CONTRIBUIO AO ESTUDO DA RELAO ENTRE PROPRIEDADES E PROPORCIONAMENTO DE BLOCOS DE CONCRETO APLICAO AO USO DE ENTULHO COMO AGREGADO RECICLADO ENGO JOS GETULIO GOMES DE SOUSA

DISSERTAO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

UNIVERSIDADE DE BRASLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

CONTRIBUIO AO ESTUDO DA RELAO ENTRE PROPRIEDADES E PROPORCIONAMENTO DE BLOCOS DE CONCRETO APLICAO AO USO DE ENTULHO COMO AGREGADO RECICLADO

ENGO JOS GETULIO GOMES DE SOUSA

Orientador: Elton Bauer Co-Orientadora: Rosa Maria Sposto

DISSERTAO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL

BRASLIA/DF, JULHO DE 2001.

UNIVERSIDADE DE BRASLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

CONTRIBUIO AO ESTUDO DA RELAO ENTRE PROPRIEDADES E PROPORCIONAMENTO DE BLOCOS DE CONCRETO APLICAO AO USO DE ENTULHO COMO AGREGADO RECICLADO

DISSERTAO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASLIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE.

APROVADA POR:

BRASLIA/DF, 13 de JULHO DE 2001ii

FICHA CATALOGRFICASOUSA, JOS GETULIO GOMES

Contribuio ao estudo da relao entre propriedades e proporcionamento de blocos de concreto Aplicao ao uso de entulho como agregado reciclado [Distrito Federal, 1999].xxi, 120p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Estruturas, 2001). Dissertao de Mestrado Universidade de Braslia. Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. 1. Blocos de concreto 3. Parmetros de mistura I. ENC/FT/UnB 2. Concreto para blocos 4. Reciclagem de entulho II. Ttulo (srie)

REFERNCIA BIBLIOGRFICASOUSA, J. G. G. (2001). Contribuio ao estudo da relao entre propriedades e proporcionamento de blocos de concreto Aplicao ao uso de entulho como agregado reciclado. Dissertao de Mestrado, Publicao E.D.M 009A/2001, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Braslia, Braslia, DF, 124p.

CESSO DE DIREITOSNOME DO AUTOR: Jos Getulio Gomes de Sousa TTULO DA DISSERTAO DE MESTRADO: Contribuio ao estudo da relao entre propriedades e proporcionamento de blocos de concreto Aplicao ao uso de entulho como agregado reciclado. GRAU/ANO: Mestre/2001 concedida Universidade de Braslia permisso para reproduzir cpias desta dissertao de mestrado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte desta dissertao de mestrado pode ser reproduzida sem a autorizao por escrito do autor.

iii

DEDICATRIA

A Deus por tudo. A minha me, Ftima e meu irmo, Tadeu, meus exemplos de vida, amor e ensinamento, e minha esposa, Magna pelo incentivo na conquista dessa etapa da minha vida. A minha eterna gratido.iv

AGRADECIMENTOS

Ao se concluir um trabalho como este, to importante como realizaes pessoal e profissional, necessrio agradecer quelas pessoas que, direta ou indiretamente, contriburam, participaram ou incentivaram o desenvolvimento e a elaborao dele. Desta forma, expresso aqui os meus sinceros agradecimentos: Aos professores e orientadores Elton Bauer e Rosa Maria Sposto, pela confiana e reconhecimento do meu trabalho desde o incio, atravs de uma orientao competente e provedora de conhecimentos, durante toda a sua realizao. Aos professores Abdias Magalhes Gomes e Antnio Alberto Nepomuceno, por aceitarem o convite para participar da banca examinadora da defesa desta dissertao. Aos professores do Mestrado em Estruturas da UnB pelos ensinamentos transmitidos ao longo do curso e pela amizade. Universidade de Braslia por subsidiar, fsica e financeiramente tambm, a realizao deste trabalho.

Aos Laboratrios de Ensaio de Materiais, Geotecnia e Estruturas da UnB, nas pessoas dos professores Elton Bauer, Jos Henrique Feitosa e Eliane Kraus de Castro, pela disponibilidade na realizao dos ensaios, atravs do uso de instalaes e equipamentos, alm da utilizao de materiais, de extrema importncia para o desenvolvimento deste trabalho. Aos tcnicos dos laboratrios deste departamento: Severino, Xavier (Laboratrio de Ensaio de Materiais), Leonardo (Laboratrio de Estruturas), Alessandro, Ricardo (Laboratrio de Geotecnia) pelo auxlio na confeco dos componentes estudados e na execuo dos ensaios.

v

Ao Laboratrio de Mecnica do Departamento de Engenharia Mecnica da UnB pela confeco de peas para a execuo de alguns ensaios. E aos tcnicos CME pelas manutenes nos equipamentos utilizados, e pelo apoio na soluo de problemas relacionados. Aos amigos do mestrado pela amizade, companheirismo, ajuda e incentivo em tantas conversas, trabalhos em conjunto e momentos de saudade da famlia; queles que j cumpriram o seu objetivo e permaneceram em Braslia, ou queles que voltaram as suas cidades, como tambm queles que prosseguem ou do incio aos seus trabalhos.

A todos os amigos Engenheiros Civis formados pela Universidade Federal da Paraba no segundo semestre de 1998, principalmente queles que vieram para Braslia, continuar os estudos no mestrado: Andrea, Edith, Glauceny, Gustavo, Luciano, Marculino, Silvrano pela amizade e companheirismo.

A

todos

os

fornecedores

que

gentilmente

me

cederam

os

materiais

para

o

desenvolvimento desta pesquisa: A CAENGE Engenharia (Eng. Marco Aurlio) que forneceu o entulho e a Sakis Mix (Eng. Alberico) que forneceu os agregados para produo dos blocos.

Ao Engenheiro, Marcos Aurlio, pelas inmeras oportunidades de discusso sobre as questes referentes reciclagem do entulho e pelo apoio ao longo da pesquisa.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico CNPq pelo suporte financeiro. Aos professores do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal da Paraba (UFPB), especialmente queles que tiveram considervel influncia na minha formao cientfica. Ao professor Marcos Csar Santos Ori do Departamento de Fsica pela orientao durante o projeto de iniciao cientfica.

vi

A minha me, Maria de Ftima, pela dedicao e incentivo intensos a minha formao pessoal, acadmica e profissional, com valorosos conselhos, que me levaram sempre a decises coerentes e corretas. A meu pai, Francisco Rodrigues, pelos poucos, mais saudosos, momentos que passamos juntos. A meu irmo, Judas Tadeu, pelos incentivos a minha formao. A minha esposa, Magna, pelo apoio e incentivo durante o mestrado.

A todos os meus familiares que de certa forma contriburam com a minha formao, sempre presentes em todos os momentos. Aos meus avs: Genival Goems e Maria de Lourdes, aos meus tios: Antnio, Marluce, Graa, Genivalter, Gorete, Socorro, Geane, Ananias, Luciane, e em especial minha tia, Edjane, e meu primo, Murilo, que me acolheram carinhosamente em Braslia como membro de sua famlia.

vii

RESUMO

O processo de produo de componentes pr-moldados, em particular os blocos de concreto, caracterizado por ser extremamente artesanal com mtodos emprico de proporcionamento. Neste sentido este trabalho surge com a proposta de contribuir com estudo dos parmetros que influenciam nas propriedades e no proporcionamento do concreto utilizado na produo dos blocos. Outro assunto abordado, diz respeito s possibilidades de utilizao de agregados de entulho de construo civil, reciclado, em substituio aos agregados convencionais geralmente empregados na produo dos blocos. Essa proposta contribui com os estudo sobre a reciclagem do entulho, uma vez que a produo de pr-moldados de concreto, com esse tipo de agregado, vem se evidenciando nas cidades que tm uma proposta de reciclagem do entulho. No geral foram estudados os parmetros: tempo de adensamento, consistncia de moldagem, composio granulomtrica dos agregados e proporo cimento:agregado. Esses parmetros foram avaliados quanto as grandezas: umidade de moldagem, massa especfica, no estado fresco e endurecido, absoro de gua por imerso e resistncia compresso. O estudo foi desenvolvido em corpos-de-prova cilndricos (20x10) cm e em blocos de concreto (10x19x39) cm. As composies estudadas com entulho reciclado foram estabelecidas a partir das curvas granulomtricas, das composies de melhor desempenho, estudas com os materiais convencionais. Os resultados obtidos indicaram uma considervel influncia da composio granulomtrica nas grandezas avaliadas, alm de denunciar um elevado grau de dependncia entre tais grandezas. Para os agregados convencionais, os resultados foram satisfatrios em relao metodologia utilizada e s propriedades avaliadas. Para o entulho reciclado, utilizado na pesquisa, suas caractersticas foram determinantes nas propriedades dos blocos de concreto. Observando-se reduo na resistncia e aumentado na absoro, em relao aos materiais convencionais. Pode-se dizer que os resultados se mostraram favorveis a utilizao do entulho reciclado na produo dos blocos, entretanto recomenda-se um maior controle nas caractersticas do entulho, evitando-se sobretudo a parcela inferior a 2,4 mm. Tais partculas, se mostraram com grande influncia na deficincia das propriedades dos blocos de concreto. Recomenda-se ainda que outros estudos complementares devam ser feitos para avaliar o desempenho desses blocos ao longo do tempo, frente a sua utilizao como elemento de vedao.

viii

ABSTRACT The process of production of premolded components, in specific the concrete blocks, it is characterized by being extremely empiric with methods empiric of mix design. In this sense this work appears with the proposal of contributing with study of the parameters that influence in the properties and in the mix design of the concrete used in the production of the blocks. Another approached subject, concerns the possibilities of use of aggregates of building site dump, recycled, in substitution to the conventional aggregates usually employees m the production of the blocks. That proposal contributed with the study them on the recycling of the dump, once the production of concrete prefabricated concrete blocks, with that aggregate type, comes if evidencing m the cities that have a proposal of recycling of the dump. In the general was studied the parameters: time of molding, molding consistence, particles size distribution and proportion cement:aggregate. Those parameters were appraised as the variables: molding humidity, specific mass, in the fresh state and hardened, absorption of water for immersion and resistance to the compression. The study was developed in cylindrical specimens (20x10) cm and in concrete blocks (10xl9x39) cm. The compositions study with recycled dump were established starting from particles size distribution, of the compositions of better performance, studied with the conventional materials. The obtained results indicated a considerable influence of the particles size distribution in the appraised variables, besides denouncing a high dependence degree among such variables. For the conventional aggregates, the results were satisfactory in relation to the used methodology and to the appraised properties. For the recycled dump, used in the research, their characteristics were decisive in the properties of the concrete blocks. Being observed reduction in the resistance and increased in the absorption, in relation to the conventional materials. It can be said that the results were shown favorable the use of the dump recycled in the production of the blocks, however a larger control is recommended in the characteristics of the dump, being avoided the inferior portion above all to 2,4 mm. Such particles, they were shown with great influence in the deficiency of the properties of the concrete blocks. It is recommended although other complemental studies should be made to evaluate the acting of those blocks along the time as luting element.

ix

NDICE

Captulos 1 - INTRODUO 1.1 - ASPECTOS GERAIS PERTINENTES AO TEMA 1.2 - OBJETIVOS GERAIS E ESPECFICOS 1.3 - ESTRUTURA DO TRABALHO 2 - REVISO BIBLIOGRFICA

Pginas 1 1 4 4 6 6 6 7 7 9 9 10 13 13 14 16 17 17 19 24 24 26 28 30 32 33 36 36 37 37 39 40 40 40

2.1 - BLOCOS PR-MOLDADOS EM CONCRETO 2.1.1 - Materiais empregados na produo dos blocos 2.1.1.1 - Aglomerante 2.1.1.2 - Agregados 2.1.1.3 - Aditivos 2.1.2 - Equipamentos utilizados na produo dos blocos de concreto 2.1.2.1 - Mecanismo de vibrao das vibro-prensas: parmetros que influenciam 2.1.3 - Etapas do processo de produo 2.1.3.1 - Mensurao dos materiais constituintes 2.1.3.2 - Mistura e moldagem 2.1.3.3 -Cura 2.1.4 - Parmetros de mistura 2.1.4.1 - Propriedades do concreto para blocos 2.1.4.2 - Diretrizes bsicas para o proporcionamento do concreto para blocos 2.2 - A RECICLAGEM E A UTILIZAO DO ENTULHO COMO AGREGADO 2.2.1 - O entulho como resduo slido 2.2.2 - A reciclagem na industria da construo civil 2.2.3 - Agregados de entulho reciclado 2.2.3.1 - Argamassas produzidas com entulho reciclado 2.2.3.2 - Concreto produzido com entulho reciclado 2.2.3.3 - Blocos de concreto produzidos com entulho 3 - PROGRAMA EXPERIMENTAL 3.1 - ASPECTOS GERAIS 3.2 - PROJETO EXPERIMENTAL 3.2.1 - Variveis de estudo 3.2.2 - Etapas do programa experimental 3.3 - OBTENO E CARACTERIZAO DOS MATERIAIS 3.3.1 - Coleta dos agregados 3.3.1.1 - Agregados convencionaisx

3.3.1.2 - Entulho reciclado 3.3.2 - Caracterizao dos materiais 3.3.2.1 - Cimento 3.3.2.2 - Agregados convencionais 3.3.2.3 - Entulho reciclado 3.4 - ENSAIOS E PROCEDIMENTOS EMPREGADOS 3.4.1 - Ensaio de determinao da consistncia do concreto 3.4.2 - Ensaio de determinao da massa especfica do concreto no estado fresco 3.4.3 - Moldagem dos corpos-de-prova 3.4.4 - Moldagem dos blocos de concreto 3.4.5 - Cura 3.4.6 - Ensaio de resistncia compresso 3.4.7 - Ensaio de absoro por imerso 3.5 - PROGRAMA PILOTO 3.5.1 - Massa especfica no estado fresco 3.5.2 - Determinao da consistncia de moldagem 3.5.3 - Determinao do tempo de adensamento 3.5.4 - Massa especfica e resistncia em funo da umidade de moldagem 3.6 - SRIES DE ENSAIOS 4 - RESULTADOS E DISCUSSES

41 42 42 43 44 45 46 47 47 49 50 51 51 52 52 54 55 57 59 62

4.1 - RESULTADOS DAS SRIES DE ENSAIOS 62 4.1.1 - Corpos-de-prova cilndricos: Agregados convencionais 62 4.1.1.1 - Umidade de moldagem dos corpos-de-prova 62 4.1.1.2 - Massa especfica dos corpos-de-prova no estado endurecido 65 4.1.1.3 - Absoro de gua por imerso 69 4.1.1.4 - Resistncia compresso 73 4.1.2 - Corpos-de-prova cilndricos: Entulho reciclado 78 4.1.2.1 - Composio granulomtrica do entulho 78 4.1.2.2 - Consideraes sobre a mistura no estado fresco 81 4.1.2.3 - Umidade da mistura durante a moldagem 81 4.1.2.4 - Massa especfica no estado endurecido 82 4.1.2.5 - Absoro por imerso 84 4.1.2.6 - Resistncia compresso 85 4.2 - BLOCOS DE CONCRETO 87 4.2.1 - Blocos de concreto: Agregados convencionais 88 4.2.2 - Blocos de concreto: Entulho reciclado 92 5 - CONCLUSES 5.1 CONCLUSES DO ESTUDO 5.2 - SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERNCIAS BIBLIOGRFICASxi

96 96 101 102

APNDICES APNDICE A - COMPOSIO GRANULOMTRICA DOS AGREGADOS APNDICE B - ESTUDO PILOTO APNDICE C - RESULTADOS DAS SRIES DE ESTUDOS EM CORPOSDE-PROVA - AGREGADOS CONVENCIONAIS APNDICE D - RESULTADOS DAS SRIES DE ESTUDOS EM CORPOS DE PROVA - ENTULHO RECICLADO

107 108 110 112 118

xii

LISTA DE FIGURAS Figuras Figura 2.1 Figura 2.2 Figura 2.3 Figura 2.4 Classificao das vibro-prensas quanto direo (BRESSON, 1981 ) Pginas 11

Evoluo do adensamento em funo do tempo e do tipo de vibrao (BRESSON, 1981) 11 Sequncia bsica de funcionamento de uma vibro-prensa automtica (SOUZA et al, 1990 apud MEDEIROS, 1993) 15 Curvas granulomtricas consideradas ideais para diferentes tipos de blocos (modificado PFEIFFENBERGER, 1985 apud MEDEIROS, 1993) 20 Variao da resistncia em funo da relao gua/cimento do concreto (TANGO, 1984) 21 Variveis de estudo Fluxograma do programa experimental Curvas granulomtricas: areia fina, pedrisco e entulho reciclado Mesa vibratria utilizada no ensaio Ensaio de massa especfica da mistura no estado fresco Moldagem dos corpos-de-prova cilndricos Vibro-prensa utilizada na moldagem dos blocos de concreto 38 40 45 46 47 48 49

Figura 2.5 Figura 3.1 Figura 3.2 Figura 3.3 Figura 3.4 Figura 3.5 Figura 3.6 Figura 3.7 Figura 3.8 Figura 3.9 Figura 3.10 Figura 3.11 Figura 3.12

Massa especfica da mistura no estado fresco em funo da umidade para diferentes percentagens de agregado A 53 Determinao da umidade de moldagem 55

Ilustrao da determinao do tempo de adensamento para corposde-prova cilndricos adensados na mesa vibratria 56 Comportamento da massa especfica no estado endurecido em funo do tempo de adensamento Corpos-de-prova cilndricos 57 Influncia da umidade de moldagem na massa especfica no estado endurecido e na resistncia compresso Trao com 20% agregado A 58xiii

Figura 4.1 Figura 4.2 Figura 4.3 Figura 4.4 Figura 4.5 Figura 4.6 Figura 4.7 Figura 4.8

Umidade de moldagem dos corpos-de-prova, em funo da % de agregado A Agregados convencionais 63 Umidade de moldagem dos corpos-de-prova, em funo da proporo cimento:agregado Agregados convencionais 65 Massa especfica dos corpos-de-prova em funo da % de agregado A Agregados convencionais 66 Massa especfica dos corpos-de-prova em funo da proporo cimento:agregado Agregados convencionais 68 Comportamento da massa especfica em funo da umidade de moldagem Agregados convencionais 69 Absoro de gua por imerso dos corpos-de-prova em funo da % do agregado A Agregados convencionais 70 Absoro de gua por imerso dos corpos-de-prova em funo da proporo cimento:agregado Agregados convencionais 71 Comportamento da massa especfica em funo do ndice de absoro - Agregados convencionais 72 Comportamento da absoro de gua por imerso em funo da umidade de moldagem Agregados convencionais 72 Resistncia compresso dos corpos-de-prova em funo da proporo da % de agregado A Agregados convencionais 73 Resistncia compresso dos corpos-de-prova em funo da proporo cimento:agregado Agregados convencionais 75 Comportamento da resistncia em funo da massa especfica e da absoro por imerso Agregados convencionais 76 Comportamento da resistncia em funo da umidade de moldagem Agregados convencionais 76 Resultados relativos das sries de ensaios 77

Figura 4.9 Figura 4.10

Figura 4.11 Figura 4.12 Figura 4.13 Figura 4.14 Figura 4.15

Curva granulomtrica: entulho reciclado e composies com 10% e 20% do agregado A 79 Granulometria: composies com 10% e composies com 70%, 60% e 50% de entulho 20% de areia e 79

Figura 4.16

xiv

Figura 4.17 Figura 4.18 Figura 4.19 Figura 4.20 Figura 4.21 Figura 4.22 Figura 4.23

Granulometria: composies com 10% e 20% do agregado A

80

Umidade da mistura durante a moldagem dos corpos-de-prova em funo da % de entulho Traos 1:10 82 Massa especfica dos corpos-de-prova em funo da % de entulho Traos 1:10 83 Comportamento da massa especfica em funo da umidade de moldagem Entulho reciclado 83 Absoro por imerso dos corpos-de-prova em funo da % de entulho Traos 1:10 84 Comportamento da massa especfica em funo da absoro por imerso Entulho reciclado 85 Comportamento da absoro por imerso em funo da umidade de moldagem Entulho reciclado 85 Resistncia compresso dos corpos -de-prova em funo da % de entulho Traos 1:6, 1:8, 1:10 86

Figura 4.24 Figura 4.25

Comportamento da resistncia em funo da massa especfica e da absoro por imerso - Entulho reciclado 86 Comportamento da resistncia compresso em funo da umidade de moldagem Entulho reciclado 87 Valores de Absoro e resistncia em funo da massa especfica para os blocos com materiais convencionais 90 Comparao entre os resultados das sries em corpos-de-prova cilndricos e em blocos de concreto Materiais convencionais 91 Valores de Absoro e resistncia em funo da massa especfica para os blocos com entulho reciclado 94 Comparao entre os resultados das sries em corpos-de-prova cilndricos e em blocos de concreto Entulho reciclado 95

Figura 4.26 Figura 4.27 Figura 4.28 Figura 4.29 Figura 4.30

xv

LISTA DE TABELAS Tabelas Tabela 2.1 Pginas Caractersticas recomendadas para agregados destinados produo de blocos de concreto (MEDEIROS, 1993) 8 Comportamento do concreto (BRESSON, 1981) 12

Tabela 2.2 Tabela 2.3

Propriedades do concreto para blocos no estado endurecido (modificado - TANGO (1984)) 19 Recomendaes de traos para blocos de concreto para alvenaria sem funo estrutural (ABCP, 1978)

Tabela 2.4 Tabela 2.5 Tabela 2.6 Tabela 2.7

22

Relao cimento/agregado em funo da resistncia compresso mdia (MEDEIROS, 1993) 23 Classificao dos resduos slidos segundo a NBR 10004/87 25

Classificao dos agregados grados reciclados para concreto (RILEM, 1994) 30 Resultados de resistncia das sries de ensaio (modificado DE PAUW, 1980) 34 Propriedades fsicas do cimento (Fornecidas pelo fabricante) Propriedades qumicas do cimento (Fornecidas pelo fabricante) Ensaios de caracterizao do agregado A Ensaios de caracterizao do agregado B Ensaios de caracterizao do entulho reciclado 43 43 44 44 44

Tabela 2.8 Tabela 3.1 Tabela 3.2 Tabela 3.3 Tabela 3.4 Tabela 3.5 Tabela 3.6 Tabela 3.7 Tabela 3.8 Tabela 3.9

Caracterizao da composio com 20 % de agregado A em funo da umidade 58 Sries de ensaios em corpos-de-prova cilndricos (10x20) cm Agregados Convencionais 60 Sries de ensaios em corpos-de-prova cilndricos (10x20) cm Entulho reciclado 60 Srie de ensaios em blocos de concreto61

xvi

Tabela 4.1 Tabela 4.2 Tabela 4.3 Tabela 4.4 Tabela 4.5 Tabela 4.6 Tabela A1 Tabela A2 Tabela A3 Tabela B1 Tabela B2

Resultados individuais para a srie BAP6-20 (trao 1:6 com 20% de areia) 89 Resultados individuais para a srie BAP8-20 (trao 1:8 com 20% de areia) 89 Resultados individuais para a srie BAP10-20 (trao 1:10 com 20% de areia) 90 Resultados individuais para a srie BEP10-30 (trao 1:10 com 30% de entulho) 92 Resultados individuais para a srie BEP10-50 (trao 1:10 com 50% de entulho) 93 Resultados individuais para a srie BEP10-20/40 (trao 1:10 com 20% de areia agregado A e 40% de entulho) 94 Composio granulomtrica do agregado A Composio granulomtrica do agregado B Composio granulomtrica do Entulho reciclado 109 109 109

Resultados de massa especfica para a mistura no estado fresco Trao 1:10 111 Resultados de massa especfica dos blocos de concreto utilizado para determinar o tempo de adensamento dos corpos de prova Trao 1:10 111 Resultados de massa especfica e resistncia compresso para diferentes tempos de adensamento Trao 1:10 (Estudo em corposde-prova cilndricos) 111 Resultados de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para misturas no estado endurecido com diferentes teores de umidade Trao 1:10 (estudo em corpos-de-prova cilndricos) 111 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP10-0 H% = 5,45 % 113 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro porimerso para a srie CAP10-10 H% = 5,45 % 113 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP10-20 H% = 6,36 % 113 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP10-30 H% = 7,72 % 114xvii

Tabela B3

Tabela B4

Tabela C1 Tabela C2 Tabela C3 Tabela C4

Tabela C5 Tabela C6 Tabela C7 Tabela C8 Tabela C9 Tabela C10 Tabela C11 Tabela C12 Tabela C13 Tabela C14 Tabela D1 Tabela D2 Tabela D3 Tabela D4 Tabela D5

Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP10-40 H% = 8,18 % 114 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP10-50 H% = 9,08 % 114 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP8-10 H% = 6,11 % 115 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP8-20 H% = 6,67 % 115 Resultados individuais de massa especfica, resistncia comp resso e absoro por imerso para a srie CAP8-30 H% = 6,67 % 115 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP8-30 H% = 7,22 % 116 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP6-0 H% = 5,71 % 116 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP6-10 H% = 6,14 % 116 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP6-20 H% = 6,57 % 117 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CAP6-30 H% = 7,00 % 117 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CEP10-70 H% = 10,91% 119 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CEP10-60 H% = 10 % 119 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CEP10-50 H% = 9,09 % 119 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CEP10-40 H% = 8,18 % 120 Resultados individuais de massa especfica, resistncia compresso e absoro por imerso para a srie CEP10-30 H% = 7,27 % 120 LISTA DE SMBOLOS E ABREVIAES

xviii

Smbolo ou abreviao a/c ABCP ACI ASTM BAP10-20

Significado Relao gua cimento Associao Brasileira de Cimento Portland American Concrete Institute American Society for Test Materials Srie em blocos de concreto, trao 1:10 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em blocos de concreto, trao 1:8 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em blocos de concreto, trao 1:6 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em blocos de concreto, trao 1:10 (cimento:agregado), com 30% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em blocos de concreto, trao 1:10 (cimento:agregado), com 30% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em blocos de concreto, trao 1:10 (ciment o:agregado), com 30% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 0% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 10% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 30% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionaisxix

BAP8-20

BAP6-20

BEP10-30

BEP10-50

BAEP10-20

CAP10-0

CAP10-10

CAP10-20

CAP10-30

CAP10-40

Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 40% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 50% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:8 (cimento:agregado), com 10% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:8 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:8 (cimento:agregado), com 30% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:8 (cimento:agregado), com 40% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:6 (cimento:agregado), com 0% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:6 (cimento:agregado), com 10% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:6 (cimento:agregado), com 20% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:6 (cimento:agregado), com 30% de agregado A na composio do agregado total Agregados convencionais Compromisso Empresarial para Reciclar Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 70% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 60% de entulho na composio do agregado total Entulho recicladoxx

CAP10-50

CAP8-10

CAP8-20

CAP8-30

CAP8-40

CAP6-0

CAP6-10

CAP6-20

CAP6-30

CEMPRE CEP10-70

CEP10-60

CEP10-50

Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 50% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 40% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Srie em corpos-de-prova cilndricos, trao 1:10 (cimento:agregado), com 30% de entulho na composio do agregado total Entulho reciclado Cimento Portland Dimetro Teor de umidade da mistura Instituto de Pesquisas Tecnolgicas Laboratrio de Ensaios e Materiais da Universidade de Braslia Norma Brasileira Registrada Runion International Materiaux des Laboratories dEssais et

CEP10-40

CEP10-30

CP H% IPT LEM NBR RILEM UFPB UnB

Universidade Federal da Paraba Universidade de Braslia

xxi

1 - INTRODUO

1.1 - ASPECTOS GERAIS PERTINENTES AO TEMA

Os blocos de concreto para alvenaria podem ser definidos, de uma forma geral, como elementos pr-moldados de concreto, a partir da mistura adequada entre agregados grados e midos, cimento e gua. Atribui-se o surgimento destes elementos, nos Estados Unidos, por volta de 1882 (PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, 1988 apud MEDEIROS, 1993). Desde a poca, o mercado consumidor de blocos de concreto j se mostrou extremamente promissor. Em todo o pas, o processo de produo dos blocos de concreto foi ligeiramente disseminado, principalmente por apresentarem, enormes vantagens construtivas (MEDEIROS, 1993).

No Brasil, existem registros da utilizao de blocos de concreto por volta de 1940. Na poca foram construdas cerca de 2400 casas no conjunto habitacional de Realengo na cidade do Rio de Janeiro (ABCP, 1978). MEDEIROS (1993), registra ainda outro fato importante, ocorrido tambm na mesma poca, que foi a utilizao de blocos de concreto na construo de ncleos habitacionais prximos s grandes hidreltricas, sendo utilizados como matria prima, o resduo originado na britagem dos agregados que eram utilizados nas construes das barragens.

Atualmente possvel encontrar, em quase todas as grandes cidades brasileiras, fbricas de blocos de concreto produzindo em sua maioria, componentes destinados ao emprego em alvenaria de vedao. Apesar desse avano, de certa forma notria o baixo grau de disseminao da utilizao dos blocos de concreto em vrias regies do pas. Pode-se dizer que dentre os fatores atribudos a esse aspecto, destaca-se a falta de conhecimento tcnico sobre o assunto, desde a fabricao dos blocos nas centrais de produo, at o desenvolvimento das potencialidades atribudas utilizao dos

blocos, no s como elemento de vedao (TANGO, 1984). Este fato se agrava com o grande nmero de fabricantes de blocos de concreto, os quais na sua maioria, possuem

1

pouca ou nenhuma informao e infra-estrutura adequada produo de componentes, com caractersticas de acordo com as especificaes de norma.

Quanto s pesquisas relacionadas reciclagem do entulho, estas se evidenciaram a partir de 1968, em simpsios realizados sobre o tema, principalmente com a criao de comits de entidades normalizadoras, como (CINCOTTO, 1983): Comit E-38 da ASTM (American Society for Testing and Materials), com objetivos relacionados ao desenvolvimento de mtodos de recuperao de materiais e energia; Comit 37 DRC da RILEM (Runion International des Laboratories dEssais et Materiaux), voltado para os resduos de demolio; Comit de OECD (Organization for Economic Cooperation and Development), com o objetivo de promover o uso mais econmico dos materiais na construo de rodovias e examinar a pesquisa e a exigncia dos pases membros.

Entretanto, pode-se dizer que as pesquisas ganharam fora e se consolidaram com os trs simpsios internacionais de demolio e reaproveitamento de concreto e alvenaria realizados pela RILEM, nos anos de 1985, 1988 e 1993 na Holanda, Japo e Dinamarca, respectivamente.

No Brasil, os temas relacionados reciclagem de entulho comearam a ser explorados por CINCOTTO (1983) e PINTO (1986), com uma avaliao do uso como agregados, seguindos por SILVEIRA (1993), com uma proposta de metodologia para

caracterizao do entulho como resduo slido, e tambm LEVY e HELENE (1995 e 1996), HAMASSAKI et al. (1996), LEVY (1997) e ZORDAN (1997), avaliando a utilizao tanto em argamassas como em concreto. Finalizando este ciclo, PINTO (1999), um dos precursores do estudo no Brasil, abordou com grande clareza as questes relacionadas gesto dos resduos de construo e demolio, contribuindo com uma avaliao geral das questes pertinentes ao tema. Pode-se dizer que a partir desses estudos, as pesquisas sobre a reciclagem vm crescendo e atraindo cada vez2

mais pesquisadores nas diversas reas afins, em vrias universidades e centros de pesquisa. Os estudos abordam desde o gerenciamento, a caracterizao e possveis aplicaes, onde se tem verificado que, em vrios casos, os agregados reciclados apresentam desempenho similar aos convencionais.

O presente estudo surge com a necessidade de contribuir com as poucas referncias bibliogrficas que abordam onde se o tema, procurou e no apresentado investigar uma fundamentao os de base que na

cientfico-tecnolgica, influenciam nas

detalhadamente do

fatores utilizado

propriedades

proporcionamento

concreto

produo dos blocos. Esse assunto, na maioria das vezes abordado por metodologias, de certa forma, empricas e no sistmicas, baseadas em experincias de operrios e profissionais da rea. As possibilidades de utilizao do entulho, como agregado reciclado, em substituio aos agregados convencionais, geralmente empregados na produo dos blocos, tambm analisada. Esta proposta vem contribuir com os estudos sobre a reciclagem do entulho, uma vez que a produo de blocos de concreto e pr-moldados em geral, com este tipo de agregados, vem se evidenciando com certa rotina nas grades cidades que tm um projeto de reciclagem de entulho bastante desenvolvido, como o caso de Belo Horizonte, So Paulo, entre outras (PINTO, 1997; COELHO, 1998).

A

Universidade

de

Braslia,

atravs

do

Departamento

de

Engenharia

Civil

e

Ambiental, tambm vem a vrios anos desenvolvendo trabalhos que abordam a questo da reciclagem do entulho e suas possveis utilizaes (GONALVES et al., 1997; CANEDO et al., 1999; MENDONA et al., 1999; LIPARIZI et al., 1999 e LAYSER et al., 1999). Esta dissertao a primeira a ser apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Estruturas e Construo Civil a abordar o tema. Neste programa, esta dissertao esta inserida na linha de pesquisa de sistemas construtivos e desempenho de materiais e componentes. Indiretamente, uma das pretenses deste estudo desenvolver a conscientizao e despertar o interesse para a questo, entre os profissionais da rea na regio do Distrito Federal.

3

1.2 - OBJETIVO GERAL E ESPECFICOS

O objetivo geral do presente estudo consiste na avaliao da relao entre propriedades de interesse e parmetros de mistura determinantes do desempenho dos blocos de concreto. Concomitantemente, busca-se avaliar a possibilidade de substituio parcial dos agregados por entulho reciclado.

Como objetivos especficos pode-se citar: estudar as propriedades e os parmetros de mistura dos blocos pr-moldados de concreto; avaliar a influncia da granulometria e do consumo de cimento nas propriedades; desenvolver metodologias capazes de orientar o proporcionamento; avaliar a substituio do agregado por entulho reciclado. 1.3 - ESTRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho encontra-se estruturado em cinco captulos, sendo este a Introduo que tem um carter geral de apresentao do tema, onde esto inseridos os objetivos da pesquisa.

O Captulo 2, compreende a reviso bibliogrfica sobre o tema, destacando-se os fatores considerados importantes no processo de produo dos blocos de concreto e alguns aspectos relativos a utilizao do entulho como agregado.

O programa experimental abordado no Captulo 3, onde se apresentam as variveis de estudo, os ensaios de caracterizao dos materiais e os procedimentos de ensaios empregados na avaliao das propriedades do concreto para blocos e na avaliao dos blocos no estado endurecido.

4

O Captulo 4, apresenta os resultados obtidos no programa experimental e suas discusses, considerando os diferentes agregados utilizados no estudo: agregados

convencionais e entulho reciclado.

Finalizando, tem-se as Consideraes Finais onde so apresentadas as concluses do presente estudo, sendo sugeridos alguns temas para estudos futuros.

Nos Anexos so apresentados os resultados de caracterizao dos materiais utilizados e os resultados individuais das sries de estudo avaliadas na pesquisa.

5

2 - REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 - BLOCOS PR-MOLDADOS EM CONCRETO

Neste item sero apresentados alguns dos fatores mais importantes relativos ao processo de produo de blocos de concreto, que foram extrados da literatura sobre o assunto. Aborda-se tambm, dentre outras coisas, os materiais, as mquinas, as etapas do processo de produo e os parmetros de mistura. A partir desta reviso foi possvel definir quais os procedimentos a serem utilizados para o desenvolvimento da pesquisa experimental.

2.1.1 - Materiais empregados na produo dos blocos

Os materiais utilizados na produo dos blocos de concreto, resumem-se em: aglomerante; agregados grados; agregado mido; adies; gua. Nesta lista podem ser includos os aditivos redutores de gua e plastificantes, bem como corantes orgnicos, quando se deseja produzir componentes decorativos.

Como regra geral, a maioria dos pesquisadores indica que os materiais adequados para a produo de concreto convencional so tambm adequados para produo de blocos de concreto, embora, considerando as peculiaridades intrnsecas de cada processo. (ABCP, 1978; MEDEIROS, 1993; FERREIRA; 1995).

6

2.1.1.1 - Aglomerante

Praticamente todos os tipos de cimento podem ser utilizados na produo de blocos de concreto. Entretanto a NBR 7173 (1982) Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem funo estrutural, recomenda que se obedeam as especificaes das normas para o uso em concreto e argamassas.

Outro

ponto

importante,

relativo

ao

processo,

diz

respeito

a

observao

da

compatibilidade entre o tipo de cimento e os demais materiais (agregados e aditivos principalmente), e entre o processo de cura utilizado, onde, dependendo das

especificaes, pode haver alteraes nas propriedades dos blocos.

2.1.1.2 - Agregados

As caractersticas dos agregados so fundamentais para a obteno das propriedades desejadas para os blocos de concreto. As caractersticas destes materiais podem interferir na aderncia com a pasta de cimento, alterando a homogeneidade e a resistncia do concreto constituinte (MEDEIROS, 1993).

Os agregados podem ser areia e pedra britada, de acordo com a NBR 7211 (1983), ou agregados leves como escria de alto forno, cinzas volantes, argila expandida ou outros agregados, que satisfaam as especificaes prprias a cada um desses materiais (NBR 7173, 1982).

A Tabela 2.1 - apresenta uma sntese das recomendaes das principais caractersticas para os agregados destinados produo de blocos de concreto.

7

Tabela 2.1 Caractersticas recomendadas para agregados destinados produo de blocos de concreto (MEDEIROS, 1993)Caractersticas Tolerncias Agregado mido Agregado grado Atender uma das faixas granulomtricas Atender faixa granulomtrica da da NBR 7217 NBR 7217, indicada para brita zero Mdulo de finura variar mais que 0,2 Dimenso mxima caracterstica menor para materiais de mesma origem ou igual metade da espessura do molde da prensa1 1,5 % 1,0 % 300 ppm --5,0 % 1,0 %

Granulometria

Torres de argila NBR 7218 Impurezas orgnicas 7220 Material pulverulento 7219

Contrariando as especificaes relatadas na Tabela 2.1, observa-se normalmente, que a busca em se reduzir o custo de produo dos blocos de concreto para alvenaria de vedao, tem levado alguns produtores a optar por materiais alternativos. Estes materiais, as vezes de desempenho diferenciado em relao aos recomendados, podem resultar em produtos competitivos em relao as propriedades desejadas para os blocos de concreto.

Na regio do Distrito Federal evidencia-se a grande utilizao de agregados como as seguintes caractersticas: brita com graduao zero segundo a NBR 7211 (1983), dimenso mxima caracterstica igual a 9,5 mm, com elevada percentagem de p de pedra e, em conjunto na composio, areia muito fina de cava (dimenso mxima caracterstica igual a 2,4 Zona 1 da NBR 7211 (1983)). areia grossa natural (dimenso mxima caracterstica igual a 6,3 mm Zona 4 da NBR 7211 (1983)) ou artificial, com as mesmas especificaes.

A

prtica

de

utilizao

de

agregados

alternativos,

em

muitos

casos,

no

acompanhada de uma avaliao experimental, principalmente no que se refere ao

1

Para a dimenso mxima caracterstica do agregado grado, verifica-se na literatura vrias definies: ABCP (1978) 1/3 da espessura da parede dos blocos; NBR 8186 (1980) 1/4 da espessura da parede dos blocos. MEDEIROS (1993) 1/2 da espessura da parede dos blocos; FERREIRA JUNIOR (1995) especifica como recomendado a Brita 0, conforme NBR 7217 (1987);

8

proporcionamento entre os materiais constituintes e ao desempenho dos componentes ao longo do tempo.

2.1.1.3 - Aditivos

Conforme a NBR 7173 (1982), permite-se o uso de aditivos, desde que no acarretem efeitos prejudiciais devidamente comprovados por ensaios. Os aditivos mais utilizados na fabricao dos blocos de concreto so os redutores de gua. Estes aditivos tm como funo reduzir a quantidade de gua de amassamento do concreto para uma dada trabalhabilidade. Como resultado, tem-se uma reduo no consumo de cimento do concreto onde a relao gua/cimento constante (MEDEIROS,1993).

No Brasil, no existe tradio de emprego de aditivos para produo de blocos de concreto. A maioria dos fabricantes, se preocupa com a importncia de

trabalhabilidade da mistura, como forma de otimizar a moldagem das unidades, emprega produtos qumicos de efeitos ainda desconhecidos em relao s

caractersticas do concreto. Grande parte destes produtos utilizada como detergentes de emprego industrial (MEDEIROS, 1993).

2.1.2 - Equipamentos utilizados na produo dos blocos de concreto

Os equipamentos utilizados na produo dos blocos de concreto so denominados de vibro-prensas. Elas recebem esta denominao devido ao mecanismo de

funcionamento empregado durante o processo de moldagem dos blocos: vibrao associada prensagem. A primeira funo responsvel pelo preenchimento e

adensamento da mistura nos moldes, e a segunda, influencia o adensamento e o controle da altura dos blocos (acabamento).

A tecnologia dessas vibro-prensas est cada vez mais se desenvolvendo. Atualmente existe no mercado uma grande diversidade de equipamentos (desde totalmente

automatizados a manuais), com elevada produo e custos relativamente baixos. Este9

desenvolvimento tem permitido um maior grau de competio entre os diferentes produtos para alvenaria, existentes no mercado.

Neste trabalho no nos aprofundaremos no processo de funcionamento das vibroprensas, sendo apenas apresentado uma sntese das caractersticas mais importantes.

2.1.2.1 - Mecanismo de vibrao das vibro-prensas: parmetros que influenciam

O mecanismo de vibrao das vibro-prensas responsvel direto pelas caractersticas dos componentes moldados. Esta vibrao responsvel, sobre tudo, pelas operaes de moldagem dos blocos.

Os principais parmetros que caracterizam a vibrao, com influncia no processo se resumem em: direo amplitude velocidade acelerao tempo de adensamento I - Direo

Quanto

direo

as

vibro-prensas

podem

ser

classificadas

em

(Figura

3.1)

(BRESSON, 1981): unidirecional vertical; unidirecional horizontal; circulares no plano horizontal; circulares no plano vertical.

10

(a) - Unidirecional vertical

(b) - Unidirecional horizontal

(c) - Circulares no plano horizontal

(d) - Circulares no plano vertical

Figura 2.1 Classificao das vibro-prensas quanto direo (BRESSON, 1981)

A direo em que ocorre a vibrao influencia a capacidade de transmisso de vibrao do molde para o concreto.

Para a produo de blocos de concreto, ensaios experimentais realizados em concreto para blocos, sobre mesmas condies, para diferentes tipos de vibraes, verticais e horizontais, mostraram que a vibrao horizontal mais eficiente (Figura 2.2).

2300 2200 Massa unitria (Kg/m3) 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 0 2 4 Tempo (s) 6 8 10 Direo vertical Direo horizontal

Figura 2.2 Evoluo do adensamento em funo do tempo e do tipo de vibrao (BRESSON, 1981)

11

Esses ensaios foram realizados em moldes cilndricos com uma massa sobre o concreto para comprim-lo de modo a se ter ao mesmo tempo os efeitos da transmisso da vibrao da frma para o concreto e tambm a transmisso no interior do concreto.

II - Frequncia, amplitude, velocidade e acelerao

Estes parmetros, intimamente relacionados, exercem influencia significativa em todo o processo de produo dos blocos de concreto.

ALEXANDER (1977) apud BRESSON (1981) definiu, em diferentes fases de vibrao, o comportamento do concreto quando compactado por este tipo de energia. A Tabela 2.2 ilustra esse comportamento.

Tabela 2.2 Comportamento do concreto (BRESSON, 1981)Fases Descrio H uma agitao dos gros maiores do concreto Comportamento do concreto Mola Parmetro essencial Amplitude Justificativa Fora necessria para comprimir uma mola proporcional amplitude Fora necessria para comprimir um amortecedor proporcional velocidade Para colocar uma massa em movimento a fora proporcional acelerao

Inicial

Intermediria

H um escoamento viscoso

Amortecedor

Velocidade

Final

H uma liquefao do concreto

Massa

Acelerao

A

frequncia

de

vibrao

considerada

ideal,

situa-se

em

torno

de

50

Hz

(BRESSON,1981). Com relao amplitude, na prtica, recomendado fixar um limite em funo de razes relacionadas durabilidade do equipamento e preciso das dimenses dos blocos, principalmente a altura (MEDEIROS, 1993).

12

III - Tempo de adensamento

O tempo de adensamento (vibrao) um dos parmetros considerados essenciais, isto porque bastante visvel a influncia deste parmetro nas caractersticas dos blocos, principalmente no adensamento (Figura 2.2).

Na prtica o tempo de adensamento definido em funo de critrios relacionados s caractersticas do bloco aps a desforma. Este tempo o mnimo necessrio para que se obtenha: total preenchimento e adensamento da mistura nos moldes da prensa; adequada aparncia dos blocos aps a desforma, relativa ao uso que se destina; resistncia dos blocos ao manuseio logo aps a desforma; e a produtividade das operaes, dentro dos critrios estabelecidos acima.

2.1.3 - Etapas do processo de produo

2.1.3.1 - Mensurao dos materiais constituintes

Trata-se de se efetuar a medida da quantidade de cada material que compe o trao, j previamente estabelecido pela dosagem do concreto dos blocos. Este procedimento pode ser em massa ou em volume. Entretanto deve-se ressaltar que para obtermos blocos com caractersticas pouco variveis prefervel que os materiais sejam proporcionados em massa.

As principais fontes de variabilidade no ato do proporcionamento so resumidas em (TANGO, 1984): erros durante a determinao da gua de amassamento que so provocados pela no considerao da umidade dos agregados; erros devido ao inchamento da areia que provoca variaes no volume, quando o proporcionamento em volume; e erros causados por variaes na quantidade de cimento, principalmente quando o proporcionamento em relao ao saco de cimento.13

Dentre essas trs fontes de erros a mais comum relacionada a umidade da mistura. Nas usinas, em muitos casos, a gua acrescentada em funo da experincia dos operrios, o que leva a grandes variaes nas caractersticas dos blocos,

principalmente devido s variaes no grau de compactao durante a moldagem (MEDEIROS, 1993).

2.1.3.2 - Mistura e moldagem

A mistura dos materiais bsicos para produo de blocos de concreto, sendo uma etapa fundamental, muitas vezes no tem merecido os cuidados adequados. A mesma de grande importncia para a uniformidade da produo.

A sequncia de colocao dos materiais e o tempo adequado de mistura devem ser definidos em funo do tipo de equipamento utilizado no processo, no sendo considerados vlidos os procedimentos gerais recomendados.

Durante a moldagem na vibro-prensa, o material destinado a moldagem dos blocos sofre compactao atravs de vibrao e prensagem. Para garantir que os blocos de concreto obtenham o grau de compactao previsto e atendam s caractersticas de projeto, deve-se respeitar os tempos de alimentao e vibrao do equipamento. A maioria das mquinas vibro-prensas, com exceo das manuais de pequeno porte, possuem sistemas de alimentao totalmente automatizados. Estes sistemas controlam desde o preenchimento da mistura nos moldes at o tempo necessrio para adensar e liberar os blocos.

A sequncia bsica de funcionamento das vibro-prensas durante a moldagem dos blocos, resume-se nas etapas apresentadas a seguir e ilustradas na Figura 2.3 (MEDEIROS, 1993).

14

a preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada a moldagem dos blocos; b preenchimento do molde metlico onde os blocos so moldados. Esta fase acompanhada por vibrao do molde; c compactao dos blocos atravs dos extratores. Esta fase tambm acompanhada de nova vibrao do molde finalizando quando a altura desejada para os blocos atingida; d desforma dos blocos logo aps o trmino da operao anterior. Nesta fase os extratores permanecem imveis, enquanto o molde ascende, permitindo que os blocos permaneam sobre o palet onde foram moldados; e - o palet com os blocos recm-moldados avanam para a frente da mquina, enquanto um novo palet vazio ocupa seu lugar sob o molde; f o molde metlico desce ento para sua posio original, enquanto os extratores ascendem, preparando-se para um novo ciclo.

Concreto Extratores Gaveta alimentadora Palet (a) Molde vibratrio (b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Blocos de concreto

Figura 2.3 Sequncia bsica de funcionamento de uma vibro-prensa automtica (SOUZA et al, 1990 apud MEDEIROS, 1993)

15

2.1.3.3 - Cura

O processo de cura corresponde a um conjunto de operaes que visa proporcionar aos blocos, durante um certo tempo, condies de umidade, temperatura e presso, necessrios a uma adequada reao de hidratao do cimento. Qualquer alterao nessas condies pode refletir diretamente nas caractersticas finais dos blocos de concreto (TANGO, 1984).

A cura outra importante etapa no processo de produo dos blocos de concreto. A escolha de um processo de cura adequado pode ter como resultado, dentre outras fatores, reduo no consumo de cimento e no tempo necessrio de cura, o que implica em um tempo menor de permanncia dos blocos na fbrica (TANGO, 1984).

Basicamente existem trs tipos de cura, que geralmente so utilizadas na produo dos blocos de concreto: cura atravs de autoclaves cura natural ou ao ar livre cura em cmara a vapor A cura atravs de autoclaves utiliza temperatura entre 150 e 205 oC e presso de aproximadamente 1 MPa. Este mtodo pouco utilizado devido aos altos custos de implantao e consumo que representa (MEDEIROS, 1993).

A cura

natural ainda bastante utilizada, principalmente em situaes onde as

exigncias de desempenho para os blocos so menores e as condies climticas favorecem o rpido endurecimento do concreto. Neste tipo de cura, recomenda-se que os blocos permaneam midos e protegidos do vento e da insolao direta, pelo menos durante os sete primeiros dias, para evitar a evaporao excessiva de gua

(MEDEIROS, 1993; TANGO, 1984).

16

A cura a vapor o sistema de cura mais empregado na indstria de blocos de concreto. Este sistema normalmente empregado pelos produtores de blocos que exigem de seus componentes melhor desempenho a curtas idades. O ciclo de cura a vapor varivel podendo chegar a 24 horas (MEDEIROS, 1994).

2.1.4 - Parmetros de mistura

O concreto utilizado na produo dos blocos de concreto possui vrias particularidades que o difere, em muito, do concreto plstico de uso consagrado na construo civil. Possivelmente essas diferenas de comportamento so responsveis pelo empirismo que se vem observando no estabelecimento de traos de concreto para blocos, por parte de um nmero considervel de produtores de blocos (TANGO, 1994).

No Brasil, grande parte dos fabricantes de blocos no dispe de um mtodo racional para a dosagem dos blocos de concreto, sendo esta industria caracterizada por processos extremamente artesanais, baseadas em grande parte na experincia dos funcionrios e em uma srie de erros e tentativas. Esta prtica, associada a meios inadequados de proporcionamento dos materiais, contribui para a adoo de elevados consumos de cimento gerando perdas desnecessrias de recursos e de produtividade (MEDEIROS, 1993; TANGO, 1984).

2.1.4.1 - Propriedades do concreto para blocos De forma clssica, as propriedades do concreto podem ser agrupadas em propriedades no estado fresco e endurecido. I - Propriedades no estado fresco As propriedades do concreto requeridas para blocos no estado fresco esto

relacionadas ao manuseio durante a produo a trabalhabilidade da mistura. Neste sentindo tm-se importncia, dentre outros fatores: as caractersticas do molde (dimenses, geometria, dentre outros);17

a energia de adensamento; o processo de desmoldagem e manuseio. A consistncia necessria ao concreto para blocos est relacionada ao fato de que a desmoldagem se faz com os blocos ainda no estado fresco. necessrio, que o concreto, sob estas condies, apresente caractersticas que determinem a facilidade de moldagem no equipamento e o manuseio aps desforma. A consistncia requerida ou consistncia de moldagem varia em funo do equipamento utilizado (TANGO, 1984).

II - Propriedades no estado endurecido

O objetivo mais amplo da dosagem do concreto para blocos a escolha do trao de concreto que, com o equipamento e o processo de produo empregado, resulte na confeco de blocos cujas propriedades no estado endurecido satisfaam s exigncias de uso predeterminadas, com um custo mnimo (TANGO, 1984).

Algumas dessas exigncias esto estabelecidas a partir das propriedades enumeradas na Tabela 2.3.

Normalmente, as exigncias tm-se referido resistncia compresso e absoro dgua (NBR 7173, 1982). Em geral fixa-se o trao tendo em vista a resistncia compresso, e simplesmente verifica-se a absoro dgua (TANGO, 1984). Este fato, de certa forma vlido, uma vez que tais grandezas esto intimamente relacionadas. A busca por maior resistncia, em termos gerais, implica na reduo dos valores de absoro de gua. Com relao s demais propriedades devem-se avaliar isoladamente as especificaes requeridas a cada aplicao.

18

Tabela 2.3 Propriedades do concreto para blocos no estado endurecido (modificado - TANGO (1984))Propriedades Resistncia compresso Mtodo de ensaio NBR 7184 Importncia Relao ntima com a capacidade estrutural da parede; Ligada a quebras no transporte e manuseio. Relacionada com a permeabilidade da parede gua de chuva e durabilidade dos blocos. Relacionada capacidade de aderncia dos blocos argamassa de revestimento no estado fresco Relacionada com a infiltrao de gua por ascenso capilar Relacionada possibilidade de fissurao em paredes, quando do uso de traos ricos em cimento ou gua, estando o concreto com idade relativamente baixa

Absoro dgua

NBR 12118

Umidade Capilaridade

NBR 12118 RILEM (Adaptao)

Retrao por secagem

NBR 12117

2.1.4.2 - Dire trizes bsicas para o proporcionamento do concreto para blocos

MEDEIROS (1993), apresenta as seguintes diretrizes para o proporcionamento do concreto a ser utilizado na produo dos blocos: determinar a melhor composio granulomtrica para a mistura dos agregados e suas propores ideais. Tal determinao tem em vista condies mximas de compacidade e empacotamento durante o adensamento; determinar a quantidade de gua a ser empregada na mistura. Esta relacionada a critrios que dependem, dentre outros fatores, da funcionalidade do equipamento, da composio e caractersticas individuais dos constituintes da mistura; determinar a quantidade adequada de cimento. Est relacionada s especificaes de resistncia, absoro, dentre outros.

I - Composio granulomtrica

Alm da energia de adensamento, que caracterstica do equipamento, a compacidade que se pode obter depende muito da composio granulomtrica dos agregados.

19

MEDEIROS (1993), indica que, para se obter uma melhor compactao, deve-se combinar os agregados em propores adequadas para se obter uma granulometria desejada para a mistura. Como proposta, PFEIFFENBERGER, (1985) apud

MEDEIROS (1993), apresenta curvas granulomtricas consideradas timas, em funo do tipo do bloco que se deseja produzir (Figura 2.4).

0 10 20 % Retida acumulada 30 40 50 60 70 80 90 100 Fundo 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 9,5 Abertura de peneiras (mm) Blocos de densidade normal Blocos leves Blocos de densidade mediana

Figura 2.4 Curvas granulomtricas consideradas timas para diferentes tipos de blocos (modificado - PFEIFFENBERGER, 1985 apud MEDEIROS, 1993)

Na maioria das vezes, no possvel com relao a produo, escolher agregados cuja curva granulomtrica esteja dentro de determinados padres. Geralmente, necessrio adaptar a produo aos materiais disponveis. Para tanto, tm-se conseguido bons resultados efetuando-se experincias onde se varia proporo entre o agregado grado e o mido, procurando a mxima compacidade possvel de se obter com o prprio equipamento utilizado (no caso as Vibro-prensas) (TANGO, 1984).

20

II - Umidade da mistura O teor de umidade2 do concreto dos blocos relaciona-se com a resistncia compresso convencional3. de maneira diferente das observadas com o concreto plstico

A Figura 2.5 ilustra o comportamento do concreto, quanto resistncia, em diferentes fases para diferentes teores de umidade, mantendo-se constante a proporo

cimento:agregado e a energia de adensamento.

Energia de adensamento constante para um mesmo trao seco

R

IV

III

II

I

Relao gua/cimento I - Concreto plstico II - Concreto seco, mas muito mole para se fazer blocos III - Concreto para blocos IV - Concreto muito seco, sem coeso

Figura 2.5 Variao da resistncia em funo da relao gua/cimento do concretos

e

(TANGO, 1984)i

Para um trao fixo, a quantidade de gua ser aquela que proporciona aos blocos a maior compacidade durante a moldagem. Normalmente a mxima compacidade obtida com a maior quantidade de gua possvel, at o limite em que os blocos comeam a perder coeso e a aderir nas paredes dos moldes (FERREIRA, 1995). Este comportamento pode ser identificado no grfico pela Zona II (Figura 2.5). O concretot2

O teor de umidade neste caso pode ser referenciado como a relao gua/cimento, comumente utilizada pela literatura, uma vez que estas grandezas esto relacionadas k1 3 Lei de Abrams relaciona resistncia e relao gua/cimento conforme equao f cj = (MEHTA, 1994). k 2a/cn

s

21c

para blocos deve apresentar um teor de umidade (relao gua/cimento), que enquadre o concreto dentro dos limites exemplificados pela zona III (Figura 2.5).

III Proporo cimento:agregado

possvel fabricar blocos de concreto com boas caractersticas, com diversos consumos de cimento, desde traos ricos, como por exemplo 1:6 (cimento:agregado em massa), at traos mais pobres como: 1:10, 1:15 ou mais (FERREIRA, 1995). A escolha do trao funo principalmente da resistncia desejada, variando com o tipo de equipamento empregado na moldagem e principalmente com a granulometria dos agregados (MEDEIROS, 1993).

ABCP (1978) apresenta indicaes para traos normalmente empregados na fabricao de blocos de concreto sem funo estrutural. Alguns desses traos esto indicados na Tabela 2.4. De certa forma, essa indicao, traduz o empirismo que atribudo ao proporcionamento dos materiais, na produo de blocos de concreto.

Tabela 2.4 Recomendaes de traos para blocos de concreto para alvenaria sem funo estrutural (ABCP, 1978)MATERIAIS Cimento:agregado Relao gua/cimento Cimento (Kg) Agregado total (Kg) Areia considerando 4 % umidade (Kg) Pedrisco com p de pedra (Kg) gua (l) TRAOS (massa por m3 de concreto) 1:10 1:12 1:5:5 1:6:4 1:6:6 1:6,5:5,5 1 1 1 1 197 197 171 171 1970 1970 2052 2052 985 1182 1026 1110 985 788 1026 942 158 150 130 127 1:13 1:6,5:6,5 1 160,5 2086 1043 1043 119

Em outra indicao, MEDEIROS (1993), apresenta resultados de alguns traos, frutos de estudos desenvolvidos para blocos de alvenaria estrutural. Tais traos, indicados na Tabela 2.5, podem servir como um primeiro indicativo para adoo da relao cimento/agregados para a produo de blocos de estruturais.

22

Tabela 2.5 Relao cimento/agregado em funo da resistncia compresso mdia (MEDEIROS, 1993) Resistncia compresso mdia aos 28 dias (MPa) Relao cimento/agregados (em massa) 4,5 1:9 a 1:12 6,0 1:8 a 1:10 8,0 1:7 a 1:9 9,0 1:6 a 1:8

Neste estudo foram utilizados blocos de concreto com dimenses: (145x190x295) mm, rompidos aos 28 dias de idade. Segundo o autor, estes resultados esto sujeitos influncia dos seguintes fatores: tipo de cura empregado (no caso foi empregado cura a vapor); o ensaio de blocos com capeamento de enxofre conforme NBR 7186; moldagem em vibro-prensa Montana MBX 975; e caractersticas prprias dos materiais empregados na mistura.

23

2.2 - A RECICLAGEM E A UTILIZAO DO ENTULHO COMO AGREGADO

Nos prximos itens desse captulo sero apresentados alguns aspectos referentes utilizao de entulho como agregado reciclado. Estes aspectos so frutos da reviso bibliogrfica sobre o assunto, destacando-se, dentre outros abordagens, a reciclagem do entulho e as potencialidades de utilizao destes agregados em argamassas, em concreto e, particularmente, em blocos de concreto para alvenaria de vedao.

2.2.1 - O entulho como resduo slido

A NBR 10004 (1987) define os resduos slidos como sendo os resduos no estado slido e semi-slido, que resultem de atividades da comunidade de origem: industrial, domstica, hospitalar, comercial, agrcola, de servios e de varrio. Ficam includos nesta definio os lodos provenientes de sistemas de tratamento de gua, aqueles gerados em equipamentos e instalaes de controle de poluio, bem como

determinados lquidos cujas particularidades tornem inviveis o seu lanamento na rede pblica de esgotos ou corpos de gua, ou exijam para isso solues tcnica e economicamente inviveis em face melhor tecnologia disponvel. Esta mesma norma classifica tais resduos como apresentado na Tabela 2.6 a seguir.

A partir dessa classificao, observa-se que uma grande parte dos resduos de construo civil pertencem aos Resduos classe III inertes. Entretanto em muitos casos dependendo da origem, da composio ou do acondicionamento destes resduos, eles podem apresentar nveis elevados de contaminantes que os classificam em uma das outras classes. Como exemplo dessa situao, pode-se citar o caso do entulho gerado a partir de uma reforma de uma determinada fbrica de solventes, ou contaminaes que surgem com as deposies nos aterros sanitrios ou irregulares.

24

Tabela 2.6 Classificao dos resduos slidos segundo a NBR 10004/87Classificao Resduos classe I perigosos Resduos classe II no-inertes Definio So aqueles que apresentam periculosidade ou uma das inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade. caractersticas:

So aqueles que no se enquadram nas classificaes de resduos classe I ou classe III, nos termos desta norma. Os resduos classe II, podem ter propriedades, tais como: combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade em gua. Quaisquer resduos que, quando amostrados de forma representativa, segundo NBR 10007 Amostragem de resduos, e submetidos a um contato esttico ou dinmico com gua destilada ou deionizada, temperatura ambiente, conforme teste de solubilizao, segundo NBR 10006 solubilizao de resduos, no tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentraes superiores aos padres de potabilidade de gua, excetuando-se os padres de aspectos, cor, turbidez e sabor. Como exemplos destes materiais tem-se: rochas, tijolos, vidros e certos plsticos e borrachas que no so decompostos prontamente.

Resduos classe III inertes

Para os resduos oriundos da indstria da construo civil, ou simplesmente entulhos, existem vrias definies que so defendidas por alguns pesquisadores que estudam o tema. Entretanto a proposta de resoluo do CONAMA (2001)4 sobre Resduos de Construo Civil, apresenta uma definio bastante abrangente se mostrando,

aparentemente, como a mais adequada para o processo de gerao dos resduos atualmente no Brasil. Para tal resoluo, os resduos da construo civil conhecidos, so definidos como os provenientes de construes, reformas, reparos e demolies de obras de construo civil, e os resultantes da preparao e da escavao de terrenos, como tijolos, blocos cermicos, concreto em geral, solo, rocha, madeira, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfltico, vidros, plsticos, tubulaes, fiao

eltrica, dentre outros. Estes podem ser ainda classificados em trs grandes grupos: Classe A resduos reciclveis como agregados; Classe B resduos reciclveis com outras destinaes, tais como: plsticos, papel, metais, vidros, madeiras, gesso e outros. Classe C resduos para os quais, ainda, no foram desenvolvidas tecnologias ou aplicaes economicamente viveis que permitam a sua reciclagem ou recuperao.

4

O Mistrio do Meio Ambiente-(MMA) atravs do Conselho Nacional do Meio Ambiente-(CONAMA), atualmente discute atravs de um grupo de trabalho uma proposta de resoluo sobre Resduos de Construo Civil. Esta resoluo pretende, dentre outras coisas, definir responsabilidade, exemplo do que j vem ocorrendo com o pneu e a bateria de celular. 25

2.2.2 - A reciclagem na industria da construo civil

O processo de reciclagem o resultado de uma srie de atividades da qual materiais que se tornam resduos, so destinados, sendo coletados, separados e processados para serem usados como matria-prima na manufatura de bens, feitos anteriormente apenas com matria-prima virgem (JARDIM (1995)). Com relao reciclagem do entulho, tal processo pode ser entendido como um conjunto de operaes de processamento que incluem: seleo, britagem ou moagem, peneiramento, dentre outros, que permitam obter um material cuja granulometria esteja dentro de limites especficos que

possibilitem seu uso como agregado em argamassa, concreto ou atividade correlata (LEVY (1997)).

O processo de reciclagem pode ser classificado em dois tipos: reciclagem primria e reciclagem secundria. Reciclagem primria, definida como a reciclagem do resduo dentro do prprio processo que o originou, como por exemplo, a reciclagem do vidro, do ao, as latas de alumnio. A reciclagem secundria, definida como a reciclagem de um resduo em um outro processo, diverso daquele que o originou. Este ltimo tipo, bastante verificado na indstria de produo do cimento que utiliza uma gama considervel de resduos gerados em outras atividades. (JOHN, 2001)

As vantagens decorrentes do processo de reciclagem so extremamente visveis, principalmente nos dias atuais. No Brasil, este processo cresce no momento em que as legislaes sobre as questes ambientais ficam cada vez mais rigorosas, e aumenta o nvel de conscientizao das camadas mais consumidoras de bens. Outro fato importante, diz respeito a simples disposio dos resduos em aterros sanitrios, que vm se tornando em alguns casos inviveis. Isso porque, dentre outras questes, na maioria das vezes tais aterros esto sujeitos ao esgotamento. Situao como essa foi verificada na cidade de Belo Horizonte, que como outras grandes cidades brasileiras, vinham perdendo gradativamente seus aterros sanitrios, por simples esgotamento. Eram doze em 1993 e reduziu-se a sete 1995 (CAMARGO, 1995). Muito

possivelmente este foi um dos fatores, que fizeram com que o atual sistema de26

gerenciamento dos resduos slidos desenvolvido na cidade, se tornasse modelo para todo o Brasil. A reciclagem de resduos, uma oportunidade de transformao de uma fonte importante de despesa em uma fonte de faturamento ou, pelo menos, de reduo das despesas de deposio. Uma grande siderrgica, por exemplo, produz mais de 1 milho de toneladas de escria de alto forno por ano. A reciclagem desse material na indstria cimenteira, um excelente negcio, pois elimina as despesas com o gerenciamento e deposio do resduo (JOHN, 2001). A reciclagem, entretanto no um processo simples onde qualquer tipo de resduo apresenta condies de reciclagem ou reaproveitamento. Na construo civil, e em qualquer outra atividade, esse processo deve ser acompanhado e avaliado sobre todos os critrios de desempenho necessrios funcionalidade dos produtos. Uma proposta de metodologia para pesquisa e desenvolvimento da reciclagem de resduos como materiais de construo civil, discutida por JOHN (2000). Esta proposta aborda, dentre outras coisas, aspectos que envolvem: a caracterizao fsica e qumica e da micro-estrutura do resduo, incluindo o seu risco ambiental; a busca de possveis aplicaes dentro da construo civil, considerando as caractersticas do resduo; o desenvolvimento de diferentes aplicaes, incluindo seu processo de produo, com base em cincia dos materiais; anlise de desempenho frente s diferentes necessidades dos usurios para cada aplicao especfica; a anlise do risco ambiental do novo produto, incluindo contaminao do lenol fretico, do ar interno e dos trabalhadores; a anlise do impacto ambiental do novo produto, numa abordagem que deve envolver a avaliao de risco sade dos trabalhadores e dos usurios;

27

a anlise da viabilidade econmica, fundamental em todas as etapas, devendo ser avaliada em funo do valor de mercado do produto, dos custos do processo de reciclagem e do custo da disposio em aterro; a transferncia da tecnologia.

Finalizando, o autor salienta ainda, a necessidade do envolvimento de profissionais das mais diversificadas e reas do de conhecimento Materiais, como parte Medicina, essencial Biologia, no Qumica, de

Marketing

Engenharia

como

processo

desenvolvimento da cadeia.

2.2.3 - Agregados de entulho reciclado

Diversas pesquisas no Brasil e no mundo apontam as potencialidades do uso de agregados reciclados na produo de concretos, argamassas e pavimentos. Entretanto a variabilidade na composio desses agregados um fator limitador da utilizao desses resduos (ANGULO, 2000). Em vrias situaes, no so recomendados para a produo de elementos que exijam grandes esforos ou onde sejam extremamente desfavorveis s condies ambientais.

Entulho de construes de concreto demolidas fornecem fragmentos nos quais o agregado est contaminado por pasta de cimento, gipsita e outras substncias em menor quantidade. A frao que corresponde ao agregado mido contm,

principalmente, pasta de cimento e gipsita, sendo inadequada para a produo de concreto. Entretanto, a frao que corresponde ao agregado grado, embora coberta de pasta de cimento, tem sido usada com sucesso em vrios estudos de laboratrio e de campo (MEHTA & MONTEIRO (1994)). Segundo os mesmos autores, o maior obstculo no uso do entulho o custo de britagem, graduao, controle de p e separao dos constituintes indesejveis. Elementos como vidro, papel, metais, gipsita e matria orgnica, geralmente presentes no entulho, podem influenciar negativamente nas propriedades de trabalhabilidade, pega e endurecimento, resistncia e durabilidade dos concretos. Entretanto, concreto reciclado ou concreto com entulho britado podem28

ser uma fonte economicamente vivel de agregados, em locais onde agregados de boa qualidade so escassos e quando o custo de disposio do entulho includo na anlise econmica. A RILEM (1994), uma das mais importantes publicaes sobre o assunto, apontado em diferentes pesquisas, apresenta algumas recomendaes para a utilizao de

agregados grados reciclados. O documento classifica os agregados em trs tipos: Tipo I agregados provenientes de entulho de alvenaria; Tipo II agregados proveniente de entulho de concreto; Tipo III agregados provenientes da mistura de agregados reciclados e agregados naturais; As composies do tipo III devem atender s exigncias adicionais: quantidade mnima de agregados naturais deve ser 80% em massa; quantidade mxima de agregados Tipo I 10% em massa. As especificaes tcnicas exigidas para a utilizao desses agregados na produo de concretos so apresentadas na Tabela 2.7 O documento sugere os testes apenas para os resduos grados5, porque segundo a RILEM (1994), a utilizao da frao fina do entulho, deve ser evitada devido aos aspectos: a frao fina do entulho geralmente contm muitos contaminantes, e pouco se sabe sobre sua ao no concreto; impacto do uso de agregados mido reciclado na durabilidade e resistncia do concreto no est documentado suficientemente; um mtodo relevante para a determinao da resistncia de agregados finos reciclados no est disponvel; no h um mtodo confivel para a determinao da reatividade residual do lcali.

29

Tabela 2.7 Classificao dos agregados grados reciclados para concreto (RILEM, 1994)Especificaes Massa especfica mnima material seco (kg/m3) Absoro de gua mxima (%) Quantidade mxima de material SSS < 2200 Kg/m (%) Quantidade mxima de material SSS < 1800 Kg/m3 (%) Quantidade mxima de material SSS < 1000 Kg/m3 (%) Quantidade mxima de impurezas (vidro, betume, plsticos) (%) Quantidade mxima de metais (%) Quantidade mxima de matria orgnica (%) Quantidade mxima de finos < 0,063 mm (%) Quantidade mxima de areia < 4 mm (%) b Quantidade mxima de sulfatos (%) ca b 3 a

Concreto com agregado grado reciclado Tipo I Tipo II Tipo III 1500 20 10 1 5 1 1 3 5 1 2000 10 10 1 0,5 1 1 0,5 2 5 1 2400 3 10 1 0,5 1 1 0,5 2 5 1

Mtodo de ensaio ISO 6783 & 7033 ISO 6783 & 7033 ASTM C123 ASTM C123 ASTM C123 Visual Visual NEN 5933 PrEN 933-1 PrEN 933-1 BS 812, part 118

Condio saturada superfcie seca Se for considerado o limite de frao areia, esta parte dever ser considerada como parte da areia total a ser utilizada c Quantidade de sulfato deve ser calculada como SO 3 As percentagens constantes na tabela referem-se massa/massa SSS corresponde ao agrega do na condio saturado superfcie seca

A seguir sero apresentadas resumidamente algumas pesquisas sobre a reciclagem do entulho.

2.2.3.1 - Argamassas produzidas com entulho reciclado

LEVY (1997), avaliou o desempenho de revestimentos base de cimento, entulhos de construo civil finamente modo e areia mdia, comparando o comportamento dessas argamassas com os resultados apresentados nas bibliografias para as argamassas mistas, base de cimento, cal e areia. Dentre as concluses do trabalho destacam-se os seguintes aspectos: a presena dos materiais cermicos na mistura resultou em aumento na resistncia compresso e a trao; a quantidade de gua requerida para se manter a consistncia das argamassas cresce proporcionalmente com o aumento do teor de material cermico, fato explicado em funo do elevado percentual de finos presentes na composio, da ordem de 30 %;

5

Para o documento o limite inferior de definio do agregado grado considerado como sendo 4 mm. 30

as argamassas produzidas com adio de entulho reciclado apresentaram em mdia uma reduo de 30 % no consumo de cimento em relao aos resultados existentes na literatura para argamassas mistas equivalentes.

De uma forma geral, segundo o autor da pesquisa, os revestimentos avaliados se mostram tecnicamente apropriados para a produo de argamassas para fins de utilizao em revestimentos internos ou externos. Entretanto, o autor salienta que devam ser feitos estudos complementares para se avaliar o comportamento ao longo do tempo, principalmente quanto durabilidade desses revestimentos.

HAMASSAKI et. al. (1997), avaliou a utilizao do entulho como agregado mido na produo de argamassas, simulando uma situao de uso do entulho no prprio local gerado, ou seja reciclagem no prprio canteiro de obras.

De uma forma geral, o autor conclui que os resultados foram favorveis ao uso do entulho, como agregado na produo de argamassas, entretanto aponta a

heterogeneidade do entulho e a retrao por secagem como um dos pontos crticos relativos a utilizao do entulho como agregado, considerando adequado o uso dessas argamassas apenas para assentamento ou revestimento interno.

MIRANDA (2000), tambm estudou a influncia do entulho nas argamassas para revestimento, principalmente no que diz respeito a influncia na elevada incidncia de fissurao, segundo ele, caracterstico nos revestimentos que utilizam entulho como agregado.

Os resultados obtidos indicaram que o entulho de construo reciclado pode ser utilizado para a produo de revestimentos, em argamassas simples de cimento Portland, obtendo-se bom acabamento superficial e boa resistncia de aderncia trao.

31

Dentre as recomendaes feitas pelo autor destacam-se: a necessidade do controle do teor total de finos nas argamassas; o controle granulomtrico entre as faixas de 2,4 mm e 0,15 mm, descartando, o material passante; reduzir a exposio desse tipo de revestimento a ciclos de umedecimento e secagem.

2.2.3.2 - Concreto produzido com entulho reciclado

ZORDAN (1997) realizou estudos com o objetivo de avaliar o comportamento de concretos produzidos com a utilizao de agregados reciclados, tendo como uma possvel aplicao na produo de componentes voltada para obras de infra-estrutura urbana. O resduo utilizado foi proveniente da usina de reciclagem de entulho instalada em Ribeiro Preto-SP.

Como concluso da pesquisa, o autor analisa alguns aspectos importantes verificados a partir dos resultados, dos quais, cabe destacar: a parte grada do entulho como agregado, revelou aspectos negativos para a resistncia do concreto, relacionados presena de materiais cermicos polidos, que induziram ocorrncia de superfcies de ruptura nas suas faces lisas, devido insuficiente aderncia entre essas faces e a pasta de cimento; o entulho usado como agregado apresentou absoro bem superior do agregado tradicional, devido tanto sua grande porosidade bem como a maior quantidade de finos existentes neste resduo; a resistncia compresso simples aos 28 dias, obtida pelos concretos produzidos, representou em mdia 49 %, 62 %, e 93 % da resistncia do concreto de referncia; os resultados de ensaios de resistncia compresso, abraso e permeabilidade, realizados no concreto com entulho, permitiram concluir que este tipo de concreto atende perfeitamente as exigncias de fabricao dos elementos, a que se dispe o objetivo da pesquisa: concreto no estrutural, passveis de serem utilizados em32

obras de infra-estrutura urbana como guias, lajotas para pavimentao, moures, etc.

Finalizando, o autor salienta que, embora se tratando de um material extremamente heterogneo, proveniente das mais diversas atividades da construo civil,

apresentando elementos que no tm um bom desempenho como agregado para concreto, as propriedades mecnicas aferidas na pesquisa, apresentaram valores muito significativos. Este fato leva a supor que, com um controle mais criterioso do entulho, de forma que os materiais de qualidades distintas no sejam misturados durante a produo, pode-se obter agregados com qualidades superiores s oferecidas pelo resduo analisado na pesquisa.

LEVY & HELENE (2000) apresentaram estudos sobre a durabilidade de concretos produzidos com resduos minerais provenientes de concretos e alvenarias. Os

resultados obtidos indicaram no haver diferena na resistncia mecnica quando os agregados naturais foram substitudos por reciclados de concreto e uma reduo de 20 a 30 % quando foram utilizados agregados de alvenaria. Quanto a absoro por imerso e o ndice de vazios, as mesmas tiveram grande influncia do agregado utilizado, principalmente para os agregados de alvenaria. Para os demais resultados avaliados no estudo: carbonatao e resistividade, no foram verificadas grandes influncias do tipo de agregado utilizado

Como concluso os autores salientam que, nas condies do experimento, os agregados reciclados de concreto no apresentaram restries em termos de resistncia mecnica nem da durabilidade, fato que no foi verificado quando se utilizou agregado reciclado de alvenaria.

2.2.3.3 - Blocos de concreto produzidos com entulho

DE PAUW (1980) avaliou a substituio de agregados naturais, convencionalmente utilizados na produo dos blocos de concreto, por agregados reciclados de entulho.33

Para todas as composies foi mantida uma certa percentagem de areia natural. A quantidade de gua utilizada na mistura foi definida visualmente, pela mo-de-obra local, em funo da facilidade de moldagem dos blocos. Os blocos produzidos foram ensaiados apenas compresso aos 28 dias. A Tabela 2.8 apresenta uma sntese dos resultados obtidos para cada composio avaliada

Tabela 2.8 - Resultados de resistncia das sries de ensaio (modificado DE PAUW, 1980)Cimento (Kg)P15 - 302

Sries

Traos utilizados em massa Areia natural Agregado (Kg) grado natural (Kg)0 2 (mm) 3 8 (mm)

Agregados reciclados0 25 (mm) 3 12 (mm)

Resistncia compresso (MPa) 3,7 2,2 3,3 2,9 4,1 7,0 2,1

Referncia 1 2 3 4 5 6

50 50 50 50 50 50 50

100 150 100 200 150 150 200

300 -

250 200 200 -

-

300 250 200

Segundo o autor, em relao composio de referncia, observa-se que na mdia os resultados obtidos so satisfatrios. Para as composies com certa percentagem de agregados reciclados, na faixa entre 0 e 25 mm, verifica-se uma queda na resistncia. Ao contrrio, nas composies onde se utiliza agregados reciclados nas faixas entre 3 e 12 mm, verifica-se um certo aumento da resistncia para as percentagens mais elevadas.

POLLET (1997), tambm avaliou a substituio de agregados convencionais por agregados reciclados para diferentes faixas granulomtricas, e dois diferentes tempos de adensamento, sendo um maior tempo utilizado para simular a produo de componentes decorativos (uma vez que possibilita um melhor acabamento da

superfcie dos blocos). Os blocos produzidos foram avaliados, dentre outras coisas, quanto a massa especfica, resistncia compresso e absoro de gua. Nesta ltima avaliao os blocos com agregados reciclados se mostraram mais deficientes em

34

relao aos resultados obtidos com os blocos com materiais convencionais, e os limites especificados por norma, que fixa em 8 %6 o ndice de absoro de gua.

Segundo o autor os resultados obtidos se mostrou favorvel a utilizao dos agregados reciclados na produo de blocos de concreto. Entretanto ele salienta que algumas precaues devem ser tomadas principalmente quanto ao uso desses blocos em paredes externas ou subsolos.

6

Limite especificado pela NBN B21-001 35

3 - PROGRAMA EXPERIMENTAL 3.1 - ASPECTOS GERAIS O programa experimental desta pesquisa tem como objetivo principal determinar quais os parmetros de mistura que so bsicos na definio das propriedades dos blocos de concreto, com o intuito de utilizar o entulho reciclado, como um agregado alternativo. Esta investigao fundamenta-se na anlise comparativa entre os resultados de

umidade de moldagem, massa especfica, absoro por imerso e resistncia compresso. Estas variveis so relevantes na produo e nas propriedades finais dos blocos de concreto. No desenvolvimento do programa experimental, foram definidos os materiais, os procedimentos de caracterizao e os parmetros de produo e de mistura a serem utilizados. Estas definies foram baseadas em estudos j apresentados na reviso bibliogrfica, sendo complementados no decorrer da pesquisa de acordo com as necessidades intrnsecas do processo. Num estudo piloto, os parmetros de produo, como tempo de adensamento e consistncia de moldagem, foram estabelecidos, sendo os mesmos, adotados como referncia em todas as etapas de moldagem, tanto dos corpos-de-prova cilndricos como dos blocos de concreto. Os estudos foram realizados a partir de variaes nas faixas granulomtricas dos agregados para diferentes propores entre aglomerante e agregados, utilizando-se agregados convencionais7 e entulho reciclado8. Dentre as contribuies deste trabalho, destacam-se os estudos experimentais de definio dos parmetros de mistura e de produo dos blocos. Enfatiza-se neste sentido a utilizao de corpos-de-prova cilndricos de (10x20) cm, moldados com a utilizao de uma mesa vibratria, em condies similares a de produo dos blocos de7

Para esta pesquisa os agregados convencionais foram definidos como os agregados convencionalmente utilizados pelos fabricantes da regio do Distrito Federal. As caractersticas desses agregados esto apresentadas no item 4.3. 8 Para esta pesquisa os agregados provenientes da reciclagem do entulho foram denominados de entulho reciclado, suas caractersticas tambm esto apresentadas no item 4.3. 36

concreto. Tal procedimento, permitiu uma discusso mais criteriosa dos resultados, reduzindo a grande variabilidade que caracteriza o processo de produo e ensaio dos blocos de concreto. A parte experimental desta pesquisa, tendo incio na caracterizao dos materiais e finalizando com a produo dos blocos de concreto, foi desenvolvida no Laboratrio de Ensaios de Materiais-LEM da Universidade de Braslia-UnB. 3.2 - PROJETO EXPERIMENTAL 3.2.1 - Variveis de estudo A elaborao do projeto experimental fundamentou-se na necessidade de investigar quais os materiais e composies a serem utilizados no estudo9. Deste modo a proporo aglomerante:agregado, bem como as composies granulomtricas consideradas timas10, foram objetos de definio. Alm disso foi ponderada a anlise comparativa do entulho nestas faixas timas.

Para este estudo, estabeleceram-se algumas variveis do processo de produo dos blocos consideradas essenciais ao desenvolvimento da pesquisa no laboratrio. Uma sntese destas variveis apresentada na Figura 3.1.

9

Variaes na composio granulomtrica e na relao aglomerante/agregado, so rotineiramente empregadas na definio e estudo de propores e propriedades dos blocos de concreto conforme observado na reviso da literatura (MEDEIROS, 1993). 10 As faixas granulomtricas foram definidas a partir de critrios relacionados ao grau de empacotamento da composio. 37

Variveis independentes

Variveis dependentes

Umidade de moldagem Composio granulomtrica Proporo aglomerante agregado

Massa especfica

Absoro por imerso

Resistncia compresso

Figura 3.1 Variveis de estudo

Para a proporo aglomerante:agregados, os estudos tiveram o objetivo de investigar o comportamento da mistura em relao aos resultados de umidade de moldagem, massa especfica, ndice de absoro e resistncia compresso. Neste estudo adotou-se

como referncia os traos 1:6, 1:8 e 1:10 (ABCP, 1978; MEDEIROS, 1993).

Os estudos com base na composio granulomtrica tiveram fundamentao similar aos adotados para a proporo aglomerante:agregados. Pretendeu-se, atravs destes, investigar dentre os materiais disponveis, as relaes entre a composio

granulomtrica, e as propriedades tanto no estado fresco como no estado endurecido .

Outro aspecto importante, verificado no estabelecimento das variveis de estudo, diz respeito a inter-relao entre as variveis dependentes. Especificando, observa-se por exemplo a influencia da umidade de moldagem nas demais variveis de estudo.

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3.2.2 - Etapas do programa experimental

As etapas para desenvolvimento da pesquisa constituram em:

Etapa I Coleta, processamento e caracterizao

Esta etapa teve incio com a coleta, processamento e caracterizao dos m