concretos não estruturais utilizando resíduos da indústria ... · mecânicas, avaliadas por...

CONCRETOS NÃO ESTRUTURAIS UTILIZANDO RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE LOUÇA SANITÁRIA

C. A. MARTINS (1); J. B. BALDO, (1); V. L. SORDI, (1); J. S. da COSTA, (2). (1) UFSCar-DEMa. End: Rod..Washington Luís, km 235

São Carlos –SP CEP – 13565-905. [email protected]

(2) Doutoranda: PPG-CEM-DEMa-UFSCar [email protected]

RESUMO Rejeitos da indústria de louça sanitária, compostos por peças vitrificadas, com

defeitos, foram preparados na forma de agregado graúdo através de britagem.

Foram preparadas composições nas quais estudou-se os efeitos nas propriedades

mecânicas, avaliadas por normalização da ABNT, decorrentes da substituição do

agregado graúdo (brita), por agregados de tamanho similar obtidos da cominuição

adequada dos rejeitos, na composição de um concreto de cimento portland

convencional (150 a 250 kg de cimento por metro cúbico). Foi encontrado que o

concreto resultante é apropriado para confecção de elementos não estruturais

(calçadas, guias, postes domésticos, muros, mourões, etc) com as vantagens da não

utilização de brita, e os conseqüentes benefícios ambientais.

Palavras Chaves: concreto de cimento portland, agregados alternativos, reciclagem,

louça sanitária

1 - INTRODUÇÃO

São dezesseis as fábricas de louça sanitária no Brasil, com seis em São Paulo,

duas em Minas Gerais, três em Pernambuco, duas na Paraíba e uma em cada um

dos seguintes estados: Espírito Santo, Rio Grande do Sul e Rio de Janeiro. Em

1999, a indústria brasileira produziu 14,2 milhões de peças grandes, sendo a maioria

na região Sudeste (1) . O volume de material descartado pelo setor é considerável,

considerando que a perda média relatada pela indústria situa-se em 3%, o que

significa 426 mil peças descartadas para aterros, anualmente. Uma indústria da

Anais do 48º Congresso Brasileiro de Cerâmica Proceedings of the 48th Annual Meeting of the Brazilian Ceramic Society

28 de junho a 1º de julho de 2004 – Curitiba-PR

1

região de Minas Gerais produz cerca de 170 mil peças mensais, de peso médio 14

quilos, com perda de 3%, descartando mais de 60 toneladas mensais. Isso significa

que apenas essa indústria pode fornecer cerca de 600 metros cúbicos de um

agregado similar a uma areia média por ano.

Aparentemente não existe nenhum estudo fundamental sobre o tema

enfocado, e desse modo o presente trabalho objetiva uma investigação sobre a

utilização da reciclagem de rejeitos de uma das indústrias de louça sanitária da

região de Minas Gerais, no desenvolvimento de argamassas e concretos para uso

na indústria da construção civil.

2 – METODOLOGIA

O estudo usou como base a comparação das propriedades entre dois tipos de

concretos, com a mesma proporção em peso: um utilizando agregados

convencionais de origem natural (concreto REFERÊNCIA), e outro com parte dos

agregados reciclados (concreto CLS). Para determinação dos valores envolvidos,

como o da resistência à compressão, foram utilizadas as normas brasileiras da

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT em vigência.

2.1 - Caracterização dos materiais Os agregados graúdos de reciclagem são provenientes da britagem de louça

sanitária, cujo grão passa por uma peneira de malha quadrada com abertura nominal

de 9,4 mm e ficam retidos na peneira ABNT no 4 (4,8mm) (NBR 7211).(2)

Na composição do traço, o agregado graúdo para o concreto CLS foi

constituído totalmente por agregado reciclado de louça sanitária. No concreto

REFERÊNCIA o agregado graúdo utilizado foi a brita denominada brita 1. O

agregado miúdo foi constituído apenas por areia natural. O agregado natural (areia) utilizado tem uma granulometria que o coloca

aproximadamente dentro da faixa considerada areia média, conforme é mostrado na

Figura 1.



2

Limites Granulométricos para Areia Média Rio

0 %

10 %

2 0 %

3 0 %

4 0 %

5 0 %

6 0 %

7 0 %

8 0 %

9 0 %

10 0 %

9.56.34.82.41.20.60.30.15Abertura das Peneiras (mm)

% R

etid

a A

cum

ulad

a

Amostra Limites

Figura 1 – Distribuição granulométrica para a areia utilizada; Módulo de Finura = 3,92 e Diâmetro Máximo Característico = 4,8 mm

O cimento utilizado foi o cimento Portland CPII-F-32, da marca Itaú cujas

características estão listadas na Tabela 1, e estão de acordo com a NBR 11578 (4).

Tabela 1 – Características do cimento utilizado

Característica Cimento Tipo CP II-F-32 Finura (%) 3,0 Massa unitária (g/cm3) 1,15

2.2 - Produção do Concreto A proporção em peso utilizada para os concretos foi de 1:2,23:1,77:0,5

(cimento:areia:agregado natural ou reciclado:água). Em volume, essas proporções

estão listadas na Tabela 2.

Tabela 2- Constituintes do concreto, proporção em volume

Constituinte % VolumeCimento 19

Areia 40 Agregado (nautural ou reciclado) 32

água 9 Cada concreto foi misturado em betoneira a uma temperatura de 30°C ± 2°C

e umidade relativa de 68% (ambiente do laboratório), por um período de 3 minutos,



3

seguido por repouso de 10 minutos, mistura por mais 1 minuto e em seguida,

descarga da betoneira e moldagem dos corpos de prova.

Os corpos de prova foram moldados no formato cilíndrico, com diâmetro de

100 mm e altura de 200 mm, conforme a NBR 5738 (5). Após desmoldagem, os

corpos de prova foram curados em água por 7, 28 e 91 dias, e em seguida

submetidos ao ensaio para verificação da resistência à compressão, conforme a

NBR 5738 ABNT (5).

2.3 - Propriedades

A consistência dos concretos foi avaliada através do ensaio de abatimento,

fazendo-se uma adaptação da NBR 7223 (7), utilizando um cone de dimensões 7,5

cm de diâmetro no topo, 15 cm de diâmetro na base e 20 cm de altura. Outros

indicadores são mostrados na Tabela 3.

Tabela 3 – Algumas propriedades do concreto fresco e de constituintes; CLS: concreto utilizando o agregado reciclado; REFERÊNCIA: concreto utilizando brita 1.

Densidade de massa (g/cm3)

Fator água/ cimento (a/c)

Abatimento tronco de cone

(mm) Massa unitária

do agregado (g/cm3)

CLS 2.45 0.50 50 1.33 Referência 2,65 0,68 50 1,43 NBR 7223 (7) 7251 (8)

A propriedade avaliada no estado endurecido, tanto no concreto de referência

como no concreto contendo agregado reciclado de louça sanitária, foi a resistência à

compressão nas diversas idades, conforme a NBR 5739 (9), cujos resultados são

mostrados na Tabela 4 e na Figura 2.

Tabela 4 – Resistência à Compressão (MPa) nas diversas idades para os dois tipos de concreto avaliados neste estudo.

RC (MPa) IDADE(dias) CLS REFERÊNCIA 7 18,6 15,2

28 26,6 23.3 91 27,7 24,3

2.4 – Análise Microestrutural

Nas Figuras 3, 4 e 5, estão as micrografias eletrônicas de varredura, as quais



4

revelam o aspecto de fratura do concreto aos 28 dias. Pelas micrografias podemos

observar o desenvolvimento do concreto durante sua cura.

RESISTÊNCIA MECÂNICA X IDADE

18,6

26,6 27,7

15,2

24,323,3

0

10

20

30

7 28 91

IDADE (dias)

RC (M

Pa)

CLS

REF

Figura 2 - Resistência à compressão determinada em função da idade, para os concretos CLS e REFERÊNCIA.

Figura 3 - CLS, fratura aos 28dias - Imagem da amostra destacando aglomerados de CSH e feixes fibrosos, que parecem estar preenchendo a porosidade. Nota-se os típicos cristais aciculares de AF(etringita).



5

Figura 4 – Micrografia eletrônica de varredura da superfície de fratura do concreto CLS aos 28 dias. Aglomerados típicos de formação de hidratos tipo C-S-H.

Figura 5 – Micrografia eletrônica de varredura da superfície de fratura do concreto CLS aos 28 dias. Imagem da amostra destacando uma aglomeração de feixes fibrosos preenchendo o poro , típicos de cristais aciculares de AF.



6

2.5 - Microanálise - EDX

FeTiTi FeCa SMgCa

AlS

OSi

Ca

1 2 3 4 5 6 7 8Full Scale 40285 cts Cursor: 8.410 keV (231 cts) keVFull Scale 40285 cts Cursor: 8.410 keV (231 cts) keVFull Scale 40285 cts Cursor: 8.410 keV (231 cts) keV

Spectrum 1

Figura 6 - Micrografia eletrônica de varredura da superfície de fratura aos 28 dias e respectivo EDAX do concreto CLS.



7

3- DISCUSSÃO Quanto à preparação do concreto CLS, não ocorreu dificuldade maior. Uma

vez que os agregados graúdos obtidos a partir dos elementos descartados de louça

sanitária não apresentam porosidade apreciável, o modo de preparação foi igual à

preparação dos concretos que utilizam como brita, o granito ou basalto.

Os resultados obtidos na determinação da resistência à compressão para o

concreto CLS são também animadores. O valor encontrado aos 28 dias, de 26,6

MPa, sugere que um concreto assim preparado pode ser utilizado para fins

estruturais, se nos basearmos apenas por este quesito. Obviamente outros estudos

deverão ser efetuados para garantir, por exemplo, a durabilidade desse concreto.

Nas fotos da Figura 7, notamos que não ocorreu, extensivamente, ruptura nos

grãos do agregado graúdo, no concreto CLS. De certa forma, é um fator positivo,

pois estamos aproveitando totalmente a resistência mecânica que o cimento

desenvolve no concreto, mas isso é um fator que deverá ser verificado com mais

cuidado no futuro, a fim de verificar qual é a extensão ou quais as condições em que

ocorreram rupturas no agregado.

Figura 7- Corpos de prova rompidos com idade de 7 dias, cura por imersão, concreto com agregado graúdo obtido a partir de descartes de louça sanitária. Esquerda: corpo logo após fratura; direita: visão da área fraturada.

O mecanismo de aumento da resistência mecânica com a idade está

associado ao desenvolvimento das fases na hidratação do cimento. Aparentemente,

ocorreu algum crescimento na resistência mecânica observada aos 91 dias, o que

pode significar que o sistema está se comportando de maneira similar àquele



8

composto por britas de granito e basalto. Pelos resultados nota-se que o concreto

contendo agregado reciclado grosso de louça sanitária, apresentou uma maior

resistência à compressão do que um concreto comum de mesma classe contendo

brita como agregado grosso.

As micrografias revelam um desenvolvimento normal dos produtos de

hidratação sobre os agregados de louça sanitária. Não se nota nenhum efeito visível

da fase do vidrado cerâmico na concentração e distribuição dos produtos de

hidratação, o que é corroborado pelas micro-análises (EDAX). Isso indica que o fato

dos agregados conterem o esmalte cerâmico não impediu a funcionalidade do

agregado como formador de esqueleto no concreto. O concreto após mistura apresentou-se consistente e coeso, dispensando

maiores teores de água para ajuste da trabalhabilidade, o que se verifica pelo seu

menor índice de consistência, semelhante ao concreto convencional.

. Sendo o consumo de cimento igual entre o concreto comparada, podemos

afirmar que o aumento da resistência à compressão do concreto reciclado pode ter

sido influenciado pela menor relação água/aglomerante.

4- CONCLUSÕES Foi possível confeccionar um concreto utilizando os agregados graúdos, areia

grossa, cimento e água, onde os agregados foram obtidos através da cominuição

adequada de elementos descartados da indústria de Louça Sanitária, e que atingiu

resistência mecânica adequada para fins estruturais, no uso em construção civil, se

considerarmos apenas o quesito resistência mecânica em compressão.

O fato dos agregados reciclados conterem alguma face com esmalte

cerâmico, não impediu a funcionalidade do agregado como formador de esqueleto

no concreto, sem ainda considerar o efeito ao longo de maiores idades, e

conseqüentemente, aspectos de durabilidade. Em vista dos resultados obtidos pode-se concluir pela viabilidade e grande

potencial de uso de tal concreto em aplicações não estruturais.



9

5 – BIBLIOGRAFIA 1. CERÂMICA NO BRASIL- PANORAMAS SETORIAIS-LOUÇAS SANITÁRIAS. Disponível em http://www.abceram.org.br, acesso em 20/06/2002. 2. NBR 7211. Agregados para concreto – especificação. Rio de Janeiro, 1983. 3. NBR 7217 Agregado - Determinação da composição granulométrica - Método de Ensaio - 1987 4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR 11578.Cimento Portland para argamassas. Rio de Janeiro, ABNT. 5. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1994). NBR 5738. Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. 6. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR -7215- 91. Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão. Rio de janeiro,1921, ABNT. 7. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1982). NBR 7223 – Concreto-determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. 8. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1995). NBR 7251. Agregado no estado solto – Determinação da massa unitária. Rio de Janeiro, ABNT. 9. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1994). NBR 5739. Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos.

PORTLAND CEMENT CONCRETE CONTAINING AGGREGATES MADE FROM GLAZED SCRAP FROM SANITARY WARE

ABSTRACT

Glazed Scrap from the sanitary ware industry were grinded and screened to simulate the aggregate size of limestone in Portland cement concrete compositions. The concrete containing de sanitary ware recycled aggregate, used 150kg/m3 of cement. The mechanical properties of this concrete were comparatively evaluated to a convencional Portland cement concrete containing a similar cement content and water to cement ratio, plus river sand and limestone aggregate. Considering the comparable levels of strength found for the concretes containing the recycled aggregate it can be concluded that it is higly feasible the recycling of scrap from sanitary ware as an alternative aggregate in non structural Portland cement concrete, with great benefits from the point of view of environment and mineral resources preservation. Key Words : Concrete, sanitary ware recycling, aggregates.



10

concretos não estruturais utilizando resíduos da indústria ... · mecânicas, avaliadas por...

Documents