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POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS), UTIZADO PARA FABRICAÇÃO DE BLOCO DE CONCRETO VAZADO

J. M. Escola

Instituto Federal de Mato Grosso – Campus Cuiabá Octayde Jorge da Silva -DACC; J. Santos

Instituto Federal de Mato Grosso – Campus Cuiabá Octayde Jorge da Silva –DACC.

Rua: Zulmira Canavarros, 95 – Centro – Cuiabá – MT ([email protected])

RESUMO: A pesquisa possibilita melhor destino aos resíduos de Poliestireno

Expandido “EPS”. O material reutilizado gerou um novo produto. Um produto de alta sustentabilidade, descartado sem ser reciclado. Por ser volumoso, acumulam-se em

terrenos baldios, encostas dos rios e aterros sanitários. Essa matéria prima contribui para a conscientização da sociedade a manter o meio ambiente preservado. A

produção de “EPS” se mantém em ascensão, sendo utilizado para transporte de produto do setor industrial, alimento e na área da construção civil. O EPS reciclado foi utilizado para fabricar blocos de concreto vazado, substituindo uma porcentagem

do agregado natural por EPS. Após inúmeras dosagens, resultados significativos para o bloco de concreto foram obtidos. Esses blocos podem ser utilizados em

alvenaria de vedação sem função estrutural, por serem mais econômicos e sustentáveis. A avaliação dos resultados foi através de ensaios de resistência mecânica, absorção por capilaridade, retração, de acordo com as especificações

técnicas vigentes.

Palavras-chave: Bloco de concreto. EPS. Reutilizar.

EXPANDED POLYSTYRENE (EPS) BLOCK USED TO MANUFACTURE OF

CONCRETE LEAKED

ABSTRACT: The research allows a better destiny for the Expanded Polystyrene "EPS”. The

reused materials generated a new product. A high sustainability products, discarded without being recycled. For being full-sized, these materials build up in vacant lots, on the slopes of rivers and landfills. The reuse of the raw materials may contribute for the society ’ awareness, in order to keep on people preserving the environment. The production of "EPS" remains on the rise, being used for product transportation industry, food and construction area. The recycled EPS to build concrete blocks, replacing a percentage of natural aggregate by EPS. After carrying out various tests and numerous measurements, it was obtained considerable results concerning the concrete block. This block can be used in sealing masonry without structural function, because they are more economical and sustainable. The evaluation of the results was through mechanical resistance, wicking, retraction, according to the current technical specifications. Keywords: Concrete block. EPS. Reuse.

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

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1_INTRODUÇÃO

Este estudo possibilitou uma avaliação para obtenção de melhor destino aos

resíduos de “EPS”. Utilizou-se o material para gerar um novo produto, uma vez que,

possivelmente esse material seria jogado de forma inadequada em lugares não

autorizados. Trata-se de um produto de alta sustentabilidade que foi utilizado no

sentido de propiciar economia no produto final. Esses materiais foram desenvolvidos

dentro das regulamentações técnicas, garantindo, desta forma a qualidade esperada.

A produção de Poliestireno Expandido “EPS” vem aumentando cada vez mais,

esses materiais são utilizados para transporte de alimento, proteção de

eletrodomésticos, eletrônicos, produtos do setor industrial e na área de construção

civil. Após a utilização, esse material é descartado, muitas vezes, sem destino

adequado, gerando dessa forma, acúmulo de resíduos na natureza. Os blocos de

concreto vazado com “EPs” foram moldados e testados, observaram-se as

qualidades técnicas em conformidade às normas vigentes, para que fossem

utilizados em alvenarias de vedação sem função estrutural. Procedeu-se várias

dosagens dos blocos de concreto, aumentando e diminuindo os agregados naturais,

levando em conta o efeito de finos de “EPS”.

2 REFERÊNCIAL TEÓRICO

2.1 Poliestireno Expandido “EPS”

O Poliestireno Expandido “EPS” popularmente conhecido como (isopor), foi

descoberto na Alemanha em 1949, pelos químicos Frits Stasny e Karl Buchhol.

Segundo Manual de Utilização de EPS na Construção Civil, (2006) , é composto por

um plástico celular rígido obtido através da polimerização do estireno em água, na

sua composição contém o (Hidro Carbureto), que em contato com os raios solares

se deteriora rapidamente, é reciclável e pode voltar a sua condição de matéria prima

original.

Composto por 98% de ar e 2% de plástico, o “EPS”, por ser um material leve

resistente e de baixo custo é muito utilizado para o transporte de alimento, por ser

um excelente isolante térmico. O que garante ao produto no seu interior a

conservação da temperatura e também diminui o risco de sua deterioração.

Por não ter a propriedade de hidroscópica, oferece uma elevada resistência à

absorção de água, permitindo manter suas propriedades inalteradas e dos produtos


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embalados. Muito usado também para transporte de produtos congelados, peixes,

carnes, derivados de laticínios.

O “EPS” é mais utilizado em transporte de utensílios eletrônicos e eletrodomésticos,

e produtos industriais, oferece uma grande vantagem, a capacidade de resistência a

impactos, quedas e choques garantindo a proteção de equipamento acondicionado

no seu interior como exemplo: vidros, produtos cerâmicos, perfumes, utensílios de

jardinagem, sanitários entre outros.

Na construção civil o “EPS” é muito utilizado por sua propriedade de isolamento

térmico e acústico, é empregado em lugares com necessidades de melhorar a

temperatura do ambiente por condições climáticas de região e para melhorar

desempenho de equipamentos de climatização, garantindo menor perca de

temperatura, economizando energia. Também muito uti lizado em ambientes que

precisa de isolamento acústico, exemplo: teatros, cinemas, estúdios. É uma matéria

prima barata, resistente e de fácil acesso.

Empregado em coberturas, paredes, em câmaras frigorificas, argamassa, concretos,

enchimento de lajes, como blocos, formas permanentes, painéis pré-moldados, junta

de dilatação e como concreto leve. Segundo a Associação Brasileira de Poliestireno

Expandido (ABRAPEX), 2006, o “EPS”, é produzido em duas versões: Classe P, não

retardante à chama, e Classe F, retardante à chama. Também três grupos de massa

específica aparente, de acordo com a Tabela 1.

Tabela 1 – Massa especifica do “EPS”

Fonte: ABRAPEX/ 2006.

O “EPS” não contamina o solo e o ar, o maior problema é que depois de utilizado ele

é descartado na natureza gerando o acumulo desse material em aterros sanitários

sem que seja reaproveitado de forma a garantir sustentabilidade e economia.

Esse estudo é relevante no sentido de avaliar as demais propriedades, de forma a

fornecer a sociedade um produto ecologicamente correto, com qualidade e

sustentabilidade.

Incrementando dessa forma as políticas públicas de incentivo as cooperativas que

estão em consonância com as normas técnicas de reciclagem e de acordo com a

resolução 258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 1999) e

I - De 13 a 16 kg/m³.

II - De 16 a 20 kg/m³.

III - De 20 a 25 kg/m³.


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Resolução 307 (CONAMA, 2002 reformulada em 2012). O conselho nacional do

meio ambiente (CONAMA 307/2012) classifica os resíduos provenientes da

construção civil, seus geradores, os agregados que são reciclados, explica sobre

gerenciamento de resíduos e reciclagem para transformação e sua reutilização como

matéria prima.

Todo município deve criar um Programa Municipal de Gerenciamento de Resíduos

da Construção Civil, para seu uso de forma correta.

As exigências prescritas nas resoluções citadas são grandes, será necessário muito

mais que fiscalização será necessário à conscientização dos geradores, em conjunto

com sociedade e academia visando à utilização correta desses resíduos.

2.2 Bloco de concreto

O bloco de concreto é um componente industrializado, produzido em máquinas que

vibram e prensam, podendo ser fabricados com uma vasta variedade de

composições. Por serem moldados em fôrmas de aço, possuem precisão

dimensional que confere facilidade na execução da alvenaria.

Suas características e desempenho dependem do equipamento, da qualidade dos

materiais empregados e da sua proporção adequada.

Os blocos de concreto normalizados possuem formato e dimensões padronizadas,

que proporcionam um sistema construtivo limpo, prático, rápido, econômico e

eficiente. Além disso, o material concreto possui um módulo de elasticidade similar

ao da junta de argamassa, aproximando a resistência da alvenaria à do bloco.

Os aspectos técnicos, dos blocos de concreto devem estar conforme a norma, as

especificações da NBR 6136, da ABNT (2014).

Podem ser produzidos em resistências características variadas, em função da

necessidade estrutural das edificações.

Podem ser produzidas com diferentes formas, cores e texturas.

Possuem vazados de grandes dimensões que permitem a passagem de tubulações

elétricas e, em alguns casos, sanitárias.

Estes vazados também podem ser preenchidos com graute (micro concreto) para a

execução de cintas de amarração, vergas ou quando se deseja aumentar a

resistência da alvenaria à compressão.

São produzidos a partir da mistura de cimento, agregados miúdos e graúdos, estão

disponíveis em praticamente todas as cidades de médio e grande porte do País.


2180

Apresentam baixíssima variação de dimensões, que são modulares, evitando

desperdícios por quebras em obra e diminuindo substancialmente as espessuras

dos revestimentos aplicados.

2.3 Concreto leve com “EPS”

Geralmente o Poliestireno Expandido “EPS” é misturado com cimento, areia e água,

em uma sequência específica de mistura, obtendo assim o concreto leve para uso

na construção civil. O “EPS” mais utilizado na regularização de lajes, mas também

pode ser usados em quadras esportivas, bancos de jardim, vasos, balaústres, casas

pré-fabricadas, exceto estruturas.

Esse tipo de concreto geralmente é usado em locais que necessitam boa redução de

peso em elementos das edificações. O fato do “EPS” praticamente não absorver

água e ter um acabamento homogêneo, possibilita o uso do concreto leve em outros

elementos arquitetônicos e de paisagismo.

2.4 Cimento Portland

Popularmente conhecido como cimento, ele é um composto de clinquer e de adições.

O cimento Portland, foi descoberto por Joseph Aspdim, a mais de 150 anos. Tem

como característica desenvolver uma reação química em contato com a água,

primeiro ele se torna pastoso e depois endurece, essa é sua principal característica.

As adições são matérias-primas que, misturadas ao clínquer na fase de moagem,

permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento Portland disponíveis no

mercado. Essas outras matérias-primas são o gesso, as escórias de alto-forno, os

materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos (OLIVEIRA, 2013).

2.5 Agregados

Os agregados se classificam em naturais ou artificiais. Os naturais como areia de rio,

cascalho e pedregulho que são encontrados de forma particulada na natureza.

Artificiais são aqueles produzidos por processos industriais, (pedras britadas, areias

artificiais escorias de alto forno e argilas expandidas). O agregado tem influencia

significativa para aumentar a estabilidade, resistência o desgaste ao fogo e a

condutibilidade térmica.

2.6 Areia

Classificada como agregado miúdo, 0,075 mm < f < 4,8 mm. Possui grãos de

dimensões variadas, e angulosos, entra na composição das argamassas, e


2181

contribuem para diminuição da contração volumétrica da argamassa, tornando a

mais econômica. As areias dos rios são as mais puras, por isso são as mais usadas.

2.7 Granulometria

Utilizou-se a Composição granulométrica conforme a norma NBR 7211 da ABNT,

(2004) que diz que a distribuição que constitui os agregados, geralmente é expressa

em termo de porcentagens individuais ou acumulada retida em cada uma das

peneiras da chamada série normal ou intermediarias e sua grandeza é associada à

distribuição granulométrica do agregado corresponde á abertura nominal, em

milímetros, de malha da peneira da série normal e intermediaria (NETO, 2005).

2.8 Massa unitária solta e compactada

Massa unitária solta de um agregado é a relação entre sua massa e seu volume sem

compactar, considerando-se também os vazios entre os grãos. É utilizada para

transformar massa em volume e vice-versa. Massa unitária compactada é a relação

entre sua massa e seu volume compactado segundo um determinado processo,

considerando-se também os vazios entre os grãos. Pode ser feita com um único

agregado ou comum a composição destes. Utilizado na transformação de massa

para volume com vazios entre os grãos de agregados é aplicado em concreto

dosado em volume e para controle de recebimento e estocagem de agregados em

volumes. A massa unitária também serve como parâmetro para classificação do

agregado quanto à densidade (REIS e SANTOS, 2013).

2.9 Retração

A retração é o processo de redução de volume que ocorre na massa de concreto,

ocasionada principalmente pela saída de água por exsudação (retração plástica e

por secagem ou hidráulica).

3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

3.1 Cimento

O Cimento utilizado foi o Portland CP II- F – 32, de embalagem de 50 kg. Realizou-

se o ensaio de acordo com a norma NBR NM 23, da ABNT (2001), que prescreve o

método para determinação da massa específica do cimento Portland e outros

materiais em pó por meio do frasco volumétrico de (Le Chatelier), no qual o volume

de um corpo é medido através do deslocamento de um líquido. Foram utilizadas as

medida do tempo de pega, e resistência à compressão axial mencionada na


2182

embalagem do fabricante: NRB 11578, da ABNT (1991), cujos resultados se

encontram na Tabela 2.

Tabela 2 – Dados do Cimento Portland utilizado

Dados do Fabricante (embalagem) NRB 11578 da ABNT (1991)

Massa especifica cimento 2,909 g/cm³.

NBR 65: 2003 Tempo de inicio de pega Hora >= 1.

NBR 65: 2003 Tempo de fim de pega Hora <= 10.

Resistência à compressão axial

(MPa)

3 dias > =10,0

7 dias

> =20,0

28 dias

> = 32,0

3.2 “EPS”

O Poliestireno Expandido “EPS” utilizado foi coletado em vias publicas e shoppings

da cidade de (Cuiabá - MT) onde foi descartado. Ralou-se e decidiu-se usar 1,5% de

“EPS”, substituindo parte da areia lavada. O material utilizado foi o passante na

peneira de malha quadrada 1,2mm da ABNT (Associação Brasileira de Normas

Técnica).

3.3 Areia

Usou-se areia lavado de rio (SIO2 – Quartzo), substituindo uma fração de 1,5% por

“EPS”. Realizou-se o ensaio para determinar a granulometria da areia conforme

NBR NM 248, da ABNT (2003), na Figura 1 e apresentada a curva granulometrica.

Figura 1 – Curva granulométrica da areia de rio

3.4 Pedrisco

O Pedrisco utilizado na pesquisa foi procedente da empresa Caieira e Mineradora

Nossa Senhora da Guia Ltda. Localizada a 30 km da cidade de Cuiabá, na R. São

Benedito, 33- Ns. da Guia – MT, a empresa trabalha com extração e britagem de

pedras e outros materiais para a construção. Uti lizou-se o pedrisco passante na

peneira quadrada de malha 2,4mm e retido na 1,2mm da ABNT (Associação

Brasileira de Normas Técnica). Na Tabela 3 temos os valores da massa unitária solta

e compactada e da massa específica.


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Tabela 3 – Valores da massa unitária solta e compactada e da massa específica do pedrisco.

Massa unitária solta (Média) 1,54 g/cm³

Massa unitária compactada

(Média)

1,52 g/cm³

Massa específica 2,31 g/cm³

3.5 Aditivo

Como aditivo utilizou-se o Adesivo à base de PVA, (cola branca, usada para colar

papel, madeira e materiais porosos em geral). Usou-se uma quantidade de 15 ml.

3.6 Água

A água utilizada tem como função fazer a mistura se tornar homogênea e causar o

endurecimento da pasta do cimento. Foi fornecida pela CAB (Companhia de

Abastecimento de Água, Cuiabá - MT), responsável pelo abastecimento de água na

capital de Cuiabá estado de Mato Grosso. Utilizou-se 6 litros.

4 METODOLOGIA

Iniciou-se este estudo coletando o “EPS” em vias publicas em shoppings e obras de

construção civil, onde foram descartados sem serem reciclados gerando, desta

forma, o acumulo deste material, como mostra a Figura 2.

Figura 2 – Matéria prima “EPS” descartada Fonte: acervo próprio

O Instituto Federal de Mato Grosso, Campus Cuiabá Cel. Octayde Jorge da Silva,

não possui triturador ou qualquer outro equipamento necessário para transformar o

“EPS” coletado na granulometria necessária passante e retido nas peneiras ABNT

(Associação Brasileira de Normas Técnica).

Construiu-se então, um ralador artesanal, feito com partes de uma lata de tinta e

pregos. Exemplo, Figura 3, ralou-se o “EPS” e colocou-se o material obtido na

peneira de malha quadrada com abertura nominal 2,4 mm e retido na peneira de

malha 1,2 mm, ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnica).


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Figura 3 – Amostra de “EPS” sendo ralado. Fonte: acervo próprio

A investigação sobre a utilização do “EPS” em blocos de concreto vazados para

serem utilizados em alvenarias de vedação sem função estrutural ocorreu a partir da

escolha da granulometria dos agregados naturais, para assegurar melhor

entrosamento das partículas na mistura.

Utilizou-se como agregado areia de rio e brita passante nas peneiras conforme,

ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnica).

Decidiu-se substituir 1,5% dos finos (areia), pelo “EPS”, através de ensaios

empíricos com diferentes quantidades na mistura.

Os blocos de concreto com a adição do “EPS” foram moldados, utilizando como

referência o concreto tradicional (cimento, areia de rio, brita).

O traço em massa utilizado foi 1:5, escolhido através do método de dosagem do

professor (PAULO HELENE, 2011). Com teor de argamassa de 51%, Sob-relação

água/cimento 0,55.

A mistura para moldagem das peças foi homogenia, depositadas numa prensa

manual vibratória, como mostra a (Figura 4).

Figura 4 – Prensa manual vibratório, para blocos de Concreto. Fonte: acervo próprio.

A cura das peças moldadas ocorreu através de molhagem 3 vezes ao dia, em um

período de 07 dias, mantendo as peças cobertas por uma lona preta, (Figura 5).

A avaliação do produto (bloco de concreto vazado com EPS) foi feita sobre as

propriedades no estado endurecido aos 07, 14 e 28 dias.


2185

Figura 5 – Cura dos blocos de concreto Fonte: acervo próprio

5 ANÁLISE DE DADOS

As propriedades do “bloco de concreto vazado” contendo em sua composição EPS,

apresentaram-se bastante consistentes e coesas, (Figura 6 e Figura 7), com menor

absorção de água para ajuste da trabalhabilidade semelhante ao bloco de concreto

tradicional.

O produto (bloco de concreto vazado com adição de “EPS”), demostrou um perfeito

encaixe entre os agregados e o cimento Portland. Não apresentou trincas ou fraturas

que poderiam prejudicar no assentamento e durabilidade da construção.

Figura 6 – EPS adicionado à mistura Figura 7 – EPS homogeneizado Fonte: acervo próprio acervo próprio

6 RESULTADOS

6.1 Resistência à compressão simples

Na Tabela 4 e Figura 8 encontram-se o resultado do ensaio de resistência à compressão simples do “bloco de concreto vazado com EPS”, aos 07, 14 e 28 dias de idade, a maior resistência ocorreu aos 28 dias 2,54 MPa.

Tabela 4 - Resistência à compressão simples do bloco de concreto com “EPS” em (MPa)

Figura 8 – Resistência à compressão simples do bloco de concreto com “EPS” em (MPa)

Idade Média tensão (MPa)

7 dias 1,64 MPa.

14 dias 2,05 MPa.

28 dias 2,54 MPa.


2186

6.2 Absorção de água por capilaridade

Ensaio de absorção de água por capilaridade, NBR 9779, da ABNT (2012) –

(Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água por

capilaridade), O resultado encontram- se na Tabela 5, Figura 9.

Tabela 5 - Absorção de água por capilaridade.

Figura 9 – Resultado do ensaio de absorção de água por capilaridade.

7 CONCLUSÕES

Com base na NBR 6136, da ABNT (2014), como também nos resultados de

resistência a compressão simples, os estudos realizados com o “EPS” reciclados na

produção de (blocos de concreto vazado), mostrou-se bastante satisfatórios,

demostrando que a produção é viável para sua utilização em alvenarias de vedação

não estrutural, isso porque a referida norma exige uma resistência mecânica de 2,0

MPa para vedação internas.

O bloco de concreto vazado com “EPS” apresentou resistência de 2,54 MPa com 28

dias de idade, de acordo com a norma NBR 6136, da ABNT (2014). Os valores

encontrados foram expressivos em função da porosidade causada pelo “EPs”, que

contém muito ar na sua composição diminuindo, a resistência mecânica.

No ensaio de absorção por capilaridade o bloco apresentou resultado de 0,16 g/cm²

com 72 horas, ficando dentro do permitido pela NBR 6136, da ABNT (2014), Tabela

3 – Requisitos para resistência, características à compressão simples, absorção de

água e retração. A expansão no bloco foi de 3,13%.

O bloco ficou classificado na classe (D), agregado leve, (Tabela 3- requisitos para

resistência, característica à compressão simples, absorção e retração), conforme

norma NBR 6136, da ABNT (2014), (Blocos vazados de concreto para alvenaria

simples), sem função estrutural para uso em elementos acima do nível do solo.

Hora g/cm²

3h 0,13 g/cm² 24h 0,13 g/cm²

48h 0,16 g/cm²

72h 0,16 g/cm²


2187

É de extrema importância a continuidade da pesquisa, realizando outras dosagens

ou a utilização de outros métodos experimentais, diminuindo e aumentando a

quantidade de Poliestireno Expandido “EPS”, e alterando sua granulometria. A

realização de ensaios sobre as propriedades térmica, acústica e resistência ao fogo,

devem também ser pesquisadas. Este estudo favoreceu a contribuição por uma

conscientização de sustentabilidade, diminuindo o impacto que esses resíduos têm

provocado no meio ambiente.

8 REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136 - Blocos

vazados de concreto simples para alvenaria. – Métodos de ensaios, Rio de

Janeiro, 2014.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9779 - Argamassa e

concreto endurecido - Determinação da absorção de agua por capilaridade, Rio

de Janeiro, 2012.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248 - Agregados -

Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE POLIESTIRENO EXPANDIDO (ABRAPEX).

http://www.abrapex.com.br/ acessado 14/08/2015 às 22h47min.

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente (MMA). Conselho Nacional do Meio Ambiente

(CONAMA). Resolução CONAMA Nº 448, de 18 de janeiro de 2012. Alteram

parcialmente os artigos da Resolução CONAMA 307 de, 05 de julho de 2002.

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Decreto Nº 7.404, de 23 de dezembro de

2010. Regulamenta a Lei Nº 12.305, de 02 de agosto de 2010.

HELENE, P. Manual de Dosagem e Controle do concreto, 2011, PINI.

OLIVEIRA, L. S. Reaproveitamento de Resíduos de Poliestireno Expandido

(isopor) em compósitos cimentícios, 2013.

NETO, Sbrighi Cláudio. Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizações. Ed. Geraldo C.

Isaia. São paulo: IBRACON, 2005. 2v. 1600p.

PINI. Manual de Utilização de EPS na Construção Civil, maio de 2006

REIS, S. L.; SANTOS, J. Sustentabilidade com Artefato de Cimento Produzido

com Resíduo da Construção Civil – RCC e Pó de Pedra. Seminário Mato-

grossense de Habitação de Interesse Social - SHIS. Cuiabá, UFMT, 29 de novembro

de 2013.


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