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ESTUDO DA PRODUÇÃO DO BLOCO DE CONCRETO PARA A VEDAÇÃO CONTENDO SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DA AREIA POR RESÍDUO GERADO NO

CORTE DE GRANITO E MÁRMORE (RCGM)

STUDY OF THE PRODUCTION OF CONCRETE BLOCK FOR THE WALLS USE CONTAINING PARTIAL SUBSTITUTION OF SAND BY WASTE CUTTING OF GRANITE

AND MARBLE (WCGM)

T. S. Andrade (1); (2) F.F.Fernandes; (3) J. C. M. Neto (1) Graduanda em Engenharia Civil (2) Professor Mestre (3) Professor Doutor

Universidade do Estado do Amazonas – UEA

[email protected]

Resumo Cada vez mais há a necessidade de se utilizar materiais alternativos no lugar dos agregados naturais da

construção civil. Buscou-se estudar o uso destes resíduos (RCGM - Resíduo do Corte do Granito e

Mármore) produzidos nas marmorarias de Manaus, que são dispostos em aterros industriais, sendo uma

das principais fontes de degradação ambiental. É necessário reduzir a exploração e buscar alternativas para

substituição destes agregados. Este estudo baseia-se na aplicação do RCGM em substituição parcial da

areia para produção de artefato de bloco de concreto para vedação. Na análise dos dados verificou-se: na

análise química houve um grande potencial pozolânico. Na análise macroscópica observou-se que o

resíduo colaborou com empacotamento do compósito, observando-se o preenchimento dos vazios. Conclui-

se que aplicando o resíduo na produção de blocos, a resistência à compressão aumentou, possibilitando a

produção de um artefato com viabilidade técnica e de forma sustentável, sendo uma alternativa à

problemática ambiental.

Palavra-Chave: resíduos, agregados, concreto, sustentabilidade.

Abstract

Increasingly, there is the need of using alternative materials instead of natural aggregates in the

construction. The research aimed to study the usage of these wastes (WCGM – Waste Cutting of Granite

and Marble) produced in the marble factories of Manaus, that are disposed in industrial landfills, becoming a

major source of environmental degradation.It is required to reduce this exploration and to search for

alternatives for partial substitution of sand for the production of concrete block’s artifact for walls use. The

following aspects were verified: in the chemical analysis a great pozzolanic potential. In the macroscopic

analysis it was observed that the waste collaborated with composite packaging, observing the filling of the

voids. In conclusion, by applying the waste in the production of blocks, the resistance to compression

increased, allowing the production of an artifact with technical viability and in a sustainable way, becoming

an alternative to the environmental issues.

Key-Word: wastes, aggregates, concrete, sustainability

60º Congresso Brasileiro de Cerâmica15 a 18 de maio de 2016, Águas de Lindóia, SP

2132

1 Introdução

No mundo milhões de toneladas de resíduos são produzidos (LUCAS, 2008). Os resíduos

gerados pelas atividades industriais crescem em importância no cenário ambiental, uma

vez que são produzidos por vários tipos de indústria, tais como a metalúrgica, a química,

a petroquímica, a papeleira, a alimentícia, etc. Tais resíduos são bastante variados,

podendo ser representados por cinza, lodo, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plástico,

papel, madeira, fibras, borracha, metais, escórias, vidro, cerâmica e outros (NAUMOFF;

PERES, 2000).

Os resíduos industriais historicamente vêm sendo depositados de maneira inadequada no

Brasil, muitas vezes sem segregação (ROMA; MOURA, 2011).

A areia natural por ser bastante utilizada em obras da construção, tem sofrido um

esgotamento de suas jazidas, aumentando seu custo. Com a exploração desenfreada dos

recursos naturais e pensando no meio ambiente, verificou-se a necessidade do

reaproveitamento. O resíduo escolhido para o estudo é resultante do corte do granito e

mármore e pela classificação dos resíduos da construção civil pela Resolução 307 do

CONAMA está na classe C (resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias

ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem ou recuperação).

Logo, o estudo buscou alternativas para a aplicação do resíduo para a produção de

blocos para vedação, possibilitando uma melhor destinação do resíduo.

1.1 Objetivos

1.1.1 Geral

Estudar o resíduo resultante do corte de granito e mármore na produção de concreto para

bloco de vedação.

1.1.2 Específicos

- Caracterizar o resíduo como agregado miúdo;

- Determinar as propriedades físicas e mecânicas do concreto produzido com o resíduo

estudado.

- Dosar o concreto para produção de artefatos de blocos para vedação;

- Verificar o comportamento do concreto com a adição do resíduo;


2133

1.2 Metodologia

A pesquisa foi baseada no estudo de caso dos resíduos de corte de granito e mármore de

uma marmoraria, localizada em Manaus na avenida Cosme Ferreira.

Primeiramente o resíduo coletado foi levado para Universidade do Estado do Amazonas

(UEA). Depois o restante dos materiais a serem utilizados coletados na empresa Pavi

Blocos foram levados para o laboratório. Foram realizados a caracterização dos

agregados, bem como a análise química de todos os componentes utilizados para a

produção do concreto. Em seguida, foram produzidos concretos que foram colocados em

corpos-de-prova. Após o endurecimento do concreto foi realizado o teste de resistência à

compressão nas idades de 3, 7 e 28 dias. Além dos ensaios de resistência, foram

realizados os ensaios de absorção, índice de vazios e carbonatação. Após verificado o

melhor traço, foram produzidos os blocos de vedação para o rompimento, análise

dimensional e aspecto das amostras.

1.3 Definição do traço de concreto

O traço foi elaborado de acordo com os parâmetros da indústria. O traço inicialmente

sugerido é a proporção, em peso, de cimento, areia/RCGM, pó de brita, areia grossa e

água, respectivamente. Por apresentar características semelhantes à areia, o RCGM foi

substituído nas porcentagens propostas:

Traço I – 1: 6,2: 3,76: 5,96: 0,6 (Referência)

Traço II – 1: 5.89 :0,31: 3,76: 5,96: 0,6 (95% Areia e 5% RCGM)

Traço III – 1: 5,58: 0,62: 3,76: 5,96: 0,6 (90% Areia e 10% RCGM)

Traço IV – 1: 5,27: 0,93: 3,76: 5,96: 0,6 (85% Areia e 15% RCGM)

2 Resultados

2.1 Ensaios dos Resíduos de Corte do Granito e Mármore

2.1.1 Granulometria, Massa Unitária e Massa Específica

Segundo (Moura, 2002) a partir da sedimentação do resíduo, verificou-se que o RCGM

possui 77% de fração menor que 0,075 mm.

Para determinação da massa unitária foram usados os procedimentos prescritos na NBR

NM 45:2006. Obteu-se compactada-média (g/cm³) = 1,41.


2134

A massa especifica é a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluindo

os poros permeáveis. Tem influência na quantidade de material a ser dosado no traço

para a produção de concreto. µmédio (g/cm³)= 2,3

2.2 Ensaios da Areia

2.2.1 Granulometria

O módulo de finura da areia = 1,91±00,1. E o Dmáx é igual ao 2,36 mm. Conforme a NBR

7211/2009, o módulo de finura da zona utilizável inferior varia entre 1,55 a 2,20 e areia

está aceitável. Devido seu MFmédio ser menor que 2,40, classifica a areia utilizada no

estudo como fina, segundo a NBR 7211.

2.2.2 Massa Unitária da Areia

Através dos ensaios a massa unitária da areia é compactada-média (g/cm³) = 1,55

Verifica-se que a massa unitária da areia é próxima do resíduo que vai substituí-la

parcialmente RCGM (g/cm³) = 1,41.

2.2.3 Materiais Pulverulentos – ABNT NBR NM 46/2003

O teor de materiais pulverulentos aceitável é de 3,0%, para o concreto que será

submetido a desgaste superficial, e de 5,0%, para aquele protegido do desgaste

superficial (ABNT, 2009a). Portanto, a areia amostrada é aceita, pois se obteve 1,83%.

2.2.4 Teor de Torrões de Argila – ABNT NBR 7218/2010

A massa de areia (Mareia) segundo a norma é de 200 gramas (g).

E, após o ensaio, obteve-se uma massa de torrões igual a 199,81g.

Obtendo-se: TA = 0,1%.

A quantidade máxima de torrões de argila (TA) aceitável é de 3,0 % (ABNT, 2009a), logo

a areia está dentro dos parâmetros de aceitação.

2.2.5 Massa Específica da Areia

µmédio (g/cm³) = 2,64

Verifica-se que a massa específica da areia é próxima do resíduo que vai substituí-la

parcialmente µRCGM (g/cm³) = 2,3.


2135

2.3 Ensaios com o Pó de Brita

2.3.1 Granulometria, Massa Unitária e Específica

O módulo de finura do pó de brita= 2,70±00,1. E o Dmáx é igual ao 4,75 mm.

A massa unitária é 1,7 (g/cm³) e a massa específica 2,76 (g/cm³).

2.4 Ensaios com o Areia Grossa

2.4.1 Granulometria, Massa Unitária e Massa Específica

O módulo de finura do areia grossa = 4,58±00,1. E o Dmáx é igual ao 4,75 mm.

Massa unitária de 1,6 (g/cm³) e massa específica de 2,72 (g/cm³).

2.5 Ensaios com o cimento

2.5.1 Finura do cimento

O ensaio de Finura do Cimento foi realizado segundo recomendações da norma técnica

ABNT NBR 11579:2013. O cimento utilizado para o ensaio foi o CP I – S 32 MPa, e o

método de ensaio empregado foi o manual. O módulo de finura foi de 8,60% atendendo

ao limite estabelecido na norma de 12%.

2.5.2 Pasta de consistência normal

Para a pasta ser considerada como tendo consistência normal, a sonda (do aparelho de

Vicat) deve situar-se a uma distância de 6±1 mm da placa base (ABNT, 2003), com esse

ensaio é possível também medir a quantidade de água ideal para a mistura obter a

consistência esperada para que possa, então, ser realizado o ensaio de tempo de início e

fim de pega da pasta. Observou-se que após 2 tentativas, colocou-se 150 ml de agua e a

distância percorrida foi de 7mm.

2.5.3 Ensaios de início e fim de pega Para o ensaio de determinação do tempo de início e fim de pega, utilizou-se a quantidade

de água obtida com o ensaio de pasta de consistência normal (ABNT NBR NM 43/2003),

150g de água para 500g de cimento. Verificou-se foi 1h 40min e o fim de pega 3h 07min.


2136

3 Produção de Corpos-de-Prova e Ensaios com o Concreto

Os corpos-de-prova produzidos, tanto com o traço de referência (Traço 1) quanto com os

traços dosados para substituição parcial da areia foram feitos em formas metálicas

cilíndricas com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura. O concreto foi preparado de maneira

manual e adensado manualmente também, seguindo as normas ABNT NBR 5738/2015.

Para o ensaio de resistência à compressão, são produzidos quatro corpos-de-prova para

cada idade (3, 7 e 28 dias) de cada traço, totalizando 48 corpos-de-prova (ANBT, 2003).

A cura adotada foi a submersa. De acordo com (Prado, 2006) a cura térmica fosse mais

representativa não se mostrou eficiente. Os corpos de prova fabricados sem cura

atingiram resistência satisfatória aos 7 dias, mas houve pouco acréscimo de resistência

aos 28 dias. Já os corpos de prova com cura imersa apresentaram resistência à

compressão aos 7 dias igual a dos corpos de prova sem cura, mas uma melhor

resistência à compressão aos 28 dias. Alguns corpos-de-prova moldados para o ensaio a

compressão apresentaram desvios elevados, que pode ser explicado devido ao modo do

adensamento. Esperava-se 2,5 Mpa para bloco de vedação não estrutural aparente

(39X19X19). Os ensaios mecânicos realizados apresentaram valores satisfatórios de

resistências para todos os traços, observando um aumento da resistência quando

substituído o valor da areia pelo RCGM.

O gráfico abaixo mostra o resumo das resistências dos quatro traços estudados:

Figura 1 – Gráfico comparativo das resistências para todos os traços

4 Análise macroscópica

A análise macroscópica foi realizada no Laboratório de Engenharia dos Materiais da

Universidade do Estado do Amazonas. Consiste na visualização por câmera nas lentes de

10X e 20X. Foi feito no estereoscópico Sd-2al Kyowa optical.


2137

Figura 2 – Fotografia obtida por microscópio estereoscópico traço 1 (sem RCGM) 10X

Figura 3 – Fotografia obtida por microscópio estereoscópico traço 2 (5% RCGM) 10X

Figura 4– Fotografia obtida por microscópio estereoscópico traço 3 (10% RCGM) 10X

VAZIOS

AREIA GROSSA

AREIA GROSSA

VAZIOS

VAZIOS

VAZIOS

AREIA GROSSA


2138

Figura 5 – Fotografia obtida por microscópio estereoscópico traço 4 (15% RCGM) 10X

5 Análise Química dos Agregados

A análise química foi realizada no Laboratório de Química da Universidade do Estado do

Amazonas, auxiliada pela Professora Doutora Cláudia Cândida Silva. Consiste no método

de Fluorescência de Raio-X por dispersão de onda.

Para uma melhor análise e comparativo entre as amostras estudadas, verificou-se que o

RCGM possui um alto potencial pozolânico devido às altas concentrações de Silício e

Cálcio, elementos que estão também presentes no cimento. Devido aos grãos serem

finos, há o empacotamento das partículas, ocupando-se os vazios, aumentando a massa

específica. Verifica-se também a teoria do empacotamento visa que os vazios entre os

agregados de maior dimensão sejam preenchidas por partículas menores.

Figura 6 – Elementos químicos Areia, Cimento e RCGM

VAZIOS

AREIA GROSSA


2139

6 Ensaios Absorção por Imersão, Índice de Vazios e Massa Específica

Nos gráficos abaixo, comparou-se o comportamento dos traços e verificou O ensaio de

absorção para todos os traços atendeu à NBR 6136 (ABNT,2014) ≤ 10%. Os vazios foram

diminuindo conforme aumentava a substituição do RCGM.

Figura 7 – Absorção por imersão

Figura 9 – Massa Específica Seca, Saturada e Real conforme os traços de estudo

7 Fabricação dos Blocos na empresa

Após a análise dos dados de resistências obtidos através dos corpos-de-prova, observou-

se que a maior resistência atingida aos 28 dias foi com a substituição de 15% da areia

pelo resíduo. Logo, para a produção dos blocos na empresa foi escolhido este traço para

o estudo das resistências e análise dimensional dos blocos.

Os traços dos concretos selecionados foram utilizados em volume, pois na indústria a

proporção dos componentes da mistura é feita pelo número de voltas da esteira do


2140

misturador. Vale ressaltar que esse tipo de dosagem é menos preciso que a dosagem em

massa e provoca maior variabilidade nas propriedades dos blocos (Prado, 2006).

Os agregados são despejados no misturador juntamente com o cimento e

homogeneizados. Há um sensor de controle de umidade pelo qual o funcionário controle a

quantidade de água. A máquina vibro-prensa, permite controlar os tempos de

alimentação, vibração e prensagem. Estes tempos são controlados por um funcionário,

que realiza constantemente o controle visual da moldagem dos blocos (Prado, 2006).

Após a moldagem dos blocos, seguem para a câmara de cura térmica.

Figura 10 – Blocos após prensagem, prontos para cura Figura 11 – Aspecto Visual do Bloco com RCGM

Conforme disponibilidade e recomendação da empresa, após 7 dias os blocos foram

retirados da cura térmica. Foram realizados os ensaios de resistência à compressão e

análise dimensional conforme NBR 6136 (ABNT,2014).

Figura 12– Comparativo das resistências dos blocos confeccionados na indústria


2141

8 Considerações Finais

A utilização do Resíduo do Corte do Mármore e Granito (RCGM) na substituição parcial

da areia na produção de concreto para bloco de vedação contribui para a diminuição do

impacto ambiental causo pelo elevado número consumo de agregados naturais.

A partir dos resultados deste estudo, conclui-se que:

Quanto à resistência à compressão, observou-se um melhor desempenho dos

concretos com RCGM, em relação aos concretos de referência;

O ensaio de absorção para todos os traços atendeu à NBR 6136 (ABNT,2014) ≤

10%;

Os blocos produzidos na empresa com 15% de RCGM apresentaram

resistências maiores que os de referência;

O aspecto visual dos blocos produzidos não diferiu dos de referência.

9 Referências Bibliográficas

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto –

Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2015. ______. NBR 5739: Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio

de Janeiro, 2007. ______. NBR 6136: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria - Requisitos. Rio

de Janeiro, 2014. ______. NBR 6467: Agregados – Determinação do inchamento de agregado miúdo –

Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2006.

______. NBR 7211: Agregados para concreto – Especificação. Rio de Janeiro, 2009.

______. NBR 7215: Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão. Rio

de Janeiro, 1996.

______. NBR 7218: Agregados — Determinação do teor de argila em torrões e materiais

friáveis. Rio de Janeiro, 2010.

______. NBR 7809: Agregado graúdo – Determinação do índice de forma pelo método do

paquímetro – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2006. ______. NBR 9778: Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de

água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, 2005. ______. NBR 11579: Cimento Portland – Determinação do índice de finura por meio da

peneira 75 µm, nº 200. Rio de Janeiro, 2012.


2142

______. NBR 12655: Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento e

aceitação – Procedimento. Rio de Janeiro, 2015. ______. NBR NM 43: Cimento Portland – Determinação da pasta de consistência normal.

Rio de Janeiro, 2003.

______. NBR NM 45: Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de

vazios. Rio de Janeiro, 2006.

______. NBR NM 46: Agregados – Determinação do material fino que passa através da

peneira 75 um, por lavagem. Rio de Janeiro, 2003. ______. NBR NM 52: Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa

específica aparente. Rio de Janeiro, 2009. ______. NBR NM 53: Agregado graúdo – Determinação da massa específica, massa

específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, 2009. ______. NBR NM 65: Cimento Portland – Determinação do tempo de pega. Rio de

Janeiro, 2003.

______. NBR NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de

Janeiro, 2003.

GONÇALVES, J. P.; MOURA, W. A Avaliação da influência da utilização do resíduo de

corte de granito (RCG), como adição, em propriedades mecânicas do concreto . In:

57º Congresso Brasileiro do Concreto. Anais do 57º CBC. Bonito: IBRACON, 2015. GOZZE, R. V.; GALAZZI, W. J.;COELHO, M.A.;COELHO, L.H.. Estudo da dosagem de concreto através da compactação de agregados pela teoria do empacotamento com

o uso de resíduo de rochas ornamentais como parte do agregado. In: Associação

Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído. Porto Alegre, Rio Grande do Sul: ANTAQ, 2002.

PRADO, Danilo Mascarenhas. Propriedades físicas e mecânicas de blocos

estruturais produzidos com agregados reciclados de concreto. Dissertação

(Mestrado), Departamento de Engenharia de Estruturas, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.


2143

estudo da produÇÃo do bloco de concreto para …metallum.com.br/60cbc/anais/pdf/13-080tt.pdf ·...

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