ana luiza sampaio silva desenvolvimento de tijolo solo

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI

CURSO BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

ANA LUIZA SAMPAIO SILVA

DESENVOLVIMENTO DE TIJOLO SOLO-CIMENTO COM INCORPORAÇÃO DE

RESÍDUOS CERÂMICOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

Teresina

2019

ANA LUIZA SAMPAIO SILVA

DESENVOLVIMENTO DE TIJOLO SOLO-CIMENTO COM INCORPORAÇÃO DE

RESÍDUOS CERÂMICOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

Trabalho de Conclusão de Curso – TCC,

apresentado ao Centro Universitário

UNINOVAFAPI, como requisito para

obtenção de título de Bacharel em

Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Me. Renan Maycon

Mendes Gomes

Teresina

2019

FICHA CATALOGRÁFICA

Catalogação na publicação Antonio Luis Fonseca Silva– CRB/1035

Francisco Renato Sampaio da Silva – CRB/1028

S586d Silva, Ana Luiza Sampaio.

Desenvolvimento de tijolo solo-cimento com incorporação de resíduos cerâmicos da construção civil / Ana Luiza Sampaio Silva. – Teresina: Uninovafapi, 2019.

Orientador (a): Prof. Me. Renan Maycon Mendes Gomes. Centro Universitário UNINOVAFAPI, 2019.

71. p.; il. 23cm.

Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário UNINOVAFAPI, Teresina, 2019.

1. Tijolo Ecológico. 2. Resíduo de Construção Civil. 3. Materiais Cerâmicos. 4. Reutilização de resíduo. 5. Caracterização. I.Título. II. Gomes, Renan Maycon Mendes.

CDD 691

AGRADECIMENTOS

É com enorme alegria que se finda mais etapa da minha vida dessa forma, agradeço

primeiramente a Deus por sua imensa misericórdia, por cuidar tão bem de mim e estar sempre

ao meu lado.

Sou grata aos meus pais, Selma e Wilame por todos os ensinamentos repassados ao longo desses

anos de vida, e sendo os maiores exemplos de força, dedicação e amor. Agradeço a minha irmã,

Ana Maria por me apoiar sempre. Como também agradeço a todos os meus familiares que

sempre se fizeram presentes em minha vida. E agradeço aos meus amigos e ao Álefe, por todo

amor e carinho.

Deixo também minha enorme gratidão ao meu orientador Professor Mestre Renan Maycon

Mendes Gomes, por tão grande apoio, paciência e dedicação.

Não poderia deixar de agradecer aos meus mestres e professores, por todos os ensinamentos

repassados, em especial aos professores: Tarcysio, Cardoso, Mark Anderson, Clécio.

Deixo a minha gratidão ao técnico laboratorista Marcelo do Centro Universitário Uninovafapi,

que tanto me auxiliou na realização dos ensaios. E a todos aqueles que contribuíram para a

minha formação profissional e pessoal.

Muito Obrigada!

RESUMO

O setor de edificações, que é um dos principais setores da construção civil, é responsável por

um grande consumo de tijolos e blocos cerâmicos, por ser um dos principais insumos utilizados

no fechamento de vãos em casas e apartamento. Vale ressaltar que, o tijolo cerâmico é

constituído de argila, no caso um recurso natural não renovável finito e além disso, o setor ainda

convive com um alto nível de perdas desse insumo, que raramente são quantificados e

mensurados. Considerando também o crescente interesse da sociedade a respeito dos impactos

ambientais gerados pelo setor de construção civil, torna-se evidente a necessidade de estudos

que possam viabilizar soluções ambientais, de forma econômica. Esta pesquisa tem como

objetivo apresentar dados relevantes sobre as perdas no setor da construção civil, bem como

coletar, processar e caracterizar o resíduo de construção civil (RCC) cerâmico, obtido em uma

cerâmica da região de Teresina-PI. Além de, selecionar e caracterizar dois tipos de solos que

são utilizados na região. E confeccionar tijolos de Solo-Cimento com adição de resíduo de

material cerâmico. A caracterização das amostras de solos envolveu a análise granulométrica,

a determinação dos Limites de Attemberg, a análise química através do ensaio de fluorescência

de raios X (FRX). E os tijolos foram estudados quanto a análise dimensional, resistência a

compressão simples, absorção de água e realizado a análise estatística para resistência à

compressão simples e absorção de água. Dessa forma, foi possível inferir que a incorporação

de resíduo de materiais cerâmicos, sobretudo na substituição como agregado miúdo,

colaborando para a reutilização de material evitando assim, o descarte inadequado, apresentou

resultados satisfatórios para a fabricação de tijolos de Solo-Cimento. Visto que a adição de 9%

de resíduo de material cerâmico apresentou resultados satisfatório, no que preconiza a NBR

10833:2012, para confecção de tijolo de Solo-Cimento.

Palavra-Chave: Tijolo Solo-Cimento, Resíduo de Construção Civil; Materiais Cerâmicos;

Reutilização de Resíduo, Caracterização.

ABSTRACT

The building sector, which is one of the main sectors of construction, is responsible for a large

consumption of bricks and ceramic blocks, for example, the main applications used in the

closing of houses and apartments. It is worth mentioning that ceramic brick is made up of clay,

in the case of a finite non-renewable natural resource and in addition, the industry still lives

with a high level of input effort, which are quantified and measured. . There has also been

interest in environmental projects generated by the construction industry, it becomes evident

the need for studies that can make environmental solutions viable, economically. This search is

the same as collecting, the process of the civil of the civil building (RCC), made in the region

of Teresina-PI. In addition, select and characterize two types of soils that are used in the region.

And make bricks of soil-cement with addition of alcohol of ceramic material. The

characterization of soil samples involved a granulometric analysis, an analysis of the limits of

Attemberg, a chemical analysis by conducting an X-ray fluorescence (FRX) research. And,

"Sims, So Guided", "The So Long For Zombies", "the wired of the hemaculation", and the

analysis of the analysis of the effort of water simple and absorption the water. In this way, it

was possible to infer that an incorporation of ceramic materials, mainly in the substitution as a

small aggregate, collaborating for a reuse of materials avoiding, therefore, the inadequate

disposal, the satisfactory results for the manufacture of soil-cement bricks. Since the addition

of 9% of ceramic waste obtained satisfactory results, which do not fall under NBR 10833: 2012,

for the construction of soil-cement brick.

Keyword: Soil-Cement Brick, Waste from Construction; Ceramic Materials; Waste Reuse,

Characterization.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Tijolo Ecológico. ....................................................................................................... 9

Figura 2 – Produção do Tijolo Solo-Cimento. ......................................................................... 11

Figura 3 – Fluxograma das etapas de fabricação de tijolo de Solo-Cimento. .......................... 13

Figura 4 – Resíduo de Construção Civil. .................................................................................. 16

Figura 5 – Resíduos da Construção Civil. ................................................................................ 20

Figura 6 – Gestão de resíduos. ................................................................................................. 21

Figura 7 – Municípios da região Nordeste com manejo e processamento de RCC. ................ 22

Figura 8 – Resíduos de cerâmica vermelha. ............................................................................. 23

Figura 9 – Fluxograma da metodologia a ser utilizada. ........................................................... 24

Figura 10 – Realização do ensaio de peneiramento. ................................................................ 25

Figura 11 – Mesa Vibratória. .................................................................................................... 26

Figura 12 – Material pesado e colocado em estufa. ................................................................. 26

Figura 13 – Material colocado em estufa. ................................................................................ 27

Figura 14 – Material resultante do ensaio de granulometria. ................................................... 27

Figura 15 – Aparelho Casagrande, para realização do ensaio de Limite de Liquidez. ............ 29

Figura 16 – Cinzel, utensilio para auxílio no ensaio de Limite de Liquidez. ........................... 29

Figura 17 – Homogeneização do material para o ensaio de Limite de Liquidez. .................... 30

Figura 18 – Material disposto sobre o aparelho de casa grande. .............................................. 30

Figura 19 – Material retirado do aparelho casa grande. ........................................................... 31

Figura 20 – Realização do ensaio de Limite de Plasticidade. .................................................. 31

Figura 21 – Realização do ensaio de Limite de Plasticidade. .................................................. 32

Figura 22 – Analisador FRX. ................................................................................................... 32

Figura 23 – Análise química do material, utilizando o FRX. ................................................... 33

Figura 24 – Homogeneização do solo, cimento e resíduo. ....................................................... 34

Figura 25 – Máquina trituradora de solos. ................................................................................ 35

Figura 26 – Máquina de prensa hidráulica para fabricação dos corpos de prova. .................... 35

Figura 27 – Moldagem dos corpos de prova. ........................................................................... 36

Figura 28 – Tijolo de Solo-Cimento. ........................................................................................ 36

Figura 29 – Processo de cura hidráulica por aspersão manual. ................................................ 37

Figura 30 – Processo de cura hidráulica por aspersão manual. ................................................ 37

Figura 31 – Corpos de prova sendo cortado para ensaio de compressão simples. ................... 38

Figura 32 – Ilustração de corpos de prova preparados a partir de tijolo vazado para ensaio de

compressão simples. .......................................................................................................... 39

Figura 33 – Corpo de prova cortado ao meio e com suas superfícies planas. .......................... 39

Figura 34 – Corpo de prova sendo ensaiado para obtenção de resistência............................... 40

Figura 35 – Estufa utilizada para o ensaio de absorção de água. ............................................. 40

Figura 36 – Coleta do peso seco do tijolo para o ensaio de absorção de água. ........................ 41

Figura 37 – Corpos de prova submersos para o ensaio de absorção de água. .......................... 41

Figura 38 – Curva Granulométrica do Solo 01......................................................................... 44

Figura 39 – Determinação do Limite de Liquidez. ................................................................... 46

Figura 40 – Curva Granulométrica do Solo 02......................................................................... 49

Figura 41 – Curva Granulométrica do Resíduo. ....................................................................... 51

Figura 42 – Gráfico com valores médios de resistência a compressão. ................................... 53

Figura 43 – Gráfico de análise de absorção de água. ............................................................... 56

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Quantidade de RCC coletada em 2009 e 2010. ...................................................... 17

Tabela 2 – Estados da Região Nordeste que coletam RCC. ..................................................... 18

Tabela 3 – Composição média dos resíduos de obras no Brasil. .............................................. 19

Tabela 4 – Proporções utilizadas na fabricação do tijolo Solo-Cimento. ................................. 34

Tabela 5 – Resumo Granulométrico do Solo 01. ..................................................................... 43

Tabela 6 – Resumo Granulométrico do Solo 01. .................................................................... 43

Tabela 7 – Determinação do Limite de Liquidez do Solo 01. .................................................. 45

Tabela 8 – Determinação do Limite de Plasticidade. ............................................................... 46

Tabela 9 – Análise Química do Solo 01. .................................................................................. 47

Tabela 10 – Resumo Granulométrico do Solo 02. ................................................................... 48

Tabela 11 – Resumo Granulométrico do Solo 02. ................................................................... 48

Tabela 12 – Análise Química do Solo 02. ................................................................................ 50

Tabela 13 – Resumo Granulométrico do Resíduo. ................................................................... 50

Tabela 14 – Resumo Granulométrico do Resíduo. ................................................................... 51

Tabela 15 – Análise Química do Resíduo. ............................................................................... 52

Tabela 16 – Dimensões médias para os corpos de prova. ........................................................ 52

Tabela 17 – Valores médios de resistência a compressão. ....................................................... 53

Tabela 18 – Valores de resistência à compressão dos corpos de prova. .................................. 54

Tabela 19 – Valores de absorção de água com adição de 0% de Resíduo. .............................. 55




Tabela 23 – Teste ANOVA para os parâmetros de resistência à compressão simples. ........... 57

Tabela 24 – Teste Tukey para os parâmetros de resistência à compressão simples. ................ 58

Tabela 25 – Teste ANOVA para os parâmetros de absorção de água. ..................................... 58

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 5

1.1 Objetivos ............................................................................................................................. 6

1.1.1 Geral .................................................................................................................................. 6

1.1.2 Específicos ........................................................................................................................ 6

1.2 Justificativa ........................................................................................................................ 6

2 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................ 8

2.1 Construção Civil ................................................................................................................ 8

2.2 Tijolo de Solo-Cimento ..................................................................................................... 9

2.2.1 História do Solo-Cimento ............................................................................................... 10

2.2.2 Composição do Solo-Cimento ........................................................................................ 10

2.2.3 Processo de Fabricação do Tijolo Modular de Solo-Cimento ........................................ 13

2.2.4 Viabilidade de Aplicação ................................................................................................ 14

2.3 Déficit Habitacional ......................................................................................................... 15

2.4 Resíduo Sólidos ................................................................................................................ 16

2.4.1 Resíduos de construção civil (RCC) ............................................................................... 16

2.4.2 Geração de Resíduos de Construção Civil e os Impactos Ambientais ........................... 18

2.4.3 Gerenciamento de Resíduos ............................................................................................ 20

2.5 Material Cerâmico .......................................................................................................... 22

3 METODOLOGIA ........................................................................................................... 24

3.1 Caracterização da matéria-prima .................................................................................. 24

3.2 Produção dos corpos de prova ....................................................................................... 33

3.3 Ensaio de análise dimensional ........................................................................................ 38

3.4 Ensaio de resistência à compressão simples .................................................................. 38

3.5 Ensaio de absorção de água ............................................................................................ 40

3.6 Análise Estatística ............................................................................................................ 42

4 RESULTADOS ANALISADOS ..................................................................................... 43

4.1 Caracterização do Solo 01 (coloração avermelhada) ................................................... 43

4.2 Caracterização do Solo 02 (coloração amarelado) ....................................................... 47

4.3 Caracterização do Resíduo de material cerâmico ........................................................ 50

4.4 Ensaio de análise dimensional ........................................................................................ 52

4.5 Ensaio de resistência a compressão simples .................................................................. 53

4.6 Ensaio de absorção de água ............................................................................................ 54

4.7 Análise Estatística ............................................................................................................ 57

4.7.1 Resistência à compressão simples ................................................................................... 57

4.7.2 Absorção de água ............................................................................................................ 58

5 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 60

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 62

5

1 INTRODUÇÃO

O setor da construção civil é quantificado como o maior consumidor de recursos

naturais, uma vez que utiliza e necessita de energia de forma intensa. E os impactos relacionados

a geração de resíduos sólidos são decorrentes da sua disposição irregular sem os requisitos

ambientais mínimos exigidos. (BRASILEIRO et al., 2015).

Por conseguinte, as necessidades do crescimento urbano e populacional continuam em

ascensão constante, como: o déficit habitacional, as ampliações e as reformas. E as

consequências vão desde o desperdício de materiais até o aumento pela demanda por recursos

ambientais.

A viabilidade de tecnologias sustentáveis para o setor da construção civil seria uma

das formas de contribuir com o desenvolvimento ambiental, tornando possível minimizar os

danos causados pela cadeia produtiva.

O desenvolvimento de parâmetros sustentáveis tornou-se um dos grandes pilares da

sociedade, servindo como incentivo pela busca por medidas alternativas que minimizem os

impactos ambientais. Soares (2008), reforça que para mitigar esses impactos são necessárias

ações de utilização de resíduos.

Gomes (2018), destaca que apesar das normas brasileiras sobre a destinação de

resíduos sólidos serem bem estabelecidas, ocorre uma destinação inadequada desses materiais.

Visto que, são comumente jogados em lixões, rios, ruas e locais abandonados, gerando diversos

problemas ambientais e de saúde humana.

Por meio do gerenciamento de resíduos de construção em conjunto com tecnologias

de caracterização dos materiais, viabilizaria a identificação de oportunidades de reuso e

reciclagem. Tal transformação é capaz de produzir novos produtos efetivamente utilizáveis pela

sociedade, contribuindo para o aumento da sustentabilidade ambiental.

Dessa forma, a incorporação de materiais sustentáveis como a utilização do tijolo Solo-

Cimento com adição de RCC (de materiais cerâmicos), possibilitariam a viabilidade do

desenvolvimento de tecnologias que possam contribuir com a harmonização da problemática

ambiental. E considerando o crescente interesse da sociedade sobre os impactos ambientais

gerados, torna-se evidente a necessidade de estudos que possam viabilizar soluções para essa

problemática, reutilizando assim recursos potencialmente poluidores.

A utilização do tijolo Solo-Cimento com incorporação de resíduo cerâmico apresenta-

se como uma alternativa capaz de proporcionar segurança e estabilidade de uma edificação.

Pois, a incorporação do pó de resíduo cerâmico na mistura Solo-Cimento foi capaz de produzir

6

melhorias nas características tecnológicas do tijolo Solo-Cimento. Sendo assim, uma alternativa

viável ambientalmente sustentável, reintroduzindo esse material na cadeia produtiva.

Em conformidade, já existem alguns estudos que mostram a eficácia de produtos que

em sua composição agregam material reciclado. E tendo em vista isso, foram aplicados estudos

e ensaios para verificação das Especificações Técnicas propostas em normas, para ter domínio

e certificar a viabilidade técnica e econômica para futuras aplicações em mercado.

1.1 Objetivos

1.1.1 Geral

Analisar as características do tijolo Solo-Cimento com incorporação, em

diferentes porcentagens, de resíduos cerâmicos de construção civil, verificando sua

viabilidade técnica e ambiental.

1.1.2 Específicos

Selecionar e caracterizar o solo utilizado para a fabricação do tijolo Solo-

Cimento;

Caracterizar o resíduo de material cerâmico utilizado resultante da construção

civil;

Fabricar corpos de prova de tijolo Solo-Cimento com adição de resíduos

cerâmicos de construção civil nas porcentagens de 0%, 3%, 6% e 9%.

Realizar os ensaios de analise dimensional, de absorção de água e de resistência

a compressão segundo a NBR 8491/2012, NBR 8492/2012 e NBR 10833/2012;

Analisar os resultados e compará-los mediante os ensaios realizados, para

verificar sua viabilidade técnica e ambiental.

1.2 Justificativa

O ambiente da construção civil vem passando por inúmeras discussões no que diz

respeito aos impactos ambientais gerados. A incessante busca por materiais que causem baixo

impacto ambiental e que tenham baixo custo são mecanismos de estudos na atualidade.

Dessa forma, já se tem várias pesquisas que foram conduzidas com o tijolo solo-

cimento com a adição de outros materiais. A exemplo, tem-se o trabalho de Santos (2016) que

conduziu o estudo de produção do tijolo cerâmico ecológico com adição de escória de alto

7

forno, atestando que esse material é capaz de garantir resistência mecânica acima dos valores

exigidos pela norma ABNT NBR 8491. (ABNT, 2012).

Já Perius et. al (2016), analisaram o desempenho de tijolos de solo-cimento com

incorporação de agregados reciclados, utilizando resíduos de construção e demolição (RCD). E

demonstraram que a substituição do solo pelo RCD, promoveu um incremento na resistência a

compressão dos tijolos e uma diminuição nos índices de absorção.

Dessa forma, precisam-se buscar maneiras para substituir alguns materiais

convencionais que são utilizados no campo da construção civil. Sendo desenvolvidos insumos

alternativos que possam proporcionar menores degradações ambientais, como também

incentivar a adoção da reciclagem de materiais. Focando em projetos cada vez mais eficientes.

O tema do trabalho foi escolhido de maneira a aliar o uso do solo, que é uma matéria-

prima natural, ao uso do RCC de material cerãmico, que provém da reciclagem de material de

descarte de obras. Essa escolha é justificada tendo em vista a carência de materiais

ecologicamente corretos no mercado.

8

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Construção Civil

A construção civil é uma das atividades mais antigas que se tem conhecimento e desde

os primórdios da humanidade foi executada de forma artesanal, gerando como subproduto,

grande quantidade de resíduos de diversas naturezas. Hoje, a Indústria da Construção Civil é

reconhecida como uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e

social, contudo, comporta-se ainda como grande geradora de impactos ambientais.

(BRASILEIRO et al., 2015).

O consumo de grandes quantidades de recursos naturais e a consequente produção de

resíduos sólidos urbanos, gerados pelo desenvolvimento acelerado e o grande adensamento

populacional, na maioria das cidades na atualidade são alguns desses fatores. Dentre os resíduos

sólidos urbanos, um dos que causam maior impacto ambiental é o entulho ou RCC- Resíduos

de Construção Civil. (SILVA, 2014).

A falta de gerenciamento de resíduos sólidos afeta as cidades nos aspectos sociais,

econômicos e ambientais. Desta forma, ações no sentido de enfrentar este problema tiveram

início no final da década de 1980 em alguns países da Europa. Enquanto que no Brasil até 2002

não tinham políticas públicas para os resíduos gerados pelo setor da construção civil, entrando

em vigor a Resolução nº 307 do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), a qual

estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil,

visando proporcionar benefícios de ordem social, econômica e ambiental. (BRASILEIRO et

al., 2015).

Por conseguinte, o setor da construção civil está estruturado em torno de uma cadeia

de produção linear aberta, gerando como subprodutos os Resíduos de Construção Civil (RCC)

e os Resíduos da Construção e Demolição (RCD). Tais resíduos podem ser fonte alternativa de

matéria-prima a ser reutilizada por essa esfera, mudando o paradigma da produção industrial

para um modelo fechado de produção, onde os resíduos são reciclados, incorporando-se ao

processo produtivo. (SILVA, 2014).

Geralmente, a maioria dos resíduos gerados nos canteiros de obras e de demolição são

compostos por restos de argamassas, tijolo, alvenaria, concreto, cerâmica, gesso, madeira,

metais e etc., que são descartados em aterros sanitários devido à ausência de mercados para

suas formas recicladas. O RCC pode servir de matéria-prima para agregados de ótima

qualidade, podendo ser utilizados num leque de variedades de processos construtivos:

9

confecção de tijolos, blocos pré-moldados, meio-fio, calçadas, argamassa de revestimento,

camadas de base e sub-base, entre outros. (BRASILEIRO et al., 2015).

Segundo Pereira et al. (2015), na atualidade, estudos relacionados as técnicas e

materiais de construção que busquem a preservação ambiental vem ganhando espaço, aliados a

uma visão de desenvolvimento econômico, social e sustentável. Desse modo, a produção de

tijolos Solo-Cimento mostra-se uma alternativa a ser aplicada pois, o setor da construção civil

é um dos setores que mais causa impactos ambientais. Contudo, a adoção de tecnologias como,

a utilização de resíduos da construção civil pode vir a reduzir a quantidade de recursos naturais

retirados do ambiente.

2.2 Tijolo de Solo-Cimento

O tijolo de Solo-Cimento é resultado da mistura homogênea de solo, cimento e água

em proporções devidamente determinadas, e depois compactado na forma de tijolos, blocos ou

paredes monolíticas. Após o seu processo de cura, endurece e ganha consistência, resistência e

durabilidade, podendo ser aplicado em vários tipos de obras. (TÉCHNE, 2004).

Figura 1 – Tijolo Ecológico.

Fonte: Tijolos São Carlos, 2018.

O tijolo de Solo-Cimento, como mostra a Figura 1, é derivado da mistura de solo,

cimento e água. Entretanto, os solos mais adequados para sua fabricação são os que possuem

em sua composição teores de areia entre 45% e 50%. E quando não possui tais condições e

características, deverá ser feito uma correção do solo, para que se possa garantir um produto

final de qualidade e segurança. (PEREIRA et al., 2015).

10

Esse material representa uma alternativa em busca de edificações cada vez mais

sustentáveis, uma vez que agrega menor custo, reaproveitamento de materiais e dispensa o

processo de queima. Outro aspecto positivo, consiste na racionalização da técnica construtiva

devido a utilização de blocos modulares que proporcionam a redução no desperdício de

material, além de garantir maior rapidez no processo construtivo, resultando assim em

economia com mão de obra.

A utilização do desenvolvimento tecnológico na construção civil para fabricação de

tijolos modulares de solo cimento vem se impondo como desafio a diversos pesquisadores,

profissionais e até mesmo a sociedade, com o intuito de amenizar os impactos gerados no setor

da construção. (NASCIMENTO et al., 2018).

Ainda segundo Nascimento et al. (2018), ressaltam que além do solo como matéria

prima em abundância utilizado na fabricação do tijolo de solo-cimento, pode-se usar resíduos

do próprio material de solo-cimento de outras construções, ou seja, isso representaria em uma

redução ainda maior, tendo em vista reaproveitamento do mesmo material.

2.2.1 História do Solo-Cimento

Estudos mostram que o material de solo-cimento foi inicialmente empregado no Brasil

para a confecção de estradas no qual, foi introduzido para construção de bases e sub-bases de

pavimentos.

A partir de 1936 com a regulamentação do seu uso pela Associação Brasileira de

Cimento Portland (ABCP), suas utilizações se intensificaram. O solo-cimento começou a ser

empregado em construções em 1948, quando residências feitas com paredes monolíticas foram

construídas em Petrópolis (RJ). (SAMPAIO et al., 2017).

No entanto, o solo-cimento só foi amplamente aplicado em moradias por volta de 1978,

quando o antigo Banco Nacional da Habitação (BNH) aprovou a técnica para construções de

habitações populares. Na época, estudos feitos pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas

do Estado de São Paulo) e pelo CEPED (Centro de Pesquisas e Desenvolvimento)

comprovaram que, além do bom desempenho termo acústico, o solo-cimento aplicado em

construções levava a uma redução de custos de 20% a 40%. (TÉCHNE, 2004).

2.2.2 Composição do Solo-Cimento

A NBR 12023 (ABNT, 2012), define o solo-cimento como, um produto enrijecido,

que resulta da cura de uma mistura íntima e compactada de solo, cimento e água, como mostra

11

a Figura 2, em proporções estabelecidas através de dosagem, executada conforme a NBR 12253

(ABNT, 2012).

Figura 2 – Produção do Tijolo Solo-Cimento.

Fonte: Gomes, 2018.

O cimento, a água e o solo constituem os principais componentes do tijolo Solo-

Cimento, entretanto, podem ser utilizados alguns materiais alternativos para a confecção desse

produto, como é o caso do plástico, dos resíduos de demolição, dos rejeitos de produção

industrial, da borracha, do vidro e outros. (GOMES, 2018).

O solo compreende um material que cobre a superfície da terra, sendo produto do

intemperismo e processos erosivos a partir da ação dos ventos, da água das chuvas, do calor ou

de microrganismos.

É um material natural renovável em grande abundancia disponível no mundo, e

conhecendo suas principais características, pode ser utilizado como suporte

para construções ou materiais de construções, além de poder substituir ou reduzir diversos tipos

de insumos, proporcionando uma redução de custos.

O solo como material de construção tem sido utilizado há pelo menos dez mil anos,

sendo registrado em culturas antigas como a grega e a romana. Algumas destas obras resistem

ao tempo, conservando sua qualidade estética e principalmente, sua qualidade estrutural.

(BAUER, 2008).

A utilização da terra crua na construção civil não é apenas por representar um valor

abaixo do mercado que favoreça a população de baixa renda, mas visa uma redução de impactos

gerados pela construção, tendo em vista a quantidade de solo disponível para o processo de

fabricação. (PINTO, 2015).

A NBR 10833/2012, recomenda alguns parâmetros para as principais características

que o solo deve possuir para que se possa fabricar tijolo e bloco de solo-cimento com utilização

de prensa manual ou hidráulica.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Constru%C3%A7%C3%A3o

12

O solo deve atender às seguintes características:

100% de material que passa na peneira de número com abertura de malha de

4,75 mm (n. º 4);

10% a 50% de material que passa na peneira com abertura de malha 0,075 mm

(n. º 200);

Limite de liquidez menor ou igual a 45%;

Índice de plasticidade menor ou igual a 18%.

Ainda de acordo com a ABNT NBR 10833 (2012), ela garante que o solo não deve

conter matéria orgânica em quantidade que prejudique a hidratação do cimento

A palavra cimento é originada do latim caementu, que na antiga Roma designava uma

espécie de pedra natural de rochedos não esquadrejada (quebrada). Foi em meados de 1830 que

o inglês Joseph Aspdin patenteou o processo de fabricação de um ligante que resultava da

mistura calcinada em proporções certas e definida, de calcário e argila, conhecida

mundialmente até hoje. O resultado foi um pó que, por apresentar cor e características

semelhantes a uma pedra abundante na Ilha de Portland, foi denominado “cimento Portland”.

(SANTOS, 2016).

A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 2018) delineia o cimento como

um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a ação

de água; sendo resultado de uma mistura de clínquer, gesso e adições normatizadas. Na forma

de concreto, torna-se uma pedra artificial, que pode ganhar formas e volumes, de acordo com

as necessidades de cada obra.

O cimento é o principal material de construção usado como aglomerante, servindo para

ligar agregados e produzir argamassas. Dessa forma, é um dos produtos mais utilizados pelo

homem devido as suas características, como resistência, durabilidade, trabalhabilidade e

moldabilidade (durante o seu estado fresco).

A água é um componente utilizado em quase todos os serviços da construção civil,

sendo um dos principais elementos para a confecção de concretos e argamassas. É um material

que tem forte influência sobre a qualidade e segurança das obras, dessa forma deve ser isenta

de impurezas e estar dentro dos parâmetros exigidos e recomendados pelas normas técnicas.

A NBR 8491 “instrui que a água usada deve ser isenta de impurezas nocivas à

hidratação do cimento”. Em modo geral, à água a ser utilizada no processo de fabricação do

https://pt.wikipedia.org/wiki/Aglomerante

13

tijolo solo-cimento deve ser potável para que não apresente danos ao processo de hidratação do

cimento e consequentemente visando evitar determinadas patologias. (ABNT, 2012).

2.2.3 Processo de Fabricação do Tijolo Modular de Solo-Cimento

A produção dos tijolos de Solo-Cimento pode variar de acordo com os objetivos de

sua utilização, ou seja, sua finalidade. Diante disso, faz-se necessário analisar os materiais para

que esses atendam aos seus pré-requisitos (resistência mecânica, impermeabilidade,

durabilidade, textura, peso, dentre outros). (PISANI, 2015).

Assim, o Solo-Cimento resulta da mistura homogênea de solo, cimento Portland e

água, em proporções adequadas, sendo moldados e prensados. Depois da retirada dos moldes,

são mantidos em local coberto, e devem ser submetidos ao processo de cura, por meio de

sucessivas molhagens. Após isso podem ser estocados e executados em obras.

Podem-se relacionar as seguintes etapas, conforme fluxograma ilustrado na Figura 3

abaixo.

Figura 3 – Fluxograma das etapas de fabricação de tijolo de Solo-Cimento.

Fonte: Adaptado de Pisani (2015).

Os componentes de um tijolo solo-cimento são: solo devidamente preparado (sendo

retirado todo e qualquer material que possa provocar alguma patologia no tijolo), cimento

Execução da obra

Transporte do tijolo curado

Cura e estocagem

Moldagem

Amassamento

Dosagem

Escolha do solo

14

Portland, água potável e outros componentes (que possam melhorar alguma de suas

propriedades).

O processo de amassamento deve ser realizado até que toda sua massa esteja

totalmente homogênea, a fim de atestar que todo o seu volume esteja com propriedades iguais.

Na moldagem, transferir, imediatamente, a mistura para o molde e executar a prensagem, logo

após, retira-los e empilha-los, à sombra, sobre uma superfície plana e lisa. (ABNT, 2012).

Ainda de acordo com a ABNT NBR 10833/2012, após a moldagem e durante os sete

primeiros dias, os tijolos devem ser umedecidos, a fim de garantir a cura necessária. E os tijolos,

podem ser utilizados após 14 dias de sua fabricação.

Devem ser tomados certos cuidados durante o desmolde dos tijolos, a fim de evitar

danos oriundos de movimentações com o material ainda úmido. Outra precaução se dá aos três

primeiros dias de cura, no qual, deve ser pulverizado água sobre os tijolos, de duas a quatro

vezes por dia. E cada dia a mais de cura, o tijolo apresenta resistência maior, sendo que após

vinte e oito dias a cura está completa e o bloco apresenta aproximadamente 95% da sua

resistência de cálculo, sendo esse o prazo ideal para transporte e utilização. (PISANI, 2015).

2.2.4 Viabilidade de Aplicação

O tijolo de Solo-Cimento é um material fabricado com a mistura de solo, cimento e

água. O produto resultante é favorável ao desenvolvimento sustentável, visto que gasta pouca

energia por dispensar o processo de queima como também, é considerado de baixo custo por

poder ser confeccionado no próprio local da obra dispensando o transporte.

A utilização do tijolo de solo-cimento possui diversas vantagens. Dentre as principais,

a economia de até 50% do custo final da obra em relação aos blocos convencionais de cerâmica,

a diminuição de até 30% do tempo final da construção e a economia de até 100% da utilização

de argamassa de assentamento. (SAMPAIO et al., 2017).

Além disso, nas alvenarias construídas com os blocos de Solo-Cimento, as colunas são

embutidas em seus furos, fazendo com que o peso das alvenarias seja distribuído sobre as

paredes, gerando uma alvenaria estrutural mais segura. A utilização dos tijolos ecológicos

também dispensa o uso de 100% de madeira para a confecção de colunas, além do fácil

acabamento, da durabilidade e da limpeza da obra devido à ausência de entulho. (SAMPAIO et

al., 2017).

Segundo Pereira et al. (2015), pesquisas desenvolvidas por universidades, pelo ABCP

(Associação Brasileira de Cimento Portland) e pelo IPT (Instituto de Pesquisa e Tecnologias do

15

Estado de São Paulo), a produção de tijolo de Solo-Cimento possibilita a inserção de resíduos

na sua composição, seja devido a função de correção do solo ou pela substituição parcial de

solo ou cimento.

2.3 Déficit Habitacional

De acordo com Gomes (2018), cerca de 5,2 milhões de famílias estão sem moradias,

sendo um grande problema de cunho social para o país. A viabilidade de aplicação de novas

tecnologias, aliada a novos produtos constituiria uma medida para ampliar o acesso a

habitações. Dessa forma, o tijolo de Solo-Cimento por apresentar uma produção simplificada

e, relativamente barata em comparação aos blocos de alvenaria, poderia vir a ser um subsídio

para a redução desse déficit.

O tijolo de Solo-Cimento é um produto que demanda baixo consumo de energia na

extração de sua matéria prima como também, dispensa o processo de queima, contribuindo

assim para ser uma alternativa viável de implantação nas construções de edificações. Pois, além

de estar de acordo com as diretrizes do desenvolvimento sustentável, pode apresentar baixo

custo. (GOMES, 2018).

Segundo o livro “Demanda Futura por Moradias: Demografia, Habitação e Mercado”,

desde o início dos anos 2000, a política habitacional brasileira passou por profundas

transformações que levaram ao aumento da produção imobiliária para fins residenciais. Esses

avanços possibilitaram a expansão do crédito imobiliário e, com o apoio da política de

subsídios, trouxeram para o mercado um conjunto grande de famílias que antes não tinham

acesso ao mercado financeiro. O crescimento do crédito e o aumento dos investimentos

habitacionais não só deram conta da enorme demanda demográfica que emergiu nesse período,

como permitiram a ligeira redução do déficit habitacional. (GIVISIEZ et al., 2018).

Segundo dados da Fundação João Pinheiro, em 2015, o déficit habitacional brasileiro

era de 6,187 milhões de moradias, e em 2007, o déficit habitacional brasileiro girava em torno

de 6,273 milhões de moradias. Em conformidade, as estimativas indicam a necessidade de

construir 1,574 milhão de moradias por ano, no período 2016 a 2020, o que totaliza uma

produção de 7,782 milhões de habitações em cinco anos. A maior parte da produção deverá ser

realizada nas regiões Sudeste e Nordeste (35,6% e 27,2% do total, respectivamente).

(GIVISIEZ et al., 2018, 231 P.)

16

2.4 Resíduo Sólidos

Os resíduos sólidos compreendem os detritos sólidos ou semi-sólidos gerados pela

atividade humana ou não, que embora possam não apresentar utilidade, contudo após

transformação podem se tornar insumos para novas atividades.

Na busca por soluções para a problemática da gestão de resíduos sólidos, o Ministério

das cidades aprovou em 2010 o novo plano de Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS).

No qual, estabelece responsabilidades para a sociedade como um todo – cidadãos, governos,

setor privado e sociedade civil organizada – de gestão ambientalmente adequada dos resíduos

sólidos. (MMA, 2018).

Os resíduos se dirigidos de maneira correta podem adquirir valor comercial, sendo

utilizados em forma de novas matérias-primas ou novos insumos. Tais atitudes tendem a

diminuir o consumo dos recursos naturais, como proporcionar a geração de emprego e renda, e

diminuir os impactos ambientais provocados pela disposição inadequada dos resíduos. (MMA,

2018).

A PNRS prevê a redução na geração de resíduos, propondo hábitos mais sustentáveis

e um conjunto de propostas a incentivar o aumento da reciclagem, da reutilização dos resíduos

sólidos e da destinação ambientalmente adequada dos rejeitos (aquilo que não pode ser

reciclado ou reutilizado). (MMA, 2018).

2.4.1 Resíduos de construção civil (RCC)

Os resíduos de construção civil (RCC) são os provenientes de construções, reformas e

reparos de obras de construção civil, assim como os materiais resultantes de preparação e da

escavação de terrenos, tais como: tijolo, bloco cerâmico, concreto em geral, solos, rochas,

metais, resinas, colas, tintas, madeira, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico,

vidros, plástico, tubulações, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulho de obras, e

exemplificado pela Figura 4. (SCHWENGBER, 2015).

Figura 4 – Resíduo de Construção Civil.

Fonte: Alfa resíduos, 2018.

17

Segundo Ossa et al. (2016), o crescimento da indústria da construção civil tem

considerável participação no aumento da produção de resíduos de construção civil (RCC), que

intensificou os problemas de descarte inadequado nas grandes cidades. E a redução do consumo

de agregados naturais e aumento da utilização de material reciclado pode ser utilizado para

promover o desenvolvimento sustentável da indústria e a proteção ambiental.

A definição do CONAMA (2002) sobre a origem dos resíduos da construção civil

evidencia que os RCC têm origem nas próprias atividades da construção civil, a partir dos

canteiros de obras, onde são executadas várias etapas para a realização e construção de um

empreendimento pelas empresas da construção civil. (SCHWENGBER, 2015).

O Caderno de Diagnostico – Resíduos da Construção Civil (2011), apresenta a

quantidade de RCC coletada diariamente por região, nos anos de 2009 e 2010, como pode ser

observada pelas Tabelas 1 e 2.

Tabela 1 – Quantidade de RCC coletada em 2009 e 2010.

Região

2009 2010

RCC coletado

(t/dia)

RCC coletado

(t/dia)

Norte 3.405 3.514

Nordeste 15.663 17.995

Centro Oeste 10.997 11.525

Sudeste 46.990 51.582

Sul 14.389 14.738

Fonte: Caderno de Diagnostico – Resíduos de Construção Civil, Fernandez (2011).

Como mostra a Tabela 1, são definidas as regiões que compõem o país juntamente

com as quantidades de RCC coletada durante os anos de 2009 e 2010. A exemplo de explicação,

a região Nordeste durante o ano de 2009, coletou cerca de 15.663 toneladas, de resíduos de

construção civil, por dia.

18

Tabela 2 – Estados da Região Nordeste que coletam RCC.

Estado

Total de

município

participantes

da pesquisa

Quantidade

coletada de

RCC de

origem pública

(t/ano)

Quantidade

coletada de

RCC de origem

privada

(t/ano)

Número de

município

com coleta

executada

pela

prefeitura

Número de

município

que cobra

pelo serviço

de coleta

Alagoas 4 144.506 200 4 0

Bahia 16 965.190,7 72.773,73 14 4

Ceará 6 214.045,2 133.307,1 5 0

Maranhão 4 300 Não fornecido 1 Não

fornecido

Paraíba 4 26.814,2 Não fornecido 3 0

Pernambuco 5 2.389,26 13.872 2 0

Piauí 9 5.884 96 8 1

Rio Grande

do Norte 14 191.677,6 40.810,7 12 1

Sergipe 4 145.825,4 13.954,98 4 1

Fonte: Caderno de Diagnostico – Resíduos de Construção Civil, Fernandez (2011).

A Tabela 2, mostra algumas especificações a repeito da coleta de RCC nos estados do

país como, a quantidade coletada de resíduo oriundo do setor público, a exemplo temos o Piauí

que coletou cerca 5.884 toneladas de resíduos por ano.

2.4.2 Geração de Resíduos de Construção Civil e os Impactos Ambientais

Os resíduos de construção civil têm se destacado pelo enorme volume gerado

diariamente nas grandes cidades, fruto do desperdício e falta de gerenciamento ambiental.

Cotidianamente, são descartados resíduos de argamassa, areia, cerâmicas, concretos, madeira,

papeis, plásticos, tijolos e outros. Nesse contexto, o desperdício na construção civil vem sendo

combatido com a qualificação da mão de obra, maior controle de aplicação dos materiais e

projetos melhor detalhados. (FERRAZ et al., 2004).

A construção civil representa cerca de 14% do PIB nacional, esse setor também é

responsável por um dos maiores consumidores de matérias-primas naturais. Estima-se que

sejam utilizados entre 20% e 50% do total de recursos naturais consumidos pela sociedade.

19

Dessa forma, o entulho chega a representar 60% dos resíduos sólidos urbanos produzidos, esse

material corresponde as sobras ou rejeitos constituídos por todo material oriundo do desperdício

do processo construtivo adotado em obras novas, reformas ou demolições. (MESQUITA,

2012).

Para um melhor entendimento, faz se necessário conhecer a composição média dos

resíduos de construção civil. Em conformidade, a Tabela 3 apresenta a caracterização dos

materiais constituintes dos resíduos em obras pelo Brasil. (FERNANDEZ, 2011).

Tabela 3 – Composição média dos resíduos de obras no Brasil.

Componentes Porcentagem (%)

Argamassa 63

Blocos e concreto 29

Outros 7

Orgânicos 1

Total 100

Fonte: Fernandez (2011).

A Tabela 3, mostra a composição média dos resíduos de construção civil, ou seja, os

principais materiais constituintes encontrados durante a coleta RCC.

A cidade de Teresina vem passado por um processo de verticalização nos últimos anos,

no qual se observa a construção de enormes prédios em sua área urbana, acompanhada da

geração de uma grande quantidade de resíduos de construção. O município produz uma média

mensal de 5.392 toneladas de entulhos que são lançados em aterros sanitários ou em locais que

precisam de aterro. (MESQUITA, 2012).

Em contrapartida, há poucos estudos para avaliar esses resíduos de construção civil.

Dessa forma, este trabalho reveste-se de suma importância, pois visa o conhecimento do

potencial de aproveitamento desse material como também, incentivar a reciclagem

possibilitando ganhos econômicos e ambientais. (MESQUITA, 2012).

Os recursos naturais apresentam aumento de exploração considerável devido ao

crescimento da economia e da população. Por consecutivo, tem-se um crescimento das

degradações de áreas urbanas como, o assoreamento de rios e córregos, obstrução de sistemas

de drenagem urbana, que em períodos de chuva, as consequências são enchentes das vias de

tráfego, como também, desmatamentos, erosões e contaminações do solo e do curso d’água.

(FERRAZ et al., 2004).

20

O grande acumulo de resíduos vem se transformando em um grave problema urbano

desde a década de 80, ocasionado pela intensa industrialização e crescimento populacional. Tal

objeção se caracteriza pela escassez de área de disposição de resíduos, causadas pela ocupação

e valorização de áreas urbanas, problemas de saneamento público, gerenciamento dos resíduos

e contaminação ambiental. (FERRAZ et al., 2004).

Figura 5 – Resíduos da Construção Civil.

Fonte: Luciane Kawa, 2018.

A geração de resíduos tem uma participação importante no conjunto dos detritos

produzidos. Por conseguinte, a ausência de tratamento adequado para tais materiais é

responsável pela origem de graves problemas ambientais, como mostra a Figura 5, o que

demonstra a necessidade da implantação de políticas públicas voltadas para o gerenciamento

desses resíduos. (FERRAZ et al., 2004).

Dessa forma, o Conselho Nacional de Meio Ambiente criou diretrizes para buscar

eliminar os impactos ambientais decorrentes do descontrole das atividades relacionadas à

geração, transporte e destinação desses materiais. Como também, adotar medidas que busquem

minimizar a geração de resíduos e a reutilização ou reciclagem; ou quando for invariável, que

os mesmos sejam tenham destinação adequada. (RESOLUÇÃO Nº 307 - CONAMA, 2002).

2.4.3 Gerenciamento de Resíduos

O gerenciamento de resíduos compreende um sistema de gestão na tentativa de reduzir,

reutilizar ou reciclar resíduos, incluindo planejamento, responsabilidades, praticas,

procedimentos e recursos para desenvolver e implementar ações previstas ambientalmente

corretas, exemplificado com a Figura 6. (RESOLUÇÃO Nº 307 - CONAMA, 2002).

21

Figura 6 – Gestão de resíduos.

Fonte: E-quilibre, 2018.

O conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) determinou diretrizes para os

projetos de gerenciamento de resíduos da construção civil, que terá como objetivo estabelecer

procedimentos necessários para disciplinamento, manejo e destinação adequada dos resíduos.

(RESOLUÇÃO Nº 307 - CONAMA, 2002).

Ainda de acordo com as diretrizes do CONAMA, os projetos de gerenciamento devem

contemplar as seguintes etapas:

Caracterização: o gerador deverá identificar e quantificar os seus resíduos;

Triagem: seleção e separação dos materiais, sendo preferencialmente realizada

pelo gerador, na origem ou nas áreas de destinação licenciadas para essa

finalidade;

Acondicionamento: garantir o confinamento dos resíduos após a geração até a

etapa de transporte, assegurando as condições de reutilização e de reciclagem

quando forem o caso;

Transporte: está de acordo com as normas técnicas vigentes para o transporte

de resíduos;

Destinação: ambientalmente legal e correta.

A Figura 7 apresenta uma distribuição e quantificação do manejo e processamento de

resíduos de construção civil (RCC) pela região Nordeste, numerando a quantidade de

municípios com a existência de manejo e processamento.

22

Figura 7 – Municípios da região Nordeste com manejo e processamento de RCC.

Fonte: Caderno de Diagnostico – Resíduos de Construção Civil, Ferandez (2011).

A Figura 7 retrata sobre o manejo e processamento de RCC. O manejo de resíduos

engloba atividades operacionais de coleta, transporte, transbordo, tratamento e destinação final

dos resíduos. Já o processamento se caracteriza pelas atividades de adoção de tecnologias

aplicáveis aos resíduos, desde sua produção até o destino final, com o objetivo de mitigar o

impacto negativo sobre o meio ambiente e em transformá-los em fator de geração de renda,

com a reutilização, reciclagem e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos.

Dessa forma, observa-se que no estado do Piauí ocorre um manejo de RCC em 121

municípios, já o processamento de RCC ocorre apenas em 1 município, números coletados no

Caderno de Diagnóstico – Resíduos de Construção Civil (2011).

2.5 Material Cerâmico

Um dos principais subsetores da construção civil, o de edificações é responsável por

um grande consumo de tijolos e blocos cerâmicos, por ser um dos principais insumos utilizado

para o fechamento de vãos em casas e apartamento. O tijolo cerâmico é constituído de argila,

no caso um recurso natural não renovável finito. Apesar de ser um dos setores mais importante,

a indústria da construção civil ainda mantém alto nível de perdas desse insumo, que raramente

são quantificados e mensurados, como mostra a Figura 8. (HOLANDA, 2011).

87

384

167139

189157

121141

69

2242 31

6 623

1

425

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Número de Municípios com serviços de manejo de RCC

Número de Municípios com existência de processamento de RCC

23

Figura 8 – Resíduos de cerâmica vermelha.

Fonte: Ambiente Legal, 2018.

Segundo Holanda (2011), o crescente desenvolvimento das cidades brasileiras

aumentou a demanda por novas moradias e que ao mesmo tempo surge a construção de novas

industrias, estradas e obras de infraestrutura, evidenciando a importância do ramo da construção

civil com o crescimento do país e a sua interferência no meio ambiente.

Na cidade de Teresina- PI encontra-se um grande polo cerâmico cujos principais

produtos de fabricação são tijolos e telhas, sendo produtos de grande destaque pelo Brasil. A

instalação desse polo é motivada pela grande quantidade de jazida de argilas de queima

vermelha na região. (SOARES, 2010).

O uso do bloco cerâmico data de quase cinco mil anos, sendo o mais antigo material

fabricado pelo homem ainda em utilização e geralmente é o material de construção preferido

pelos usuários. O termo argila faz referência a um material de granulometria fina, que apresenta

um comportamento plástico quando misturado com uma quantidade limitada de água. Tal

material não é encontrado em sua forma pura, e sim como mistura de vários tipos de

componentes. E seus constituintes são de fundamental importância para o processo de

fabricação dos tijolos, pois a presença e a quantidade de cada um dos componentes é o que

determina as propriedades de cada bloco. (HOLANDA, 2011).

A argila por ser um material não renovável finito, busca-se informações e estudos que

possam auxiliar no desenvolvimento de produtos e processos recicláveis. E o resultado poderá

ser refletido através da obtenção de tijolos de melhor qualidade, seja por mudanças nas

formulações das misturas ou por melhorias no processo de fabricação, através do controle das

matérias-primas. (HOLANDA, 2011).

24

3 METODOLOGIA

Essa pesquisa tem interesses em analisar as características do tijolo solo-cimento com

incorporação, em diferentes porcentagens, de resíduos de construção civil (RCC) de material

cerâmico, verificando a viabilidade técnica desse produto.

A Figura 9 exemplifica as etapas a serem utilizadas neste trabalho.

Figura 9 – Fluxograma da metodologia a ser utilizada.

Fonte: Autor, 2018.

3.1 Caracterização da matéria-prima

A fase inicial da pesquisa compreendeu na coleta e caracterização das matérias primas

que foram utilizadas para a confecção do tijolo de solo-cimento, tendo por objetivo classificar

o material para a produção dos corpos de provas.

Dessa forma, foram coletados duas amostras distintas de solos, denominados nesse

trabalho de Solo 01 e Solo 02, na Estrada da Caçimba Velha e no Povoado Soinho, e o resíduo

cerâmico é provenientes da cerâmica Livramento na cidade de Timon-MA. O cimento utilizado

Caracterização do solo e do resíduo

Produção dos corpos de prova

Análise dimensional dos corpos de prova

Ensaio de resistência a compressão simples

Ensaio de absorção de água

Análise dos resultados

25

foi o Portland CP II-E 32, que se destina às aplicaçoes de uso gerais, sob a forma de argamassa,

concreto simples, concreto armado e concreto protendido, elementos pré-moldados e artefatos

de cimento, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento, dentre outros.

No laboratório de solos do Centro Universitário Uninovafapi, foi realizado o

quarteamento das amostras de solos, com o objetivo de obter uma amostra mais homogênea e

representativa possível. Nessa etapa, o material foi colocado sobre uma lona e divido em quatro

partes iguais e numerados, logo após, sucedeu-se na união de duas partes e refeito o processo

de quarteamento novamente, até que se chegasse na massa de amostra mais representativa

possivel.

Ocorreu a separação de amostras de solos para a realização do ensaio de granulométria,

e contou com o auxílio da mesa vibratória para agilizar o processo. Este ensaio visa analisar

fisicamente o material e caracterizá-lo quanto o tamanho dos grãos e distribuição.

Na caracterização dos resíduos cerâmicos, foram realizados processos para sua

caracterização física, através de ensaio granulométrico também.

O ensaio de granulométria é utilizado para determinar a distribuição granulométrica

do solo, ou seja, a porcentagem em peso que cada faixa especificada de tamanho de grãos,

representa na massa total utilizada. E o objetivo principal é conhecer a distribuição

granulométrica do agregado e possibilitar a determinação de suas caracteristicas físicas.

As Figuras 10 e 11 mostram respectivamente as peneiras para realização do ensaio e a

mesa vibratória, que foram utilizados para o ensaios de caracterização granulometrica do solo

e do resíduo cerâmico.

Figura 10 – Realização do ensaio de peneiramento.

Fonte: Autor, 2018.

26

Figura 11 – Mesa Vibratória.

Fonte: Autor, 2018.

Para o ensaio de análise granulométrica pesou-se cerca de 100g de material,

descontando o peso da capsula, e que foi para a estufa por um periodo de 24 horas, com

temperatura em torno de 105°C, como mostra as Figuras 12 e 13 abaixo. Para então ser passado

pelas peneiras de caracterização.

Figura 12 – Material pesado e colocado em estufa.

Fonte: Autor, 2019

27

Figura 13 – Material colocado em estufa.

Fonte: Autor, 2019.

A Figura 14 abaixo, mostra o resultado obtido após a passagem do material pelas

peneiras de caracterização ganulométrica.

Figura 14 – Material resultante do ensaio de granulometria.

Fonte: Autor, 2019.

Após a realização do ensaio granulométrico, procedeu-se com os ensaios para definir os

limites de Atterberg como, o limite de liquidez e o limite plasticidade dos solos utilizados.

28

Os solos podem apresentar diversos tipos de consistências, variando de acordo com a

quantidade de água presente. Tais consistências podem ser sólida, semi-sólida, plástica ou de

um fluído denso. E o teor de umidade que separa o estado plástico do estado líquido é chamado

de limite de liquidez (LL) e representa o máximo teor de água para aceitar a moldagem. A

umidade que delimita o estado semi-sólido do plástico é conhecida como limite de plasticidade

(LP), o que indica o teor de água mínimo presente na massa para permitir a conformação.

(GOMES, 2018).

As amostras de solos coletadas foram colocada ao ar livre para remoção do excesso de

umidade por um período de 24 h. Transcorrido isso, procedeu suas pesagens, pesando cerca de

100g de material com o auxílio de uma balança de precisão.

Feito isso, a amostra foi colocada em estufa para remover toda a sua umidade, e esse

período durou cerca de 24 horas. Logo após, a amostra passou novamente pelo processo de

aferição do peso.

A finalidade de tais atividades visa encontrar a umidade higroscópica do solo no qual,

é obtido conforme equação descrita abaixo.

ℎ =𝑃ú𝑚𝑖𝑑𝑜 −𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜 × 100 (Eq.1)

Onde: h, representa a umidade em %

Limite de Liquidez: Conforme recomenda a NBR 6459 (ABNT, 2016).

Material utilizado:

Aparelho de Casagrande;

Cinzel;

Balança:

Cápsula de porcelana;

Espatula metálica;

Água destilada.

A metodologia adotada para a determinação do LL contou com a amostra

homogeneizada no qual, foi assentada sobre o aparelho. E se realizou ranhuras com o cinzel no

material, e dando início aos golpes a fim de que a ranhura se fechasse. Sendo retirada uma

29

quantidade de solo quando houve o fechamento da ranhura para determinar a umidade, porem

deve-se repetir o processo com acrescimo de mais água na amostra, para repeti-lo por 5 vezes.

Figura 15 – Aparelho Casagrande, para realização do ensaio de Limite de Liquidez.

Fonte: Autor, 2018.

Figura 16 – Cinzel, utensilio para auxílio no ensaio de Limite de Liquidez.

Fonte: Autor, 2018.

As Figuras 15 e 16 representam os equipamentos que serão utilizados para ensaios de

Limite de Liquidez, que permitem determinar os limites de consistência do solo.

30

Figura 17 – Homogeneização do material para o ensaio de Limite de Liquidez.

Fonte: Autor, 2019.

Figura 18 – Material disposto sobre o aparelho de casa grande.

Fonte: Autor, 2019.

E as Figuras 17 e 18, mostram a realização do ensaio de Limite de Liquidez (LL) no

material em estudo. E a Figura 19, mostra o material retirado do aparelho de Casa Grande e

que foi levado para esrtufa para só entao obter-se o valor de LL.

31

Figura 19 – Material retirado do aparelho casa grande.

Fonte: Autor, 2019.

Limite de Plasticidade: Conforme recomenda a NBR 7180 (ABNT, 2016).

Material utilizado:

Estufa;

Cápsula de porcelana;

Espatula metálica;

Balança de precisão;

Placa de vidro esmerilhada.

Para o limite de plasticidade a metodologia utilizada contou com a homogeneização

da amostra, formando uma pequena bola. Após isso, iniciou o seu agitamento sobre uma placa

de vidro, com pressão suficiente da palma da mão, até formar um cilindro que se fragmenta, à

uma espessura de 3mm. Ocorrendo a pesagem para obteção do peso úmido, e sendo colocado

em estufa para determinação do peso seco, e logo após foi determinado a umidade do material.

Esse processo foi repetido por 3 vezes.

Figura 20 – Realização do ensaio de Limite de Plasticidade.

Fonte: Autor, 2019.

32

Figura 21 – Realização do ensaio de Limite de Plasticidade.

Fonte: Autor, 2019.

A Figura 20, demonstra o precesso de realização do ensaio de Limite de Plasticidade.

E a Figura 21, mostra o material coletado pelo ensaio e que foi colocado em estufa por 24 horas

para posterior obtenção do resultado.

E para completar a caracterização das amostras, foi realizado uma análise química,

através da técnica de Fluorescência de Raio X (FRX).

A Fluorescência de Raio X (FRX) é uma técnica que permite a identificação dos

elementos constituintes no solo, como também permite observar a proporção de cada elemento

na amostra. Assim, o FRX caracteriza-se por ser um processo de análise que permite a

observação de substâncias em varios estados, como gases, soluções, liquidos, etc.

E a Figura 22 mostra o aparelho de análise utilizado.

Figura 22 – Analisador FRX.

Fonte: Autor, 2019.

33

Já a Figura 23, mostra o aparelho de FRX analisando um dos tipos de solo em estudo

para que possa obter a sua composição química.

Figura 23 – Análise química do material, utilizando o FRX.

Fonte: Autor, 2019.

Para os ensaios de FRX ocorreu a trituração do material com utilização de almofariz e

pistilo para que o mesmo passe pela peneira de N° 200, permitindo que até mesmo os materiais

não passantes fossem analisados. Assim o material seguiu para laboratório onde foram

realizados os ensaios.

3.2 Produção dos corpos de prova

A confecção dos corpos de provas foi baseada no exposto pela NBR 10833, que relata

sobre o procedimento de fabricação de tijolo e bloco de solo-cimento com utilização de prensa

hidráulica. (ABNT, 2012).

Após a análise prévia da caracterização dos solos em estudo, a produção dos corpos de

prova foi realizada com a utilização do Solo-02. Este solo foi escolhido por já ter sido coletado

em grande volume e em virtude da maior quantidade de ensaios realizados na amostra. Ressalta-

se que o material é composto essencialmente de areia média e que apresentou valores

divergentes da NBR 10833:2012. E não foram confeccionados corpos de prova utilizando o

Solo-01, por conta da dificuldade de desformar os corpos de provas.

34

Os tijolos, com utilização do Solo-02, foram fabricados em uma residência na zona

rural da cidade de Teresina-PI, no Povoado Soinho.

Os corpos de prova foram confeccionados em lotes de 10 tijolos com as proporções de

0%, 3%, 6% e 9% de resíduo cerâmico em relação ao quantitativo de solo, ou seja, foi retirado

a porcentagem de solo e acrescentado a mesma proporção de resíduo. E as proporções de solo,

cimento e resíduo são apresentados na Tabela 4 abaixo.

Tabela 4 – Proporções utilizadas na fabricação do tijolo Solo-Cimento.

Amostra Solo

(quilogramas)

Cimento

(quilogramas)

Traço

(quilogramas)

Teor de Resíduo

(quilogramas)

0% 35,00 5,0 8 solo : 1 cimento 0,0

3% 33,95 5,0 8 solo : 1 cimento 1,05

6% 32,90 5,0 8 solo : 1 cimento 2,10

9% 31,85 5,0 8 solo : 1 cimento 3,15

Fonte: Autor, 2019.

Inicialmente, foi realizada a homogeneinazação do solo e cimento com o auxílio de

uma máquina trituradora para solos, como mostra as Figuras 24 e 25 abaixo, sendo a mistura

agitada para obter-se uma consistência ideal para a moldagem dos corpos de prova.

Figura 24 – Homogeneização do solo, cimento e resíduo.

Fonte: Autor, 2019.

35

Figura 25 – Máquina trituradora de solos.

Fonte: Autor, 2019.

Em seguida, foi transferido a massa para a máquina de prensa hidráulica, com pressão

de 150 kgf/cm². As Figuras 26 e 27 ilustram o processo de realização da moldagem dos tijolos.

Figura 26 – Máquina de prensa hidráulica para fabricação dos corpos de prova.

Fonte: Autor, 2019.

36

Figura 27 – Moldagem dos corpos de prova.

Fonte: Autor, 2019.

Dessa forma, foram confeccionados 10 tijolos, como ilustra a Figura 28, de cada teor,

com porcentagens de 0%, 3%, 6% e 9% de adição de resíduo em relação a quantidade de solo

da mistura. Sendo os 10 submetidos a análise dimensional, 7 destinados ao ensaio de

compressão e 3 para o ensaio de absorção de água.

Figura 28 – Tijolo de Solo-Cimento.

Fonte: Autor, 2019.

37

Após a confecção dos tijolos, os mesmos foram empilhados sobre uma superficie plana

e lisa, e submetidos a um processo de cura hídrica por aspersão manual (com auxílio de um

regador), exemplificados pelas Figura 29 e 30, durante um prazo de 7 dias. No qual, foram

umedecidos todos os dias para possibilitar a hidratação do cimento.

Findado esse período de cura, procedeu-se com a realização dos ensaios de análise

dimensional, resistência a compressão simples e absorção de água.

Figura 29 – Processo de cura hidráulica por aspersão manual.

Fonte: Autor, 2019.

Figura 30 – Processo de cura hidráulica por aspersão manual.

Fonte: Autor, 2019.

38

3.3 Ensaio de análise dimensional

Para o ensaio de análise dimensional, os blocos foram ensaiados conforme a NBR

8492:2012. Que recomenda que a amostra ensaiada deve satisfazer as tolerãncias permitidas

nas dimensoões nominais dos tijolos de ± 1,00 mm para o comprimento (C), largura (L) e altura

(H).

A aparelhagem utilizada foi uma escala metálica com resolução de pelo menos 0,5 mm

e comprimento adequado à dimensão máxima do tijolo. Para cada dimensão do corpo de prova

foi executada pelo menos três determinações em pontos distintos de cada face, sendo realizada

uma determinação em cada extremidade e uma no meio do corpo de prova, com exatidão de 0,5

mm.

3.4 Ensaio de resistência à compressão simples

Os corpos de prova foram cortados ao meio, como mostra a Figura 31,

perpendicularmente à sua maior dimensão. E superpostos, por suas faces maiores, as duas

metades obtidas e as superfícies cortadas invertidas, de acordo com a Figura 32, ligando-as com

uma camada fina de pasta de cimento Portland, pré contraída com repouso de 30 min e espessura

de 2 e 3 mm.

Figura 31 – Corpos de prova sendo cortado para ensaio de compressão simples.

Fonte: Autor, 2019.

39

Figura 32 – Ilustração de corpos de prova preparados a partir de tijolo vazado para ensaio de

compressão simples.

Fonte: ABNT, 2012.

O corpo de prova obtido anteriormente, antes de ser submetido ao ensaio, deve

apresentar suas faces planas e paralelas para que haja perfeito contato entre as superfícies de

trabalho, podendo ser regularizado por meio de retífica adequada ou capeamento com pasta de

cimento Portland, com espessura máxima de 3 mm. Desse modo, com o auxílio de uma espátula,

retirar as rebarbas existentes. A Figura 33, exemplifica o tijolo cortado ao meio e com suas

superficies planas.

Figura 33 – Corpo de prova cortado ao meio e com suas superfícies planas.

Fonte: Autor, 2019.

Após o endureciemnto do material utilizado, os corpos de provas foram identificados

e submergidos em água por pelo menos 6 horas.

Decorridos os processos acima citados, os corpos de provas foram colocados na

máquina à compressão no qual, foi aplicada carga uniforme e com velocidade de ensaio de 500

N/s (50kgf/s), como mostra a Figura 34 abaixo.

40

Figura 34 – Corpo de prova sendo ensaiado para obtenção de resistência.

Fonte: Autor, 2019.

As amostras ensaiadas devem estar de acordo com a ABNT NBR 8492/2012, não

podendo apresentar média dos valores de resistência à compressão menor do que 2,0 Mpa e

nem valor individual inferior a 1,7 Mpa, com idade mínima de sete dias.

3.5 Ensaio de absorção de água

Para o ensaio de absorção de água, os blocos foram colocados em estufa, apresentada

na Figura 35, com temperatura entre 105ºC e 110ºC até a constância de massa, obtendo-se a

massa do corpo de prova seco, de acordo com a Figura 36.

Figura 35 – Estufa utilizada para o ensaio de absorção de água.

Fonte: Autor, 2018.

41

Figura 36 – Coleta do peso seco do tijolo para o ensaio de absorção de água.

Fonte: Autor, 2019.

Em seguida, foram submersos em um tanque durante 24h, e a Figura 37 ilustra os

corpos de prova submersos em água. Após sua retirada da água, foram enxugados com um pano

levemente umidecido e pesados (antes de decorridos 3 minutos), obtendo-se a massa do tijolo

saturado.

Figura 37 – Corpos de prova submersos para o ensaio de absorção de água.

Fonte: Autor, 2019.

As amostras ensaiadas devem estar de acordo com a ABNT NBR 8492/2012, não

podendo apresentar média dos valores de absorção de água maior do que 20% e nem valor

individual superior a 22%, com idade mínima de sete dias.

42

3.6 Análise Estatística

Para a análise estatística foi organizado em planilhas do Excel os dados obtidos, para

realização de análise descritiva das variáveis observadas. Dessa forma, ocorerreu comparação

das médias das variáveis de absorção de água e de resistência à compressão simples, utilizando

o Excel e o software Past.

Os dados de análise descritiva foram exportados para o programa Past, para realizar a

aferição estatística dos resultados. No qual, foram obtidos valores de Variância (ANOVA) e

comparação das médias (testes de Tukey). Esses ensaios fizeram a comparação das médias das

variáveis absorção de água e resistência à compressão simples.

43

4 RESULTADOS ANALISADOS

4.1 Caracterização do Solo 01 (coloração avermelhada)

O primeiro tipo de solo analisado, denominado de Solo 01, utilizado para a fabricação

dos corpos de prova, é constituído de materiais de natureza argilosa, sendo coletado na região

da cidade de Teresina-PI.

Inicialmente, para a caracterização desse material foi realizado o ensaio de

peneiramento para encontrar a granulometria dos grãos do solo. Ressalta-se que o ensaio foi

conduzido de forma análoga ao descrito na metodologia do presente trabalho.

Dessa forma, o ensaio de análise granulométrica da amostra forneceu os seguintes

dados, conforme mostra a Tabela 5 abaixo.

Tabela 5 – Resumo Granulométrico do Solo 01.

Resumo Granulométrico

Malha Peso Retido % Retida % Retida Acumulada % Passante

4 0 0 0 100,00

10 10,44 10,46 10,46 89,54

30 32,57 32,65 43,11 56,89

40 8,68 8,70 51,81 48,19

50 9,62 9,64 61,45 38,55

80 22,81 22,86 84,31 15,69

100 2,34 2,35 86,66 13,34

200 8,57 8,59 95,25 4,75

FUNDO 4,74 4,75 100,00 0,00

Fonte: Autor, 2019.

E o resumo para a classificação dos intervalos de tamanhos dos grãos são mostrados

na Tabela 6.



Pedregulho (>4,8mm) 0%

Areia Grossa (4,8 - 2,0mm) 10,46%

44


Areia Média (2,0 - 0,42mm) 41,35%

Areia Fina (0,42 - 0,074mm) 43,44%

Silte+Argila (< 0,074mm) 4,75%

Total 100,00%

Fonte: Autor, 2019.

A Figura 38 expõe o gráfico da curva granulométrica para o Solo 01, e analisando a

figura é possível concluir que o material em estudo se apresenta como bem graduado.

Figura 38 – Curva Granulométrica do Solo 01.

Fonte: Autor, 2019.

Com base na Tabela 5 e no gráfico da Figura 38, é possível extrair que o primeiro tipo

de solo analisado, Solo 01, não atendeu aos critérios estabelecidos pela NBR 10833:2012,

quanto a porcentagem de material que passa na peneira de abertura de malha nº 200, visto que

não atingiu a recomendação de ter entre 10% e 50% de material passante na peneira de malha

4,75mm.

45

Posteriormente, ao ensaio de análise granulométrica, foi realizado o ensaio de Limites

de Attenberg, conforme descrito na metodologia deste trabalho. Os resultados podem ser

observados na Tabela 7 e no gráfico da Figura 39.

O ensaio de determinação do Limite de Liquidez forneceu os seguintes dados

conforme mostra a Tabela 7.

Tabela 7 – Determinação do Limite de Liquidez do Solo 01.

DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ

(ABNT NBR 6459)

Capsula N° 06 02 12 10 07

Golpes 12 22 31 38 41

Peso bruto úmido g 9,96 10,71 10,36 11,09 11,07

Peso bruto seco g 9,10 9,73 9,45 9,94 9,91

Peso da capsula g 5,52 5,70 5,86 5,65 5,76

Peso da água g 0,86 0,98 0,91 1,15 1,16

Peso do solo seco g 8,24 8,75 8,54 8,79 8,75

Umidade % 10,44 11,20 10,66 13,08 13,26

Fonte: Autor, 2019.

O limite de liquidez é determinado através da umidade para o qual o sulco se fecha

com 25 golpes. Dessa forma, para o presente solo em estudo, o limite de liquidez apresentado

foi de 11,4%, mostrado pela Figura 39 abaixo. Estando de acordo com a NBR 10833:2012, que

amostra de solo deve ser igual ou inferior a 45%.

Com secagem

prévia 105°/110° C

46

Figura 39 – Determinação do Limite de Liquidez.

Fonte: Autor, 2019.

O ensaio de determinação do Limite de Plasticidade, seguiu conforme o exposto na

metodologia, e forneceu os seguintes dados conforme mostra a Tabela 8.

Tabela 8 – Determinação do Limite de Plasticidade.

DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE

PLASTICIDADE

(ABNT NBR 7180)

CÁPSULA N° 06 07 02 12 10

PESO BRUTO ÚMIDO g 5,15 5,16 5,42 5,20 4,86

PESO BRUTO SECO g 4,91 5,00 5,21 4,94 4,73

PESO DA CÁPSULA g 3,95 3,96 4,06 3,63 3,78

PESO DA ÁGUA g 0,24 0,16 0,21 0,26 0,13

PESO DO SOLO SECO g 4,67 4,84 5,00 4,68 4,60

UMIDADE % 5,14 3,31 4,20 5,56 2,83

LP= 4,21

Fonte: Autor, 2019.

Com secagem

prévia 105°/110° C

47

O limite de Plasticidade corresponde à média dos valores de umidade. E o resultado

do ensaio ficou em 4,21%. Dessa forma, o Índice de Plasticidade corresponde a diferença entre

o limite de liquidez e o limite de plasticidade. Assim, o valor obtido para o Índice de

Plasticidade foi de 7,19%, ficando caracterizado como um material de plasticidade mediana, e

dentro dos limites recomendados pela norma, que deve ser igual ou inferior a 18%.

A análise química do solo foi realizada pelo ensaio de Fluorescência de Raio-X (FRX),

que foi conduzido no laboratório da CPRM (Seviços Geologicos do Brasil Geral), localizado

na cidade de Teresina-PI.

O material foi passado na peneira ABNT nº200 sendo encaminhado para análise e a

caracterização química do material, que revelou a composição apresentada na Tabela 9. De

acordo com a essa tabela, pode-se inferir que cerca de 70% do solo é constituído de Ferro,

indicando que o material apresentará um comportamento argiloso.

Tabela 9 – Análise Química do Solo 01.

Componente Concentração (Ppm)

Ferro (Fe) 29438,77

Titânio (Ti) 7094,12

Potássio (K) 2616,1

Cálcio (Ca) 1118,78

Fonte: Autor, 2019.

4.2 Caracterização do Solo 02 (coloração amarelado)

A segunda amostra de solo, nomeada de Solo 02, foi coletada de uma jazida que se

localiza na estrada da Cacimba Velha, na região da cidade de Teresina-PI. Esse material

apresentou uma textura arenosa-argilosa, e que é facilmente encontrado na região.

O ensaio de granulometria do solo forneceu os seguintes dados conforme mostra a

Tabela 10.

48



Malha Peso Retido % Retida % Retida

Acumulada % Passante

4 0 0 0 100

10 0,09 0,09 0,09 99,91

30 2,39 2,39 2,48 97,52

40 4,1 4,10 6,58 93,42

50 15,97 15,97 22,55 77,45

80 40,33 40,33 62,87 37,13

100 12,49 12,49 75,36 24,64

200 21,15 21,15 96,01 3,49

FUNDO 3,49 3,49 100,00 0,00

Fonte: Autor, 2019.

E o resumo granulométrico bem como, a classificação dos intervalos de tamanhos dos

grãos são mostrados na Tabela 11.




Areia Grossa (4,8 - 2,0mm) 0,09%

Areia Média (2,0 - 0,42mm) 2,39%

Areia Fina (0,42 - 0,074mm) 94,03%


Total 100%

Fonte: Autor, 2019.

A Figura 40 expõe o gráfico da curva granulométrica para o Solo 02 e analisando a

figura é possível concluir que o material em estudo se apresentou como bem graduado.

49

Figura 40 – Curva Granulométrica do Solo 02.

Fonte: Autor, 2019.

Conforme mostra a Tabela 11 o Solo 02 é composto essencialmente de areia fina, com

a presença de 94,03% de areia fina.

Entretanto, o material não está de acordo com o recomendado pela NBR 10833:2012,

que afirma que o solo utilizado para confecção de tijolo solo-cimento deve possuir uma

porcentagem entre 10% e 50% de material que passa na peneira com abertura de malha nº 200

e a norma afirma também que o material deve ser 100% passante na peneira de abertura nº 04.

Com a análise, inferiu-se o Solo 02 se enquadrou apenas no que preconiza a norma para o

material passante na peneira de nº 04.

E em virtude do baixo teor de silte e argila do Solo 02, não foi possível realizar os

ensaios de limites de Attemberg. Dessa forma, o presente solo não se enquadra nos parâmetros

requeridos pela NBR 10833:2012, que requer um limite de liquidez menor ou igual a 45% e um

índice de plasticidade menor ou igual a 18%.

Para caracterização química e mineralógica foi realizado as técnicas de Fluorescência

de Raio X (FRX), que foi conduzido no laboratório da CPRM (Serviços Geológicos do Brasil

Geral) da cidade de Teresina-PI.

A análise química do material revelou a composição apresentada na tabela 12. De

acordo com a tabela, pode-se inferir que o solo é constituído de principalmente por Silício e

Ferro.

50

Tabela 12 – Análise Química do Solo 02.


Silício (Si) 201950,0

Ferro (Fe) 10523,7

Fósforo (P) 4933,89

Titânio (Ti) 6054


Fonte: Autor, 2019.

O Silício (Si) é um componente de mais materiais arenosos, evidenciando que o

presente solo tem muitos resíduos. Já a presença de Ferro (Fe), indica caracteristicas de material

argiloso.

4.3 Caracterização do Resíduo de material cerâmico

O resultado do ensaio granulométrico do resíduo pode ser visualizado nas Tabela 13 e

14, e na Figura 41 que apresenta o gráfico da curva granulométrica.

Tabela 13 – Resumo Granulométrico do Resíduo.


Malha Peso Retido % Retida % Retida

Acumulada % Passante

4 0 0 0 100,00

10 0,53 0,53 0,53 99,48

30 14,4 14,50 15,03 84,97

40 9,11 9,17 24,20 75,81

50 7,6 7,65 31,85 68,17

80 9,58 9,64 41,49 58,52

100 4,01 4,04 45,53 54,50

200 17,69 17,81 63,34 36,69

FUNDO 36,42 36,66 100,00 0,00

Fonte: Autor, 2019.

51

Tabela 14 – Resumo Granulométrico do Resíduo.



Areia Grossa (4,8 - 2,0mm) 0,54%

Areia Média (2,0 - 0,42mm) 23,67%

Areia Fina (0,42 - 0,074mm) 39,14%


Total 100%

Fonte: Autor, 2019.

A Figura 41 expõe o gráfico da curva granulométrica para o Resíduo Cerâmico e

analisando-a é possível concluir que o material em estudo se apresentou como bem graduado.

Figura 41 – Curva Granulométrica do Resíduo.

Fonte: Autor, 2019.

Conforme mostra a Tabela 14 o Resíduo é composto essencialmente por areia fina,

silte e argila.

52

Tabela 15 – Análise Química do Resíduo.


Ferro (Fe) 18701,3

Potássio (K) 17035

Titânio (Ti) 5997


Fonte: Autor, 2019.

A análise química do resíduo representada na Tabela 15, mostra os principais

componentes presentes no resíduo cerâmico. E como pode ser observado, encontrou-se cerca

elevadas concentrações de Ferro e de Potássio.

4.4 Ensaio de análise dimensional

A análise dimensional consistiu com a aquisição de pelo menos 3 pontos distintos de

cada face do tijolo, sendo uma para cada extremidade e outra ao centro do corpo de prova.

Dessa forma, aferiu-se as dimensões dos 10 tijolos de cada porcentagem de amostra, e tirou-se

uma média. Obtendo os resultados expostos nas Tabela 16 abaixo.

Tabela 16 – Dimensões médias para os corpos de prova.

Amostra C L H

(mm) (mm) (mm)

0% 120,30 240,2 70,4

3% 120,03 240,3 70,3

6% 120,01 240,1 70,2

9% 120,01 240,1 70,3

Obs.: L = largura; C = comprimento, H = altura.

Fonte: Autor, 2019.

De acordo com a análise dos resultados obtidos para o ensaio de analise dimensional,

todos os corpos de prova dos quatro tipos de porcentagens estão de acordo com o que preconiza

a NBR 8491:2012, não apresentando variações nominais dos tijolos de 1mm, nem para mais e

nem para menos.

53

4.5 Ensaio de resistência a compressão simples

O ensaio de resistência a compressão foi realizado em sete tijolos, para cada grupo de

formulação (0%, 3%, 6% e 9%), com velocidade de ensaio de 500 N/s (500 kgf/s) pela máquina

de prensa universal, Contenco- Fabricante dos Produtos Pavitest. Sendo realizado no

laboratório de materiais do Centro Universitário Uninovafapi, na cidade de Teresina-PI.

A Tabela 17 e a Figura 42 abaixo, mostram os valores médios de resistência à

compressão simples.

Tabela 17 – Valores médios de resistência a compressão.

Amostra MPa

0% 2,31

3% 2,14

6% 1,92

9% 2,36

Fonte: Autor, 2019.

Figura 42 – Gráfico com valores médios de resistência a compressão.

Fonte: Autor, 2019.

2,31

2,14

1,92

2,36

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0% de Resíduo 3% de Resíduo 6% de Residuo 9% de Residuo

RES

ISTÊ

NC

IA (

MP

A)

Resistência em Mpa

Resistência em Mpa

54

Tabela 18 – Valores de resistência à compressão dos corpos de prova.

RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO

(Mpa)

0% RESÍDUO 3% RESÍDUO 6% RESÍDUO 9% RESÍDUO

2,86 1,89 1,22 2,66

1,68 2,47 1,84 2,39

1,76 2,31 1,07 2,76

2,13 1,72 1,19 2,46

2,74 2,37 2,03 2,01

3,08 2,12 2,10 1,87

1,89 2,10 1,71 2,35

Fonte: Autor, 2019.

Conforme mostra a Tabela 18, o percentual de 6% de adição de resíduo foi o pior caso

observado visto que, houve apenas duas amostras que atingiram o valor de 1,7 MPa. Já os tijolos

com adição de 3% e 9% de resíduo se enquadraram dentro dos parâmetros exigidos pela NBR

8491:2012, que prevê valor individual de 1,7 MPa e 2,0 MPa para média dos valores de

resistência a compressão.

Entretanto, acredita-se que a deficiência do solo utilizado possa ter influenciado nos

resultados obtidos uma vez que, esse material não ficou de acordo com as características

prevista em norma para a caracterização do solo, reduzindo a resistência máxima do produto.

Por conseguinte, convém refazer os corpos de prova utilizando uma matéria prima mais

apropriada.

4.6 Ensaio de absorção de água

E o último ensaio realizado foi o teste para absorção de água no qual, foram utilizados

três tijolos, sendo três unidades para cada tipo de formulação (0%, 3%, 6% e 9% de adição de

resíduo de material cerâmico).

As Tabelas a seguir apresentam os valores obtidos no ensaio de absorção de água.

55

Tabela 19 – Valores de absorção de água com adição de 0% de Resíduo.

ABSORÇÃO DE ÁGUA

0% RESÍDUO

PESO SECO

(g)

PESO ÚMIDO

(g)

ABSORÇÃO

(%)

1 3255,14 3731,78 12,77

2 3265,67 3746,56 12,83

3 3235,69 3720,1 13,02

MÉDIA 12,88

Fonte: Autor, 2019.


ABSORÇÃO DE ÁGUA

3% RESÍDUO

PESO SECO

(g)

PESO ÚMIDO

(g)

ABSORÇÃO

(%)

1 3184,73 3685,95 13,60

2 3241,33 3715,3 12,76

3 3249,77 3721,48 12,68

MÉDIA 13,01

Fonte: Autor, 2019.


ABSORÇÃO DE ÁGUA

6% RESÍDUO

PESO SECO

(g)

PESO ÚMIDO

(g)

ABSORÇÃO

(%)

1 3106,33 3638,27 14,62

2 3166,3 3663,41 13,57

3 3186,79 3680,71 13,42

MÉDIA 13,87

Fonte: Autor, 2019.

56


ABSORÇÃO DE ÁGUA

9% RESÍDUO

PESO SECO

(g)

PESO ÚMIDO

(g)

ABSORÇÃO

(%)

1 3249,03 3756,29 13,50

2 3414,17 3932,26 13,18

3 3334,39 3833,11 13,01

MÉDIA 13,23

Fonte: Autor, 2019.

E com a análise dos resultados obtidos, mostrado também pelo gráfico da Figura 43

abaixo, nenhuma das amostras ultrapassaram os valores exigidos pela NBR 8491:2012, que

preconiza que as amostras ensaiadas não podem exceder a média dos valores de absorção de

água maior do que 20% nem valores individuais superiores a 22%, com idade mínima de 7 dias.

Figura 43 – Gráfico de análise de absorção de água.

Fonte: Autor, 2019.

Conforme mostram as tabelas 19, 20, 21 e 22, nenhuma das amostras excedeu os

valores normatizados pela NBR 8491:2012, que estabelece que as médias dos valores de

12,77

13,6

14,62

13,5

12,83 12,76

13,57

13,1813,02

12,68

13,42

13,01

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

0% de Resíduo 3% de Resíduo 6% de Resíduo 9% de Resíduo

PO

REC

ENTA

GEM

(%

)

Absorção de Água

Tijolo 1 Tijolo 2 Tijolo 3

57

absorção de água não excedam 20% e nem que apresentem valores individuais maiores que

22%.

4.7 Análise Estatística

4.7.1 Resistência à compressão simples

Para avaliar a variância dos parâmetros de resistência a compressão simples e absorção

de água dos tijolos fabricados com o Solo 02, utilizou-se da análise de variância por meio do

teste ANOVA e teste Tukey.

A análise estatística dos dados de resistência a compressão simples foi por meio do

teste ANOVA e obteve-se os respectivos parâmetros como mostra a Tabela 23 abaixo.

Tabela 23 – Teste ANOVA para os parâmetros de resistência à compressão simples.

CAUSAS DA

VARIAÇÃO

GRAU DE

LIBERDADE

SOMA DOS

QUADRADOS

QUADRADO

MÉDIO

VALOR

F

VALOR

P

F

CRÍTICO

Entre grupos 3 2,55 0,85

4,92 0,008 3,01

Nos grupos 24 4,15 017

Total 27 6,70

Fonte: Autor, 2019.

Como pode ser observado na Tabela 23, nos tijolos fabricados com o Solo-02, houve

variação significativa entre os parâmetros analisados para resistência à compressão simples,

visto que o Valor de F (4,92) foi maior de que o valor de F CRÍTICO (3,01). Essa confirmação

de variação significativa pode ser explicada pelo VALOR P (0,008) que para parâmetro de

análise precisa ser P < 0,05.

Dessa forma, realizou-se o teste Tukey para comparar melhor os tratamentos. Os

resultados podem ser observados na tabela 24.

58

Tabela 24 – Teste Tukey para os parâmetros de resistência à compressão simples.

TRATAMENTOS COMPARADOS VALOR P

0% - 3% 0,3774

0% - 6% 0,01868*

0% - 9% 0,9956

3% - 0% 1,055

3% - 6% 0,09303

3% - 9% 0,7632

6% - 0% 4,531

6% - 3% 3,476

6% - 9% 0,01093*

9% - 0% 0,3276

9% - 3% 1,383

9% - 6% 4,859

Fonte: Autor, 2019.

Analisando a Tabela 24 é possível concluir que para a formulação de 0% de adição de

resíduo e para a formulação de 6% de adição de resíduo houve diferença estatisticamente

significativa. E também houve variação significativa entre as formulações de 6% e 9% de adição

de resíduo. Dessa forma, com o incremento de resíduo houve uma variação estatisticamente

significativa.

4.7.2 Absorção de água

A análise da variância pelo teste ANOVA para a absorção de água dos tijolos

fabricados com o Solo 02, mostrou os resultados apresentados na tabela 25.

Tabela 25 – Teste ANOVA para os parâmetros de absorção de água.

CAUSAS DA

VARIAÇÃO

GRAU DE

LIBERDADE

SOMA DOS

QUADRADOS

QUADRADO

MÉDIO

VALOR

F

VALOR

P

F

CRÍTICO

Entre grupos 3 1,74 0,58

3,03 0,094 4,07 Nos grupos 8 1,53 0,19

Total 11 3,27

Fonte: Autor, 2019.

59

De acordo com os dados obtidos e ilustrados na Tabela 25, não houve variância

estatística significante (P < 0,05) para os parâmetros de absorção de água. Entretanto, pode-se

observar que a adição de resíduo aumentou gradativamente a absorção de água, possivelmente,

em virtude da granulometria do resíduo de material cerâmico.

Dessa forma, uma possível justificativa seria ao fato do espaço amostral ser reduzido,

visto que para análise de absorção de água a norma recomenda a utilização de apenas 3 tijolos,

porém, para análise estatística é recomendado a utilização de 5 amostras. Os valores de P

apresentam uma tendência insignificância ao parâmetro percentual de absorção de água.

60

5 CONCLUSÃO

Projetos e estudos anteriores comprovaram que as utilizações de solo para a fabricação

de tijolos apresentam relativa influência em seu comportamento final, como a elevação de sua

resistência. Dessa forma, o presente trabalho buscou fazer um estudo com a utilização de um

solo adequado, como também, buscar uma diminuição da quantidade de resíduos cerâmicos que

não possuem utilização.

Com a análise dos resultados pode-se inferir que a escolha e adoção do tipo de solo é

um fator principal para a fabricação de tijolo de Solo-Cimento.

E que mesmo com a utilização de um solo com as características físicas que não se

adequaram aos parâmetros normativos, foi possível obter resultados satisfatórios e que possuem

relevância como: a resistência a compressão e a absorção de água.

A análise comparativa entre os dois tipos solos levou aos resultados de que o Solo 01

apresenta um resumo granulométrico mais satisfatório que o Solo 02, no que recomenda a NBR

10833:2012 para a fabricação de tijolo de Solo Cimento. Bem como, com o Solo 01 foi possível

realizar os ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade, o que não foi possível fazer

com o Solo 02.

Entretanto, como explicado no corpo do presente trabalho a utilização do Solo 02 para

a fabricação dos corpos de prova deveu-se a coleta do mesmo em uma maior quantidade, como

também a sua melhor adequação ao desmolde dos tijolos. E isso pode ser explicado pela

presença de Ferro no Solo 01, o que é característico de um argilo mineral. Contudo, esse

material pode conter um tipo de argilo mineral de baixa coesão, que dificultou o desmolde dos

tijolos.

Quanto a análise dimensional dos tijolos, conclui-se que as dimensões referentes a

comprimento, largura e altura, não apresentaram diferença de valor nominal maior ou menor

de que 1 mm. Estando assim, dentro dos limites aceitáveis pela NBR 8491:2012.

Com a análise de resistência a compressão é possível inferir que os tijolos com as

porcentagens de 0%, 3% e 9% de adição de resíduo cerâmico apresentaram adequabilidade aos

valores preconizados pela NBR 8491:2012. Mas, as três unidades de tijolos com o teor de 6%

de resíduo que não obtiveram resultados satisfatórios, ficando abaixo dos limites exigidos por

norma, que são de 1,7 MPa para valor individual ou 2 MPa para média de valores analisados.

E foi possível observar que o aumento na concentração de resíduo influenciou na

resistência dos tijolos visto que, notou-se um aumento gradativo na resistência a compressão

com a elevação da porcentagem de adição de resíduo.

61

E conforme pode ser visto pela análise estatística para resistência à compressão

simples houve uma variação estatística significativa quando há o incremento de resíduo ao

material para fabricação dos tijolos de Solo-Cimento.

Os resultados para absorção de água demonstraram que todos os corpos de prova

atenderam os limites estabelecidos pela NBR 8491:2012 no qual, o valor individual não pode

ser superior a 22% e a média de valores não pode ser maior de 20%. E a adição de resíduo

contribuiu para a redução dos vazios, visto que o material possui uma grande quantidade de

partículas finas.

A produção de um tijolo de Solo-Cimento com a proporção de 8:1 de solo/cimento, e

a adição de resíduo cerâmico, especialmente para a porcentagem de 9% de resíduo, é uma

alternativa satisfatória pois, obteve-se os maiores valores para a resistência a compressão. E a

diminuição da porosidade e o ganho ambiental pela reutilização de resíduo sobrepõe-se aos

demais resultados.

Dessa forma, conclui-se que para a fabricação de tijolos de Solo-Cimento com adição

de resíduo, recomenda-se a utilização de um solo com características mais argilosas para que

possa se enquadrar aos requisitos normativos de caracterização da matéria prima.

Ressalta-se ainda, que o tijolo de Solo-Cimento com adição de resíduo de material

cerâmico, constitui uma alternativa viável tecnicamente. Além de contribuir para a diminuição

dos impactos ambientais, devido a reintrodução do resíduo na cadeia produtiva, por

proporcionar um reaproveitamento desse material.

Por meio dessa pesquisa, buscou-se desenvolver uma formulação de tijolo de Solo-

Cimento que poderá atrair o mercado, devido ao baixo custo econômico agregado ao produto,

como também, pelo seu baixo impacto ambiental. Assim, facilitar o acesso a habitações de

baixo e médio padrão, em especial para a região Nordeste, por permitir uma redução nos custos

de produção e contribuir com a preservação do meio ambiente.

Para tanto, pretende-se ainda viabilizar a realização de estudos subsequentes que

possam dar continuidade a sustentabilidade ambiental, manejo e reaproveitamento adequado

dos resíduos de construção civil.

Por conseguinte, após a finalização desse estudo chegou-se à conclusão de que a

formulação ideal é a adição de 9% de resíduo cerâmico ao tijolo de Solo-Cimento visto que,

obteve-se melhores resultados para o ensaio de resistência a compressão apesar de a análise de

absorção de água não ter sido a melhor, mas esse resultado pode estar ligado a maior presença

de partículas finas e que, por consecutivo proporciona uma absorção maior de água.

62

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ana luiza sampaio silva desenvolvimento de tijolo solo

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