art resíduos de argamassa de cimento nas propriedades do solo cimento compactado- ferraz (2003)

IBRACON - Volume V - Pré-Fabricados em Concreto - Trabalho CBC0238 - pg. V.229 - V.245

46º Congresso Brasileiro do Concreto - ISBN: 85-98576-02-6 V.229

ESTUDO DA APLICAÇÃO DE RESÍDUO DE ARGAMASSA DE CIMENTO

NAS PROPRIEDADES DO SOLO-CIMENTO COMPACTADO

André Luiz Nonato Ferraz (1); Antonio Anderson da Silva Segantini (2)

(1) Engenheiro Civil, Mestrando em Engenharia Civil, Unesp. e-mail: [email protected]

(2) Engenheiro Civil, Professor Assistente Doutor, UNESP.

e-mail: [email protected]

Departamento de Engenharia Civil, Alameda Bahia, 550, cep 15.385-000, Ilha Solteira-SP Palavras Chaves: Resíduo de construção e demolição (RCD), solo-cimento, tijolos, reciclagem Resumo Pesquisas nas quais se utilizam materiais e técnicas alternativas de construção, no contexto atual de aproveitamento de resíduos e preservação do meio-ambiente, estão assumindo papel de destaque na engenharia, inclusive porque determinados tipos de resíduo podem até ser utilizados com vantagens técnicas e redução de custos, como é o caso da adição em misturas de solo-cimento. Neste trabalho são analisados resultados de ensaios realizados em amostras de solo-cimento produzido com um solo característico da Região Oeste do Estado de São Paulo e a influência da adição de resíduo de argamassa de cimento nas suas propriedades mecânicas. Foram realizados ensaios de resistência à compressão simples em corpos de prova cilíndricos e em corpos de prova confeccionados com tijolos, seguindo-se a metodologia prescrita pela normalização pertinente. Os resultados mostram que a utilização do resíduo de argamassa de cimento é uma excelente alternativa para melhorar as características dos solos, tendo em vista a sua aplicação em tijolos de solo-cimento. Concluiu-se que o uso deste resíduo na própria construção pode significar uma considerável redução no volume do entulho gerado, contribuindo de forma positiva no sentido de minimizar os danos causados ao meio-ambiente, além de melhorar de forma substancial as propriedades mecânicas do solo-cimento.



1 Introdução As propriedades dos solos influenciam a qualidade e o custo do solo-cimento. Segundo PINTO (1980), o solo ideal deve conter 15% de silte mais argila, 20% de areia fina, 30% de areia grossa e 35% de pedregulho, sendo que os solos arenosos bem graduados e com razoável quantidade de silte mais argila são os mais indicados, pois exigem baixo consumo de cimento. Para a PCA (1969), solos arenosos e pedregulhosos, contendo cerca de 65% de areia, e teor de silte mais argila variando de 10% a 35%, constituem-se em excelentes materiais para a obtenção de um solo-cimento econômico e de qualidade. Na composição do solo-cimento, o solo é o material que entra em maior proporção, devendo ser selecionado de modo que permita o menor consumo possível de cimento. Quando não se dispõe de um solo com as características desejadas, alguns autores, objetivando a obtenção de um material apropriado, consideram a possibilidade de se misturar dois ou mais solos, ou mesmo a adição de areia grossa, de modo que o resultado seja favorável técnica e economicamente. Nos entulhos de construção normalmente são encontrados restos de argamassa e concreto, materiais cerâmicos, materiais metálicos, madeiras, vidros e materiais plásticos. Os restos de argamassa, concretos e materiais cerâmicos, encontrados em maior volume, podem ser adicionados a matrizes de concreto ou solo-cimento e a grande maioria dos outros resíduos pode ser reciclada. Observando a grande quantidade de resíduos de construção e demolição (RCD) gerados pela indústria da construção, considerando que nas grandes cidades praticamente já não existem locais para bota-fora e também que esses resíduos podem ser utilizados com vantagens técnicas e redução de custos, procurou-se com este trabalho iniciar um estudo no qual se objetiva o aproveitamento e a aplicação desses resíduos pela própria indústria da construção, por meio da sua adição em tijolos de solo-cimento, buscando desta forma melhorar o desempenho do material e contribuir para a preservação ambiental, seja através da diminuição do volume de agregados naturais extraídos em leitos de rios ou subsolos, diminuição do volume de entulhos gerados, buscando meios para prover destinação adequada e consciente a esses rejeitos, sem contaminação ou poluição ambiental. Este trabalho está sendo desenvolvido na UNESP em Ilha Solteira, SP, contando atualmente com auxílio e participação de alunos de graduação e de pós-graduação, enfocando o tema Desenvolvimento Sustentável. Participam também pesquisadores e docentes das áreas de Construção Civil e Estruturas do Departamento de Engenharia Civil. 2 Introdução 2.1 Solo como material de construção O solo como material de construção tem sido utilizado há pelo menos dez mil anos, havendo registros de seu emprego em culturas antigas como a grega e a romana. Algumas destas obras resistem ao tempo, conservando sua estética e principalmente a qualidade estrutural. No Brasil, cidades como Ouro Preto, Diamantina e Paraty têm em comum quatro séculos de história que testemunham o uso intensivo do solo em construções do tipo taipa-de-pilão, adobes e taipa-de-sopapo ou pau-a-pique. Assim o solo sempre fez parte da herança cultural construtiva brasileira. 2.2 Solo-cimento

2.2.1 Definição e histórico



O solo-cimento é o produto resultante da mistura íntima de solo, cimento portland e água, que compactados na umidade ótima e sob a máxima densidade, em proporções previamente estabelecidas, adquire resistência e durabilidade através das reações de hidratação do cimento (ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland, 1999). O interesse pelo assunto no Brasil se deu a partir de 1936, através da ABCP, que pesquisou e regulamentou a sua aplicação. 2.1.2 Qualidade e dosagem do solo-cimento De maneira geral, considera-se adequado o solo que possuir as seguintes características: - 100% dos grãos passando na peneira ABNT 4,8 mm (nº 04); - 10% a 50% dos grãos passando na peneira ABNT 0,075 mm (nº 200); - Limite de liquidez ≤ 45%; e - Limite de plasticidade ≤ 18%. Os critérios para a dosagem do solo-cimento, em sua maioria, foram elaborados visando a sua aplicação em bases de pavimentos rodoviários e aeroportuários. De acordo com o CEPED - Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (1999), a quantidade de cimento a ser utilizada na dosagem deve ser determinada em função das características do solo, do teor de umidade e da densidade a ser obtida na compactação. 2.2.3 Custo do solo-cimento De acordo com a ABCP (1987), a utilização do solo-cimento na construção de habitações populares permite grande economia, com redução de custos que pode atingir até 40%. Contribui para isso o baixo custo do solo, que é o material usado em maior quantidade, além de redução de custos com transporte e energia, existindo ainda a possibilidade de redução de custos com mão-de-obra, pois o processo não requer, em grande número, profissionais especializados em construção. 2.2.4 Tijolos de solo-cimento Os tijolos de solo-cimento constituem uma das alternativas para a construção de alvenaria em habitações e outras edificações. Na sua produção são utilizados os seguintes materiais: solo, cimento e água. As vantagens da utilização dos tijolos de solo-cimento vão desde a fabricação até a sua utilização no canteiro de obras. Os equipamentos utilizados são simples e de baixo custo. A mão-de-obra para operar a máquina de fabricação não precisa ser especializada, permitindo operação no próprio canteiro, reduzindo assim os custos com transporte. Sua resistência à compressão é semelhante à do tijolo convencional, mas a qualidade final é superior, possuindo dimensões regulares e planas. Além das vantagens econômicas, o tijolo de solo-cimento agrada também do ponto de vista ecológico, pois não passa pelo processo de cozimento, no qual se consomem grandes quantidades de madeira ou de óleo combustível, como é o caso dos tijolos produzidos em cerâmicas e olarias. 2.3 Desenvolvimento sustentável O crescimento da economia e da população tem provocado aumentos consideráveis no consumo e exploração dos recursos naturais. No Japão, por exemplo, em 1995, o consumo estimado desses materiais foi de 2,6 bilhões de toneladas, cerca de 18,7 ton/ hab.ano (KASAI, 1998). No mundo, o consumo de materiais entre 1970 e 1995 passou de



5,7 bilhões de toneladas para 9,5 bilhões, cerca de 1,6 ton/hab.ano (MATOS & WAGNER, 1999). Em contrapartida, JOHN (1999) afirma que o desenvolvimento sustentável vem criando raízes na sociedade e certamente irá abranger as atividades do macro-complexo da construção civil, da extração de matérias-prima, da produção de materiais de construção, chegando ao canteiro e às etapas de operação, manutenção e demolição. A Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável – Rio 92 - realizada no Rio de Janeiro, em junho de 1992, em que 170 países membros da ONU estiveram representados, resultou na instalação da Agenda 21 ONU, na qual se formalizou um acordo entre os países presentes de colocar em prática um amplo programa para o desenvolvimento sustentável no planeta, envolvendo governos, agências de desenvolvimento, órgãos das Nações Unidas e outras entidades. De acordo com OLIVEIRA & ASSIS (2001), cinco anos depois, a implementação da Agenda 21 foi avaliada em outro evento da ONU, em Nova York, e ficou conhecida como Conferência Rio+5. Em documento apresentado pelo Brasil, que trata das ações executadas nas esferas municipais, estaduais e federal, desde 1992, há o reconhecimento de que os avanços no planejamento e gestão dos recursos naturais no país foram insuficientes e precários. 2.4 Reciclagem de resíduos Atualmente a reciclagem de resíduos é uma necessidade para a preservação da natureza, não apenas pelo risco de contaminação do solo e do lençol freático, mas também pelas possibilidades de redução de custos e do consumo de energia na produção de materiais de construção. A construção civil, pelo extraordinário volume de materiais que incorpora, é o maior mercado potencial para a reciclagem (OLIVEIRA, 2002). AGOPYAN & JOHN (2001) afirmam que a reciclagem dos RCD vem desde a antiguidade. Recentemente, após a segunda guerra mundial, foi empregada na reconstrução da Europa e atualmente é amplamente praticada especialmente na Holanda. Segundo JOHN (2001), a reciclagem pode ser uma oportunidade de transformação de fontes de despesa em faturamento ou de redução das despesas. As vantagens daí decorrentes são extremamente visíveis, principalmente nos dias atuais. No Brasil este processo cresce no momento em que a legislação ambiental fica mais rigorosa e estimula a conscientização dos consumidores. Nas universidades já existem grupos atuando nessa linha de pesquisa e diversos municípios já operam centrais de reciclagem, produzindo agregados para uso em sub-base de pavimentos. O processo de reciclagem envolve atividades que compreendem a coleta, a classificação e o processamento dos resíduos, de modo que a matéria-prima resultante tenha granulometria adequada ao uso a que se destina (JARDIM, 1995); (LEVY, 1997); (CLINTON, 1993). A mais visível das contribuições ambientais da reciclagem é a preservação dos recursos naturais, substituídos por resíduos, prolongando a vida útil das reservas naturais e reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna (JOHN, 1999). Segundo ANGULO et al (2001), a reciclagem na construção civil pode gerar inúmeros benefícios, entre eles: - Redução no consumo de recursos naturais não-renováveis, quando substituídos por resíduos reciclados (JOHN, 2000); - Redução de áreas necessárias para aterros sanitários, pela minimização de volume de resíduos proporcionados pela reciclagem. Destaca-se aqui a necessidade da própria reciclagem dos RCD, que representam mais de 50% da massa dos resíduos sólidos urbanos (PINTO, 1999). - Redução do consumo de energia durante o processo de produção. Destaca-se a indústria do cimento, que usa resíduos de bom poder calorífico para a obtenção de sua



matéria-prima (co-incineração) ou utilizando a escória de alto forno, resíduo com composição semelhante a do cimento (JOHN, 2000). - Redução da poluição, como por exemplo, no caso da indústria de cimento, que reduz a emissão de gás carbônico, utilizando a escória de alto forno em substituição ao cimento. 2.5 Caracterização dos RCD A caracterização dos RCD, visando o seu aproveitamento ou reciclagem, é algo imprescindível, pois a composição desses materiais varia bastante em função do tipo de obra, da técnica construtiva empregada, da fase em que a obra se encontra e também em função das características sócio-econômicas regionais (ANGULO, 2000); (OLIVEIRA, 2002); (LIMA & VIEIRA, 2001). PINTO (1986) diz que em média o que sai dos canteiros de obra é composto por 64% de argamassa, 30% de componentes de vedação (tijolo maciço, tijolo furado, telhas e blocos) e 6% de outros materiais, como concreto, pedra, areia, materiais metálicos e plásticos, conforme se observa na Tabela 1. Na Tabela 2 são apresentados números que mostram a variabilidade existente entre a composição dos entulhos gerados em Salvador e os de São Paulo. Já na Tabela 3 são mostrados valores estimados para a composição dos resíduos na cidade de São Paulo (OLIVEIRA, 2002).

Tabela 1 – Composição média dos materiais que saem dos canteiros de obra. Material (%) Material (%)

Argamassa 63,67 Pedras 1,38 Tijolo Maciço 17,98 Cimento Amianto 0,38

Telhas, Lajotas, Cerâmica. 11,11 Solo 0,13 Concreto 4,23 Madeira 0,11

Bloco de Concreto 0,11 Papel e Matéria Orgânica 0,20 Ladrilho de Concreto 0,39

Fonte: PINTO (1986)

Tabela 2 - Variabilidade da composição dos resíduos Composição São Paulo Salvador

Concreto 8% Argamassa 24%

53%

Materiais Cerâmicos 33% 15% Solos 30% 21%

Materiais Orgânicos 1% 4% Fonte: BRITO (1999)

Tabela 3 – Composição dos resíduos na cidade de São Paulo

Constituintes Porcentagem Inertes ¹ 65% Madeira 13% Plástico 8%

Outros Materiais 14% Fonte: OLIVEIRA (2002)

De acordo com PINTO (1999), a composição dos RCD, em função da diversidade de tecnologias construtivas utilizadas, varia de país para país. A madeira está muito presente na construção americana e na japonesa, tendo presença menos significativa na



construção européia e na brasileira. O gesso é fartamente encontrado na construção americana e européia e só recentemente vem sendo utilizado de forma mais significativa nos maiores centros urbanos brasileiros. O mesmo acontece com as obras de infra-estrutura viárias, havendo preponderância do uso de pavimentos rígidos em concreto nas regiões de clima frio. Segundo PINTO (1986), nos países já desenvolvidos, em que as atividades de renovação das edificações, da infra-estrutura e dos espaços urbanos são mais intensas, os resíduos provenientes de demolições são mais freqüentes do que os provenientes de construções novas. Isto pode ser observado na Tabela 4, na qual são mostrados números relativos aos resíduos de construção (RC) e também números relativos aos resíduos de demolição (RD). Atualmente, a disposição indiscriminada dos RCD em aterros ou em bota-foras vem recebendo maior preocupação em relação ao meio ambiente e a qualidade de vida nas cidades. Nesse contexto, o desperdício na construção civil vem sendo combatido com a qualificação da mão-de-obra, maior controle na aplicação dos materiais e projetos executivos melhor detalhados. Esse pequeno avanço, no entanto, não torna inevitável a geração de entulho (ALTHEMAN, 2002). Ainda hoje o desperdício se encontra na casa dos 8%, variando muito de obra a obra (TÉCHNE, 2001). Na Tabela 5 são apresentados números relativos à geração de entulhos em algumas cidades brasileiras. Em Ilha Solteira, segundo informações colhidas junto a uma empresa de tira-entulho, estima-se em 2.500 m3/mês o volume de RCD gerados na cidade, o que resulta em aproximadamente 1,2 m3/ hab. ano. Ilha Solteira possui aproximadamente 25.000 habitantes.

Tabela 4 – RCD - Contribuições individuais País RCD

(Toneladas) Resíduos de

Construção (RC) (%)

Resíduos de Demolição (RD)

(%)

Ano

Japão ² 99 milhões 42 58 1993 Alemanha ² 32,6 milhões 31 69 1994

Estados Unidos ³ 31,5 milhões 33 66 1997 Brasil ¹ 70 milhões 30-50 50-70 1999

Fontes: (1) PINTO (1999); (2) ZORDAN (1997); JOHN (2000) ; (3) PENG et al. (1997)

Tabela 5 - Geração de entulho em alguns municípios. Município População Entulho

(ton/ dia) Entulho

(kg/ hab. Dia) Santo André-SP 625.500 1013 1,61

São José do Rio Preto-SP 323.600 687 2,12 São José dos Campos-SP 486.500 733 1,51

Ribeirão Preto-SP 456.300 1043 2,29 Jundiaí-SP 293.400 712 2,43

Vitória da Conquista-BA 242.200 310 1,28 Campinas-SP 850.000 1.258 1,48

Florianópolis-SC 285.300 636 2,23 Fontes: PINTO (1999)

Nas capitais brasileiras o quadro de geração de entulho também é semelhante. Na Tabela 6 são apresentados os valores.

Tabela 6 - Entulho de construção e demolição em capitais brasileiras Município População Entulho

(ton/ dia) Entulho

(kg/ hab. Dia) São Paulo 15.000.000 5.000 0,333

Salvador-BA 2.200.000 1.700 0,773



Belo Horizonte 2.010.000 1.200 0.597 Fonte: CONSTRUÇÃO (1996)

Dados da revista Téchne, de janeiro de 2004, revelam que a quantidade de entulho de construção e demolição gerada diariamente na cidade de São Paulo já alcança 17.000 toneladas por dia, com crescimento de mais de três vezes em apenas oito anos. PINTO (1999) afirma que os resíduos de construção e demolição correspondem a aproximadamente 2/3 da massa total de resíduos sólidos urbanos (RSU) coletados em cidades de médio e grande porte do país. Nessas cidades, a geração de resíduos de construção oscila entre 1,1 a 1,9 kg/hab.dia (LIMA & SILVA, 1998). Nas cidades de pequeno porte, os lixos domésticos são considerados predominantes na composição dos resíduos sólidos urbanos, e centralizam as ações dos Planos Diretores. Nesse caso, esses resíduos são considerados críticos para o esgotamento de aterros. Por outro lado, nas cidades de grande e médio porte, a presença dos RCD é bem mais significativa. Apresentam-se, na Tabela 7, valores percentuais de RCD em relação aos RSU gerados em alguns países. ANGULO (2000) discute esses valores afirmando que a variação da porcentagem de RCD deve-se, provavelmente, aos sistemas de informação da geração de resíduos, pois o levantamento nas áreas de descarte é de difícil quantificação, em virtude da quantidade de áreas receptoras pulverizadas na malha urbana. Outros fatores apontados são as tecnologias e materiais empregados em cada país, idade das cidades, com maior ou menor quantidade de atividades de construção e de demolição. O autor considera ainda a abrangência das definições nesses diferentes países, consideradas diferentes das definições encontradas na literatura.

Tabela 7 – Participação dos RCD no total dos RSU. Países RCD (%) em massa Ano

Países baixos 26 1996 Austrália 20-30 1994

Estados Unidos 20-39 1998 Alemanha 19 1994 Finlândia 13-15 1994

Brasil 54-57 1999 Inglaterra 17 1997 Holanda 13-30 1998 Bélgica 66 1994

Europa Ocidental 66 1996 Fonte: ANGULO (2000).

Nos Estados Unidos, os valores divulgados da geração de RCD causam discussão. Relatórios da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) apresentam enfoques diversificados. Em 1986 foi estimada uma geração anual de 31,5 milhões de toneladas. Já os relatórios de 1988, 1990 e 1992 não fazem referência aos RCD, suscitando em especialistas opiniões de que não se consideravam esses resíduos como parte dos resíduos sólidos urbanos. Os RCD só voltaram a ser analisados no relatório de 1996, traçando-se uma estimativa de geração nacional de 136 milhões de toneladas, o que provocou reações. A C&D Industry (Indústria de Construção e Demolição), junção das empresas processadoras desses resíduos, vem travando uma acirrada discussão, alertando quanto à subestimação do verdadeiro volume de resíduos gerados na construção e demolição por desconsiderar os resíduos gerados na construção e reparo de obras viárias e limpeza de terrenos (ÂNGULO, 2000). Apresentam-se, na Tabela 8, valores estimados de geração de RCD em alguns países. ANGULO (2000) salienta que a idade das cidades, tecnologias e materiais empregados



em cada país, e outros fatores acima mencionados, com relação à participação dos RCD no total de RSU, devem ser a causa da imprecisão observada. 2.6 Custos da geração de resíduos Os custos com remoção e aterramento dos resíduos estão cada vez mais altos, e isto se deve basicamente à escassez de locais para disposição e ao aumento das distâncias a serem percorridas. Em São Paulo, a remoção de entulho para distâncias de até 10 km tem custo aproximado de US$9.00 por tonelada, e de 10 km até 20 km, de US$10.00 por tonelada. No total, são 150 mil toneladas por mês de entulho e 20 mil viagens de caminhão para que se possa removê-los. Calcula-se que a despesa mensal gerada aos cofres do município seja da ordem de US$1,4 milhões (ZORDAN, 1997); (CONSTRUÇÃO, 1996). Na Tabela 9 são apresentados dados de custo de gerenciamento de resíduos em alguns municípios brasileiros.

Tabela 8 - Estimativa de geração de RCD em diferentes países Países Quantidade (kg/hab) Observações Suécia 136-680 1996

Holanda 820-1300 Estados unidos 463-584 1996

Inglaterra 880-1120 1995, 1996. Bélgica 735-3359 1990, 1992.

Dinamarca 440-2010 Itália 600-690

Alemanha 963-3658 1994, 1996. Japão 785 1995

Portugal 325 Exclui solos Brasil 230-660 Algumas cidades

Fonte: ANGULO (2000)

Tabela 9 – Custos com o gerenciamento de resíduos de municípios brasileiros Município Custo (US$/ton)

Belo Horizonte-MG 7.92 São José dos Campos-SP 10.66

Ribeirão Preto-SP 5.37 São José do Rio Preto-SP 11.38

Fonte: LEITE (2001) 3 Materiais e métodos 3.1 Materiais Neste trabalho foram utilizados os seguintes materiais: 3.1.1 Solo Utilizou-se o solo A4 de Ilha Solteira, cujas características geotécnicas se assemelham às dos solos encontrados na Região Oeste do Estado de São Paulo. 3.1.2 Cimento Foi utilizado cimento CP32-II E, da marca Itaú.



3.1.3 Água Utilizou-se a água potável proveniente da rede pública de abastecimento. 3.1.4 Resíduo Foram utilizados resíduos de argamassa de cimento coletados em fabricas de artefatos de cimento na cidade de Ilha Solteira.

3.2 Métodos Foram estudadas dosagens compostas por solo natural, solo mais 20% de resíduo e solo mais 40% de resíduo. Foram utilizados três teores de cimento (6%, 8% e 10%), moldando-se corpos-de-prova cilíndricos para ruptura aos 07, 28, 56 e 120 dias e corpos-de-prova confeccionados a partir de tijolos para ruptura aos 07 dias. Os tijolos, medindo 23,0 cm de comprimento, 11,0 cm de largura e 5,0 cm de altura, foram produzidos em uma prensa manual, controlando-se de forma rigorosa a massa dos materiais a serem colocados na forma e os teores de cimento e de umidade. Os corpos-de-prova confeccionados com tijolos foram curados de acordo com as prescrições da NBR-8491 (Tijolos maciços de solo-cimento) e os ensaios de resistência à compressão simples e de absorção foram realizados no sétimo dia de cura, seguindo-se as prescrições da NBR-8492 (Tijolo de solo-cimento – Determinação da resistência à compressão e da absorção d’água). Os ensaios para a caracterização do solo e das misturas, compreendendo preparação de amostras, determinação de massas unitárias, limites de consistência, análise granulométrica e compactação foram realizados em conformidade com as normas técnicas brasileiras pertinentes. O ensaio de retração linear foi realizado segundo as prescrições do CEPED (1999). Por tratar-se de um procedimento empírico, alguns cuidados foram tomados visando um maior controle com relação à consistência da massa, de modo a se obter informações confiáveis a respeito da tendência de comportamento do solo e das misturas de solo com resíduo. 4 Resultados 4.1 Composição granulométrica Apresenta-se na Tabela 10 e na Figura 01 os resultados obtidos no ensaio de análise granulométrica.

Tabela 10 – Composição granulométrica Material Argila (%) Silte (%) Areia fina (%) Areia média (%) Areia grossa (%) Pedregulho

Solo natural 22,0 18,0 59,7 0,3 0,0 0,0 Solo + 20% de resíduo 17,1 11,9 56,0 13,5 1,5 0,0 Solo + 40% de Resíduo 14,4 10,6 52,1 20,7 2,2 0

Resíduo 1,2 2,0 23,5 67 5,6 0,7



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,01 0,1 1 10

Diâmetro dos Grãos (mm)

Perc

enta

gem

que

Pas

sa (%

)

Solo Natural Solo + 20% de resíduo Solo + 40% de resíduo Resíduo

Figura 01 – Curva granulométrica das misturas 4.2 Compactação Na Tabela 11 e nas Figuras 02 a 04 são apresentados os valores obtidos no ensaio de compactação.

Tabela 11 – Umidade ótima e massa específica aparente seca máxima

Traço Umidade Ótima (%) Massa específica unitária aparente seca máxima (g/cm³)

Solo natural 12,7 1,886

Solo + 6% de cimento 13,0 1,870

Solo + 8% de cimento 13,0 1,880

Solo+ 10% de cimento 13,0 1,886

Solo+ 6% de cimento+ 20% de resíduo 11,7 1,915








1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

0 5 10 15 20 25 30

Umidade (%)

Mas

sa E

spec

ífica

Sec

a ( ρρ ρρ

d )

Solo 6% de cimento Solo + 20% de resíduo + 6% de cimento Solo + 40% de resíduo + 6% cimento

Figura 02 – Curvas de compactação das misturas com 6% de cimento

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

0 5 10 15 20 25 30

Umidade (%)

Mas

sa E

spec

ífica

Sec

a ( ρρ ρρ

d )

Solo + 8% de cimento Solo + 20% de resíduo + 8 % de cimento Solo + 40% de resíduo + 8% de cimento

Figura 03 – Curvas de compactação das misturas com 8% de cimento

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

0 5 10 15 20 25 30

Umidade (%)

Mas

sa E

spec

ífica

Sec

a ( ρρ ρρ

d )

Solo + 10% de cimento Solo + 20% de resíduo + 10% de cimento Solo + 40% de resíduo + 10% de cimento Figura 04 – Curva de compactação das misturas com 10% de cimento



4.3 Limites de consistência e retração linear Os limites de consistência e os valores de retração linear são apresentados na Tabela 12.

Tabela 12 – Limites de consistência e retração linear.

Material Limite de Liquidez (%)

Limite de Plasticidade (%)

Índice de Plasticidade

(%)

Retração Linear (cm)

Solo natural 27,7 18,3 9,4 24,0

Solo + 20% de resíduo 23,6 16,1 7,5 14,7

Solo+ 40% de resíduo 22,5 15,6 6,9 9,2

4.4 Resistência à compressão e absorção dos tijolos

Na Tabela 13 são apresentados os valores de resistência à compressão e de absorção dos tijolos.

Tabela 13 – Resistência à compressão e absorção dos tijolos

Traço Resistência à compressão média (MPa)

Menor valor individual (MPa)

Absorção (%)

Solo + 6% de cimento 1,62 1,00 17,5 Solo + 8% de cimento 2,31 1,58 17,2 Solo+ 10% de cimento 2,69 2,01 17,0

Solo+ 6% de cimento+ 20% de resíduo 2,17 1,70 17,2 Solo+ 8% de cimento+ 20% de resíduo 2,77 2,14 16,8

Solo+ 10% de cimento+ 20% de resíduo 3,25 2,77 16,4 Solo+ 6% de cimento+ 40% de resíduo 3,23 2,50 12,9 Solo+ 8% de cimento+ 40% de resíduo 3,72 2,91 12,6

Solo+ 10% de cimento+ 40% de resíduo 4,12 3,32 12,4

4.5 Resistência à compressão dos corpos-de-prova cilíndricos

São apresentados na Tabela 14 os resultados obtidos nos ensaios de resistência à compressão simples realizados com os corpos-de-prova cilíndricos.

Tabela 14 – Resistência à compressão simples dos corpos-de-prova cilíndricos

Resistência à compressão simples (MPa) Traço 07 dias 28 dias 56 dias 120 dias

Solo + 6% de cimento 2,84 3,52 4,15 4,8 Solo + 8% de cimento 3,25 4,73 5,17 6,26 Solo+ 10% de cimento 3,45 5,42 6,00 7,27

Solo+ 6% de cimento+ 20% de resíduo 3,50 5,68 6,16 6,92 Solo+ 8% de cimento+ 20% de resíduo 3,60 6,70 7,14 7,69

Solo+ 10% de cimento+ 20% de resíduo 3,82 7,42 8,05 8,37 Solo+ 6% de cimento+ 40% de resíduo 3,67 6,45 7,05 7,55 Solo+ 8% de cimento+ 40% de resíduo 3,85 7,91 8,59 9,25

Solo+ 10% de cimento+ 40% de resíduo 4,36 8,53 9,18 9,75



5. Discussão Foram realizados ensaios para se determinar a composição granulométrica do solo natural e das composições com resíduo. Observa-se na Tabela 10 que a composição do solo com 40% de resíduo, em relação à massa do solo, resultou numa distribuição granulométrica bastante próxima daquela considerada ideal para a produção do solo-cimento, com a seguinte distribuição: 14,4% de argila; 10,6% de silte; 52,1% de areia fina; 20,7% de areia média; e 2,2% de areia grossa. Tem-se, então, 75% de areia e 25% da fração silte mais argila, sendo esses resultados bastante positivos. Com relação à umidade ótima obtida nos ensaios de compactação, observa-se que em todas as composições analisadas houve uma pequena redução em função do incremento dos resíduos. Nas composições com 6% de cimento, obteve-se umidade ótima de 13% para o solo natural, de 11,7% para o solo com 20% de resíduo e de 11,1% para o solo com 40% de resíduo. É interessante observar que a adição de cimento ao solo tende a aumentar o valor da umidade ótima da mistura, o que de fato pode ser observado para o solo natural, em que o valor da umidade ótima variou de 12,7% (solo natural) para 13%. Observa-se, contudo que a adição do resíduo em estudo reduziu o valor da umidade ótima, sendo isto positivo para as propriedades do solo, como limites de consistência e massa específica, que estão diretamente relacionadas com a qualidade do solo-cimento. Nota-se na Tabela 11 que a massa específica unitária aparente seca máxima aumenta em função do aumento da quantidade de resíduo e de cimento incorporados ao solo, variando de 18,8 kN/m3 para 19,5 kN/m3. Certamente, quanto mais pesado, mais compacto será o material e isto terá influência positiva na resistência à compressão simples e na absorção de umidade. Com relação aos limites de consistência, comparando-se o solo natural com a mistura de solo mais 40% de resíduo, nota-se na Tabela 12 que o valor do limite de liquidez diminuiu de 27,7% para 22,5%. Já o limite de plasticidade diminuiu de 18,3% para 15,6%. Estes resultados são bastante positivos e podem ser decisivos para a melhoria da qualidade do solo-cimento. Em particular, no caso de se trabalhar com o solo-cimento plástico, a redução do limite de liquidez indica que pode haver possibilidade de redução da água de amassamento necessária à homogeneização em betoneira, reduzindo-se o fator a/c, sendo isto bastante desejável. Com relação ao ensaio de retração, observa-se ainda na Tabela 12 que os valores diminuíram consideravelmente com o acréscimo do resíduo. Foram realizados ensaios de resistência à compressão simples utilizando-se corpos-de-prova cilíndricos e tijolos. No ensaio com corpos-de-prova cilíndricos, Tabela 14, os resultados mostram que houve aumento considerável da resistência à compressão simples em função do aumento a quantidade de resíduo. Observa-se também que ocorre acréscimo de resistência com o aumento do tempo de cura. Os valores obtidos revelam que os corpos-de-prova com 10% de cimento e sem resíduo tiveram resistência média semelhante à dos corpos-de-prova com apenas 6% de cimento e 20% de resíduo, indicando haver possibilidade de redução no consumo de cimento. Os corpos-de-prova moldados com 6% de cimento e 40% de resíduo tiveram valores superiores de resistência em todas as idades quando comparados aos corpos-de-prova com 10% de cimento e sem resíduo. Com relação aos tijolos, verificou-se que todos os traços atenderam a NBR-8492 quanto à absorção, já que a norma especifica valor máximo de 20%. Nota-se decréscimos consideráveis nos valores de absorção conforme se adiciona maiores quantidades de resíduo. Quanto à resistência à compressão simples, os dois primeiros traços (solo + 6% de cimento e solo + 8% de cimento), conforme se observa na Tabela 13, não atenderam às prescrições da NBR 8492. Esta norma prescreve que o valor médio deve ser maior ou igual a 2,0 MPa aos 07 dias e que, no cálculo da média, apenas um dos valores



individuais pode ter resistência inferior a 2,0 MPa, desde que seja igual ou superior a 1,7 MPa. Observa-se ainda na Tabela 13, que todos os corpos-de-prova com adição do resíduo atenderam aos requisitos mínimos das normas brasileiras, mostrando ainda, a ocorrência de ganhos consideráveis de resistência com o aumento no teor de resíduo. Assim, a adição do resíduo propiciou melhores condições para o atendimento das especificações de norma. Isto significa haver possibilidade real de redução na quantidade de cimento necessária para estabilizar o material e, conseqüentemente, reduzir o seu custo de produção, além de contribuir no sentido de se reduzir o volume de material a ser descartado. E isto, certamente, terá maiores reflexos na economia das cidades, pois reduzirá despesas com transporte e remoção de entulhos, muitas vezes lançados em locais inadequados. Ademais, haverá redução também das despesas decorrentes de problemas de saúde pública, pois muitas vezes os materiais descartados pelas construções acabam sendo lançados em locais clandestinos, terrenos baldios, ruas de pouca circulação localizadas nas periferias e até mesmo em locais próximos a córregos e rios. Tudo isso conduz à formação de bolsões de lixo que, entre outras coisas, provocam assoreamentos e entupimentos nas redes de água pluvial. Esses fatores aliados à impermeabilização dos solos urbanos causam enchentes e prejuízos de toda ordem, acúmulo de lixo e água, formando ambientes propícios à proliferação de insetos e roedores transmissores de doenças. Esse assunto já deveria estar na pauta das administrações municipais, pois a partir de julho de 2004, de acordo com a resolução 307 do CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente, as prefeituras estarão proibidas de receber os RCD em aterros sanitários. Cada município, portanto, deverá possuir algum planejamento que vise o gerenciamento das questões ligadas à destinação dos resíduos de construção. Para finalizar, além de todas as vantagens técnicas e redução de custos diretos e indiretos, não se pode deixar de discutir a enorme contribuição que o aproveitamento dos resíduos de construção pode trazer para a preservação ambiental. Além das vantagens econômicas, a fabricação dos tijolos prensados de solo-cimento não requer nenhum tipo ou processo de cozimento, no qual se consomem grandes quantidades de madeira ou de outros combustíveis, como é o caso dos tijolos de barro cozido, produzidos em olarias e dos tijolos de oito furos produzidos em cerâmicas. Obviamente, serão necessários estudos e gerenciamento que favoreçam a coleta dos resíduos e o reaproveitamento dos entulhos. A exemplo da coleta seletiva, hoje praticada com o lixo doméstico, alternativas precisam ser urgentemente investigadas. O primeiro passo pode ser a conscientização dos construtores e do pessoal que trabalha nas construções, por meio da incorporação de processos de seleção, em vez da prática de se acumular os entulhos em algum espaço do canteiro, sem qualquer controle ou planejamento ou visualização de seu valor e importância. Pode-se mesmo vislumbrar a fabricação de equipamentos apropriados para coleta, seleção e tratamento dos resíduos, gerando emprego e renda, formando valores éticos e de respeito à natureza e valorizando esse material que pode ter uma destinação nobre. 6. Conclusões Em vista das discussões apresentadas e dos resultados obtidos, conclui-se: - Os resíduos de argamassa de cimento são uma excelente alternativa para melhorar as características dos solos, visando a sua aplicação na produção de tijolos de solo-cimento; - A adição dos resíduos possibilitou melhores condições para se produzir tijolos com qualidade e pode significar redução no consumo de cimento; - Os tijolos produzidos com a adição do resíduo de argamassa de cimento tiveram suas propriedades mecânicas melhoradas e todos atenderam aos requisitos mínimos estabelecidos pelas normas brasileiras;



- A fabricação de tijolos de solo-cimento é uma prática ecologicamente correta, pois dispensa o processo de cozimento, preservando o meio-ambiente. - O aproveitamento dos resíduos pode contribuir no sentido de diminuir o enorme volume de material que, após ser rejeitado pelas obras, acaba muitas vezes sendo descartado de forma inadequada, prejudicando a natureza. 7 Referências

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Agradecimentos A todos que contribuíram para a realização deste trabalho, em especial à FAPESP pela concessão do auxílio à pesquisa.