados foram analisados e classificados de acordo com as normas técnicas brasileiras (NBRs), sendo considerados tecnicamente viáveis, com características satisfatórias para o emprego do RCC nas composições de argamassas elaboradas para assentamento e fixação de alvenaria.

5 Conclusões

A presente pesquisa alcançou plenamente os objetivos propostos ao avaliar o efeito da substituição parcial do cimento Portland (CP II-F-32) por rejeito de caulim calcinado (RCC). A investigação demonstrou que a incorporação deste resíduo é tecnicamente viável, promovendo melhorias significativas nas propriedades das argamassas de assentamento e fixação de alvenaria no estado fresco.

No que tange à trabalhabilidade, observou-se que o RCC atua como um agente plastificante eficiente em teores até 30% de substituição, proporcionando ganho de fluidez e incremento no índice de consistência. Entretanto, identificou-se que nessa composição está o limite de eficiência, pois, na composição com 40% de substituição, a mistura apresenta perda de plasticidade e ressecamento. Paralelamente, o uso do rejeito conferiu excelente coesão e homogeneidade às composições, reduzindo a exsudação e a segregação mesmo com a redução de aditivos químicos.

Apesar desses benefícios, a pesquisa revelou uma perda de fluidez acelerada em todas as composições contendo RCC após 30 minutos, o que sugere a necessidade de uma gestão logística rigorosa em canteiros de obra. Em suma, os resultados confirmam que a substituição até 30% do cimento pelo resíduo otimiza o comportamento das argamassas no estado fresco, validando a viabilidade técnica e o potencial sustentável do material estudado.

• SOUSA, A. B. T. de; CORDEIRO, L.; PICANÇO, M. de S. Análise de argamassas de assentamento no estado fresco contendo resíduo de caulim calcinado. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 26, e153664, jan./dez. 2026. ISSN 1678-8621 Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído. http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212026000101011
• Declaração sobre IA Generativa e Tecnologias Assistidas por IA no Processo de Escrita
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Declaração de Disponibilidade de Dados

Os conjuntos de dados experimentais e operacionais que dão suporte aos resultados e às conclusões apresentadas neste estudo estão integralmente contidos e disponíveis no próprio corpo deste manuscrito.

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Editado por

• Editores
  Marcelo Henrique Farias de Medeiros e Eduardo Pereira

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Set 2026
• Data do Fascículo
  Jan-Dec 2026

Histórico

• Recebido
  22 Fev 2026
• Revisado
  14 Maio 2026
• Aceito
  15 Jun 2026